其工作原理是基于橫向光電效 應(yīng),能夠用于位置坐標(biāo)的精確測(cè)量,具有高靈敏度、高分辨率、響應(yīng)速度快和配置電路簡(jiǎn)單 等優(yōu)點(diǎn)。
[0026] 優(yōu)選地,所述光電探測(cè)器為一維位置敏感探測(cè)器。
[0027] -維位置敏感探測(cè)器(簡(jiǎn)稱一維PSD),可以探測(cè)出一個(gè)亮點(diǎn)在它的一個(gè)唯一方向 上表面的移動(dòng)。分別將一維PSD安裝在殼體的X軸、Y軸或Z軸,抑或其他方向,以獲得其在 該方向的位移值,并將其補(bǔ)償?shù)奖粶y(cè)工件的測(cè)量值上,以獲得該一維方向更準(zhǔn)確的測(cè)量值。
[0028] 優(yōu)選地,所述測(cè)頭基座為梯形臺(tái)體,所述測(cè)頭基座包括位于梯形臺(tái)體側(cè)面的兩個(gè) 反射面,即所述反射面一、反射面二。
[0029] 梯形臺(tái)體的測(cè)頭基座其側(cè)面為平面,便于制造加工反射面,以及安裝測(cè)桿和測(cè)球, 降低生產(chǎn)成本。
[0030] 優(yōu)選地,所述測(cè)頭基座的形狀為長(zhǎng)方體,該長(zhǎng)方體相互垂直的兩個(gè)側(cè)面上設(shè)置有 反射面一、反射面二,所述激光束一、激光束二分別傾斜入射到所述反射面一、反射面二上。
[0031] 將測(cè)頭基座的形狀制成長(zhǎng)方體形,該長(zhǎng)方體沿豎直方向的兩個(gè)相互垂直的側(cè)面上 設(shè)置為兩個(gè)反射面,將激光源傾斜放置,使其發(fā)射的激光束能夠傾斜入射到反射面上,并反 射到對(duì)應(yīng)光電探測(cè)器。長(zhǎng)方體形狀的測(cè)頭基座加工方便,安裝簡(jiǎn)單,其側(cè)面加工成反射面安 裝面,精度容易保證。
[0032] 與現(xiàn)有技術(shù)相比,本實(shí)用新型的有益效果:
[0033] 1、本實(shí)用新型所述一種新型光臂放大式二維線性測(cè)頭,利用兩個(gè)激光源分別發(fā)射 兩束激光束,入射到測(cè)頭基座上,通過測(cè)頭基座上的不同反射面反射出去,再分別入射到兩 個(gè)光電探測(cè)器上,每個(gè)光電探測(cè)器能夠感應(yīng)對(duì)應(yīng)激光束的反射位置;當(dāng)平移部件帶動(dòng)測(cè)頭 基座做直線運(yùn)動(dòng),或所述測(cè)頭基座與光電探測(cè)器共同做直線運(yùn)動(dòng),以改變測(cè)頭基座反射面 上的激光束反射點(diǎn)位置,其反射出去的兩束激光束分別入射到對(duì)應(yīng)光電探測(cè)器上的位置也 相應(yīng)發(fā)生改變,處理系統(tǒng)分別對(duì)每個(gè)激光束入射到對(duì)應(yīng)光電探測(cè)器上反射位置變化值進(jìn)行 計(jì)算并分析,能夠得到測(cè)頭基座在位于其直線位移方向的位移變化值,進(jìn)而能夠獲得該測(cè) 頭基座在兩個(gè)方向合成的二維位移量,測(cè)頭基座發(fā)生位移后通過回復(fù)部件回復(fù)至初始位 置,或測(cè)頭基座與光電探測(cè)器共同發(fā)生位移后通過回復(fù)部件回復(fù)至初始位置,便于下一次 的測(cè)量;該二維測(cè)頭安裝在精密量?jī)x上,通過激光源、測(cè)頭基座上的兩個(gè)反射面、兩個(gè)光電 探測(cè)器、處理系統(tǒng)配合,能夠計(jì)算得到測(cè)球的位移量,以補(bǔ)償測(cè)球接觸被測(cè)工件時(shí)測(cè)球位移 