CN106918288A - 光学传感位移测量数显装置 - Google Patents

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黄彩萍
林宽强
陈贤明
张铭
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness

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Abstract

一种光学传感位移测量数显装置，包括数显模块、滑尺。数显模块设置有罩壳、电池仓。罩壳内安装有PCB、液晶显示器，电池仓内安装有充电电池。PCB是双面印制电路版，中间开有方孔，点光源是发光二极管或是激光二极管被安装于PCB方孔斜上方；光学组件由若干透镜、若干棱镜和感光器组成被安装在PCB方孔上；与DSP处理器芯片封装成一体的感光器被安装在透镜反射光束的上端；单片机焊接在PCB上并与液晶显示器相连接，液晶显示器设置有触摸屏功能按键。充电电池与PCB相连接。有益效果在于采用触摸屏功能按键，整个产品界面没有按键存在，实行整体密封，防护效果好。采用无线充电电池，使本发明可应用于便捷式量具量仪。采用高分辨率DSP处理器和大容量存贮器的单片机或ASIC芯片，使测量精度达到微米级，并具有足够快的移动速度和足够大的测量范围。

Description

光学传感位移测量数显装置
技术领域
本发明专利属于位移检测电子量具制造领域，尤其涉及一种光学传感位移测量数显装置。
背景技术
位移测量技术在工业生产中有着广泛的应用。位移检测是机械量检测的基础，将机械量转化成位移量来检测是机电一体化技术很重要的组成部分。对位移的检测不仅为提高产品质量和生产安全提供了重要数据，同时也为其他参数的检测提供了基础。电子量具量仪正是检测机械加工位移量的专用工具。随着数显数控机床的广泛应用，对电子量具量仪的精度、功能、环境适应性等方面提出了更高的要求。目前，普遍使用的便携式位移电子量具采用的是容栅传感技术，由于容栅极间偶合的介质是空气，在空气湿度大的环境中，或在量具表面沾有水或切削液的状况下，容栅传感器不能可靠的工作，显得比较娇气，对使用环境有严格要求。
发明内容
本发明专利的目的在于克服了容栅位移电子量具的上述缺陷，提供一种光学传感位移测量数显装置。
本发明专利的目的是这样实现的：一种光学传感位移测量数显装置，其特征在于：它包括数显模块、滑尺，数显模块设置有罩壳、电池仓，罩壳内安装有PCB、液晶显示器，电池仓内安装有充电电池，PCB上安装有点光源、光学组件、DSP处理器、单片机，滑尺设置有尺身、反射面。
所述数显模块将滑尺套装在罩壳底板和电池仓之间，数显模块沿滑尺平行移动。
上述结构中，所述PCB是双面印制电路版，中间开有方孔，点光源安装于方孔斜上方；光学组件安装在方孔上；感光器安装在透镜反射光束的上端，感光器与DSP处理器芯片封装成一体并整体安装在PCB上；单片机焊接在PCB上并与液晶显示器相连接，充电电池与PCB相连接。
上述结构中，点光源是发光二极管或是激光二极管。
上述结构中，光学组件由若干透镜、若干棱镜和感光器组成。
上述结构中，感光器与DSP处理器芯片封装成一体。
上述结构中，单片机内集成了数据处理、功能预置、显示电路、数据传输等软件程序。
上述结构中，液晶显示器设置有触摸屏功能按键。
上述结构中，充电电池是无线充电电池。
本发明专利的有益效果在于采用触摸屏功能按键，整个产品界面没有按键存在，外观高档美观，经久耐用，且防护效果好，不易受温度，静电，水，灰尘等外界因素影响。进一步，将电子器件和光学部件全部组装在由罩壳、液晶显示器和光学组件所构成的腔体内，实行整体密封，利于防尘防水。采用无线充电电池，使本发明专利可应用于便捷式量具量仪。采用高分辨率DSP处理器和大容量存贮器的单片机或ASIC专用芯片，使测量精度达到微米级，并具有足够快的移动速度和足够大的测量范围。
附图说明
下面结合附图详述本发明专利的具体结构：
图1为本发明专利的外型示意图；
图2为本发明专利的结构剖视图；
图3为本发明专利的光学组件光路图。
其中，1、数显模块；2、滑尺；11、罩壳；111、电池仓；12、PCB；13、点光源；14、光学组件；15、DSP处理器；16、单片机；17、液晶显示器；18、充电电池；21、尺身；22反射面；141、透镜；142、棱镜；143、感光器。
具体实施方式
