本發(fā)明涉及激光測量領(lǐng)域，并且特別地，涉及一種激光測振設(shè)備及其調(diào)節(jié)方法。

背景技術(shù)：

振動廣泛存在于生活、工業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)研究等各個(gè)領(lǐng)域。在這些領(lǐng)域中，對于振動的測量有著極大的需求。振動的測量分為接觸式測量和非接觸式測量。其中，非接觸式測量不會影響振動的原有狀態(tài)，測量結(jié)果更為準(zhǔn)確可靠，已經(jīng)成為振動測量的發(fā)展方向。

目前，較為成熟非接觸式振動測量技術(shù)為激光多普勒技術(shù)，一般采用外差式結(jié)構(gòu)。激光測振具有非接觸、精度高、容易安裝等諸多優(yōu)勢，已經(jīng)在材料探傷、機(jī)械系統(tǒng)的故障診斷、噪聲消除、結(jié)構(gòu)件的動態(tài)特性分析及振動的有限元計(jì)算結(jié)果驗(yàn)證等方面廣泛應(yīng)用。

在現(xiàn)有的激光多普勒測振技術(shù)測量中，為了豐富測量維度信息，需要采用多束激光照射到被測物上，然后進(jìn)行方向分解，得到多維的振動信息。在進(jìn)行多維度測振時(shí)，要求激光測振組件出射的激光聚焦到一點(diǎn)。

在采用透鏡實(shí)現(xiàn)多路光匯聚的方案中，由于透鏡的焦距固定，所以難以改變多路光匯聚的位置，這樣就會導(dǎo)致激光測振組件的工作距離固定，被測振動物體只能放置在透鏡焦點(diǎn)處才能進(jìn)行測試，這樣就會導(dǎo)致測振組件的安裝和使用受到很大限制。

在授權(quán)公告號為CN 204085684 U的實(shí)用新型專利中，公開了一種多維激光測振儀。該專利具體公開了以下技術(shù)方案：將多個(gè)單點(diǎn)激光器平行放置，這些激光器出射彼此平行的光束，通過光路前方的聚焦透鏡聚焦到一點(diǎn)。該方案所采用的器件結(jié)構(gòu)較為簡單，便于實(shí)現(xiàn)。在該方案中，通過聚焦透鏡接收來自這些激光器的平行光，進(jìn)而將這些光匯聚到一點(diǎn)，但是該專利并沒有針對如何改變光的匯聚位置而提出有效的解決方案。

另外，在該專利所公開的方案中，平行放置的每個(gè)激光器都會占據(jù)一定的空間，當(dāng)這些激光器平行放置后，彼此的光軸之間就會出現(xiàn)較大的距離，從而導(dǎo)致這些激光器所發(fā)出的平行光之間也具有較大間隔。在聚焦透鏡需要接收來自這些激光器的平行光時(shí)，由于平行光之間的間隔較大，所以如果要將這些光全部接收，就必須采用大尺寸的透鏡。采用大尺寸的透鏡后，會導(dǎo)致整個(gè)測振儀的體積變大、重量增加，而且還會提高測振儀本身的制造成本。

針對現(xiàn)有技術(shù)中測振設(shè)備工作距離固定、體積和重量大、成本高問題，目前尚未提出有效的解決方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對相關(guān)技術(shù)中的問題，本發(fā)明提出一種激光測振設(shè)備及其調(diào)節(jié)方法，能夠改變光束的匯聚位置，從而根據(jù)需要改變工作距離，還能夠減小體積和重量并降低成本。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種激光測振設(shè)備。

根據(jù)本發(fā)明的激光測振設(shè)備包括：第一激光器、第二激光器、第三激光器、第一反射機(jī)構(gòu)和第二反射機(jī)構(gòu)；

其中，第一反射機(jī)構(gòu)設(shè)置在第一激光器的出射光路上，第一反射機(jī)構(gòu)用于改變來自第一激光器的光的光路；第二反射機(jī)構(gòu)設(shè)置在第二激光器的出射光路上，第二反射機(jī)構(gòu)用于改變來自第二激光器的光的光路；第一反射機(jī)構(gòu)和第二反射機(jī)構(gòu)的出射光均與第三激光器的出射光匯聚；

第一反射機(jī)構(gòu)和第二反射機(jī)構(gòu)中的每一個(gè)均包括光學(xué)鏡組，光學(xué)鏡組中的部分或全部光學(xué)鏡以可運(yùn)動的方式安裝。

在一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的激光測振設(shè)備可以進(jìn)一步包括：

驅(qū)動機(jī)構(gòu)，設(shè)置于第一反射機(jī)構(gòu)和第二反射機(jī)構(gòu)中，驅(qū)動機(jī)構(gòu)用于驅(qū)動第一反射機(jī)構(gòu)和第二反射機(jī)構(gòu)中光學(xué)鏡組的光學(xué)鏡運(yùn)動，以改變出射光的方向；

圖像采集裝置，用于拍攝由第一激光器、第二激光器以及第三激光器的出射光在預(yù)定聚焦位置處所形成的光斑；

處理器，與圖像采集裝置連接，用于對由圖像采集裝置拍攝的圖像進(jìn)行分析，確定由第一激光器、第二激光器以及第三激光器的出射光所形成的光斑之間的相對位置關(guān)系，并根據(jù)相對位置關(guān)系控制第一反射機(jī)構(gòu)和/或第二反射機(jī)構(gòu)的驅(qū)動機(jī)構(gòu)，驅(qū)動第一反射機(jī)構(gòu)和/或第二反射機(jī)構(gòu)中光學(xué)鏡組的光學(xué)鏡運(yùn)動，以改變第一反射機(jī)構(gòu)和/或第二反射機(jī)構(gòu)的出射光方向。

