專利名稱：一種便攜式激光準(zhǔn)直儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種激光測(cè)量?jī)x器，特別適用于對(duì)大型工件的形狀位置誤差(如直線度、同軸度等)進(jìn)行測(cè)量。
本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是該激光準(zhǔn)直儀由激光發(fā)射接收頭、靶鏡以及信號(hào)處理單元三部分組成。其特征是所說激光發(fā)射接收頭由激光發(fā)射器、準(zhǔn)直透鏡、光電接收器以及機(jī)械微調(diào)機(jī)構(gòu)組成，所述的激光發(fā)射器和準(zhǔn)直透鏡分別通過支架固定在機(jī)械微調(diào)機(jī)構(gòu)上，激光發(fā)射器出射的光經(jīng)過準(zhǔn)直透鏡后成為光斑大小合適的平行光，所述的光電接收器通過支架固定在機(jī)械微調(diào)機(jī)構(gòu)上，并接收從靶鏡上反射的光，所述的機(jī)械微調(diào)機(jī)構(gòu)主要用來調(diào)節(jié)出射激光發(fā)射接收頭出射激光的光線，所述的激光發(fā)射器采用一體化半導(dǎo)體光纖激光器，此一體化半導(dǎo)體光纖激光器主要是將半導(dǎo)體激光器與單模光纖直接通過硬性連接(如膠接或焊接)的方式固定在一起。
所述的靶鏡包括一角錐棱鏡和機(jī)械微調(diào)機(jī)構(gòu)，角錐棱鏡通過棱鏡坐固定在此微調(diào)機(jī)構(gòu)上，接收激光發(fā)射接收頭出射的光線，并將該光線反射到激光發(fā)射接收頭上的光電接收器上，機(jī)械微調(diào)機(jī)構(gòu)主要用來調(diào)節(jié)反射光線的位置，并使反射光線打到光電接收器上；所述的信號(hào)處理單元完成對(duì)光電接收器探測(cè)到的信號(hào)進(jìn)行采集、處理與輸出等功能。
所述的光電接收器可采用四象限光電接收器、PSD位敏器件和CCD光電器件；所述的激光發(fā)射接收頭上的機(jī)械微調(diào)機(jī)構(gòu)可采用兩維方向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)或四維調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(兩維方向與兩維位移)，靶鏡上的微調(diào)機(jī)構(gòu)則需要采用兩維位移調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。
本實(shí)用新型與背景技術(shù)相比所具有的優(yōu)點(diǎn)其一，在靶鏡上采用角錐棱鏡將入射光反射到激光發(fā)射接收頭上的光電接收器上，實(shí)現(xiàn)了靶鏡無光電接收器和無電纜連接，給測(cè)量帶來了極大的方便；其二，用一體化的半導(dǎo)體光纖激光器代替?zhèn)鹘y(tǒng)的He-Ne激光器或半導(dǎo)體激光器，極大提高了出射光線的空間和時(shí)間穩(wěn)定性，提高激光準(zhǔn)直精度，也使得激光發(fā)射接收頭的體積大大減少。
所述的光電接收器6采用四象限光電接收器；所述的激光發(fā)射接收頭1上的機(jī)械微調(diào)機(jī)構(gòu)7可采用兩維方向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，靶鏡上的微調(diào)機(jī)構(gòu)9則需要采用兩維位移調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。
采用其它類型的激光器(如He-Ne激光器、普通半導(dǎo)體激光器等)替代一體化半導(dǎo)體激光器，可以得到類似的效果，但準(zhǔn)直精度會(huì)降低；采用其他類型的光電接收器(如PSD位敏器件和CCD光電器件)替代四象限光電接收器可起到同樣的效果。
