一种单光源一维激光扫描测头装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种单光源一维激光扫描测头装置，包括用于发射激光束的激光源，用于将激光束反射至测球的激光反射平面，并将测球的激光反射平面反射的激光束透射至第一光电探测器的分光镜，处理器根据第一光电探测器所接收到的激光束的位置变化值，得到测杆的变形量，同时激光源发射的激光束经分光镜透射至反光镜，经反光镜反射后入射至支撑座后反射至第二光电探测器，处理器根据第二光电探测器所接收到的激光束的位置变化值，得到支撑座位移量。本实用新型专利技术实施例提供的单光源一维激光扫描测头装置，不仅可以测量支撑座的直接位移变化，还可以测量测杆的变形，因此与传统的一维测头相比，本实用新型专利技术实施例提供的一维测头的测量精度更高，且结构简单，易于批量生产。

Single light source one-dimensional laser scanning probe head device

The utility model relates to a single source of one dimensional laser scanning probe device comprises a laser source for emitting a laser beam, the laser reflection plane for the reflected laser beam to measure the ball, light mirror laser beam to the first laser reflection plane reflective photoelectric detector and the measurement of the ball, according to the position change of laser processor the first beam photoelectric detector receives the value of deformation measuring the laser beam emitted by the laser source and the transmission to the spectroscope reflector, the incident to the supporting seat after reflection to second photodetector reflection mirror, laser beam second processor according to the position change of photoelectric detector received values obtained support seat shift. Dan Guangyuan one dimensional laser scanning head device provided by the embodiment of the utility model not only can be measured, measuring changes in direct displacement of the supporting seat, but also can measure the deformation of the rod, and therefore the traditional one-dimensional probe, the measuring precision of one-dimensional provided by the embodiment of the utility model measuring head is higher, and has the advantages of simple structure, easy batch production.

【技术实现步骤摘要】
一种单光源一维激光扫描测头装置
本技术涉及精密测量
，尤其涉及一种单光源一维激光扫描测头装置。
技术介绍
