CN107727007B - 测量两轴之间对中偏差量的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种测量两轴之间对中偏差量的方法，包括：依次获取第一轴与第二轴处于第一至第i个转动角度时，所述第一光敏传感器所测得的第一至第i组第一传感器坐标参数和所述第二光敏传感器所测得的第一至第i组第二传感器坐标参数；将上述测得的传感器坐标参数转换为轴坐标参数；根据第一至第i组第一轴坐标参数进行曲线拟合，以确定第二激光发射器所发射激光在第一轴坐标系下的运动轨迹的第一曲线方程；相应地根据第一至第i组第二轴坐标参数进行曲线拟合得到第二曲线方程；至少根据第一曲线方程的中心坐标参数和第二曲线方程的中心坐标参数计算得到两轴之间对中偏差量；本测量方法测量误差小，操作简单。

Description

测量两轴之间对中偏差量的方法

技术领域

本发明涉及对中测量技术领域，尤其涉及一种测量两轴之间对中偏差量的方法。

背景技术

随着科学技术的进步和社会生产力的发展，现在的大型动力设备或机组通常含有多个转子，各转子之间用联轴器连接构成轴系，由于机器的设计、工作状态下热膨胀、安装误差、承载后的变形及机器基础的不均匀沉降等原因，会造成机器工作时彼此相连接的两转子轴线不在同一直线上的状况，即产生了不对中现象。

轴对中是指被测轴和基准轴两个设备轴线不同轴时空间的错位程度，其实对中的实质是描述基准轴和被测轴之间的空间位置关系，可将被测的两个轴的轴心想象成两条直线，用距离和夹角就可以描述两者之间的空间位置关系，为了更直观的描述，将这两个参数分别在水平面和垂直面上分解为如下四个参数：两轴的正视图时基准轴和被测轴中心线投影之间的距离为垂直平行偏差，基准轴和被测轴中心线投影之间的夹角为垂直角度偏差；两轴的俯视图时基准轴和被测轴中心线投影之间的距离为水平平行偏差，基准轴和被测轴中心线投影之间的夹角为水平角度偏差。

激光对中仪主要由三部份组成：显示器、激光单元、测量单元(包括传感器及倾角仪或陀螺仪)，其中传感器的类型有位置敏感传感器(PSD)及图像传感器(CCD)。激光测量技术相对于传统的千分表测量方法具有方便快速、准确高效，操作人员要求低等诸多优点，其一经发明就被广泛应用。目前在实际生产中应用最为广泛的激光对中仪以及国内研究者所设计的各种激光对中仪大多是采用单激光束-单PSD、或双激光束-双传感器一维的对中测量方式，也有通过加入棱镜对激光束进行反射从而减少LD或传感器数量的其它对中测量方式。由于结构组成的不同，不同的激光对中仪的测量原理也存在一定的差别。无论是国外的诸多激光对中仪产品，还是国内研究者们所设计的各种激光对中仪，它们在结构上的差别都是比较大的，其相应的测量原理与测量方法也各不相同。

目前的对中仪在对中测量过程中基本是利用传感器垂直方向的坐标(一维)进行计算的。因此，现在的对中仪只有在水平及垂直方向测量时才能得到准确的对中偏差值。在实际测量过程中，如果不能在水平及垂直方向测量，由于两轴存在偏差，在测量单元随着转轴转动时，激光束照射到传感器接收面上的光斑的角度变化量与转轴转动的角度变化量并不一致，光斑在传感器的位置会发生改变，传感器水平及垂直方向的读数值都会发生变化，只考虑传感器垂直方向读数值的变化会使测量误差较大。为了减少测量误差，如果是在任意位置测量，就需要对被测轴进行多次反复的调整测量，采用逼近的方法直到两轴的偏差调整到为零，从而增加了测量操作的复杂程度。

发明内容

本发明实施例提供一种测量两轴之间对中偏差量的方法，用于至少解决现有技术中测量误差大和测量操作复杂的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供一种测量两轴之间对中偏差量的方法，包括：

