CN215217505U

CN215217505U - 具有姿态相机的激光跟踪仪

Info

Publication number: CN215217505U
Application number: CN202121696879.XU
Authority: CN
Inventors: 章智伟; 张和君; 廖学文; 冯福荣
Original assignee: Chotest Technology Inc
Current assignee: Chotest Technology Inc
Priority date: 2020-12-25
Filing date: 2021-07-23
Publication date: 2021-12-17
Anticipated expiration: 2031-07-23
Also published as: CN113432534A; EP4180760A1; CN115014196B; CN115014196A; CN113432534B; CN114838658B; CN115523838A; CN116399231B; CN114838658A; CN116399231A; CN112556579A; CN113340205A; CN215984384U; WO2022135480A1; CN116399232A; CN113340205B; CN117433416A; CN117433415A; CN115597489B; CN115540757B

Abstract

本实用新型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。

Description

具有姿态相机的激光跟踪仪

技术领域

本实用新型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。

背景技术

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。

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。

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。

发明内容

本实用新型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。

为此，本实用新型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。

在本实用新型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。

另外，在本实用新型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。

另外，在本实用新型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。

另外，在本实用新型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。

另外，在本实用新型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。

另外，在本实用新型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。

另外，在本实用新型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。

另外，在本实用新型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。

另外，在本实用新型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。

另外，在本实用新型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。

根据本实用新型，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的具有姿态相机的激光跟踪仪。

附图说明

现在将仅通过参考附图的例子进一步详细地解释本实用新型的实施例，其中：

图1是示出了本实用新型的实施方式所涉及的具有姿态相机的激光跟踪仪的应用示意图。

图2是示出了本实用新型的实施方式所涉及的具有姿态相机的激光跟踪仪的整体结构图

图3是示出了本实用新型的实施方式所涉及的具有姿态相机的激光跟踪仪的姿态获取机构的结构图。

图4a和图4b是示出了本实用新型的实施方式所涉及的姿态相机和光学距离测量器同步转动的示意图。

附图标记：

1…激光跟踪仪，2…靶标，

11…基座，12…光学机构，13…姿态获取机构，

121…第一旋转装置，122…第二旋转装置，123…光学主体，

1221…第一支承部，1222…第二支承部，

1231…第一外壳，1231a…第一壳体，1231b…第二壳体，1231c…功能壳体，

131…第三旋转装置，132…姿态相机，

1321…第三支承部，1322…第四支承部，

A…第一轴线，B…第二轴线，C…第三轴线。

具体实施方式

以下，参考附图，详细地说明本实用新型的优选实施方式。在下面的说明中，对于相同的部件赋予相同的符号，省略重复的说明。另外，附图只是示意性的图，部件相互之间的尺寸的比例或者部件的形状等可以与实际的不同。

需要说明的是，本实用新型中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，例如所包括或所具有的一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可以包括或具有没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

另外，在本实用新型的下面描述中涉及的小标题等并不是为了限制本实用新型的内容或范围，其仅仅是作为阅读的提示作用。这样的小标题既不能理解为用于分割文章的内容，也不应将小标题下的内容仅仅限制在小标题的范围内。

本实施方式涉及一种具有姿态相机的激光跟踪仪，一种用于跟踪辅助测量装置并测量辅助测量装置的空间坐标和姿态的激光跟踪仪。“具有姿态相机的激光跟踪仪”也可以称为“激光跟踪仪”或“坐标测量仪器”，“辅助测量装置”也可以称为“姿态靶标”、“姿态靶球”、“靶标”或“靶球”。本实施方式也可以用于通过本实施方式所涉及的激光跟踪仪，能够跟踪靶标测量靶标的空间坐标和姿态。

以下，结合附图，对本实施方式所涉及的具有姿态相机的激光跟踪仪进行详细说明。

图1是示出了本实用新型的实施方式所涉及的激光跟踪仪1的应用示意图。如图1所示，在本实施方式中，可以通过激光跟踪仪1对靶标2进行跟踪，当靶标2移动的时候，激光跟踪仪1能够通过旋转转动跟随靶标2，从而捕捉靶标2的空间坐标和姿态。

图2是示出了本实用新型的实施方式所涉及的激光跟踪仪1的整体结构图。如图2所示，在本实施方式中，激光跟踪仪1可以包括基座11、光学机构12、姿态获取机构13、以及控制机构。

