[發明專利]一種測量轉軸六自由度幾何誤差的光學測量裝置

有效

• 申請號: 202011218376.1
• 申請日: 2020-11-04
• 公開（公告）號: CN112325777B
• 公開（公告）日: 2021-12-07
• 發明（設計）人: 李家琨;馬棟;馮其波;張斌
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00;G01B11/26;G01B11/27
• 代理公司: 北京市商泰律師事務所 11255
• 代理人: 鄒芳德

1.一種測量轉軸六自由度幾何誤差的光學測量裝置，包括六自由度誤差敏感單元和六自由度誤差測量單元，所述六自由度誤差測量單元向所述六自由度誤差敏感單元出射光，并根據出射光和六自由度誤差測量單元接收的從所述六自由度誤差敏感單元的反射光生成測量信號；其特征在于：

所述六自由度誤差敏感單元包括與轉軸同軸設置的正多面棱體，正多面棱體的底面固定于轉軸外端，多面棱體的頂面中心區域設有反射鏡；

所述六自由度誤差測量單元包括角度誤差測量單元和直線度誤差測量單元；

所述角度誤差測量單元包括第一自準直儀和第二自準直儀，第一自準直儀沿空間坐標系的X軸向正多面棱體的一個側面a出射光，第一自準直儀的出射光和所述側面a的反射光生成的測量信號用于測量轉軸的繞Y軸旋轉的角度誤差和繞Z軸旋轉的角度定位誤差，第二自準直儀沿空間坐標系的Y軸向正多面棱體的另一個側面b出射光，第二自準直儀的出射光和側面b的反射光生成的測量信號用于測量轉軸的繞X軸旋轉的角度誤差；

所述直線度誤差測量單元包括第一激光位移傳感器、第二激光位移傳感器和第三激光位移傳感器，第一激光位移傳感器沿空間坐標系的X軸向正多面棱體側面a相對的側面c出射光，第一激光位移傳感器和側面c的反射光生成的測量信號用于測量轉軸沿X方向的直線度誤差，第二激光位移傳感器沿空間坐標系的Y軸向正多面棱體側面b相對的側面d出射光，第二激光位移傳感器的出射光和側面d的反射光生成的測量信號用于測量轉軸沿Y方向的直線度誤差，第三激光位移傳感器沿空間坐標系的Z軸向反射鏡出射光；第三激光位移傳感器的出射光和反射鏡的反射光生成的測量信號用于測量轉軸沿Z方向的直線度誤差；

所述第一自準直儀安裝在第一二維調節裝置上，通過第一二維調節裝置調節第一自準直儀的出射光線平行于坐標系的X軸并且光線的延長線通過轉軸軸線；

所述第二自準直儀安裝在第二二維調節裝置上，通過第二二維調節裝置調節第二自準直儀的出射光線平行于坐標系的Y軸并且光線的延長線通過轉軸軸線；

所述第一激光位移傳感器安裝在第一三維調節裝置上，通過第一三維調節裝置調節第一激光位移傳感器的出射光平行于X軸并且光線的延長線通過轉軸軸線，以及第一激光位移傳感器到正多面棱體的距離；

所述第二激光位移傳感器安裝在第二三維調節裝置上，通過第二三維調節裝置調節第二激光位移傳感器的出射光平行于Y軸并且光線的延長線通過轉軸軸線，以及第二激光位移傳感器到正多面棱體的距離；

所述第三激光位移傳感器安裝在第三三維調節裝置上，通過第三三維調節裝置調節第三激光位移傳感器的出射光平行于Z軸并且光線的延長線與轉軸軸線重合。

2.如權利要求1所述的一種測量轉軸六自由度幾何誤差的光學測量裝置，其特征在于：所述第一自準直儀、第二自準直儀、第一激光位移傳感器、第二激光位移傳感器均位于同一平面且出射光線通過正多面棱體的軸線。