進(jìn)一步地，處理器進(jìn)一步與第一激光器、第二激光器以及第三激光器中的至少兩個(gè)連接，用于依次調(diào)節(jié)所連接的激光器出射光束的寬度，圖像采集裝置用于在處理器每次調(diào)節(jié)一個(gè)激光器的光束寬度后對所形成的光斑進(jìn)行拍攝，處理器根據(jù)圖像采集裝置拍攝的圖像確定光斑與激光器之間的對應(yīng)關(guān)系；

處理器根據(jù)對應(yīng)關(guān)系，確定由第一激光器、第二激光器以及第三激光器的出射光所形成的光斑之間的相對位置關(guān)系。

此外，在一個(gè)實(shí)施例中，上述第一反射機(jī)構(gòu)包括在豎直方向上設(shè)置的第一反射鏡和第二反射鏡，第一反射鏡設(shè)置在第一激光器的出射光路上，并將第一激光器出射的光反射至第二反射鏡；

第二反射鏡用于對來自第一反射鏡的光進(jìn)行反射，第二反射鏡的出射光與第三激光器的出射光為匯聚光；

其中，一方面，第一反射鏡和第二反射鏡中的一個(gè)安裝于第一支承軸，并在驅(qū)動機(jī)構(gòu)的驅(qū)動下圍繞第一支承軸轉(zhuǎn)動；第一反射鏡和第二反射鏡中的另一個(gè)安裝于第二支承軸，并在驅(qū)動機(jī)構(gòu)的驅(qū)動下圍繞第二支承軸轉(zhuǎn)動；第二支承軸與水平方向平行，并與第三激光器的出射光路空間垂直，第一支承軸與第二支承軸空間垂直。

進(jìn)一步地，第一反射鏡安裝于第一支承軸，第二反射鏡安裝于第二支承軸。

另一方面，在豎直方向上，第一激光器、第一反射鏡和第二反射鏡位于第三激光器的出射光路的同側(cè)。

進(jìn)一步地，第一激光器、第一反射鏡和第二反射鏡均設(shè)置在第三激光器的出射光路上方，并且第一反射鏡位于第二反射鏡下方。

此外，在豎直方向上，相對于第二反射鏡，第一激光器和第一反射鏡位于第三激光器的出射光路的相對側(cè)。

進(jìn)一步地，在豎直方向上，第一激光器和第一反射鏡位于第三激光器的出射光路上方，第二反射鏡位于第三激光器的出射光路下方。

此外，第二激光器與第三激光器在水平方向上并排放置，第二反射機(jī)構(gòu)包括在水平方向上設(shè)置的第三反射鏡和第四反射鏡，第三反射鏡設(shè)置在第二激光器的出射光路上，并將第二激光器出射的光反射至第四反射鏡；

第四反射鏡用于對來自第三反射鏡的光進(jìn)行反射，第四反射鏡的出射光與第三激光器的出射光為匯聚光；

其中，第三反射鏡和第四反射鏡中的一個(gè)安裝于第三支承軸，并在驅(qū)動機(jī)構(gòu)的驅(qū)動下圍繞第三支承軸轉(zhuǎn)動；第三反射鏡和第四反射鏡中的另一個(gè)安裝于第四支承軸，并在驅(qū)動機(jī)構(gòu)的驅(qū)動下圍繞第四支承軸轉(zhuǎn)動；第四支承軸與水平方向垂直，并與第三激光器的出射光路空間垂直，第三支承軸與第四支承軸空間垂直。

進(jìn)一步地，第三反射鏡安裝于第三支承軸，第四反射鏡安裝于第四支承軸。

此外，在水平方向上，第二激光器、第三反射鏡和第四反射鏡位于第三激光器的出射光路的同側(cè)，第四反射鏡相比于第三反射鏡遠(yuǎn)離第三激光器的出射光路；或者

在水平方向上，相對于第四反射鏡，第二激光器和第三反射鏡位于第三激光器的出射光路的相對側(cè)。

此外，從第三激光器的出射光路方向上觀察，第一反射機(jī)構(gòu)和第二反射機(jī)構(gòu)所反射的光以及第三激光器所發(fā)出的光形成三棱錐體。

其中，三棱錐體的底面為直角三角形，從第三激光器的出射光路方向上觀察，第三激光器所發(fā)出的光為直角三角形的直角頂點(diǎn)。

此外，根據(jù)本發(fā)明的激光測振設(shè)備可以進(jìn)一步包括：

手動機(jī)構(gòu)，用于驅(qū)動第一反射機(jī)構(gòu)和/或第二反射機(jī)構(gòu)的光學(xué)鏡組中的全部或部分光學(xué)鏡運(yùn)動。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種激光測振設(shè)備的調(diào)節(jié)方法，用于調(diào)節(jié)上述激光測振設(shè)備的光束匯聚位置。

根據(jù)本發(fā)明的激光測振設(shè)備的調(diào)節(jié)方法包括：

圖像采集裝置拍攝由第一激光器、第二激光器以及第三激光器的出射光在預(yù)定位置處所形成的光斑，得到光斑圖像；

處理器對光斑圖像進(jìn)行分析，確定由第一激光器、第二激光器以及第三激光器的出射光所形成的光斑之間的相對位置關(guān)系；

根據(jù)相對位置關(guān)系，處理器控制第一反射機(jī)構(gòu)和/或第二反射機(jī)構(gòu)的驅(qū)動機(jī)構(gòu)，驅(qū)動第一反射機(jī)構(gòu)和/或第二反射機(jī)構(gòu)中光學(xué)鏡組的光學(xué)鏡運(yùn)動，以改變第一反射機(jī)構(gòu)和/或第二反射機(jī)構(gòu)的出射光方向，使得第一反射機(jī)構(gòu)、第二反射機(jī)構(gòu)以及第三激光器出射的光在預(yù)定位置處匯聚。

