CN108151668B - 一种叶片型面全数据测量拼接方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种叶片型面全数据测量拼接方法及装置，首先将叶片装夹在旋转台上，根据叶片的型面特点，采用不同的传感器装夹方式装夹传感器进行叶片扫描，完成叶片型面全数据采集；然后借助旋转台上设置的标准球，根据标准球的球心坐标和标准球球心平移后坐标以及旋转台中心，求出转换坐标，完成不同坐标系下叶片型面数据的拼接，最后得到完整的叶片三维点云数据。本发明操作简单，采集速度快，效率高，算法简便，容易实现，不仅对叶片型面检测提供新的参考，对实现其它复杂型面物体的测量也有重要的指导意义。

Description

一种叶片型面全数据测量拼接方法及装置

技术领域

本发明属于叶片型面检测技术领域，具体涉及一种叶片型面全数据测量拼接方法及装置。

背景技术

叶片是航空发动机关键零件，其承担着将热能转化为机械能的重要任务。叶片的质量是整机质量的保证，叶片的形状误差直接影响着整机的能量转化效率。叶片型面一般为变截面扭转曲面并且尺度跨度大、受力强、承载大。叶片前后缘是叶片设计的关键参数，通常把前后缘设计成圆弧，其加工制造精度直接决定叶片气动性能的优劣。

叶片型面为变截面扭转曲面，其前后缘半径小且薄、曲率变化大。由于这些特点的限制，叶片型面全数据快速获取以及叶片前后缘数据的获取一直是难点问题。常用的测量叶片型面的方法有很多种，但存在一些问题，如标准模板法、三坐标机测量法、机器视觉法、CT扫描法、激光点测量法等。标准模板法测量精度低，准确性差，且不能定量分析，不同叶片的截面形状不同，因此需多个样板，成本较高，对于前后缘测量，无法得到有效的测量数据；三坐标机测量法，是接触式测量，采用逐点扫描方式，成本高，测球半径和前后缘曲率影响出现跳点、重叠点和尖边点等，造成轮廓失真或轮廓偏离；机器视觉法和CT扫描法，测量精度较低，对于测量前后缘这种微小的几何尺寸，产生误差过大；四坐标测量机激光点测量法，是非接触式测量，利用激光三角法原理，通过点扫描对叶片进行扫描，但测量中检测到的数据太少，对于提取的特征曲线精度会有较大的影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种叶片型面全数据测量拼接方法及装置，为叶片三维曲面模型重构、叶片型面参数提取、质量评价等后续处理奠定基础。

本发明采用以下技术方案：

一种叶片型面全数据测量拼接方法，首先将叶片装夹在旋转台上，根据叶片的型面特点，采用不同的传感器装夹方式装夹传感器进行叶片扫描，完成叶片型面全数据采集；然后借助旋转台上设置的标准球，根据标准球的球心坐标和标准球球心平移后坐标以及旋转台中心，求出转换坐标，完成不同坐标系下叶片型面数据的拼接，最后得到完整的叶片三维点云数据。

具体的，包括以下步骤：

S1、将装夹好的叶片放置在旋转台上，并在旋转台上安放标准球，装夹传感器，使传感器光束方向与叶片截面轮廓线所在平面垂直，利用传感器扫描标准球，获取当前坐标系下不同位置标准球上离传感器最近的点坐标，并获取叶片叶盆和叶背数据信息；

S2、改变传感器装夹方式，使传感器光束方向与叶片截面轮廓线所在平面平行，利用传感器扫描标准球，获取当前坐标系下不同位置标准球上离传感器最近的点坐标，并获取叶片前后缘数据信息；

