一種光點(diǎn)疏密可調(diào)的激光投點(diǎn)器陣列機(jī)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于工程測量技術(shù)，具體公開了一種光點(diǎn)疏密可調(diào)的激光投點(diǎn)器陣列機(jī)構(gòu)。它包括圓筒基座、后端蓋、前端蓋、施力桿和輔助支承環(huán)。后端蓋外側(cè)端面設(shè)有圓環(huán)陣列塊，以后端蓋的圓心為中心成圓圈狀排列，相鄰圓圈之間形成環(huán)形槽，圓環(huán)陣列塊中心設(shè)有激光器固定孔。通過在彈性材料制成的后端蓋上設(shè)計(jì)圓圈排列的圓環(huán)陣列塊，圓圈之間形成環(huán)形槽，當(dāng)施力桿帶動(dòng)后端蓋運(yùn)動(dòng)時(shí)，使得圓圈陣列之間產(chǎn)生一個(gè)由環(huán)形槽形成的彈性變形，每個(gè)圓孔的法線產(chǎn)生一定角度的偏擺，進(jìn)而在目標(biāo)上產(chǎn)生或匯聚或發(fā)散的激光點(diǎn)陣，從而產(chǎn)生適應(yīng)目標(biāo)尺寸大小的激光點(diǎn)陣列，解決高亮背景下特征點(diǎn)無法提取的問題。
【專利說明】—種光點(diǎn)疏密可調(diào)的激光投點(diǎn)器陣列機(jī)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于工程測量技術(shù)，具體涉及用于調(diào)節(jié)激光投點(diǎn)器陣列光電疏密間距的彈性調(diào)節(jié)裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]在機(jī)器視覺和攝影測量領(lǐng)域，常用到特征標(biāo)志點(diǎn)作為測量點(diǎn)。特征標(biāo)志點(diǎn)的產(chǎn)生有多種方法，例如在被測目標(biāo)上粘貼定向反光標(biāo)志，在被測目標(biāo)上固定主動(dòng)發(fā)光標(biāo)志，在被測目標(biāo)上投射激光點(diǎn)等。在一些特定場合，(如高溫目標(biāo)，玻璃表面，網(wǎng)狀表面)不能粘貼固定標(biāo)志點(diǎn)，只能采用投射激光點(diǎn)的方式產(chǎn)生特征標(biāo)志點(diǎn)。因此激光投點(diǎn)器作為非接觸特征標(biāo)志點(diǎn)產(chǎn)生器具有更廣泛的用途。
[0003]目前，激光投點(diǎn)器產(chǎn)生激光點(diǎn)陣的主要原理是在激光輸出端加入微透鏡聚焦的方式對激光束進(jìn)行分束，再經(jīng)過準(zhǔn)直、調(diào)焦等光學(xué)系統(tǒng)得到激光器陣列。這種原理制作的激光投點(diǎn)器具有結(jié)構(gòu)小巧，點(diǎn)陣密度大的優(yōu)點(diǎn)，但由于采用了分束原理，單束激光的能量較低，激光點(diǎn)照射到目標(biāo)上的亮度較暗，在背景較亮的場合無法從背景中區(qū)分激光點(diǎn)。要提高單束激光的能量就要提高激光器總功率，當(dāng)激光器總功率提高到一定量級(jí)，理論上能夠解決單束激光能量低的問題，但由于激光功率較高，對于分束鏡，準(zhǔn)直、調(diào)焦光學(xué)系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生不利影響，嚴(yán)重時(shí)會(huì)產(chǎn)生激光損傷，因此需要對上述光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行抗激光輻照損傷的設(shè)計(jì)，從光學(xué)鏡片的材料，鍍膜等方面降低激光輻照的影響，但這會(huì)大大增加制作成本。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種光點(diǎn)疏密可調(diào)的激光投點(diǎn)器陣列機(jī)構(gòu)，能夠調(diào)節(jié)光點(diǎn)疏密，解決高亮背景下特征點(diǎn)無法提取的問題。