此外，上述調(diào)節(jié)方法可以進(jìn)一步包括：

在確定相對位置關(guān)系之前，處理器依次調(diào)節(jié)所連接的激光器出射光束的寬度，在每次調(diào)節(jié)一個(gè)激光器的出射光束的寬度后，圖像采集裝置對第一激光器、第二激光器以及第三激光器當(dāng)前形成的光斑進(jìn)行拍攝，處理器根據(jù)圖像采集裝置當(dāng)前拍攝的圖像中光斑的變化情況，確定光斑與激光器之間的對應(yīng)關(guān)系；

并且，處理器根據(jù)對應(yīng)關(guān)系，確定由第一激光器、第二激光器以及第三激光器的出射光所形成的光斑之間的相對位置關(guān)系；

根據(jù)相對位置關(guān)系，處理器控制第一反射機(jī)構(gòu)和/或第二反射機(jī)構(gòu)的驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動光學(xué)鏡組的光學(xué)鏡運(yùn)動，使得第一反射機(jī)構(gòu)、第二反射機(jī)構(gòu)以及第三激光器出射的光在預(yù)定位置處匯聚。

此外，在使得第一反射機(jī)構(gòu)、第二反射機(jī)構(gòu)以及第三激光器出射的光在預(yù)定位置處匯聚時(shí)，處理器多次控制第一反射機(jī)構(gòu)和/或第二反射機(jī)構(gòu)中的驅(qū)動機(jī)構(gòu)改變出射光的方向；

其中，在處理器每次控制第一反射機(jī)構(gòu)和/或第二反射機(jī)構(gòu)中的驅(qū)動機(jī)構(gòu)改變出射光的方向后，圖像采集裝置均對本次出射光方向改變后的光斑進(jìn)行拍攝；根據(jù)當(dāng)前拍攝的圖像中第一激光器、第二激光器以及第三激光器的出射光所形成的光斑之間的相對位置關(guān)系，處理器再次控制第一反射機(jī)構(gòu)和/或第二反射機(jī)構(gòu)中的驅(qū)動機(jī)構(gòu)改變出射光的方向，直至第一反射機(jī)構(gòu)、第二反射機(jī)構(gòu)以及第三激光器的出射光在預(yù)定位置處所形成的光斑重合。

本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)以下有益效果：

(1)本發(fā)明能夠簡單、有效地調(diào)節(jié)激光器出射光束的匯聚位置，從而在很大范圍內(nèi)改變激光測振設(shè)備的工作距離，有助于在不同的工況下使用激光測振設(shè)備，避免激光測振設(shè)備的使用受到實(shí)際情況的限制；另外，本發(fā)明的激光測振設(shè)備無需采用透鏡來匯聚光束，而是借助反射機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)匯聚，從而減小了激光測振設(shè)備的體積和重量，讓激光測振設(shè)備的安裝更加容易和方便；不僅如此，相比于大尺寸透鏡，反射機(jī)構(gòu)的價(jià)格更加便宜，制造也更加容易，所以本發(fā)明的激光測振設(shè)備還有效降低了設(shè)備的成本，讓設(shè)備的制造更加容易，有助于大規(guī)模部署和使用；

(2)在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，采用圖像采集裝置對激光器形成的光斑進(jìn)行拍攝，以便根據(jù)各激光器所形成光斑的相對位置控制驅(qū)動機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)反射機(jī)構(gòu)的出射光方向，能夠?qū)⒍鄠€(gè)激光器的光束自動對準(zhǔn)到一點(diǎn)，從而完成振動測量，具有較高的調(diào)節(jié)精度，同時(shí)減少了人工操作量；

(3)在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，通過采用閉環(huán)控制的方式以多次調(diào)節(jié)改變反射機(jī)構(gòu)的出射光方向，并根據(jù)前一次調(diào)節(jié)的結(jié)果進(jìn)行下一次調(diào)節(jié)，能夠自動修正光束匯聚的位置，進(jìn)一步提高調(diào)節(jié)精度，進(jìn)而提高振動測量的準(zhǔn)確性；

(4)在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，通過由處理器分別控制每個(gè)激光器所發(fā)出光束的寬度，并對相應(yīng)的光斑進(jìn)行識別，能夠準(zhǔn)確地識別各個(gè)激光器與光斑的對應(yīng)關(guān)系，進(jìn)而能夠更加有針對性地進(jìn)行調(diào)節(jié)，有效提高了調(diào)節(jié)的效率；

(5)在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，反射機(jī)構(gòu)中的兩個(gè)反射鏡位于第三激光器的出射光路兩側(cè)，這樣能夠較小反射機(jī)構(gòu)所占的空間，有助于減小激光測振設(shè)備的體積；

(6)在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，反射機(jī)構(gòu)中的兩個(gè)反射鏡位于第三激光器的出射光路的同側(cè)，這樣能夠讓反射機(jī)構(gòu)所射出的光與第三激光器的出射光之間的夾角更大，從而為各個(gè)方向上振動分量的測量提供更多幫助，有助于提高測量的精確度。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的激光測振設(shè)備的側(cè)視圖；

圖2是圖1所示激光測振設(shè)備的俯視圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的激光測振設(shè)備的側(cè)視圖；

圖4是圖3所示激光測振設(shè)備的俯視圖；

圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的激光測振設(shè)備經(jīng)過封裝后的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是圖5所示的激光測振設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的激光測振設(shè)備的調(diào)節(jié)方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

此說明性實(shí)施方式的描述應(yīng)與相應(yīng)的附圖相結(jié)合，附圖應(yīng)作為完整的說明書的一部分。在附圖中，實(shí)施例的形狀或是厚度可擴(kuò)大，并以簡化或是方便標(biāo)示。再者，附圖中各結(jié)構(gòu)的部分將以分別描述進(jìn)行說明，值得注意的是，圖中未示出或未通過文字進(jìn)行說明的元件，為所屬技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員所知的形式。