本實(shí)用新型的測(cè)量原理簡(jiǎn)述如下將激光發(fā)射接收頭1連同靶鏡2固定在被測(cè)工件上，靶鏡2固定在活動(dòng)臺(tái)(如導(dǎo)軌的滑塊)上，調(diào)整激光發(fā)射接收頭1上的方向微調(diào)機(jī)構(gòu)和靶鏡上的位移微調(diào)機(jī)構(gòu)，使得出射光線與被測(cè)工件基本平行，并使得從靶鏡上反射的光線盡量在光電接收器6的中心位置。調(diào)整完后，移動(dòng)活動(dòng)臺(tái)，如果工件存在直線度偏差，則靶鏡必然在垂直于發(fā)射光線的兩個(gè)方向上移動(dòng)，從而改變?nèi)肷涔饩€在角錐棱鏡上的位置，由角錐棱鏡的特性可知，由角錐棱鏡反射出的光線位置也發(fā)生改變，其變化量與角錐棱鏡的位置量完全相同，這樣反射的光線打到光電接收器上的位置會(huì)發(fā)生相同的變化，由此得到工件相對(duì)于光線中心的偏移，通過處理得到工件的直線度。類似使用此裝置還可以得到工件其他類型的形狀位置誤差。
本裝置測(cè)量靶鏡位置變化的靈敏度為0.0005mm，準(zhǔn)直距離大于10m，測(cè)量誤差小于(0.002+2L)mm(L為準(zhǔn)直距離，單位為m)，適用于對(duì)大型工件各種形狀位置誤差的靜態(tài)與動(dòng)態(tài)測(cè)量。
權(quán)利要求1.一種便攜式激光準(zhǔn)直測(cè)量?jī)x，由激光發(fā)射接收頭(1)、靶鏡(2)以及信號(hào)處理單元(3)三部分組成，所說激光發(fā)射接收頭(1)包括激光發(fā)射器(4)、準(zhǔn)直透鏡(5)以及機(jī)械微調(diào)機(jī)構(gòu)(7)，所述的激光發(fā)射器(4)和準(zhǔn)直透鏡(5)通過支架(8)、(9)固定在機(jī)械微調(diào)機(jī)構(gòu)(7)上，其特征是所述的激光發(fā)射接收頭(1)中的激光發(fā)射器(4)為一體化半導(dǎo)體光纖激光器；所述的靶鏡(2)為包括一角錐棱鏡(13)，該角錐棱鏡(13)通過一固定座(14)固定在機(jī)械微調(diào)機(jī)構(gòu)(15)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便攜式激光準(zhǔn)直測(cè)量?jī)x，其特征是激光發(fā)射接收頭(1)還包括光電接收器(6)，所述的光電接收器(6)通過支架(11)固定在機(jī)械微調(diào)機(jī)構(gòu)(7)上。
專利摘要一種便攜式激光準(zhǔn)直測(cè)量?jī)x，該激光準(zhǔn)直儀由激光發(fā)射接收頭(1)、靶鏡(2)以及信號(hào)處理單元(3)三部分組成。激光發(fā)射接收頭(1)由一體化半導(dǎo)體光纖激光器(4)、準(zhǔn)直透鏡(5)、光電接收器(6)以及機(jī)械微調(diào)機(jī)構(gòu)(7)組成，一體化半導(dǎo)體激光器(4)和準(zhǔn)直透鏡(5)、光電接收器(6)分別通過支架(8、9、10、11)固定在機(jī)械微調(diào)機(jī)構(gòu)(7)上。靶鏡(2)中的角錐棱鏡(13)通過棱鏡坐(14)固定在微調(diào)機(jī)構(gòu)(15)上。信號(hào)處理單元完成對(duì)測(cè)量信號(hào)的采集、處理與輸出等功能。該測(cè)量裝置具有體積小、測(cè)量方便、測(cè)量穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01B11/27GK2577239SQ0228591
公開日2003年10月1日 申請(qǐng)日期2002年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月12日
發(fā)明者馮其波 申請(qǐng)人:北方交通大學(xué)