專利名稱：一種用于空間位置精確測(cè)量的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用激光光電測(cè)量原理實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離空間位置精確測(cè)量的裝置，屬于激光光電測(cè)量技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在天文、航天、軍事及機(jī)電工程等領(lǐng)域，有些精密設(shè)備需要遠(yuǎn)程定位，并進(jìn)行實(shí)時(shí)的空間位置測(cè)量和標(biāo)定，這就需要建立兩個(gè)遠(yuǎn)程可標(biāo)定的空間坐標(biāo)系?，F(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)于兩個(gè)坐標(biāo)系，相互之間有六個(gè)自由度，即兩個(gè)坐標(biāo)原點(diǎn)的連線及過兩點(diǎn)與連線垂直的平面所組成的X、Y、Z三個(gè)位置信息及繞連線轉(zhuǎn)動(dòng)的角度信息，均可利用激光測(cè)距及水平測(cè)量?jī)x器來實(shí)現(xiàn)。但對(duì)于其它四個(gè)位置信息，即物體兩平面夾角(平面內(nèi)兩軸的回轉(zhuǎn)自由度)及兩標(biāo)定點(diǎn)位置(在平面內(nèi)的兩標(biāo)定點(diǎn)相對(duì)坐標(biāo)原點(diǎn)的位置自由度)，目前尚沒有好的儀器能夠解決，即使使用了昂貴的高精密測(cè)量標(biāo)定儀器，也只能解決初始安裝問題，不能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的空間位置測(cè)量和標(biāo)定。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種用于空間位置精確測(cè)量的設(shè)備。它是以激光光電四自由度空間位置測(cè)量系統(tǒng)，來實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離物體空間位置關(guān)系的精確測(cè)量。
為了達(dá)到上述的發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)方案以如下方式實(shí)現(xiàn)
一種用于空間位置精確測(cè)量的設(shè)備，它包括發(fā)射基準(zhǔn)板、準(zhǔn)直激光器、光束調(diào)整器、接收基準(zhǔn)板、支撐架、二維光電傳感器及信號(hào)處理器。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是，所述準(zhǔn)直激光器與光束調(diào)整器連接。光束調(diào)整器安裝在發(fā)射基準(zhǔn)板上并使激光束與發(fā)射基準(zhǔn)板法線一致而形成激光發(fā)射裝置。所述接收基準(zhǔn)板與支撐架側(cè)端固定，支撐架上裝有傳動(dòng)裝置，傳動(dòng)裝置上安裝二維光電傳感器及信號(hào)處理器。二維光電傳感器的探測(cè)面的坐標(biāo)中心移動(dòng)軌跡與接收基準(zhǔn)板的法線一致而形成光電檢測(cè)裝置。
在上述設(shè)備中，所述傳動(dòng)裝置是由螺桿和電機(jī)組成。螺桿安裝在支撐架的框架中，電機(jī)可驅(qū)動(dòng)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)。螺桿上裝有與其匹配的螺母，螺母通過安裝板與二維光電傳感器及信號(hào)處理器連接。
在上述設(shè)備中，所述二維光電傳感器采用二維PSD或者二維CCD。
本發(fā)明由于采用了上述結(jié)構(gòu)，用可移動(dòng)的二維光電傳感器在兩個(gè)不同位置分別測(cè)量入射光束斑點(diǎn)的變化，即可根據(jù)兩個(gè)位置之間的距離和二維光電傳感器探測(cè)面上X、Y方向的增(減)量通過信號(hào)處理器、A/D轉(zhuǎn)換器及上位機(jī)計(jì)算得到兩個(gè)被測(cè)物體平面法線的夾角關(guān)系，同時(shí)可直接讀出基準(zhǔn)點(diǎn)在平面內(nèi)的位置。本發(fā)明即解決了遠(yuǎn)程非相干空間位置實(shí)時(shí)測(cè)量的難題，又可實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)量要求。
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明的使用原理圖。
具體實(shí)施例方式
