CN114152219A - 一种基于激光的电机偏心度放大测量的系统、方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于激光的电机偏心度放大测量的系统、方法，属于光电测量技术领域，包括激光器、第一反射装置、第二反射装置、光阑部件、电机、第三反射装置、视觉检测机构和控制器；激光器被配置成发射激光；第一反射装置被配置成反射来自激光器的激光，使激光反射到第二反射装置；第二反射装置被配置成反射来自第一反射装置的激光，使激光反射到光阑部件；光阑部件被配置成透射来自第二反射装置的激光；第三反射装置和电机连接，第三反射装置被配置成反射来自光阑部件的激光，且使激光反射到光阑部件，以在光阑部件中形成运动轨迹。本发明达到能够进行小型电机偏心度的测量，便于操作的技术效果。

Description

一种基于激光的电机偏心度放大测量的系统、方法

技术领域

本发明属于光电测量技术领域，特别涉及一种基于激光的电机偏心度放大测量的系统、方法。

背景技术

小型的步进电机与伺服电机在工业制造中使用越来越广泛，而电机工作一定时间，会出现电机轴偏离中轴一定的角度，这个角度称为偏心度，转轴偏心度是测量高速电机的重要参数，偏心转轴高速旋转时，会产生高振幅和高频率，对电机造成较大的损害，也会导致电机定位不准，伸缩推力不足等问题。

目前，在现有的光电测量技术中，通常是进行静态测量，测量目标物体的固定角度，基本以圆光栅为代表的测量模式。但是，对于电机转动过程中的动态测量，由于采用经纬仪可以对大型零部件的角度进行测量，价格昂贵，容易损坏，操作复杂，难以进行小型电机偏心度的测量，精度低、动态性能差。

综上所述，在现有的光电测量技术中，存在着难以进行小型电机偏心度的测量，操作复杂的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是难以进行小型电机偏心度的测量，操作复杂的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于激光的电机偏心度放大测量的系统，所述系统包括：激光器、第一反射装置、第二反射装置、光阑部件、光束校准平台、校准光标、电机、第三反射装置、视觉检测机构和控制器；所述激光器被配置成发射激光；所述第一反射装置被配置成反射来自激光器的激光，使激光反射到第二反射装置；所述第二反射装置被配置成反射来自第一反射装置的激光，使激光反射到光阑部件；所述光阑部件被配置成透射来自第二反射装置的激光；第三反射装置和电机连接，所述第三反射装置被配置成反射来自光阑部件的激光，且使激光反射到光阑部件，以在光阑部件中形成运动轨迹；视觉检测机构可拍摄所述运动轨迹，以获得光斑图片信息；所述控制器包括存储器和处理器，其中所述存储器存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时能够实现以下步骤：接收所述光斑图片信息，且依据光斑图片信息来提取坐标信息；采用最小二乘法对提取的坐标信息进行拟合，来获得光斑拟合圆直径；依据所述光斑拟合圆直径，以及预设的偏心度计算公式来计算出偏心度。

进一步地，所述第一反射装置包括第一可调镜座和第一平面镜，所述第一平面镜和所述第一可调镜座连接；所述第二反射装置包括第二可调镜座和第二平面镜，所述第二平面镜和所述第二可调镜座连接；所述第三反射装置包括第三平面镜，所述第三平面镜与所述电机的转轴相垂直。

进一步地，所述偏心度计算公式为

其中，所述α是电机偏心度；所述L是电机至光阑部件的距离；所述Δ是光斑拟合圆直径。

进一步地，所述光阑部件包括：光阑和夹持组件，所述光阑与所述夹持组件连接，所述光阑设置有通孔，所述光阑分布有以所述通孔为中心的多个同心圆刻线，多个所述同心圆刻线的直径依次增大。

进一步地，所述系统还包括：光束校准平台和校准光标，所述校准光标设置于光束校准平台上，所述校准光标被配置成校准来自所述光阑部件的激光，所述校准光标设置有十字刻线，所述光束校准平台设置有校准刻线，所述十字刻线的底部与所述校准刻线相交，所述校准刻线与所述激光器的光轴平行。

