的夾角為β，其中α =2β-90°，其中 45° <β〈90°，當(dāng)測頭在水平方向平移距離為X時，一維位置敏感探測器測量距離為y，那 么，一維位置敏感探測器所測量得到的測頭基座4位移放大倍數(shù)為IanW) = +。 X
[0067] 如圖4所示，將一維位置敏感探測器旋轉(zhuǎn)并傾斜一定角度，如Θ后，可以再次調(diào)整 放大倍數(shù)，圖中明顯可以看出在測頭基座4平移相同的距離X時，傾斜后的一維位置敏感探 測器上兩條反射激光束2的反射位置發(fā)生了變化，二者的間距變大，二者的間距為X ^an β ?C〇S0+x*tani3 ·??ηθ ·?&η(α + θ)，此時，該一維位置敏感探測器所測量得到的測頭基座 4位移放大倍數(shù)為tanP ·ο〇8θ+?Βηβ ^sinQ ·?αη(α + θ)。該角度可以根據(jù)不同的需 要進(jìn)行調(diào)整。
[0068] 實施例2
[0069] 本實施例與實施例1的基本結(jié)構(gòu)一致，所不同的是，將測頭基座4與光電探測器3 通過移動部件共同做直線運(yùn)動，回復(fù)部件9連接測頭基座4和光電探測器3,用于將測頭基 座4與光電探測器3共同回復(fù)至初始位置，即在測頭進(jìn)行測量過程中，測頭基座4與光電探 測器3共同運(yùn)動，根據(jù)幾何關(guān)系獲得該實施例的位移放大倍數(shù)。
[0070] 實施例3
[0071] 如圖5、6所示，為另一種新型光臂放大式一維線性測頭的結(jié)構(gòu)示意圖，如同實施 例1中一樣，均包括：用于發(fā)射激光束2的激光源1 ;用于反射激光源1發(fā)射的激光束2的 測頭基座4,該測頭基座4包括至少一個反射面5,測頭基座4上設(shè)有用于檢測工件的測桿 6和測球7 ;用于接收測頭基座4上的反射面5反射的激光束2的光電探測器3 ;用于使測 頭基座4做直線運(yùn)動，以改變測頭基座4的反射面5上的激光束2反射點(diǎn)位置的平移部件； 用于將所述測頭基座4回復(fù)至初始位置的回復(fù)部件9 ;以及根據(jù)光電探測器3上所接收到 的激光束2反射位置變化值，計算得到測球7的位移變化值的處理系統(tǒng)。
[0072] 與實施例1中不同的是，測頭基座4的形狀為長方體，該長方體可通過平移部件在 水平方向滑動，該長方體沿豎直方向的一個側(cè)面上設(shè)置為反射面。為了便于測量，將激光源 1傾斜放置，其傾斜度為90° - α，使其發(fā)射的激光束2能夠傾斜入射到反射面5上，入射角 也為90° -α，并反射到光電探測器3上。
[0073] 將測頭基座4做成長方體形狀，便于加工，安裝也會更加簡單，另外，長方體的側(cè) 面加工成反射面5安裝面，精度容易保證。
[0074] 實施例4
[0075] 如圖7所示，為另一種新型光臂放大式一維線性測頭的結(jié)構(gòu)示意圖，如同實施例1 中一樣，均包括：用于發(fā)射激光束2的激光源1 ;用于反射激光源1發(fā)射的激光束2的測頭 基座4,該測頭基座4包括至少一個反射面5,測頭基座4上設(shè)有用于檢測工件的測桿和測 球；用于接收測頭基座4上的反射面5反射的激光束2的光電探測器3 ;用于使測頭基座4 做直線運(yùn)動，以改變測頭基座4的反射面5上的激光束2反射點(diǎn)位置的平移部件；用于將所 述測頭基座4回復(fù)至初始位置的回復(fù)部件9 ;以及根據(jù)光電探測器3上所接收到的激光束2 反射位置變化值，計算得到測球7的位移變化值的處理系統(tǒng)。
[0076] 與實施例1中不同的是，該平移部件和回復(fù)部件9為平行簧片結(jié)構(gòu)，其中平行簧片 結(jié)構(gòu)包括連接在測頭基座4上的連接塊11和固定在殼體10上的座板12,連接塊11和座板 12之間連接有兩個相互平行的簧片13,連接塊11可相對所述座板12平行移動和復(fù)位。
[0077] 具體的，連接塊11和座板12分別與兩個等長的相互平行簧片13連接，使連接塊 11與座板12的相對運(yùn)動形成一個平行四邊形平行簧片結(jié)構(gòu)，由于測頭基座4受力發(fā)生運(yùn) 動，連接塊11相對座板12只能做平動，限制測頭基座4只能在一維方向發(fā)生位移，如圖7 中箭頭所示的上下移動。兩個簧片13能夠提供回復(fù)力，為了增加回復(fù)力的恢復(fù)效率，在連 接塊11和座板12之間還設(shè)有一個輔助簧片14增加回復(fù)力。該平行簧片結(jié)構(gòu)簡單、回復(fù)效 率高，能夠有效實現(xiàn)測頭基座4在一維方向如X或Y或Z軸方向的平移和回復(fù)作用。
[0078] 以上實施例僅用以說明本發(fā)明而并非限制本發(fā)明所描述的技術(shù)方案，盡管本說明 書參照上述的各個實施例對本發(fā)明已進(jìn)行了詳細(xì)的說明，但本發(fā)明不局限于上述具體實施 方式，因此任何對本發(fā)明進(jìn)行修改或等同替換；而一切不脫離發(fā)明的精神和范圍的技術(shù)方 案及其改進(jìn)，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【主權(quán)項】
