CN208075799U - 一种激光测准系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种激光测准系统，所述激光测准系统包括，激光发散装置，用于将激光发散为覆盖同一平面的多束激光，第一激光源，向所述激光发散装置发射第一激光，所述激光测准系统还包括，第二激光源和合光装置，其特征在于，所述第一激光源和第二激光源向所述合光装置发射第一激光和第二激光，所述第一激光和第二激光经合光装置后分别产生第三激光和第四激光，所述第三激光和第四激光射向所述激光发散装置，所述激光发散装置将第三激光和第四激光分别发散为覆盖同一平面的多束激光。采用本实用新型所提供的技术方案，可以加强激光的光强，在保证不易受干扰的情况下，使得激光的两侧较为均匀，减小测准误差。

Description

一种激光测准系统

技术领域

本实用新型涉及激光技术领域，尤其涉及一种激光测准系统。

背景技术

激光是20世纪以来继核能、电脑、半导体之后，人类的又一重大实用新型，被称为“最快的刀”、“最准的尺”、“最亮的光”。原子受激辐射的光，故名“激光”。

激光技术发展到现在，已经被人们广泛应用到了各个方面，例如，主要有激光打标、激光焊接、激光切割、光纤通信、激光光谱、激光测距、激光雷达、激光武器、激光唱片、激光指示器等等，其中激光测准直也是激光应用的一大方面。

在激光测准直的应用中，激光测平面度是人们经常会被用到的，平面度是指基片具有的宏观凹凸高度相对理想平面的偏差。公差带是距离公差值的两平行平面之间的区域。平面度属于形位误差中的形状误差。不同于其他测量平面度的方法，激光测量平面度具有高效，方便的优点。

现有技术中，激光测量平面度通常使用干涉法或者使用激光束作为定向发射而在空间形成的一条光束作为准直的基准线，使用前者的局限在于，干涉法通常只能用于小面积测量，使用后者的问题在于，单激光源发射的激光是椭圆形，在进行测准的时候往往会因激光两侧不均匀而产生误差，单激光源发射的激光强度较弱，容易受到干扰。

为此需要一种高精度的激光测准系统。

实用新型内容

为了克服上述技术缺陷，本实用新型的目的在于提供一种激光测准系统。

本实用新型公开了一种一种激光测准系统，所述激光测准系统包括，

激光发散装置，用于将激光发散为覆盖同一平面的多束激光，

第一激光源，向所述激光发散装置发射第一激光，

所述激光测准系统还包括，第二激光源和合光装置，其特征在于，

所述第一激光源和第二激光源向所述合光装置发射第一激光和第二激光，所述第一激光和第二激光经合光装置后分别产生第三激光和第四激光，

所述第三激光和第四激光射向所述激光发散装置，

所述激光发散装置将第三激光和第四激光分别发散为覆盖同一平面的多束激光。

优选地，所述合光装置内置至少第一反射镜和第二反射镜，所述第一反射镜和第二反射镜相互平行。

优选地，所述第一激光和第二激光分别射向第一反射镜和第二反射镜，射向第一反射镜和第二反射镜的方向分别为第一进光方向和第二进光方向，经反射镜反射后的方向分别为第一出光方向和第二出光方向，所述第一反射镜与第二反射镜分别置于与第一进光方向和第二进光方向成45°夹角的位置，所述第一进光方向和第一出光方向正交，第二进光方向和第二出光方向正交。

优选地，所述第一激光和第二激光射向第一反射镜与第二反射镜的入射点分别为第一入射点和第二入射点，所述第一激光源与第二激光源置于使第一入射点与第二入射点所在的直线与第一反射镜或第二反射镜均成45°夹角的位置。

优选地，所述激光测准系统还包括一准直镜，所述准直镜置于所述合光装置与所述激光发散装置中间，位于所述第三激光和第四激光的光路上。

优选地，所述第三激光和第四激光投射在准直镜上的形状分别为第一椭圆形和第二椭圆形，所述第一椭圆形和第二椭圆形部分重叠。

优选地，所述第一椭圆形与第二椭圆形的长轴线所在直线分别为第一长轴与第二长轴，所述第一长轴与第二长轴的交点为第一交点，所述第一长轴与第二长轴均分所述第一交点所在的周角。

