CN105444676B - 适用于在线扫描测量探头多方位定位装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于在线扫描测量探头多方位定位装置，包括测量定位装置（20），测量定位装置与测量探头（21）并行固定安装于移动支撑底座（22）上，移动支撑底座设置于测量框架（23）导轨上；测量定位装置包括：底座（10）、支撑框架（3）、测距装置（5），支撑框架经四周的调水平螺栓（12）和调水平螺母（13）连接于底座上；支撑框架中部经测量臂（9）安装有测距装置，支撑框架上还装有横向精密电子摆（2）、纵向精密电子摆（7）和运算模块（6），横向精密电子摆、纵向精密电子摆和测距装置输出接运算模块。测量臂底部安装第二电位计（8），测量臂上部安装第一电位计（4），能分别沿着两个垂直方向调整测距装置角度。

Description

适用于在线扫描测量探头多方位定位装置

技术领域

本发明涉及一种在线扫描测量辅助设备，尤其涉及一种适用于在线扫描测量探头多方位定位装置。

背景技术

现有在线扫描测量设备上无距离和角度测量装置，一旦距离和角度发生变化将会影响测量精度。以测量带钢表面氧化镁厚度的膜厚仪为例，该膜厚仪是基于在线扫描测量方式，测量探头在导轨支撑下，沿着被测物往复式扫描测量。在这个测量过程中，由于机组振动、轨道长时间使用变形、底座变形等外界因素影响，可能导致测量探头与被测物之间距离发生变化，而该膜厚仪对测量探头和被测物之间距离的变化相当敏感，一旦距离变化过大，将会直接导致测量不准确。这里提到的由于外界因素引起的测量距离的变化是以角度变化的形式体现出来的，而传统的测距装置不具备根据角度变化实时对距离进行补偿功能。对于测量距离的变化，目前只能依靠目测，或者使用钢尺进行粗略的调整和测量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于在线扫描测量探头多方位定位装置，该装置能测出测量探头沿横向和纵向角度变化，并能根据该角度变化值对测量探头与被测物之间距离进行补偿。

为了实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

一种适用于在线扫描测量探头多方位定位装置，包括测量定位装置，测量定位装置与测量探头并行固定安装于移动支撑底座上，移动支撑底座设置于测量框架导轨上；

所述测量定位装置包括：底座、支撑框架、测距装置，所述支撑框架经四周的调水平螺栓和调水平螺母连接于底座上；所述支撑框架中部经测量臂安装有测距装置，支撑框架上还装有横向精密电子摆、纵向精密电子摆和运算模块，横向精密电子摆、纵向精密电子摆和测距装置输出接运算模块。

所述测量臂底部安装有第二电位计，测量臂上部安装有第一电位计，第一电位计和第二电位计相互垂直设置，能分别沿着两个垂直方向调整测距装置角度。

所述多方位定位装置还包括基准点支架，基准点支架上部标有基准点，基准点支架固定安装于测量框架的驱动侧，基准点用于确定测量定位装置的参考位置。

所述测距装置为激光发射器与接收器的组合结构形式。

本发明适用于在线扫描测量探头多方位定位装置与测量探头固定安装于移动支撑底座上，通过横向和纵向两个精密电子摆能测出本发明定位装置沿横向和纵向角度变化值，并能根据该角度变化值对测量探头与被测物（如带钢）之间的距离进行补偿，最终将该补偿值反馈给在线扫描测量设备。

本发明的有益效果是：结构简单，操作方便，准确性高。本发明的定位装置可以有效监测测量过程中测量探头与被测量物（如带钢）之间角度和距离的变化，能够显著提高测量精度，提升产品质量。

附图说明

图1为本发明适用于在线扫描测量探头多方位定位装置结构示意图；

图2为本发明的测量探头定位装置俯视示意图；

图3为本发明的测量探头定位装置实施例俯视示意图；

图4为本发明的测量探头定位装置实施例正视示意图。

图中：1基准点，2横向精密电子摆，3支撑框架，4第一电位计，5测距装置，6运算模块，7纵向精密电子摆，8第二电位计，9测量臂，10底座，11固定螺孔，12调水平螺栓，13调水平螺母；20测量定位装置，21测量探头，22移动支撑底座，23测量框架，24基准点支架，25带钢。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

参见图3和图4，一种适用于在线扫描测量探头多方位定位装置，包括测量定位装置20和基准点支架24，测量定位装置20与测量探头21并行固定安装于移动支撑底座22上，移动支撑底座22设置于测量框架23导轨上，测量定位装置20与测量探头21能随移动支撑底座22一起移动，因此，测量定位装置20、移动支撑底座22和测量探头21三个部件在移动过程中的沿着任意方向的位移和角度的变化是一致的，所以可以通过测量定位装置20自身位移和角度的变化来表征测量探头21的位移和角度。以测量带钢表面厚度的膜厚仪为例，测量定位装置20的底座10两端部处还开有一字形固定螺孔11，固定螺丝穿过一字形螺孔11将测量定位装置20固定在移动支撑底座22上，测量探头21和测量定位装置20随移动支撑底座22一起沿带钢宽度方向扫描，测量测量探头21与带钢25之间的相对距离和角度的变化。