參看圖1，本發(fā)明包括發(fā)射基準(zhǔn)板1、準(zhǔn)直激光器3、光束調(diào)整器2、接收基準(zhǔn)板5、支撐架4、采用二維PSD或二維CCD的二維光電傳感器6及信號(hào)處理器7。準(zhǔn)直激光器3與光束調(diào)整器2連接，光束調(diào)整器2安裝在發(fā)射基準(zhǔn)板1上并使激光束與發(fā)射基準(zhǔn)板1法線一致而形成激光發(fā)射裝置A。接收基準(zhǔn)板5與支撐架4側(cè)端固定，支撐架4上裝有傳動(dòng)裝置。傳動(dòng)裝置上安裝二維光電傳感器6及信號(hào)處理器7，二維光電傳感器6的探測(cè)面的坐標(biāo)中心移動(dòng)軌跡與接收基準(zhǔn)板5的法線一致而形成光電檢測(cè)裝置B。傳動(dòng)裝置是由螺桿8和電機(jī)9組成，螺桿8安裝在支撐架4的框架中，電機(jī)9可驅(qū)動(dòng)螺桿8轉(zhuǎn)動(dòng)，螺桿8上裝有與其匹配的螺母11，螺母11通過安裝板10與二維光電傳感器6及信號(hào)處理器7連接。
參看圖2，本發(fā)明使用時(shí)準(zhǔn)直激光器3發(fā)射的激光光束入射到二維光電傳感器6上，產(chǎn)生的光電流信號(hào)經(jīng)信號(hào)處理器7處理后進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換并通過轉(zhuǎn)換接口傳到上位機(jī)中，得到該位置的入射光斑相對(duì)探測(cè)面坐標(biāo)中心的二維位置信號(hào)。由上位機(jī)發(fā)出控制信號(hào)，使電機(jī)9控制螺桿8轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)二維光電傳感器6及信號(hào)處理器7沿著接收基準(zhǔn)板5的法線方向移動(dòng)，得到另一已知位置的入射光斑相對(duì)探測(cè)面坐標(biāo)中心的二維位置信號(hào)。上位機(jī)將上述數(shù)據(jù)通過計(jì)算即得到發(fā)射基準(zhǔn)板1和接收基準(zhǔn)板5兩個(gè)基準(zhǔn)面之間的空間位置關(guān)系。
權(quán)利要求
1.一種用于空間位置精確測(cè)量的設(shè)備，它包括發(fā)射基準(zhǔn)板(1)、準(zhǔn)直激光器(3)、光束調(diào)整器(2)、接收基準(zhǔn)板(5)、支撐架(4)、二維光電傳感器(6)及信號(hào)處理器(7)，其特征在于，所述準(zhǔn)直激光器(3)與光束調(diào)整器(2)連接，光束調(diào)整器(2)安裝在發(fā)射基準(zhǔn)板(1)上并使激光束與發(fā)射基準(zhǔn)板(1)法線一致而形成激光發(fā)射裝置(A)；所述接收基準(zhǔn)板(5)與支撐架(4)側(cè)端固定，支撐架(4)上裝有傳動(dòng)裝置，傳動(dòng)裝置上安裝二維光電傳感器(6)及信號(hào)處理器(7)，二維光電傳感器(6)的探測(cè)面的坐標(biāo)中心移動(dòng)軌跡與接收基準(zhǔn)板(5)的法線一致而形成光電檢測(cè)裝置(B)。
2.按照權(quán)利要求1所述的用于空間位置精確測(cè)量的設(shè)備，其特征在于，所述傳動(dòng)裝置是由螺桿(8)和電機(jī)(9)組成，螺桿(8)安裝在支撐架(4)的框架中，電機(jī)(9)可驅(qū)動(dòng)螺桿(8)轉(zhuǎn)動(dòng)，螺桿(8)上裝有與其匹配的螺母(11)，螺母(11)通過安裝板(10)與二維光電傳感器(6)及信號(hào)處理器(7)連接。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的用于空間位置精確測(cè)量的設(shè)備，其特征在于，所述二維光電傳感器(6)采用二維PSD或者二維CCD。
全文摘要
一種用于空間位置精確測(cè)量的設(shè)備，屬于激光光電測(cè)量技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域。本發(fā)明包括發(fā)射基準(zhǔn)板、準(zhǔn)直激光器、光束調(diào)整器、接收基準(zhǔn)板、支撐架、二維光電傳感器及信號(hào)處理器。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是，所述準(zhǔn)直激光器與光束調(diào)整器連接。光束調(diào)整器安裝在發(fā)射基準(zhǔn)板上并使激光束與發(fā)射基準(zhǔn)板法線一致而形成激光發(fā)射裝置。所述接收基準(zhǔn)板與支撐架側(cè)端固定，支撐架上裝有傳動(dòng)裝置，傳動(dòng)裝置上安裝二維光電傳感器及信號(hào)處理器。二維光電傳感器的探測(cè)面的坐標(biāo)中心移動(dòng)軌跡與接收基準(zhǔn)板的法線一致而形成光電檢測(cè)裝置。本發(fā)明是以激光光電四自由度空間位置測(cè)量系統(tǒng)，來實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離物體空間位置關(guān)系的精確測(cè)量。
文檔編號(hào)G01B11/03GK1904548SQ20051008349
公開日2007年1月31日 申請(qǐng)日期2005年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月29日
發(fā)明者吳萬龍, 高文煥, 李元景, 金永杰, 胡曉偉 申請(qǐng)人:清華同方威視技術(shù)股份有限公司, 清華大學(xué)