CN217083681U - 一种多功能激光测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于激光测量设备技术领域，具体涉及一种多功能激光测量装置，包括激光发生装置，安装在机壳内部，用于发射激光信号；第一接收器，安装在激光发生装置的正上方机床主轴上，用于激光发生装置校准调心；第二接收器，安装在激光发生装置的外侧，用于接收激光发生装置发出的激光信号；旋转机构，安装在激光发生装置的上方，包括转动设置在机壳上方的旋转头、安装在旋转头内的五棱镜、驱动旋转头转动的水平调整组件和驱动五棱镜转动的垂直旋转组件，用于对激光信号的方向进行调整。克服了现有技术的不足，融合了光栅测量、PSD位置感应和激光准直等技术，实现提高测量效率和灵活性，同时也扩展了测量功能，提高了测量精度。

Description

一种多功能激光测量装置

技术领域

本实用新型属于激光测量设备技术领域，具体涉及一种多功能激光测量装置。

背景技术

目前，要实现机械旋转机构在全圆360°范围内且测量精度达到1″～2″左右的角度定位精度测量，其主要方式有以下几种：

1)自准直仪与多面棱体

自准直仪可以通过与多面棱体配合来测量旋转机构的角度定位精度。

其优点是经济成本较低，缺点是角度测量的步距只能按照多面棱体的最小分度(或其倍数)，无法实现任意角度步距的测量；

2)激光干涉仪与转台校准装置

激光干涉仪与转台校准装置配合使用，可以测量旋转机构任意步距的角度定位精度的测量。其主要原理是以转台校准装置上的角度反射镜与光栅读数头随被测旋转机构一起做旋转运动，在保持激光干涉仪的小角度镜组光程差不变的情况下，以圆光栅编码器输出的角度变化量作为角度参考值。

其优点是可实现全量程360°内任意角度步距的测量，缺点是经济成本较高，且测量过程中激光必须保持连续不能断光，测量速度受到光栅读数头移动速度的限制(一般不超过10rpm)。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种多功能激光测量装置，克服了现有技术的不足，融合了光栅测量、PSD位置感应和激光准直等技术，实现提高测量效率和灵活性，同时也扩展了测量功能，提高了测量精度。

为解决上述问题，本实用新型所采取的技术方案如下：

一种多功能激光测量装置，包括

激光发生装置，安装在机壳内部，用于发射激光信号；

第一接收器，安装在激光发生装置的正上方机床主轴上，用于激光发生装置校准调心；

第二接收器，安装在激光发生装置的外侧，用于接收激光发生装置发出的激光信号；

旋转机构，安装在激光发生装置的上方，包括转动设置在机壳上方的旋转头、安装在旋转头内的五棱镜、驱动旋转头转动的水平调整组件和驱动五棱镜转动的垂直旋转组件，用于对激光信号的方向进行调整。

进一步，所述旋转头为内部中空结构，且旋转头的顶端和一侧面开设有用于激光信号通过的通光孔。

进一步，所述水平调整组件包括固设在机壳顶端的安装壳、固设在安装壳下端面的中空电机、转动安装在安装壳上端面的旋转编码盘，所述旋转头的底端固设在旋转编码盘上，所述中空电机的输出轴与旋转编码盘传动连接，所述中空电机、安装壳和旋转编码盘同轴设置有一用于激光信号通过的激光通道。

进一步，所述旋转编码盘与安装壳之间安装有轴承。

进一步，所述垂直旋转组件包括横向转动设置在旋转头内部的旋转轴、固设在旋转轴一端的把手、固定安装在旋转轴中部上端的固定支架，所述旋转轴的一端延伸至旋转头的外侧，且其延伸至外侧的一端与把手固定连接，所述五棱镜固定安装在固定支架内。

进一步，所述旋转头靠近把手的一侧开设有一向内凹陷的旋转槽，所述旋转槽用于容纳把手以及提供把手旋转的空间。

本实用新型与现有技术相比较，具有以下有益效果：

1.在角度测量方面，实现任意角度步距的测量；

2.角度测量速度可达100rpm以上；

3.除了角度测量，还能测量直线度、平行度、平面度、垂直度、同心度等参数；

4.任何参数的测量过程中，允许激光被遮挡或中断后，在当前位置继续测量，无需从头开始；

5.角度测量精度优于±1″，其他参数的测量精度优于±2μm；

本装置通过光栅和PSD相结合的方式，提高测量效率和灵活性，同时也扩展了测量功能，提高了测量精度。

附图说明

图1为一种多功能激光测量装置的结构示意图。

图2为一种多功能激光测量装置的爆炸结构图。

图3为一种多功能激光测量装置的局部放大结构示意图。

图中：1、机壳；2、旋转头；3、第一接收器；4、第二接收器；5、激光发生装置；6、安装壳；7、旋转槽；8、通光孔；9、中空电机；10、旋转编码盘；11、把手；12、旋转轴；13、固定支架；14、五棱镜。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-图3所示，本实用新型所述一种多功能激光测量装置，包括