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0006]—種光點(diǎn)疏密可調(diào)的激光投點(diǎn)器陣列機(jī)構(gòu)，它包括圓筒基座、固定設(shè)在圓筒基座下端的后端蓋、固定設(shè)在圓筒基座上端的前端蓋、設(shè)在圓筒基座內(nèi)中軸處的施力桿和位于圓筒基座內(nèi)的若干輔助支承環(huán)；所述的后端蓋由彈性材料制成，外側(cè)端面設(shè)有若干個(gè)圓環(huán)陣列塊，所述的圓環(huán)陣列塊在后端蓋上，以后端蓋的圓心為中心成圓圈狀排列，相鄰圓圈之間形成環(huán)形槽，每個(gè)圓環(huán)陣列塊中心設(shè)有激光器固定孔；所述的前端蓋為圓盤形，中心加工有安裝孔；
[0007]所述的施力桿與上述后端蓋一體化加工，施力桿的一端伸出后端蓋外，為圓環(huán)形，圓環(huán)形中間的孔為激光器固定孔，施力桿的另一端加工有螺紋，并伸出前端蓋外，在施力桿的螺紋端設(shè)有施力螺母；
[0008]所述的輔助支承環(huán)與圓筒基座同軸，每個(gè)輔助支撐環(huán)由兩個(gè)同心圓筒組成，圓筒之間設(shè)有圓周方向均勻分布的支撐筋，最外圈的輔助支承環(huán)與圓筒基座內(nèi)壁接觸；相鄰輔助支承環(huán)通過軸孔配合安裝，并且輔助支撐環(huán)的圓筒與后端蓋上的環(huán)形槽位置對應(yīng)；
[0009]在上述的一種光點(diǎn)疏密可調(diào)的激光投點(diǎn)器陣列機(jī)構(gòu)中:所述的輔助支撐環(huán)內(nèi)部的圓筒內(nèi)壁底部設(shè)有限位圓環(huán)，支撐筋的底部設(shè)有彈簧安裝孔，限位圓環(huán)和彈簧安裝孔圍成的空間內(nèi)安裝彈簧。
[0010]在上述的一種光點(diǎn)疏密可調(diào)的激光投點(diǎn)器陣列機(jī)構(gòu)中:所述的圓筒基座的內(nèi)壁下端設(shè)有安裝槽，通過該安裝槽將上述的后端蓋與圓筒基座筒壁固定安裝。
[0011]在上述的一種光點(diǎn)疏密可調(diào)的激光投點(diǎn)器陣列機(jī)構(gòu)中:所述的前端蓋與其下方的支撐筋相對應(yīng)的部分加工有螺紋孔，孔內(nèi)安裝調(diào)整螺釘，調(diào)整螺釘接觸支撐筋。
[0012]在上述的一種光點(diǎn)疏密可調(diào)的激光投點(diǎn)器陣列機(jī)構(gòu)中:所述的后端蓋和圓環(huán)陣列塊采用彈簧鋼制作。
[0013]本發(fā)明的顯著效果在于:通過在彈性材料制成的后端蓋上設(shè)計(jì)圓圈排列的圓環(huán)陣列塊，圓圈之間形成環(huán)形槽，當(dāng)施力桿帶動(dòng)后端蓋運(yùn)動(dòng)時(shí)，使得圓圈陣列之間產(chǎn)生一個(gè)由環(huán)形槽形成的彈性變形，每個(gè)圓孔的法線產(chǎn)生一定角度的偏擺，進(jìn)而在目標(biāo)上產(chǎn)生或匯聚或發(fā)散的激光點(diǎn)陣，從而產(chǎn)生適應(yīng)目標(biāo)尺寸大小的激光點(diǎn)陣列，解決高亮背景下特征點(diǎn)無法提取的問題；
[0014]進(jìn)一步的，在輔助支撐環(huán)和后端蓋之間設(shè)置彈簧，彈簧在后端蓋產(chǎn)生彈性變形的推理下伸縮，進(jìn)一步調(diào)節(jié)環(huán)形槽形成的彈性變形，從而形成產(chǎn)生適應(yīng)目標(biāo)尺寸大小的激光點(diǎn)陣列。
[0015]另外，前端蓋設(shè)計(jì)螺紋孔，通過調(diào)節(jié)螺釘調(diào)節(jié)前端蓋與支撐筋的接觸緊密程度，從而控制輔助支撐環(huán)與后端蓋之間的壓緊力，進(jìn)一步微調(diào)后端蓋環(huán)形槽形成的彈性變形。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為光點(diǎn)疏密可調(diào)的激光投點(diǎn)器陣列機(jī)構(gòu)內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2為去掉了前端蓋的光點(diǎn)疏密可調(diào)的激光投點(diǎn)器陣列機(jī)構(gòu)內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖3為輔助支撐環(huán)示意圖；
