专利名称：一种便携式激光准直仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种激光测量仪器，特别适用于对大型工件的形状位置误差(如直线度、同轴度等)进行测量。
本实用新型采用的技术方案是该激光准直仪由激光发射接收头、靶镜以及信号处理单元三部分组成。其特征是所说激光发射接收头由激光发射器、准直透镜、光电接收器以及机械微调机构组成，所述的激光发射器和准直透镜分别通过支架固定在机械微调机构上，激光发射器出射的光经过准直透镜后成为光斑大小合适的平行光，所述的光电接收器通过支架固定在机械微调机构上，并接收从靶镜上反射的光，所述的机械微调机构主要用来调节出射激光发射接收头出射激光的光线，所述的激光发射器采用一体化半导体光纤激光器，此一体化半导体光纤激光器主要是将半导体激光器与单模光纤直接通过硬性连接(如胶接或焊接)的方式固定在一起。
所述的靶镜包括一角锥棱镜和机械微调机构，角锥棱镜通过棱镜坐固定在此微调机构上，接收激光发射接收头出射的光线，并将该光线反射到激光发射接收头上的光电接收器上，机械微调机构主要用来调节反射光线的位置，并使反射光线打到光电接收器上；所述的信号处理单元完成对光电接收器探测到的信号进行采集、处理与输出等功能。
所述的光电接收器可采用四象限光电接收器、PSD位敏器件和CCD光电器件；所述的激光发射接收头上的机械微调机构可采用两维方向调节机构或四维调节机构(两维方向与两维位移)，靶镜上的微调机构则需要采用两维位移调节机构。
本实用新型与背景技术相比所具有的优点其一，在靶镜上采用角锥棱镜将入射光反射到激光发射接收头上的光电接收器上，实现了靶镜无光电接收器和无电缆连接，给测量带来了极大的方便；其二，用一体化的半导体光纤激光器代替传统的He-Ne激光器或半导体激光器，极大提高了出射光线的空间和时间稳定性，提高激光准直精度，也使得激光发射接收头的体积大大减少。
所述的光电接收器6采用四象限光电接收器；所述的激光发射接收头1上的机械微调机构7可采用两维方向调节机构，靶镜上的微调机构9则需要采用两维位移调节机构。
采用其它类型的激光器(如He-Ne激光器、普通半导体激光器等)替代一体化半导体激光器，可以得到类似的效果，但准直精度会降低；采用其他类型的光电接收器(如PSD位敏器件和CCD光电器件)替代四象限光电接收器可起到同样的效果。
本实用新型的测量原理简述如下将激光发射接收头1连同靶镜2固定在被测工件上，靶镜2固定在活动台(如导轨的滑块)上，调整激光发射接收头1上的方向微调机构和靶镜上的位移微调机构，使得出射光线与被测工件基本平行，并使得从靶镜上反射的光线尽量在光电接收器6的中心位置。调整完后，移动活动台，如果工件存在直线度偏差，则靶镜必然在垂直于发射光线的两个方向上移动，从而改变入射光线在角锥棱镜上的位置，由角锥棱镜的特性可知，由角锥棱镜反射出的光线位置也发生改变，其变化量与角锥棱镜的位置量完全相同，这样反射的光线打到光电接收器上的位置会发生相同的变化，由此得到工件相对于光线中心的偏移，通过处理得到工件的直线度。类似使用此装置还可以得到工件其他类型的形状位置误差。
本装置测量靶镜位置变化的灵敏度为0.0005mm，准直距离大于10m，测量误差小于(0.002+2L)mm(L为准直距离，单位为m)，适用于对大型工件各种形状位置误差的静态与动态测量。
权利要求1.一种便携式激光准直测量仪，由激光发射接收头(1)、靶镜(2)以及信号处理单元(3)三部分组成，所说激光发射接收头(1)包括激光发射器(4)、准直透镜(5)以及机械微调机构(7)，所述的激光发射器(4)和准直透镜(5)通过支架(8)、(9)固定在机械微调机构(7)上，其特征是所述的激光发射接收头(1)中的激光发射器(4)为一体化半导体光纤激光器；所述的靶镜(2)为包括一角锥棱镜(13)，该角锥棱镜(13)通过一固定座(14)固定在机械微调机构(15)上。
2.根据权利要求1所述的一种便携式激光准直测量仪，其特征是激光发射接收头(1)还包括光电接收器(6)，所述的光电接收器(6)通过支架(11)固定在机械微调机构(7)上。
专利摘要一种便携式激光准直测量仪，该激光准直仪由激光发射接收头(1)、靶镜(2)以及信号处理单元(3)三部分组成。激光发射接收头(1)由一体化半导体光纤激光器(4)、准直透镜(5)、光电接收器(6)以及机械微调机构(7)组成，一体化半导体激光器(4)和准直透镜(5)、光电接收器(6)分别通过支架(8、9、10、11)固定在机械微调机构(7)上。靶镜(2)中的角锥棱镜(13)通过棱镜坐(14)固定在微调机构(15)上。信号处理单元完成对测量信号的采集、处理与输出等功能。该测量装置具有体积小、测量方便、测量稳定性高等优点。
文档编号G01B11/27GK2577239SQ0228591
公开日2003年10月1日 申请日期2002年11月12日 优先权日2002年11月12日
发明者冯其波 申请人:北方交通大学