一种高精度自复位探针式位移测量装置及测量方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种高精度自复位探针式位移测量装置及测量方法，测量装置由底部支撑单元、线性运动单元、线性驱动单元和顶部连接单元组成；线性运动单元与线性驱动单元相对地平行安装在底部支撑单元和顶部连接单元之间，底部支撑单元和顶部连接单元平行设置，线性驱动单元与线性运动单元连接，以控制线性运动单元中的探针竖直上下运动，实现自动测量和自动复位；线性运动单元还包括位移传感器，以测量探针在竖直方向上的位移量。方法采用线性运动单元和线性驱动单元面对面工作形式实现接触式测量。本发明专利技术能实现高精度自复位的自动测量功能，测量方法简单方便同时保证较高的稳定性及可靠性，缩短了检测时间，提高测量效率，保证测量精度。

High precision self resetting probe displacement measuring device and measuring method

The invention provides a high precision self reset probe type displacement measuring device and measuring method, the measuring device is composed of the bottom supporting unit, linear motion unit, linear drive unit and top connection unit; the linear motion unit and linear drive unit relative to the support unit and parallel mounted on top of the base connection unit, and at the bottom of the support unit the top connecting unit is arranged in parallel, the linear drive unit is connected with the linear motion unit, vertical linear motion unit to control the probe in the up and down movement, automatic measurement and automatic reset; linear motion unit also includes a displacement sensor to measure the probe in the vertical direction of the displacement. Methods linear kinematic unit and linear drive unit were used to realize contact measurement in the form of face to face. The invention can realize the automatic measuring function with high precision and self resetting, and the measuring method is simple and convenient, meanwhile, the utility model has the advantages of high stability and reliability, shortened detection time, improved measuring efficiency and guaranteed measuring accuracy.

