鏡體下半球，優(yōu)選瑋度為60度處。
[0032]進一步的，所述固定球殼351與半球形反射鏡體352采用非磁性材料，優(yōu)選為陶瓷材料。
[0033]進一步的，所述鑲嵌磁環(huán)353包含一個以上組成環(huán)形的永磁體，各個永磁體磁場方向一致，優(yōu)選的永磁體個數(shù)為128個，同樣的所述移動磁環(huán)34也為一個以上的組成環(huán)形的永磁體構(gòu)成，其各個永磁體的磁場方向一致。移動磁環(huán)34優(yōu)選為永磁體。由于采用鑲嵌磁環(huán)353與移動磁環(huán)34配合實現(xiàn)非接觸轉(zhuǎn)動，半球型反射鏡在運動過程中，其球心僅與半球型反射鏡體352以及固定球殼351的精度有關(guān)，而與運動導(dǎo)軌精度無關(guān)，避免了交錯旋轉(zhuǎn)軸實現(xiàn)激光跟蹤反射鏡的控制，簡化了現(xiàn)有激光跟蹤裝置，提高了系統(tǒng)精度。
[0034]進一步的，所述半球形反射鏡體包括半徑相同的測量反射鏡體與校準反射鏡體兩種。
[0035]進一步的，所述測量反射鏡體具有過球心的端平面354作為激光反射面，即測量反射鏡體為端平面位于瑋度在O度處的標準半球面。
[0036]進一步的，所述校準反射鏡體的激光反射面為共球心三正交平面355，即所述三正交平面355的公共頂點位于半球的球心處；同時，具有共球心三正交平面的校準反射鏡體的端平面優(yōu)選設(shè)置在位于上半球瑋度為45度處。
[0037]進一步的，所述激光跟蹤頭3有一鳥巢位置37 (如圖2所示)，該位置用于實現(xiàn)激光跟蹤頭3的測距功能初始化。初始化時，將靶鏡2放置鳥巢37的位置后，測量靶鏡2距離，將該距離初始化設(shè)定為給定值(激光跟蹤頭3設(shè)計參數(shù)精確給定激光跟蹤頭3測量反射鏡體球心至鳥巢靶鏡球心距離)。
[0038]當本實施例提供的新型激光跟蹤測量系統(tǒng)開始使用時應(yīng)進行初始化校準，將所述激光頭I放置在對應(yīng)激光光路位置，使得所述激光跟蹤頭3中的跟蹤反射鏡35 (此時所述跟蹤反射鏡內(nèi)應(yīng)為校準反射鏡體)可以接受到激光。調(diào)整激光跟蹤頭3的位置，使得激光入射在所述校準反射鏡體的三個正交反射平面中的任意一個上，此時激光沿著反射光路進入所述激光頭I內(nèi)的位置敏感探測器。根據(jù)位置敏感探測器的激光位置調(diào)整所述激光跟蹤頭3的三維運動平臺姿態(tài)，最終實現(xiàn)將激光入射點調(diào)整至所述校準反射鏡體球心點(既三正交平面的公共頂點)。同時，所述光電檢測裝置14檢測到反射激光(指由激光跟蹤頭3反射回激光頭I中，并由分光器12分光至光電檢測裝置14的激光)與發(fā)射激光(指激光頭I中激光發(fā)射器11發(fā)出的經(jīng)分光鏡12分光至光電檢測裝置14的激光)處于干涉狀態(tài)時，所述激光跟蹤頭3初始位置調(diào)整工作完成。
[0039]在隨后的測量工作開始前，所述激光跟蹤頭3應(yīng)將所述校準反射鏡體換為測量反射鏡體，此時，所述測量反射鏡體的球心與原處于該位置的校準反射鏡體的球心位于同一位置。將靶鏡2放置在當前激光跟蹤頭3的鳥巢位置，調(diào)整所述激光跟蹤頭3的角度，使得靶鏡2的反射激光可以通過所述激光跟蹤頭3反射回所述激光頭I中的位置敏感探測器13上，根據(jù)位置敏感探測器13的測量結(jié)果調(diào)整所述激光跟蹤頭3的圓弧運動裝置36與旋轉(zhuǎn)電機33，最終實現(xiàn)將激光入射點調(diào)整至靶鏡2的球心點。此時激光光路處于干涉狀態(tài)，將當前測量距離設(shè)置為給定值(激光跟蹤頭設(shè)計參數(shù)精確給定激光跟蹤頭3中測量反射鏡體球心至鳥巢靶鏡球心距離)。將靶鏡2放置在一固定位置，測量當前靶鏡2距離LI。根據(jù)上述方法將4路激光跟蹤頭3至相同固定位置的距離L2、L3、L4獲取。最后一路激光完成距離測量時，固定當前目標靶鏡2不動，再采用另一靶鏡2將另外3路激光跟蹤光路引至此固定靶鏡，按照上述方法調(diào)整所述激光跟蹤頭3的角度，使得各路激光跟蹤光路處于干涉狀態(tài)，將此時激光干涉測距相應(yīng)設(shè)置為原測量距離L1、L2、L3、L4，至此完成系統(tǒng)初始化。完成系統(tǒng)初始化后即可按照多邊定位法實現(xiàn)目標靶鏡的空間位置測量。
[0040]本實施例中，4路激光中的任意一路激光出現(xiàn)斷光情況(即只要能保證同時有三路激光正常)，不影響整體測量。