测头是精密量仪的关键部件之一，作为传感器提供被测工件的几何位置信息，测头的发展水平直接影响着精密量仪的测量精度与测量效率。精密测头通常分为接触式测头与非接触式测头两种，其中接触式测头又分为机械式测头、触发式测头和扫描式测头。机械式测头因为是手动测量，且精度不高，测量效率低，因此目前很少用于工业测量领域。当前工业领域广泛使用的精密测头是触发式测头，其原理是当测头测端与被测工件接触时精密量仪发出采样脉冲信号，并通过仪器的处理器锁存此时测端球心的坐标值，以此来确定测端与被测工件接触点的坐标。该类测头具有结构简单、使用方便、及较高触发精度等优点，其缺点是存在各向异性(三角效应)，或者接触式测头在接触被测工件时因为阻力而产生微小位移从而导致测头的位移偏差，限制了其测量精度的进一步提高，最高精度只能达零点几微米。当前应用最广的测头类型为扫描式测头，其原理是测头测端在接触被测工件后，测头由于接触力的作用发生位移，测头的转换装置输出与测杆的微小偏移成正比的信号，该信号和精密量仪的相应坐标值叠加便可得到被测工件上点的较精确坐标。若不考虑测杆的变形，扫描式测头是各向同性的，故其精度远远高于触发式测头。但是，测杆的变形是客观存在的，目前的测头仅考虑了测杆支撑座的直接位移，而未考虑到测杆的变形，因此，即使是扫描式测头的精度也不够高。此外，扫描式测头还具有结构复杂、制造成本高等缺点。
技术实现思路
本技术的目的在于改善现有技术中所存在的测量精度不高的不足，提供一种可提高测量精度的单光源一维激光扫描测头装置。为了实现上述技术目的，本技术实施例提供了以下技术方案：一种单光源一维激光扫描测头装置，包括用于测量支撑座一维位移变化的测量组件，所述测量组件包括测杆和测球，所述测杆为空心测杆，所述测球设置于所述空心测杆的一端，且所述测球与所述空心测杆连接的球面设置有激光反射平面，所述测球的激光反射平面位于所述空心测杆的内部；所述单光源一维激光扫描测头装置还包括：激光源，用于发射激光束；分光镜，倾斜设置于所述空心测杆的另一端，用于将所述激光源发射的激光束反射至所述测球的激光反射平面，并将所述测球的激光反射平面反射的激光束透射至第一光电探测器，还用于将所述激光源发射的激光透射至反光镜；所述第一光电探测器，用于接收经所述分光镜透射的所述测球的激光反射平面反射的激光束；处理器，用于根据所述第一光电探测器所接收到的激光束的位置变化值，得到所述空心测杆的变形量；所述支撑座，所述空心测杆设置于所述支撑座，所述支撑座的一侧面为激光反射平面；所述反光镜，用于将所述分光镜透射的激光束反射至所述支撑座的激光反射平面；第二光电探测器，用于接收所述支撑座的激光反射平面反射的激光束；平移部件，用于使所述支撑座做直线运动；复位部件，用于将所述支撑座复位至初始位置；所述处理器还用于根据所述第二光电探测器所接收到激光束的位置变化值，计算得到所述支撑座的位移变化值。优选的，所述测球为球缺，球缺的底面作为所述测球的激光反射平面。根据本技术实施例，所述支撑座为空心支撑座，所述空心支撑座设有供所述空心测杆穿过的通孔，所述空心测杆的背离所述测球的一端设置于所述空心支撑座内。根据本技术实施例，所述单光源一维激光扫描测头装置还包括壳体，所述第二光电探测器可旋转安装在所述壳体内。根据本技术实施例，所述平移部件包括位于所述壳体内的导向槽，所述空心支撑座设有与所述导向槽相适配的滑块。优选的，所述滑块为磁性滑块，所述导向槽设置有磁性部件，所述滑块与所述导向槽磁性接触连接。根据本技术实施例，所述复位部件为弹簧，所述弹簧的一端连接于所述空心支撑座，另一端连接于所述壳体。根据本技术实施例，所述平移部件和所述复位部件为平行簧片结构，所述平行簧片结构包括连接于所述空心支撑座的连接块和固定在所述壳体的座板，所述连接块和所述座板之间连接有两个相互平行的簧片，所述连接块可相对所述座板平行移动和复位。根据本技术实施例，所述第一光电探测器和所述第二光电探测器均为位置敏感探测器。与现有技术相比，本技术的有益效果：本技术实施例提供的单光源一维激光扫描测头装置，不仅包括用于测量支撑座的位移变化的测量组件，还包括用于测量测杆变形的激光源、分光镜、第一光电探测器等，不仅测量了支撑座的直接位移变化，还测量了测杆的变形，因此与传统的一维测头相比，本技术实施例提供的单光源一维激光扫描测头装置的测量精度更高，且结构简单，易于批量生产。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本技术实施例中用于测量测杆位移变化的测量组件二的结构示意图。图2为本技术实施例中测量测杆位移变化的光路示意图。图3为本技术实施例提供的单光源一维激光扫描测头装置的结构示意图。图4为本技术实施例中测量支撑座位移变化的光路示意图。图5为图4中第二光电探测器旋转一定角度后的光路示意图。