在下文描述的實(shí)施例中，會對這些實(shí)施例中的技術(shù)特征分別描述，這些特征可能獨(dú)立存在或者組合存在，本發(fā)明并不特別地限定于優(yōu)選的實(shí)施方式。本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求書所界定。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種激光測振設(shè)備。

如圖1和圖2所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的激光測振設(shè)備包括：第一激光器1、第二激光器2、第三激光器3、第一反射機(jī)構(gòu)4和第二反射機(jī)構(gòu)5。

如圖1所示，從側(cè)面觀察，根據(jù)本實(shí)施例的激光測振設(shè)備的第二激光器2與第三激光器3在y方向上并排放置，兩者在x方向上的高度一致，因此，在以在圖1所示的角度觀察時(shí)，第二激光器2被第三激光器3擋住。第一反射機(jī)構(gòu)4的出射光與第三激光器3的出射光在P點(diǎn)匯聚(即，兩束沿不同方向傳輸?shù)墓庠赑點(diǎn)相交)。

為了清楚的目的，圖1中沒有示出被第三激光器3擋住的第二激光器2以及設(shè)置在第二激光器2的出射光路上的第二反射機(jī)構(gòu)5。

參照圖1，第一反射機(jī)構(gòu)4包括第一反射鏡41和第二反射鏡42，這兩個(gè)反射鏡在豎直方向(圖1所示的x方向)上排列，其中，第一反射鏡41用于對來自第一激光器1的光進(jìn)行反射，第二反射鏡42對來自第一反射鏡41的光進(jìn)行反射。第一反射機(jī)構(gòu)4射出的光與第三激光器3射出的光在P點(diǎn)匯合(相交)，其中，第三激光器3射出的光可以不經(jīng)過反射鏡，而直接與第一反射機(jī)構(gòu)4射出的光相交。

在本實(shí)施例中，第一反射機(jī)構(gòu)4中的兩個(gè)反射鏡41和42位于第三激光器3的出射光路兩側(cè)，這樣能夠減小第一反射機(jī)構(gòu)4在x方向上所占的空間，有助于減小激光測振設(shè)備的體積。

進(jìn)一步地，在調(diào)節(jié)第一反射機(jī)構(gòu)41的出射光方向時(shí)，可以采用多種方式來實(shí)現(xiàn)第一反射機(jī)構(gòu)41。例如，圖1中示出了第一反射機(jī)構(gòu)4中的第一支承軸411和第二支承軸421，其中，第二支承軸421與水平方向(圖1中所示的z方向)平行(第二支承軸421沿著圖1所示的y方向延伸，y方向與xz平面垂直)，并與第三激光器3的出射光路空間垂直，第一支承軸411與第二支承軸421空間垂直，并與水平面(xz平面)成一定角度。

在圖1所示的實(shí)施例中，第一反射鏡41安裝于第一支承軸411，并在反射機(jī)構(gòu)4中驅(qū)動機(jī)構(gòu)(未示出，例如，可以是電機(jī)等部件)的驅(qū)動下圍繞第一支承軸411轉(zhuǎn)動，即，沿著圖1中所示的M方向上轉(zhuǎn)動，改變出射光在y方向上的角度。第二反射鏡42安裝于第二支承軸421，并在驅(qū)動機(jī)構(gòu)的驅(qū)動下圍繞第二支承軸421轉(zhuǎn)動，即，沿著圖1中所示的N方向上轉(zhuǎn)動，使得出射光在豎直方向(x方向)上擺動。

由于第二反射鏡42在轉(zhuǎn)動角度很大的情況下，都能夠接收到第一反射鏡41所反射的光，所以圖1所示的實(shí)施例能夠讓第一反射機(jī)構(gòu)4的出射光與第三激光器的出射光的相交點(diǎn)在很大范圍內(nèi)變化(理論上來說，通過改變第一和第二反射鏡之間的位置關(guān)系，例如，將第二反射鏡設(shè)置在第一反射鏡的右側(cè)，相交點(diǎn)與激光測振設(shè)備之間的距離可以達(dá)到無窮遠(yuǎn))，讓激光測振設(shè)備的工作范圍滿足實(shí)際需求。

圖2是圖1所示激光測振設(shè)備的俯視圖(沿著圖1所示x方向觀察)。圖2中省略了設(shè)置在第一激光器1出射光路的第一反射機(jī)構(gòu)4以及第一激光器1的出射光。

參見圖2，在y方向上，第二激光器2與第一激光器1設(shè)置在不同的位置，其中，圖2中的第三激光器3被第一激光器1擋住。繼續(xù)參見圖2，第二激光器2的出射光路上設(shè)置有第二反射機(jī)構(gòu)5，第二反射機(jī)構(gòu)5中包括第三反射鏡51和第四反射鏡52，用于改變來自第二激光器2的光的光路；第二反射機(jī)構(gòu)5的出射光與第三激光器3的出射光匯聚(即，兩束沿不同方向傳輸?shù)墓庀嘟?，例如，可以同樣在P點(diǎn)匯聚(如果第二反射機(jī)構(gòu)5的出射光與第三激光器3的出射光在一個(gè)位置匯聚，第一反射機(jī)構(gòu)4的出射光與第三激光器3的出射光在另一不同位置匯聚，則可以調(diào)節(jié)第一反射機(jī)構(gòu)4和/或第二反射機(jī)構(gòu)5中的反射鏡)。

在圖2中還示出了第二反射機(jī)構(gòu)5中的第三支承軸511和第四支承軸521，第四支承軸521與水平方向垂直(與圖1中的水平面yz垂直，沿著圖2中的x方向延伸，與z方向垂直)，并與第三激光器的出射光路空間垂直，第三支承軸511與第四支承軸521空間垂直在圖2所示的實(shí)施例中，第三反射鏡51安裝于第三支承軸511，并在反射機(jī)構(gòu)5中驅(qū)動機(jī)構(gòu)(未示出)的驅(qū)動下圍繞第三支承軸511轉(zhuǎn)動，即，沿著圖2中所示的M’方向上轉(zhuǎn)動，改變出射光在x方向上的角度。第四反射鏡52安裝于第四支承軸521，并在驅(qū)動機(jī)構(gòu)的驅(qū)動下圍繞第四支承軸521轉(zhuǎn)動，即，沿著圖2中所示的N’方向上轉(zhuǎn)動，使得出射光在y方向上擺動。

