專利名稱：用于空間位置精確測量的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及利用激光光電測量原理實現(xiàn)遠(yuǎn)距離空間位置精確測量的裝置，屬于激光光電測量技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在天文、航天、軍事及機電工程等領(lǐng)域，有些精密設(shè)備需要遠(yuǎn)程定位，并進(jìn)行實時的空間位置測量和標(biāo)定，這就需要建立兩個遠(yuǎn)程可標(biāo)定的空間坐標(biāo)系?，F(xiàn)有技術(shù)中，對于兩個坐標(biāo)系，相互之間有六個自由度，即兩個坐標(biāo)原點的連線及過兩點與連線垂直的平面所組成的X、Y、Z三個位置信息及繞連線轉(zhuǎn)動的角度信息，均可利用激光測距及水平測量儀器來實現(xiàn)。但對于其它四個位置信息，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)定點位置(在平面內(nèi)的兩標(biāo)定點相對坐標(biāo)原點的位置自由度)，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量標(biāo)定儀器，也只能解決初始安裝問題，不能實現(xiàn)實時的空間位置測量和標(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，本實用新型的目的是提供一種用于空間位置精確測量的設(shè)備。它是以激光光電四自由度空間位置測量系統(tǒng)，來實現(xiàn)遠(yuǎn)距離物體空間位置關(guān)系的精確測量。
為了達(dá)到上述的發(fā)明目的，本實用新型的技術(shù)方案以如下方式實現(xiàn)用于空間位置精確測量的設(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處理器。其結(jié)構(gòu)特點是，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，支撐架上裝有傳動裝置，傳動裝置上安裝二維光電傳感器及信號處理器。二維光電傳感器的探測面的坐標(biāo)中心移動軌跡與接收基準(zhǔn)板的法線一致而形成光電檢測裝置。
在上述設(shè)備中，所述傳動裝置是由螺桿和電機組成。螺桿安裝在支撐架的框架中，電機可驅(qū)動螺桿轉(zhuǎn)動。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。
本實用新型由于采用了上述結(jié)構(gòu)，用可移動的二維光電傳感器在兩個不同位置分別測量入射光束斑點的變化，即可根據(jù)兩個位置之間的距離和二維光電傳感器探測面上X、Y方向的增(減)量通過信號處理器、A/D轉(zhuǎn)換器及上位機計算得到兩個被測物體平面法線的夾角關(guān)系，同時可直接讀出基準(zhǔn)點在平面內(nèi)的位置。本實用新型即解決了遠(yuǎn)程非相干空間位置實時測量的難題，又可實現(xiàn)高精度測量要求。
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型做進(jìn)一步說明。


圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型的使用原理圖。
具體實施方式
參看圖1，本實用新型包括發(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上裝有傳動裝置。傳動裝置上安裝二維光電傳感器6及信號處理器7，二維光電傳感器6的探測面的坐標(biāo)中心移動軌跡與接收基準(zhǔn)板5的法線一致而形成光電檢測裝置B。傳動裝置是由螺桿8和電機9組成，螺桿8安裝在支撐架4的框架中，電機9可驅(qū)動螺桿8轉(zhuǎn)動，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及信號處理器7連接。
參看圖2，本實用新型使用時準(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)生的光電流信號經(jīng)信號處理器7處理后進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換并通過轉(zhuǎn)換接口傳到上位機中，得到該位置的入射光斑相對探測面坐標(biāo)中心的二維位置信號。由上位機發(fā)出控制信號，使電機9控制螺桿8轉(zhuǎn)動，帶動二維光電傳感器6及信號處理器7沿著接收基準(zhǔn)板5的法線方向移動，得到另一已知位置的入射光斑相對探測面坐標(biāo)中心的二維位置信號。上位機將上述數(shù)據(jù)通過計算即得到發(fā)射基準(zhǔn)板1和接收基準(zhǔn)板5兩個基準(zhǔn)面之間的空間位置關(guān)系。
權(quán)利要求1.用于空間位置精確測量的設(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)上裝有傳動裝置，傳動裝置上安裝二維光電傳感器(6)及信號處理器(7)，二維光電傳感器(6)的探測面的坐標(biāo)中心移動軌跡與接收基準(zhǔn)板(5)的法線一致而形成光電檢測裝置(B)。
2.按照權(quán)利要求1所述的用于空間位置精確測量的設(shè)備，其特征在于，所述傳動裝置是由螺桿(8)和電機(9)組成，螺桿(8)安裝在支撐架(4)的框架中，電機(9)可驅(qū)動螺桿(8)轉(zhuǎn)動，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。
專利摘要用于空間位置精確測量的設(shè)備，屬于激光光電測量技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域。本實用新型包括發(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處理器。其結(jié)構(gòu)特點是，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，支撐架上裝有傳動裝置，傳動裝置上安裝二維光電傳感器及信號處理器。二維光電傳感器的探測面的坐標(biāo)中心移動軌跡與接收基準(zhǔn)板的法線一致而形成光電檢測裝置。本實用新型是以激光光電四自由度空間位置測量系統(tǒng)，來實現(xiàn)遠(yuǎn)距離物體空間位置關(guān)系的精確測量。
文檔編號G01B11/00GK2861975SQ200520113300
公開日2007年1月24日 申請日期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 申請人:清華同方威視技術(shù)股份有限公司, 清華大學(xué)