[发明专利]绝对重力测量系统、测量方法及自由落体下落方法

权利要求书

1.一种绝对重力测量系统，该系统包括：

自由落体装置，用于实现下落物体的自由落体运动；

激光干涉测量装置，用于测量下落物体作自由落体运动的位移；

隔振平台，设置在所述激光干涉测量装置和地之间，用于隔离地面振动对所述测量的影响；

其中，所述自由落体装置还包括真空腔以及设置在真空腔内的下述部件：

载物台，用于承载下落物体；

机械运动装置，用于带动载物台上升或自由落体；

保持构件，用于在载物台下落之前将载物台及其上的下落物体保持固定；

下拉构件，其连接在载物台和机械运动装置的底端之间，当下落物体下落时，下拉构件向载物台施加向下的拉力，从而使下落物体保持自由落体运动。

2.根据权利要求1所述的系统，所述下拉构件的底端固定在机械运动装置的底座或真空腔的底座上。

3.根据权利要求1所述的系统，所述下拉构件为弹簧，并且该弹簧的顶端通过一连接板固定到载物台的上部位置。

4.根据权利要求3所述的系统，在机械运动装置的底座和顶座之间沿竖直方向设置有穿过所述弹簧的导柱，以限制弹簧在竖直方向作伸缩运动。

5.根据权利要求1所述的系统，所述保持构件为可转动的挂钩，当载物台向上运动经过挂钩时，挂钩使载物台固定；当拨动挂钩转动时，挂钩与载物台分开，从而使载物台下落。

6.根据权利要求1所述的系统，所述机械运动装置还包括底部转轮和顶部转轮，以及缠绕在底部转轮和顶部转轮上的柔性钢丝；其中，一个转轮在马达的带动下顺时针和逆时针转动，该转轮同时带动另一个转轮和柔性钢丝运动，从而使载物台在柔性钢丝的带动下运动。

7.根据权利要求6所述的系统，在所述柔性钢丝上还固定有第一连接件和第二连接件，当所述底部转轮沿着某一方向转动时，所述第一连接件与载物台接触，将载物台运送到真空腔的顶部；当所述底部转轮沿着相反方向转动时，所述第二连接件与保持构件接触，拨动该保持构件以释放载物台。

8.根据权利要求1所述的系统，所述机械运动装置还包括沿竖直方向设置的直线导轨，所述载物台沿着该直线导轨作直线运动。

9.根据权利要求1所述的系统，在下落物体内安装有回射棱镜(6)，用于将来自激光干涉测量装置的测量激光反射回去。

10.根据权利要求9所述的系统，在所述隔振平台中悬挂有一参考回射棱镜(7)，用于将所述下落物体的回射棱镜(6)反射的测量激光反射到激光干涉测量装置内。

11.根据权利要求10所述的系统，所述激光干涉测量装置包括：

第一分光镜(24)，其将入射激光的一部分反射后沿水平方向传输到达第二分光镜以作为参考光束，将入射激光的另一部分沿竖直方向传输到下落物体内的回射棱镜以作为测量光束；

第二分光镜(25)，用于将来自第一分光镜的参考光束和来自隔振平台内的参考回射棱镜的测量光束进行合光，并将合光后的激光的一部分传输到光电探测器；

光电探测器(27)，用于将来自第二分光镜的合光后的激光的一部分转换为电信号，输出给信号采集与处理装置以计算下落物体的重力加速度。

12.根据权利要求11所述的系统，所述激光干涉测量装置还包括一设置在第二分光镜和光电探测器之间的聚焦透镜(26)。

13.根据权利要求11所述的系统，所述激光干涉测量装置还设置有光束竖直方向调节单元，该光束竖直方向调节单元包括：

水平液面(31)，设置在与回射棱镜(6)对应的位置，用于将回射棱镜(6)反射的测量光束反射到第一分光镜(24)；

校准回射棱镜(30)，用于将来自第二分光镜的激光沿原路反射到第二分光镜。

14.根据权利要求13所述的系统，所述第二分光镜(25)将来自第一分光镜的激光光束的一部分传输到校准回射棱镜。

15.根据权利要求14所述的系统，所述激光干涉测量装置还包括设置在第二分光镜和校准回射棱镜之间的光阑(29)，当光阑(29)关闭时激光被挡住，当光阑(29)打开时激光传输到校准回射棱镜(30)。