在圖2所示的實(shí)施例中，第二反射機(jī)構(gòu)5中的兩個(gè)反射鏡51和52位于第三激光器3的出射光路兩側(cè)(相對側(cè))，這樣能夠減小第二反射機(jī)構(gòu)5在y方向上所占的空間，有助于減小激光測振設(shè)備的體積。

另外，由于第四反射鏡52在轉(zhuǎn)動角度很大的情況下，都能夠接收到第三反射鏡51所反射的光，圖2所示的實(shí)施例能夠讓第二反射機(jī)構(gòu)5的出射光與第三激光器的出射光的相交點(diǎn)在很大范圍內(nèi)變化(理論上來說，通過設(shè)計(jì)第三反射鏡和第四反射鏡之間的位置關(guān)系，例如，將第四反射鏡設(shè)置在第三反射鏡的右側(cè)，可以讓第二反射機(jī)構(gòu)的出射光與第三激光器的出射光的相交點(diǎn)位于無窮遠(yuǎn))，讓激光測振設(shè)備的工作范圍滿足實(shí)際需求。

以上結(jié)合圖1和圖2所述的僅僅是本發(fā)明的具體實(shí)施例。在其他實(shí)施例中，對于第一反射機(jī)構(gòu)4，其中的第一支承軸411和第二支承軸421的位置可以調(diào)換，即，讓第一反射鏡41沿著圖1所示的N方向轉(zhuǎn)動，使得經(jīng)第一反射鏡41反射的光在x方向上擺動，而讓第二反射鏡42沿著圖1所示的M方向轉(zhuǎn)動，讓經(jīng)第二反射鏡42出射的光在y方向上擺動。只要能夠保證第一反射鏡41反射的光能夠被第二反射鏡42收到并反射，即可改變第一反射機(jī)構(gòu)4的出射光與第三激光器3的出射光的相交點(diǎn)位置。類似地，對于第二反射機(jī)構(gòu)5中的第三支承軸511和第四支承軸521，同樣可以進(jìn)行類似調(diào)換，這里不再贅述。

圖3是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的激光測振設(shè)備的側(cè)視圖。如圖3所示，第一反射鏡41同樣用于實(shí)現(xiàn)光在y方向的擺動，第二反射鏡42用于實(shí)現(xiàn)光在x方向上的擺動，以調(diào)節(jié)第一反射機(jī)構(gòu)4的出射光與第三激光器3的出射光的相交點(diǎn)P。相比于圖1所示的實(shí)施例，圖3所示實(shí)施例的差別在于改變了第一轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)中第一反射鏡41和第二反射鏡42的位置。如圖3所示，第一反射鏡41和第二反射鏡42位于第三激光器3的出射光路的同側(cè)，即，均位于第三激光器3的出射光路的上方。相比于圖1所示的實(shí)施例，第二反射鏡42與第三激光器3的出射光路之間的距離被增大，也就是說，在相交點(diǎn)位置相同的情況下，圖3所示的實(shí)施例增大了第一反射機(jī)構(gòu)4的出射光與第三激光器3的出射光之間的夾角。

類似地，相比于圖2所示的實(shí)施例，圖4所示的實(shí)施例改變了第三反射鏡51和第四反射鏡52的位置，讓第二反射機(jī)構(gòu)5中第四反射鏡52相比于第三反射鏡51在水平方向(y方向)上與第三激光器3的出射光的距離更遠(yuǎn)，增大了第二反射機(jī)構(gòu)5的出射光與第三激光器3的出射光之間的夾角。

通過讓反射機(jī)構(gòu)所射出的光與第三激光器的出射光之間的夾角更大，能夠?yàn)楦鱾€(gè)方向上振動分量的測量提供更多幫助，有助于提高測量的精確度。

以上結(jié)合圖1至圖4描述了本發(fā)明的實(shí)施例，但是，在實(shí)際應(yīng)用中，本發(fā)明并不局限于以上組合，而是可以將圖1所示的第一反射機(jī)構(gòu)與圖4所示的第二反射機(jī)構(gòu)組合，也可以將圖2所示的第二反射機(jī)構(gòu)與圖3所示的第一反射機(jī)構(gòu)組合。另外，在圖1至圖4中，第一至第四反射鏡可以在所標(biāo)注的方向以及反方向上繞相應(yīng)的支承軸轉(zhuǎn)動。

不僅如此，圖1中示出了第一激光器1位于第三激光器3上方的實(shí)施例。在其他實(shí)施例中，第一激光器1也可以位于第三激光器3的下方，相應(yīng)地，圖1中的第一反射鏡41和第二反射鏡42的位置也可以調(diào)換。同理，對于圖2所示的實(shí)施例，同樣可以進(jìn)行類似改變。

另外，在圖3示出了第一激光器1和第一反射機(jī)構(gòu)4均位于第三激光器3的出射光路上方的實(shí)施例。實(shí)際上，第一激光器1和第一反射機(jī)構(gòu)4也可以均位于第三激光器3的出射光路下方。同理，對于圖4所示的實(shí)施例，同樣可以進(jìn)行類似改變。

此外，為了讓第一至第三激光器所發(fā)出的光能夠在實(shí)際要求的預(yù)定位置(聚焦位置)處匯聚(相交)為一點(diǎn)，以測量與激光測振設(shè)備相距不同距離的被測對象。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，激光測振設(shè)備可以對第一至第三激光器所發(fā)出光的相交位置進(jìn)行調(diào)節(jié)，即，將調(diào)節(jié)激光測振設(shè)備的工作距離調(diào)節(jié)為制定。在本實(shí)施例中，激光測振設(shè)備可以進(jìn)一步包括：