[0019]圖4為后端蓋與圓筒基座不意圖；
[0020]圖中:1.圓筒基座；2.輔助支撐環(huán)；3.施力桿；4.后端蓋；5.前端蓋；6.施力螺母；7.圓環(huán)陣列塊；8.激光器固定孔；9.限位圓環(huán)；10.支撐筋；11.彈簧安裝孔；12.彈簧；13.安裝槽；14.環(huán)形槽。

【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0022]如圖1?圖4所示，圓筒基座1的前端通過螺紋固定安裝前端蓋5，后端固定安裝后端蓋4。圓筒基座1內(nèi)安裝輔助支承環(huán)2。
[0023]如圖1和圖4所示，所述的后端蓋4為圓形，外側(cè)端面一體化加工有若干個(gè)圓環(huán)陣列塊7，所述的圓環(huán)陣列塊7在后端蓋4上成圓圈排列形成環(huán)形陣列。圓環(huán)陣列塊7形成每一個(gè)圓圈，相鄰圓圈之間形成環(huán)形槽14。在后端蓋4的中心一體化加工施力桿3,所述的施力桿3的一端為圓環(huán)形，中間加工有激光器固定孔8，這一端位于后端蓋4的外側(cè)。所述的施力桿3的主體位于圓筒基座1內(nèi)，施力桿3的另一端加工有螺紋，螺紋段穿過上述前端蓋5，并伸出前端蓋5。
[0024]如圖1和圖2所示，所述的圓筒基座1的內(nèi)壁下端加工有安裝槽13，通過該安裝槽13將上述的后端蓋4與圓筒基座1筒壁固定安裝。
[0025]如圖2和圖3所示，在圓筒基座1內(nèi)、后端蓋4的上方安裝有若干個(gè)與圓筒基座1同軸的輔助支撐環(huán)2，每個(gè)輔助支承環(huán)2結(jié)構(gòu)相同，直徑大小不等。每個(gè)輔助支撐環(huán)2由兩個(gè)同心圓筒組成，內(nèi)部的圓筒內(nèi)壁底部加工有限位圓環(huán)9，兩個(gè)圓筒之間一體化加工有支撐筋10，支撐筋10在圓周方向均勻分布。每個(gè)支撐筋10的底部加工有彈簧安裝孔11，在上述限位圓環(huán)9和彈簧安裝孔11圍成的空間內(nèi)安裝彈簧12。并且上述輔助支撐環(huán)2的圓筒在后端蓋4上沿軸向的投影位于上述環(huán)形槽14在后端蓋4上沿軸向的投影面積內(nèi)。即輔助支撐環(huán)2的圓筒與后端蓋4上的環(huán)形槽14位置對應(yīng)。
[0026]相鄰的輔助支撐環(huán)2通過軸孔配合安裝，輔助支撐環(huán)2與上述的施力桿3同軸。最外圈的輔助支承環(huán)2與圓筒基座1內(nèi)壁接觸。
[0027]如圖1所示，上述的前端蓋5為圓盤形，中心加工有安裝孔，上述施力桿3穿過安裝孔，伸出前端蓋5，再通過施力螺母6通過螺紋與上述施力桿3的螺紋端連接。上述的前端蓋5與其下方的支撐筋10相對應(yīng)的部分加工有螺紋孔，孔內(nèi)安裝調(diào)整螺釘，調(diào)整螺釘接觸支撐筋10。
[0028]上述的后端蓋4和圓環(huán)陣列塊7采用彈簧鋼制作。
[0029]工作過程:
[0030]施力螺母6通過螺紋的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)對施力桿3施加拉力或推力,施力桿3將力傳遞給圓環(huán)陣列塊7，圓環(huán)陣列塊7在施力桿3作用力和安裝槽13反作用力的共同作用下產(chǎn)生彈性變形，當(dāng)施力螺母6施加拉力時(shí)，圓環(huán)陣列塊7產(chǎn)生凹面圓弧，使激光器陣列軸線產(chǎn)生匯聚效果；當(dāng)施力螺母6施加推力時(shí)，帶有圓環(huán)陣列塊的后端蓋4產(chǎn)生凸面圓弧，使激光器陣列軸線產(chǎn)生發(fā)散效果。這樣通過調(diào)整施力螺母6的旋轉(zhuǎn)量便能控制圓弧的曲率，進(jìn)而能夠控制光點(diǎn)匯聚或發(fā)散的程度。當(dāng)施力螺母6的作用力消失時(shí)，后端蓋4在彈性力作用下恢復(fù)原來狀態(tài)。
[0031]為了能夠?qū)す恻c(diǎn)匯聚進(jìn)行微調(diào)，在圓環(huán)陣列的環(huán)形槽14對應(yīng)的位置添加輔助支撐環(huán)1。本實(shí)施例中設(shè)置四層輔助支撐環(huán)2，分別對應(yīng)于圓環(huán)陣列的四個(gè)環(huán)形槽14位置。每個(gè)輔助支撐環(huán)之間通過設(shè)計(jì)的彈簧12和彈簧安裝孔11連接，