进一步地，所述系统还包括：磁吸座、转接件、第一基座杆、第二基座杆、可调座、转接轴和位移平台，所述第一基座杆的一端和所述磁吸座连接，所述第一基座杆的另一端和所述转接件连接；所述可调座与所述第二基座杆的一端连接，所述视觉检测机构安装于所述可调座，所述可调座设置有衔接孔；所述转接轴的一端与所述电机的转轴连接，所述转接轴的另一端贯穿所述衔接孔与所述第三反射装置连接；所述位移平台设置有固定端和调节端，所述固定端和所述转接件连接，所述调节端与所述第二基座杆的另一端连接，以通过所述调节端来调节所述第二基座杆朝向X轴或者Y轴或者Z轴方向移动。

进一步地，所述视觉检测机构的光轴和所述激光器的光轴相平行。

进一步地，所述激光器是氦氖激光器，所述激光是可见红光。

进一步地，所述视觉检测机构是CCD摄像头。

依据本发明的又一个方面，本发明还提供一种基于激光的电机偏心度放大测量的方法，所述方法包括：采用第一反射装置将来自激光器的激光反射到第二反射装置；采用第二反射装置将来自第一反射装置的激光反射到光阑部件；采用光阑部件透射来自第二反射装置的激光；采用校准光标对来自光阑部件的激光进行校准；采用第三反射装置将校准后的来自光阑部件的激光再反射到光阑部件，以在光阑部件中形成运动轨迹；采用视觉检测机构来拍摄所述运动轨迹，以获得光斑图片信息；依据获得的光斑图片信息，通过MATLAB软件来提取坐标信息；采用最小二乘法对提取的坐标信息进行拟合，来获得光斑拟合圆直径；依据所述光斑拟合圆直径，以及预设的偏心度计算公式来计算出偏心度。

有益效果：

本发明提供一种基于激光的电机偏心度放大测量的系统，通过激光器被配置成发射激光；第一反射装置被配置成反射来自激光器的激光，使激光反射到第二反射装置；第二反射装置被配置成反射来自第一反射装置的激光，使激光反射到光阑部件；光阑部件被配置成透射来自第二反射装置的激光；第三反射装置和电机连接，第三反射装置被配置成反射来自光阑部件的激光，并且使激光反射到光阑部件，以在光阑部件中形成运动轨迹；视觉检测机构可拍摄运动轨迹，以获得光斑图片信息。控制器中存储器存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时能够实现接收所述光斑图片信息，并且依据光斑图片信息来提取坐标信息；采用最小二乘法对提取的坐标信息进行拟合，来获得光斑拟合圆直径；依据所述光斑拟合圆直径，以及预设的偏心度计算公式来计算出偏心度。这样在对小型电机偏心度进行测量的过程中，通过激光的反射原理，使激光经过与电机连接的第三反射装置反射至光阑部件接收，直观地对电机的转轴的偏心运动轨迹进行放大，视觉检测机构对光斑的运动轨迹进行实时快速、准确地捕捉，来分析投影在光阑部件上做圆周运动的光斑的运动轨迹直径，能够计算出电机的偏心度，便于操作，适应于小型电机偏心度的测量，继而实现能够进行小型电机偏心度的测量，便于操作。从而达到了能够进行小型电机偏心度的测量，便于操作的技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种基于激光的电机偏心度放大测量的系统的示意图一；

