[发明专利]一种动态角度测量装置及其应用

说明书

技术领域

本发明属于动态角度测量领域，更具体地，涉及一种动态角度测量装置。

背景技术

目前，动态角度测量方法有很多。一类是非激光类的角度测量方法，这类测量方法，如自准直仪测量法和水平仪测量法，其测量过程简单，成本低，但不能实现智能动态测量，测量精度低，多用于测量精度要求不是很高的场合。另一类是基于激光的角度测量方法，利用激光具有能量密度高，发散小等卓越性能。

激光类的角度测量方法按照检测原理大致可分为振幅测量型和相位测量型。振幅测量型是以激光束为直线基准的测量方法，实现简单，但是测量精度不高。相位测量型基于激光干涉技术实现角度测量，如安捷伦HP5529系列和雷立绍激光干涉仪系列等。激光干涉方法精度高，但系统装调复杂，使用不便，且对测量对象环境要求很高，因而不适合动态角度的智能测量。

因此，需要开发一种结构简单、使用方便的动态角度智能测量装置。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种可以对动态角度进行智能测量的动态角度测量装置，通过将测量模块整体设置在待测量动态角度的对象上，从而能毫无偏差地反映了待测量对象角度的变化，再通过将基准模块固定在待测量动态角度对象外部，该基准模块出射的激光经测量模块后返回，从而能精确测量动态角度变化。本发明装置可实现动态角度高效精确的测量。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种动态角度智能测量装置，其特征在于，其包括基准模块和测量模块，

所述测量模块包括相互并列设置的第一直角棱镜和第二直角棱镜，所述测量模块用于设置在待测量动态角度的对象上以随之同步转动；

所述基准模块设置在待测量动态角度的对象外部，其包括用于提供激光的激光源，依次排列在所述激光源的出射光路上的起偏器、消偏振分光棱镜、偏振分光棱镜以及第一反射镜，还包括依次位于所述消偏振分光棱镜垂直光路上的四分之一波片、检偏器以及光电传感器，其还包括位于所述偏振分光棱镜和第一直角棱镜之间的第二反射镜以及位于所述第一反射镜和第二直角棱镜之间的第三反射镜。

以上发明构思中，起偏器用于将所述激光输出光矢量与纸面成45°角的线偏振光；消偏振分光棱镜用于将所述线偏振光透过到偏振分光棱镜；偏振分光棱镜用于将透过所述消偏振分光棱镜的线偏振光分成光矢量垂直于纸面的线偏振光和光矢量平行于纸面的线偏振光，并将光矢量垂直于纸面的线偏振光反射到所述测量模块中的第一直角棱镜，第一直角棱镜将所述光矢量垂直于纸面的线偏振光经两次反射到第二反射镜，第二反射镜与所述第一直角棱镜斜面平行，并将所述光矢量垂直于纸面的线偏振光沿原路经第一直角棱镜反射回偏振分光棱镜；第一反射镜与所述偏振分光棱镜的出射光路成45°角放置，并将所述光矢量平行于纸面的线偏振光反射到测量模块中的第二直角棱镜，第二直角棱镜将所述光矢量平行于纸面的线偏振光经两次反射到第三反射镜，第三反射镜与所述第二直角棱镜斜面平行，并将所述光矢量平行于纸面的线偏振光沿原路经第二直角棱镜和第一反射镜三次反射回所述偏振分光棱镜；两光矢量方向相互垂直的线偏振光透过所述偏振分光棱镜经所述消偏振分光棱镜反射到四分之一波片上，四分之一波片用于将所述两线偏振光合成圆偏振光，检偏器用于圆偏振光分解到同一方向发生干涉，产生干涉条纹；当测量模块用于设置在待测量动态角度的对象上以随之同步转动，所述移动干涉条纹也随之移动，光电传感器用于将所述干涉条纹进行计数、计算，并获得动态角度变化值。

进一步的，所述第一直角棱镜和第二直角棱镜形状和结构相同。

进一步的，所述第一直角棱镜和第二直角棱镜固定连接为一体。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

本发明中，测量模块固定在待测量动态角度的对象上，随所述待测量动态角度对象一起转动，能实时反应出动态角度的变化，基准模块上具有提供测量所需激光的激光源、起偏器、消偏振分光棱镜、偏振分光棱镜以及多个反射镜，能将激光引导至测量模块上再引导回基准模块的光电传感器上，从而测量出动态角度。其测量方式简单，填补了动态角度测量上的空白，同时极大的提高了测量效率，角度分辨率可达0.01μrad。

附图说明

图1是本发明实施例提供的动态角度智能测量装置的光路图；

图2是本发明实施例提供的动态角度智能测量装置的测量原理示意图；

图3是本发明实施例提供的动态角度智能测量装置中测量模块的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的动态角度智能测量装置中基准模块的结构示意图。