[发明专利]一种用于光电传感定位网络的轻量化激光扫描机构

说明书

本发明一种用于光电传感定位网络的轻量化激光扫描机构，旋转座沿中轴线设置中心通孔；旋转座内部沿中轴线设置有安装通孔，旋转座的中心通孔和安装通孔同轴形成光路通孔；安装通孔的一端设置点激光束发生装置，另一端设置用于产生两束相互垂直的径向光束的双扇形激光平面发生装置；旋转座上沿两径向光束分别设置有激光通孔，激光通孔的激光入射侧设置有鲍威尔棱镜，另一侧设置有配重元件；传动机构包括伺服电机、锥套和一对深沟球轴承，旋转座的两端分别套设在一对深沟球轴承内，伺服电机的电机轴顶部通过锥套同轴插入旋转座的驱动端连接驱动；非接触供电装置套设在电机输出轴上，用于为点激光束发生装置无线供电。

技术领域

本发明涉及大尺寸空间测量技术领域，特别是涉及一种用于光电传感定位网络的轻量化激光扫描机构。

背景技术

随着航空、航天、船舶和大型电站等领域在制造装配过程中对大型部件精确定位和位置实时测控的要求不断提高，大尺寸测量技术在工业生产中的应用越来越广泛。近几年，以经纬仪作为传感器，用两台或两台以上经纬仪配合计算机及相应的硬件、软件所组成的空间坐标测量系统在工程测量以及计量学中得到广泛的应用。

传统的激光经纬仪测量系统在每次测量时都需要人工对准，这样不仅会降低工作效率，而且会人为引入误差。旋转激光自动经纬仪定位系统基于空间交汇原理，是今年来发展起来的新型分布式大尺寸测量系统，包括经纬仪网络、光电探测系统、同步光基站、嵌入式信号处理器和工控机五大部分，广泛应用在航空、航天、船舶和大型电站等大型机械设备的制造装配领域，测量范围大，测量精度高，测量时间短。

针对全空间无死角的无人机轨迹定位问题，旋转激光自动经纬仪定位系统由于其固定的激光扫描基站俯仰角达不到全空间覆盖，运用上受到了很大限制。因此在旋转激光自动经纬仪定位系统的基础上，构建了光电传感定位网络系统。即在空间布置大量光电接收器，组成光电传感网络，无人机上安装激光扫描机构，即可实现无人机三维空间定位。在光电传感网络定位网络中，激光扫描机构的旋转精度和动平衡性，以及扇形激光平面的平面度和均匀性直接决定了系统的定位精度，另外体积及重量都要求足够小，在无人机可承受的负荷之内。然而现有的旋转激光自动经纬仪定位系统技术中，发射头难以保证其结构的质心和回转中心重合，动平衡性较差；发射头的线激光发生器一般采用圆柱棱镜，其线激光的直线度和均匀性较差，难以满足高精度测量的要求。例如，中国专利文献“一种双扇形旋转激光自动经纬仪装置”(申请号201710129828.0)，该专利申请公开了一种双扇形旋转激光自动经纬仪装置的发射头结构，其结构的质心和回转中心不重合，动平衡性较差；另外专利文献“一种双扇形旋转激光自动经纬仪的发射头”(专利号：ZL201910759939.9)，虽然光线质量有所提高，但是其体积庞大，一束光路就需一个准直透镜组，而且发射头的悬臂梁模型在高速旋转时稳定性不可靠。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种用于光电传感定位网络的轻量化激光扫描机构，结构简单，设计合理，定心精度高，满足激光扫描的动平衡性和轻量化要求。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种用于光电传感定位网络的轻量化激光扫描机构，包括旋转座、点激光束发生装置、双扇形激光平面发生装置、非接触供电装置和传动机构；

所述旋转座沿中轴线设置中心通孔；旋转座内部沿中轴线设置有安装通孔，旋转座的中心通孔和安装通孔同轴形成光路通孔；安装通孔的一端设置点激光束发生装置，另一端设置用于产生两束相互垂直的径向光束的双扇形激光平面发生装置；旋转座上沿两径向光束分别设置有激光通孔，激光通孔的激光入射侧设置有鲍威尔棱镜，另一侧设置有配重元件；

所述的传动机构包括伺服电机、锥套和一对深沟球轴承，旋转座的两端分别套设在一对深沟球轴承内，伺服电机的电机轴顶部通过锥套同轴插入旋转座的驱动端连接驱动；

所述的非接触供电装置套设在电机输出轴上，用于为点激光束发生装置无线供电。