优选地，所述激光测准系统还包括一第三激光源，所述第三激光源发射的激光与所述第一激光和第二激光同时射向所述合光装置，经合光装置反射后产生第五激光，所述第五激光投射在所述准直镜上的形状为第三椭圆形，所述第三椭圆形与第一椭圆形和第二椭圆形部分重叠。

优选地，所述第一椭圆形、第二椭圆形和第三椭圆的长轴线所在直线分别为第一长轴、第二长轴和第三长轴，所述第一长轴、第二长轴和第三长轴交于第二交点，所述第一长轴、第二长轴和第三长轴平分第二交点所在的周角。

优选地，所述激光发散装置为一锥形镜，所述锥形镜置于所述第三激光和第四激光的光路上，所述锥形镜的锥尖面向所述合光装置，所述第三激光和第四激光射向所述锥尖，于所述锥底发散。

采用了上述技术方案后，与现有技术相比，具有以下有益效果：

1.提高了激光的抗干扰力；

2.激光重叠部分的两侧较为均匀，提高了测准的精准度。

附图说明

图1为符合本实用新型一优选实施例的激光测准系统的结构示意图；

图2为符合本实用新型一优选实施例的激光测准系统的结构示意图；

图3为符合本实用新型一优选实施例的第一椭圆形和第二椭圆在准直镜上部分重叠的结构示意图；

图4为符合本实用新型一优选实施例的第一椭圆形、第二椭圆和第三椭圆形在准直镜上部分重叠的结构示意图。

图5为激光发散装置散射激光的结构示意图。

附图标记：1第一激光源；2第二激光源；3合光装置；4第一反射镜；5第二反射镜；6准直镜；7激光发散装置；8第一激光束；9第二激光束；10第三激光束；11第四激光束；12第三激光源；13第五激光束；14第一椭圆形；15第二椭圆形；16第三椭圆形

具体实施方式

以下结合附图与具体实施例进一步阐述本实用新型的优点。

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本实用新型的说明，其本身并没有特定的意义。因此，“模块”与“部件”可以混合地使用。

具体地，参阅图1，其为符合本实用新型一优选实施例的激光测准系统的结构示意图，所述激光测准系统包括，激光发散装置7，用于将激光发散为覆盖同一平面的多束激光，第一激光源1，向所述激光发散装置发射第一激光，所述激光测准系统还包括，第二激光源2和合光装置3，所述第一激光源1和第二激光源2向所述合光装置3发射第一激光束8和第二激光束9，所述第一激光束8和第二激光束9经合光装置3后分别产生第三激光束10和第四激光束11，所述第三激光束10和第四激光束11射向所述激光发散装置7，所述激光发散装置将第三激光束10和第四激光束11分别发散为覆盖同一平面的多束激光。

更加具体地，在现有技术中，通常使用单激光直接进行测准，例如在测量几点是否在固定的直线上，例如测量平面度，但使用单激光源的弊端在于，激光的强度有限，易收到干扰，一般激光二极管所发射的激光均为椭圆形，两侧的不均匀会来带来测量的精度不高的问题。因此本实用新型所提供的激光测准系统的主要改进在于使用多个激光源，重叠发射激光，提高激光的光强，使得激光抗外界杂光的能力较强，此外，重叠的部分因为光强较强，能够使得重叠的部分的激光两侧光强较为均匀，这也解决了现有技术中所面临的问题。如图1中的实施例，具有两个激光源，分别第一激光源1和第二激光源2，为了使得第一激光源1和第二激光源2所发射的第一激光束8和第二激光束9能够合成为一束激光，即能够使得第一激光束8和第二激光束9部分重叠，所述激光测准系统还包括一合光装置3，所述第一激光束8和第二激光束9同时射向合光装置3，经合光装置3的作用后，第一激光束8和第二激光束9分别产生第三激光束10和第四激光束11，当然，此时第一激光源1和第二激光源2也需要处在合理的位置上，使得第三激光束10和第四激光束11部分重叠，这里需要说明的是，两激光的横截面以互相交叉的方式部分重叠，重叠的部分为一近圆形，重叠的部分越大，技术效果越好。因为以这样的方式重叠，光强得到了提升的同时，重叠的部分为一类圆形，在由激光发散装置发散后，第三激光束10发散形成的覆盖同一表面的多束激光的“激光面”，和第四激光束11发散形成的覆盖同一表面的多数激光的“激光面”在同一表面上，类圆形的好处在与“激光面”的两侧较为均匀，不会导致现有技术中，因激光两侧不均所产生的误差。

