一种激光检测装置及其棱镜固定装置.pdf

本发明公开了一种激光检测装置及其棱镜固定装置，其中棱镜固定装置包括装置本体，装置本体包括底壁、前侧壁及后侧壁，底壁上设有用于固定第一立方棱镜的第一安装结构、用于固定第二立方棱镜的第二安装结构，前侧壁上设有第一激光入射孔、第二激光入射孔，后侧壁上设有第一激光出射孔、第二激光出射孔，第一激光入射孔与第一激光出射孔同轴设置，第二激光入射孔与第二激光出射孔同轴设置，第一激光入射孔、第二激光入射孔的中心轴线平行。入射孔与出射孔的同轴度、第一入射孔与第二入射孔的中心轴线的平行度是靠加工精度保证的。在安装时，直接将第一、二立方棱镜安装到对应的安装结构内，无需调节，省去了调节机构及调节环节，安装便捷。

权利要求书
1.  一种棱镜固定装置，其特征在于：包括装置本体，装置本体包括底壁、前侧壁及后侧壁，所述底壁、前侧壁及后侧壁围成用于安装立方棱镜的安装空间，所述底壁上设有用于固定安装供激光测试光束通过的第一立方棱镜的第一安装结构、用于固定安装供激光参考光束通过的第二立方棱镜的第二安装结构，所述第一安装结构、第二安装结构均具有用于支撑对应的立方棱镜的支撑平面，所述前侧壁上左右间隔设有供激光测试光束通过的第一激光入射孔、供激光参考光束通过的第二激光入射孔，所述后侧壁上设有第一激光出射孔、第二激光出射孔，所述第一激光入射孔与所述第一激光出射孔同轴设置，所述第二激光入射孔与第二激光出射孔同轴设置，所述第一激光入射孔、第二激光入射孔的中心轴线平行。

2.  根据权利要求1所述的棱镜固定装置，其特征在于：所述底壁、前侧壁及后侧壁围设成左右贯通的U型槽结构。

3.  根据权利要求1所述的棱镜固定装置，其特征在于：所述第一安装结构为开口朝上的第一安装槽，所述第二安装结构为开口朝上的第二安装槽。

4.  根据权利要求3所述的棱镜固定装置，其特征在于：所述底壁上一体设有第一安装凸台、第二安装凸台，所述第一安装槽设置在第一安装凸台上，所说第二安装槽设置在第二安装凸台上。

5.  根据权利要求3或4所述的棱镜固定装置，其特征在于：所述第一安装槽、第二安装槽上的支撑平面处于同一水平面上。

6.  根据权利要求1至4任意一项所述的棱镜固定装置，其特征在于：所述棱镜固定装置还包括可拆连接于所述装置本体上的用于压紧固定第一立方棱镜的第一压紧机构及用于压紧固定第二立方棱镜的第二压紧机构。

7.  激光检测装置，包括棱镜固定装置，其特征在于：棱镜固定装置包括装置本体，装置本体包括底壁、前侧壁及后侧壁，所述底壁、前侧壁及后侧壁围成用于安装立方棱镜的安装空间，立方棱镜包括供激光测试光束通过的第一立方棱镜和供激光参考光束通过的第二立方棱镜，所述底壁上设有用于固定安装第一立方棱镜的第一安装结构、用于固定安装第二立方棱镜的第二安装结构，所述第一安装结构、第二安装结构均具有用于支撑对应的立方棱镜的支撑平面，所述前侧壁上左右间隔设有供激光测试光束通过的第一激光入射孔、供激光参考光束通过的第二激光入射孔，所述后侧壁上设有第一激光出射孔、第二激光出射孔，所述第一激光入射孔与所述第一激光出射孔同轴设置，所述第二激光入射孔与第二激光出射孔同轴设置，所述第一激光入射孔、第二激光入射孔的中心轴线平行。

