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申请/专利权人：中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所

摘要：本发明公开的一种用于激光扫描仪的现场校准的多类型曲面样板，属于几何量领域。本发明结合现有的校准规范，考虑激光扫描仪的尺寸探测误差、形状探测误差、球空间误差、长度测量误差、平面空间误差五项误差参数和分辨力性能参数；样板主要由若干个凹凸曲面、台阶、标准球、圆柱台、方台、多尺寸锯齿面组成，且分别采用不同色彩表面涂层，保证复杂需求条件下的测量。本发明能够反映温度对扫描系统的影响，能够评定激光扫描仪的轮廓误差，能通过台阶面实现激光扫描仪对平面度的测量实现阶差校准，通过锯齿面完成激光扫描仪分辨力的性能评价。本发明属于一种高精度、多功能的激光扫描仪校准用标准器，满足激光扫描仪的现场校准需求。

主权项：1.一种多类型曲面样板，其特征在于：主要由多立体轮廓组件1、台阶样板组件2、主体圆轮廓组件3组成；台阶样板组件2、多立体轮廓组件1分别位于主体圆轮廓组件3两侧；所述的台阶样板组件2为一整体构件，主要由标准台阶件5、第一安装定位面6组成；标准台阶件5上方工作面为台阶样板组件2顶部成梯度分布的五个台阶面，台阶面与台阶面之间采用等间距结构设计，各个台阶面均为精加工面，且各个台阶面之间为平行关系，通过标准台阶件5完成激光扫描仪对平面度的测量实现阶差校准；第一安装定位面6位于台阶样板组件2侧面，主要通过其上分布的固定孔与定位孔实现与主体圆轮廓组件3的定位安装；所述的多立体轮廓组件1为一整体构件，主要由圆柱台7、方台8、多尺寸锯齿面9、多立体轮廓件11、第二安装定位面10组成；多立体轮廓组件1主要由圆柱台7、方台8、多尺寸锯齿面9块三个不同模块组成；三个不同模块分别布置于多立体轮廓件11顶面，与多立体轮廓件11系一体加工件；其中圆柱台7为一双层圆柱体结构，上层圆柱直径小于下层圆柱，大小两个圆柱通过加工保证同轴及圆度，呈堆叠方式布置于多立体轮廓件11顶部色差面上，用于实现对扫描仪圆柱轮廓误差评定；其中方台8为长方体结构，通过精加工保证各个相邻面的垂直关系以及相对面的平行关系，呈单面平铺方式布置于多立体轮廓件11顶部色差面上，用于实现对扫描仪方形轮廓误差评定；其中多尺寸锯齿面9块系在一长方体顶部加工深度不同的多尺寸锯齿刻痕，通过精加工使各个刻痕深度达到校准整所需的标称值，多尺寸锯齿面9块底部布置于多立体轮廓件11顶部色差面上，用于实现激光扫描仪分辨力的性能评价；多立体轮廓件11顶部为标准色差面，通过表面喷涂实现预定颜色的外观用于保证特定的校准；第二安装定位面10位于多立体轮廓组件1侧面，主要通过其上分布的固定孔与定位孔实现与主体圆轮廓组件3的定位安装；所述的主体圆轮廓组件3主要由标准球12、标准球支座14、标准凹面17、标准凸面16，主体圆轮廓件13、安装定位侧面15、把手4组成；其中标准球12总计四个，分别通过四个标准球支座14安装固定在主体圆轮廓组件3顶部的主体圆轮廓件13顶面上，分别固定在四个角处，通过定位加工保证同边标准球12两两球心距为标称值，用于实现激光扫描仪空间位置测量的校准，也能够根据线胀系数底的标准球12分析温度对扫描结果的影响；标准凹面17、标准凸面16各有两个分别布置于主体圆轮廓件13顶面上，其半径相比标准球12要大很多，均为高精度加工的球轮廓面且与主体圆轮廓件13呈一体加工，用于保证激光扫描仪对于大直径轮廓扫描误差评定以及相关空间位置测量校准；主体圆轮廓件13顶面与标准凹面17、标准凸面16为标准色差面，通过表面喷涂实现预定颜色的外观，通过预定颜色的外观保证预定的校准需求同时与多立体轮廓件11顶面喷涂具备一定色差，便于预定需求下激光扫描仪不确定度的评定；安装定位侧面15分布于主体圆轮廓件13长边两侧，用于分别定位连接多立体轮廓组件1和台阶样板组件2，把手4分布于主体圆轮廓件13短边两侧，用于手持；所述预定需求包括边界色差、表面反射率差两种不同校准需求。

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