具体地，所述合光装置3内置至少第一反射镜4和第二反射镜5，所述第一反射镜4和第二反射镜5相互平行。

更加具体地，参阅图1，合光装置3为了能够使得第一激光束8和第二激光束9合成为部分重叠的两激光束，因此设置两个平行的第一反射镜4和第二反射镜5，设置为互相平行的原因在于，当互相平行的时候，激光被反射后的方向相同，较为容易把控激光被反射后的方向，将第一激光束8和第二激光束9合成为部分重叠的两激光束。

具体地，所述第一激光束8和第二激光束9分别射向第一反射镜4和第二反射镜5，射向第一反射镜4和第二反射镜5的方向分别为第一进光方向和第二进光方向，经反射镜反射后的方向分别为第一出光方向和第二出光方向，所述第一反射镜4与第二反射镜5分别置于与第一进光方向和第二进光方向成45°夹角的位置，所述第一进光方向和第一出光方向正交，第二进光方向和第二出光方向正交。

更加具体地，这里对于合光装置3进行更进一步的限定，取第一激光束8和第二激光束9射向第一反射镜4和第二反射镜5的方向为第一进光方向和第二进光方向，经反射后的方向为第一出光方向和第二出光方向，将第一反射镜4与第二反射镜5限定为分别与第一进光方向和第二进光方向成45°夹角的位置，这样做的目的在于能够使激光射入后的反射激光的方向与入射激光的方向正交，同时，根据上述的第一反射镜4和第二反射镜5互相平行的限定，得到对于第一激光束8和第二激光束9也互相平行的限定。最终的效果是第一进光方向和第一出光方向正交，第二进光方向和第二出光方向正交，即第一激光束8的方向与第三激光束10的方向正交，第二激光束9的方向与第四激光束11的方向正交。限定正交的优势在于，这样的角度较好把控，比较容易进行合光装置3框架的制作。

具体地，所述第一激光束8和第二激光束9射向第一反射镜4与第二反射镜5的入射点分别为第一入射点和第二入射点，所述第一激光源1与第二激光源2置于使第一入射点与第二入射点所在的直线与第一反射镜4或第二反射镜5均成45°夹角的位置。

更加具体地，取第一激光束8射向第一反射镜4的入射点为第一入射点，第二激光束9射向第二反射镜5的入射点为第二入射点，第一激光源1与第二激光源2置于使第一入射点与第二入射点所在的直线与第一反射镜4或第二反射镜5均成45°夹角的位置。这样的限定的目的在于，限定第一激光束8和第二激光束9经反射后产生的第三激光束10和第四激光束11能够汇聚成一束激光，即第三激光束10和第四激光束11部分重叠。

具体地，所述激光测准系统还包括一准直镜6，所述准直镜6置于所述合光装置3与所述激光发散装置中间，位于所述第三激光和第四激光的光路上。

更加具体地，准直镜6的作用在于将发散的光变为平行的光，在本实施例中，这样的设置提高了技术效果，因为在将发散的光变为平行光后，激光不容易向其他方向偏移，由此在进行下一步测量的时候，能够提高最终结果的精准度。

具体地，参阅图3，所述第三激光束10和第四激光束11投射在准直镜6上的形状分别为第一椭圆形14和第二椭圆形15，所述第一椭圆形14和第二椭圆形15部分重叠。

更加具体地，由于激光源在发射的时候激光的横截面便是椭圆的，因此，第三激光束10和第四激光束11射向准直镜6上的形状分别为第一椭圆形14和第二椭圆形15，由第三激光束10和第四激光束11部分重叠，因此，投射在准直镜6上的第一椭圆形14和第二椭圆形15部分重叠，这里需要说明的是，较好的情形是，第一椭圆形14和第二椭圆形15交叉重叠，重叠部分为一近圆形，因为以这样的方式重叠，光强得到了提升的同时，重叠的部分为一类圆形，类圆形的好处在与激光的两侧较为均匀，不会导致现有技术中，因激光两侧不均所产生的误差。

具体地，参阅图3，所述第一椭圆形14与第二椭圆形15的长轴线所在直线分别为第一长轴与第二长轴，所述第一长轴与第二长轴的交点为第一交点，所述第一长轴与第二长轴均分所述第一交点所在的周角。