图2为本发明实施例提供的一种基于激光的电机偏心度放大测量的系统的示意图二；

图3为本发明实施例提供的一种基于激光的电机偏心度放大测量的系统的示意图三；

图4为本发明实施例提供的一种基于激光的电机偏心度放大测量的系统的示意图四；

图5为本发明实施例提供的一种基于激光的电机偏心度放大测量的系统的示意图五；

图6为本发明实施例提供的一种基于激光的电机偏心度放大测量的系统的示意图六；

图7为本发明实施例提供的一种基于激光的电机偏心度放大测量的系统的示意图七；

图8为本发明实施例提供的一种基于激光的电机偏心度放大测量的方法的流程图。

具体实施方式

本发明公开了一种基于激光的电机8偏心度放大测量的系统，通过激光器1被配置成发射激光；第一反射装置被配置成反射来自激光器1的激光，使激光反射到第二反射装置；第二反射装置被配置成反射来自第一反射装置的激光，使激光反射到光阑41部件；光阑41部件被配置成透射来自第二反射装置的激光；第三反射装置8和电机8连接，第三反射装置8被配置成反射来自光阑41部件的激光，并且使激光反射到光阑41部件，以在光阑41部件中形成运动轨迹；视觉检测机构6可拍摄运动轨迹，以获得光斑图片信息。控制器中存储器存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时能够实现接收所述光斑图片信息，并且依据光斑图片信息来提取坐标信息；采用最小二乘法对提取的坐标信息进行拟合，来获得光斑拟合圆直径；依据所述光斑拟合圆直径，以及预设的偏心度计算公式来计算出偏心度。这样在对小型电机8偏心度进行测量的过程中，通过激光的反射原理，使激光经过与电机8连接的第三反射装置8反射至光阑41部件接收，直观地对电机8的转轴的偏心运动轨迹进行放大，视觉检测机构6对光斑的运动轨迹进行实时快速、准确地捕捉，来分析投影在光阑41部件上做圆周运动的光斑的运动轨迹直径，能够计算出电机8的偏心度，便于操作，适应于小型电机8偏心度的测量，继而实现能够进行小型电机8偏心度的测量，便于操作。从而达到了能够进行小型电机8偏心度的测量，便于操作的技术效果。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围；其中本实施中所涉及的“和/或”关键词，表示和、或两种情况，换句话说，本发明实施例所提及的A和/或B，表示了A和B、A或B两种情况，描述了A与B所存在的三种状态，如A和/或B，表示：只包括A不包括B；只包括B不包括A；包括A与B。

应当理解，虽然术语“第一”，“第二”等在这里可以用来描述各种元件，部件，区域，层和/或部分，但是这些元件，部件，区域，层和/或部分不应当受到这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个元件，部件，区域，层或区段与另一个元件，部件，区域，层或区段。因此，在不背离示例性实施例的教导的情况下，下面讨论的第一元件，部件，区域，层或部分可以被称作第二元件，部件，区域，层或部分。这里可以使用空间上相关的术语，例如“下面”，“上面”等，以便于描述一个元件或特征与另一个元件或特征的关系。可以理解，除了图中所示的方位之外，空间上相对的术语还包括使用或操作中的装置的不同方位。例如，如果图中的设备被翻转，那么被描述为“下面”的元件或特征将被定向为“上面”其它元件或特征。因此，示例性术语“下面”可以包括上面和下面的取向。该设备可以被定向(旋转90度或在其它定向上)，并且这里所使用的空间相关描述符被相应地解释。

同时，本发明实施例中，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本发明实施例中所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明目的，并不是旨在限制本发明。

实施例一

请参见图1、图2、图3、图4、图5、图6和图7，图1是本发明实施例提供的一种基于激光的电机8偏心度放大测量的系统的示意图一,图2是本发明实施例提供的一种基于激光的电机8偏心度放大测量的系统的示意图二,图3是本发明实施例提供的一种基于激光的电机8偏心度放大测量的系统的示意图三,图4是本发明实施例提供的一种基于激光的电机8偏心度放大测量的系统的示意图四,图5是本发明实施例提供的一种基于激光的电机8偏心度放大测量的系统的示意图五,图6是本发明实施例提供的一种基于激光的电机8偏心度放大测量的系统的示意图六,图7是本发明实施例提供的一种基于激光的电机8偏心度放大测量的系统的示意图七。本发明实施例一提供的一种基于激光的电机8偏心度放大测量的系统，包括激光器1、第一反射装置、第二反射装置、光阑41部件、光束校准平台5、校准光标6、电机8、第三反射装置8、视觉检测机构6和控制器，现分别对激光器1、第一反射装置、第二反射装置、光阑41部件、光束校准平台5、校准光标6、电机8、第三反射装置8、视觉检测机构6和控制器进行详细说明：