在第一轴上安装第一对中测量单元，所述第一对中测量单元包括第一激光发射器和第一光敏传感器；

在第二轴上安装第二对中测量单元，所述第二对中测量单元包括第二激光发射器和第二光敏传感器；

所述第一对中测量单元和第二对中测量单元的相对位置使得：所述第一激光发射器发射的光束能够照射到所述第二光敏传感器上，所述第二激光发射器发射的光束能够照射到所述第一光敏传感器上；

依次获取所述两对中测量单元处于第一至第i个转动角度时，所述第一光敏传感器所测得的第一至第i组第一传感器坐标参数和所述第二光敏传感器所测得的第一至第i组第二传感器坐标参数，其中，i的取值不小于3；

将所述第一至第i组第一传感器坐标参数转换为第一至第i组第一轴坐标参数，将所述第一至第i组第二传感器坐标参数转换为第一至第i组第二轴坐标参数；

根据所述第一至第i组第一轴坐标参数进行曲线拟合，以确定所述第二激光发射器所发射激光在第一轴坐标系下的运动轨迹的第一曲线方程；

根据所述第一至第i组第二轴坐标参数进行曲线拟合，以确定所述第一激光发射器所发射激光在第二轴坐标系下的运动轨迹的第二曲线方程；

至少根据所述第一曲线方程的中心坐标参数和所述第二曲线方程的中心坐标参数计算得到所述两轴之间对中偏差量。

本发明实施例的有益效果在于：通过第一对中测量单元和第二对中测量单元分别测量两转轴在转动到不同角度时，激光发射器在对应光敏传感器上所投射的激光的坐标参数，通过传感器坐标系与转轴坐标系的转换，运用MATLABT算法，将转轴坐标值采用圆或椭圆的曲线方程进行拟合，求出两转轴坐标平面内的运动轨迹曲线方程的中心点坐标，即可计算得到两转轴之间的对中偏差量，既降低了测量的误差也简化了测量操作。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的测量两轴之间对中偏差量的方法一实施例的流程图；

图2为本发明中建立传感器坐标系和轴坐标系的流程图；

图3为图1中步骤S17的一实施方式的流程图；

图4为本发明实施例中的传感器坐标系与轴坐标系之间的转换关系示意图；

图5为本发明实施例中的第一轴和第二轴之间的光斑运动轨迹及位置关系示意图；

图6为本发明实施例中正视图时第一轴和第二轴中心线投影之间的关系示意图；

图7为本发明实施例中俯视图时第一轴和第二轴中心线投影之间的关系示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”，不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

如图1所示，本发明的一实施例的测量两轴之间对中偏差量的方法，包括：

S11、在第一轴上安装第一对中测量单元，所述第一对中测量单元包括第一激光发射器和第一光敏传感器；

S12、在第二轴上安装第二对中测量单元，所述第二对中测量单元包括第二激光发射器和第二光敏传感器；其中，所述第一对中测量单元和第二对中测量单元的相对位置使得：所述第一激光发射器发射的光束能够照射到所述第二光敏传感器上，所述第二激光发射器发射的光束能够照射到所述第一光敏传感器上；

S13、依次获取所述两对中测量单元处于第一至第i个转动角度时，所述第一光敏传感器所测得的第一至第i组第一传感器坐标参数和所述第二光敏传感器所测得的第一至第i组第二传感器坐标参数，其中，i的取值不小于3；

S14、将所述第一至第i组第一传感器坐标参数转换为第一至第i组第一轴坐标参数，将所述第一至第i组第二传感器坐标参数转换为第一至第i组第二轴坐标参数；

S15、根据所述第一至第i组第一轴坐标参数进行曲线拟合，以确定所述第二激光发射器所发射激光在第一轴坐标系下的运动轨迹的第一曲线方程；

S16、根据所述第一至第i组第二轴坐标参数进行曲线拟合，以确定所述第一激光发射器所发射激光在第二轴坐标系下的运动轨迹的第二曲线方程；

S17、至少根据所述第一曲线方程的中心坐标参数和所述第二曲线方程的中心坐标参数计算得到所述第一轴与第二轴之间对中偏差量。其中，对中偏差量包括：垂直方向的平行偏差量、垂直方向的角度偏差量、水平方向的平行偏差量和水平方向的角度偏差量。

