具有姿态相机的激光跟踪仪制造技术

本实用新型专利技术提供了一种具有姿态相机的激光跟踪仪，包括：基座、设置于基座之上的光学机构、设置于光学机构之上的姿态获取机构、以及控制光学机构和姿态获取机构的控制机构，光学机构包括第一旋转装置、第二旋转装置、以及光学主体，第一轴线与第二轴线正交，光学主体具有第一外壳、布置在第一外壳内的激光源、光束跟踪器、以及光学距离测量器，姿态获取机构包括第三旋转装置以及姿态相机，姿态相机用于对辅助测量装置的姿态进行拍摄，第三轴线与第二轴线平行，激光源发射的激光束经过第一外壳的窗口，控制机构配置成根据光束跟踪器控制驱动第一旋转装置、第二旋转装置、第三旋转装置运动以使姿态相机与光学距离测量器跟踪辅助测量装置。量装置。量装置。

【技术实现步骤摘要】
具有姿态相机的激光跟踪仪


[0001]本技术涉及一种精密测量仪器，尤其是一种具有姿态相机的激光跟踪仪。

技术介绍

[0002]在精密工业以及测量领域，人们在对大型机器进行装配的时候，经常需要通过精密仪器对组装的目标物进行测试以提高装配精度，同时在完成机器的组装后，也需要对机器进行校准。在装配过程中，除了对目标物或者目标物上的某个目标点进行三维坐标测量时，还需要对目标物品或目标点的运动情况进行测量，也即，对它们的姿态进行测量，因此需要一种可以在三维坐标基础上，还能完成六个自由度测量的仪器。由此就出现了通过激光跟踪仪对目标物或者目标点进行姿态测量。
[0003]使用激光跟踪仪进行目标相关位置的三维坐标测量，通过在激光跟踪仪配置绕两个转动轴以及结合激光测距单元测量目标的空间坐标，利用姿态相机配合辅助测量装置例如手持式附件测出目标的姿态角度，可以实现对目标的六自由度的测量。
[0004]现有技术中，通过将激光跟踪仪和相机结合，把相机内置于可以追踪辅助测量装置的光学旋转头，设计相机和激光光束一起偏转以达到实时追踪拍摄辅助测量装置的运动情况，这种将相机设置在光学旋转头内的设计增加了光学旋转头结构的复杂性，而且内置姿态相机会对系统引入振动干扰，带来较大的测量误差。

