[發明專利]一種角度測量傳感器及其標定方法與測量方法

在審

• 申請號: 201811255767.3
• 申請日: 2018-10-26
• 公開（公告）號: CN109141294A
• 公開（公告）日: 2019-01-04
• 發明（設計）人: 康學亮;張白;張巍巍
• 申請（專利權）人: 北方民族大學
• 主分類號: G01B11/26
• 分類號: G01B11/26
• 代理公司: 北京市領專知識產權代理有限公司 11590
• 代理人: 林輝輪;張玲

1.一種角度測量傳感器，其特征在于，包括：

激光器，用于射出激光束；

可隨被測物體同步轉動的反射鏡，用于接收所述激光器射出的激光束，并使該激光束反射至折射鏡；

所述折射鏡，用于使所述反射鏡反射的激光束發生折射，并射出；

光電探測器，用于接收從所述折射鏡中折射出的激光束，并測量其入射位置；

處理系統，用于根據光電探測器接收到的激光束的入射位置變化量計算出被測物體的轉動角度。

2.根據權利要求1所述的角度測量傳感器，其特征在于，所述反射鏡安裝在被測物體上。

3.根據權利要求1所述的角度測量傳感器，其特征在于，所述激光束入射至所述反射鏡的旋轉中點。

4.根據權利要求1所述的角度測量傳感器，其特征在于，所述折射鏡為三棱鏡。

5.根據權利要求4所述的角度測量傳感器，其特征在于，所述三棱鏡包括棱鏡面一與棱鏡面二，所述激光束射入棱鏡面一，并發生折射；棱鏡面二接收棱鏡面一折射的激光束，并使得激光再次發生折射，且使激光束從棱鏡面二射出。

6.根據權利要求5所述的角度測量傳感器，其特征在于，所述棱鏡面一與棱鏡面二相接，所述棱鏡面一與棱鏡面二相接的夾角為銳角。

7.根據權利要求5所述的角度測量傳感器，其特征在于，所述激光束入射于棱鏡面一的角度為銳角。

8.根據權利要求1-7任一所述的角度測量傳感器的位置變化量與轉動角度標定方法，其特征在于，步驟如下：

步驟一：在被測物體上設置反射鏡，使得反射鏡可與被測物體同步運行；

步驟二：調整激光器、反射鏡、折射鏡與光電探測器的位置關系，在保證反射鏡在轉動過程中，激光入射點為同一位置的情況下，使得激光器射出的激光束入射至反射鏡，經反射鏡反射后入射至折射鏡，經折射鏡折射后被光電探測器接收；

步驟三：給定轉動角度α1、α2、α3…αn,記錄對應轉動角度下的光電探測器位置變化量，通過非線性擬合獲得轉動角度與光電探測器位置變化量的公式。

9.根據權利要求1-8任一所述的角度測量傳感器的測量方法，其特征在于，包括以下步驟：

在被測物體上設置反射鏡，使得反射鏡可與被測物體同步運行；

調整激光器、反射鏡、折射鏡與光電探測器的位置關系，在保證反射鏡在轉動過程中，激光入射點為同一位置的情況下，使得激光器射出的激光束入射至反射鏡，經反射鏡反射后入射至折射鏡，經折射鏡折射后被光電探測器接收；

被測物體進行轉動，且轉動過程中激光器發射的激光束沿同一光路傳輸至反射鏡的同一位置，且被反光鏡反射至折射鏡；

根據光電探測器在運行過程中接收到的入射光線的位置變化量計算被測物體的轉動角度。