本发明实施例的有益效果在于：通过第一对中测量单元和第二对中测量单元分别测量两转轴在转动到不同角度时，激光发射器在对应光敏传感器上所投射的激光斑的坐标参数，通过传感器坐标系与转轴坐标系的转换，运用MATLABT算法，将转轴坐标值采用圆或椭圆的曲线方程进行拟合，求出两转轴坐标平面内的激光运动轨迹曲线方程的中心点坐标，即可计算得到两转轴之间的对中偏差量，既降低了测量的误差也简化了测量操作。

如图2所示，在本发明实施例的测量两轴之间对中偏差量的方法中，在测量之前还包括：

建立第一轴坐标系和第一传感器坐标系，所述第一轴坐标系以所述第一轴的轴线为Z₁轴，以竖直过所述第一轴的轴线的方向为Y₁轴，以垂直于Z₁轴与Y₁轴所构成平面方向为X₁轴；所述第一传感器坐标系随所述第一轴转动，当所述第一对中测量单元转动至竖直方向时，所述第一传感器坐标系与所述第一轴坐标系重合；

建立第二轴坐标系和第二传感器坐标系，所述第二轴坐标系以所述第二轴的轴线为Z₂轴，以竖直过所述第二轴的轴线的方向为Y₂轴，以垂直于Z₂轴与Y₂轴所构成平面方向为X₂轴；所述第二传感器坐标系随所述第二轴转动，当所述第二对中测量单元转动至竖直方向时，所述第二传感器坐标系与所述第二轴坐标系重合。

本实施例中通过第二轴坐标系与第一轴坐标系为固定不变的坐标系，而第二传感器坐标系是随第二轴的转动而转动的，并且在竖直位置上于相应的第二轴坐标系重合；同样，第一传感器坐标系随第一轴的转动而转动，并且在竖直位置上于相应的第一轴坐标系重合。所述第一光敏传感器和所述第二光敏传感器所测得的坐标参数为对应的第二传感器坐标系和第一传感器坐标系下的坐标参数，并且由于第二传感器坐标系和第一传感器坐标系是分别随两转轴转动而转动的，所以可将测量单元处于不同角度时传感器的读数转化为转轴坐标系的坐标值，在随轴转动的坐标系下采集坐标参数，减小了测量误差。

在一些实施例中，当i取值为3时：

所述第一至第三组第一传感器坐标参数包括：

所述两对中测量单元转到所述第一转动角度时，照射在所述第一光敏传感器上的激光点的坐标；

所述两对中测量单元转到所述第二转动角度时，照射在所述第一光敏传感器上的激光点的坐标；

所述两对中测量单元转到所述第三个转动角度时，照射在所述第一光敏传感器上的激光点的坐标；

所述第一至第三组第二传感器坐标参数包括：

所述两对中测量单元转到所述第一转动角度时，照射在所述第二光敏传感器上的激光点的坐标；

所述两对中测量单元转到所述第二转动角度时，照射在所述第二光敏传感器上的激光点的坐标；

所述两对中测量单元转到所述第三个转动角度时，照射在所述第二光敏传感器上的激光点的坐标。

在一些实施例中，至少根据获取的所述第一转动角度的第一光敏传感器上的激光点的坐标(x₁₁,y₁₁)和照射在所述第二光敏传感器上的激光点的坐标(x₂₁,y₂₁)，计算得到所述第一轴及第二轴坐标系的坐标值(X₁₁,Y₁₁)和(X₂₁,Y₂₁)；

至少根据获取的所述第二转动角度的第一光敏传感器上的激光点的坐标(x₁₂,y₁₂)和照射在所述第二光敏传感器上的激光点的坐标(x₂₂,y₂₂)，计算得到所述第一轴及第二轴坐标系的坐标值(X₁₂,Y₁₂)和(X₂₂,Y₂₂)；

……

至少根据获取的所述第i个转动角度的第一光敏传感器上的激光点的坐标(x_1i,y_1i)和照射在所述第二光敏传感器上的激光点的坐标(x_2i,y_2i)，计算得到所述第一轴及第二轴坐标系的坐标值(X_1i,Y_1i)和(X_2i,Y_2i)；