【技术实现步骤摘要】
一种高精度自复位探针式位移测量装置及测量方法
本专利技术属于型面测量
，具体涉及一种高精度自复位探针式位移测量装置及测量方法。
技术介绍
塔式太阳能热发电技术属于新能源利用技术，近年来在我国得到了很快的发展，并逐步实现商业化。在塔式太阳能热发电系统中，定日镜是用于会聚太阳能的关键聚光设备，定日镜安装的面形精度对聚光效率有重要影响，并直接影响太阳能光热电站的发电效率，因此需要对定日镜整体型面误差进行准确检测。定日镜一般尺寸较大，需要用特定的检测设备才能对其型面进行检测。长度计是一种集光机电于一体的高精度、数字化长度测量传感器，它与数字显示仪或计算机连接以组成长度测量系统，其采用接触式相对测量的方式，可用于对精密机械、光学零部件几何形位公差的精准检测。然而传统长度计虽然精度较高，但一般量程较小，不能用于大尺寸定日镜的整体型面测量。另外，有些类型的长度计虽然采用磁栅尺或光栅尺作为位移传感器，量程也可以做的比较大，但长度计的探针不能实现自动复位，无法实现自动测量，测量效率较低，无法用于大尺寸定日镜的整体型面在线检测。
技术实现思路
本专利技术提供了一种高精度自复位探针式位移测量装置及测量方法，以满足太阳能热发电系统中对大尺寸定日镜整体型面的在线测量需求。结合说明书附图，本专利技术的技术方案如下：一种高精度自复位探针式位移测量装置，所述测量装置由底部支撑单元、线性运动单元、线性驱动单元和顶部连接单元组成；所述线性运动单元与线性驱动单元相对地平行安装在底部支撑单元和顶部连接单元之间，所述底部支撑单元和顶部连接单元平行设置，所述线性驱动单元与线性运动单元连接，以控制线性运动单元中的探针15竖直上下运动，实现自动测量和自动复位；所述线性运动单元还包括位移传感器，以测量探针15在竖直方向上的位移量。所述底部支撑单元由连接固定底板1、直线轴承Ⅰ19和探针挡板22组成，所述直线轴承Ⅰ19安装在连接固定底板1上，探针挡板22滑动安装在连接固定底板1的底部，且直线轴承Ⅰ19对应处的探针挡板22的上表面与连接固定底板1的下表面共面。所述底部支撑单元还包括固定在连接固定底板1的下表面的游离端挡板20和固定端挡板21，所述游离端挡板20和固定端挡板21内部均开有槽，所述探针挡板22滑动安装在游离端挡板20和固定端挡板21的槽内，将固定端挡板21槽内的探针挡板22推向游离端挡板20时，探针挡板22将直线轴承Ⅰ19的轴孔遮挡，当探针挡板22被推回至固定端挡板21槽内时，直线轴承Ⅰ19的轴孔外露。所述位移传感器为光栅尺或磁栅尺。所述线性运动单元由连接固定板Ⅰ2、导轨端盖3、磁栅尺4、直线导轨5、磁栅尺读数头6、滑块连接板7、探针固定块8和探针15组成，所述连接固定板Ⅰ2垂直安装在底部支撑单元上；所述直线导轨5固定安装在连接固定板Ⅰ2上；所述直线导轨5的两端安装有导轨端盖3；所述磁栅尺4平行固定在直线导轨5的一侧；探针固定块8与直线导轨5的滑块之间通过所述滑块连接板7连接，所述探针固定块8固定连接在线性驱动单元的滑动端上；所述磁栅尺读数头6与滑块连接板7固定连接，且磁栅尺读数头6的传感面平行覆盖磁栅尺4的表面；所述探针15与直线导轨5平行设置，探针15的一端固定在探针固定块8内，探针15的另一端正对直线轴承Ⅰ19的轴孔。所述探针15上还安装有弹簧16，所述弹簧16活动地套装在探针15上且安装在直线轴承Ⅰ19内。所述线性驱动单元的驱动源为电动丝杠或气动滑台。所述线性驱动单元由连接固定板Ⅱ11、直线轴承Ⅱ12、丝母连接板13、导向轴14、导向轴固定块17和丝杠下端固定块18组成；所述顶部连接单元由连接固定上板9和丝杠电机10组成；所述丝杠电机10安装在连接固定上板9上；所述连接固定板Ⅱ11垂直安装在连接固定上板9与底部支撑单元之间；两个所述直线轴承Ⅱ12分别配套安装在两个导向轴14上，两个所述直线轴承Ⅱ12对称连接在丝母连接板13两侧；丝杠电机10的丝母安装在丝母连接板13内，带动丝母连接板13沿导向轴14同步运动；所述导向轴14两端通过导向轴固定块17安装在连接固定板Ⅱ11上，所述丝杠下端固定块18安装在连接固定板Ⅱ11下端，以防止丝母运动脱落。一种高精度自复位探针式位移测量方法，具体过程为：S1、整线性运动单元的位置使探针15与底部支撑单元的直线轴承Ⅰ19的内径重合，且探针15能在竖直方向上下运动，调整线性运动单元中位移传感器的位置，使其处于待测量状态；S2、拨动探针挡板22使其覆盖直线轴承Ⅰ19的轴孔，开启位移传感器的控制器，开启线性驱动单元，使线性驱动单元带动探针15竖直向下运动，直到探针15的末端与探针挡板22接触，获取位移传感器的初始值；S3、拨动探针挡板22，露出直线轴承Ⅰ19的轴孔，设置线性驱动单元的运动速度，然后通过线性驱动单元带动探针15向下运动，当探针15末端穿过直线轴承Ⅰ19的轴孔，接触到被测镜表面时，探针15不再向下运动，通过位移传感器获取探针15接触被测镜时所伸出的位移量，在位移传感器初始值的基础上加上该位移量即为探针15测量长度；S4、完成测量后，线性驱动单元带动探针15竖直向上运动，直到线性驱动单元运动到上极限位置处停止，此时探针15完成测量回到最上端。当所述位移传感器为磁栅尺，所述线性驱动单元采用电动丝杠时，所述测量方法具体如下：S1、调整线性运动单元的位置使探针15与底部支撑单元的直线轴承Ⅰ19的内径重合，且探针15能在竖直方向上下运动，调整线性运动单元中的磁栅尺读数头6与磁栅尺4位置，使磁栅尺读数头6的传感面覆盖磁栅尺4的表面；S2、拨动探针挡板22使其覆盖直线轴承Ⅰ19的轴孔，开启磁栅尺读数头6的控制器，开启丝杠电机10，使丝杠电机10驱动探针15竖直向下运动，直到探针15的末端与探针挡板22接触，将此时位置设置为磁栅尺读数头6的零点，再将探针15向上移动磁栅尺4的一个脉冲信号，则磁栅尺读数头6记录并存储该数值作为初始值；S3、拨动探针挡板22，露出直线轴承Ⅰ19的轴孔，设置丝杠电机10的运动速度，然后通过丝杠电机10驱动丝母向下运动，进而带动探针15向下运动，当探针15末端穿过直线轴承Ⅰ19的轴孔，接触到被测镜表面时，探针15不再向下运动，通过磁栅尺读数头6在磁栅尺4上的竖直运动位移，获取探针15接触被测镜时探针15伸出的位移，在初始值的基础上加上该位移量即为探针15测量长度；S4、完成测量后，控制丝杠电机10使丝母向上移动，并带动探针15竖直向上运动，直到丝杠电机10的丝母运动到上极限位置处停止，此时探针15完成测量回到最上端由丝母连接板13。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：1、本专利技术所述测量装置采用磁栅尺或光栅尺作为位移传感器，以获得较高的测量精度，且量程可以做的很大，满足实际使用需求；2、本专利技术所述测量装置采用气动滑台或电动丝杠作为探针竖直上下运动的驱动源，使这种测量装置具有自复位的测量功能，实现了自动测量，很大程度上缩短了检测时间，提高了测量效率。3、本专利技术所述测量装置采用面对面工作的形式实现接触式测量，使整个测量装置结构更显紧凑，且测量流程操作简单方便，同时保证较高的稳定性及可靠性，探针随驱动源下落速度可调整，解决了探针升降运动的不可控性，从而可确保探针球头端与被测平面间接触处的作用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高精度自复位探针式位移测量装置，其特征在于：所述测量装置由底部支撑单元、线性运动单元、线性驱动单元和顶部连接单元组成；所述线性运动单元与线性驱动单元相对地平行安装在底部支撑单元和顶部连接单元之间，所述底部支撑单元和顶部连接单元平行设置，所述线性驱动单元与线性运动单元连接，以控制线性运动单元中的探针(15)竖直上下运动，实现自动测量和自动复位；所述线性运动单元还包括位移传感器，以测量探针(15)在竖直方向上的位移量。