所述基准点支架24上部标有基准点1，基准点支架24固定安装于测量框架23的驱动侧，基准点1用于确定测量定位装置20的参考位置。

参见图1和图2，所述测量定位装置20包括：底座10、支撑框架3、测距装置5，所述支撑框架3经四周的调水平螺栓12和调水平螺母13连接于底座10上，利用调水平螺栓12和调水平螺母13，手动调整支撑框架3的高度，达到水平状态的目的。

所述支撑框架3中部经测量臂9安装有测距装置5，测量臂9底部安装有第二电位计8，测量臂9上部安装有第一电位计4，第一电位计4和第二电位计8两者相互垂直设置，通过第一电位计4和第二电位计8能分别沿着两个垂直方向调整测距装置5角度。所述测距装置5为激光发射器与接收器的组合结构形式。所述支撑框架3上还装有横向精密电子摆2、纵向精密电子摆7和运算模块6，横向精密电子摆2、纵向精密电子摆7和测距装置5输出接运算模块6；横向精密电子摆2和纵向精密电子摆7用于分别测取支撑框架3横向与水平面和纵向与水平面之间的角度偏差值，运算模块6根据该角度偏差值、以及测距装置5的距离测量值自动计算测量探头和被测物（如带钢）之间的垂直距离，所述距离测量值为测距装置5与被测物之间的距离。

本发明适用于在线扫描测量探头多方位定位装置的工作过程，包括基准点定位和扫描测量两种模式，参见图3和图4。

第一步，启动基准点定位模式，将本发明的多方位定位装置设置为“零点”状态。利用现有的移动测量装置（如膜厚仪）原有驱动机构和位置编码器，将测距装置5红色激光点移动到基准点1标记位置。此时，由于移动测量装置测量框架23的导轨和移动支撑底座22的几何位置可能存在偏差，从而使激光发射器5瞄向基准点1的红色激光点不位于基准点1标记位置，因此测取激光发射器5与基准点1的距离时，只测取一个中间值。第一电位计4和第二电位计8用于精密调整激光发射器5的红色激光点位置，使其与基准点1标记位置重合，之后将横向精密电子摆2和纵向精密电子摆7置零。此时，本发明的多方位定位装置所在位置为基准参考位置，又称零点参考位置。

第二步，启动扫描测量模式，记录距离和角度信息。利用移动测量装置（如膜厚仪）原有驱动机构，将其设置为扫描状态（通常为三点扫描），横向精密电子摆2和纵向精密电子摆7用于测出扫描过程中的横向以及纵向倾斜角度作为辅助值，测距装置5用于测出激光发射器与带钢25表面之间的距离，然后再计算出移动测量装置测量探头21与被测物（带钢25）表面之间的准确距离。测得的距离值和角度值通过运算模块6传输给移动测量装置控制系统，可以用图形显示并存储。

在基准点定位模式下所获得的数据可以作为移动测量装置现阶段位置状态信息保存到控制系统里，作为日后位置调整依据，也可以作为移动测量装置控制系统测量值计算过程中的辅助值。通常，在每次移动测量装置机械结构进行大调整后都要再次启动基准点定位模式，以确定当前位置信息。带钢厚度测量过程中实时获得的距离和角度信息，能用于对带钢厚度进行修正。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，因此，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种适用于在线扫描测量探头多方位定位装置，其特征是：包括测量定位装置（20），测量定位装置（20）与测量探头（21）并行固定安装于移动支撑底座（22）上，移动支撑底座（22）设置于测量框架（23）导轨上；

所述测量定位装置（20）包括：底座（10）、支撑框架（3）、测距装置（5），所述支撑框架（3）经四周的调水平螺栓（12）和调水平螺母（13）连接于底座（10）上；

所述支撑框架（3）中部经测量臂（9）安装有测距装置（5），支撑框架（3）上还装有横向精密电子摆（2）、纵向精密电子摆（7）和运算模块（6），横向精密电子摆（2）、纵向精密电子摆（7）和测距装置（5）输出接运算模块（6）；

所述测量臂（9）底部安装有第二电位计（8），测量臂（9）上部安装有第一电位计（4），第一电位计（4）和第二电位计（8）相互垂直设置，能分别沿着两个垂直方向调整测距装置（5）角度。

2.根据权利要求1所述的适用于在线扫描测量探头多方位定位装置，其特征是：所述多方位定位装置还包括基准点支架（24），基准点支架（24）上部标有基准点（1），基准点支架（24）固定安装于测量框架（23）的驱动侧，基准点（1）用于确定测量定位装置（20）的参考位置。

3.根据权利要求1所述的适用于在线扫描测量探头多方位定位装置，其特征是：所述测距装置（5）为激光发射器与接收器的组合结构形式。