[0041]實施例2:本實施例與實施例1的不同點在于，所述新型激光跟蹤測量系統(tǒng)；其包括如圖1所示的激光頭I以及靶鏡2，還包括6個激光跟蹤頭3 ;所述激光頭I發(fā)射6路激光，6路激光分別發(fā)送至6個激光跟蹤頭3，每個激光跟蹤頭3均將自身接收到的一路激光反射至靶鏡2。
[0042]本實施例中，6路激光中的任意三路激光出現(xiàn)斷光情況(即只要能保證同時有三路激光正常)，不影響整體測量。
[0043]實施例3:本實施例與實施例1的不同點在于，所述新型激光跟蹤測量系統(tǒng)；其包括如圖1所示的激光頭I以及靶鏡2，還包括3個激光跟蹤頭3 ;所述激光頭I發(fā)射3路激光，3路激光分別發(fā)送至3個激光跟蹤頭3，每個激光跟蹤頭3均將自身接收到的一路激光反射至靶鏡2。
【主權(quán)項】
1.一種新型激光跟蹤測量系統(tǒng)，包括激光頭、靶鏡，其特征在于，還包括N個以上激光跟蹤頭，N為3以上自然數(shù)；所述激光頭發(fā)射N路激光，N路激光分別發(fā)送至N個激光跟蹤頭，每個激光跟蹤頭均將自身接收到的一路激光反射至靶鏡，靶鏡將各路激光原路反射回激光頭，在激光頭內(nèi)實現(xiàn)激光干涉測距。
2.如權(quán)利要求1所述的新型激光跟蹤測量系統(tǒng)，其特征在于，所述激光頭包括分光鏡、激光反射裝置、N路光電檢測裝置、N路激光發(fā)射器和N個位置敏感探測器；激光發(fā)射器、光電檢測裝置以及位置敏感探測器與所述激光跟蹤頭一一對應(yīng)； 所述分光鏡將激光發(fā)射器發(fā)射出的激光分別分光至光電檢測裝置和激光反射裝置，N路激光分別被所述激光反射裝置反射至對應(yīng)激光跟蹤頭，激光跟蹤頭將接收到的激光反射至靶鏡，并將從靶鏡原路反射回的回路激光原路反射回激光反射裝置，經(jīng)激光反射裝置反射的回路激光由分光鏡分光至位置敏感探測器及光電檢測裝置； 所述位置敏感探測器用于根據(jù)接收到的激光判斷調(diào)整其對應(yīng)激光跟蹤頭的位置與角度；所述光電檢測裝置用于激光干涉狀態(tài)檢測，最終實現(xiàn)干涉光路距離的測量。
3.如權(quán)利要求1所述的新型激光跟蹤測量系統(tǒng)，其特征在于，所述激光反射裝置為N個互相獨立的激光平面反射鏡，所述激光平面反射鏡與所述激光跟蹤頭一一對應(yīng)。
4.如權(quán)利要求1所述的新型激光跟蹤測量系統(tǒng)，其特征在于，所述激光跟蹤頭包括三維運動平臺、圓弧導(dǎo)軌、圓弧運動裝置、導(dǎo)軌滑塊、旋轉(zhuǎn)電機、移動磁環(huán)以及跟蹤反射鏡，所述跟蹤反射鏡包括上端開口的固定球殼以及半球形反射鏡體；所述半球形反射鏡體的底部設(shè)置有鑲嵌磁環(huán)。
5.如權(quán)利要求4所述的新型激光跟蹤測量系統(tǒng)，其特征在于，所述鑲嵌磁環(huán)位于所述半球形反射鏡體下半球瑋度為60±10度處。
6.如權(quán)利要求4所述的新型激光跟蹤測量系統(tǒng)，其特征在于，所述鑲嵌磁環(huán)包含一個以上組成環(huán)形的永磁體，各個永磁體磁場方向一致。
7.如權(quán)利要求4所述的新型激光跟蹤測量系統(tǒng)，其特征在于，所述半球形反射鏡體包括半徑相同的測量反射鏡體與校準反射鏡體兩種。
8.如權(quán)利要求7所述的新型激光跟蹤測量系統(tǒng)，其特征在于，所述測量反射鏡體具有過球心的端平面作為激光反射面。
9.如權(quán)利要求7所述的新型激光跟蹤測量系統(tǒng)，其特征在于，所述校準反射鏡體的激光反射面為共球心三正交平面。
10.如權(quán)利要求7所述的新型激光跟蹤測量系統(tǒng)，其特征在于，所述校準反射鏡體的端平面位于上半球瑋度為45±10度處。
【專利摘要】本實用新型涉及一種激光測量領(lǐng)域，特別涉及一種新型激光跟蹤測量系統(tǒng)，包括激光頭、靶鏡以及3個以上的激光跟蹤頭。相對于傳統(tǒng)的激光跟蹤儀僅有一路測量激光，并需將激光跟蹤儀的角度測量信息引入到測量結(jié)果中，本實用新型提供的新型激光跟蹤測量系統(tǒng)采用多邊定位法實現(xiàn)目標靶鏡位置的計算，每個激光跟蹤測量光路僅僅需要長度信息，大大提高了目標靶鏡的空間位置測量精度。同時，在保證3路激光不斷光的情況下，其它任意激光光路出現(xiàn)意外斷光，不影響整體測量，大大增加了測量工作的穩(wěn)定性。
【IPC分類】G01C3-02, G01C3-00
【公開號】CN204439061
【申請?zhí)枴緾N201520130083
【發(fā)明人】張白, 康學亮, 潘俊濤
【申請人】北方民族大學
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2015年3月6日