[发明专利]一种水平光路传递测角仪及测量方法

说明书

本发明涉及一种水平光路传递测角仪及测量方法，属于光学检测领域。位姿调节模块放置于工作台一侧，测量模块通过螺钉固定于工作台上，光束转向模块通过螺钉固定于直线导轨上，测量模块、反射镜模块和光束转向模块处于同一水平直线上，反射镜模块放置于测量模块与光束转向模块之间。本发明优点是将被测件上的被测面的角度经过传递转换为位移，可用于检测超出常规量程范围的被测面方位角，测量精度达到角秒量级，可实现被测面的全口径、大量程、高精度测量，同时整个测量过程具有快捷高效、高度自动化的特点。

技术领域

本发明属于光学检测技术领域，具体的涉及一种水平光路传递测角仪及测量方法，用于检测超出常规量程范围的偏转角。

背景技术

随着各行业对于角度测量精度要求的日益提高，尤其在精度和效率方面，传统的角度测量装置难以满足企业的需求，因此具有非接触、高准确度和高灵敏度的特点的光学测角法得到了快速的发展,而倍受人们的重视。数字式自准直仪是一种利用光的自准直原理测量平直度的仪器。因其安装方便、精度高、系统响应快等优点而广泛地用于小角度测量、高精度角度标校、导轨的平直度、精密平台的平面度、转台位置不确定度等测量领域。

目前，高精度角度测量技术多为国外所掌握，国内在此方面，无论是性能还是测量精度均有所差距。在现有的测角仪设备中，其角度测量技术主要为机械角度测量设备、电磁角度测量设备与光电角度测量设备。其中，机械测量方法的代表是多齿分度盘，而电磁角测量技术的代表则是圆形磁栅测量技术，光电角度测量设备大多基于自准直仪，但是这些方法大多是通过人工操作，使得测量效率慢，不能很好的实现快速且高精准的数据测量，不利于日后的发展，而自准直仪经过多次光棱镜的半透半反作用，会产生较多的光能量损失，这对检测装置的感光灵敏度提出更高要求。因此需要一种测量过程快捷高效，且具有高精度，大量程优点的测量设备。

发明内容

本发明提供一种水平光路传递测角仪及测量方法，通过数字式自准直仪发出的激光使得被测面的俯仰角与偏摆角变化经过传递转变为光斑的位移变化。

本发明采取的技术方案是，包括位姿调节模块、工作台、测量控制器、直线导轨、光束转向模块、反射镜模块和测量模块，其中工作台用于承载直线导轨、光束转向模块、反射镜模块、测量模块和测量控制器，位姿调节模块放置于工作台一侧，测量模块通过螺钉固定于工作台上，光束转向模块通过螺钉固定于直线导轨上，测量模块、反射镜模块和光束转向模块处于同一水平直线上，反射镜模块放置于测量模块与光束转向模块之间。

所述位姿调节模块包括底座、手动升降台、Z向转动台、X-Y向位移台、X-Y向弧摆台和载物台，其中载物台通过螺钉固定于所述X-Y向弧摆台的输出端，X-Y向弧摆台通过螺钉固定于所述X-Y向位移台的输出端上，X-Y向位移台通过螺钉固定于所述Z向转动台的输出端，Z向转动台通过螺钉固定于所述手动升降台的输出端上，所述手动升降台通过螺钉固定于底座上。

所述X-Y向弧摆台的结构是X向弧摆台固定连接在Y向弧摆台上方，所述X-Y向位移台的结构是X向位移台固定连接在Y向位移台上方。

所述手动升降台包括导向连接板一、导向连接板二、导向连接板三、导向连接板四、可调节支撑柱、丝母、丝杠和丝杠驱动器，其中可调节支撑柱共八根，导向连接板一、导向连接板三与四根可调节支撑柱构成输出端，导向连接板二、导向连接板四与四根可调节支撑柱构成固定端，丝母、丝杠、丝杠驱动器构成驱动源，丝杠驱动器固定于导向连接板四上，丝杠下端与丝杠驱动器固定连接，丝母固定于所述导向连接板三上，可通过调节丝母在丝杠上的位置，带动输出端沿Z轴方向运动。

所述光束转向模块包括五棱镜、可变光阑和五棱镜固定架，其中五棱镜放置于五棱镜固定架内，可变光阑位于五棱镜的光线入射端并通过螺钉固定于五棱镜固定架上，五棱镜固定架通过螺钉固定于直线导轨，并在直线导轨的带动下沿X轴滑动。