专利名称：半球支承式单转镜激光跟踪机构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种激光跟踪机构，具体地说是一种应用于 激光跟踪干涉仪中的半球支承式单转镜激光跟踪机构。
背景技术：
在目前的激光跟踪三维坐标测量系统中，激光跟踪机构的性 能直接影响系统的性能，尤其是其跟踪精度是影响系统测量精度 的主要因素。在该三维坐标测量系统中，由四台激光干涉仪分别 测量出其跟踪机构到光学逆反射器的距离，然后通过适当的自标 定算法和测量算法就可计算出光学逆反射器的空间三维坐标。由 于光学逆反射器是与被测对象联系在一起的，因此其坐标也就反 映了被测对象的坐标。这样，系统通过三维坐标测量可以实现对 工业现场被测对象的形状、位置、尺寸、运动轨迹等几何参数、 物理参数的精密测量，也可用其对三坐标测量机、加工中心等进 行标定。 一般传统的跟踪机构尽管原理、结构各有特点，但大部 分都存在着反射点不够稳定、跟踪精度和动态特性差等不足，也 有少数稳定性比较好、跟踪精度较高的跟踪机构，但这些机构结 构复杂，制作成本高，对使用环境条件的要求苛刻，适用范围小。
实用新型内容
本实用新型是针对现有技术中存在的缺陷，提供一种跟踪测 量精度高，稳定性好的半球支承式单转镜激光跟踪机构。
为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案 一种半 球支承式单转镜激光跟踪机构，包括机架、装于机架上的角度编 码器、与角度编码器同轴水平设置的伺服电机，还包括跟踪反射
镜装置、半球支承装置和激光光斑微调装置，其中
a、所述半球支承装置中半球支座的顶端嵌装有支承钢球，
3该支承钢球上放置半球，半球支座中心内部旋接有磁钢座，该磁
钢座上部固接有磁钢；
b、所述跟踪反射镜装置的镜架嵌装于半球上方，该镜架中 部旋接有镜座，镜座上装有反射镜，反射镜的反射面通过半球球 心；
C、所述拨杆的一端用连接件与伺服电机主轴刚性连接，拨杆 钢球固接在拨杆另一端的下方，该拨杆钢球置于镜架上；
d、所述激光光斑微调装置的底座用连接件固定在机架上方， 装于该底座上的反射镜镜座上装有激光反射镜和回程片簧，反射 镜镜座的一侧设有转轴，其另一侧的底座底部设有调节螺钉。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是采用半球支承 式单转镜激光跟踪机构的激光跟踪干涉仪，在跟踪过程中，反射 点高度稳定，跟踪测量精度高，减少了回转部分的机械磨擦，提 高跟踪测量精度和稳定性，结构简单，体积小、重量轻、调整方 便，制作成本低，适用环境条件要求低。
图1为本实用新型主视图。
图2为跟踪反射镜装置结构示意图。
图3为半球支承装置结构示意图。
图4为激光光斑微调装置主视图。
图5为图4的俯视图。
图6为拨杆结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。
参见附图1，本实施例中，这种半球支承式单转镜激光跟踪 机构的底部为机架7，角度编码器1装于机架7上，伺服电机2 与角度编码器1同轴水平设置，在该机架7上还设置有跟踪反射 镜装置4、半球支承装置5、拨杆6和激光光斑微调装置3，其中
在附图2中，所述跟踪反射镜装置4的镜架11为圆盘状结构，其下方嵌装有一个半球12，该镜架11的中心部位还通过螺纹旋 接有镜座10，镜座10上粘接有反射镜9，该反射镜9的反射面 通过半球12的球心。
在附图3中，所述半球支承装置5中，半球支座14的断面 呈"工"字状结构，其顶端通过锥形槽嵌装有三个支承钢球13， 半球12放置在该支承钢球13上，半球支座14的中心内部通过 螺纹旋接有磁钢座15，该磁钢座15的上部粘接有一个圆柱形的 磁钢16。