对于激光器1、第一反射装置、第二反射装置、光阑41部件、光束校准平台5、校准光标6、电机8和第三反射装置8而言：

激光器1被配置成发射激光；其中，所述激光器1是氦氖激光器1，所述激光是可见红光。所述第一反射装置被配置成反射来自激光器1的激光，使激光反射到第二反射装置；其中，所述第一反射装置包括第一可调镜座21和第一平面镜22，所述第一平面镜22和所述第一可调镜座21连接；所述第二反射装置被配置成反射来自第一反射装置的激光，使激光反射到光阑41部件；其中，所述第二反射装置包括第二可调镜座31和第二平面镜32，所述第二平面镜32和所述第二可调镜座31连接；所述光阑41部件被配置成透射来自第二反射装置的激光；其中，所述光阑41部件包括：光阑41和夹持组件42，所述光阑41与所述夹持组件42连接，所述光阑41设置有通孔，所述光阑41分布有以所述通孔为中心的多个同心圆刻线411，多个所述同心圆刻线411的直径依次增大。校准光标6设置于光束校准平台5上，所述校准光标6被配置成校准来自光阑41部件的激光；其中，所述校准光标6设置有十字刻线61，所述光束校准平台5设置有校准刻线51，所述十字刻线61的底部与所述校准刻线51相交，所述校准刻线51与所述激光器1的光轴平行。第三反射装置8和电机8连接，所述第三反射装置8被配置成反射来自光阑41部件的激光，并且使激光反射到光阑41部件，以在光阑41部件中形成运动轨迹；其中，所述第三反射装置8包括第三平面镜，所述第三平面镜与所述电机8的转轴相垂直。本发明实施例一提供的一种基于激光的电机8偏心度放大测量的系统还包括：磁吸座10、转接件11、第一基座杆12、第二基座杆13、可调座14、转接轴15和位移平台16，所述第一基座杆12的一端和所述磁吸座10连接，所述第一基座杆12的另一端和所述转接件11连接；所述可调座14与所述第二基座杆13的一端连接，所述视觉检测机构6安装于所述可调座14，所述可调座14设置有衔接孔；所述转接轴15的一端与所述电机8的转轴连接，所述转接轴15的另一端贯穿所述衔接孔与所述第三反射装置8连接；所述位移平台16设置有固定端和调节端，所述固定端和所述转接件11连接，所述调节端与所述第二基座杆13的另一端连接，以通过所述调节端来调节所述第二基座杆13朝向X轴或者Y轴或者Z轴方向移动。

具体而言，第一反射装置中第一平面镜22可以是指平面反射镜，第一平面镜22安装于第一可调镜座21，通过第一可调镜座21可以对第一平面镜22的位置进行调节，如第一可调镜座21可以包含有支撑底座和升降杆，升降杆安装于支撑底座，升降杆可以在支撑底座上进行升降，第一平面镜22安装于升降杆，通过调节降杆的高度来调节第一平面镜22的高度。第二反射装置中第二平面镜32安装于第二可调镜座31，第二可调镜座31和第一可调镜座21的结构、原理相同，此处不再累述，通过第二可调镜座31可以对第二平面镜32的位置进行调节。光阑41部件中夹持组件42对光阑41进行夹持，在光阑41和周围也可以设置有接收光屏24，在光阑41上开设有通孔，激光可以穿过位于光阑41中的通孔，该通孔在水平方向上与校准光标6位于同一高度，该通孔在竖直方向上与校准光标6相互平行。通过夹持组件42可以对光阑41的位置进行调节，如夹持组件42包括有支撑座和固定于支撑座上的升降杆，升降杆与光阑41连接，通过调节升降杆的高度来对光阑41的高度进行调节。

另外，校准光标6安装于光束校准平台5上，在光束校准平台5的底部侧面四个夹角区域分别设置有微调螺栓，通过旋转微调螺栓可以对光束校准平台5的四个夹角的高度进行调节。在光束校准平台5的顶部侧面上刻有校准刻线51，该校准刻线51和激光器1的光轴相互平行，校准光标6靠近光阑41部件的一侧刻有十字刻线61，十字刻线61的底部(即与光束校准平台5相互接触的部分)与校准刻线51相交，即此时来自光阑41部件的激光垂直射入校准光标6。磁吸座10上安装有第一基座杆12，转接件11安装于第一基座杆12上，可调座14和第二基座杆13连接，下述视觉检测机构6安装于可调座14上，视觉检测机构6可以是CCD摄像头，可调座14的顶部侧面与光束校准平台5相互平行，CCD摄像头通过卡条22安装于可调座14的顶部侧面，即在CCD摄像头的左右两侧分别连接有卡条22的一端，卡条22的另一端安装于可调座14上。在可调座14上可以开始有衔接孔，电机8安装于可调座14上，如可调座14包括有2个可调块，通过M4小螺钉20、M4大螺钉21来将2个可调块锁住，连接2个可调块的M3螺钉19在旋转时，可以对2个可调块锁住之前的间距进行调节，同时将电机8的壳体安装在转接板23上，转接板23和1个可调块连接，继而通过M3螺钉19对位于转接板23中的电机8的左右偏转角度和前后偏转角度进行调节。电机8的转轴可以贯穿衔接孔(即衔接孔贯穿上述2个可调块和转接板23)，转接轴15的一端攻丝与贯穿衔接孔的转轴连接，转接轴15的另一端与第三平面镜连接，第三平面镜可以与转接轴15相互垂直，转接轴15与转接轴15位于同一直线上。