1. 一種新型光臂放大式一維線性測頭，其特征在于，包括： 激光源（1)，用于發(fā)射激光束（2); 測頭基座（4)，包括至少一個反射面（5)，用于反射所述激光源（1)發(fā)射的激光束（2)， 所述測頭基座（4)上設(shè)有用于檢測的測桿（6)和測球（7); 光電探測器（3)，用于接收所述測頭基座（4)上反射面（5)反射的激光束（2); 平移部件，用于使所述測頭基座（4)做直線運(yùn)動，或用于使所述測頭基座（4)與光電探 測器（3)共同做直線運(yùn)動，以改變所述測頭基座（4)反射面（5)上的激光束（2)反射點(diǎn)位 置； 回復(fù)部件（9)，用于將所述測頭基座（4)回復(fù)至初始位置，或?qū)⑺鰷y頭基座（4)與光 電探測器（3)共同回復(fù)至初始位置； 處理系統(tǒng)，根據(jù)所述光電探測器（3)上所接收到的激光束（2)反射位置變化值，計算得 到所述測球（7)的位移變化值。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型光臂放大式一維線性測頭，其特征在于，還包括殼 體（10)，所述激光源（1)固定在所述殼體（10)內(nèi)，所述光電探測器（3)可旋轉(zhuǎn)安裝在所述 殼體（10)內(nèi)，所述平移部件包括位于所述殼體（10)內(nèi)的導(dǎo)向槽（8)，所述測頭基座⑷設(shè) 有與所述導(dǎo)向槽（8)適配的滑塊。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種新型光臂放大式一維線性測頭，其特征在于，所述回復(fù) 部件（9)設(shè)于所述殼體（10)內(nèi)并用于將所述測頭基座（4)回復(fù)至初始位置。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種新型光臂放大式一維線性測頭，其特征在于，所述回復(fù) 部件（9)為彈簧，其一端連接在所述測頭基座（4)上、另一端連接在所述殼體（10)上。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型光臂放大式一維線性測頭，其特征在于，還包括殼 體（10)，所述平移部件和回復(fù)部件（9)為平行簧片結(jié)構(gòu)，其中所述平行簧片結(jié)構(gòu)包括連接 在所述測頭基座（4)上的連接塊（11)和固定在殼體（10)上的座板（12)，所述連接塊（11) 和所述座板（12)之間連接有兩個相互平行的簧片（13)，所述連接塊（11)可相對所述座板 (12)平行移動和復(fù)位。6. 根據(jù)權(quán)利要求1-5任一所述的一種新型光臂放大式一維線性測頭，其特征在于，所 述光電探測器（3)為位置敏感探測器。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種新型光臂放大式一維線性測頭，其特征在于，所述光電 探測器（3)為一維位置敏感探測器。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種新型光臂放大式一維線性測頭，其特征在于，所述一維 位置敏感探測器在位于所述殼體（10)的側(cè)面上可旋轉(zhuǎn)。9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種新型光臂放大式一維線性測頭，其特征在于，所述測頭 基座⑷為梯形臺體，所述反射面（5)位于梯形臺體側(cè)面。10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種新型光臂放大式一維線性測頭，其特征在于，所述測頭 基座（4)的形狀為長方體，所述反射面（5)位于該長方體的一側(cè)面上，所述激光源（1)發(fā)射 的激光束（2)傾斜入射到所述反射面（5)上。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種新型光臂放大式一維線性測頭，包括：用于發(fā)射激光束的激光源，用于反射激光源發(fā)射的激光束的測頭基座，測頭基座包括至少一個反射面，測頭基座上設(shè)有用于檢測的測桿和測球，用于接收測頭基座上反射面反射的激光束的光電探測器，用于使測頭基座，或光電探測器與測頭基座一起做直線運(yùn)動的平移部件，以改變測頭基座反射面上的激光束反射點(diǎn)位置；以及根據(jù)光電探測器上所接收到的激光束反射位置變化值計算得到測球位移變化值的處理系統(tǒng)。該測頭能夠測量得到測頭在與被測工件接觸導(dǎo)致測頭的一維位移，以補(bǔ)償被測工件定位時的測量偏差，獲得更為準(zhǔn)確的測量坐標(biāo)，提高了測量的精度；該測頭簡化了結(jié)構(gòu)，降低了生產(chǎn)成本，易于批量加工制造。
【IPC分類】G01B11/00
【公開號】CN105136039
【申請?zhí)枴緾N201510658573
【發(fā)明人】張白, 潘俊濤
【申請人】北方民族大學(xué)
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年10月12日