在一些示例中，基座11可以呈圆柱体型。在这种情况下，基座11能够具有较好的稳定性。但本实施方式示例不限于此，基座11也可以呈圆台形、长方体形或者其他形状。

在一些示例中，基座11上可以设置光学机构12。在一些示例中，光学机构12可以包括第一旋转装置121、第二旋转装置122、以及光学主体123。

在一些示例中，第一旋转装置121可以具有第一旋转轴。在一些示例中，第一旋转装置121可以围绕第一轴线A进行旋转。

在一些示例中，第一旋转装置121可以具有旋转主体。在一些示例中，旋转主体可以通过第一旋转轴安装于基座11。在一些示例中，第一轴线A可以沿着竖直方向布置。在这种情况下，通过第一旋转装置121旋转可以带动光学主体123运动，能够使得光学主体123在水平方向跟踪靶球2。

在一些示例中，第二旋转装置122具有第二轴线B。在一些示例中，第二轴线B的延伸方向可以为水平方向。具体的，当激光跟踪仪1放置于水平面时，第二轴线B的延伸方向可以和水平面平行。在一些示例中，水平面可以为大理石平面。

在一些示例中，光学主体123可以安装于第二旋转装置122。在这种情况下，第二旋转装置122旋转时能够带动光学主体123旋转，进而能够使光学主体123在竖直方向跟踪靶球2。

如上所述，通过第一旋转装置121旋转可以带动光学主体123运动，能够使得光学主体123在水平方向跟踪靶球2。第二旋转装置122旋转时带动光学主体123旋转，能够使光学主体123在竖直方向跟踪靶球2。在这种情况下，光学主体123可以对靶球2实现在水平方向和竖直方向上的跟踪。

在一些示例中，第一轴线A可以和第二轴线B正交。在这种情况下，能够减少降低跟踪仪轴系几何关系的难度，便于计算。

在一些示例中，第二旋转装置122可以包括第一支承部1221和第二支承部1222。在一些示例中，第二旋转装置122还可以包括第二旋转轴。在一些示例中，第二旋转轴可旋转地设置在第一支承部1221与第二支承部1222之间。在一些示例中，光学主体123可以安装于第二旋转轴。在这种情况下，能够利用第一支承部1221和第二支承部1222支承第二旋转轴，进而能够使第二旋转轴在第一支承部1221和第二支承部1222的支承下旋转。

在一些示例中，第二旋转装置122还可以包括第一握持部1223。在一些示例中，第一握持部1223可以具有第一端部和第二端部。在一些示例中，第一握持部1223可以通过第一端部连接第一支承部1221，可以通过第二端部连接第二支承部1222。由此，能够提高仪器结构的刚性。

在一些示例中，第一握持部1223可以呈桥型。在一些示例中，第一握持部1223可以具有纹路。由此，能够增加第一握持部1223表面的摩擦力，便于提携。

在一些示例中，第一支承部1221可以具有第一轴承。在一些示例中，第二支承部1222可以具有第二轴承。在一些示例中，第一轴承的轴线可以和第二轴承的轴线重合。在一些示例中，第二旋转轴可以通过第一轴承和第二轴承安装于第一旋转装置121。由此，能够通过轴承将第二旋转装置122固定于第二旋转轴。另外，在旋转轴上安装轴承，能够减少旋转摩擦力对旋转轴造成的磨损。

在一些示例中，光学主体123可以包括第一外壳1231和激光源。在一些示例中，激光源可以布置在第一外壳1231并发射激光。在这种情况下，通过从激光源发射激光，然后激光经过靶标2反射回到光学主体123，根据最后得到的光学信息的反馈进行计算能够测量距离。

在一些示例中，光学主体123还可以包括光束跟踪器和光学距离测量器(未图示)。

在一些示例中，光束跟踪器可以捕获被靶标2反射的激光束以跟踪激光束。在一些示例中，具体而言，光束跟踪器可以为位置敏感探测器(PSD)。在这种情况下，通过位置敏感探测器可以接收目标反射的光束，进而能够判断光束偏离目标靶心的位置。

在一些示例中，光学距离测量器可以测量激光跟踪仪1与靶标2的距离。在一些示例中，光学距离测量器可以包含绝对测距单元和干涉测距单元。在这种情况下，通过光束跟踪器和光学距离测量器可以实现对激光的实时跟踪。