S3、通过已知标准球最近点坐标，分别计算步骤S1和步骤S2传感器不同装夹方式下的标准球球心坐标，得到不同坐标系下的旋转台中心坐标；

S4、通过将旋转台坐标重合，得到平移量，将步骤S2得到的数据平移转换到同一坐标系下，再分别以步骤S3得到的步骤S1获取的标准球球心坐标和步骤S2获取的标准球球心平移后坐标以及旋转台中心，求出旋转角度θ，以及旋转平移后的所有数据，完成叶片型面数据拼接，得到叶片三维点云数据。

具体的，步骤S1中，传感器沿X轴、Z轴扫描标准球，获取标准球在Y方向距离传感器最近的点，记为P₁(x₁，y₁，z₁)，然后沿X轴方向扫描叶片的叶盆，记录并保存得到第一次测量数据；

扫描完成后，将旋转台旋转180°，扫描标准球，获取标准球在Y方向距离传感器最近的点，记为P₂(x₂，y₂，z₂)，接着沿X轴方向扫描叶片的叶背，记录并保存得到第二次测量数据；

扫描完成后，将旋转台旋转任意已知角度，扫描标准球，获取标准球在Y方向距离传感器最近的点，记为P₃(x₃，y₃，z₃)。

进一步的，根据标准球上的最近点是通过标准球球心截面上的点，r为标准球半径，将不同角度下的标准球球心坐标P′₁(x₁，y₁+r，z₁)，P′₂(x₂，y₂+r，z₂)和P′₃(x₃，y₃+r，z₃)带入平面圆方程得到高度为z₀的旋转台旋转中心坐标O(x₀,y₀,z₀)和旋转半径R，z₁＝z₂＝z₃＝z₀，将第二次测量下获得的叶片型面数据，以旋转台旋转中心坐标O(x₀,y₀,z₀)为旋转中心，绕Z轴旋转180°，将两次测量数据转换在同一坐标系下。

进一步的，高度为z₀的旋转台旋转中心坐标(x₀，y₀)和旋转半径R具体如下：

其中，r为标准球半径。

具体的，步骤S2中，传感器沿X轴、Z轴分别扫描标准球，获取标准球在Y方向距离传感器最近的点，记为Q₁(x₄，y₄，z₄)，然后沿Z轴方向扫描叶片的前后缘，记录并保存得到改变装夹方式后的第一次测量数据；

扫描完成后，旋转台旋转180°，扫描标准球，获取标准球在Y方向距离传感器最近的点，记为Q₂(x₅，y₅，z₅)，最后沿Z轴方向扫描叶片的前后缘，记录并保存得到改变装夹方式后的第二次测量数据；

扫描完成后，将旋转台旋转任意已知角度，扫描标准球，获取标准球在Y方向距离传感器最近的点，记为Q₃(x₆，y₆，z₆)。

进一步的，根据标准球上的最近点是通过标准球球心截面上的点，r为标准球半径，将改变装夹方式后扫描得到的标准球球心坐标Q'₁(x₄，y₄+r，z₄)，Q'₂(x₅，y₅+r，z₅)，Q'₃(x₆，y₆+r，z₆)带入平面圆方程得此坐标系下高度为z₄＝z₅＝z₆＝z'₀的旋转台旋转中心坐标O'(x₀',y₀',z₀')和旋转半径R'，将第二次测量下获得的叶片型面数据以旋转台旋转中心坐标O'(x₀',y₀',z₀')为旋转中心，绕Z轴旋转180°，将两次测量数据转换在同一坐标系下。

具体的，步骤S4包括以下步骤：

S401、通过平移将旋转台两次的旋转中心坐标重合，求得平移量Δ(Δx，Δy，Δz)，其中，Δx＝x₀-x'₀，Δy＝y₀-y'₀，Δz＝z₀-z'₀；

S402、根据步骤S401平移量得到平移后标准球的球心坐标P′₄(x₄-Δx，y₄+r-Δy，z₄-Δz)，P′₅(x₅-Δx，y₅+r-Δy，z₅-Δz)，P′₆(x₆-Δx，y₆+r-Δy，z₆-Δz)，通过标准球球心坐标P′₁(x₁，y₁+r，z₁)，旋转台旋转中心坐标O(x₀,y₀,z₀)以及平移后标准球球心坐标P′₄(x₄-Δx，y₄+r-Δy，z₄-Δz)计算得到旋转角度θ如下：