至少根据获取的所述第一轴坐标系的坐标值,运用MATLABT算法将转轴坐标值采用圆或椭圆的曲线方程进行拟合，求出第二轴的激光束投影在第一轴坐标平面内的运动轨迹曲线方程的中心点坐标(X_0M,Y_0M)；

至少根据获取的所述第二轴坐标系的坐标值,运用MATLABT算法将转轴坐标值采用圆或椭圆的曲线方程进行拟合，求出第一轴的激光束投影在第二轴坐标平面内的运动轨迹曲线方程的中心点坐标(X_0S,Y_0S)。

如图3所示，在一些实施例中，至少根据所述第一曲线方程的中心坐标参数和所述第二曲线方程的中心坐标参数计算得到所述第一轴与第二轴之间对中偏差量包括：

S171、至少根据第一轴坐标平面内的运动轨迹曲线方程的中心点的Y坐标得到所述垂直方向的平行偏差量；

S172、至少根据第一轴坐标平面内的运动轨迹曲线方程的中心点坐标Y_0M、第二轴坐标平面内的运动轨迹曲线方程的中心点坐标Y_0S计算得到所述垂直方向的角度偏差量；

S173、至少根据第一轴坐标平面内的运动轨迹曲线方程的中心点的X轴坐标X_0M，得到所述水平方向的平行偏差量；

S174、至少根据第一轴坐标平面内的运动轨迹曲线方程的中心点坐标X_0M、第二轴坐标平面内的运动轨迹曲线方程的中心点坐标X_0S计算得到所述水平方向的角度偏差量。在一些实施例中，所述第一轴与第二轴之间的角度偏差量不大于2°。

以下对本发明的测量第一轴与第二轴之间对中偏差量的方法进一步举例说明如下：

把两个被测设备分为第二轴及第一轴，将两个对中测量单元及激光发射器分别固定在两个转轴上。由于两转轴及对中测量单元都是相互独立的，因此对两转轴建立不同的坐标系。将记录第二轴激光运动轨迹的对中测量单元安装在第一轴上设为M1，其运动轨迹坐标系为X₁Y₁Z₁，记录第一轴激光运动轨迹的对中测量单元安装在第二轴上设为S1，其运动轨迹坐标系为X₂Y₂Z₂。安装过程中要保证两个对中测量单元分别垂直于其所在的轴线，激光发射器发出的光线与其所在的转轴轴线平行，对中测量单元的传感器接收面与所在轴的端面平行，同时要调整两个对中测量单元，保证每个单元的激光束能在测量过程中被对面传感器的接收面接收到。

轴对中是指被测轴和基准轴两个设备轴线不同轴时空间的错位程度，其实对中的实质是描述基准轴和被测轴之间的空间位置关系，可将被测的两个轴的轴心想象成两条直线，用距离和夹角就可以描述两者之间的空间位置关系。为了更直观的描述，将这两个参数分别在水平面和垂直面上分解为如下四个参数：两轴的正视图时基准轴和被测轴中心线投影之间的距离为垂直平行偏差Y₀，基准轴和被测轴中心线投影之间的夹角为垂直方向俯仰角度偏差Θ_⊥；两轴的俯视图时基准轴和被测轴中心线投影之间的距离为水平平行偏差X₀，基准轴和被测轴中心线投影之间的夹角为水平偏摆角度偏差Θ_∥。

第二轴坐标系的建立：第二轴的端面向右，以轴心线为Z₂，向右为正方向；过转轴径向最高点与轴心线的垂线为Y₂轴，向上为Y₂轴正方向；过Z₂轴与Y₂轴的交点O₂并与两轴垂直的水平线为X₂轴，水平远离的方向为X₂轴正方向，坐标原点为O₂。第二轴上的对中测量单元传感器坐标系的建立:在垂直方向上S1对中测量单元传感器坐标系x₂o₂y₂与第二轴坐标系X₂O₂Y₂重合。该坐标系随对中测量单元S1绕第二轴在X₂O₂Y₂平面内转动。传感器坐标系x₂o₂y₂的原点o₂与传感器中心点的距离为L。