在一些示例中，光学主体123还可以包括角度编码器。通过第一旋转装置121旋转使得光学主体123在水平方向跟踪靶球2，通过第二旋转装置旋转使光学主体123在竖直方向跟踪靶球2。在这种情况下，通过角度编码器测量经靶球2返回的光束角度的变化，结合光学距离测量器测距能够计算目标的空间位置坐标。由此，激光跟踪仪1能够完成对靶球2的六自由度的测量。

在一些示例中，光学主体123还可以具有第一光纤和第二光纤(未图示)。在一些示例中，第一光纤可以从绝对测距单元发出穿过第一旋转轴，将光束传到第二旋转装置122。另外，第二光纤可以从干涉测距单元出发，穿过第一旋转轴，将光束传到第二旋转装置122。在这种情况下，采用光纤运输能够提高两束光的合束精度以及合束稳定性。由此，能够极大的减少空间传导光束的漂移误差。

在一些示例中，在第一支承部1221内可以设置有第一载荷单元，在第二支承部1222内可以设置有第二载荷单元。在这种情况下，当第一支承部1221或第二支承部1222受力不均匀时，通过配重提高光学主体123的稳定性能，提高激光跟踪仪1的稳定性进而保证仪器的测量精度。

在一些示例中，第一外壳1231可以包括第一壳体1231a和第二壳体1231b。在一些示例中，干涉测距单元可以容纳于第一壳体1231a。绝对测距单元可以容纳于第二壳体1231b。在一些示例中，绝对测距单元和干涉测距单元可以通过窗口进行距离的测量。由此，绝对测距单元和干涉测距单元能够同时指向靶球2进行距离测量。

在一些示例中，第一外壳1231还可以包括功能壳体1231c。在一些示例中，功能壳体1231c可以设置第一壳体1231a和第二壳体1231b之间。在一些示例中，光学主体123的第一壳体1231a和第二壳体1231b可以与功能壳体1231c通过连接柱连接。在一些示例中，连接柱的连接可以为柔性连接。在一些示例中，连接柱的数量可以为4。在这种情况下，能够减少光学主体123的形变对光路器件产生的影响。

在一些示例中，第一外壳1231可以为密封结构。也即，第一壳体1231a和第二壳体1231b与功能壳体1231c之间可以为密封结构连接。在这种情况下，通过密封结构能够较好的保护第一外壳1231里面的器件例如绝对测距单元的光学器件，减少空气中的尘埃对光学器件的光学性能造成的不良影响例如降低光学器件的光电转换效率。

在一些示例中，第一外壳1231可以设置有窗口。在这种情况下，通过窗口可以使激光源发射的激光束经过光学机构12。在一些示例中，在光学机构12上可以设置姿态获取机构13。

图3是示出了本实用新型的实施方式所涉及的激光跟踪仪1的姿态获取机构13的结构图。在本实施方式中，姿态获取机构13可以包括第三旋转装置131和姿态相机132。由此，能够通过姿态相机132机对靶球2的姿态进行拍摄。

在一些示例中，第三旋转装置131可以安装于第二旋转装置122。在一些示例中，第三旋转装置131可以具有第三轴线C。由此，第三旋转装置131可以围绕第三轴线C进行旋转。

在一些示例中，第三旋转装置131可以包括第三支承部1321、第四支承部1322和第三旋转轴。在一些示例中，第三支承部1321可以具有第三轴承，第四支承部1322可以具有第四轴承。在一些示例中，第三轴承的轴线和第四轴承的轴线可以重合。在一些示例中，第三旋转轴可以通过第三轴承和第四轴承安装于第三旋转装置131。在这种情况下，能够利用第三支承部1321和第四支承部1322支承第三旋转轴，进而能够使第三旋转轴在第三支承部1321和第四支承部1322的支承下旋转。

在一些示例中，第三旋转装置131还可以包括第二握持部1333。在一些示例中，第二握持部1333具有第三端部和第四端部。在一些示例中，第三端部可以连接于第三支承部1321，第四端部可以连接于第四支承部1322。在一些示例中，第三旋转装置131可拆卸地安装于第一握持部1223。在这种情况下，能够便于第三旋转装置131拆卸或安装。

