CN106643833A - 反射式微动检测系统、自动化设备、工业机器人 - Google Patents

反射式微动检测系统、自动化设备、工业机器人 Download PDF

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Abstract

反射式微动检测系统，其特征在于：包括传感器、激光器(S9)、反光镜(S8)；反光镜(S8)与待测物(S7)固定连接；激光器(S9)发射的一个光束激光经由反光镜(S8)反射后经由传感器的、透明窗口(S2)同时投射到第一光敏电阻(R1)、第二光敏电阻(R2)上，待测物(S7)靠近或远离传感器时激光光斑移动，被传感器输出发生变化。自动化设备、工业机器人，具有所述的传感器。本发明结构简单、成本低廉、敏感度高、容易加工、提供了一条反射式微动检测系统设计新思路。

Description

反射式微动检测系统、自动化设备、工业机器人
技术领域
涉及工业检测领域，具体涉及反射式微动检测系统、自动化设备、工业机器人。
技术背景
现有的工业检测系统，成本高昂，对加工精度要求很高、成本很高、结构复杂，越敏感的检测系统，越容易感应微小的环境变化，检测系统越敏感越有利于设备的高速反应，现有的高敏感度的检测系统价格非常昂贵。
发明内容
本发明涉及反射式微动检测系统、自动化设备、工业机器人，能够提供一种传感器设计新思路。
1、反射式微动检测系统，其特征在于：包括传感器、激光器(S9)、反光镜(S8)；
传感器包括封装壳体(S1)、第一光敏电阻(R1)、第二光敏电阻(R2)、电路(S3)、透明窗口(S2)；
传感器中：电路(S3)安装在封装壳体(S1)内；
传感器中：透明窗口(S2)作为透光窗口安装在封装壳体(S1)上，第一光敏电阻(R1)、第二光敏电阻(R2)的实体并列安装在封装壳体(S1)内，外部光线的同一光斑能够同时照耀到第一光敏电阻(R1)、第二光敏电阻(R2)的表面；
传感器中：当光斑移动时，第一光敏电阻(R1)、第二光敏电阻(R2)所受的光线增量相反，一个为正一个为负，起到放大光斑移动信息的功能；
传感器中：电路(S3)具有放大功能；
传感器中：第一光敏电阻(R1)与电路(S3)相连，第二光敏电阻(R2)与电路(S3)相连；
传感器中：第一光敏电阻(R1)、第二光敏电阻(R2)中一个为正向电阻一个为反向电阻；
传感器中：反向电阻的阻值变化与电路(S3)的输出变化相反，其他条件不变的情况下，反向电阻的阻值增大时，电路(S3)的输出变小，反向电阻的阻值减小时，电路(S3)的输出增大；
传感器中：正向电阻的阻值的变化与电路(S3)的输出变化相同，正向电阻的阻值减小时，电路(S3)的输出减小，正向电阻的阻值增大时，电路(S3)的输出增大；
反光镜(S8)与待测物(S7)固定连接；
激光器(S9)发射的一个光束激光经由反光镜(S8)反射后经由传感器的、透明窗口(S2)同时投射到第一光敏电阻(R1)、第二光敏电阻(R2)上，待测物(S7)靠近或远离传感器时激光光斑移动，被传感器输出发生变化。
进一步地：封装壳体(S1)为塑料材质。
进一步地：透明窗口(S2)的材质为玻璃。
进一步地：透明窗口(S2)的材质为人造蓝宝石材质。
进一步地：电路(S3)为有源放大电路。
进一步地：电路(S3)为无源放大电路。
自动化设备，具有前述的传感器。
工业机器人，具有前述的传感器。
技术内容说明，及其有益效果。
由于第一光敏电阻(R1)、第二光敏电阻(R2)的变化方向相反，二电路的输出与第一光敏电阻(R1)、第二光敏电阻(R2)各自相异，所以本发明能够起到急剧放大的作用，能够很明显的测量到光斑的移动，可以检测待测物S7非常细微的移动。
本发明能够通过激光器(S9)发出的光斑的位置移动产生较大的电学变化差，本发明的设计架构使得本发明能够放大变化差，提高感光敏感度，降低制造成本，还可以用于检测震动。
本发明结构简单、成本低廉、敏感度高、容易加工、提供了一条反射式微动检测系统设计新思路。
附图说明
图1是本发明的实施例1的结构示意图，其中M为待测物S7的运动方向。
图2是本发明的实施例1的电路采用PROTUES软件仿真的示意图。展示了，光敏电阻R1，R2光照相同的情况。图中电压表用于显示电路输出的强度值-电压值。
图3是本发明的实施例1的电路采用PROTUES软件仿真的示意图。展示了，光敏电阻R1光照小于R2光照的情况。图中电压表用于显示电路输出的强度值-电压值。
图4是本发明的实施例1的电路采用PROTUES软件仿真的示意图。展示了，光敏电阻R1光照大于光敏电阻R2光照的情况。图中电压表用于显示电路输出的强度值-电压值。