需要注意的是，位移平台16的固定端和转接件11连接，以实现将第一基座杆12安装于位移平台16上，位移平台16的调节端和第二基座杆13连接，以实现通过调节端对第二基座杆13的移动方向进行调节，使得第二基座杆13能够沿着X轴或者Y轴或者Z轴的方向移动，如位移平台16的固定端可以包括第一位移块、第二位移块和第三基座杆18，第三基座杆18安装于第一位移块，第三基座杆18和转接件11连接，位移平台16的调节端可以包括第三位移块、第四位移块和第五位移块，以及3个微调旋钮17，第一位移块、第二位移块和第三位移块相互接触，第二位移块位于第一位移块和第三位移块之间，第四位移块和第五位移块相互接触，第四位移块和第二位移块相互垂直，第四位移块和第二基座杆13垂直连接。每一个微调旋钮17包括一个L型调节块和一个螺纹栓，螺纹栓和L型调节块螺纹连接，第一个微调旋钮17中螺纹栓贯穿L型调节块后与第三位移块螺纹连接，L型调节块与第一位移块固定连接，这样通过旋转螺纹栓可以带动第一位移块和第三位移块在Z轴方向上做上下移动。第二个微调旋钮17中螺纹栓贯穿L型调节块后与第二位移块螺纹连接，L型调节块与第一位移块固定连接，这样通过旋转螺纹栓可以带动第一位移块和第二位移块在Y轴方向上做左右移动。第三个微调旋钮17中螺纹栓贯穿L型调节块后与第五位移块螺纹连接，L型调节块与第四位移块固定连接，这样通过旋转螺纹栓可以带动第四位移块和第五位移块在X轴方向上做前后移动。由于可调座14安装于第二基座杆13连接，电机8安装于可调座14上，第三平面镜通过转接轴15与电机8的转轴连接，以及CCD摄像头安装于可调座14的顶部侧面，继而实现对CCD摄像头在X轴的方向上、或者Y轴的方向上、或者Z轴的方向上进行调节，使得CCD摄像机的镜头对准光阑41，CCD摄像机的光轴和激光器1的光轴相互平行。同时，对第三平面镜在X轴的方向上、或者Y轴的方向上、或者Z轴的方向上进行调节，使得第三平面镜中第三平面镜能够将来自光阑41部件的激光再反射到光阑41部件，在光阑41中形成运动轨迹。

值得一提的是，在第三平面镜对激光进行反射之前，首先将光束校准平台5和安装于光束校准平台5上的校准光标6，放置在光阑41部件和第三平面镜之间，通过调节第一平面镜22和第二平面镜32，来使得激光器1中发射的激光经过第一反射装置中第一平面镜22反射至第二反射装置中第二平面镜32，第二平面镜32将激光反射至光阑41部件中光阑41，来自光阑41的激光会打在校准光标6中十字刻线61的中心，这样实现对激光进行校准。然后对校准光标6进行移除，此时来自光阑41的激光会直接达到第三平面镜，第三平面镜再将激光直接反射至光阑41部件，在电机通电运动，电机8的转轴进行前后伸缩的动态过程中，由于电机8的转轴整体偏心移动，使得第三平面镜的空间位置和偏转角度都会发生改变，经过第三平面镜反射的激光达到光阑41后会在光阑41处做近似圆周运动(即运动轨迹)，再通过下述CCD摄像头对运动轨迹进行拍摄，通过CCD摄像头进行图片处理采集光斑图片信息。CCD摄像头与下述控制器连接后，能够将所采集的光斑图片信息传输至控制器中。

对于检测机构和控制器而言：

视觉检测机构6可拍摄所述运动轨迹，以获得光斑图片信息；其中，所述视觉检测机构6的光轴和所述激光器1的光轴相平行。所述视觉检测机构6是CCD摄像头。所述控制器包括存储器和处理器，其中所述存储器存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时能够实现以下步骤：接收所述光斑图片信息，并且依据光斑图片信息来提取坐标信息；采用最小二乘法对提取的坐标信息进行拟合，来获得光斑拟合圆直径；依据所述光斑拟合圆直径，以及预设的偏心度计算公式来计算出偏心度。其中，所述偏心度计算公式为