在一些示例中，姿态相机132可以安装于第三旋转装置131。由此，姿态相机132可以相对于第二旋转装置122围绕第三轴线C旋转。

在一些示例中，第三轴线C可以与第二轴线B平行。由此，第三旋转装置131和第二旋转装置122可以具有相同的转动方向。

在一些示例中，姿态相机132还可以具有第二外壳。在一些示例中，第二外壳可以为密封结构。在一些示例中，第二外壳可以设置有与姿态相机132的镜头相匹配的开口。在一些示例中，第二外壳可以包括第三壳体和第四壳体(未图示)。在一些示例中，第二外壳可以为低强度软性材料。但本实施方式不限于此，在另外一些示例中，第二外壳也可以为低硬度塑料。

在一些示例中，在光学机构12可以设置有控制结构。在一些示例中，控制机构可以包括电机。在一些示例中，可以通过电机驱动光学机构12和姿态获取机构13。具体的，当光束跟踪器跟踪到靶标2时，控制机构可以驱动第一旋转装置121、第二旋转装置122、以及第三旋转装置131旋转以使姿态相机132与光学距离测量器跟踪靶标2。在一些示例中，控制机构可驱动第二旋转轴和第三旋转轴以相同的旋转方向和旋转速度进行旋转。

图4a和图4b是示出了本实用新型的实施方式所涉及的姿态相机132和光学距离测量器同步转动的示意图。如图4a和图4b所示，当激光跟踪仪1的光学主体123检测到靶标2在位于上方的时候，控制机构可以驱动姿态相机132和光学距离测量器朝着靶标2的位置转动，以使激光跟踪仪1跟踪靶标2。在本实施方式中，姿态相机132和光学距离测量器转动时的转动速度相同且旋转方向一致。

在一些示例中，第一旋转装置121可以具有凹槽，并且第一外壳1231能够旋转以使姿态相机132的镜头位于凹槽。由此，能够扩大镜头的旋转角度。

在一些示例中，姿态相机132可以具有自动变焦镜头。在一些示例中，姿态相机132可以为广角相机。在这种情况下，通过广角摄像获得的画面能够具有较强的空间感。在一些示例中，由于广角镜头拍摄时画面的四周会有轻度的变形，通过这种变形可以更好的突出拍摄主体。由此，能够较好地突出需要拍摄的目标物。

在一些示例中，姿态相机132可以具有固定镜组、变倍镜组、以及补偿镜组。在这种情况下，通过各个镜组互相配合可以使姿态相机132拍摄清楚靶标2的姿态。

在一些示例中，在一些示例中，第二旋转轴可以设定有精密侧挡面。在一些示例中，精密侧挡面可以相对于第二旋转轴跳动。在一些示例中，精密侧挡面的平面度小于2μm。由此，能够保证光学主体123和第二旋转轴形成的轴系高精度定位，提高激光跟踪仪1的精度，进而减少测量误差。

在一些示例中，激光跟踪仪1还可以包括支架。在一些示例中，基座11设置于支架上。由此，能够比较好的稳定基座11。

在一些示例中，支架可以为重型三角架，轻型三脚架或便携式固定底座。由此，能够根据不同的使用场景选择不同的支架放置激光跟踪仪1。但本实施方式的示例不限于此，在一些示例中，支架可以为其他形式的底座。在一些示例中，优选的，支架可以配置为具有沿着重力方向上自动校正系统水平状态的功能。

在一些示例中，支架可以配置有移动电源。在这种情况下，当激光跟踪仪1电力供应不足时，移动电源能够为激光跟踪仪1充电。

虽然以上结合附图和示例对本实用新型进行了具体说明，但是可以理解，上述说明不以任何形式限制本实用新型。本领域技术人员在不偏离本实用新型的实质精神和范围的情况下可以根据需要对本实用新型进行变形和变化，这些变形和变化均落入本实用新型的范围内。

Claims

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。

4.根据权利要求2所述的激光跟踪仪，其特征在于：

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。

5.根据权利要求2所述的激光跟踪仪，其特征在于：

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。

6.根据权利要求1所述的激光跟踪仪，其特征在于：

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。

7.根据权利要求2所述的激光跟踪仪，其特征在于：

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。

8.根据权利要求1所述的激光跟踪仪，其特征在于：

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。

9.根据权利要求2所述的激光跟踪仪，其特征在于：

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。

10.根据权利要求1所述的激光跟踪仪，其特征在于：

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。