圖像采集裝置，用于拍攝由第一激光器、第二激光器以及第三激光器的出射光在預(yù)定位置處所形成的光斑，得到光斑圖像；

處理器，與圖像采集裝置連接，用于對由圖像采集裝置拍攝的圖像進(jìn)行分析，確定由第一激光器、第二激光器以及第三激光器的出射光所形成的光斑之間的相對位置關(guān)系，并根據(jù)相對位置關(guān)系控制第一反射機(jī)構(gòu)和/或第二反射機(jī)構(gòu)的驅(qū)動機(jī)構(gòu)，驅(qū)動第一反射機(jī)構(gòu)和/或第二反射機(jī)構(gòu)中光學(xué)鏡組的光學(xué)鏡運(yùn)動，以改變第一反射機(jī)構(gòu)和/或第二反射機(jī)構(gòu)的出射光方向。

假設(shè)在進(jìn)行振動測量時(shí)，被測對象與激光測振設(shè)備之間的距離為Q，則可以將測試用的標(biāo)靶(或被測對象)放置在與激光測振設(shè)備距離為Q的位置處(即，預(yù)定位置)。如果激光測振設(shè)備中多個(gè)激光器所發(fā)出光的相交位置與激光測振設(shè)備的距離不等于Q，則激光測振設(shè)備所發(fā)出的多束光不會在標(biāo)靶上相交在一起，而是會呈現(xiàn)多個(gè)光斑。處理器就可以根據(jù)光斑之間的位置關(guān)系確定應(yīng)當(dāng)如何調(diào)節(jié)第一和/或第二反射機(jī)構(gòu)中反射鏡的角度，進(jìn)而將控制信號輸出給相應(yīng)反射機(jī)構(gòu)的驅(qū)動機(jī)構(gòu)，由驅(qū)動機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)反射機(jī)構(gòu)的出射光方向，進(jìn)而將第一至第三激光器在標(biāo)靶形成的光斑重合，即完成調(diào)節(jié)。

例如，基于圖1所示的實(shí)施例，假設(shè)第一激光器1所射出的光線與第三激光器3所射出的光線在標(biāo)靶上所形成的光斑存在偏差，通過分析圖像即可得到這兩個(gè)光斑之間的位置關(guān)系(包括兩個(gè)光斑之間的偏差是在x方向上、還是在y方向上、或是在x和y這兩個(gè)方向上都存在偏差，還能夠確定出偏差的大小)，進(jìn)而確定應(yīng)當(dāng)如何調(diào)節(jié)第一反射鏡41和/或調(diào)節(jié)第二反射鏡42(如果兩個(gè)光斑只在y方向上存在偏差，只要調(diào)節(jié)第二反射鏡42的角度即可)，并且確定出調(diào)節(jié)時(shí)所應(yīng)當(dāng)對第一反射鏡41和/或第二反射鏡42旋轉(zhuǎn)的角度。

這樣就能夠?qū)⒍鄠€(gè)激光器的光束自動對準(zhǔn)到一點(diǎn)，從而完成有效地振動測量，這種基于圖像識別的調(diào)節(jié)方式具有較高的調(diào)節(jié)精度，同時(shí)減少了人工操作量，具有更高的效率。

在進(jìn)一步的實(shí)施例中，處理器可以與第一激光器、第二激光器以及第三激光器中的至少兩個(gè)連接，用于分別調(diào)節(jié)所連接的激光器出射光束的寬度，處理器可以控制圖像采集裝置，使圖像采集裝在在處理器每次調(diào)節(jié)一個(gè)激光器的光束寬度后，就對當(dāng)前所形成的光斑進(jìn)行拍攝。這樣，當(dāng)前拍攝得到的圖像中就包含了因?yàn)檎{(diào)節(jié)光束寬度而大小發(fā)生變化的光斑，處理器就能夠根據(jù)圖像采集裝置拍攝的圖像確定光斑與激光器之間的對應(yīng)關(guān)系。

例如，假設(shè)標(biāo)靶上出現(xiàn)了三個(gè)光斑A、B和C，圖像采集裝置進(jìn)行拍攝，得到圖像1。首先可以調(diào)節(jié)第一激光器所發(fā)出光束的寬度，在調(diào)節(jié)后，處理器控制圖像采集裝置進(jìn)行拍攝，得到圖像2。圖像2中同樣存在三個(gè)光斑，在圖像2中，與圖像1中的光斑A位置相同的光斑尺寸發(fā)生變化，改變?yōu)锳’，則可以確定第一激光器所發(fā)出的光在標(biāo)靶上形成的光斑為光斑A。之后，可以調(diào)節(jié)第二激光器所發(fā)出光束的寬度，調(diào)節(jié)完之后控制圖像采集裝置進(jìn)行拍攝，得到圖像3。將圖像3和圖像1和/或圖像2比較后，發(fā)現(xiàn)與圖像1和/或圖像2中光斑B位置相同的光斑尺寸發(fā)生變化，改變?yōu)锽’，則可以確定第二激光器所發(fā)出的光在標(biāo)靶上形成的光斑為光斑B。在改變反射機(jī)構(gòu)的出射光方向時(shí)，處理器可以根據(jù)激光器與光斑的對應(yīng)關(guān)系，確定由第一激光器、第二激光器以及第三激光器的出射光所形成的光斑之間的相對位置關(guān)系，進(jìn)而判斷如何反射機(jī)構(gòu)，例如，當(dāng)?shù)谝环瓷錂C(jī)構(gòu)的出射光與第三激光器的出射光相交時(shí)，可以確定出當(dāng)前只需要調(diào)節(jié)第二反射機(jī)構(gòu)的出射光方向。