8.  根据权利要求7所述的激光检测装置，其特征在于：所述底壁、前侧壁及后侧壁围设成左右贯通的U型槽结构。

9.  根据权利要求7所述的激光检测装置，其特征在于：所述第一安装结构为开口朝上的第一安装槽，所述第二安装结构为开口朝上的第二安装槽。

10.  根据权利要求9所述的激光检测装置，其特征在于：所述底壁上一体设有第一安装凸台、第二安装凸台，所述第一安装槽设置在第一安装凸台上，所说第二安装槽设置在第二安装凸台上，所述第一安装槽、第二安装槽上的支撑平面处于同一水平面上。

说明书一种激光检测装置及其棱镜固定装置
技术领域
本发明涉及一种激光检测装置及其棱镜固定装置。
背景技术
立方棱镜是激光检测装置的核心组成部分，精确安装和保持立方棱镜的位置和方向，是保证检测装置性能的根本所在。立方棱镜的固定是调节激光检测装置的重要内容，要解决立方棱镜的装卡、夹持、固定和调整。从结构上来说，现有立方棱镜固定装置通常包括：主框架、三维平移底座、三维调节架、精密棱镜台、定位机构、锁死机构等部分。现有立方棱镜固定装置主要存在以下问题：首先是机构较多，成本较高；另外是调节繁琐，很难调整到所需要的平行度、垂直度及同轴度等技术要求；而且稳定性差，调好之后，稍有大的振动或者环境变化，就不能再满足所需技术要求，需重新调整；不利于产品的产业化生产。
发明内容
本发明的目的是提供一种棱镜固定装置，以解决现有激光检测装置中所使用的棱镜固定装置结构复杂、不易调整到所需要的平行度及同轴度要求的技术问题。同时本发明还提供一种使用该棱镜固定装置的激光检测装置。
为了实现以上目的，本发明中一种棱镜固定装置的技术方案如下：棱镜固定装置包括装置本体，装置本体包括底壁、前侧壁及后侧壁，所述底壁、前侧壁及后侧壁围成用于安装立方棱镜的安装空间，所述底壁上设有用于固定安装供激光测试光束通过的第一立方棱镜的第一安装结构、用于固定安装供激光参考光束通过的第二立方棱镜的第二安装结构，所述第一安装结构、第二安装结构均具有用于支撑对应的立方棱镜的支撑平面，所述前侧壁上左右间隔设有供激光测试光束通过的第一激光入射孔、供激光参考光束通过的第二激光入射孔，所述后侧壁上设有第一激光出射孔、第二激光出射孔，所述第一激光入射孔与所述第一激光出射孔同轴设置，所述第二激光入射孔与第二激光出射孔同轴设置，所述第一激光入射孔、第二激光入射孔的中心轴线平行。
所述底壁、前侧壁及后侧壁围设成左右贯通的U型槽结构。
所述第一安装结构为开口朝上的第一安装槽，所述第二安装结构为开口朝上的第二安装槽。
所述底壁上一体设有第一安装凸台、第二安装凸台，所述第一安装槽设置在第一安装凸台上，所说第二安装槽设置在第二安装凸台上。
所述第一安装槽、第二安装槽上的支撑平面处于同一水平面上。
所述棱镜固定装置还包括可拆连接于所述装置本体上的用于压紧固定第一立方棱镜的第一压紧机构及用于压紧固定第二立方棱镜的第二压紧机构。
