一种空间三维位置测量装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开的一种空间三维位置测量装置，属于位置测量领域。本发明专利技术主要由光电探测装置A和激光发射装置B组成，所述光电探测装置A包括二维位置敏感器件PSD单元、紧固圆环、激光窄带通滤光片、镜头壳体、信号处理电路板、激光反射基板、固定螺丝孔、光电探测装置基座。所述激光发射装置B包括激光测距传感器、激光准直器、半导体激光器、光学调整台、调节螺旋杆、激光发射装置基座和顶丝。本发明专利技术用半导体激光器做光源和二维位置敏感器件PSD单元做光敏感器件来实现半导体激光器与二维位置敏感器件PSD单元的空间二维相对位置的精确测量，再通过采用激光测距传感器实现与激光反射基板的距离测量，实现光电探测装置到激光发射装置的三维位置偏差测量。

A Spatial Three-Dimensional Position Measuring Device

The invention discloses a space three-dimensional position measuring device, which belongs to the field of position measurement. The photoelectric detection device A consists of a photoelectric detection device A and a laser emitter B. The photoelectric detection device A includes a two-dimensional position sensitive device PSD unit, a fastening ring, a narrowband pass laser filter, a lens housing, a signal processing circuit board, a laser reflection substrate, a fixed screw hole and a photoelectric detection device base. The laser transmitter B includes a laser range finder sensor, a laser collimator, a semiconductor laser, an optical adjusting platform, a adjusting screw rod, a base of the laser transmitter and a top wire. The invention uses semiconductor laser as light source and two-dimensional position sensitive device PSD unit as light sensitive device to realize accurate measurement of two-dimensional relative position between semiconductor laser and two-dimensional position sensitive device PSD unit in space, and then realizes distance measurement with laser reflection substrate by using laser ranging sensor to realize three-dimensional position deviation between photoelectric detection device and laser emitter device. Measurement.