附图标号说明：第一光敏电阻(R1)；第二光敏电阻(R2)；第三号电阻(R3)；第四号电阻(R6)；第五号电阻(R4)；第六号电阻(R5)；第七号电阻(R7)；第八号电阻(R8)；第一号运算放大器(U1:A)；第二号运算放大器(U1:B)；第三号运算放大器(U2:A)。R5、R1、运算放大器U1A构成一个反向放大电路，R4、R2、运算放大器U1B构成一个反向放大电路，其中R4与R5的阻值相同，反向放大电路的输入端电压为5V，电路增益为-R5/R1以及-R4/R2，考虑到R4＝R5，所以P1-2处电压为-5V*R5/R1，P2-2出电压为-5V*R5/R2。R3、R6、R7、R8、运算放大器U2A构成一个差分放大电路，R3＝R6＝15k，R7＝R8＝5k，电路增益为5k/15k＝1/3。所以Vout＝1/3*(Vp12–Vp22)＝5*R5*(R2–R1)/(3*R1*R2)。
具体实施方式
实施例1、反射式微动检测系统，其特征在于：包括传感器、激光器(S9)、反光镜(S8)；
传感器包括封装壳体(S1)、第一光敏电阻(R1)、第二光敏电阻(R2)、电路(S3)、透明窗口(S2)；
传感器中：电路(S3)安装在封装壳体(S1)内；
传感器中：透明窗口(S2)作为透光窗口安装在封装壳体(S1)上，第一光敏电阻(R1)、第二光敏电阻(R2)的实体并列安装在封装壳体(S1)内，外部光线的同一光斑能够同时照耀到第一光敏电阻(R1)、第二光敏电阻(R2)的表面；
传感器中：当光斑移动时，第一光敏电阻(R1)、第二光敏电阻(R2)所受的光线增量相反，一个为正一个为负，起到放大光斑移动信息的功能；
传感器中：电路(S3)具有放大功能；
传感器中：第一光敏电阻(R1)与电路(S3)相连，第二光敏电阻(R2)与电路(S3)相连；
传感器中：第一光敏电阻(R1)、第二光敏电阻(R2)中一个为正向电阻一个为反向电阻；
传感器中：反向电阻的阻值变化与电路(S3)的输出变化相反，其他条件不变的情况下，反向电阻的阻值增大时，电路(S3)的输出变小，反向电阻的阻值减小时，电路(S3)的输出增大；
传感器中：正向电阻的阻值的变化与电路(S3)的输出变化相同，正向电阻的阻值减小时，电路(S3)的输出减小，正向电阻的阻值增大时，电路(S3)的输出增大；
反光镜(S8)与待测物(S7)固定连接；
激光器(S9)发射的一个光束激光经由反光镜(S8)反射后经由传感器的、透明窗口(S2)同时投射到第一光敏电阻(R1)、第二光敏电阻(R2)上，待测物(S7)靠近或远离传感器时激光光斑移动，被传感器输出发生变化。
电路包括包括第一号电阻、第二号电阻、第三号电阻、第四号电阻、第五号电阻、第六号电阻、第七号电阻、第八号电阻、第一号运算放大器、第二号运算放大器、第三号运算放大器；
第六号电阻的第二脚与第一号运算放大器的OP脚相连,第三号电阻的第一脚与第一号运算放大器的OP脚相连,第七号电阻的第一脚与第三号电阻的第二脚相连,第三号运算放大器的+IP脚与第三号电阻的第二脚相连,第四号电阻的第一脚与第五号电阻的第二脚相连,第二号运算放大器的OP脚与第五号电阻的第二脚相连,第八号电阻的第一脚与第四号电阻的第二脚相连,第三号运算放大器的-IP脚与第四号电阻的第二脚相连,第一号电阻的第二脚与电气节点P1-2相连,第六号电阻的第一脚与电气节点P1-2相连,第一号运算放大器的-IP脚与电气节点P1-2相连,第二号电阻的第二脚与电气节点P2-2相连,第二号运算放大器的-IP脚与电气节点P2-2相连,第五号电阻的第一脚与电气节点P2-2相连,第一号运算放大器的V-脚与第二号运算放大器的V-脚相连,电气节点OUT与电气节点OUT相连,第八号电阻的第二脚与电气节点OUT相连,第三号运算放大器的OP脚与电气节点OUT相连,电气节点GND与电气节点GND相连,第一号运算放大器的+IP脚与电气节点GND相连,第二号运算放大器的+IP脚与电气节点GND相连,第七号电阻的第二脚与电气节点GND相连,第一号电阻的第一脚与电气节点VCC相连,第二号电阻的第一脚与电气节点VCC相连,第一号运算放大器的V+脚与电气节点VCC相连,第二号运算放大器的V+脚与电气节点VCC相连,第三号运算放大器的V+脚与电气节点VCC相连,电气节点P1-1与电气节点VCC相连,电气节点P2-1与电气节点VCC相连。
实施例2、自动化设备，具有实施例1的传感器。
实施例3、工业机器人，具有实施例1的传感器。
不详处为现有技术，故不赘述。