更加具体地，为了能够使得上述的较好的重叠情况再加以优化，此处取第一椭圆形14与第二椭圆形15的长轴线所在直线分别为第一长轴与第二长轴，所述第一长轴与第二长轴均分所述第一交点所在的周角，例如在本实施例中，周角被两长轴均分，则被均分为4个角，每个角的角度为90°。这样在原有的基础上再加以限定，对于椭圆的重叠位置加以更加具体的说明，在这种情况下得到的第一椭圆形14和第二椭圆形15重叠的部分的近圆形，相较于其他方式重叠得到的近圆形更大且更接近于圆形，这样得到的激光束，在使用的过程中，抗干扰力强，激光的两侧更加均匀，这也是本实用新型不同于现有技术中的重要一环。

具体地，参阅图2和图4，所述激光测准系统还包括一第三激光源12，所述第三激光源12发射的激光与所述第一激光束8和第二激光束9同时射向所述合光装置3，经合光装置3反射后产生第五激光束13，所述第五激光束13投射在所述准直镜6上的形状为第三椭圆形16，所述第三椭圆形16与第一椭圆形14和第二椭圆形15部分重叠。

更加具体地，如2中的实施例，具有三个激光源，分别第一激光源1、第二激光源2和第三激光源12，为了使得第一激光源1、第二激光源2和第三激光源12所发射的激光束能够合成为一束激光，即能够使得这三束激光部分重叠，所述激光测准系统还包括一合光装置3，激光束同时射向合光装置3，经合光装置3的作用后，第一激光束8和第二激光束9分别产生第三激光束10和第四激光束11，第三激光源12发射的激光束产生第五激光束13，当然，此时第一激光源1、第二激光源2和第三激光束10也需要处在合理的位置上，使得第三激光束10、第四激光束11和第五激光束13部分重叠，由于激光源在发射的时候激光的横截面便是椭圆的，因此，第三激光束10、第四激光束11和第五激光束13射向准直镜6上的形状分别为第一椭圆形14、第二椭圆形15和第三椭圆形16，由第三激光束10、第四激光束11和第五激光束13部分重叠，因此，投射在准直镜6上的第一椭圆形14、第二椭圆形15和第三椭圆形16部分重叠，这里需要说明的是，较好的情形是，第一椭圆形14、第二椭圆形15和第三椭圆交叉重叠，重叠部分为一近圆形，因为以这样的方式重叠，光强得到了提升的同时，重叠的部分为一类圆形，类圆形的好处在与激光的两侧较为均匀，不会导致现有技术中，因激光两侧不均所产生的误差。

具体地，所述第一椭圆形14、第二椭圆形15和第三椭圆形16的长轴线所在直线分别为第一长轴、第二长轴和第三长轴，所述第一长轴、第二长轴和第三长轴交于第二交点，所述第一长轴、第二长轴和第三长轴平分第二交点所在的周角。

更加具体地，参阅图4，更加具体地，为了能够使得上述的较好的重叠情况再加以优化，此处取第一椭圆形14、第二椭圆形15和第三椭圆形16的长轴线所在直线分别为第一长轴、第二长轴与第三长轴，所述第一长轴、第二长轴和第三长轴均分所述第二交点所在的周角，在本实施例中，周角被三长轴均分，周角被均分成六个角，每个角的角度为60°，以此类推，在有四个椭圆形的情况下，周角被四长轴均分，周角被均分成8个角，每个角的角度为45°。这样在原有的基础上再加以限定，对于椭圆的重叠位置加以更加具体的说明，在这种情况下得到的第一椭圆形14、第二椭圆形15和第三椭圆形16重叠的部分的近圆形，相较于其他方式重叠得到的近圆形更大且更接近于圆形，这样得到的激光束，在使用的过程中，抗干扰力强，激光的两侧更加均匀，这也是本实用新型不同于现有技术中的重要一环。

具体地，参阅图1和图2，所述激光测准系统还包括一激光发散装置7，所述激光发散装置7为一锥形镜，置于所述第三激光和第四激光的光路上，所述激光发散装置7的锥尖面向所述合光装置3，所述第三激光和第四激光射向所述锥尖，参考图5，经所述激光发散装置7发散，于锥底散射出覆盖同一平面的多束激光。

