[发明专利]一种分布式平面六自由度位姿快速精密测量装置与方法

摘要

一种分布式平面六自由度位姿快速精密测量装置与方法属于半导体制造装备技术领域，具体涉及一种分布式平面六自由度位姿快速精密测量装置；本发明装置引入了频率稳定的激光二极管为光源，二维PSD为光电元件，将光源部分与二维PSD集成在一起，因此可以减小体积、减轻重量、便于安装；同时只将三个角锥棱镜置于运动平台之上，也减少了平台的运动负载，综上所述，该测量装置结构简单，非常适合于高速运动平台的六自由度位姿测量；本发明方法采用分布于待测平台上的角锥棱镜作为位置传感元件，通过坐标系变换将角锥棱镜与PSD构成的三维坐标系转换为待测平台运动坐标系，从而获得待测平台的六自由度信息，因此该测量方法操作简便，光路调整简单。

主权项

一种分布式平面六自由度位姿快速精密测量装置，其特征在于：包括配置在待测平台（6）上的角锥棱镜（1）、配置在测量框架（11）上的光源组件和信号接收组件、信号采集运算电路板（9）和主控计算机（10）；所述的角锥棱镜（1）与光源组件和信号接收组件为3套，每套光源组件和信号接收组件均通过机械安装架（2）固定在测量框架（11）上；所述的光源组件包括准直透镜（3）、激光二极管（4）；所述的信号接收组件包括二维PSD（7）以及信号传输电路板（8）；其中，由激光二极管（4）输出的激光经过准直透镜（3）准直后，经保偏光纤传输，入射到角锥棱镜（1），反射光回射到二维PSD（7）上时，二维PSD（7）产生相应的输出信号，再经过信号传输电路板（8）与另外两组相同的信号一起传输到信号采集运算电路板（9），解耦后输出测量结果给主控计算机（10）。