[發(fā)明專利]一種大行程運動臺位移測量方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210121975.0
• 申請日: 2012-04-23
• 公開（公告）號: CN102661709A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張鳴;朱煜;劉昊;蔣毅;劉召;楊開明;胡金春;徐登峰;穆海華;尹文生
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02
• 代理公司: 北京鴻元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11327
• 代理人: 邸更巖

1.一種大行程運動臺直線位移測量方法，特征在于該方法包括：

1)將光路分配裝置(201)固定于運動臺(101)上，所述光路分配裝置(201)生成多束相互平行的第一測量光(204)，所述第一測量光(204)與水平面平行；

2)將多個位置敏感探測器(301)組成線性陣列，固定于基臺(102)上，所述位置敏感探測器(301)的工作面和所述基臺(102)的水平面垂直；

3)所述多束第一測量光(204)與所述位置敏感探測器(301)線性陣列按照一定的方式排布，使得所述運動臺(101)在運動區(qū)域內(nèi)至少有1束第一測量光(204)被所述位置敏感探測器(301)線性陣列檢測到，所述排布方式按照如下公式計算：

當(dāng)所述第一測量光(204)等間距，所述位置敏感探測器(301)周期排布時，設(shè)相鄰第一測量光(204)間距為τ_d，有m束第一測量光(204)，每個周期內(nèi)位置敏感探測器(301)的數(shù)量為k個，位置敏感探測器(301)的測量范圍為d，則滿足：

k≥τdd]]>

當(dāng)所述第一測量光(204)不等間距，所述位置敏感探測器(301)等間距排布時，設(shè)相鄰位置敏感探測器(301)的間距為τ_p，有m束第一測量光(204)，位置敏感探測器(301)的測量范圍為d，則滿足：

m≥τpd;]]>

4)將多對探測頭(401)組成的線性陣列固定于基臺(102)上，所述多對探測頭(401)發(fā)射多束相互平行的第二測量光(402)，所述探測頭(401)組成的線性陣列用于檢測所述第二測量光是否被所述運動臺(101)遮擋，根據(jù)分布于所述運動臺(101)運動區(qū)域內(nèi)的所述第二測量光的遮擋情況，得到所述運動臺(101)大致位置；

5)沿同一方向同時布置所述位移敏感探測器(301)陣列以及所述探測頭(401)線性陣列，根據(jù)所述位置敏感探測器(301)的測量結(jié)果以及探測頭(401)得到的所述運動臺(101)大致位置，解算出所述運動臺(101)在所述方向的長行程位移量，按如下公式解算：

設(shè)所述運動臺(101)沿y方向做直線運動，此時位置敏感探測器(301)陣列中第n個位置敏感探測器檢測到第一測量光(204)，第n個位置敏感探測器的測量原點相對于基臺(102)坐標(biāo)系的坐標(biāo)為：(x₀，y₀，z₀)，所被檢測的第一測量光(204)相對于第n個位置敏感探測器測量原點在基臺(102)坐標(biāo)系下的坐標(biāo)為(0，y₁，z₁)，所述相鄰探測頭(401)的間距為τ_ω，探測頭(401)陣列有ω束光被遮擋，此ω對探測頭(401)y方向的中心坐標(biāo)為y_ω，運動臺(101)質(zhì)心位于形心處，其長度為l，則探測頭(401)所測量的運動臺(101)質(zhì)心位置誤差為：且運動臺(101)上發(fā)射被檢測的第一測量光(204)位置與運動臺(101)質(zhì)心在y方向的相對位置為：y₀+y₁-y_m，其誤差為：結(jié)合光路分配裝置(201)的安裝位置，可確定被檢測到的第一測量光(204)以及其相對于運動臺(101)質(zhì)心的精確位置，設(shè)相對于質(zhì)心的位置為(x_r，y_r，z_r)，故運動臺(101)y方向位移為：y₀+y₁-y_r。