第一轴坐标系的建立:第一轴的端面向左，以第一轴的轴心线为Z₁,向右为正方向，过转轴最高点与轴心线的垂线为Y₁轴，与该截面圆垂直方向的径向直径重合，向上为Y₁轴的正方向；过Z₁轴与Y₁轴的交点O₁并与两轴垂直的水平线为X₁轴，水平远离的方向为X₁轴正方向，坐标原点为O₁。第一轴上的对中测量单元传感器坐标系的建立:在垂直方向上M1对中单元传感器坐标系x₁o₁y₁与第一轴坐标系X₁O₁Y₁重合，该坐标系随对中单元M1绕第一轴在X₁O₁Y₁平面内转动。传感器坐标系x₁o₁y₁的原点o₁与传感器中心点的距离为R。

根据上面所建立的坐标系，任意位置传感器坐标系与轴坐标系之间的位置关系可用图4表示；两轴之间的光斑运动轨迹及位置关系可用图5表示；两轴的正视图时第二轴和第一轴中心线投影之间的关系可用图6表示，可表征垂直方向的对中偏差量；两轴的俯视图时第二轴和第一轴中心线投影之间的关系可用图7表示，可表征水平方向的对中偏差量。

任意位置的光斑在轴坐标系及传感器坐标系上的关系如图4所示。当两轴转过任一角度α时，两轴的传感器坐标系也一起转动了角度α，第二轴上发出的光束在第一轴接收面的光斑为P，传感器的读数值为(V_1i，H_1i),在传感器坐标系上光斑P的坐标值为(x_1i，y_1i),其中x_1i＝V_1i，y_1i＝H_1i+R，在第一轴坐标系上光斑P的坐标值为(X_1i，Y_1i),则两者的关系式为:

其中:

至少在转轴的任意三个位置测量，根据获取的第一轴坐标系的坐标值,运用MATLABT算法将转轴坐标值采用圆或椭圆的曲线方程进行拟合，求出第二轴的激光束投影在X₁O₁Y₁坐标平面内的运动轨迹曲线方程的中心点坐标(X_0M,Y_0M)。

将图4中的P点改为A，同理也可求出第二轴上两坐标系之间的坐标转换关系式。

其中:

根据获取的第二轴坐标系的坐标值,运用MATLABT算法将转轴坐标值采用圆或椭圆的曲线方程进行拟合，求出第一轴的激光束投影在X₂O₂Y₂坐标平面内的运动轨迹曲线方程的中心点坐标(X_0S,Y_0S)。

如图5所示，第二轴Z₂延长线与第一轴X₁O₁Y₁面的交点为O₃，第二轴上发射的激光束与第二轴平行，此点即为第二轴上发射的激光束绕Z₂旋转时在第一轴X₁O₁Y₁面上所形成的运动轨迹的中心点，其坐标为(X_0M，Y_0M)，根据两转轴之间的表征方式，O₃与O₁的距离即为第一轴与第二轴的距离偏差量，O₃在Y₁轴上的投影为M，在X₁轴上的投影为N。则O₁M即为第一轴在垂直方向的平行偏差量，O₁M＝Y_OM，O₁N即为第一轴在水平方向的平行偏差量，O₁N＝X_OM。

第一轴的延长线与第二轴X₂O₂Y₂面的交点为O₄，第一轴上发射的激光束与第一轴平行，此点即为第一轴上的激光绕Z₁旋转时在第二轴X₂O₂Y₂面上所形成的运动轨迹的中心点，其坐标为(X_OS，Y_OS)，O₄在Y₂轴上的投影为S，在X₂轴上的投影为W,O₂S＝Y_OS，O₂W＝X_OS，根据两转轴之间的表征方式可知，线O₂M与O₁S的夹角θ即为轴Z₁与Z₂在垂直方向的角度偏差量，如图6所示；线O₂N与O₁W的夹角δ即为轴Z₁与Z₂在水平方向的角度偏差量，如图7所示。

在图6中，过M向Y₂作一与O₁S平行的线段MM₁,与Y₂的交点为M₁，过M向O₁S作一与Y₂平行的线段MM₂,与O₁S的交点为M₂，

由于接收传感器的测量范围一般不超过20mm×20mm，为了保证在测量过程中激光能被对面传感器的接收面接收到，两轴的角度偏差应不超过2°，根据图6我们可得到如下的数学关系式：

