一种多反射式角度测量系统及测量方法技术方案

本发明专利技术属于角度测量领域，具体涉及一种多反射式角度测量系统及测量方法。包括第一反射镜和第一检测模组，所述第一反射镜用于与被测物品连接，并与被测物品同轴转动；所述第一检测模组包括：激光器，所述激光器固定对于所述第一反射镜设置，用于向所述第一反射镜发射激光；第二反射镜，所述第二反射镜对于第一反射镜固定设置，所述第一反射镜和第二反射镜之间用于供激光进行多次反射；激光分析单元，所述激光分析单元用于接收经过第一反射镜和第二反射镜多次折射的激光，并分析初始状态和转动后状态下激光照射在激光分析单元上的位置变化，从而得出角度变化。从而得出角度变化。从而得出角度变化。

A multi reflection angle measurement system and method

【技术实现步骤摘要】
一种多反射式角度测量系统及测量方法


[0001]本专利技术属于角度测量领域，具体涉及一种多反射式角度测量系统及测量方法。

技术介绍

[0002]目前，在进行高精度角度测量时，常常会采用光栅作为高精度角度测量的测量元件。但是在现有技术中，光栅精度会受限于光栅刻线密度以及刻线精度。因此，将使用光栅运用到一些要求极高的角度测量场景中时，例如用于计量检定的高精度气浮转台，所需精度0.5角秒以上的测量精度常规光栅很难满足。同时由于光栅原理决定了测量精度依赖于光栅刻线的单位密度，刻线密度无法提高的情况下精度也很难进一步提高。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供一种干涉式角度测量系统及测量方法，其目的在于解决现有的角度测量方法无法达到高精度测量的问题。
[0004]为了达到上述目的，本专利技术提供一种多反射式角度测量系统及测量方法，包括第一反射镜和第一检测模组，所述第一反射镜用于与被测物品连接，并与被测物品同轴转动；所述第一检测模组包括：激光器，所述激光器固定对于所述第一反射镜设置，用于向所述第一反射镜发射激光；第二反射镜，所述第二反射镜对于第一反射镜固定设置，所述第一反射镜和第二反射镜之间用于供激光进行多次反射；激光分析单元，所述激光分析单元用于接收经过第一反射镜和第二反射镜多次折射的激光，并通过第一反射镜在初始状态下与第一反射镜转动时和/或转动后激光照射位置的变化，从而得出第一反射镜的角度变化。
[0005]本方案中通过分析第一反射镜在转动前后和/或转动时激光在激光分析单元上照射位置的变化，然后通过位置的变化差值，进而计算出第一反射镜的转动角度。再由于第一反射镜与被测物品的转动角度相同，最终便可以推算出被测物品的转动角度。
[0006]同时，激光在照射到激光分析面板上之前，激光会在第一反射镜和第二反射镜之间多次反射，从而放大第一反射镜转动而导致的照射位置改变值，进而便于测量该值，最终保证得出的转动角度更为精准，测量精度更高。
[0007]进一步的，为了实现测量激光的变化，本方案中的所述激光分析单元包括光电探测器和处理器，所述光电探测器用于测量激光的照射位置，所述处理器用于处理初始状态以及转动时和/或转动后状态下照射位置的变化，从而得出第一反射镜的角度变化。
[0008]本方案中光电探测器接收激光的照射，并且记录激光的照射位置，之后将信号发送给处理器。之后处理器再计算激光的照射位置之间差值，从而便推算出第一反射镜的转动角度。本方案中可以通过计算公式或者照射位置差值与转动角度的对照表从而得出。
[0009]进一步的，方案一中的所述第一反射镜为棱锥反射镜，所述第二反射镜为平面反
射镜，所述平面反射镜设置于所述棱锥反射镜侧面；所述棱锥反射镜用于与被测物品同轴转动，所述棱锥反射镜与平面反射镜之间用于供激光多次反射。
[0010]本方案中棱锥反射镜可以跟随被测物品进行转动，从而使得激光照射在棱锥反射镜上的位置发生改变。棱锥反射镜接收激光的照射后，之后棱锥反射镜再将激光反射到平面反射镜上。激光在棱锥反射镜与平面反射镜之间进行多次反射，从而放大因为棱锥反射镜转动而导致的位移差值。
[0011]进一步的，为了使得整个装置结构更为简单，同时便于安装，于是本方案中所述平面反射镜设置为一块，平面反射镜可以多次接收并反射所述棱锥反射镜射出的激光。
[0012]本方案中通过设置一个反光镜来多次反射激光，相较于使用多个反射镜来多次反射激光的方案，整个装置的结构会更为简单。同时因为反光镜设置为一个，也便于进行安装反射镜。
[0013]进一步的，本方案中所述平面反射镜与所述棱锥反射镜的反射面初始状态时平行设置，从而使得激光能够准确在平面反射镜和棱锥反射镜之间互相反射，避免激光不能够稳定照射至平面反射镜或棱锥反射镜。
[0014]本方案中所述激光器发出的激光入射方向与所述棱锥反射镜的轴线平行，从而便于安装激光器，也便于确定激光射出的位置。