其中，

S403、将改变传感器装夹方式后的测量数据[x,y,z]平移Δ得到平移后的测量数据[x',y',z']，再将平移后的测量数据[x',y',z']绕旋转台中心轴旋转θ，得到旋转后数据[x”,y”,z”]，完成整个叶片的数据拼接。

进一步的，旋转后数据[x”,y”,z”]具体为：

一种叶片型面全数据测量装置，包括底座，底座上分别设置有可360°旋转的旋转台和能够沿Y轴移动的Y轴滑座，旋转台上设置有第一夹具和标准球，第一夹具用于装夹叶片；

Y轴滑座上设置有Z轴立柱，Z轴立柱上靠近旋转台一侧设置有X轴横臂，X轴横臂上设置有用于装夹传感器的第二夹具；

底座上还设置有用于控制Y轴滑座、Z轴立柱和X轴横臂运动的电机柜，电机柜通过数据线与计算机连接。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

本发明一种叶片型面全数据测量拼接方法，通过对叶片特点的分析，利用线扫描传感器的优点，针对于叶片的叶盆叶背和前后缘的检测，对传感器采用不同装夹方式以及扫描路径，由于叶盆叶背为变截面扭转曲面，所以传感器需按照截面轮廓线方向扫描，故需使传感器光束垂直于截面轮廓线所在平面，这样才可实现对于叶盆叶背所有数据的快速、准确获取，由于前后缘半径小且薄、曲率变化大，测量过程中容易出现跳点或者漏测的现象。要改善这种现象，则需更多的光点入射到叶片前后缘，故让传感器光束方向平行于截面轮廓线所在平面，可获取叶片前后缘数据，最后，借助标准球，求得不同坐标系下的旋转台中心。通过使其重合，得到平移量，通过平移，使所有数据转换到同一个坐标系下。再计算求出旋转角度，将平移后数据旋转，就完成了叶片型面全数据拼接，得到了完整的叶片三维点云数据。

进一步的，设置P₁、P₂、P₃用于求取高度为z₀的旋转台3旋转中心坐标O(x₀,y₀,z₀)，能够快速完成两次测量数据的拼接，计算简单，效率高。

进一步的，设置Q₁、Q₂、Q₃用于求取高度为z′₀的旋转台旋转中心坐标O'(x₀',y₀',z₀')，能够快速完成两次测量数据的拼接，计算简单，效率高。

进一步的，通过平移将旋转台两次的圆心坐标重合，能够得到平移量及旋转角度，通过平移及旋转测量数据，完成叶片数据拼接，获得完整的叶片三维数据，这为后续的三维模型重构、叶片型面参数提取、质量评价等后续处理奠定基础。

本发明还公开了一种叶片型面全数据测量装置，通过设置可360旋转的旋转台装夹叶片，并设置能够沿Y轴移动的Y轴滑座，Y轴滑座上设置Z轴立柱，Z轴立柱上设置X轴横臂，通过第二夹具装夹传感器实现传感器的位置调节，并通过电机柜与计算机连接，实现自动化控制和数据处理，获取到完整的叶片的叶盆叶背和前后缘数据，通过在旋转台上设置标准球，求得转换坐标，经过拼接，最后得到叶片型面三维点云数据，结构简单、操作简便，降低了测量误差，节约了大量人力物力，本装置可根据测量要求调整传感器装夹方式，操作简单方便。再通过X、Y、Z各运动轴以及旋转台的协同运动，可快速实现叶片型面的全数据测量。既可以保证叶片的测量精度，又提高了测量效率。

综上所述，本发明操作简单，采集速度快，效率高，算法简便，容易实现，不仅对叶片型面检测提供新的参考，对实现其它复杂型面物体的测量也有重要的指导意义。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明测量装置结构示意图；