由式(7)～(10)可求得两轴在垂直方向的平行及角度偏差量

在图7中，过N向Y₂作一与O₁W平行的线段NN₁,与Y₂的交点为N₁，过N向O₁W作一与Y₂平行的线段NN₂,与O₁W的交点为N₂，由于接收传感器的测量范围一般不超过20mm×20mm，为了保证在测量过程中激光能被对面传感器的接收面接收到，所以两轴的角度偏差应不超过2°，根据图7我们可得到如下的数学关系式：

由式(13)～(16)可求得两轴在水平方向的平行及角度偏差量

以下通过模拟实验验证本发明实施例的测量方法的准确性。

激光对中仪在任意位置对转轴进行测量时，不能直接得到在水平及垂直方向的坐标值，这就需要通过数学拟合的方式确定激光绕转轴运动时，在转轴坐标系上的光斑轨迹曲线方程，但由于仪器只能读到传感器的坐标值及转动的角度量，这就需要将传感器坐标系的坐标值转化为转轴坐标系的坐标值。

为了找到激光转到任意位置时其投射的光斑位置与两转轴相对位置的关系，就需找到任意位置的光斑在传感器坐标系及轴坐标系的关系，根据对中仪的工作方式及我们所建立的坐标系，利用Creo Parametric 2.0参数化建模软件作图，模拟两对中测量单元在两转轴上的运动轨迹。

根据两旋转轴及传感器所建立的坐标系，在Creo Parametric 2.0参数化建模软件模拟的实验中，通过改变两轴间的平行偏差及角度偏差量可分别得到各点在转轴坐标系及传感器坐标系的坐标值，两坐标系的坐标值见表1及表2。

表1 (第一轴上光斑在第一轴坐标系及第一传感器坐标系上的坐标值)

表2 (第二轴上光斑在第二轴坐标系及第二传感器坐标系上的坐标值)

表1-2中的i取值0～12，通过对表1及表2模拟数据分析可知，当两轴存在平行及角度偏差时，激光运动产生的光斑不但使传感器垂直方向坐标值产生变化，在水平方向坐标值也会产生变化。根据表1及表2的数值规律，可证明在任意位置，转轴与传感器的坐标关系式(1)～(6)是正确的。

对表1及表2转轴坐标值利用MATLABT算法分别采用圆及椭圆的曲线方程进行拟合，各组数据拟合得到的数值见表1及表2，从各组拟合得到的数值可知，在没有角度偏差或角度偏差很小时，两轴上的激光束在接收传感器上的运动轨迹可认为是个圆。在对两转轴测量任意三点位置时，可根据公式(1)～(6)将传感器读到的各测量点坐标值转变为转轴坐标系的坐标值，然后根据三点确定一个圆的原理，分别计算出两轴上激光运动轨迹的中心点坐标,然后根据公式(11)、(12)、(17)及(18)即可求出两轴的对中偏差量。

如果两轴的角度偏差较大，两轴在旋转时激光束在传感器中的运动轨迹是个椭圆，为了减小测量误差，可采用多点测量法，根据公式(1)～(6)将传感器读到的各测量点坐标值转变为转轴坐标系的坐标值，然后利用MATLABT算法计算出椭圆的中心点坐标,然后根据公式(11)、(12)、(17)及(18)求出两轴的对中偏差量。

本发明实施例利用软件仿真验证了测量结果的表达式的正确性，利用二维传感器可实现在任意位置对两轴的对中偏差量进行可靠的测量，减少由于测量原理而引起的测量误差，不需要反复调整测量，提高工作效率及测量结果的可靠性。

需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作合并，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种测量两轴之间对中偏差量的方法，包括：

在第一轴上安装第一对中测量单元，所述第一对中测量单元包括第一激光发射器和第一光敏传感器；

在第二轴上安装第二对中测量单元，所述第二对中测量单元包括第二激光发射器和第二光敏传感器；所述第一对中测量单元和第二对中测量单元的相对位置使得：所述第一激光发射器发射的光束能够照射到所述第二光敏传感器上，所述第二激光发射器发射的光束能够照射到所述第一光敏传感器上；