Claims (8)

1.反射式微动检测系统，其特征在于：包括传感器、激光器(S9)、反光镜(S8)；
传感器包括封装壳体(S1)、第一光敏电阻(R1)、第二光敏电阻(R2)、电路(S3)、透明窗口(S2)；
传感器中：电路(S3)安装在封装壳体(S1)内；
传感器中：透明窗口(S2)作为透光窗口安装在封装壳体(S1)上，第一光敏电阻(R1)、第二光敏电阻(R2)的实体并列安装在封装壳体(S1)内，外部光线的同一光斑能够同时照耀到第一光敏电阻(R1)、第二光敏电阻(R2)的表面；
传感器中：当光斑移动时，第一光敏电阻(R1)、第二光敏电阻(R2)所受的光线增量相反，一个为正一个为负，起到放大光斑移动信息的功能；
传感器中：电路(S3)具有放大功能；
传感器中：第一光敏电阻(R1)与电路(S3)相连，第二光敏电阻(R2)与电路(S3)相连；
传感器中：第一光敏电阻(R1)、第二光敏电阻(R2)中一个为正向电阻一个为反向电阻；
传感器中：反向电阻的阻值变化与电路(S3)的输出变化相反，其他条件不变的情况下，反向电阻的阻值增大时，电路(S3)的输出变小，反向电阻的阻值减小时，电路(S3)的输出增大；
传感器中：正向电阻的阻值的变化与电路(S3)的输出变化相同，正向电阻的阻值减小时，电路(S3)的输出减小，正向电阻的阻值增大时，电路(S3)的输出增大；
反光镜(S8)与待测物(S7)固定连接；
激光器(S9)发射的一个光束激光经由反光镜(S8)反射后经由传感器的、透明窗口(S2)同时投射到第一光敏电阻(R1)、第二光敏电阻(R2)上，待测物(S7)靠近或远离传感器时激光光斑移动，被传感器输出发生变化。
2.如权利要求1所述的反射式微动检测系统，其特征在于：封装壳体(S1)为塑料材质。
3.如权利要求1所述的反射式微动检测系统，其特征在于：透明窗口(S2)的材质为玻璃。
4.如权利要求1所述的反射式微动检测系统，其特征在于：透明窗口(S2)的材质为人造蓝宝石材质。
5.如权利要求1所述的反射式微动检测系统，其特征在于：电路(S3)为有源放大电路。
6.如权利要求1所述的反射式微动检测系统，其特征在于：电路(S3)为无源放大电路。
7.自动化设备，其特征在于：具有权利要求1所述的传感器。
8.工业机器人，其特征在于：具有权利要求1所述的传感器。
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