一种新型激光跟踪测量系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种激光测量领域，特别涉及一种新型激光跟踪测量系统。
【背景技术】
[0002]激光跟踪仪是工业测量系统中一种高精度的大尺寸测量仪器。具测量有精度高、效率高、测量空间大、简单易用等特点，广泛应用于汽车制造、船舶制造、飞机制造、航空航天等领域。激光跟踪仪实际上是一台激光干涉测距和自动跟踪的全站仪的结合，通常由激光头、激光跟踪头、靶镜、环境补偿器等附件组成；传统的激光跟踪仪仅使用一路激光进行跟踪测试，测量点的位置采用球坐标进行测量，将激光跟踪仪的角度测量信息引入到测量结果中，由于激光跟踪仪的测角精度有限，远距离测量时角度误差对测量点的三维坐标存在误差放大作用，降低了测量点的精度。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的在于克服现有技术仅一路激光进行跟踪测量，测量结果中由于角度误差存在测量结果精度降低的问题，提供一种具有多路测量激光，工作更加稳定的新型激光跟踪测量系统；其还包括N个以上激光跟踪头，N为3以上自然数；所述激光头发射N路激光，N路激光分别发送至对应激光跟踪头，每个激光跟踪头均将自身接收到的一路激光反射至靶镜，靶镜将各路激光原路反射回激光头，在激光头内实现激光干涉测距。
[0004]进一步的，所述激光头包括分光镜、激光反射装置、N路光电检测装置、N路激光发射器和N个位置敏感探测器；激光发射器、光电检测装置以及位置敏感探测器与所述激光跟踪头一一对应；
[0005]所述分光镜将激光发射器发射出的激光分别分光至光电检测装置和激光反射装置，N路激光分别被所述激光反射装置反射至对应激光跟踪头，激光跟踪头将接收到的激光反射至靶镜，并将从靶镜原路反射回的回路激光原路反射回激光反射装置，经激光反射装置反射的回路激光由分光镜分光至位置敏感探测器及光电检测装置；
[0006]所述位置敏感探测器用于根据接收到的激光位置，调整其对应的激光跟踪头的位置与角度；所述光电检测装置用于激光干涉状态检测，最终实现干涉光路距离的测量。
[0007]进一步的，所述激光反射装置为N个互相独立的激光平面反射镜，所述激光平面反射镜与所述激光跟踪头对应。
[0008]进一步的，所述激光跟踪头包括三维运动平台、圆弧导轨、圆弧运动装置(即与圆弧导轨配合实现圆弧运动的机电装置)、导轨滑块、旋转电机、移动磁环以及跟踪反射镜，所述跟踪反射镜包括上端开口的固定球壳以及半球形反射镜体；所述半球形反射镜体的底部设置有镶嵌磁环。
[0009]进一步的，所述镶嵌磁环位于所述半球形反射镜体下半球，优选的玮度为60± 10度处。
[0010]进一步的，所述镶嵌磁环包含一个以上组成环形的永磁体，各个永磁体磁场方向一致，优选的永磁体个数为64、128或256个。
[0011]进一步的，所述半球形反射镜体包括半径相同的测量反射镜体与校准反射镜体两种。
[0012]进一步的，所述测量反射镜体具有过球心的端平面作为激光反射面。
[0013]进一步的，所述校准反射镜体的激光反射面为共球心三正交平面。
[0014]优选的，，所述校准反射镜体的端平面位于上半球玮度为45±10度处。
[0015]与现有技术相比，本实用新型的有益效果:相对于传统的激光跟踪仪仅有一路测量激光，测量点的位置采用球坐标进行测量，将激光跟踪仪的角度测量信息引入到测量结果中，由于激光跟踪仪的测角精度有限，远距离测量时角度误差对测量点的三维坐标存在误差放大作用，降低了测量点的精度。本实用新型提供的新型激光跟踪测量系统采用多边定位法实现目标靶镜测量点的计算，每个激光跟踪测量光路仅仅需要长度信息，大大提高了目标靶镜的空间位置测量精度。同时，在保证3路激光不断光的情况下，其它任意激光光路出现意外断光，不影响整体测量，大大增加了测量工作的稳定性。
[0016]【附图说明】:
[0017]图1为本实用新型实施例1中新型激光跟踪测量系统示意图。
