CN104634251B - 一种磁性激光跟踪头 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种激光测量领域，特别涉及一种磁性激光跟踪头，相对于传统的激光跟踪头采用交错旋转轴实现激光跟踪反射镜的控制，本发明提供的磁性激光跟踪头采用镶嵌磁环与移动磁环配合实现非接触转动，激光跟踪头中的半球型反射镜在运动过程中，其球心仅与半球型反射镜体以及固定球壳的精度有关，而与运动导轨精度无关，简化了现有激光跟踪装置，提高了系统精度。

Description

一种磁性激光跟踪头
技术领域
本发明涉及一种激光测量领域，特别涉及一种磁性激光跟踪头。
背景技术
激光跟踪仪是工业测量系统中一种高精度的大尺寸测量仪器。具测量有精度高、效率高、测量空间大、简单易用等特点，广泛应用于汽车制造、船舶制造、飞机制造、航空航天等领域。激光跟踪仪实际上是一台激光干涉测距和自动跟踪的全站仪的结合，通常由激光头、激光跟踪头、靶镜、环境补偿器等附件组成；传统的激光跟踪头采用交错旋转轴实现激光跟踪反射镜的控制精度差的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术激光跟踪头采用交错旋转轴实现激光跟踪反射镜的控制导致的控制精度低的问题，提供一种镶嵌磁环与移动磁环配合实现非接触转动的磁性激光跟踪头，包括三维运动平台、圆弧导轨、圆弧运动装置、导轨滑块、旋转电机、移动磁环以及跟踪反射镜，所述跟踪反射镜包括上端开口的固定球壳以及半球形反射镜体；所述半球形反射镜体的底部设置有镶嵌磁环。
进一步的，所述镶嵌磁环位于所述半球形反射镜体下半球，优选的纬度为60±10度处。
进一步的，所述镶嵌磁环包含一个以上组成环形的永磁体，各个永磁体磁场方向一致，优选的永磁体个数为64、128或256个。
进一步的，所述半球形反射镜体包括半径相同的测量反射镜体与校准反射镜体两种，所述校准反射镜体用于所述磁性激光跟踪头校准时使用，所述测量放射镜体用于所述磁性激光跟踪头测量时使用。
进一步的，所述测量反射镜体具有过球心的端平面作为激光反射面。
进一步的，所述校准反射镜体的激光反射面为共球心三正交平面。
进一步的，所述校准反射镜体的端平面位于上半球纬度为45±10度处。
与现有技术相比，本发明的有益效果：相对于传统的激光跟踪头采用交错旋转轴实现激光跟踪反射镜的控制，本发明提供的磁性激光跟踪头采用镶嵌磁环与移动磁环配合实现非接触转动，半球型反射镜在运动过程中，其球心仅与半球型反射镜体以及固定球壳的精度有关，而与运动导轨精度无关，简化了现有激光跟踪装置，提高了系统精度。
附图说明：
图1为本发明实施例1中测量反射镜体激光跟踪头结构示意图。
图2为本发明实施例1中校准反射镜体激光跟踪头结构示意图。
图3为本发明实施例1中测量反射镜体结构图。
图4为本发明实施例1中校准反射镜体结构图。
图中标记： 1-圆弧导轨，2-导轨滑块，3-旋转电机，4-移动磁环，5-跟踪反射镜，51-固定球壳，52-半球形反射镜体，53-镶嵌磁环，54-端平面，55-三正交平面， 6-圆弧运动装置。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
实施例1：如图1-4所示，本实施例的目的在于克服现有技术激光跟踪头采用交错旋转轴实现激光跟踪反射镜的控制导致的控制精度低的问题，提供一种镶嵌磁环与移动磁环配合实现非接触转动的磁性激光跟踪头，包括三维运动平台、圆弧导轨1、导轨滑块2、旋转电机3、移动磁环4、跟踪反射镜5以及圆弧运动装置6，所述跟踪反射镜5包括上端开口的固定球壳51以及半球形反射镜体52；所述半球形反射镜体52的底部设置有镶嵌磁环53，所述固定球壳51用于固定所述半球形反射镜体52。
所述圆弧导轨1安装在所述三维运动平台上，所述圆弧运动装置6安装在圆弧导轨1上，并与所述圆弧导轨1配合实现圆弧运动，所述导轨滑块2安装在所述圆弧运动装置6上，带有移动磁环4的旋转电机3安装在所述导轨滑块2上，所述跟踪反射镜5安装在所述移动磁环4上方，当移动磁环4随旋转电机3转动时，所述跟踪反射镜5在磁力的作用下跟随转动；同时当所述导轨滑块2在圆弧运动装置的带动下运动时，所述跟踪反射镜5同样会在磁力的作用下跟随运动；安装完毕后，由于采用镶嵌磁环53与移动磁环4配合实现非接触转动，半球型反射镜体52在运动过程中，其球心仅与半球型反射镜体52以及固定球壳51的精度有关，而与运动导轨精度无关，简化了现有激光跟踪装置，提高了系统精度。
进一步的，所述镶嵌磁环53位于所述半球形反射镜体下半球，优选纬度为60度处。
进一步的，所述固定球壳51与半球形反射镜体52采用非磁性材料，优选为陶瓷材料。
进一步的，所述镶嵌磁环53包含一个以上组成环形的永磁体，各个永磁体磁场方向一致，优选的永磁体个数为128个，同样的所述移动磁环4也为一个以上的组成环形的永磁体构成，其各个永磁体的磁场方向一致。移动磁环4优选为永磁体。由于采用镶嵌磁环53与移动磁环4配合实现非接触转动，半球型反射镜在运动过程中，其球心仅与半球型反射镜体52以及固定球壳51的精度有关，而与运动导轨精度无关，避免了交错旋转轴实现激光跟踪反射镜的控制，简化了现有激光跟踪装置，提高了系统精度。
进一步的，所述半球形反射镜体52包括半径相同的测量反射镜体与校准反射镜体两种，所述校准反射镜体用于所述磁性激光跟踪头校准时使用，所述测量放射镜体用于所述磁性激光跟踪头测量时使用。
进一步的，所述测量反射镜体具有过球心的端平面54作为激光反射面，即测量反射镜体为端平面位于纬度在0度处的标准半球面。
进一步的，所述校准反射镜体的激光反射面为共球心三正交平面55，即所述三正交平面55的公共顶点位于半球的球心处；同时，具有共球心三正交平面的校准反射镜体具有三个端平面，所述端平面优选设置在位于上半球纬度为45度处。