技术实现思路

[0005]本技术有鉴于上述现有技术的状况而完成，其目的在于提供一种降低测量误差且具有姿态相机的激光跟踪仪。
[0006]为此，本技术提供了一种具有姿态相机的激光跟踪仪，是用于跟踪辅助测量装置并测量所述辅助测量装置的空间坐标和姿态的激光跟踪仪，包括：基座、设置于所述基座之上的光学机构、设置于所述光学机构之上的姿态获取机构、以及控制所述光学机构和所述姿态获取机构的控制机构，所述光学机构包括安装于所述基座并且可相对于所述基座以第一轴线旋转的第一旋转装置、设置在所述第一旋转装置的具有第二轴线的第二旋转装置、以及安装于所述第二旋转装置并相对于所述第一旋转装置可围绕所述第二轴线旋转的光学主体，所述第一轴线与所述第二轴线正交，所述光学主体具有第一外壳、布置在所述第一外壳内并发射激光束的激光源、用于捕获被所述辅助测量装置反射的激光束以跟踪激光束的光束跟踪器、以及测量与所述辅助测量装置的距离的光学距离测量器，所述姿态获取机构包括安装于所述第二旋转装置并具有第三轴线的第三旋转装置以及安装于所述第三旋转装置并相对于所述第二旋转装置可围绕所述第三轴线旋转的姿态相机，所述姿态相机用于对所述辅助测量装置的姿态进行拍摄，所述第三轴线与所述第二轴线平行，所述激光源发射的激光束经过所述第一外壳的窗口，所述控制机构配置成根据所述光束跟踪器控制驱动所述第一旋转装置、第二旋转装置、第三旋转装置运动以使所述姿态相机与所述光学距离测量器跟踪所述辅助测量装置。
[0007]在本技术所涉及的具有姿态相机的激光跟踪仪中，将姿态相机设置在光学机构上，在光学机构的光学主体设置有光束跟踪器和光学距离测量器。由此，通过光束跟踪器、光学距离测量器和姿态相机，能够同时追踪辅助测量装置，进而能够测量辅助测量装置的坐标。同时，相对于将姿态相机内置于光学机构的情况，能够降低光学机构设计的复杂性，同时也能够减少将姿态相机内置于光学机构所带来的振动干扰，进而能够降低测量误差。
[0008]另外，在本技术所涉及的具有姿态相机的激光跟踪仪中，可选地，所述第二旋转装置包括第一支承部、第二支承部、以及可旋转地设置在所述第一支承部与所述第二支承部之间的第二旋转轴，所述光学主体安装于所述第二旋转轴，所述第三旋转装置包括第三支承部、第四支承部、以及可旋转地设置在所述第三支承部与所述第四支承部之间的第三旋转轴。在这种情况下，能够利用第一支承部和第二支承部支承第二旋转轴，进而能够使第二旋转轴在第一支承部和第二支承部的支承下旋转，并且能够利用第三支承部和第四支承部支承第三旋转轴，进而能够使第三旋转轴在第三支承部和第四支承部的支承下旋转。
[0009]另外，在本技术所涉及的具有姿态相机的激光跟踪仪中，可选地，所述第一支承部具有第一轴承，所述第二支承部具有第二轴承，所述第一轴承的轴线和所述第二轴承的轴线重合，所述第二旋转轴通过所述第一轴承和所述第二轴承安装于所述第一旋转装置，所述第三支承部具有第三轴承，所述第四支承部具有第四轴承，所述第三轴承的轴线和所述第四轴承的轴线重合，所述第三旋转轴通过所述第三轴承和所述第四轴承安装于所述第三旋转装置。由此，通过轴承可以固定支撑旋转轴。
[0010]另外，在本技术所涉及的具有姿态相机的激光跟踪仪中，可选地，所述第二旋转装置还包括具有第一端部和第二端部的第一握持部，所述第一端部连接于所述第一支承部，所述第二端部连接于所述第二支承部，所述第三旋转装置可拆卸地安装于第一握持部。由此，能够便于拆卸第三旋转装置，简化激光跟踪仪的结构设计。
[0011]另外，在本技术所涉及的具有姿态相机的激光跟踪仪中，可选地，所述第三旋转装置还包括具有第三端部和第四端部的第二握持部，所述第三端部连接于所述第三支承部，所述第四端部连接于所述第四支承部。在这种情况下，握持部具有支撑作用，能够提高激光跟踪仪的结构的刚性。
[0012]另外，在本技术所涉及的具有姿态相机的激光跟踪仪中，可选地所述第一外壳包括第一壳体和第二壳体，所述第一外壳为密封结构，所述姿态相机具有第二外壳，所述第二外壳包括第三壳体和第四壳体，所述第二外壳为密封结构，第二外壳设置有与所述姿态相机的镜头相匹配的开口。在这种情况下，第一外壳的密封结构能够减少尘埃对光学器件的光学性能造成的不良影响。
[0013]另外，在本技术所涉及的具有姿态相机的激光跟踪仪中，可选地，所述控制机构配置成驱动所述第二旋转轴和所述第三旋转轴以相同的旋转方向和旋转速度进行旋转。由此，控制机构能够控制第二旋转轴和第三旋转轴同步转动。
[0014]另外，在本技术所涉及的具有姿态相机的激光跟踪仪中，可选地，所述光学距离测量器包括绝对测距单元和干涉测距单元，所述绝对测距单元和所述干涉测距单元通过所述窗口进行距离的测量。在这种情况下，绝对测距单元和干涉测距单元可以同时指向辅助测量装置进行距离测量。
[0015]另外，在本技术所涉及的具有姿态相机的激光跟踪仪中，可选地，在所述第一支承部内设置有第一配重单元，在所述第二支承部内设置有第二配重单元。在这种情况下，当第一支承部或第二支承部受力不均匀时，能够通过第一配重单元和第二配重单元分别平衡第一支承部和第二支承部以提高及激光跟踪仪测量的稳定性进而提高测量精度。
[0016]另外，在本技术所涉及的具有姿态相机的激光跟踪仪中，可选地，所述第一旋转装置具有能够沿着所述第一轴线旋转的第一旋转轴以及通过所述第一旋转轴安装于所述基座的旋转主体，所述第一轴线沿着竖直方向布置。由此，激光跟踪仪的第一旋转装置能够基于旋转主体使得激光跟踪仪的整体进行旋转。
[0017]根据本技术，能够提供一种姿态相机与光学距离测量器相互配合共同跟踪辅助测量装置本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有姿态相机的激光跟踪仪，是用于跟踪辅助测量装置并测量所述辅助测量装置的空间坐标和姿态的激光跟踪仪，其特征在于，包括：基座、设置于所述基座之上的光学机构、设置于所述光学机构之上的姿态获取机构、以及控制所述光学机构和所述姿态获取机构的控制机构，所述光学机构包括安装于所述基座并且可相对于所述基座以第一轴线旋转的第一旋转装置、设置在所述第一旋转装置的具有第二轴线的第二旋转装置、以及安装于所述第二旋转装置并相对于所述第一旋转装置可围绕所述第二轴线旋转的光学主体，所述第一轴线与所述第二轴线正交，所述光学主体具有第一外壳、布置在所述第一外壳内并发射激光束的激光源、用于捕获被所述辅助测量装置反射的激光束以跟踪激光束的光束跟踪器、以及测量与所述辅助测量装置的距离的光学距离测量器，所述姿态获取机构包括安装于所述第二旋转装置并具有第三轴线的第三旋转装置以及安装于所述第三旋转装置并相对于所述第二旋转装置可围绕所述第三轴线旋转的姿态相机，所述姿态相机用于对所述辅助测量装置的姿态进行拍摄，所述第三轴线与所述第二轴线平行，所述激光源发射的激光束经过所述第一外壳的窗口，所述控制机构配置成根据所述光束跟踪器控制驱动所述第一旋转装置、第二旋转装置、第三旋转装置运动以使所述姿态相机与所述光学距离测量器跟踪所述辅助测量装置。2.根据权利要求1所述的激光跟踪仪，其特征在于：所述第二旋转装置包括第一支承部、第二支承部、以及可旋转地设置在所述第一支承部与所述第二支承部之间的第二旋转轴，所述光学主体安装于所述第二旋转轴，所述第三旋转装置包括第三支承部、第四支承部、以及可旋转地设置在所述第三支承部与所述第四支承部之间的第三旋转轴。3.根据权利要求2所述的激光跟踪仪，其特征在于：所述第一支承部具有第一轴承，所述第二支承部具有第二轴承，所述第一轴承...

【专利技术属性】
技术研发人员：章智伟，张和君，廖学文，冯福荣，
申请(专利权)人：深圳市中图仪器股份有限公司，
类型：新型
国别省市：