[发明专利]一种四自由度激光测量系统

摘要

本发明涉及一种改进的四自由度激光测量系统。包括平面反射镜、光线反射器、90°反射镜、分光棱镜、激光器、两个光斑位置检测器件和透镜。其中平面反射镜和光线反射器构成靶镜系统，其余器件构成发射接收系统。激光器发出激光经过分光棱镜分成相互垂直的两束光线，一束光打在一个角度光斑位置检测器件上；另一束光打在另一个位移光斑位置检测器件上；实现同时测量物体两个自由度的位移量和两个自由度的角度量。本发明仅使用一个分光棱镜，使得用于位移测量和角度测量的光线能量增大，提升光接收器件的信噪比，减小随机误差的影响；位移测量光线和角度测量光线相互隔离，互不影响，消除了现有测量系统角度测量对位移测量造成的系统误差。

主权项

1.一种四自由度激光测量系统，其特征在于：包括平面反射镜（1）、光线反射器（2）、90°反射镜（3）、分光棱镜（4）、激光器（5）、位移光斑位置检测器件（6）、透镜（7）和角度光斑位置检测器件（8）；所述平面反射镜（1）和光线反射器（2）构成靶镜系统，其余器件构成发射接收系统；沿着所述激光器（5）的出射光的方向，依次排列设有分光棱镜（4）和光线反射器（2）；所述分光棱镜（4）的一侧依次设有透镜（7）和角度光斑位置检测器件（8）；且透镜（7）和角度光斑位置检测器件（8）构成的光路垂直于激光器（5）出射光的方向；所述分光棱镜（4）的另一侧依次设有90°反射镜（3）和平面反射镜（1），其中90°反射镜（3）紧邻着分光棱镜（4），90°反射镜（3）和平面反射镜（1）构成的光路平行于激光器（5）的出射光的方向；所述光线反射器（2）设于平面反射镜（1）的一侧，光线反射器（2）分别对应着分光棱镜（4）和位移光斑位置检测器件（6），位移光斑位置检测器件（6）位于激光器（5）的一侧；工作时，激光器（5）发出激光经过分光棱镜（4）分成相互垂直的两束光线，一束先后经过90°反射镜（3）、平面反射镜（1）、90°反射镜（3）、分光棱镜（4）、透镜（7）反射或折射，打在角度光斑位置检测器件（8）；若靶镜系统发生偏摆和俯仰变化，会引起打在角度光斑位置检测器件（8）上的光斑位置变动，通过测量光斑位置变动来间接测量靶镜系统的偏摆和俯仰角度；另一束光经过光线反射器（2）折射或反射，打在位移光斑位置检测器件（6）上，若靶镜系统发生上下和左右位移变化，会引起打在位移光斑位置检测器件（6）上的光斑位置变动，通过测量光斑位置变动来间接测量靶镜系统的位移量；实现同时测量物体两个自由度的位移量和两个自由度的角度量。