本发明激光检测装置采用如下技术方案：激光检测装置包括棱镜固定装置，棱镜固定装置包括装置本体，装置本体包括底壁、前侧壁及后侧壁，所述底壁、前侧壁及后侧壁围成用于安装立方棱镜的安装空间，立方棱镜包括供激光测试光束通过的第一立方棱镜和供激光参考光束通过的第二立方棱镜，所述底壁上设有用于固定安装第一立方棱镜的第一安装结构、用于固定安装第二立方棱镜的第二安装结构，所述第一安装结构、第二安装结构均具有用于支撑对应的立方棱镜的支撑平面，所述前侧壁上左右间隔设有供激光测试光束通过的第一激光入射孔、供激光参考光束通过的第二激光入射孔，所述后侧壁上设有第一激光出射孔、第二激光出射孔，所述第一激光入射孔与所述第一激光出射孔同轴设置，所述第二激光入射孔与第二激光出射孔同轴设置，所述第一激光入射孔、第二激光入射孔的中心轴线平行。
所述底壁、前侧壁及后侧壁围设成左右贯通的U型槽结构。
所述第一安装结构为开口朝上的第一安装槽，所述第二安装结构为开口朝上的第二安装槽。
所述底壁上一体设有第一安装凸台、第二安装凸台，所述第一安装槽设置在第一安装凸台上，所说第二安装槽设置在第二安装凸台上，所述第一安装槽、第二安装槽上的支撑平面处于同一水平面上。
本发明的有益效果：本发明棱镜固定装置是一个机加工出来的框架式结构，第一激光入射孔与第一激光出射孔的同轴度、第二激光入射孔与第二激光出射孔的同轴度是靠加工精度保证的，第一入射孔与第二入射孔的中心轴线的平行度也是靠机械加工保证的。第一、二安装槽上的支撑平面的平面度及两个支撑平面的共面度均是靠加工保证的。因此，在安装第一、二立方棱镜的时候，直接将第一、二立方棱镜安装到对应的安装槽内，无需调节，省去了调节机构及调节环节，安装便捷，在后期使用的时候稳定性好。
附图说明
图1是本发明激光检测装置的实施例的结构示意图；
图2是本发明棱镜固定装置的实施例的结构示意图；
图3是图2的爆炸示意图；
图4是本发明棱镜固定装置的实施例中装置本体的结构示意图；
图5是本发明激光检测装置工作原理图。
具体实施方式
本发明激光检测装置的实施例：如图1-5所示，激光检测装置包括棱镜固定装置，棱镜固定装置包括框架式的装置本体20，装置本体20包括底壁10、前侧壁12及后侧壁1，底壁10、前侧壁12及后侧壁1围设成左右贯通的U型槽结构，形成用于安装立方棱镜的安装空间。立方棱镜包括供激光测试光束通过的第一立方棱镜11和供激光参考光束通过的第二立方棱镜6。底壁10上一体设有第一安装凸台9、第二安装凸台13，第一安装凸台9上设有开口朝上的第一安装槽15，第二安装凸台13上设有开口朝上的第二安装槽14。第一安装槽、第二安装槽均具有用于支撑对应的立方棱镜的支撑平面，支撑平面由对应的第一安装槽或第二安装槽的槽底壁形成。第一安装槽、第二安装槽上的支撑平面处于同一水平面上。第一安装槽、第二安装槽的上端的开口朝上的槽口大小与对应的立方棱镜下端的大小适配。第一安装槽、第二安装槽的四角上均设有上下延伸的用于在安装立方棱镜时让位的工艺槽17，便于安装立方棱镜。
前侧壁12上左右间隔设有供激光测试光束通过的第一激光入射孔8、供激光参考光束通过的第二激光入射孔7。后侧壁1上设有第一激光出射孔16、第二激光出射孔3，第一激光入射孔8与第一激光出射孔16同轴设置，第二激光入射孔7与第二激光出射孔3同轴设置。第一激光入射孔8的中心轴线B、第二激光入射孔7的中心轴线A平行。第一激光入射孔8中心轴线与第二激光入射孔7的中心轴线所处的光束平面与支撑平面平行。第一、二激光入射孔及第一、二激光出射孔均为沉孔。第一、二入射孔处安装有透镜，第一出射孔处安装有检测镜头25，检测镜头里有检测透镜。第二出射孔处安装有光路探测器30。
