一种绝对式四自由度位姿传感器制造技术

本发明专利技术公开了一种绝对式四自由度位姿传感器，包括光源模块、测量光栅模块、准直模块、分光模块、大角度监测模块、光隔离器、小角度测量模块，大角度监测模块包括监测组件，小角度测量模块包括测量组件；光源模块产生光源，入射打在测量光栅模块上衍射产生衍射光，衍射光经过准直模块进行准直后形成准直光束，准直光束进入分光模块生成大角度监测光束和小角度测量光束，大角度监测光束照射在监测组件上得到第一组光斑位姿，小角度测量光照射在测量组件上形成衍射光斑并得到第二组光斑位姿，大角度监测模块的等效光路长度大于小角度测量模块的等效光路长度。本发明专利技术实现在大角度范围下的空间物体位姿测量与矫正，有效的降低测量系统复杂度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及位姿测量，特别是涉及一种绝对式四自由度位姿传感器。

技术介绍

1、空间位姿测量是指通过一定技术手段将物体在空间中的位置与姿态进行描述，广泛应用于各类需精密定位研究领域，如天文观测、高能激光物理研究、高端制造等。科学仪器望远镜是人类进行天文观测探索宇宙的重要工具，随着探索深度的推进，对光学望远镜的分辨率需求日益提高，目前高分辨率的光学望远镜主要采用多块子镜拼接合成大口径望远镜，其性能主要由子镜拼接精度决定。子镜安装过程中需要对子镜的空间绝对位姿进行定位，目前的空间位姿测量传感器多采用增量式测量，稳定性较差，大角度实时监测调整能力较弱，在实际使用过程中易因环境因素等产生较大的测量误差。例如南非大望远镜由于湿度影响造成观测性能下降，霍比埃伯利望远镜由于温度影响而产生的观测性能下降。同时基础物理研究领域中的激光能量往往难以达到聚变反应激发条件，高能激光的需求也是基础研究的前提。目前高能激光主要通过多路激光汇聚的方法获取，其中汇聚激光的抛物面镜需要高精度大角度的安装调节，才能将多路激光精确汇聚到靶球激发聚变反应。例如美国国家点火装置实现192路激光束聚本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种绝对式四自由度位姿传感器，其特征在于，包括光源模块、测量光栅模块、准直模块、分光模块、大角度监测模块、光隔离器、小角度测量模块，所述大角度监测模块包括监测组件，小角度测量模块包括测量组件；所述光源模块产生光源，入射打在所述测量光栅模块上衍射产生衍射光，所述衍射光经过所述准直模块进行准直后形成准直光束，所述准直光束进入所述分光模块生成大角度监测光束和小角度测量光束，所述大角度监测光束照射在所述监测组件上得到第一组光斑位姿，所述小角度测量光束经所述光隔离器射入所述小角度测量模块，所述小角度测量光束照射在所述测量组件上形成衍射光斑并得到第二组光斑位姿，所述大角度监测模块的等效光路长度大...

【技术特征摘要】

1.一种绝对式四自由度位姿传感器，其特征在于，包括光源模块、测量光栅模块、准直模块、分光模块、大角度监测模块、光隔离器、小角度测量模块，所述大角度监测模块包括监测组件，小角度测量模块包括测量组件；所述光源模块产生光源，入射打在所述测量光栅模块上衍射产生衍射光，所述衍射光经过所述准直模块进行准直后形成准直光束，所述准直光束进入所述分光模块生成大角度监测光束和小角度测量光束，所述大角度监测光束照射在所述监测组件上得到第一组光斑位姿，所述小角度测量光束经所述光隔离器射入所述小角度测量模块，所述小角度测量光束照射在所述测量组件上形成衍射光斑并得到第二组光斑位姿，所述大角度监测模块的等效光路长度大于小角度测量模块的等效光路长度，所述等效光路长度为从测量光栅模块到监测组件或测量组件的等效光路长度。

2.如权利要求1所述的绝对式四自由度位姿传感器，其特征在于，所述衍射光包括0级衍射光、+1级衍射光、-1级衍射光，所述准直模块包括第一直角棱镜和第二直角棱镜，所述+1级衍射光经过所述第一直角棱镜准直后生成准直光束l+1，所述-1级衍射光经过所述第二直角棱镜准直后生成准直光束l-1。

3.如权利要求2所述的绝对式四自由度位姿传感器，其特征在于，所述分光模块为第一分光棱镜、第二分光棱镜、第三分光棱镜，所述准直光束l+1进入所述第一分光棱镜生成第一反射光和第一透射光，所述准直光束l-1进入所述第二分光棱镜生成第二反射光和第二透射光，所述0级衍射光进入所述第三分光棱镜生成第三反射光和第三透射光。

4.如权利要求3所述的绝对式四自由度位姿传感器，其特征在于，所述小角度测量模块还包括反射镜，所述小角度测量光束经所述反射镜反射后照射在所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李星辉，骆林斌，曹非凡，汪盛通，
申请(专利权)人：清华大学深圳国际研究生院，
类型：发明
国别省市：