[0015]进一步的，方案二中的所述第一反射镜为内棱柱反射镜，第二反射镜为外棱柱反射镜，所述内棱柱反射镜安装于所述外棱柱反射镜内部；所述内棱柱反射镜用于与被测物品连接，所述外棱柱反射镜固定设置。
[0016]本方案中当内棱柱反射镜转动，于是激光照射在内棱柱反射镜上的位置便会改变。之后通过计算内棱柱反射镜上照射位置的变化，从而得出内棱柱反射镜的转动角度。
[0017]方案三中的所述第一反射镜为外棱柱反射镜，第二反射镜为内棱柱反射镜，所述内棱柱反射镜安装于所述外棱柱反射镜内部；所述外棱柱反射镜用于与被测物品连接，所述内棱柱反射镜固定设置。
[0018]方案三中将第一反射镜为外棱柱反射镜，第二反射镜为内棱柱反射镜。于是外棱柱反射镜可以将被测物品容纳在内，从而使得被测物品与内棱柱反射镜连接。
[0019]进一步的，为了保证激光能够稳定在内棱柱反射镜和外棱柱反射镜之间进行多次反射，于是本方案中所述激光分析单元和激光器固定安装于所述内棱柱反射镜和外棱柱反射镜之间。
[0020]激光从激光器射出后，激光直接被照射到棱柱式反射镜或外棱柱反射镜，之后在内棱柱反射镜和外棱柱反射镜之间反射。同时，通过将激光分析单元和激光器固定安装，激光分析单元和激光器位置不会改变，保证激光分析单元能够稳定接收激光的照射。
[0021]进一步的，本方案中为了使得激光测量更为精准，于是本方案中还包括第二检测模组，所述第二检测模组设置于所述第一反射镜外部，并与所述第一检测模组位于不同侧；所述第二检测模组与第一检测模组结构相同。
[0022]通过设置两个检测模组，于是本方案在进行角度测量时，两个检测模的检测结果可以互相对照。从而便可判断出测量结果是否出现误差。除此之外，当第一反射镜转动到一些特殊角度时（即激光照射到第一反射镜上的另一个反射面，激光便可能不会再被反射到
激光分析单元），第一检测模组便可能会不能够检测到角度的变化，而此时第二检测模组由于设置在不同的侧，于是第二检测模组还能够正常检测，从而保证检测正常进行（反之，第二检测模组无法检测时，第一检测模组能够正常检测）。
[0023]进一步的，为了避免外界环境光干扰激光分析单元的工作，于是本方案中还包括外壳，所述外壳用于将所述第一检测模组笼罩在内。
[0024]通过外壳将第一检测模组笼罩，于是外界环境便与第一检测模组互相分隔，从而避免有外界环境光照射到激光分析单元，影响到测量结果的准确性。同时通过设置外壳，也使得第一检测模组受到保护。
[0025]本专利技术还提供一种多反射式角度测量方法，包括步骤一，首先将第一反射镜与被测物品连接，于是第一反射镜便可以跟随被测物品进行同轴转动。通过测量第一反射镜的转动角度，进而便可以测量出被测物品的转动角度。
[0026]步骤二，当第一反射镜接收到激光器发出的激光，第一反射镜可以将激光反射至第二反射镜。第一反射镜将激光反射至第二反射镜，第二反射镜用于将激光再次反射，从而放大激光的位置差。
[0027]步骤三本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多反射式角度测量系统，其特征在于：包括第一反射镜和第一检测模组，所述第一反射镜用于与被测物品连接，并可以与被测物品同轴转动；所述第一检测模组包括：激光器(1)，所述激光器(1)相对于所述第一反射镜固定设置，用于向所述第一反射镜发射激光；第二反射镜，所述第二反射镜相对于第一反射镜固定设置，所述第一反射镜和第二反射镜之间间隙用于供激光进行多次反射；激光分析单元，所述激光分析单元用于接收经过所述第一反射镜和第二反射镜多次反射的激光，并通过第一反射镜在初始状态下与第一反射镜转动时和/或转动后激光照射位置的变化，从而得出第一反射镜的角度变化。2.根据权利要求1所述的一种多反射式角度测量系统，其特征在于：所述激光分析单元包括光电探测器和处理器，所述光电探测器用于测量激光的照射位置，所述处理器用于分析初始状态下与第一反射镜转动时和/或转动后激光照射位置的变化，从而得出第一反射镜的角度变化。3.根据权利要求1所述的一种多反射式角度测量系统，其特征在于：所述第一反射镜为棱锥反射镜(3)，所述第二反射镜为平面反射镜(4)，所述平面反射镜(4)设置于所述棱锥反射镜(3)侧面；所述棱锥反射镜(3)用于与被测物品同轴转动，所述棱锥反射镜(3)与平面反射镜(4)之间用于供激光多次反射。4.根据权利要求3所述的一种多反射式角度测量系统，其特征在于：所述平面反射镜(4)设置为一块，用于多次接收并反射所述棱锥反射镜(3)射出的激光。5.根据权利要求3所述的一种多反射式角度测量系统，其特征在于：所述平面反射镜(4)与所述棱锥反射镜(3)的反射面平行设置；和/或，所述激光器(1)发出的激光入射方向与所述棱锥反射镜(3)的轴线平行。6.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：张白，周春艳，康学亮，张巍巍，江振青，
申请(专利权)人：北方民族大学，
类型：发明
国别省市：