CN116499365A - 一种非接触坐标点偏移量测量装置的制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种非接触坐标点偏移量测量装置的制作方法。特别适用测量两个物体之间X、Y、Z轴偏移位置的动态监测，通过在B物体的发射模块上安装十字激光，发射十字激光照射到对面A物体上安装方形感光元件阵列的定位接收模块中，十字激光的横光照射X、Y轴。它们之间交叉点就是X、Y轴所在位置的中心点、发射模块内的Z轴测距传感器照射A物体的定位接收模块，测出它们的定位坐标信号后发送给MCU信号模块进行处理，处理完发送给协议信号处理模块对外发送。本装置安装到高架桥或高铁箱梁上对两个箱梁缝隙之间的动态X、Y、Z轴坐标点偏移值的测量、长距离管道变形等监测。本装置通过直接测量，拥有精度高和使用维护都简单方便的优点。
Description
技术领域
本发明涉及测距传感器的应用领域，具体是一种非接触坐标点偏移量测量装置的制作方法。
技术背景
一、市面上现有类似非接触坐标点偏移量测量装置的测量方法主要有：
1.激光三角法。
2.结构光法。
3.双目立体视觉法等。
二、市面上现有类似非接触坐标点偏移量测量装置的缺点：
1测量操作复杂：设备在使用时需要学习专业的软件后，方能进行操作控制，不利于进行大规模部署。
2.设备昂贵：大部分设备的核心元件需要进口，购置和维修费用高。
3.故障维修：由于设备的核心算法和运行程序等都在国外厂家手中，设备需要国外厂家进行售后维修。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种非接触坐标点偏移测量装置的制作方法，用于实现非接触测量A物体相对于B物体的动态位移坐标的测量。
A物体上面安装定位模块，模块上布置感光电子元件接收阵列框，阵列框的长宽设置取决于需要测量的区域大小，阵列框四边安装感光元件，每两个感光元件之间的定位精度为1毫米。根据需要测量坐标数值长宽增加感光元件的数量，右边和下边为防止左边和上边的感光元件有损坏时自动切换冗余备份。B物体上面安装十字激光发射器及长度测量模组，通过发射十字激光横向的激光照射在左边X轴位置的感光元件上，激光照射到的感光元件给MCU输出一个信号，发射的十字激光竖向激光照射到Y轴位置感光元件上面，激光照射到的感光元件同时也给MCU输出一个信号，MCU同过X轴和Y轴输入过来的坐标点信号进行算法处理，计算处理后可以输出激光十字交叉的中心点坐标位置，由于A物体和B物体是相对的动态位移，所以通过横向和竖向激光照射X和Y轴感光元件后，可以让MCU通过算法得出十字激光中心点的位置所在坐标点的动态信息。
B物体上面的发射模块同时安装测距模组，连续向A物体上的定位模块测距，接收的返回信号传输到MCU,MCU经过算法可以计算出A物体距离B物体的Z轴坐标位移距离。这样非接触坐标点偏移测量装置就可以向外部输出A物体相对于B物体的连续X、Y、Z轴的动态坐标位移信号，通过设备接口向外输出如TTL电平、RS-232、RS-485、CAN等协议的动态坐标位移信号。
附图说明
图1是本发明实施例用一种非接触坐标点偏移量测量装置的制作方法的主板结构和控制方法流程图；
图中：X、Y轴感光元件阵列硬件零点（1）；X轴感光元件阵列（2）；Y轴感光元件阵列（3）；十字激光发射器X轴激光（4）；十字激光发射器将Y轴激光（5）；Z轴测距传感器模组（6）；X、Y轴感光元件阵列硬件冗余零点（7）；X轴冗余感光元件阵列（8）；Y轴冗余感光元件阵列（9）；A物体上坐标值定位接收模块（10）；B物体上的发射模块（11）；感光元件导通信号（12）；十字激光信号（13）；测距传感器模组信号（14）；MCU信号处理模块（15）；协议信号输出模块（16）；X、Y、Z轴坐标软件中心点（17）。
具体实施方式