图2为本发明首次传感器测量叶片图；

图3为本发明测量标准球及叶盆叶背路径图；

图4为本发明改变传感器装夹方式后测量叶片图；

图5为本发明测量标准球及前后缘路径图。

其中：1.叶片；2.第一夹具；3.旋转台；4.标准球；5.传感器；6.第二夹具；7.X轴横臂；8.Y轴滑座；9.Z轴立柱；10.底座；11.电机柜；12.数据线；13.计算机。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“一侧”、“一端”、“一边”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1，本发明提供了一种叶片型面全数据测量装置，包括底座10、旋转台3、Y轴滑座8、Z轴立柱9、X轴横臂7、传感器5、电机柜11和计算机13。

旋转台3和Y轴滑座8分别设置在底座10上，旋转台3上设置有第一夹具2和标准球4，第一夹具2用于装夹叶片1，旋转台3可360°旋转；

Z轴立柱9设置在Y轴滑座8上，X轴横臂7设置在Z轴立柱9靠近旋转台3的一侧，传感器5装夹在第二夹具6上，通过第二夹具6与X轴横臂7连接，第二夹具6用于带动传感器5可绕Y轴旋转。

具体安装方式如下：

以X，Y，Z为测量装置的机器坐标系，将叶片1安装在叶片专用第一夹具2上，安装好后与标准球4一起放置在旋转台3上，将旋转台3安装在底座10上；

将传感器5通过专用第二夹具6安装在X轴横臂7上，沿X轴方向运动，且X轴横臂7可跟随Y轴滑座8沿Y轴运动，可跟随Z轴立柱9沿Z轴运动；

电机柜11与计算机13之间通过数据线12连接，通过计算机13控制各轴运动，并将测量数据传输给计算机13进行数据保存、处理等。

电机柜11包括控制***和数据采集***等，用于控制Y轴滑座8、Z轴立柱9和X轴横臂7运动，并将结果发送给计算机。

本发明一种叶片型面全数据测量拼接方法，首先，根据叶片型面特点，采用不同的传感器装夹方式，完成叶片型面全数据采集；然后借助标准球，求出转换坐标，完成不同坐标系下叶片型面数据的拼接，最后得到完整的叶片三维点云数据；具体步骤如下：

S1、首先，装夹好叶片，放置在水平的旋转台上，接着，安放标准球，然后，装夹传感器，使传感器光束方向与叶片截面轮廓线所在平面垂直，即与Z轴平行，利用传感器扫描标准球，获取当前坐标系下不同位置标准球上离传感器最近的点坐标，并获取叶片叶盆和叶背数据信息；

传感器至少采集标准球的三个点坐标；

S2、改变传感器装夹方式，使传感器光束方向与叶片截面轮廓线所在平面平行，即与X轴平行，利用传感器扫描标准球，获取当前坐标系下不同位置标准球上离传感器最近的点坐标，并获取叶片前后缘数据信息；

传感器至少采集标准球的三个点坐标；

S3、通过已知标准球最近点坐标，计算传感器不同装夹方式下的标准球球心坐标；将球心坐标带入平面圆方程，求得不同坐标系下的旋转台中心坐标；

S4、通过将旋转台坐标重合，得到平移量，将步骤S2中的所有数据平移，则所有数据都转换到同一坐标系下，再以首次获取的标准球球心坐标和步骤S2中首次获取的标准球球心平移后坐标以及旋转台中心，求出旋转角度，以及旋转平移后的所有数据，完成叶片型面数据拼接，得到叶片三维点云数据。

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。通常在此处附图中的描述和所示的本发明实施例的组件可以通过各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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。

