CN106595495A - 一种光学位移测量系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光学位移测量系统，包括激光位移传感器，激光位移传感器通过控制器与计算机连接，激光位移传感器底部固定连接一位置调节架，位置调节架包括升降台、平台、手轮、传动齿轮及升降丝杠组件，位置调节架一侧与固定杆安装，固定杆底部固定连接第一磁力基座，还包括一同步定位装置，同步定位装置由转轮、编码器、安装杆及第二磁力基座构成，转轮外圆周面上包裹设有一橡胶层，编码器位于转轮外侧用于检测转轮旋转数据，安装杆上端用于安装转轮和编码器，安装杆底端与第二磁力基座固定连接，第一磁力基座和第二磁力基座均安装在同一铁轨上。本发明通过优化设计，适用于测量轴承套圈的椭圆度尺寸，具有测量速度快、操作使用便捷的特点。

Description

一种光学位移测量系统
技术领域
本发明涉及测量设备技术领域，特别涉及一种光学位移测量系统。
背景技术
激光位移传感器是利用激光技术进行测量的传感器，它由激光器、激光检测器和测量电路组成，结合控制器和计算机，可以有效的完成数据采集、控制、运算。激光位移传感器因其较高的测量精度和非接触测量特性，广泛应用于高校和研究机构、汽车工业、机械制造工业、航空与军事工业、冶金和材料工业的需要精密测量检测的行业。然而，在轴承套圈椭圆度检测过程中，通常是通过人工利用仪表仪器检测，通过旋转轴承套圈完成对应数据检测，存在测量效率较低、人工成本较高的缺陷，同时还不便于数据的记录。
发明内容
本发明解决了上述不足，提供了一种光学位移测量系统，具有测量速度快、操作使用便捷的特点。
本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
一种光学位移测量系统，包括激光位移传感器，所述激光位移传感器通过控制器与计算机连接，方便完成数据采集转换及计算，所述激光位移传感器底部固定连接一位置调节架，所述位置调节架包括升降台、平台、手轮、传动齿轮及升降丝杠组件，所述位置调节架一侧与固定杆安装，所述固定杆底部固定连接第一磁力基座，还包括一同步定位装置，所述同步定位装置由转轮、编码器、安装杆及第二磁力基座构成，所述转轮外圆周面上包裹设有一橡胶层，所述编码器位于所述转轮外侧用于检测所述转轮旋转数据，所述编码器将采集的数据传输至所述控制器中，所述安装杆上端用于安装所述转轮和编码器，所述安装杆底端与所述第二磁力基座固定连接，所述第一磁力基座和第二磁力基座均安装在同一铁轨上。
所述升降台位于所述激光位移传感器底部，所述升降台与所述平台之间连接设有所述升降丝杠组件。
所述升降丝杠组件由四条升降丝杠构成。
所述传动齿轮由上齿轮和下齿轮一体连接构成，所述手轮连接一传动杆，所述传动杆端部设有一滚动齿轮，所述滚动齿轮与所述上齿轮上表面啮齿配合，所述下齿轮与所述升降丝杠组件传动配合。
所述计算机内设有仿真分析系统，仿真分析系统包括
数学模型建立模块，通过Flac3D根据接收到的检测数据进行光学测量物理数学模型的建立；
虚拟参数作动模块，用于与数学模型建立模块中的各元素建立关系后，在指定的范围内对参数进行变动，从而驱动各种仿真分析方法针对不同的参数进行计算求解；并用于改变转移节点的位置、方向设置，使数学模型运动；还用于根据接收的控制命令进行数学模型的分解、切割、放大和缩小；
虚拟传感器，为在所建立的数学模型中插入能达到直接获取相应的结果或信息目标的逻辑单元；
仿真分析模块，内设各种仿真分析方法和仿真分析算法；
所述虚拟参数作动模块通过循环执行仿真分析模块，将结果反馈给仿真分析模块，仿真分析模块提取结果，并将结果发送到所述虚拟传感器，所述虚拟传感器接收结果并自动显示结果数据
本发明通过与现有技术相比具有如下有益效果：本发明通过优化设计，适用于测量轴承套圈的椭圆度尺寸，具有测量精确度高、测量速度快、操作使用便捷的特点，同时通过自定义的虚拟参数作动模块、虚拟传感器和仿真分析模块，以及Flac3D的应用，实现了测量结果的仿真预测分析，进一步提供了测量的精度。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的激光位移传感器与位置调节架安装示意图；
图3为本发明的位置调节架内部传动结构示意图；
图4为本发明的位置调节架与固定杆安装结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
如图1至图4所示，本发明提供的一种光学位移测量系统，包括激光位移传感器3，激光位移传感器3通过控制器2与计算机1连接，方便完成数据采集转换及计算，激光位移传感器3底部固定连接一位置调节架4，位置调节架4包括升降台41、平台42、手轮43、传动齿轮45及升降丝杠组件44，位置调节架4一侧与固定杆6安装，固定杆6底部固定连接第一磁力基座7，还包括一同步定位装置5，同步定位装置5由转轮54、编码器53、安装杆52及第二磁力基座51构成，转轮54外圆周面上包裹设有一橡胶层，提高摩擦力，便于转动，编码器53位于转轮54外侧用于检测转轮54旋转数据，编码器53将采集的数据传输至控制器2中，安装杆52上端用于安装转轮54和编码器 53，安装杆52底端与第二磁力基座51固定连接，第一磁力基座51和第二磁力基座7均安装在同一铁轨8。
本发明升降台41位于激光位移传感器3底部，升降台41与平台52之间连接设有升降丝杠组件44。
本发明升降丝杠组件44由四条升降丝杠构成。
本发明所述计算机内设有仿真分析系统，仿真分析系统包括
数学模型建立模块，通过Flac3D根据接收到的检测数据进行光学测量物理数学模型的建立；
虚拟参数作动模块，用于与数学模型建立模块中的各元素建立关系后，在指定的范围内对参数进行变动，从而驱动各种仿真分析方法针对不同的参数进行计算求解；并用于改变转移节点的位置、方向设置，使数学模型运动；还用于根据接收的控制命令进行数学模型的分解、切割、放大和缩小；
虚拟传感器，为在所建立的数学模型中插入能达到直接获取相应的结果或信息目标的逻辑单元；
仿真分析模块，内设各种仿真分析方法和仿真分析算法；
所述虚拟参数作动模块通过循环执行仿真分析模块，将结果反馈给仿真分析模块，仿真分析模块提取结果，并将结果发送到所述虚拟传感器，所述虚拟传感器接收结果并自动显示结果数据
本发明传动齿轮45由上齿轮452和下齿轮451一体连接构成，手轮43连接一传动杆432，传动杆432端部设有一滚动齿轮431，滚动齿轮431与上齿轮452上表面啮齿配合，下齿轮451与升降丝杠组件44传动配合。
依据上述结构，本发明优化设计了激光位移传感器3的安装结构，采用位置调节架4方便激光位移传感器3的位置调整，利用位置调节架4与固定杆6的升降调节，其可采用螺栓46紧固调节，方便调整激光位移传感器3的具体高度位置，结合位置调节架4结构，利用手轮43驱动传动齿轮45，从而实现升降丝杠组件44的上下移动，方便激光位移传感器3的位置微调，提高测量精确度。
本发明的工作原理为：首先完成位置调整，通过第一磁力基座7和第二磁力基座51可以完成前后位置的调整，同时在同一铁轨8上固定可以保证激光位移传感器3和同步定位装置5位于同一基面上，完成对应高度的调整后，将轴承套圈9放置在对应检测位置，将轴承套圈9检测面与转轮54外侧面相切，完成定位后，转动轴承套圈9，从而带动转轮54旋转，编码器53完成对转轮54旋转数据的采集，发送至控制器2内，控制器2收到信号后控制激光位移传感器3完成数据测量，并将测量数据反馈至控制器2内，控制器2将数据传输至计算机1内，完成数据显示记录。
本发明通过优化设计，适用于测量轴承套圈的椭圆度尺寸，具有测量精确 度高、测量速度快、操作使用便捷的特点，同时通过自定义的虚拟参数作动模块、虚拟传感器和仿真分析模块，以及Flac3D的应用，实现了测量结果的仿真预测分析，进一步提供了测量的精度。
由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