【技术特征摘要】
1.一种高精度自复位探针式位移测量装置，其特征在于：所述测量装置由底部支撑单元、线性运动单元、线性驱动单元和顶部连接单元组成；所述线性运动单元与线性驱动单元相对地平行安装在底部支撑单元和顶部连接单元之间，所述底部支撑单元和顶部连接单元平行设置，所述线性驱动单元与线性运动单元连接，以控制线性运动单元中的探针(15)竖直上下运动，实现自动测量和自动复位；所述线性运动单元还包括位移传感器，以测量探针(15)在竖直方向上的位移量。2.如权利要求1所述一种高精度自复位探针式位移测量装置，其特征在于：所述底部支撑单元由连接固定底板(1)、直线轴承Ⅰ(19)和探针挡板(22)组成，所述直线轴承Ⅰ(19)安装在连接固定底板(1)上，探针挡板(22)滑动安装在连接固定底板(1)的底部，且直线轴承Ⅰ(19)对应处的探针挡板(22)的上表面与连接固定底板(1)的下表面共面。3.如权利要求2所述一种高精度自复位探针式位移测量装置，其特征在于：所述底部支撑单元还包括固定在连接固定底板(1)的下表面的游离端挡板(20)和固定端挡板(21)，所述游离端挡板(20)和固定端挡板(21)内部均开有槽，所述探针挡板(22)滑动安装在游离端挡板(20)和固定端挡板(21)的槽内，将固定端挡板(21)槽内的探针挡板(22)推向游离端挡板(20)时，探针挡板(22)将直线轴承Ⅰ(19)的轴孔遮挡，当探针挡板(22)被推回至固定端挡板(21)槽内时，直线轴承Ⅰ(19)的轴孔外露。4.如权利要求1所述一种高精度自复位探针式位移测量装置，其特征在于：所述位移传感器为光栅尺或磁栅尺。5.如权利要求1或4所述一种高精度自复位探针式位移测量装置，其特征在于：所述线性运动单元由连接固定板Ⅰ(2)、导轨端盖(3)、磁栅尺(4)、直线导轨(5)、磁栅尺读数头(6)、滑块连接板(7)、探针固定块(8)和探针(15)组成，所述连接固定板Ⅰ(2)垂直安装在底部支撑单元上；所述直线导轨(5)固定安装在连接固定板Ⅰ(2)上；所述直线导轨(5)的两端安装有导轨端盖(3)；所述磁栅尺(4)平行固定在直线导轨(5)的一侧；探针固定块(8)与直线导轨(5)的滑块之间通过所述滑块连接板(7)连接，所述探针固定块(8)固定连接在线性驱动单元的滑动端上；所述磁栅尺读数头(6)与滑块连接板(7)固定连接，且磁栅尺读数头(6)的传感面平行覆盖磁栅尺(4)的表面；所述探针(15)与直线导轨(5)平行设置，探针(15)的一端固定在探针固定块(8)内，探针(15)的另一端正对直线轴承Ⅰ(19)的轴孔。6.如权利要求5所述一种高精度自复位探针式位移测量装置，其特征在于：所述探针(15)上还安装有弹簧(16)，所述弹簧(16)活动地套装在探针(15)上且安装在直线轴承Ⅰ(19)内。7.如权利要求1所述一种高精度自复位探针式位移测量装置，其特征在于：所述线性驱动单元的驱动源为电动丝杠或气动滑台。8.如权利要求1或7所述一种高精度自复位探针式位移测量装置，其特征在于：所述线性驱动单元由连接固定板Ⅱ(11)、直线轴承Ⅱ(12)、丝母连接板(13)、导向轴(14)、导向轴固定块(17)和丝杠下端固定块(18)组成；所述顶部连接单元由连接固定上板(9)和丝杠电机(10)组成；所述丝杠电机(10)安装在连接固定上...

【专利技术属性】
技术研发人员：张燕，
申请(专利权)人：长春晟博光学技术开发有限公司，
类型：发明
国别省市：吉林,22