根據(jù)各個(gè)激光器的光斑之間的相對位置關(guān)系，處理器可以直接確定出第一至第四反射鏡中部分或全部所應(yīng)當(dāng)旋轉(zhuǎn)的角度，進(jìn)而通知給相應(yīng)反射機(jī)構(gòu)的驅(qū)動機(jī)構(gòu)。

通過準(zhǔn)確識別各個(gè)激光器與光斑的對應(yīng)關(guān)系，能夠更加有針對性地對激光測振設(shè)備進(jìn)行調(diào)焦(校準(zhǔn))，有效提高了調(diào)節(jié)的效率。

此外，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，在處理器每次改變第一反射機(jī)構(gòu)和/或第二反射機(jī)構(gòu)的出射光方向后，圖像采集裝置均對本次改變出射光方向后的光斑進(jìn)行拍攝，處理器根據(jù)當(dāng)前拍攝的圖像中第一激光器、第二激光器以及第三激光器的出射光所形成的光斑之間的相對位置關(guān)系，進(jìn)一步改變第一反射機(jī)構(gòu)和/或第二反射機(jī)構(gòu)的出射光方向，直至第一激光器、第二激光器以及第三激光器的出射光所形成的光斑重合。在本實(shí)施例中，每次調(diào)節(jié)后都根據(jù)本次調(diào)節(jié)的結(jié)果進(jìn)行下一次調(diào)節(jié)，相當(dāng)于采用了閉環(huán)調(diào)節(jié)的方式，從而能夠自動不斷修正光束的相交位置，進(jìn)一步提高調(diào)節(jié)精度，進(jìn)而有助于提高振動測量的準(zhǔn)確性。

圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的激光測振設(shè)備封裝后的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖5所示，第一激光器1所發(fā)出的光經(jīng)第一反射機(jī)構(gòu)(未示出)反射后，從第一出光口11射出；第二激光器2所發(fā)出的光經(jīng)過第二反射機(jī)構(gòu)(未示出)反射后，從第二出光口21射出；第三激光器3所發(fā)出的光從第三出光口31射出。

圖6是圖5所示的激光測振設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖，其中，圖6中省略了圖5中所示的部分外部封裝結(jié)構(gòu)，從而表示出內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

圖6中所示出的激光測振設(shè)備包括一支撐架6，該支撐架設(shè)置在第一激光器1、第二激光器2以及第三激光器3的前方，并且在上述激光器的出射位置設(shè)置有開口，讓光線通過。其中，支撐架6具有第一凸起部61、第二凸起部62、第三凸起部63和第四凸起部64。第一反射鏡41連同相應(yīng)的驅(qū)動機(jī)構(gòu)以及支承軸(未示出)一起固定安裝于第一突起部61；第二反射鏡42連同相應(yīng)的驅(qū)動機(jī)構(gòu)以及支承軸(未示出)一起固定安裝于第二突起部62；第三反射鏡51連同相應(yīng)的驅(qū)動機(jī)構(gòu)以及支承軸(未示出)一起固定安裝于第三突起部63；第四反射鏡52連同相應(yīng)的驅(qū)動機(jī)構(gòu)以及支承軸(未示出)一起固定安裝于第四突起部64。上述第一至第四反射鏡連同相應(yīng)的驅(qū)動機(jī)構(gòu)和支承軸在安裝在相應(yīng)的突起部之后，能夠在各自驅(qū)動機(jī)構(gòu)的驅(qū)動下，繞各自支承軸旋轉(zhuǎn)，從而改變反射光線的方向。

如圖6所示，與圖3所示的實(shí)施例相似，第一反射鏡41和第二反射鏡42用于反射第一激光器1射出的光，且第一反射鏡41和第二反射鏡42均位于第三激光器3的出射光路上方。不僅如此，圖6所示的實(shí)施例與圖4所示的相類似，第三反射鏡51和第四反射鏡52均位于第三激光器3的出射光的同側(cè)(圖6中示出為位于第三激光器3的右側(cè))。

此外，從第三激光器的出射光路方向上觀察，第一反射機(jī)構(gòu)和第二反射機(jī)構(gòu)所反射的光以及第三激光器所發(fā)出的光形成三棱錐體。也就是說，上述第一反射機(jī)構(gòu)、第二反射機(jī)構(gòu)以及第三激光器所發(fā)出的光在與第三激光器的出射光路垂直的平面上的照射點(diǎn)之間的連線形成三角形。以便在三維立體空間內(nèi)的實(shí)現(xiàn)各個(gè)方向上的振動測量。

優(yōu)選地，為了便于進(jìn)行計(jì)算位移分量，上述三棱錐體的底面為直角三角形，從第三激光器的出射光路方向上觀察，第三激光器所發(fā)出的光為直角三角形的直角頂點(diǎn)。也就是說，上述第一反射機(jī)構(gòu)、第二反射機(jī)構(gòu)以及第三激光器所發(fā)出的光在與第三激光器的出射光路垂直的平面上的照射點(diǎn)之間的連線形成直角三角形，第三激光器所發(fā)出的光在上述平面(該平面垂直于第三激光器的出射光路)上的照射點(diǎn)為該三角形的直角頂點(diǎn)，以便在進(jìn)行三維空間內(nèi)的振動測量過程中，減少運(yùn)算量。

在以上描述的實(shí)施例中，以驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動反射鏡為例進(jìn)行了說明。實(shí)際上，本發(fā)明的技術(shù)方案并不限于此。在其他實(shí)施例中，第一反射機(jī)構(gòu)和第二反射機(jī)構(gòu)的光學(xué)鏡組中的部分或全部光學(xué)鏡以可運(yùn)動的方式安裝，并且，以這種方式安裝的光學(xué)鏡可以在手動機(jī)構(gòu)的驅(qū)動下運(yùn)動，而并不限于在驅(qū)動機(jī)構(gòu)的驅(qū)動下運(yùn)動。例如，在圖1至圖4所示的實(shí)施例中，反射鏡可以在手動機(jī)構(gòu)的驅(qū)動下，圍繞相應(yīng)的支承軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，還提供了一種激光測振設(shè)備的調(diào)節(jié)方法，用于調(diào)節(jié)上述激光測振設(shè)備的光束匯聚位置(即，光束相交的位置)。