其中，所述α是电机8偏心度；所述L是电机8至光阑41部件的距离；所述Δ是光斑拟合圆直径。

具体而言，在上述激光经过第三平面镜反射至光阑41接收后，能够直观地放大电机8转轴的偏心运动轨迹，控制器可以包括计算机，CCD摄像头可以与计算机连接。通过CCD摄像头采集光斑图片信息传输至计算机，通过MATLAB软件提取坐标信息。利用最小二乘法算法拟合光斑轨迹，计算出拟合圆直径Δ。根据几何光学原理，得到以下一组公式：

经过转换、展开得到：

当β＝0，即电机8机身偏转角为0时，

其中，α为电机8偏心度；β为电机8偏转角度；L为电机8至光阑41距离(即位于电机8顶端处的第三平面镜的中心至光阑41的距离)；Δ为光斑拟合圆直径。代入公式得到偏心度α。拟合圆直径Δ的精度在1um，L的精度在1mm，L的长度一般大于1000mm，经换算，α的精度在1×10^-6rad，即3.6×10^-4度，即1.26秒。而普通角度测量精度为2分，较先进的经纬仪(激光测角设备)的测量精度一般为2秒，因此本发明实施例一提供的一种基于激光的电机8偏心度放大测量的系统比普通精度测量设备的精度高出一个数量级，比经纬仪的测量精度高0.8秒。在上述激光经过两次反射，通过光阑41的A面，在后方的光线校准平台上用十字光标对光，同时调整俩反射镜角度旋钮，可以使得光线平行于平台刻线。光线到达电机8的转轴处的第三平面镜，再次反射在光阑41的B面，通过位移平台16使得光斑在第三平面镜的圆心处反射，调整可调座14来调整电机8的转轴角度，使得光阑41中通孔处于圆形光斑的圆心处，再调节移平台进行复检，观察光斑是否有位移，如有位移，则反映光线校准误差偏大，需重新对光。光阑41上刻有参照的多个同心圆刻线411之间的间隔都可以为1毫米。启动电机8后，电机8的转轴在前后伸缩的过程中，反射光斑会绕光阑41中通孔做近似圆周运动，此时再由与第三平面镜处于同一前后位置的CCD摄像头来拍摄光斑的运行轨迹，通过MATLAB软件处理图片计算出光斑轨迹直径，代入上述预设的公式即可得出偏心度。这样通过激光的反射原理，直接放大电机8轴的偏心运动轨迹，不会对电机8造成任何损害，在不会影响电机8的正常工作过程的情况下，完整展现电机8偏心运动的情况，稳定、简便、快捷，直观和精确度高，通过光束校准平台5使得激光的空间与方向上的唯一性，通过位移平台16和可调座14进行三维调节，使得操作方便，减小误差，使得检测的一致性和可重复性。通过最小二乘法最小化误差的平方和来寻找数据的最佳函数匹配，可以简便地求得未知的数据，并且使得这些求得的数据与实际数据之间误差的平方和为最小，拟合结果良好。所需物料、部件价格较低，节省成本，实用性强。

另外，本发明实施例一提供的一种基于激光的电机8偏心度放大测量的系统中光阑41部件处也可以设置有接收光屏24，将多个同心圆刻线411刻在接收光屏24上，激光经过两次反射，通过光阑41的A面(即靠近第二平面镜32的一面)，在后方的光线校准平台上用十字光标对光，同时调整第一平面镜22和第二平面镜32，使得光线平行于校准刻线51。激光到达第三平面镜，再次反射在光阑41的B面，通过调节位移平台16，使得光斑在第三平面镜的圆心处反射，调节可调座14中电机8的转轴角度，使得光阑41中通孔处于圆形光斑的圆心处，再通过调节位移平台16进行复检，观察光斑是否有位移，如有位移，则反映光线校准误差偏大，需重新对光。然后通过调节可调座14，使得激光经第三平面镜反射至接收光屏24中同心圆的中心，记录其偏转角度β，β的范围为

CCD摄像头可以装在三脚台25上，三脚台25可以调节CCD摄像头的位置高低，使得CCD摄像头的光轴与光斑在同一水平线上。启动电机8后，在电机8前后伸缩的过程中，反射光斑会绕接收光屏24同心圆刻线411做近似圆周运动，此时再由与第三平面镜处于同一前后位置的CCD摄像头拍摄光斑的运行轨迹，通过软件处理图片，经过合适的算法拟合出光斑轨迹直径，代入公式