更加具体地，在本实施例中，还提供一种用于测量平面度的激光测准系统，设置一激光发散装置7，其锥尖面向合光装置3，在激光射向锥尖后，经激光发散装置7的光学散射，于激光发散装置7的锥底散射出覆盖同一平面的多束激光。需要说明的是，在第三激光束10和第四激光束11部分重叠时，在由激光发散装置发散后，第三激光束10发散形成的覆盖同一表面的多束激光的“激光面”，和第四激光束11发散形成的覆盖同一表面的多数激光的“激光面”在同一表面上。该“激光面”可用于测量平面度，或者用用于其他需要使用激光以平面形式覆盖的场景，改进了现有技术中干涉法只能用于小面积的测量的局限。同时，因多激光的重叠，“激光面”的平面光强均匀，不会出现在使用单激光时出现的两侧不均匀的情况。

应当注意的是，本实用新型的实施例有较佳的实施性，且并非对本实用新型作任何形式的限制，任何熟悉该领域的技术人员可能利用上述揭示的技术内容变更或修饰为等同的有效实施例，但凡未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何修改或等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种激光测准系统，所述激光测准系统包括，

激光发散装置，用于将激光发散为覆盖同一平面的多束激光，

第一激光源，向所述激光发散装置发射第一激光，

所述激光测准系统还包括，第二激光源和合光装置，其特征在于，

所述第一激光源和第二激光源向所述合光装置发射第一激光和第二激光，所述第一激光和第二激光经合光装置后分别产生第三激光和第四激光，

所述第三激光和第四激光射向所述激光发散装置，

所述激光发散装置将第三激光和第四激光分别发散为覆盖同一平面的多束激光。

2.根据权利要求1所述的激光测准系统，其特征在于，

所述合光装置内置至少第一反射镜和第二反射镜，所述第一反射镜和第二反射镜相互平行。

3.根据权利要求2所述的激光测准系统，其特征在于，

所述第一激光和第二激光分别射向第一反射镜和第二反射镜，射向第一反射镜和第二反射镜的方向分别为第一进光方向和第二进光方向，经反射镜反射后的方向分别为第一出光方向和第二出光方向，所述第一反射镜与第二反射镜分别置于与第一进光方向和第二进光方向成45°夹角的位置，所述第一进光方向和第一出光方向正交，第二进光方向和第二出光方向正交。

4.根据权利要求3所述的激光测准系统，其特征在于，

所述第一激光和第二激光射向第一反射镜与第二反射镜的入射点分别为第一入射点和第二入射点，所述第一激光源与第二激光源置于使第一入射点与第二入射点所在的直线与第一反射镜或第二反射镜均成45°夹角的位置。

5.根据权利要求1所述的激光测准系统，其特征在于，

所述激光测准系统还包括一准直镜，所述准直镜置于所述合光装置与所述激光发散装置中间，位于所述第三激光和第四激光的光路上。

6.根据权利要求5所述的激光测准系统，其特征在于，

所述第三激光和第四激光投射在准直镜上的形状分别为第一椭圆形和第二椭圆形，所述第一椭圆形和第二椭圆形部分重叠。

7.根据权利要求6所述的激光测准系统，其特征在于，

所述第一椭圆形与第二椭圆形的长轴线所在直线分别为第一长轴与第二长轴，所述第一长轴与第二长轴的交点为第一交点，所述第一长轴与第二长轴均分所述第一交点所在的周角。

8.根据权利要求6所述的激光测准系统，其特征在于，

所述激光测准系统还包括一第三激光源，所述第三激光源发射的激光与所述第一激光和第二激光同时射向所述合光装置，经合光装置反射后产生第五激光，所述第五激光投射在所述准直镜上的形状为第三椭圆形，所述第三椭圆形与第一椭圆形和第二椭圆形部分重叠。

9.根据权利要求8所述的激光测准系统，其特征在于，

所述第一椭圆形、第二椭圆形和第三椭圆的长轴线所在直线分别为第一长轴、第二长轴和第三长轴，所述第一长轴、第二长轴和第三长轴交于第二交点，所述第一长轴、第二长轴和第三长轴平分第二交点所在的周角。

10.根据权利要求1所述的激光测准系统，其特征在于，

所述激光发散装置为一锥形镜，所述锥形镜置于所述第三激光和第四激光的光路上，所述锥形镜的锥尖面向所述合光装置，所述第三激光和第四激光射向所述锥尖，于所述锥形镜的锥底发散。