依次获取所述两对中测量单元处于第一至第i个转动角度时，所述第一光敏传感器所测得的第一至第i组第一传感器坐标参数和所述第二光敏传感器所测得的第一至第i组第二传感器坐标参数，其中，i的取值不小于3；

将所述第一至第i组第一传感器坐标参数转换为第一至第i组第一轴坐标参数，将所述第一至第i组第二传感器坐标参数转换为第一至第i组第二轴坐标参数；

根据所述第一至第i组第一轴坐标参数进行曲线拟合，以确定所述第二激光发射器所发射激光在第一轴坐标系下的运动轨迹的第一曲线方程；

根据所述第一至第i组第二轴坐标参数进行曲线拟合，以确定所述第一激光发射器所发射激光在第二轴坐标系下的运动轨迹的第二曲线方程；

至少根据所述第一曲线方程的中心坐标参数和所述第二曲线方程的中心坐标参数计算得到所述第一轴与第二轴之间对中偏差量。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，在测量之前还包括：

建立第一轴坐标系和第一传感器坐标系，所述第一轴坐标系以所述第一轴的轴线为Z₁轴，以竖直过所述第一轴的轴线的方向为Y₁轴，以垂直于Z₁轴与Y₁轴所构成平面方向为X₁轴；所述第一传感器坐标系随所述第一轴转动，当所述第一对中测量单元转动至竖直方向时，所述第一传感器坐标系与所述第一轴坐标系重合；

建立第二轴坐标系和第二传感器坐标系，所述第二轴坐标系以所述第二轴的轴线为Z₂轴，以竖直过所述第二轴的轴线的方向为Y₂轴，以垂直于Z₂轴与Y₂轴所构成平面方向为X₂轴；所述第二传感器坐标系随所述第二轴转动，当所述第二对中测量单元转动至竖直方向时，所述第二传感器坐标系与所述第二轴坐标系重合。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，当i取值为3时，

所述第一至第三组第一传感器坐标参数包括：

所述两对中测量单元转到所述第一转动角度时，照射在所述第一光敏传感器上的激光点的坐标；

所述两对中测量单元转到所述第二转动角度时，照射在所述第一光敏传感器上的激光点的坐标；

所述两对中测量单元转到所述第三个转动角度时，照射在所述第一光敏传感器上的激光点的坐标；

所述第一至第三组第二传感器坐标参数包括：

所述两对中测量单元转到所述第一转动角度时，照射在所述第二光敏传感器上的激光点的坐标；

所述两对中测量单元转到所述第二转动角度时，照射在所述第二光敏传感器上的激光点的坐标；

所述两对中测量单元转到所述第三个转动角度时，照射在所述第二光敏传感器上的激光点的坐标。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述第一至第i组第一传感器坐标参数转换为第一至第i组第一轴坐标参数，由以下公式实现转换：

其中，(x_1i，y_1i)为第一传感器坐标参数，(X_1i，Y_1i)为第一轴坐标系参数，

5.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述第一至第i组第二传感器坐标参数转换为第一至第i组第二轴坐标参数，由以下公式实现转换：

其中，(x_2i，y_2i)为第二传感器坐标参数，(X_2i，Y_2i)为第二轴坐标系参数，

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述对中偏差量包括：垂直方向的平行偏差量、垂直方向的角度偏差量、水平方向的平行偏差量和水平方向的角度偏差量。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述至少根据所述第一曲线方程的中心坐标参数和所述第二曲线方程的中心坐标参数计算得到所述第一轴与第二轴之间对中偏差量包括：

至少根据所述第一曲线方程的中心坐标得到所述垂直方向的平行偏差量；

至少根据所述第一曲线方程的中心坐标和所述第二曲线方程的中心坐标计算得到所述垂直方向的角度偏差量；

至少根据所述第一曲线方程的的中心坐标，得到所述水平方向的平行偏差量；

至少根据所述第一曲线方程的中心坐标和所述第二曲线方程的中心坐标计算得到所述水平方向的角度偏差量。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的方法，其中，所述第一轴与第二轴之间的角度偏差量不大于2°。

9.根据权利要求1～7中任一项所述的方法，其中，所述第一至第i个转动角度之和不小于60°。

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