随着工业现代化的不断进步,智能制造快速崛起,工业机器人的应用越来越广泛。现如今,随着工业智能化的不断完善,在工业生产过程中大多采用机器人来完成,为了确保工业机器人在执行工作任务时的精确动作制导,需要随时对工业机器人进行高精度的检测与监控,其中最重要的部分就是对于工业机器人关节电机的转速检测与监控。光学非接触式测量在物体速度、加速度、位移等参数的测量场景下被广泛应用,主要具有精度高、对被测目标物体没有损伤等特点。本论文在全光纤条件下,结合激光零差干涉效应与激光多普勒效应,旨在研究对工业机器人关节电机的高精度转速测量方法,实现对机器人关节电机瞬时旋转角速度的检测与监控。论文具体研究内容如下:首先,通过对激光零差干涉与多普勒效应的理论进行介绍,推导零差干涉多普勒转速测量的理论模型,分析多普勒频率与目标转速之间的对应关系,并利用自相关算法结合傅里叶变换实现对激光信号的时-频域转换,在功率谱密度中得到多普勒频率,为进行电机转速测量及信号处理奠定基础。其次,针对传统多普勒测速系统中需要测量入射角的问题,为了避免入射角的测量带来的额外误差,提高转速测量的精度,提出基于双正交光束的转速测量方法。通过耦合器与环形器将激光器发出的激光分为互不干涉的两束,通过准直器构建相互正交的两条光路且两光束入射在转盘的一点,两光束返回的光经过两环形器后由另一耦合器合并输出,最终由一个光电检测器（PD）检测到干涉信号。探测到的信号经过自相关处理与快速傅里叶变换处理后,其功率谱密度出现两个峰值,即为需要的两个多普勒频率。两多普勒频率的平方和与电机转速有一个对应关系,因此可以在不需要确定入射角的情况下求解转速。最后,考虑到正交光束的设置比较困难,为了进一步简化设备,更加方便地进行转速测量,提出了基于双平行光束的转速测量方法。由一个耦合器将激光分为两条光路,通过将两个准直器并排放置实现两光束的平行关系的搭建,利用两激光多普勒频率的差值与转速之间的关系实现更加高效灵活的转速测量。在实验过程中验证了该方法可以应用于关节电机转速测量,避免了入射角的测量,降低了测量的误差,提高了测量装置的灵活性。