4回复至初始位置；
[0060] 处理系统，根据光电探测器一31、光电探测器二32和光电探测器三33上分别接收 到的激光束一 21，激光束二22和激光束三23反射位置变化值，计算得到测球7的三维位移变 化值。
[0061] 其中，上述平移部件用于将测头基座4分别沿三个相互垂直的方向移动。具体的， 如图3、4所示，该平移部件包括位于水平方向的两个导向槽一 81，两导向槽一 81之间沿垂直 方向水平滑动设有一个导向槽二82,导向槽二82上设有一个导向槽三83,导向槽三83上竖 直平面上下滑动连接所述测头基座4。由于该平移部件分别包括导向槽一81、导向槽二82和 导向槽三83,其中导向槽二82可相对导向槽一 81水平滑动，导向槽三83可相对导向槽二82 水平滑动，导向槽一81的滑动方向与导向槽二82的滑动方向相互垂直，导向槽二82的滑动 方向与导向槽三83的滑动方向相互垂直，导向槽三83通过滑块84竖直滑动连接测头基座4， 测头基座4可在导向槽三83上进行上下滑动，因此能够分别实现测头基座4在三维方向即三 个相互垂直的方向进行位移。如图3中双向箭头为位移方向。
[0062]如图3、4所示，上述回复部件包括弹簧片一、弹簧片二、弹簧片三，其中弹簧片一设 于至少一个导向槽一 81上并用于将导向槽二82回复至初始位置，弹簧片二设于至少一个导 向槽二82上并用于将所述导向槽三83回复至初始位置，弹簧片三设于导向槽三83上并用于 将测头基座4回复至初始位置。该弹簧片一、弹簧片二、弹簧片三，能够分别将导向槽二82、 导向槽三83和测头基座4回复至初始位置，即将三个激光束反射至三个光电探测器上的位 置回复至最初位置，便于测头系统的下一次测量。
[0063]上述测头基座4为长方体，反射面一 41、反射面二42、反射面三43分别设于该长方 体两两相互垂直的三个面上，光电探测器一 31、光电探测器二32和光电探测器三33也两两 相互垂直设置。长方体形状的测头基座4便于加工和安装，三个侧面两两相互垂直，将三个 反射面设于这三个侧面，更容易保证三个反射面相互之间的垂直度精度。
[0064]该新型光臂放大式三维扫描测头，利用三条激光束，入射到测头基座4上，通过测 头基座4上的不同反射面反射出去，再分别入射到三个光电探测器上，每个光电探测器能够 感应对应激光束的反射位置。当平移部件带动测头基座4做直线运动，即平移部件能够沿不 同方向平移测头基座4,以改变测头基座4不同反射面上的激光束反射点位置，测头基座4不 同反射面反射出去的三条激光束分别入射到对应光电探测器上的位置也相应发生改变， 处理系统分别对每个激光束入射到对应光电探测器上反射位置变化值进行计算并分析，能 够得到测头基座4在位于不同方向的直线位移变化值，将不同方向直线位移进行叠加，能够 实现该测头基座4在三个方向合成的三维位移测量，测头基座4发生位移后通过回复部件能 够回复至初始位置，便于测头系统下一次的测量。
[0065]将本实用新型的三个激光源、三个光电探测器，以及平移部件集成在壳体9上，其 中激光源一 11、激光源二12和激光源三13均固定在壳体9内，光电探测器一 31、光电探测器 二32和光电探测器三33连接在壳体9上，便于在精密测量仪上安装和拆卸，在测量过程中稳 定性更好。
[0066] 上述光电探测器一 31、光电探测器二32和光电探测器三33均采用一维位置敏感探 测器。该位置敏感探测器(英文为PositionSensitiveDetector，简称PSD)，属于半导体器 件，一般做成PN结构，其工作原理是基于横向光电效应，能够用于位置坐标的精确测量，具 有高灵敏度、高分辨率、响应速度快和配置电路简单等优点。
