[发明专利]基于一维运动机构和二维位置传感器的六自由度定位系统

摘要

基于一维运动机构和二维位置传感器的六自由度定位系统，该系统包括半导体激光器、光纤准直器、光纤分路器、滤光片、两个一维运动机构、三个PSD传感器及信号处理系统。半导体激光器发射的激光照射到光纤准直器，后经光纤分路器分成三路，三路光经输出光纤和滤光片后，分别由三个PSD传感器接收；激光光斑在三个PSD传感器的位置和两个一维运动机构的位移经信号处理系统处理，得到空间六自由度的物体位姿。该定位系统采用非接触式测量，避免线缆对平台运动精度的影响，并采用一维运动机构进行跟踪测量，解决了二维位置敏感传感器测量行程不足的问题，具有定位精度高、测量行程大、响应快、结构简单及成本低的特点。

主权项

一种基于一维运动机构和二维位置传感器的六自由度定位系统，其特征在于：该系统包括半导体激光器(1)、光纤准直器(2)、输入光纤(3)、光纤分路器(4)、第一一维运动机构(5)、第一滑块(6)、第一输出光纤(7)、第一滤光片(8)、第一PSD传感器(9)、第二滑块(17)、第二输出光纤(18)、第二滤光片(10)、第二PSD传感器(11)、第二一维运动机构(12)、第三滑块(13)、第三输出光纤(14)、第三滤光片(15)、第三PSD专感器(16)以及信号处理系统；所述的第一输出光纤(7)、第二输出光纤(18)分别固定于第一滑块(6)和第二滑块(17)上，第三输出光纤(14)固定于第三滑块(13)上；第一滑块(6)和第二滑块(17)固定于第一一维运动机构(5)上；第三滑块(13)固定于第二一维运动机构(12)上；所述的第一一维运动机构(5)运动方向与半导体激光器(1)发射的激光光路方向垂直，第二一维运动机构(12)运动方向与半导体激光器(1)发射的激光光路方向平行；所述的第一PSD传感器和第二PSD传感器与第一一维运动机构运动方向平行,第三PSD传感器与第二一维运动机构运动方向平行；第一滤光片(8)、第二滤光片(10)、第三滤光片(15)、第一PSD传感器(9)、第二PSD传感器(11)和第三PSD传感器(16)固定于待测物体上(19)；半导体激光器(1)发射的激光照射到光纤准直器(2)上，光纤准直器(2)将激光稠合到输入光纤(3)中，后经光纤分路器(4)分成三路，其中一路光经第一输出光纤(7)和第一滤光片(8)后，由第一PSD传感器(9)接收；第二路光经第二输出光纤(18)和第二滤光片(10)后由第二PSD传感器(11)接收；第三路光经第三输出光纤(14)和第三滤光片(15)后由第三PSD传感器(16)接收；三个PSD传感器上光斑位置由信号处理系统进行处理。