参见（附图1）一种非接触坐标点偏移量测量装置的制作方法，按下述步骤进行：
一、首先确定大于A和B两个运动的物体之间的X、Y、Z轴实际需要测量的数值范围。
二、A物体上面安装A物体上坐标值定位接收模块（10），模块里面包含X轴感光元件阵列（2）、Y轴感光元件阵列（3）、X轴冗余感光元件阵列（8）、Y轴冗余感光元件阵列（9）。 B物体上面安装B物体上的发射模块（11），设备里面包含十字激光发射器X轴激光（4）、（5）十字激光发射器Y轴激光、Z轴测距传感器模组（6）。
三、B物体上的发射模块（11）内的十字激光发射器X轴激光（4）照射到（10）A上的物体坐标值定位接收模块时，X轴感光元件阵列（2）中的单个感光元件接收激光照射后，导通的感光元件通过感光元件导通信号（12）传递给MCU信号处理模块（15），MCU信号处理模块（15）通过内置算法计算出激光照射后的X轴坐标信号位置。
四、B物体上的发射模块（11）内的十字激光发射器将Y轴激光（5）照射到（10）A物体上的坐标值定位接收模块时，Y轴感光元件阵列（3）中的单个感光元件接受激光照射后，导通的感光元件通过感光元件导通信号（12）传递给MCU信号处理模块（15），MCU信号处理模块（15）通过内置算法计算出激光照射后的Y轴坐标信号位置。
五、B物体上的发射模块（11）内的Z轴测距传感器模组（6）发射器测距信号到A物体上坐标值定位接收模块（10）后，信号返回给Z轴测距传感器模组（6），模组通过测距传感器模组信号（14）传递给MCU信号处理模块（15），MCU信号处理模块（15）通过内置算法定位出测距模组给出B物体上的发射模块（11）到（10）A物体上的坐标值定位接收模块之间的长度坐标信号后，计算出Z轴坐标信号位置距离。
六、MCU信号处理模块（15）通过信号确定X、Y轴感光元件阵列硬件零点（1），利用内置算法确定X、Y、Z轴坐标软件中心点（17）后，由（11）B物体上发射模块随着X、Y、Z坐标值信号动态的偏移进行算法处理，将处理过的偏移值信号传输给协议信号输出模块（16）,通过接口输出给外部设备。MCU信号处理模块通过十字激光信号（13）控制十字激光发射的十字激光发射器X轴激光（4）和十字激光发射器将Y轴激光（5）的开闭以节省电量。
七、X轴感光元件阵列硬件零点（1）为设备默认硬件坐标轴零点，X轴感光元件阵列（2）或Y轴感光元件阵列（3）出现故障时MCU信号处理模块（15）发送信号自动切换到X、Y轴感光元件阵列硬件冗余零点（7）上继续正常工作。
八、X轴感光元件阵列（2）、Y轴感光元件阵列（3）设定为默认设备，这两组阵列的感光元件如有个别零件损坏出现故障后MCU信号处理模块（15）发送信号自动切换到X轴冗余感光元件阵列（8）和Y轴冗余感光元件阵列（9）运行，监测装置可以继续正常工作。
Claims (4)
1.非接触坐标点偏移量测量装置包括安装在A物体上的定位接收模块、安装在B物体上的发射模块、MCU信号处理模块、协议信号输出模块。
2.A物体上的定位接收模块包含定位板、定位板上面四周的感光元件阵列、感光元件导通信号。
3.B物体上的发射模块包含十字激光发射器、Z轴测距模组、X和Y轴十字激光通断信号、Z轴测距传感器模组在Z轴测距后返回的距离信号。
4.MCU信号处理模块，负责对A物体上坐标值定位接收模块内的感光元件阵列中的单个感光元件通断信号进行采集，然后通过算法得出十字激光交叉的中心位置点后，MCU信号处理模块处理后，发送给协议信号输出模块对外输出X和Y轴动态偏移坐标值信号、对B物体上的发射模块中的十字激光发射器进行定时节电通断处理、对Z轴测距传感器模组采集到的Z轴距离信号进行算法处理，处理后得到Z轴测距传感器模组到A物体上的定位接收模块之间的距离后，发送给协议信号输出模块对外输出Z轴动态偏移坐标值。
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