[0067] -维位置敏感探测器(简称一维PSD)，可以探测出一个亮点在它的一个唯一方向 上表面的移动。
[0068] 分别将一维PSD安装在壳体9的X轴、Y轴或Z轴，抑或其他方向，以获得其在该方向 的位移值，并将其补偿到被测工件的测量值上，以获得该一维方向更准确的测量值。
[0069] 光电探测器一 31、光电探测器二32和光电探测器三33中至少一个可以是旋转连接 在壳体9上，该光电探测器在位于对应所述激光束的入射光、反射光构成的平面上进行旋 转。因为可旋转的光电探测器能够改变光电探测器和测头基座4反射面的相对位置和夹 角，从而能够改变了光电传感器测量测头基座4位移的放大倍数，三个光电探测器能够改变 测量基座4在位于不同方向的位移放大倍数，以满足实际需要。
[0070]如图5所示，为实现三维测量，在测头基座4反射面一 41、反射面二42和反射面三43 对应位置按照图1分别构建X轴、Y轴、Z轴三维位移测量光路，分别实现X方向位移、Y方向位 移和Z方向位移的测量。测头基座4水平移动过程中，激光束入射在反射面上的入射点发生 变化，假设激光束一 21入射到光电探测器一 31上且其入射光与水平面夹角为α度，当测头在 水平方向平移距离为X时，光电探测器一 31测量距离为y，那么，光电探测器一 31所测量得到 的测头基座4反射面一 41的位移放大倍数为Z= 2Xtan(α)。
[0071]如图6所示，将光电探测器一 31旋转并倾斜一定角度，如旋转Θ后，可以再次调整放 大倍数，图中明显可以看出在测头基座4平移相同的距离X时，倾斜后的一维位置敏感探测 器上两条反射激光束的反射位置发生了变化，二者的间距变大，二者的间距为2χ·tana· C〇S0+2x·tana·sin0 ·tan(a+0)，此时，该一维位置敏感探测器31所测量得到的测头基座 4位移放大倍数为2 ·tana·cos0+2 ·tana·sin9 ·tan(a+0)。可以根据不同的需要进行调 整。
[0072]使用时，将该三维扫描测头安装在精密量仪上，由于测头基座4上连接测杆6和测 球7，测球7用于与被测工件直接接触进行位置测量，当测球7与被测工件直接接触时，受到 阻力而产生位移，测球7带动测头基座4在平移部件上产生位移，通过三条激光束、测头基座 4上的三个相互垂直设置的反射面、三个光电探测器、处理系统配合，能够计算得到测球7的 位移量，以补偿测球7接触被测工件时测球7位移导致的被测工件位置测量偏差，由于每个 光电探测器能够得到一个直线方向的位移量，通过三个光电探测器即能够得到在三个不 同直线方向的位移量，以获得被测工件在测头基座4的三维方向上的更为准确的测量坐标， 最高精度能够达到纳米级别，提高了三维扫描测头的测量精度。该测头简化了结构，降低了 生产成本，易于批量加工制造。
[0073] 实施例2
[0074] 一种新型光臂放大式三维扫描测头，如同实施例1 一样，包括：
[0075] 如图1-6所示，三个激光源，即激光源一 11、激光源二12和激光源三13，分别产生三 条激光束，即激光束一21、激光束二22和激光束三23;
[0076]测头基座4，包括至少三个反射面，其中三个反射面，即反射面一41、反射面二42、 反射面三43两两相互垂直设置，三个反射面分别用于反射三条所述激光束，测头基座4上设 有用于检测的测杆6和测球7;
[0077] 三个光电探测器，即光电探测器一 31、光电探测器二32和光电探测器三33,分别用 于接收测头基座4上所述反射面一 41、反射面二42和反射面三43分别反射的激光束一 21、激 光束二22和激光束三23;
[0078] 平移部件与回复部件，用于使测头基座4做直线运动，以改变测头基座4反射面上 的所述激光束一 21、激光束