[發明專利]振鏡掃描式激光測量三維坐標的裝置及方法

在審

• 申請號: 201811165115.0
• 申請日: 2018-10-08
• 公開（公告）號: CN109341522A
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發明（設計）人: 楊國金
• 申請（專利權）人: 楊國金
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種振鏡掃描式激光測量三維坐標的裝置，其特征在于：所述裝置包括激光距離傳感器(1)，所述激光距離傳感器(1)的另一端安裝有Y振鏡(2)，所述Y振鏡(2)與激光距離傳感器(1)在同一條平行于水平線的直線上，所述Y振鏡(2)的另一端還安裝有X振鏡(3)，所述X振鏡(3)與Y振鏡(2)在同一條平行于水平線的直線上；所述Y振鏡(2)的轉軸(5)平行于三維坐標系中的Z軸，所述X振鏡(3)的轉軸(5)平行于三維坐標系中的Y軸，所述三維坐標系中的X軸與Y軸形成的平臺上安裝有測量平臺(4)；用于：

在初始狀態Y振鏡(2)的法線與X軸和Y軸均呈45°角，Y振鏡(2)將激光距離傳感器(1)的發射光束反射成沿三維坐標系中的X軸正方向，由X振鏡(3)將X軸正方向的測試光束反射成沿Z軸負方向；

設X振鏡(3)的軸心距測量平臺(4)的距離為L20，設此時光束與測量平臺(4)的交點為坐標原點O(0，0，0)，設測量平臺(4)上固定放置的物體上表面有一待測點P坐標為(X，Y，Z)，通過X振鏡(3)與Y振鏡(2)的轉軸(5)，使X振鏡(3)與Y振鏡(2)分別偏轉θx/2、θy/2角度時光束的光斑落在P點，且0°≤θx/2<90°,0°≤θy/2<90°，當前激光距離傳感器(1)的讀數L即為P沿光路到光距離傳感器(1)的距離，讀數值(θx、θy、L)與P坐標值(X，Y，Z)滿足下列函數關系式(1)、(2)、(3)，或(4)、(5)、(6)：

上式中，L0為激光距離傳感器(1)的入射點到Y振鏡(2)的距離，L10為Y振鏡(2)的反射點到X振鏡(3)的距離。

2.根據權利要求1所述的振鏡掃描式激光測量三維坐標的裝置，其特征在于：在所述裝置的測量范圍內，所述P坐標值(X，Y，Z)與讀數值(θx、θy、L)呈一一對應。

3.根據權利要求1所述的振鏡掃描式激光測量三維坐標的裝置，其特征在于：所述X振鏡(3)與Y振鏡(2)的轉軸(5)分別于各自的電機動力連接。

4.根據權利要求3所述的振鏡掃描式激光測量三維坐標的裝置，其特征在于：所述裝置還包括控制系統，所述控制系統中包括振鏡控制單元與激光傳感器控制單元；

所述激光距離傳感器(1)接入激光傳感器控制單元，用于由激光傳感器控制單元控制激光距離傳感器(1)激光的啟停，并接收激光距離傳感器(1)的讀數值；所述X振鏡(3)與Y振鏡(2)的電機均接入振鏡控制單元，用于由振鏡控制單元控制所述電機的正反轉方向、轉速、偏轉角度及啟停。

5.根據權利要求4所述的振鏡掃描式激光測量三維坐標的裝置，其特征在于：所述激光距離傳感器(1)、X振鏡(3)與Y振鏡(2)均安裝在探測頭(6)的殼體內，所述探測頭(6)安裝在L形支架(7)上，所述L形支架(7)安裝在測量臺(8)上，所述測量臺(8)置于所述探測頭(6)的下方，且測量平臺(4)至于所述測量臺(8)上。

6.根據權利要求5所述的振鏡掃描式激光測量三維坐標的裝置，其特征在于：所述測量臺(8)的下部設有電控箱(9)，所述控制系統集成在所述電控箱(9)內。

7.根據權利要求5所述的振鏡掃描式激光測量三維坐標的裝置，其特征在于：所述測量臺(8)的一側上還固定安裝有顯示屏(10)，所述顯示屏(10)也接入所述控制系統。