确定叶片及传感器装夹方式

S101、将被测叶片1装夹在第一夹具2上，竖直放置在旋转台3上，并放置标准球4；

S102、将线扫描激光传感器5装夹在第二夹具6上，传感器5的光束方向与叶片1截面轮廓线所在平面垂直(即与Z轴平行)，将传感器5调至使用量程范围内，如图2所示；

计算转台中心坐标及叶盆叶背数据拼接

S103、传感器5沿X轴、Z轴扫描标准球4，获取标准球4在Y方向距离传感器5最近的点，记为P₁(x₁，y₁，z₁)。

接着，沿X轴方向扫描叶片1叶盆，记录并保存数据；

扫描完成后，旋转台3旋转180°，同理，先扫描标准球4，获取标准球4在Y方向距离传感器5最近的点，记为P₂(x₂，y₂，z₂)；

接着沿X轴方向扫描叶片1叶背，记录并保存数据；

扫描完成后，将旋转台3旋转任意已知角度，扫描标准球4，获取标准球4在Y方向距离传感器5最近的点，记为P₃(x₃，y₃，z₃)，如图3所示。

S301、由于已知的标准球4上的最近点是通过球心截面上的点，故不同角度下的标准球球心坐标为P′₁(x₁，y₁+r，z₁)，P′₂(x₂，y₂+r，z₂)，P′₃(x₃，y₃+r，z₃)，r为已知标准球4半径。

设圆心坐标为O(x₀,y₀,z₀)，其中，z₁＝z₂＝z₃＝z₀，将P′₁、P′₂、P′₃三点带入平面圆方程：

(x-x₀)²+(y-y₀)²＝R² (1)

求得圆心坐标(即高度为z₀的旋转台3旋转中心坐标)和半径R：

S302、将第二次测量下获得的叶片1型面数据，以圆心坐标O(x₀,y₀,z₀)为旋转中心，绕Z轴旋转180°，可将两次测量数据转换在同一坐标系下。

S201、改变传感器装夹方式

将线扫描激光传感器5装夹在第二夹具6上，光束方向与叶片截面轮廓线所在平面平行(即与X轴平行)，将传感器5调至使用量程范围内，如图4所示；

S202、计算转台中心及前后缘数据拼接

传感器5沿X轴、Z轴扫描标准球4，获取标准球4在Y方向距离传感器5最近的点，记为Q₁(x₄，y₄，z₄)；

接着，沿Z轴方向扫描叶片1的前后缘，记录并保存数据。

扫描完成后，旋转台3旋转180°，同理，先扫描标准球4，获取标准球4在Y方向距离传感器5最近的点，记为Q₂(x₅，y₅，z₅)。

接着沿Z轴方向扫描叶片1前后缘，记录并保存数据。

扫描完成后，将旋转台3旋转任意已知角度，扫描标准球4，获取标准球4在Y方向距离传感器5最近的点，记为Q₃(x₆，y₆，z₆)，如图5所示；

S301、计算标准球4球心坐标

Q'₁(x₄，y₄+r，z₄)，Q'₂(x₅，y₅+r，z₅)，Q'₃(x₆，y₆+r，z₆)；

将球心坐标带入平面圆方程(1)，求得此坐标系下圆心坐标O'(x₀',y₀',z₀')，即高度为z₄＝z₅＝z₆＝z'₀的旋转台3旋转中心坐标和半径R'；

S302、将传感器5装夹方式改变后的第二次测量下获得的叶片1型面数据，以圆心坐标O'(x₀',y₀',z₀')为旋转中心，绕Z轴旋转180°，将两次测量数据转换在同一坐标系下。

S4、叶片全数据拼接

S401、为实现传感器5在不同装夹方式时测量数据的拼接，要通过坐标转换统一测量数据。对于整个测量***，旋转台3的中心轴位置不变。

通过平移将两次的圆心坐标(旋转台中心)重合，求得平移量Δ(Δx，Δy，Δz)，

其中，Δx＝x₀-x'₀，Δy＝y₀-y'₀，Δz＝z₀-z'₀；

S402、平移后标准球4的球心坐标变为：P′₄(x₄-Δx，y₄+r-Δy，z₄-Δz)，P′₅(x₅-Δx，y₅+r-Δy，z₅-Δz)，P′₆(x₆-Δx，y₆+r-Δy，z₆-Δz)，