[0018]图2为本实用新型实施例1中单个激光跟踪头校准原理示意图。
[0019]图3为本实用新型实施例1中测量反射镜体激光跟踪头结构示意图。
[0020]图4为本实用新型实施例1中校准反射镜体激光跟踪头结构示意图。
[0021]图5为本实用新型实施例1中测量反射镜体结构图。
[0022]图6为本实用新型实施例1中校准反射镜体结构图。
[0023]图中标记:1_激光头，11-激光发射器，12-分光镜，13-位置敏感探测器，14-光电检测装置，15-激光反射装置，2-靶镜，3-激光跟踪头，31-圆弧导轨，32-导轨滑块，33-旋转电机，34-移动磁环，35-跟踪反射镜，351-固定球壳，352-半球形反射镜体，353-镶嵌磁环，354-端平面，355-三正交平面，36-圆弧运动装置。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述。但不应将此理解为本实用新型上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本【实用新型内容】所实现的技术均属于本实用新型的范围。
[0025]实施例1:如图1-6所示，本实施例的目的在于克服传统的激光跟踪仪的测角精度有限，远距离测量时角度误差对测量点的三维坐标存在误差放大作用的问题，本实用新型提供的新型激光跟踪测量系统采用多边定位法实现目标靶镜测量点的计算，每个激光跟踪测量光路仅仅需要长度信息，大大提高了目标靶镜的空间位置测量精度。所述新型激光跟踪测量系统；其包括如图1所示的激光头I以及靶镜2，还包括4个激光跟踪头3 ;所述激光头I发射4路激光，4路激光分别发送至4个激光跟踪头3，每个激光跟踪头3均将自身接收到的一路激光反射至靶镜2。
[0026]进一步的，所述激光头I包括分光镜12、4路光电检测装置14、4路激光发射器11、4个位置敏感探测器13以及4个独立的激光反射装置15 (如激光反射平面镜)；4路激光发射器11、4个位置敏感探测器13、4个独立的激光反射装置15、4路光电检测装置14与所述4个激光跟踪头3为分别一一对应，可通过调整所述激光反射装置的角度来调整激光的反射角度。；
[0027]所述分光镜12将激光发射器11发射出的激光分别分光至光电检测装置14和激光反射装置15，激光跟踪头3将激光反射装置15反射来的激光反射至靶镜2，并将从靶镜2原路反射回的回路激光原路反射回激光反射装置15，经激光反射装置15反射的回路激光由分光镜12分光至位置敏感探测器13及光电检测装置14 ;
[0028]所述位置敏感探测器13用于根据接收到的激光位置，调整其对应的激光跟踪头3的位置与角度；所述光电检测装置用于激光干涉状态检测，最终实现干涉光路距离的测量。
[0029]进一步的，所述激光跟踪头3包括三维运动平台(图3与图4所示)、圆弧导轨31、导轨滑块32、旋转电机33、移动磁环34、跟踪反射镜35以及圆弧运动装置36，所述跟踪反射镜35包括上端开口的固定球壳351以及半球形反射镜体352 ;所述半球形反射镜体352的底部设置有镶嵌磁环353，所述固定球壳351用于固定所述半球形反射镜体352。
[0030]所述圆弧导轨31安装在所述三维运动平台上，所述圆弧运动装置36安装在圆弧导轨31上，并与所述圆弧导轨31配合实现圆弧运动，所述导轨滑块32安装在所述圆弧运动装置36上，带有移动磁环34的旋转电机33安装在所述导轨滑块32上，所述跟踪反射镜35安装在所述移动磁环34上方，当移动磁环34随旋转电机33转动时，所述跟踪反射镜35在磁力的作用下跟随转动；同时当所述导轨滑块32在圆弧运动装置的带动下运动时，所述跟踪反射镜35同样会在磁力的作用下跟随运动；安装完毕后，由于采用镶嵌磁环353与移动磁环34配合实现非接触转动，半球型反射镜体352在运动过程中，其球心仅与半球型反射镜体352以及固定球壳351的精度有关，而与运动导轨精度无关，简化了现有激光跟踪装置，提高了系统精度。
[0031]进一步的，所述镶嵌磁环353位于所述半球形反射