【技术实现步骤摘要】
一种空间三维位置测量装置
本专利技术涉及不同物体或装置运动空间相对位置同步测量装置，具体涉及一种空间三维位置测量装置，属于位置测量领域。
技术介绍
大型无损检测设备的发射、接收两探头通常安装在两套具有同步运动功能的多轴控制系统上，两探头的运动轨迹理论上是始终保持具有等效长度的两条空间曲线。但由于多轴系统的安装误差、控制系统的定位误差以及在运动中的其他机械结构特点引入的误差等问题，容易导致发射、接收两探头在实际运动过程中出现相对运动偏差的情况，从而出现非理想的同步运动状态，进而影响无损检测设备检测结果的准确度。因此，在发射、接收两探头进行同步定位偏差测量是分离探头误差与机械运动控制系统误差的最有效方法。然而，由于大型无损检测设备的发射、接收探头通常是尺寸较小，并且现阶段尚无能够直接进行空间三维位置偏差测量的传感器。
技术实现思路
本专利技术公开的一种空间三维位置测量装置要解决的技术问题是：实现对不同物体或装置的运动空间相对位置三维同步测量，具有测量精度高的优点。为实现上述的专利技术目的，本专利技术的技术方案以如下方式实现。本专利技术公开的一种空间三维位置测量装置主要由光电探测装置A和激光发射装置B组成，所述光电探测装置A包括二维位置敏感器件PSD单元、紧固圆环、激光窄带通滤光片、镜头壳体、信号处理电路板、激光反射基板、固定螺丝孔、光电探测装置基座。所述激光发射装置B包括激光测距传感器、激光准直器、半导体激光器、光学调整台、调节螺旋杆、激光发射装置基座和顶丝。所述激光窄带通滤光片通过紧固圆环与镜头壳体固定形成光学位置敏感镜头，光学位置敏感镜头通过激光反射基板上的固定孔固定。所述二维位置敏感器件PSD固定连接在信号处理电路板上，信号处理电路板与激光反射基板固定而形成光电探测装置A。所述激光准直器安装在半导体激光器上，并用顶丝固定，与激光测距传感器安装在光学调整台而形成激光发射装置B。作为优选，所述激光测距传感器是基于激光三角测距法的直线位移测量装置。作为优选，所述信号处理电路板与激光反射基板固定方式为，电路板信号处理电路板通过激光反射基板内部的固定螺丝孔固定而形成光电探测装置。本专利技术公开的一种空间三维位置测量装置的工作方法为：采用半导体激光器做光源和二维位置敏感器件PSD单元做光敏感器件来实现半导体激光器与二维位置敏感器件PSD单元的空间二维相对位置的精确测量，再通过采用激光测距传感器实现激光测距传感器与激光反射基板的距离测量，从而实现光电探测装置B到激光发射装置A的三维位置偏差测量即实现对不同物体或装置的运动空间相对位置三维同步测量，所述三维同步测量结果通过通信接口将数据实时传输和显示。作为优选，所述三维同步测量结果通过利用激光干涉仪作为标准器进行补偿修正，进一步提高三维同步测量精度。有益效果：1、本专利技术公开的一种空间三维位置测量装置，用半导体激光器做光源和二维位置敏感器件PSD单元做光敏感器件来实现半导体激光器与二维位置敏感器件PSD单元的空间二维相对位置的精确测量，再通过采用激光测距传感器实现与激光反射基板的距离测量，从而实现光电探测装置到激光发射装置的三维位置偏差测量。2、本专利技术公开的一种空间三维位置测量装置，由于二维位置敏感器件PSD单元做光敏感器件的测量精度高，因此，测量精度高，此外，所述三维同步测量结果通过利用激光干涉仪作为标准器进行补偿修正，进一步提高三维同步测量精度。3、本专利技术公开的一种空间三维位置测量装置，所述三维同步测量结果通过通信接口将数据实时传输和显示。附图说明图1是本专利技术公开的一种空间三维位置测量装置的结构示意图。其中：1-二维位置敏感器件PSD单元、2-紧固圆环、3-激光窄带通滤光片、4—镜头壳体、5-信号处理电路板、6-激光反射基板、7-固定螺丝孔、8-光电探测装置基座、9-激光测距传感器、10-激光准直器、11-半导体激光器、12-光学调整台、13-调节螺旋杆、14-激光发射装置基座、15-顶丝。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本专利技术的概念。如图1所示，本实施例公开的一种空间三维位置测量装置，包括二维位置敏感器件PSD单元1、紧固圆环2、激光窄带通滤光片3、镜头壳体4、信号处理电路板5、激光反射基板6、固定螺丝孔7、光电探测装置基座8、激光测距传感器9、激光准直器10、半导体激光器11、二维光学调整台12、调节螺旋杆13、激光发射装置基座14和顶丝15。激光窄带通滤光片3通过紧固圆环2与镜头壳体4固定形成光学位置敏感镜头，并通过激光反射基板6上的固定孔固定。二维位置敏感器件PSD单元1焊接固定连接在信号处理电路板5上，并通过激光反射基板6内部的固定螺丝孔7固定而形成光电探测装置A。所述激光准直器10安装在半导体激光器11上，并用顶丝15固定，与激光测距传感器16安装在二维光学调整台12而形成激光发射装置B。激光测距传感器9是采用基于激光三角测距法的直线位移测量装置。本实施例公开的一种空间三维位置测量装置的工作方法为：采用半导体激光器11做光源和二维位置敏感器件PSD单元1做光敏感器件来实现半导体激光器11与二维位置敏感器件PSD单元1的空间二维相对位置的精确测量，再通过采用激光测距传感器9实现与激光反射基板6的距离测量，从而实现光电探测装置B到激光发射装置A的三维位置偏差测量。装置通过通信接口将数据实时传输和显示。以上所述的具体描述，对专利技术的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本专利技术的具体实施例而已，并不用于限定本专利技术的保护范围，凡在本专利技术的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种空间三维位置测量装置，其特征在于：主要由光电探测装置A和激光发射装置B组成，所述光电探测装置A包括二维位置敏感器件PSD单元(1)、紧固圆环(2)、激光窄带通滤光片(3)、镜头壳体(4)、信号处理电路板(5)、激光反射基板(6)、固定螺丝孔(7)、光电探测装置基座(8)；所述激光发射装置B包括激光测距传感器(9)、激光准直器(10)、半导体激光器(11)、光学调整台(12)、调节螺旋杆(13)、激光发射装置基座(14)和顶丝(15)；所述激光窄带通滤光片(3)通过紧固圆环(2)与镜头壳体(4)固定形成光学位置敏感镜头，光学位置敏感镜头通过激光反射基板(6)上的固定孔固定；所述二维位置敏感器件PSD(1)固定连接在信号处理电路板(5)上，信号处理电路板(5)与激光反射基板(6)固定而形成光电探测装置A；所述激光准直器(10)安装在半导体激光器上(11)，并用顶丝(15)固定，与激光测距传感器(9)安装在光学调整台(12)而形成激光发射装置B。

【技术特征摘要】
1.一种空间三维位置测量装置，其特征在于：主要由光电探测装置A和激光发射装置B组成，所述光电探测装置A包括二维位置敏感器件PSD单元(1)、紧固圆环(2)、激光窄带通滤光片(3)、镜头壳体(4)、信号处理电路板(5)、激光反射基板(6)、固定螺丝孔(7)、光电探测装置基座(8)；所述激光发射装置B包括激光测距传感器(9)、激光准直器(10)、半导体激光器(11)、光学调整台(12)、调节螺旋杆(13)、激光发射装置基座(14)和顶丝(15)；所述激光窄带通滤光片(3)通过紧固圆环(2)与镜头壳体(4)固定形成光学位置敏感镜头，光学位置敏感镜头通过激光反射基板(6)上的固定孔固定；所述二维位置敏感器件PSD(1)固定连接在信号处理电路板(5)上，信号处理电路板(5)与激光反射基板(6)固定而形成光电探测装置A；所述激光准直器(10)安装在半导体激光器上(11)，并用顶丝(15)固定，与激光测距传感器(9)安装在光学调整台(12)而形成激光发射装置B。2.如权利要求1所述的一种空间三维位置测量装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：李昆，何小妹，何学军，王爱军，王洪博，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11