一种激光测距系统技术方案

本发明专利技术涉及测量技术领域，具体涉及一种激光测距系统，激光源包括至少两个激光源单元，每个激光源单元各自射出一束激光束，位移调节装置包括主动件、从动件和限位件，从动件滑动设置在主动件上，并滑动设置在限位件上，使移动主动件，从动件在主动件的作用下运动，并且从动件相对主动件的滑动方向与从动件相对限位件的滑动方向夹角大于或等于60度，移动反射镜设置在从动件上，来自激光源的至少两束激光通过合光装置合成一束复合光后射向分束镜，来自分束镜的一束复合光通过分光装置，分光装置按波长的不同将该束复合光分成至少两束单色光后，使各单色光沿不同方向射出，测量结果更加准确，测量精度更高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及测量
，具体涉及一种激光测距系统。
技术介绍
激光器的出现，使古老的干涉技术得到迅速发展，激光具有亮度高、方向性好、单色性及相干性好等特点，激光干涉测量技术已经比较成熟。激光干涉测量系统应用非常广泛：精密长度、角度的测量如线纹尺、光栅、量块、精密丝杠的检测；精密仪器中的定位检测系统如精密机械的控制、校正；大规模集成电路专用设备和检测仪器中的定位检测系统；微小尺寸的测量等。目前，在大多数激光干涉测长系统中，都采用了迈克尔逊干涉仪或类似的光路结构，比如，目前常用的单频激光干涉仪。单频激光干涉仪是从激光器发出的光束，经扩束准直后由分束镜分为两路，并分别从固定反射镜和可动反射镜反射回来会合在分束镜上而产生干涉条纹。当可动反射镜移动时，干涉条纹的光强变化由接收器中的光电转换元件和电子线路等转换为电脉冲信号，经整形、放大后输入可逆计数器计算出总脉冲数N，再由电子计算机按计算式L＝N×λ/2，式中λ为激光波长，算出可动反射镜的位移量L。激光干涉仪在测量过程中要求激光干涉光路一直保持干涉状态，这对于测量过程提出了很高的要求。为解决激光干涉测量技术中存在的弊端，技术人员提出了多波长激光干涉测距技术，该技术仅需要在测量的起始点与终止点保持干涉状态，中间过程无需保持光路的干涉状态。在现有常规技术中，多波长激光干涉测距技术是采用多个独立的激光源单元组成激光源，每个激光单元射出一束单色光，所有激光单元的光束均射在同一面移动反射镜上，如图1与2所示，虽然各光束入射在移动反射镜的同一面上，但是，入射在移动反射镜表面的不同位置，由于移动反射镜的加工误差，移动反射镜反射表面各位置不完全在同一平面上，造成各激光束的起始位置不同，形成测量误差，影响测量精度。所以，基于上述不足，目前亟需一种能够提高激光干涉仪测量精度的装置。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：针对目前激光干涉仪精度受限于激光波长，且测量环境对激光波长有直接影响的不足，提供一种精度更高的激光测距系统。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种激光测距系统，包括激光源、固定平面反射镜、分束镜、干涉测量光电探测器、移动反射镜，所述激光源包括至少两个激光源单元，每个所述激光源单元各自射出一束激光束，各个所述激光源单元射出激光束的波长各不相等，还包括位移调节装置、合光装置和分光装置，所述位移调节装置包括主动件、从动件和限位件，所述从动件滑动设置在所述主动件上，并滑动设置在所述限位件上，使移动所述主动件，所述从动件在所述主动件的作用下运动，并且所述从动件相对所述主动件的滑动方向与所述从动件相对所述限位件的滑动方向夹角大于或等于60度，移动反射镜设置在所述从动件上，来自所述激光源的至少两束激光通过所述合光装置合成一束复合光后射向分束镜，来自分束镜的一束复合光通过所述分光装置，所述分光装置按波长的不同将该束复合光分成至少两束单色光后，使各单色光沿不同方向射出。作为优选，所述主动件和所述从动件均为磁性材料制成，所述主动件和所述从动件处于异性相吸状态，如此，能够更好的控制从动件的位移精度，也即是能够进一步提高移动反射镜的位移精度，使得激光测距系统的测量精度更高更准确。作为优选，移动所述主动件发生位移，所述从动件在所述主动件的带动下发生位移，所述从动件的位移与所述主动件的位移相垂直，如此，便于计算，结构简单易于加工，同时方便控制主动件和从动件的移动。作为优选，限位件包括限位块，所述限位块设置在从动件的两侧，用于限制从动件沿主动件的运动方向移动，如此，装置更加简单成本更加低廉。作为优选，所述主动件上设置有相对于其运动方向倾斜的斜面，所述从动件滑动设置在该斜面上，如此，装置简单，能够降低加工成本。作为优选，所述斜面与所述主动件的运动方向的夹角小于或等于5度，如此，能进一步提高移动反射镜的位移精度，使得激光测距系统的测量精度更高更准确。作为优选，包括支撑件，所述限位件固定设置在所述支撑件上，所述主动件滑动设置在所述支撑件上。作为优选，所述位移调节装置还包括驱动所述主动件移动的驱动装置，所述驱动装置为压电陶瓷型驱动装置，采用压电陶瓷型驱动装置能够将机械能和电能互相转换的功能陶瓷材料，其在电场作用下产生的形变量很小，最多不超过本身尺寸的千万分之一的微小位移，具有良好的往复形变恢复能力，稳定性好、精度高，进一步提高了本申请精密位移装置的精确性和可靠性。