[发明专利]一种三维位置跟踪测量装置及其测量方法

权利要求书

1.一种三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)、二维随动系统(4)、第一转向元件(5)、目标反射镜(6)及第二转向元件(9)，其中干涉仪本体(1)、偏差检测系统(3)及二维随动系统(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)，所述第一转向元件(5)及第二转向元件(9)分别安装在二维随动系统(4)上，第一转向元件(5)具有平行于激光光路的一个移动自由度，第二转向元件(9)具有平行于激光光路及垂直于激光光路的两个移动自由度；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)，经第一转向元件(5)、第二转向元件(9)转向后照射到目标反射镜(6)上，目标反射镜(6)反射的光经第二转向元件(9)及第一转向元件(5)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所述的三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)、第一转向元件(5)、目标反射镜(6)及第二转向元件(9)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所述的三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所述的三维位置跟踪测量装置，其特征在于：所述二维随动系统(4)包括两个互相平行、安装在支撑件(7)上的直线单元(401)以及两个分别连接于直线单元(401)上的一维随动系统(402)，每个一维随动系统(402)均可沿直线单元(401)往复移动；所述第一转向元件(5)及第二转向元件(9)分别安装在两个一维随动系统上。

5.按权利要求4所述的三维位置跟踪测量装置，其特征在于：所述直线单元(401)为伺服电机带动丝杠转动、通过丝杠与丝母的螺纹连接使丝母移动的结构。

6.按权利要求4所述的三维位置跟踪测量装置，其特征在于：所述一维随动系统(402)包括支座(403)、丝杆转轴(404)、滑块(405)、导轨(406)、调整底座(407)及二维旋转平台(408)，其中支座(403)分别与两个直线单元中的丝母相连，丝杆转轴(404)可转动地安装在支座(403)上，丝杆转轴(404)的一端连接有伺服电机及编码器；所述导轨(406)固定在支座(403)上、位于丝杆转轴(404)的上方，导轨(406)上连接有滑块(405)，该滑块(405)固接有与丝杆转轴(404)螺纹连接的丝母；在滑块(405)上安装有调整底座(407)，调整底座(407)上设有二维旋转平台(408)，转向元件安装在二维旋转平台(408)上；滑块(405)及其上安装的部件通过丝母与丝杆转轴(404)的转动，沿导轨与激光光路平行的方向往复移动。

7.按权利要求6所述的三维位置跟踪测量装置，其特征在于：所述支座(403)的一侧固接控制开关(411)，调整底座(407)上设有与控制开关(411)相对应的挡块(409)。