棱镜固定装置还包括可拆连接于装置本体上的用于压紧固定第一立方棱镜11的第一压紧机构及用于压紧固定第二立方棱镜6的第二压紧机构。第一压紧机构、第二压紧机构在本实施例中结构相同。第一压紧机构包括压片2，压片2包括两端的连接部及向下凹的压紧部。压片2的两端分别通过螺钉固定在前、后侧壁上部。压紧部上螺纹连接有压紧柱4，通过调节压紧柱4可以压紧第二立方棱镜6，固定其相对位置。
在安装时，先把装置本体放置在平整稳定的工作台上，小心的把第一立方棱镜11、第二立方棱镜6安装在对应的安装槽内，安装槽是精密加工的，能保证立方棱镜正好放置在安装槽内，不至于产生前后左右和水平的偏差。然后把压块5放在相应的立方棱镜上，先后安装第一、二压紧机构，事先把压紧柱4螺纹连接在压片2上。调整压紧柱4保证第一、二立方棱镜固定可靠。最后再安装相应的透镜、光路探测器30等。
本发明激光检测装置的工作原理，如图5所示的框图：激光器发出两束激光信号，分别为激光检测光束和激光参考光束，激光检测光束通过第一立方棱镜、检测透镜射向目标物，经目标物反射，激光检测光束再次回到第一立方棱镜上，反射到第二立方棱镜上，然后激光检测光束与激光参考光束干涉一起射向光路探测器。通过光路探测器30，捕捉到光相位等参数的变化，然后经过解码，放大器放大，将此类信号通过软件及芯片解码成需要的检测信号。
本发明中棱镜固定装置是一个加工出来的U型框架式结构，第一激光入射孔与第一激光出射孔的同轴度、第二激光入射孔与第二激光出射孔的同轴度是靠加工精度保证的，第一入射孔与第二入射孔的中心轴线的平行度也是靠机械加工保证的。第一、二安装槽上的支撑平面的平面度及两个支撑平面的共面度均是靠加工保证的。因此，在安装第一、二立方棱镜的时候，直接将第一、二立方棱镜安装到对应的安装槽内，无需调节，省去了调节机构及调节环节，安装便捷，在后期使用的时候稳定性好，环境适应性强。
在其它实施例中，装置本体的结构也可在上述实施例的基础上，在第一、二安装凸台之间预留有前后方向延伸的隔板，通过隔板将立方棱镜的U型安装空间分隔成两个，分别对应两个立方棱镜。为了使得激光检测光束的反射光束能够射入到第二立方棱镜上，可以在隔板上设置左右贯通的光束通过孔，或者将隔板的高度设置的低于反射光束的位置。
在其它实施例中，可以不设置第一、二安装凸台，可以直接将第一、二安装槽在底壁上加工出，这样需要预留的底壁厚度较厚，重量大。
在其它实施例中，第一压紧机构可以采用一个弹性压片，将弹性压片的两端分别通过螺钉固定在前后两侧壁上，固定好弹性压片后，利用压片的弹性压紧在立方棱镜上端，也能够适应一定高度范围内的立方棱镜的压紧要求。在其它实施例中，第一压紧机构可以采用一个压板，压板的一端为铰接端，另一端为压紧端，压板的压紧端压在对应的立方棱镜上，铰接端处设有扭簧，靠扭簧的弹性力，使压紧端压在立方棱镜上端。
在其它实施例中，第一安装结构也可不采用槽的形式，采用两个竖向的侧板固定连接在一起，使两个侧板的相邻的一个竖向侧边连接，形成一个相互垂直的弯板结构，在弯板结构下方设置水平的底板，在安装第一立方棱镜时，弯板结构的两个侧板可以对立方棱镜起到定位的作用，支撑平面由该底板上面形成。第二安装结构可以与第一安装结构相同。
本发明棱镜固定装置的实施例，棱镜固定装置的结构与上述激光检测装置中的棱镜固定装置的结构相同，具体实施方式不再详述。