所述激光束一 21、激光束二22和激光束三23的反射点位置；
[0079] 回复部件，用于将测头基座4回复至初始位置；
[0080] 本实施例中采用平行簧片结构实现平移部件与回复部件的功能。
[0081 ] 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。
[0082] 与实施例1中不同的是，该扫描测头的平移部件和回复部件有所不同，其中两个 位移方向的平移部件和回复部件均通过一个的平行簧片结构实现，另一个方向的平移部 件和回复部件通过一个Ζ形簧片结构实现。
[0083] 如图7-8所示，其主体结构主要由两层平行簧片结构与一个Ζ字型簧片组成。其 中测头基座4安装在4个Ζ形簧片83上，具体是4个Ζ形簧片83的一边连接在测头基座 安装座91上，4个Z形簧片83的另一边连接在测头基座4上，测头基座4可以相对图8垂 直于纸面的方向来回运动。测头基座安装座91与簧片安装座92通过2个相互平行的空心 簧片81连接，使测头安装座91可以在空心簧片81的作用下，沿垂直于空心簧片81的方向 相对簧片安装座92来回摆动。簧片安装座92通过2个平行的簧片82连接至固定安装面 板93上，簧片82与空心簧片81相互垂直设置，使簧片安装座92可以在垂直于簧片82平 面的方向相对固定安装面板93来回摆动。从而实现测头基座4在互相垂直的两个空心簧 片81和簧片82平面方向的直线运动与回复运动；另外，通过4个Z形簧片83实现测头基 座4在另外一个方向的直线运动与回复运动，从而形成测头基座4在三个不同直线方向即 XYZ方向直线位移。
[0084] 光电探测器31、光电探测器32、光电探测器33可以安装在测头壳体上，也可以安 装在测头基座安装座91上。激光源11、激光源12、激光源13安装在固定安装面板93上， 也可安装在测头壳体上。
[0085] 将上述的主体结构通过与三个激光束、三个光电探测器配合，方便得到测头基座4 在三个不同直线方向即XYZ方向的位移量，以获得被测工件更为准确的位置坐标，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。
[0086] 以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案，尽管本说明 书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但本发明不局限于上述具体实 施方式，因此任何对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离发明的精神和范围的技术 方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【主权项】
1. 一种新型光臂放大式三维扫描测头，其特征在于，包括： 三条激光束，即激光束一（21)、激光束二（22)和激光束三（23); 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)，三个反射面分别用于反射三条所述激光束，所述测头基座上设有用于 检测的测杆（6)和测球（7);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)，分别用于接收所述测头基座（4)上所述反射面一（41)、反射面二（42) 和反射面三（43)分别反射的所述激光束一（21)、激光束二（22)和激光束三（23); 平移部件，用于使所述测头基座（4)做直线运动，以改变所述测头基座（4)反射面上的 所述激光束一（21)、激光束二（22)和激光束三（23)的反射点位置； 回复部件，用于将所述测头基座（4)回复至初始位置； 处理系统，根据所述光电探测器一（31)、光电探测器二（32)和光电探测器三（33)上分 别获得的激光束一（21)，激光束二（22)和激光束三（23)反射位置变化值，计算得到所述测 球（7)的三维位移变化值。2. 根据权利要求1所述的一种新型光臂放大式三维扫描测头，其特征在于，所述反射 面一（41)、反射面二（42)、反射面三（43)两两相互垂直，所述平移部件用于将所述测头基 座（4)分别沿三个相互垂直的方向移动。3. 根据权利要求2所述的一种新型光臂放大式三维扫描测头，其特征在于，所述平移 部件包括至少一个导向槽一（81)，所有所述导向槽一（81)之间沿垂直方向设有至少一个 导向槽二（82)，所有所述导向槽二（82)上沿垂直方向设有至少一个导向槽三（83)，所有所 述导向槽三（83)上滑动连接所述测头基座（4)。4. 根据权利要求3所述的一种新型光臂放大式三维扫描测头，其特征在于，所述回复 部件包括弹簧片一（51)、弹簧片二（52)、弹簧片三（53)，其中所述弹簧片一（51)设于至 少一个所述导向槽一（81)上并用于将所述导向槽二（82)回复至初始位置，所述弹簧片二 (52)设于至少一个所述导向槽二（82)上并用于将所述导向槽三（83)回复至初始位置，所 述弹簧片三（52)设于所述导向槽三（83)上并用于将所述测头基座（4)回复至初始位置。5. 根据权利要求1-4任一所述的一种新型光臂放大式三维扫描测头，其特征在于，所 述测头基座（4)为长方体，所述反射面一（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，所述光电探测器一（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。6. 根据权利要求5所述的一种新型光臂放大式三维扫描测头，其特征在于，所述激光 束一（21)、激光束二（22)和激光束三（23)分别通过三个激光源，即激光源一（11)、激光源 二（12)和激光源三（13)发射。7. 根据权利要求6所述的一种新型光臂放大式三维扫描测头，其特征在于，还包括壳 体（9)，所述激光源一（11)、激光源二（12)和激光源三（13)均固定在所述壳体（9)内，所 述光电探测器一（31)、光电探测器二（32)和光电探测器三（33)连接在所述壳体（9)内。8. 根据权利要求7所述的一种新型光臂放大式三维扫描测头，其特征在于，所述光电 探测器一（31)、光电探测器二（32)和光电探测器三（33)中至少一个旋转连接在所述壳体 (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。9. 根据权利要求8所述的一种新型光臂放大式三维扫描测头，其特征在于，所述光电 探测器一（31)、光电探测器二（32)和光电探测器三（33)为位置敏感探测器。10.根据权利要求9所述的一种新型光臂放大式三维扫描测头，其特征在于，所述光电 探测器一（31)、光电探测器二（32)和光电探测器三（33)均为一维位置敏感探测器。
【专利摘要】本发明公开了一种新型光臂放大式三维线性测头，包括：三条激光束；测头基座，包括三个反射面，以及用于检测的测杆和测球；三个光电探测器，分别用于接收测头基座反射的三条激光束；用于使测头基座做直线运动的平移部件；用于将测头基座回复至初始位置的回复部件；用于计算获得测球的三维位移变化值的处理系统。该新型光臂放大式三维线性测头通过三个光电探测器能够得到在三个不同直线方向的测头位移量，进而获得被测工件更为准确的测量坐标，提高了三维线性测头的测量精度，简化了结构，降低了生产成本，易于批量加工制造。
【IPC分类】G01B11/00
【公开号】CN105333820
【申请号】CN201510642998
【发明人】张白, 丁子兮
【申请人】张白
【公开日】2016年2月17日
【申请日】2015年9月30日