作为优选，所述合光装置包括合光镜，使一束激光射向所述合光镜的一面，另一束激光射向所述合光镜的另一面，该一束激光的透射光与该另一束激光的反射光由所述合光镜的同一部位射出后形成一束复合激光。作为优选，所述分光装置包括分光镜，复合激光束射向所述分光镜，指定波长的激光发生透射/反射，其它波长的激光发生反射/透射。综上所述，由于采用了上述技术方案，本申请的有益效果是：1、将多束激光合成一束复合激光射向分束镜，透过分束镜射向移动反射镜的也只有一束合成光，这就相当于各波长激光入射在移动反射镜的同一位置上，如此，各波长激光的反射初始位置相同，干涉光路的路程差相同，能够避免因移动反射镜加工误差带来的测量误差，同时，现有技术要解决该问题均采用高精度移动反射镜，成本极高，而本申请能够在提高测量精度的同时降低成本；2、从动件相对主动件的滑动方向与从动件相对限位件的滑动方向的夹角R大于或等于60度，主动件的位移量大于从动件的位移量，如此，能够使从动件的位移精度更高，能够更加准确的控制从动件的位移精度，从而移动反射镜的位移精度更高，进而使得激光测距系统的测量精度更高；3、将多束激光合成一束复合激光射向分束镜，透过分束镜射向移动反射镜的也只有一束合成光，这就相当于各波长激光入射在移动反射镜的同一位置上，如此，各波长激光的反射初始位置相同，干涉光路的路程差相同，能够避免因移动反射镜加工误差带来的测量误差，同时，现有技术要解决该问题均采用高精度移动反射镜，成本极高，而本申请能够在提高测量精度的同时降低成本。附图说明图1为本申请装置的结构示意图；图2为本申请位移调节装置各零部件的移动方向关系示意图；图3为本申请区别于图2的各零部件的移动方向关系示意图；图4为主动件和从动件配合关系示意图；图5为图4中的主动件的结构示意图；图6为区别于图4的主动件和从动件的另一种配合关系示意图；图7为区别于图6的主动件和从动件的另一种配合关系示意图；图8为图7中的主动件的结构示意图；图9为区别于图2的主动件运动方向示意图；图10为区别于图9的主动件运动方向示意图；图11为区别于图1的合光装置的另一种结构示意图；图12为现有分离光源多波长激光干涉绝对测距系统示意图；图中标记：1-激光源，1012-激光源单元，107-合光装置，102-分束镜，103-固定平面反射镜，105-移动反射镜，2-主动件，3-从动件，4-限位块，5-驱动装置，7-支撑件，71-挡板，72-支撑平台，1071-合光镜，1072-一组合光镜，108-分光装置，1081-分光镜，104-干涉测量光电探测器。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术作详细的说明。为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光测距系统，包括激光源、固定平面反射镜、分束镜、干涉测量光电探测器、移动反射镜，所述激光源包括至少两个激光源单元，每个所述激光源单元各自射出一束激光束，各个所述激光源单元射出激光束的波长各不相等，其特征在于，还包括位移调节装置、合光装置和分光装置，所述位移调节装置包括主动件、从动件和限位件，所述从动件滑动设置在所述主动件上，并滑动设置在所述限位件上，使移动所述主动件，所述从动件在所述主动件的作用下运动，并且所述从动件相对所述主动件的滑动方向与所述从动件相对所述限位件的滑动方向夹角大于或等于60度，移动反射镜设置在所述从动件上，来自所述激光源的至少两束激光通过所述合光装置合成一束复合光后射向分束镜，来自分束镜的一束复合光通过所述分光装置，所述分光装置按波长的不同将该束复合光分成至少两束单色光后，使各单色光沿不同方向射出。

【技术特征摘要】
1.一种激光测距系统，包括激光源、固定平面反射镜、分束镜、干涉测量光电探测器、移动反射镜，所述激光源包括至少两个激光源单元，每个所述激光源单元各自射出一束激光束，各个所述激光源单元射出激光束的波长各不相等，其特征在于，还包括位移调节装置、合光装置和分光装置，所述位移调节装置包括主动件、从动件和限位件，所述从动件滑动设置在所述主动件上，并滑动设置在所述限位件上，使移动所述主动件，所述从动件在所述主动件的作用下运动，并且所述从动件相对所述主动件的滑动方向与所述从动件相对所述限位件的滑动方向夹角大于或等于60度，移动反射镜设置在所述从动件上，来自所述激光源的至少两束激光通过所述合光装置合成一束复合光后射向分束镜，来自分束镜的一束复合光通过所述分光装置，所述分光装置按波长的不同将该束复合光分成至少两束单色光后，使各单色光沿不同方向射出。2.根据权利要求1所述的激光测距系统，其特征在于，所述主动件和所述从动件均为磁性材料制成，所述主动件和所述从动件处于异性相吸状态。3.根据权利要求1或2所述的激光测距系统，其特征在于，移动所述主动件发生位移，所述从动件在所述主动件的带动下发生位移，所述从动件的位移与所述主动件的位移相垂直。4.根据权利要求3所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张白，康学亮，
申请(专利权)人：北方民族大学，
类型：发明
国别省市：宁夏;64