[发明专利]一种二维位置跟踪测量装置及其测量方法

权利要求书

1.一种二维位置跟踪测量装置，其特征在于：包括干涉仪本体(1)、干涉计镜组(2)、偏差检测系统(3)、随动系统(4)、转向元件(5)及目标反射镜(6)，其中干涉仪本体(1)、偏差检测系统(3)及随动系统(4)分别安装在支撑件(7)上，目标反射镜(6)安装在被测机器人(8)的末端执行器上，干涉仪本体(1)的激光输出端设有干涉计镜组(2)，所述转向元件(5)安装在随动系统(4)上，可平行于激光光路(9)往复移动；所述偏差检测系统(3)包括分光元件(301)及光斑位置传感器(302)，干涉仪本体(1)发射的激光光路依次通过干涉计镜组(2)、分光元件(301)，经转向元件(5)转向后照射到目标反射镜(6)上，目标反射镜(6)反射的光经转向元件(5)转向后照射到偏差检测系统(3)上，通过分光元件(301)分为两路，一路反射回干涉仪本体(1)，另一路照射在光斑位置传感器(302)上。

2.按权利要求1所述的二维位置跟踪测量装置，其特征在于：所述干涉计镜组(2)、分光元件(301)、光斑位置传感器(302)、转向元件(5)及目标反射镜(6)由激光照射部分的轴线位于发射激光光路及反射激光光路之间的中间位置。

3.按权利要求1所述的二维位置跟踪测量装置，其特征在于：所述偏差检测系统(3)中的分光元件(301)及光斑位置传感器(302)分别设置在安装架(303)上，光斑位置传感器(302)位于分光元件(301)的下方；在支撑件(7)上设有三维位置调整台(304)，所述安装架(303)固定在三维位置调整台(304)上。

4.按权利要求1所述的二维位置跟踪测量装置，其特征在于：所述随动系统(4)包括支座(401)、丝杆转轴(402)、滑块(403)、导轨(404)、调整底座(405)、二维旋转平台(406)及调整杆(408)，其中支座(401)安装在支撑件(7)上，丝杆转轴(402)可转动地安装在支座(401)上，丝杆转轴(402)的一端连接有伺服电机及编码器；所述导轨(404)固定在支座(401)上、位于丝杆转轴(402)的上方，导轨(404)上连接有滑块(403)，该滑块(403)固接有与丝杆转轴(402)螺纹连接的丝母；在滑块(403)上安装有调整底座(405)，调整底座(405)上设有二维旋转平台(406)，所述转向元件(5)通过调整杆(408)安装在二维旋转平台(406)上；滑块(403)及其上安装的部件通过丝母与丝杆转轴(402)的转动，沿导轨与激光光路平行的方向往复移动。

5.按权利要求4所述的二维位置跟踪测量装置，其特征在于：所述支座(401)的一侧固接控制开关(409)，调整底座(405)上设有与控制开关(409)相对应的挡块(407)。

6.一种按权利要求1至5中任一权利要求所述二维位置跟踪测量装置的测量方法，其特征在于：干涉仪本体(1)发出的激光依次穿过干涉计镜组(2)、偏差检测系统(3)中的分光元件(301)，经转向元件(5)转向后照射到被测机器人(8)末端执行器上的目标反射镜(6)，由目标反射镜(6)反射的反射光路经转向元件(5)转向后照射到分光元件(301)、被分成两路，其中一路经干涉计镜组(2)反射回干涉仪本体(1)，另一路照射到光斑位置传感器(302)上，由光斑位置传感器(302)检测目标反射镜(6)随被测机器人(8)移动产生的偏移，再将检测出的偏移量转换成位移信号后传递给伺服电机，由伺服电机驱动转向元件(5)移动，使转向元件(5)准确跟踪目标反射镜(6)。

7.按权利要求6所述的测量方法，其特征在于：所述偏移量为由于目标反射镜(6)随被测机器人(8)运动，照射到光斑位置传感器(302)上的光斑中心发生偏移。