得偏心度。

本发明提供一种基于激光的电机8偏心度放大测量的系统，通过激光器1被配置成发射激光；第一反射装置被配置成反射来自激光器1的激光，使激光反射到第二反射装置；第二反射装置被配置成反射来自第一反射装置的激光，使激光反射到光阑41部件；光阑41部件被配置成透射来自第二反射装置的激光；第三反射装置8和电机8连接，第三反射装置8被配置成反射来自光阑41部件的激光，并且使激光反射到光阑41部件，以在光阑41部件中形成运动轨迹；视觉检测机构6可拍摄运动轨迹，以获得光斑图片信息。控制器中存储器存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时能够实现接收所述光斑图片信息，并且依据光斑图片信息来提取坐标信息；采用最小二乘法对提取的坐标信息进行拟合，来获得光斑拟合圆直径；依据所述光斑拟合圆直径，以及预设的偏心度计算公式来计算出偏心度。这样在对小型电机8偏心度进行测量的过程中，通过激光的反射原理，使激光经过与电机8连接的第三反射装置8反射至光阑41部件接收，直观地对电机8的转轴的偏心运动轨迹进行放大，视觉检测机构6对光斑的运动轨迹进行实时快速、准确地捕捉，来分析投影在光阑41部件上做圆周运动的光斑的运动轨迹直径，能够计算出电机8的偏心度，便于操作，适应于小型电机8偏心度的测量，继而实现能够进行小型电机8偏心度的测量，便于操作。从而达到了能够进行小型电机8偏心度的测量，便于操作的技术效果。

为了对本发明提供的一种基于激光的电机8偏心度放大测量的方法做详细说明，上述实施例一对一种基于激光的电机8偏心度放大测量的系统做了详细说明，基于同一发明构思，本申请还提供了一种基于激光的电机8偏心度放大测量的方法，详见实施例二。

实施例二

请参见图8，图8是本发明实施例提供的一种基于激光的电机8偏心度放大测量的方法的流程图，本发明实施例二提供一种基于激光的电机8偏心度放大测量的方法，包括：步骤S100,采用第一反射装置将来自激光器1的激光反射到第二反射装置；步骤S200,采用第二反射装置将来自第一反射装置的激光反射到光阑41部件；步骤S300,采用光阑41部件透射来自第二反射装置的激光；步骤S400,采用校准光标6对来自光阑41部件的激光进行校准；步骤S500,采用第三反射装置8将校准后的来自光阑41部件的激光再反射到光阑41部件，以在光阑41部件中形成运动轨迹；步骤S600,采用视觉检测机构6来拍摄所述运动轨迹，以获得光斑图片信息；步骤S700,依据获得的光斑图片信息，通过MATLAB软件来提取坐标信息；步骤S800,采用最小二乘法对提取的坐标信息进行拟合，来获得光斑拟合圆直径；步骤S900,依据所述光斑拟合圆直径，以及预设的偏心度计算公式来计算出偏心度。

本发明提供一种基于激光的电机8偏心度放大测量的方法，通过采用第一反射装置将来自激光器1的激光反射到第二反射装置；采用第二反射装置将来自第一反射装置的激光反射到光阑41部件；采用光阑41部件透射来自第二反射装置的激光；采用校准光标6对来自光阑41部件的激光进行校准；采用第三反射装置8将校准后的来自光阑41部件的激光再反射到光阑41部件，以在光阑41部件中形成运动轨迹；采用视觉检测机构6来拍摄所述运动轨迹，以获得光斑图片信息；依据获得的光斑图片信息，通过MATLAB软件来提取坐标信息；采用最小二乘法对提取的坐标信息进行拟合，来获得光斑拟合圆直径；依据所述光斑拟合圆直径，以及预设的偏心度计算公式来计算出偏心度。这样在对小型电机8偏心度进行测量的过程中，通过激光的反射原理，使激光经过与电机8连接的第三反射装置8反射至光阑41部件接收，直观地对电机8的转轴的偏心运动轨迹进行放大，视觉检测机构6对光斑的运动轨迹进行实时快速、准确地捕捉，来分析投影在光阑41部件上做圆周运动的光斑的运动轨迹直径，能够计算出电机8的偏心度，便于操作，适应于小型电机8偏心度的测量，继而实现能够进行小型电机8偏心度的测量，便于操作。从而达到了能够进行小型电机8偏心度的测量，便于操作的技术效果。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种基于激光的电机偏心度放大测量的系统，其特征在于，所述系统包括：激光器、第一反射装置、第二反射装置、光阑部件、电机、第三反射装置、视觉检测机构和控制器；