其中，z₄-Δz＝z₅-Δz＝z₆-Δz。

再通过已知三点P′₁，O，P′₄求出旋转角度θ如下：

S403、将改变传感器装夹方式后所有的测量数据[x,y,z]平移Δ，则完成所有数据都转换到同一坐标系下。

再将平移后的测量数据[x',y',z']绕旋转台3中心轴旋转θ，得到旋转后数据[x”,y”,z”]，完成了整个叶片的数据拼接，即：

[x',y',z']＝[x,y,z]+Δ (7)

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种叶片型面全数据测量拼接方法，其特征在于，首先将叶片装夹在旋转台上，根据叶片的型面特点，采用不同的传感器装夹方式装夹传感器进行叶片扫描，完成叶片型面全数据采集；然后借助旋转台上设置的标准球，根据标准球的球心坐标和标准球球心平移后坐标以及旋转台中心，求出转换坐标，完成不同坐标系下叶片型面数据的拼接，最后得到完整的叶片三维点云数据，包括以下步骤：

S1、将装夹好的叶片放置在旋转台上，并在旋转台上安放标准球，装夹传感器，使传感器光束方向与叶片截面轮廓线所在平面垂直，利用传感器扫描标准球，获取当前坐标系下不同位置标准球上离传感器最近的点坐标，并获取叶片叶盆和叶背数据信息，具体为：

传感器沿X轴、Z轴扫描标准球，获取标准球在Y方向距离传感器最近的点，记为P₁(x₁，y₁，z₁)，然后沿X轴方向扫描叶片的叶盆，记录并保存得到第一次测量数据；

扫描完成后，将旋转台旋转180°，扫描标准球，获取标准球在Y方向距离传感器最近的点，记为P₂(x₂，y₂，z₂)，接着沿X轴方向扫描叶片的叶背，记录并保存得到第二次测量数据；

扫描完成后，将旋转台旋转任意已知角度，扫描标准球，获取标准球在Y方向距离传感器最近的点，记为P₃(x₃，y₃，z₃)；

根据标准球上的最近点是通过标准球球心截面上的点，r为标准球半径，将不同角度下的标准球球心坐标P₁'(x₁，y₁+r，z₁)，P₂'(x₂，y₂+r，z₂)和P₃'(x₃，y₃+r，z₃)带入平面圆方程得到高度为z₀的旋转台旋转中心坐标O(x₀,y₀,z₀)和旋转半径R，z₁＝z₂＝z₃＝z₀，将第二次测量下获得的叶片型面数据，以旋转台旋转中心坐标O(x₀,y₀,z₀)为旋转中心，绕Z轴旋转180°，将两次测量数据转换在同一坐标系下；

S2、改变传感器装夹方式，使传感器光束方向与叶片截面轮廓线所在平面平行，利用传感器扫描标准球，获取当前坐标系下不同位置标准球上离传感器最近的点坐标，并获取叶片前后缘数据信息；

S3、通过已知标准球最近点坐标，分别计算步骤S1和步骤S2传感器不同装夹方式下的标准球球心坐标，得到不同坐标系下的旋转台中心坐标；

S4、通过将旋转台坐标重合，得到平移量，将步骤S2得到的数据平移转换到同一坐标系下，再分别以步骤S3得到的步骤S1获取的标准球球心坐标和步骤S2获取的标准球球心平移后坐标以及旋转台中心，求出旋转角度θ，以及旋转平移后的所有数据，完成叶片型面数据拼接，得到叶片三维点云数据。