参见附图6，所述拨杆6的一端用螺栓固定有一个呈长方体 的连接器23，该连接器23与伺服电机2的主轴刚性连接在一起， 两个拨杆6呈"几"字状结构，其高度不同，其另一端的下方分 别焊接着拨杆钢球8;
参见附图4 5，所述激光光斑微调装置3的底座22用螺栓固 定在机架7的上方，该激光光斑微调装置3由两个结构相同的光 斑反射装置构成，二者相向设置，二者的转轴相互垂直。该微调 装置的底座22的中心部位安装有反射镜镜座18，该反射镜镜座 18上粘接有激光反射镜17，该激光反射镜座18上压有回程片簧 20，该回程片簧20的一端用螺钉固定在底座22上表面，反射镜 镜座18的一侧设有转轴21，该转轴21的轴套固定在底座22上， 反射镜镜座18的底部设有调节螺钉19，该调节螺钉19的上端顶 住反射镜镜座18。
本实用新型的工作原理是
三个支承钢球13嵌装在半球支座14上面的锥形槽内，将装 有跟踪反射镜9的半球12放置在支承钢球13上，通过两个独立 的拨杆6在伺服电机2驱动下，使其作空间回转。为了使半球12 在回转过程中与支承钢球13可靠接触，在半球12下安装了一块 磁钢16，通过螺纹可调节磁钢16与半球12之间的距离，从而使 吸力大小适中。拨杆6用弹性回程片簧制成，其端部通过两对拨 杆钢球8与半球12上的镜架11相接触，这样不仅防止了半球12的过定位，回程片簧20的预紧力也有助于半球12与支承钢球13 之间的可靠接触。当激光束从右端入射时，经两个平面反射镜反 射后入射在半球12上的反射镜9上。激光光斑微调装置3可以 调节光束入射点的位置，使其与反射镜9的回转中心点的偏离尽 可能地�。庋捅Ｖし瓷涞愕母叨任榷�。由于拨杆钢球8为不 锈钢材质，而镜架11为尼龙材质，二者在接触时摩擦较�。� 样可减小机械摩擦。
权利要求1、一种半球支承式单转镜激光跟踪机构，包括机架、装于机架上的角度编码器、与角度编码器同轴水平设置的伺服电机，其特征在于还包括跟踪反射镜装置、半球支承装置和激光光斑微调装置，其中a、所述半球支承装置中半球支座的顶端嵌装有支承钢球，该支承钢球上放置半球，半球支座中心内部旋接有磁钢座，该磁钢座上部固接有磁钢；b、所述跟踪反射镜装置的镜架嵌装于半球上方，该镜架中部旋接有镜座，镜座上装有反射镜，反射镜的反射面通过半球球心；c、所述拨杆的一端用连接件与伺服电机主轴刚性连接，拨杆钢球固接在拨杆另一端的下方，该拨杆钢球置于镜架上；d、所述激光光斑微调装置的底座用连接件固定在机架上方，装于该底座上的反射镜镜座上装有激光反射镜和回程片簧，反射镜镜座的一侧设有转轴，其另一侧的底座底部设有调节螺钉。
专利摘要本实用新型涉及一种半球支承式单转镜激光跟踪机构。它的半球支承装置中半球支座的顶端嵌装有支承钢球，支承钢球上放置半球，半球支座中心内部旋接有磁钢座，磁钢座上部固接有磁钢；跟踪反射镜装置的镜架嵌装于半球上方，镜架中部旋接有镜座，镜座上装有反射镜；拨杆的一端与伺服电机主轴连接，拨杆钢球固接在拨杆另一端的下方；所述激光光斑微调装置的底座固定在机架上方，反射镜镜座的一侧设有转轴，另一侧的底部设有调节螺钉。本实用新型在跟踪过程中，反射点高度稳定，跟踪测量精度高，减少了回转部分的机械磨擦，提高跟踪测量精度和稳定性，结构简单，体积小、重量轻、调整方便，制作成本低，适用环境条件要求低。
文档编号G01B9/02GK201285279SQ20082017878
公开日2009年8月5日 申请日期2008年11月14日 优先权日2008年11月14日
发明者孙秋艳, 王贺艳, 赵树忠 申请人:河北理工大学
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