如圖7所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的激光測振設(shè)備的調(diào)節(jié)方法包括：

步驟S701，圖像采集裝置拍攝由第一激光器、第二激光器以及第三激光器的出射光在預(yù)定位置處所形成的光斑，得到光斑圖像；

步驟S703，處理器對光斑圖像進(jìn)行分析，確定由第一激光器、第二激光器以及第三激光器的出射光所形成的光斑之間的相對位置關(guān)系；

步驟S705，根據(jù)相對位置關(guān)系，處理器控制第一反射機(jī)構(gòu)和/或第二反射機(jī)構(gòu)的驅(qū)動機(jī)構(gòu)，驅(qū)動第一反射機(jī)構(gòu)和/或第二反射機(jī)構(gòu)中光學(xué)鏡組的光學(xué)鏡運(yùn)動，以改變第一反射機(jī)構(gòu)和/或第二反射機(jī)構(gòu)的出射光方向，使得第一反射機(jī)構(gòu)、第二反射機(jī)構(gòu)以及第三激光器出射的光在預(yù)定位置處匯聚(相交)。

通過以上處理，采用圖像采集裝置對激光器形成的光斑進(jìn)行拍攝，以便根據(jù)各激光器所形成光斑的相對位置控制驅(qū)動機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)反射機(jī)構(gòu)的出射光方向，能夠?qū)⒍鄠€(gè)激光器的光束自動對準(zhǔn)到一點(diǎn)，從而完成振動測量，具有較高的調(diào)節(jié)精度，同時(shí)減少了人工操作量。

在一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的調(diào)節(jié)方法可以進(jìn)一步包括：

在確定相對位置關(guān)系之前，處理器依次調(diào)節(jié)所連接的激光器出射光束的寬度，在每次調(diào)節(jié)一個(gè)激光器的出射光束的寬度后，圖像采集裝置對第一激光器、第二激光器以及激光器當(dāng)前形成的光斑進(jìn)行拍攝，處理器根據(jù)圖像采集裝置當(dāng)前拍攝的圖像中光斑的變化情況，確定光斑與激光器之間的對應(yīng)關(guān)系；并且，處理器根據(jù)對應(yīng)關(guān)系，確定由第一激光器、第二激光器以及第三激光器的出射光所形成的光斑之間的相對位置關(guān)系。之后，處理器即可根據(jù)相對位置關(guān)系，控制所述第一反射機(jī)構(gòu)和/或所述第二反射機(jī)構(gòu)的驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動光學(xué)鏡組的光學(xué)鏡運(yùn)動，使得第一反射機(jī)構(gòu)、第二反射機(jī)構(gòu)以及第三激光器出射的光在預(yù)定位置處匯聚。這樣，就能夠準(zhǔn)確地識別各個(gè)激光器與光斑的對應(yīng)關(guān)系，進(jìn)而能夠更加有針對性地進(jìn)行調(diào)節(jié)，有效提高了調(diào)節(jié)的效率。

此外，在一個(gè)實(shí)施例中，在使得第一反射機(jī)構(gòu)、第二反射機(jī)構(gòu)以及第三激光器出射的光在預(yù)定位置處匯聚時(shí)，處理器可以多次控制第一反射機(jī)構(gòu)和/或第二反射機(jī)構(gòu)中的驅(qū)動機(jī)構(gòu)改變出射光的方向，從而對第一反射機(jī)構(gòu)和/或第二反射機(jī)構(gòu)的出射光路進(jìn)行多次調(diào)節(jié)；

其中，在處理器每次控制第一反射機(jī)構(gòu)和/或第二反射機(jī)構(gòu)中的驅(qū)動機(jī)構(gòu)改變出射光的方向后，圖像采集裝置均對本次出射光方向改變后的光斑進(jìn)行拍攝；根據(jù)當(dāng)前拍攝的圖像中第一激光器、第二激光器以及第三激光器的出射光所形成的光斑之間的相對位置關(guān)系，處理器再次控制第一反射機(jī)構(gòu)和/或第二反射機(jī)構(gòu)中的驅(qū)動機(jī)構(gòu)改變出射光的方向，直至第一反射機(jī)構(gòu)、第二反射機(jī)構(gòu)以及第三激光器的出射光在預(yù)定位置處所形成的光斑重合。這樣，就相當(dāng)于采用閉環(huán)控制的方式改變反射機(jī)構(gòu)的出射光方向，每次調(diào)節(jié)后都根據(jù)當(dāng)前結(jié)果進(jìn)行下一次調(diào)節(jié)，能夠自動修正光束匯聚的位置，進(jìn)一步提高調(diào)節(jié)精度，進(jìn)而提高振動測量的準(zhǔn)確性。

綜上所述，借助于本發(fā)明的技術(shù)方案，能夠簡單、有效地調(diào)節(jié)激光器出射光束的匯聚位置，從而在很大范圍內(nèi)改變激光測振設(shè)備的工作距離，有助于在不同的工況下使用激光測振設(shè)備，避免激光測振設(shè)備的使用受到實(shí)際情況的限制；另外，本發(fā)明的激光測振設(shè)備無需采用透鏡來匯聚光束，而是借助反射機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)匯聚，從而減小了激光測振設(shè)備的體積和重量，讓激光測振設(shè)備的安裝更加容易和方便；不僅如此，相比于大尺寸透鏡，反射機(jī)構(gòu)的價(jià)格更加便宜，制造也更加容易，所以本發(fā)明的激光測振設(shè)備還有效降低了設(shè)備的成本，讓設(shè)備的制造更加容易，有助于大規(guī)模部署和使用。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。