图像式角位移测量装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种图像式角位移测量装置，它包括支架、光栅盘和处理电路，支架上分别安装有平行光源和线阵图像传感器，平行光源与线阵图像传感器形成对射；光栅盘的识别区域位于平行光源和线阵图像传感器之间；处理电路与线阵图像传感器信号连接；其中，平行光源发出的平行光照射到识别区域，进而将识别区域的图案映射到线阵图像传感器上；线阵图像传感器适于采集映射在其上的图案的图像数据并反馈至处理电路；所述处理电路适于输出其接收的图像数据，或根据图像数据计算角位移量并输出。本发明专利技术可以方便地输出光栅盘的位移识别图像，以像素灰度信息代替莫尔条纹相位信息，更容易实现高分辨率和高精度的角位移测量。

Image Angular Displacement Measuring Device

【技术实现步骤摘要】
图像式角位移测量装置
本专利技术涉及一种图像式角位移测量装置，涉及光电位移精密测量领域。
技术介绍
传统光电角位移测量装置采用标定光栅与指示光栅的相对运动，进而产生莫尔条纹光电信号，通过对莫尔条纹光电信号相位值的计算，得到标定光栅当前的角位移。但这种方式的角位移测量性能难以满足实际需求。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种图像式角位移测量装置，它可以方便地输出光栅盘的位移识别图像，以像素灰度信息代替莫尔条纹相位信息，更容易实现高分辨率和高精度的角位移测量。为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是：一种图像式角位移测量装置，它包括：支架，所述支架上分别安装有平行光源和线阵图像传感器，平行光源与线阵图像传感器形成对射；与待测物连接并随待测物绕其圆心转动的光栅盘，所述光栅盘的识别区域位于平行光源和线阵图像传感器之间；处理电路，所述处理电路与所述线阵图像传感器信号连接；其中，所述平行光源发出的平行光照射到识别区域，进而将识别区域的图案映射到线阵图像传感器上；所述线阵图像传感器适于采集映射在其上的图案的图像数据并反馈至处理电路；所述处理电路适于输出其接收的图像数据，或根据图像数据计算角位移量并输出。进一步提供了一种平行光源的具体结构，所述平行光源包括点光源和凸透镜，所述点光源和凸透镜分别安装在支架上，所述点光源位于凸透镜的焦点处，进而通过凸透镜将点光源发出的光变为平行光。进一步为了方便为点光源供电，所述处理电路与点光源电性连接，所述处理电路还适于为点光源供电。进一步为了方便调节线阵图像传感器与光栅盘之间的距离，进而方便成像，所述支架包括上托盘、下托盘和支撑臂，所述平行光源安装在下托盘上，所述线阵图像传感器安装在上托盘上，所述下托盘与所述支撑臂的下端部固定连接，所述上托盘可升降地套装在支撑臂的上端部，所述上托盘和支撑臂之间设置有在线阵图像传感器相对光栅盘升降到合适位置后用于锁定上托盘的锁定机构。进一步提供了一种锁定机构的具体结构，所述锁定机构包括锁定螺栓，所述上托盘上设置有滑槽，所述支撑臂上设置有螺栓孔，所述锁定螺栓穿过滑槽后旋进螺栓孔内，以便通过旋紧螺栓使得螺栓与滑槽抵接来锁定上托盘。进一步为了方便知晓线阵图像传感器采集的图像数据是否为光栅盘的识别区域图案的图像数据，图像式角位移测量装置还包括与所述处理电路信号连接、且用于指示线阵图像传感器采集的图像数据是否为光栅盘的识别区域图案的图像数据的指示灯。进一步为了方便图像式角位移测量装置与外部设备的连接，图像式角位移测量装置还包括与所述处理电路相连接的连接器。进一步，所述连接器通过传输电缆与所述处理电路相连接。进一步，所述处理电路适于输出其接收的图像数据，所述连接器包括计算电路和插头，所述计算电路与所述处理电路信号连接，所述插头与所述计算电路相连；其中，所述计算电路适于接收处理电路传输的图像数据，及根据图像数据计算角位移量；所述插头适于与外部设备连接，进而方便计算电路向外部设备输出角位移量。进一步，所述连接器具有空腔，所述计算电路安装在空腔内，所述插头的至少一部分露出空腔。采用了上述技术方案后，平行光照射光栅盘的识别区域，并将识别区域的图案映射到线阵图像传感器上，进而实现对光栅盘上识别区域的成像，处理电路接收线阵图像传感器所采集的图像数据，并将图像数据传输出去，用户再根据传输的图像数据进行角位移的识别计算，或者处理电路直接根据图像数据计算出角位移量并输出，本专利技术可以方便地获取光栅盘的位移识别图像，以像素灰度信息代替莫尔条纹相位信息，更容易实现高分辨率和高精度的角位移测量，方便工业自动化及其设备获取高精度的角位移信息；本专利技术的图像式角位移测量装置为集成化装置，在使用时，不需要额外设计系统支架或安置元件，具有体积小、测量精度高、安装简单、使用便捷等优点；本专利技术还具有指示灯，方便测量人员及时知晓线阵图像传感器采集的图像数据是否为光栅盘的识别区域图案的图像数据，从而可以指示本装置的安装是否到位，简洁明了。附图说明图1为专利技术的图像式角位移测量装置的结构示意图；图2为本专利技术的光栅盘的原理图；图3为本专利技术的指示灯状态判断原理图；图4为本专利技术根据图像数据计算G[x]的质心g的流程图；图5为本专利技术根据图像数据计算H[x]的质心h的流程图。具体实施方式为了使本专利技术的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本专利技术作进一步详细的说明。如图1、2所示，一种图像式角位移测量装置，它包括：支架，所述支架上分别安装有平行光源和线阵图像传感器2，平行光源与线阵图像传感器2形成对射；与待测物连接并随待测物绕其圆心转动的光栅盘8，所述光栅盘8的识别区域82位于平行光源和线阵图像传感器2之间；处理电路6，所述处理电路6与所述线阵图像传感器2信号连接；其中，所述平行光源发出的平行光照射到识别区域82，进而将识别区域82的图案映射到线阵图像传感器2上；所述线阵图像传感器2适于采集映射在其上的图案的图像数据并反馈至处理电路6；所述处理电路6适于输出其接收的图像数据，或根据图像数据计算角位移量并输出。如图1所示，所述平行光源包括点光源3和凸透镜4，所述点光源3和凸透镜4分别安装在支架上，所述点光源3位于凸透镜4的焦点处，进而通过凸透镜4将点光源3发出的光变为平行光。在本实施例中，所述线阵图像传感器2与所述凸透镜4之间的距离应该大于所述标定光栅盘8的厚度。当与所述标定光栅盘8配合安装后，所述线阵图像传感器2与所述标定光栅盘8的高度距离应小于1mm。如图1所示，为了方便为点光源3供电，所述处理电路6与点光源3电性连接，所述处理电路6还适于为点光源3供电。如图1所示，为了方便调节线阵图像传感器2与光栅盘8之间的距离，进而方便成像，所述支架包括上托盘11、下托盘12和支撑臂13，所述平行光源安装在下托盘12上，所述线阵图像传感器2安装在上托盘11上，所述下托盘12与所述支撑臂13的下端部固定连接，所述上托盘11可升降地套装在支撑臂13的上端部，所述上托盘11和支撑臂13之间设置有在线阵图像传感器2相对光栅盘8升降到合适位置后用于锁定上托盘11的锁定机构。如图1所示，所述锁定机构包括锁定螺栓，所述上托盘11上设置有滑槽5，所述支撑臂13上设置有螺栓孔，所述锁定螺栓穿过滑槽5后旋进螺栓孔内，以便通过旋紧螺栓使得螺栓与滑槽5抵接来锁定上托盘11。如图1所示，为了方便知晓线阵图像传感器2采集的图像数据是否为光栅盘8的识别区域图案的图像数据，图像式角位移测量装置还包括与所述处理电路6信号连接、且用于指示线阵图像传感器2采集的图像数据是否为光栅盘8的识别区域82图案的图像数据的指示灯7。如图1所示，为了方便图像式角位移测量装置与外部设备的连接，图像式角位移测量装置还包括与所述处理电路6相连接的连接器。在本实施例中，所述连接器通过传输电缆9与所述处理电路6相连接。如图1所示，所述处理电路6适于输出其接收的图像数据，所述连接器包括计算电路101和插头102，所述计算电路101与所述处理电路6信号连接，所述插头102与所述计算电路101相连；其中，所述计算电路101适于接收处理电路传输的图像数据，及根据图像数据计算角位移量；所述插头102适于与外部设备连接，进而方便计算电路101向外本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图像式角位移测量装置，其特征在于，它包括：支架，所述支架上分别安装有平行光源和线阵图像传感器（2），平行光源与线阵图像传感器（2）形成对射；与待测物连接并随待测物绕其圆心转动的光栅盘（8），所述光栅盘（8）的识别区域（82）位于平行光源和线阵图像传感器（2）之间；处理电路（6），所述处理电路（6）与所述线阵图像传感器（2）信号连接；其中，所述平行光源发出的平行光照射到识别区域（82），进而将识别区域（82）的图案映射到线阵图像传感器（2）上；所述线阵图像传感器（2）适于采集映射在其上的图案的图像数据并反馈至处理电路（6）；所述处理电路（6）适于输出其接收的图像数据，或根据图像数据计算角位移量并输出。