为详细说明本发明专利的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
请参阅图1，本发明专利涉及一种光学传感位移测量数显装置，它包括数显模块1和滑尺2。
请参阅图2，所述数显模块1设有罩壳11和电池仓111，罩壳内安装有PCB12、点光源13、光学组件14、DSP处理器15、单片机16和液晶显示器17，充电电池18安装在电池仓111内。
其中，PCB12是双面电路版，其上布有线路用于连接各器件之间的电通路，其上安装了点光源13和光学组件14，其上焊接了DSP处理器15和单片机16，液晶显示器17和充电电池18与其相连接。
其中，点光源13是发光二极管。
其中，光学组件14由透镜141、棱镜142和感光器143构成。
其中，DSP处理器15与感光器143封装成一体，并整体安装在PCB上。
其中，单片机16集成了数据处理、功能预置、显示电路、数据传输等软件程序。
其中，液晶显示器17设置有触摸屏功能按键。
其中，充电电池18是无线充电电池。
所述罩壳11设置有两处开口，顶面开口与液晶显示器17密封成一体，底面开口与光学组件14密封成一体。
所述滑尺2设有尺身21和反射面22，反射面22粘贴于尺身21上。
请参阅图3，所述光学组件14由发光二极管发出的光通过透镜141，透射到棱镜142，经棱镜142的两次折射，照射到反射面22上，反射光通过透镜141进入感光器143成像，并提供给DSP处理器15进行图像分析。
通过上述结构，当数显模块1相对于滑尺2移动时，其移动轨迹便会被感光器143记录为一组高速拍摄的连贯图像，经DSP处理器15对移动轨迹上摄取的一系列图像进行分析处理后，判断出移动方向和移动距离，并将数据传输给单片机16，单片机16经过计算将位移数值显示在液晶显示器17上。
作为一实施例，所述的点光源13是激光二极管。
作为另一实施例，所述的单片机16是ASIC位移测量专用芯片。
综上所述，本发明专利拥有以下优势：
1、精度高。采用图像处理能力强大的DSP处理器可将测量精度提高到微米级；
2、防护性能好。采用触摸屏按键和无线充电电池，使得产品表面无需设置按键和接口，利于实现全密封结构，从而解决了在不良工作环境下的防尘、防水、防切削液的难题；
3、采用无线充电电池，很好的解决了增加产品功能必然增加功耗而供电电池容量有限的矛盾。
最后需要指出的是，以上所述仅为本发明专利的实施例，并非因此限制本发明专利的专利范围，凡是利用本发明专利说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明专利的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种光学传感位移测量数显装置，其特征在于：它包括数显模块、滑尺，数显模块设置有罩壳、电池仓，罩壳内安装有PCB、液晶显示器，电池仓内安装有充电电池，PCB上安装有点光源、光学组件、DSP处理器、单片机，滑尺设置有尺身、反射面。
2.如权利要求1所述的光学传感位移测量数显装置，其特征在于：所述PCB是双面印制电路版，中间开有方孔，点光源安装于方孔斜上方；光学组件安装在方孔上；感光器安装在透镜反射光束的上端，感光器与DSP处理器芯片相连接；单片机焊接在PCB上并与液晶显示器相连接，充电电池与PCB相连接。
3.如权利要求1所述的光学传感位移测量数显装置，其特征在于：所述点光源是发光二极管或是激光二极管。
4.如权利要求1所述的光学传感位移测量数显装置，其特征在于：所述光学组件由若干透镜、若干棱镜和感光器组成。
5.如权利要求1所述的光学传感位移测量数显装置，其特征在于：所述感光器与DSP处理器芯片封装成一体，并整体安装在PCB上。
6.如权利要求1所述的光学传感位移测量数显装置，其特征在于：所述单片机是IC封装块或是ASIC专用芯片，其内集成了数据处理、功能预置、显示电路、数据传输等软件程序。
7.如权利要求1所述的光学传感位移测量数显装置，其特征在于：所述液晶显示器设置有触摸屏功能按键。
8.如权利要求1所述的光学传感位移测量数显装置，其特征在于：所述充电电池是无线充电电池。
9.如权利要求1所述的光学传感位移测量数显装置，其特征在于：所述罩 壳设置有两处开口，顶面开口与液晶显示器密封成一体，底面开口与光学组件密封成一体。
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