[0032]當(dāng)需要進(jìn)行輔助調(diào)節(jié)時(shí)，通過上述安裝的調(diào)整螺釘進(jìn)行輔助調(diào)節(jié)，以達(dá)到光點(diǎn)位置輔助調(diào)節(jié)的目的。
【權(quán)利要求】
1.一種光點(diǎn)疏密可調(diào)的激光投點(diǎn)器陣列機(jī)構(gòu)，其特征在于:它包括圓筒基座(I)、固定設(shè)在圓筒基座(I)下端的后端蓋(4)、固定設(shè)在圓筒基座(I)上端的前端蓋(5)、設(shè)在圓筒基座(I)內(nèi)中軸處的施力桿(3)和位于圓筒基座(I)內(nèi)的若干輔助支承環(huán)(2);所述的后端蓋(4)由彈性材料制成，外側(cè)端面設(shè)有若干個(gè)圓環(huán)陣列塊(7)，所述的圓環(huán)陣列塊(7)在后端蓋(4)上，以后端蓋(4)的圓心為中心成圓圈狀排列，相鄰圓圈之間形成環(huán)形槽(14)，每個(gè)圓環(huán)陣列塊(7)中心設(shè)有激光器固定孔(8);所述的前端蓋(5)為圓盤形，中心加工有安裝孔； 所述的施力桿(3)與上述后端蓋(4) 一體化加工，施力桿(3)的一端伸出后端蓋(4)外，為圓環(huán)形，圓環(huán)形中間的孔為激光器固定孔(8)，施力桿(3)的另一端加工有螺紋，并伸出前端蓋(5)外，在施力桿(3)的螺紋端設(shè)有施力螺母(6)； 所述的輔助支承環(huán)(2)與圓筒基座(I)同軸，每個(gè)輔助支撐環(huán)(2)由兩個(gè)同心圓筒組成，圓筒之間設(shè)有圓周方向均勻分布的支撐筋(10)，最外圈的輔助支承環(huán)(2)與圓筒基座(O內(nèi)壁接觸；相鄰輔助支承環(huán)(2)通過軸孔配合安裝，并且輔助支撐環(huán)(2)的圓筒與后端蓋(4)上的環(huán)形槽(14)位置對應(yīng)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種光點(diǎn)疏密可調(diào)的激光投點(diǎn)器陣列機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述的輔助支撐環(huán)(2)內(nèi)部的圓筒內(nèi)壁底部設(shè)有限位圓環(huán)(9)，支撐筋(10)的底部設(shè)有彈簧安裝孔(11)，限位圓環(huán)(9)和彈簧安裝孔(11)圍成的空間內(nèi)安裝彈簧(12)。
3.如權(quán)利要求1所述的一種光點(diǎn)疏密可調(diào)的激光投點(diǎn)器陣列機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述的圓筒基座(I)的內(nèi)壁下端設(shè)有安裝槽(13)，通過該安裝槽(13)將上述的后端蓋(4)與圓筒基座(I)筒壁固定安裝。
4.如權(quán)利要求1所述的一種光點(diǎn)疏密可調(diào)的激光投點(diǎn)器陣列機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述的前端蓋(5)與其下方的支撐筋(10)相對應(yīng)的部分加工有螺紋孔，孔內(nèi)安裝調(diào)整螺釘，調(diào)整螺釘接觸支撐筋(10)。
5.如權(quán)利要求1所述的一種光點(diǎn)疏密可調(diào)的激光投點(diǎn)器陣列機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述的后端蓋(4)和圓環(huán)陣列塊(7)采用彈簧鋼制作。
【文檔編號(hào)】G01C15/00GK104344814SQ201310322602
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2013年7月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月29日
【發(fā)明者】宋金城, 梁雅軍, 劉柯, 孫增玉 申請人:北京航天計(jì)量測試技術(shù)研究所, 中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院