激光发生装置5，安装在机壳1内部，用于发射激光信号；

第一接收器3，安装在激光发生装置5的正上方机床主轴上，用于激光发生装置5校准调心；

第二接收器4，安装在激光发生装置5的外侧，用于接收激光发生装置5发出的激光信号；

旋转机构，安装在激光发生装置5的上方，包括转动设置在机壳1上方的旋转头2、安装在旋转头2内的五棱镜14、驱动旋转头2转动的水平调整组件和驱动五棱镜14转动的垂直旋转组件，用于对激光信号的方向进行调整。

旋转头2为内部中空结构，且旋转头2的顶端和一侧面开设有用于激光信号通过的通光孔8。

水平调整组件包括固设在机壳1顶端的安装壳6、固设在安装壳6下端面的中空电机9、转动安装在安装壳6上端面的旋转编码盘10，旋转头2的底端固设在旋转编码盘10上，中空电机9的输出轴与旋转编码盘10传动连接，中空电机9、安装壳6和旋转编码盘10同轴设置有一用于激光信号通过的激光通道；旋转编码盘10与安装壳6之间安装有轴承。

垂直旋转组件包括横向转动设置在旋转头2内部的旋转轴12、固设在旋转轴12一端的把手11、固定安装在旋转轴12中部上端的固定支架13，旋转轴12的一端延伸至旋转头2的外侧，且其延伸至外侧的一端与把手11固定连接，五棱镜14固定安装在固定支架13内；旋转头2靠近把手11的一侧开设有一向内凹陷的旋转槽7，旋转槽7用于容纳把手11以及提供把手11旋转的空间。

综上，本实用新型所述一种多功能激光测量装置，使用时首先将机壳1放置到测试位置，将第一接收器3和第二接收器4分别安装在校准位置和测试位置，通过把手11向上转动90°，通过旋转轴12带动固定支架13以及五棱镜14向上翻转，此时五棱镜14离开了激光通道位置，此时启动激光发生装置5发出激光信号，通过第一接收器3反馈的信号来调整机壳1的位置，完成激光的校准；校准后将把手11向下转动恢复初始位置，然后再启动激光发生器和中空电机9，激光信号在五棱镜14的作用下自旋转头2侧面的通光孔8射出，中空电机9带动旋转编码盘10进行转动直至第二接收器4接收到激光信号，在转动过程中旋转编码盘10通过相对位移产生角度信号，该信号通过电路处理并经蓝牙传输到数据处理终端，从而得到角度测量结果。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (6)

1.一种多功能激光测量装置，其特征在于：包括

激光发生装置(5)，安装在机壳(1)内部，用于发射激光信号；

第一接收器(3)，安装在激光发生装置(5)的正上方机床主轴上，用于激光发生装置(5)校准调心；

第二接收器(4)，安装在激光发生装置(5)的外侧，用于接收激光发生装置(5)发出的激光信号；

旋转机构，安装在激光发生装置(5)的上方，包括转动设置在机壳(1)上方的旋转头(2)、安装在旋转头(2)内的五棱镜(14)、驱动旋转头(2)转动的水平调整组件和驱动五棱镜(14)转动的垂直旋转组件，用于对激光信号的方向进行调整。

2.根据权利要求1所述的一种多功能激光测量装置，其特征在于：所述旋转头(2)为内部中空结构，且旋转头(2)的顶端和一侧面开设有用于激光信号通过的通光孔(8)。

3.根据权利要求2所述的一种多功能激光测量装置，其特征在于：所述水平调整组件包括固设在机壳(1)顶端的安装壳(6)、固设在安装壳(6)下端面的中空电机(9)、转动安装在安装壳(6)上端面的旋转编码盘(10)，所述旋转头(2)的底端固设在旋转编码盘(10)上，所述中空电机(9)的输出轴与旋转编码盘(10)传动连接，所述中空电机(9)、安装壳(6)和旋转编码盘(10)同轴设置有一用于激光信号通过的激光通道。

4.根据权利要求3所述的一种多功能激光测量装置，其特征在于：所述旋转编码盘(10)与安装壳(6)之间安装有轴承。

5.根据权利要求2所述的一种多功能激光测量装置，其特征在于：所述垂直旋转组件包括横向转动设置在旋转头(2)内部的旋转轴(12)、固设在旋转轴(12)一端的把手(11)、固定安装在旋转轴(12)中部上端的固定支架(13)，所述旋转轴(12)的一端延伸至旋转头(2)的外侧，且其延伸至外侧的一端与把手(11)固定连接，所述五棱镜(14)固定安装在固定支架(13)内。

6.根据权利要求5所述的一种多功能激光测量装置，其特征在于：所述旋转头(2)靠近把手(11)的一侧开设有一向内凹陷的旋转槽(7)，所述旋转槽(7)用于容纳把手(11)以及提供把手(11)旋转的空间。

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