專利名稱：多發(fā)射單接收測頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是關(guān)于光學儀器的，更具體地說，是關(guān)于用光學方法測量物體輪廓的。
背景技術(shù)：
光學三角法測頭廣泛應(yīng)用于測量領(lǐng)域，如汽車、模具、國防、航空航天、家用電器等，特別是在自由曲面的測量和逆向工程的應(yīng)用中。
近年來出現(xiàn)過單發(fā)射多接收的測頭，它能測量傾斜較大的表面，但采用多個接收器使測頭的體積龐大，成本提高。若采用普通的光學三角法測頭進行測量，往往難以測量大傾斜角的表面，必須不斷改變測頭的方向完成測量。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種能夠測量自由曲面物體形狀及大傾斜角的表面的多發(fā)射單接收測頭，減少了測頭在測量過程中的回轉(zhuǎn)次數(shù)，大大提高了測量效率，并且該測頭在給出到被測表面距離的同時，還能給出被測點處的表面法線方向，并且降低了測頭的成本。
本實用新型的目的通過下述技術(shù)方案予以實現(xiàn)本實用新型的多發(fā)射單接收測頭，由半導(dǎo)體激光器、物鏡、CCD接收器構(gòu)成，所述半導(dǎo)體激光器為3-6個，在每個半導(dǎo)體激光器的下方各自設(shè)置有透鏡。
所述半導(dǎo)體激光器與透鏡之間，或者透鏡與被測物體之間最好設(shè)置有平面反射鏡。所述半導(dǎo)體激光器最好為3個或4個。
本實用新型的多發(fā)射單接收測頭與現(xiàn)有技術(shù)相比有如下優(yōu)點1.采用了多發(fā)射單接收的方案，這樣在表面傾斜很大時，只要有一路光與表面法線的夾角較小，測頭就能正常工作，而且與單發(fā)射多接收的方案相比該測頭的成本低；2.由于采用多路光入射，多個光點會聚成一點時，可以確定到被測點的距離，而在光點重合以前可以確定一個微平面，并求出該平面的法矢量，該方向矢量可以近似地看作被測點處的法線方向；3.由于采用多路光入射，使被測面傾斜帶來的誤差在很大程度上互相抵消，提高了測量精度。
4.當在被測點附近有臺階時，本實用新型仍可實現(xiàn)測量。


圖1是本實用新型的俯視圖
圖2是圖1的A-A剖視圖圖3是本實用新型的工作原理圖具體實施方式
以下結(jié)合附圖及實施方式對本實用新型作進一步描述。
在圖1和圖2中，三個半導(dǎo)體激光器1、6和7在圓周方向均布，CCD接收器4位于所述三個半導(dǎo)體激光器1、6和7的正中位置。半導(dǎo)體激光器1的下面設(shè)置有透鏡2，在半導(dǎo)體激光器6和7的下面同樣也是設(shè)置有透鏡，在圖中未示出。透鏡2為焦距f＝75mm的雙膠合透鏡。平面反射鏡3設(shè)置在半導(dǎo)體激光器與透鏡之間，也可以設(shè)置在透鏡與被測物體之間。CCD接收器4的芯片規(guī)格可采用1/3″，即4.8×3.6(水平×垂直，單位mm)，像素數(shù)為537(水平)×597(垂直)，芯片的分辨力為9μm×7μm。CCD接收器4的下面設(shè)置有物鏡5，物鏡5為長焦的成像透鏡，其焦距f＝3.6mm，相對數(shù)值孔徑 圖3是本實用新型的光路原理圖，半導(dǎo)體激光器1發(fā)出的光經(jīng)透鏡2聚焦，再經(jīng)平面反射鏡3改變發(fā)射光束的方向后，照射到被測物體表面上，被測物體表面反射后的光，經(jīng)過物鏡5，被CCD接收器4接收。其中被測點位移的變化Δz可以由CCD接收器4像面上光斑的偏移量δ來計算。計算公式如下Δz=δd2d1tgθ-δ]]>式中θ為入射光束與接收光束的夾角，d1為接收透鏡的物距，d2為接收透鏡的像距。
權(quán)利要求1.一種多發(fā)射單接收測頭，包括半導(dǎo)體激光器、物鏡、CCD接收器，其特征是，所述半導(dǎo)體激光器為3-6個，在每個半導(dǎo)體激光器的下方各自設(shè)置有透鏡。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多發(fā)射單接收測頭，其特征是，所述半導(dǎo)體激光器與透鏡之間設(shè)置有平面反射鏡。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多發(fā)射單接收測頭，其特征是，所述透鏡與被測物體之間設(shè)置有平面反射鏡。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多發(fā)射單接收測頭，其特征是，所述半導(dǎo)體激光器為3個或4個。
專利摘要本實用新型公開了一種多發(fā)射單接收測頭,它是由半導(dǎo)體激光器、物鏡、CCD接收器構(gòu)成,所述半導(dǎo)體激光器為3—6個,在每個半導(dǎo)體激光器的下方各自設(shè)置有透鏡。所述半導(dǎo)體激光器與透鏡之間或透鏡與被測物體之間設(shè)置有平面反射鏡。所述半導(dǎo)體激光器為3個或4個。本實用新型的多發(fā)射單接收測頭,能夠測量自由曲面物體形狀及大傾斜角的表面,并且降低了測頭的成本,同時還能給出被測點處的表面法線方向,提高了測量的效率和精度,當在被測點附近有臺階時,本實用新型仍可實現(xiàn)測量。
文檔編號G01B11/24GK2494973SQ0123269
公開日2002年6月12日 申請日期2001年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月3日
發(fā)明者張國雄, 杜穎, 李 真, 郭敬濱, 徐玉春 申請人:天津大學