所述激光器被配置成发射激光；所述第一反射装置被配置成反射来自激光器的激光，使激光反射到第二反射装置；所述第二反射装置被配置成反射来自第一反射装置的激光，使激光反射到光阑部件；所述光阑部件被配置成透射来自第二反射装置的激光；第三反射装置和电机连接，所述第三反射装置被配置成反射来自光阑部件的激光，且使激光反射到光阑部件，以在光阑部件中形成运动轨迹；视觉检测机构可拍摄所述运动轨迹，以获得光斑图片信息；

所述控制器包括存储器和处理器，其中所述存储器存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时能够实现以下步骤：

接收所述光斑图片信息，且依据光斑图片信息来提取坐标信息；

采用最小二乘法对提取的坐标信息进行拟合，来获得光斑拟合圆直径；

依据所述光斑拟合圆直径，以及预设的偏心度计算公式来计算出偏心度。

2.如权利要求1所述的基于激光的电机偏心度放大测量的系统，其特征在于：

所述第一反射装置包括第一可调镜座和第一平面镜，所述第一平面镜和所述第一可调镜座连接；

所述第二反射装置包括第二可调镜座和第二平面镜，所述第二平面镜和所述第二可调镜座连接；

所述第三反射装置包括第三平面镜，所述第三平面镜与所述电机的转轴相垂直。

3.如权利要求1所述的基于激光的电机偏心度放大测量的系统，其特征在于：

所述偏心度计算公式为

其中，所述α是电机偏心度；所述L是电机至光阑部件的距离；所述Δ是光斑拟合圆直径。

4.如权利要求1所述的基于激光的电机偏心度放大测量的系统，其特征在于，所述光阑部件包括：

光阑和夹持组件，所述光阑与所述夹持组件连接，所述光阑设置有通孔，所述光阑分布有以所述通孔为中心的多个同心圆刻线，多个所述同心圆刻线的直径依次增大。

5.如权利要求1所述的基于激光的电机偏心度放大测量的系统，其特征在于，所述系统还包括：

光束校准平台和校准光标，所述校准光标设置于光束校准平台上，所述校准光标被配置成校准来自所述光阑部件的激光，所述校准光标设置有十字刻线，所述光束校准平台设置有校准刻线，所述十字刻线的底部与所述校准刻线相交，所述校准刻线与所述激光器的光轴平行。

6.如权利要求1所述的基于激光的电机偏心度放大测量的系统，其特征在于，所述系统还包括：磁吸座、转接件、第一基座杆、第二基座杆、可调座、转接轴和位移平台，所述第一基座杆的一端和所述磁吸座连接，所述第一基座杆的另一端和所述转接件连接；所述可调座与所述第二基座杆的一端连接，所述视觉检测机构安装于所述可调座，所述可调座设置有衔接孔；所述转接轴的一端与所述电机的转轴连接，所述转接轴的另一端贯穿所述衔接孔与所述第三反射装置连接；所述位移平台设置有固定端和调节端，所述固定端和所述转接件连接，所述调节端与所述第二基座杆的另一端连接，以通过所述调节端来调节所述第二基座杆朝向X轴或者Y轴或者Z轴方向移动。

7.如权利要求1所述的基于激光的电机偏心度放大测量的系统，其特征在于：

所述视觉检测机构的光轴和所述激光器的光轴相平行。

8.如权利要求1所述的基于激光的电机偏心度放大测量的系统，其特征在于：

所述激光器是氦氖激光器，所述激光是可见红光。

9.如权利要求1所述的基于激光的电机偏心度放大测量的系统，其特征在于：

所述视觉检测机构是CCD摄像头。

10.一种基于激光的电机偏心度放大测量的方法，其特征在于，所述方法包括：

采用第一反射装置将来自激光器的激光反射到第二反射装置；

采用第二反射装置将来自第一反射装置的激光反射到光阑部件；

采用光阑部件透射来自第二反射装置的激光；

采用校准光标对来自光阑部件的激光进行校准；

采用第三反射装置将校准后的来自光阑部件的激光再反射到光阑部件，以在光阑部件中形成运动轨迹；

采用视觉检测机构来拍摄所述运动轨迹，以获得光斑图片信息；

依据获得的光斑图片信息，通过MATLAB软件来提取坐标信息；

采用最小二乘法对提取的坐标信息进行拟合，来获得光斑拟合圆直径；

依据所述光斑拟合圆直径，以及预设的偏心度计算公式来计算出偏心度。

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