導(dǎo)致的被測(cè)工件定位偏差,由于每個(gè)光電探測(cè)器能夠得到一個(gè)直線方向的位移量,通過兩 個(gè)光電探測(cè)器即能夠得到在兩個(gè)不同直線方向的位移量,即可獲得被測(cè)工件在測(cè)頭基座二 維位移方向的更為準(zhǔn)確的測(cè)量坐標(biāo),最高精度能夠達(dá)到納米級(jí)別,提高了二維線性測(cè)頭的 測(cè)量精度,該測(cè)頭簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu),降低了生產(chǎn)成本,易于批量加工制造;
[0034] 2、本實(shí)用新型所述的平移部件通過相互垂直的導(dǎo)向槽一、導(dǎo)向槽二來完成不同方 向的直線位移,導(dǎo)向槽二可以沿著導(dǎo)向槽一進(jìn)行滑動(dòng),測(cè)頭基座可以沿著導(dǎo)向槽二滑動(dòng),實(shí) 現(xiàn)二維移動(dòng);當(dāng)測(cè)球與被測(cè)工件直接接觸時(shí),受到阻力,測(cè)頭基座相對(duì)導(dǎo)向槽二產(chǎn)生滑動(dòng), 導(dǎo)向槽二又相對(duì)導(dǎo)向槽一產(chǎn)生滑動(dòng),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)測(cè)頭基座在兩個(gè)方向的位移,這兩個(gè)方向構(gòu) 成的平面,即為測(cè)頭基座的二維位移面,該平移部件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便;
[0035] 3、該測(cè)頭包括用于固定在精密量?jī)x上的殼體,該殼體上集成兩個(gè)激光源、兩個(gè)光 電探測(cè)器、平移部件,便于安裝和拆卸;
[0036] 4、本實(shí)用新型所述的每個(gè)光電探測(cè)器相對(duì)測(cè)頭基座可旋轉(zhuǎn),從而能夠改變?cè)摴怆?探測(cè)器和測(cè)頭基座對(duì)應(yīng)反射面的相對(duì)位置和夾角,從而改變了光電探測(cè)器測(cè)量測(cè)頭位移的 放大倍數(shù),兩光電探測(cè)器能夠改變測(cè)量基座在位于兩不同方向的位移測(cè)量放大倍數(shù),以獲 得該二維方向更準(zhǔn)確的測(cè)量值,以滿足實(shí)際需要;
[0037] 5、本實(shí)用新型所述測(cè)頭基座的形狀做成梯形臺(tái)體或長(zhǎng)方體,相鄰兩個(gè)側(cè)面作為反 射面,便于制造加工反射面,以及安裝測(cè)桿和測(cè)球,降低生產(chǎn)成本。
【附圖說明】:
[0038] 圖1為本實(shí)用新型所述新型光臂放大式二維線性測(cè)頭的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0039] 圖2為圖1中測(cè)頭基座在平移部件上與兩個(gè)光電探測(cè)器配合工作時(shí)的俯視圖;
[0040] 圖3為圖2中平移部件的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0041] 圖4為圖1中測(cè)頭基座在平移部件上位移如后的光路不意圖;
[0042] 圖5為圖4中光電探測(cè)器一旋轉(zhuǎn)一定角度后的光路示意圖;
[0043] 圖6為本實(shí)用新型所述新型光臂放大式二維線性測(cè)頭的另一種結(jié)構(gòu)示意圖;
[0044] 圖7為圖5中測(cè)頭基座在平移部件上與兩個(gè)激光源配合工作時(shí)的俯視圖。
[0045] 圖8為兩層雙簧片結(jié)構(gòu)二維線性測(cè)頭結(jié)構(gòu)示意圖