【技术特征摘要】
1.一种图像式角位移测量装置，其特征在于，它包括：支架，所述支架上分别安装有平行光源和线阵图像传感器（2），平行光源与线阵图像传感器（2）形成对射；与待测物连接并随待测物绕其圆心转动的光栅盘（8），所述光栅盘（8）的识别区域（82）位于平行光源和线阵图像传感器（2）之间；处理电路（6），所述处理电路（6）与所述线阵图像传感器（2）信号连接；其中，所述平行光源发出的平行光照射到识别区域（82），进而将识别区域（82）的图案映射到线阵图像传感器（2）上；所述线阵图像传感器（2）适于采集映射在其上的图案的图像数据并反馈至处理电路（6）；所述处理电路（6）适于输出其接收的图像数据，或根据图像数据计算角位移量并输出。2.根据权利要求1所述的图像式角位移测量装置，其特征在于：所述平行光源包括点光源（3）和凸透镜（4），所述点光源（3）和凸透镜（4）分别安装在支架上，所述点光源（3）位于凸透镜（4）的焦点处，进而通过凸透镜（4）将点光源（3）发出的光变为平行光。3.根据权利要求2所述的图像式角位移测量装置，其特征在于：所述处理电路（6）与点光源（3）电性连接，所述处理电路（6）还适于为点光源（3）供电。4.根据权利要求1所述的图像式角位移测量装置，其特征在于：所述支架包括上托盘（11）、下托盘（12）和支撑臂（13），所述平行光源安装在下托盘（12）上，所述线阵图像传感器（2）安装在上托盘（11）上，所述下托盘（12）与所述支撑臂（13）的下端部固定连接，所述上托盘（11）可升降地套装在支撑臂（13）的上端部，所述上托盘（11）和支撑臂（13）之间设...

【专利技术属性】
技术研发人员：李一芒，丁锋，于海，周子云，张屹，李昌永，刘康，
申请(专利权)人：常州长光智能科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32