图6为实施例中平移部件和回复部件为平行簧片结构的结构示意图。图7为本技术实施例提供的另一种单光源一维激光扫描测头装置的结构示意图。主要元件符号说明激光束100；激光源101；空心测杆102；测球103；分光镜104；第一光电探测器105；反光镜106；第二光电探测器107；空心支撑座108；导向槽109；弹簧110；壳体111；连接块112；簧片113；座板114；测球的激光反射平面200；透射激光束300；空心支撑座的激光反射平面400。具体实施方式下面将结合本技术实施例中附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。本技术实施例提供的一种单光源一维激光扫描测头装置包括用于测量支撑座一维直接位移变化的测量组件一，还包括用于测量测杆变形的测量组件二。作为一种可实施方式，图1示出了本实施例中用于测量测杆位移变化的测量组件二的结构，请参阅图1，本实施例中，用于测量测杆变形的测量组件二包括测杆、测球103、激光源101、分光镜104、第一光电探测器105和处理器；其中，测杆为空心测杆102，测球103设置于空心测杆102的一端，且测球103与空心测杆102连接的球面设置有激光反射平面，截取一平面作为激光反射平面，测球的激光反射平面200位于空心测杆102的内部。作为一种简便的实施方式，测球103为球缺，球缺的底面作为测球的激光反射平面。激光源101，用于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单光源一维激光扫描测头装置，包括用于测量支撑座一维位移变化的测量组件，所述测量组件包括测杆和测球，其特征在于，所述测杆为空心测杆，所述测球设置于所述空心测杆的一端，且所述测球与所述空心测杆连接的球面设置有激光反射平面，所述测球的激光反射平面位于所述空心测杆的内部；所述单光源一维激光扫描测头装置还包括：激光源，用于发射激光束；分光镜，倾斜设置于所述空心测杆的另一端，用于将所述激光源发射的激光束反射至所述测球的激光反射平面，并将所述测球的激光反射平面反射的激光束透射至第一光电探测器，还用于将所述激光源发射的激光透射至反光镜；所述第一光电探测器，用于接收经所述分光镜透射的所述测球的激光反射平面反射的激光束；处理器，用于根据所述第一光电探测器所接收到的激光束的位置变化值，得到所述空心测杆的变形量；所述支撑座，所述空心测杆设置于所述支撑座，所述支撑座的一侧面为激光反射平面；所述反光镜，用于将所述分光镜透射的激光束反射至所述支撑座的激光反射平面；第二光电探测器，用于接收所述支撑座的激光反射平面反射的激光束；平移部件，用于使所述支撑座做直线运动；复位部件，用于将所述支撑座复位至初始位置；所述处理器还用于根据所述第二光电探测器所接收到激光束的位置变化值，计算得到所述支撑座的位移变化值。...

【技术特征摘要】
1.一种单光源一维激光扫描测头装置，包括用于测量支撑座一维位移变化的测量组件，所述测量组件包括测杆和测球，其特征在于，所述测杆为空心测杆，所述测球设置于所述空心测杆的一端，且所述测球与所述空心测杆连接的球面设置有激光反射平面，所述测球的激光反射平面位于所述空心测杆的内部；所述单光源一维激光扫描测头装置还包括：激光源，用于发射激光束；分光镜，倾斜设置于所述空心测杆的另一端，用于将所述激光源发射的激光束反射至所述测球的激光反射平面，并将所述测球的激光反射平面反射的激光束透射至第一光电探测器，还用于将所述激光源发射的激光透射至反光镜；所述第一光电探测器，用于接收经所述分光镜透射的所述测球的激光反射平面反射的激光束；处理器，用于根据所述第一光电探测器所接收到的激光束的位置变化值，得到所述空心测杆的变形量；所述支撑座，所述空心测杆设置于所述支撑座，所述支撑座的一侧面为激光反射平面；所述反光镜，用于将所述分光镜透射的激光束反射至所述支撑座的激光反射平面；第二光电探测器，用于接收所述支撑座的激光反射平面反射的激光束；平移部件，用于使所述支撑座做直线运动；复位部件，用于将所述支撑座复位至初始位置；所述处理器还用于根据所述第二光电探测器所接收到激光束的位置变化值，计算得到所述支撑座的位移变化值。2.根据权利要求1所述的单光源一维激光扫描测头装置，其特征在于，所述测球为球缺，球缺的底面作为所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张白，康学亮，韦海成，
申请(专利权)人：北方民族大学，
类型：新型
国别省市：宁夏,64