[0046] 圖1-7中標(biāo)記:
[0047] 11、激光源一,12、激光源二,21、激光束一,22、激光束二,31、光電探測(cè)器一,32、光 電探測(cè)器二,4、測(cè)頭基座,41、反射面一,42、反射面二,5、回復(fù)部件,6、測(cè)桿,7、測(cè)球,81、導(dǎo) 向槽一,82、導(dǎo)向槽二,83、滑塊,9、殼體。
[0048] 圖8中標(biāo)記:
[0049] 11、激光源一,12、激光源二,21、激光束一,22、激光束二,31、光電探測(cè)器一,32、光 電探測(cè)器二,4、測(cè)頭基座,41、反射面一,42、反射面二,6、測(cè)桿,7、測(cè)球,81、簧片一,82、簧片 二,91、安裝支撐架,92、固定平板,93、測(cè)頭基座安裝板。
【具體實(shí)施方式】
[0050] 下面結(jié)合試驗(yàn)例及【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。但不應(yīng)將此 理解為本實(shí)用新型上述主題的范圍僅限于以下的實(shí)施例,凡基于本【實(shí)用新型內(nèi)容】所實(shí)現(xiàn)的 技術(shù)均屬于本實(shí)用新型的范圍。
[0051] 實(shí)施例1
[0052] 如圖1所示,一種新型光臂放大式二維線性測(cè)頭,包括:
[0053] 兩個(gè)激光源,用于發(fā)射兩條激光束,即激光源一 11發(fā)射激光束一 21,激光源二12 發(fā)射激光束二22 ;
[0054] 測(cè)頭基座4,包括至少兩個(gè)反射面,用于反射每個(gè)激光源發(fā)射的激光束,如圖2所 示的反射面一 41、反射面二42,測(cè)頭基座4上設(shè)有用于檢測(cè)的測(cè)桿6和測(cè)球7 ;
[0055] 兩個(gè)光電探測(cè)器,即光電探測(cè)器一 31、光電探測(cè)器二32,分別用于接收測(cè)頭基座4 上反射面反射的激光束一 21、激光束二22 ;
[0056] 平移部件,用于使測(cè)頭基座4做直線運(yùn)動(dòng),或測(cè)頭基座4與光電探測(cè)器共同做直線 運(yùn)動(dòng),以改變測(cè)頭基座4反射面上的所述激光束一 21、激光束二22反射點(diǎn)位置;
[0057] 回復(fù)部件5,用于將測(cè)頭基座4回復(fù)至初始位置,或?qū)y(cè)頭基座4與光電探測(cè)器共 同回復(fù)至初始位置;
[0058] 處理系統(tǒng),根據(jù)光電探測(cè)器一 31、光電探測(cè)器二32上所接收到的激光束一 21、激 光束二22反射位置變化值,計(jì)算得到測(cè)球7的位移變化值。
[0059] 其中,上述的兩個(gè)光電探測(cè)器的反射面相互垂直設(shè)置,平移部件用于平移測(cè)頭基 座4,即將測(cè)頭基座4沿相對(duì)兩個(gè)光電探測(cè)器的一個(gè)垂直平面(即圖1中的水平面)做運(yùn)動(dòng), 以實(shí)現(xiàn)激光束入射到測(cè)頭基座4的反射面上入射點(diǎn)的變化,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)反射到對(duì)應(yīng)光電探測(cè) 器上的位置發(fā)生變化,以實(shí)現(xiàn)測(cè)頭位移測(cè)量。
[0060] 如圖3所示,該平移部件的具體結(jié)構(gòu)是:包括兩個(gè)相互平行的導(dǎo)向槽一 81,兩個(gè)導(dǎo) 向槽一 81之間滑動(dòng)設(shè)有兩個(gè)導(dǎo)向槽二8