Claims (7)

1.一种磁性激光跟踪头，其特征在于，包括三维运动平台、圆弧导轨、圆弧运动装置、导轨滑块、旋转电机、移动磁环以及跟踪反射镜，所述跟踪反射镜包括上端开口的固定球壳以及半球形反射镜体；所述半球形反射镜体的底部设置有镶嵌磁环；
所述圆弧导轨安装在所述三维运动平台上，所述圆弧运动装置安装在圆弧导轨上，并与所述圆弧导轨配合实现圆弧运动，所述导轨滑块安装在所述圆弧运动装置上，带有移动磁环的旋转电机安装在所述导轨滑块上，所述跟踪反射镜安装在所述移动磁环上方。
2.如权利要求1所述的磁性激光跟踪头，其特征在于，所述镶嵌磁环位于所述半球形反射镜体下半球纬度为60±10度处。
3.如权利要求1所述的磁性激光跟踪头，其特征在于，所述镶嵌磁环包含一个以上组成环形的永磁体，各个永磁体磁场方向一致。
4.如权利要求1所述的磁性激光跟踪头，其特征在于，所述半球形反射镜体包括半径相同的测量反射镜体与校准反射镜体两种。
5.如权利要求4所述的磁性激光跟踪头，其特征在于，所述测量反射镜体具有过球心的端平面作为激光反射面。
6.如权利要求4所述的磁性激光跟踪头，其特征在于，所述校准反射镜体的激光反射面为共球心三正交平面。
7.如权利要求4所述的磁性激光跟踪头，其特征在于，所述校准反射镜体的端平面位于上半球纬度为45±10度处。
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