2.根据权利要求1所述的一种叶片型面全数据测量拼接方法，其特征在于，高度为z₀的旋转台旋转中心坐标(x₀，y₀)和旋转半径R具体如下：

其中，r为标准球半径。

3.根据权利要求1所述的一种叶片型面全数据测量拼接方法，其特征在于，步骤S2中，传感器沿X轴、Z轴分别扫描标准球，获取标准球在Y方向距离传感器最近的点，记为Q₁(x₄，y₄，z₄)，然后沿Z轴方向扫描叶片的前后缘，记录并保存得到改变装夹方式后的第一次测量数据；

扫描完成后，旋转台旋转180°，扫描标准球，获取标准球在Y方向距离传感器最近的点，记为Q₂(x₅，y₅，z₅)，最后沿Z轴方向扫描叶片的前后缘，记录并保存得到改变装夹方式后的第二次测量数据；

扫描完成后，将旋转台旋转任意已知角度，扫描标准球，获取标准球在Y方向距离传感器最近的点，记为Q₃(x₆，y₆，z₆)。

4.根据权利要求3所述的一种叶片型面全数据测量拼接方法，其特征在于，根据标准球上的最近点是通过标准球球心截面上的点，r为标准球半径，将改变装夹方式后扫描得到的标准球球心坐标Q'₁(x₄，y₄+r，z₄)，Q'₂(x₅，y₅+r，z₅)，Q'₃(x₆，y₆+r，z₆)带入平面圆方程得此坐标系下高度为z₄＝z₅＝z₆＝z'₀的旋转台旋转中心坐标O'(x₀',y₀',z₀')和旋转半径R'，将第二次测量下获得的叶片型面数据以旋转台旋转中心坐标O'(x₀',y₀',z₀')为旋转中心，绕Z轴旋转180°，将两次测量数据转换在同一坐标系下。

5.根据权利要求1所述的一种叶片型面全数据测量拼接方法，其特征在于，步骤S4包括以下步骤：

S401、通过平移将旋转台两次的旋转中心坐标重合，求得平移量△(△x，△y，△z)，其中，△x＝x₀-x'₀，△y＝y₀-y'₀，△z＝z₀-z'₀；

S402、根据步骤S401平移量得到平移后标准球的球心坐标P′₄(x₄-△x，y₄+r-△y，z₄-△z)，P′₅(x₅-△x，y₅+r-△y，z₅-△z)，P′₆(x₆-△x，y₆+r-△y，z₆-△z)，通过标准球球心坐标P′₁(x₁，y₁+r，z₁)，旋转台旋转中心坐标O(x₀,y₀,z₀)以及平移后标准球球心坐标P′₄(x₄-△x，y₄+r-△y，z₄-△z)计算得到旋转角度θ如下：

其中，

S403、将改变传感器装夹方式后的测量数据[x,y,z]平移△得到平移后的测量数据[x',y',z']，再将平移后的测量数据[x',y',z']绕旋转台中心轴旋转θ，得到旋转后数据[x”,y”,z”]，完成整个叶片的数据拼接。

6.根据权利要求5所述的一种叶片型面全数据测量拼接方法，其特征在于，旋转后数据[x”,y”,z”]具体为：

7.一种利用权利要求1至6中任一项所述测量拼接方法的叶片型面全数据测量装置，其特征在于，包括底座(10)，底座(10)上分别设置有可360°旋转的旋转台(3)和能够沿Y轴移动的Y轴滑座(8)，旋转台(3)上设置有第一夹具(2)和标准球(4)，第一夹具(2)用于装夹叶片(1)；

Y轴滑座(8)上设置有Z轴立柱(9)，Z轴立柱(9)上靠近旋转台(3)一侧设置有X轴横臂(7)，X轴横臂(7)上设置有用于装夹传感器(5)的第二夹具(6)；

底座(10)上还设置有用于控制Y轴滑座(8)、Z轴立柱(9)和X轴横臂(7)运动的电机柜(11)，电机柜(11)通过数据线(12)与计算机连接。

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