Claims (5)

1.一种光学位移测量系统，包括激光位移传感器，所述激光位移传感器通过控制器与计算机连接，方便完成数据采集转换及计算，其特征在于：所述激光位移传感器底部固定连接一位置调节架，所述位置调节架包括升降台、平台、手轮、传动齿轮及升降丝杠组件，所述位置调节架一侧与固定杆安装，所述固定杆底部固定连接第一磁力基座，还包括一同步定位装置，所述同步定位装置由转轮、编码器、安装杆及第二磁力基座构成，所述转轮外圆周面上包裹设有一橡胶层，所述编码器位于所述转轮外侧用于检测所述转轮旋转数据，所述编码器将采集的数据传输至所述控制器中，所述安装杆上端用于安装所述转轮和编码器，所述安装杆底端与所述第二磁力基座固定连接，所述第一磁力基座和第二磁力基座均安装在同一铁轨上。
2.根据权利要求1所述的一种光学位移测量系统，其特征在于：所述升降台位于所述激光位移传感器底部，所述升降台与所述平台之间连接设有所述升降丝杠组件。
3.根据权利要求2所述的一种光学位移测量系统，其特征在于：所述升降丝杠组件由四条升降丝杠构成。
4.根据权利要求1所述的一种光学位移测量系统，其特征在于：所述传动齿轮由上齿轮和下齿轮一体连接构成，所述手轮连接一传动杆，所述传动杆端部设有一滚动齿轮，所述滚动齿轮与所述上齿轮上表面啮齿配合，所述下齿轮与所述升降丝杠组件传动配合。
5.根据权利要求1所述的一种光学位移测量系统，其特征在于：所述计算机内设有仿真分析系统，仿真分析系统包括
数学模型建立模块，通过Flac3D根据接收到的检测数据进行光学测量物理数学模型的建立；
虚拟参数作动模块，用于与数学模型建立模块中的各元素建立关系后，在指定的范围内对参数进行变动，从而驱动各种仿真分析方法针对不同的参数进行计算求解；并用于改变转移节点的位置、方向设置，使数学模型运动；还用于根据接收的控制命令进行数学模型的分解、切割、放大和缩小；
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