CN116753840B - 对光栅读数头调节装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种对光栅读数头调节装置，包括工作框和一端带有读数头的调节杆以及可拆卸式的安装在所述工作框表面的第二调节组件，所述工作框的内壁通过轴销组件与所述调节杆的外壁活动连接，所述调节杆的两侧均设置有推动调节组件，且以所述轴销组件为中心点呈上下错开设置。当需要对读数头的角度进行调整时，其两侧推动调节组件中的其中一个进行工作，推动调节杆向一侧进行倾斜，进而对读数头的角度进行左右调整，并且通过第二调节组件的设置，当需要对工作框的整体角度进行调节时，调节马达开始工作，可带动工作框以及与其连接的安装框架整体前后转动一定的角度，进而方便了对读数头的前后角度进行调整。

Description

对光栅读数头调节装置

技术领域

本申请涉及一种对光栅读数头调节装置，属于三坐标测量领域。

背景技术

三坐标测量机，它是指在一个六面体的空间范围内，能够表现几何形状、长度及圆周分度等测量能力的仪器，又称为三坐标测量仪或三坐标量床。

在日常生活中，最常见的就是利用光栅以及读数头进行测量。光栅是利用光的透射、衍射现象制成的光电检测元件，它主要由标尺光栅和光栅读数头两部分组成，通常，标尺光栅固定在机床的活动部件上，光栅读数头安装在机床的固定部件上，二者随着工作台的移动而相对移动。

但是现有的三坐标测量机在利用光栅尺以及读数头进行测量时，由于其读数头一般都是设置在其固定位置以及角度固定，在对其角度调整方面较为不便，其次，在拆装时不太方便，进而会降低工作效率以及维修效率。

发明内容

本发明提供了一种对光栅读数头调节装置，其特征在于，包括工作框和一端带有读数头的调节杆以及可拆卸式的安装在所述工作框表面的第二调节组件；

所述工作框的内壁通过轴销组件与所述调节杆的外壁活动连接；

所述调节杆的两侧均设置有推动调节组件，且以所述轴销组件为中心点呈上下错开设置；

所述第二调节组件包括设置在所述工作框外壁上的安装框架和安装在所述安装框架外侧的连接框架，其中，所述安装框架通过固定组件固定在所述工作框的外壁上，所述安装框架可沿所述工作框的外壁上下滑动；

所述连接框架包括U字形连接架，所述U字形连接架的两端与所述安装框架的外壁之间均设置有调节马达；

所述调节马达的一侧固连在所述U字形连接架的外壁上，其输出端与所述安装框架的外壁连接。

可选地，所述轴销组件包括套设在所述调节杆外壁上的连接圈以及一端与所述连接圈活动连接的销轴，其中，所述销轴的另一端贯穿至所述工作框的外部。

可选地，所述推动调节组件包括固连在所述工作框外壁上的电动马达以及一端与所述电动马达的输出端固连的丝杆推动组件；其中，所述丝杆推动组件的另一端固连有推动弧块，且所述推动弧块的内侧面搭接在所述调节杆的外壁上。

可选地，所述丝杆推动组件包括一端与所述电动马达的输出端连接的旋转管以及一端螺纹贯穿在所述旋转管内部的丝杆，其中，所述丝杆的另一端与所述推动弧块的外侧壁进行固连。

可选地，所述工作框底端开口处的内壁与所述调节杆的外壁之间连接有伸缩式防护罩。

可选地，所述工作框两侧的内壁上均连接有矩形导向板；

所述调节杆的顶端固定连接有三角形导向板；

所述矩形导向板与所述三角形导向板之间连接有缓冲弹簧。

可选地，所述工作框顶部的外壁上连接有螺纹管；

所述固定组件包括固连在所述安装框架内壁上的限位架以及螺纹连接在所述安装框架外壁上且一端带有转动头的螺纹固定杆；

其中，所述螺纹固定杆远离转动头的一端贯穿所述限位架最终插入至所述螺纹管的内部。

可选地，所述固定组件的数量为四个，且四个所述固定组件均匀设置在所述安装框架的外壁上。

本发明能产生的有益效果包括：

1）本发明所提供的对光栅读数头调节装置，当需要对读数头的角度进行调整时，其两侧推动调节组件中的其中一个进行工作，推动调节杆向一侧进行倾斜，进而对读数头的角度进行左右调整。其中，当左侧推动调节组件进行工作时，可推动调节杆的底端向左进行倾斜，反之，右侧推动调节组件工作时使得调节杆的底端向右进行倾斜，进而方便了对读数头的左右角度进行调节。

2）本发明所提供的对光栅读数头调节装置，通过第二调节组件的设置，由于安装框架的顶部是与测量机进行固连，当需要对工作框的整体角度进行调节时，调节马达开始工作，可带动工作框以及与其连接的安装框架整体前后转动一定的角度，进而方便了对读数头的前后角度进行调整。其次，当需要对读数头进行拆卸时，工作人员将安装框架顶部的螺纹固定杆拧下，之后将以及第二调节组件整体进行拆下即可，反之，当需要进行安装时，逆向进行上述操作即可，进而方便了工作人员对其进行更换以及维修，提高了工作和维修效率。

附图说明

图1为本发明一种实施方式中装置整体结构示意图；

图2为本发明一种实施方式中图1中A处放大结构示意图；

图3为本发明一种实施方式中图1中B处放大结构示意图；

图4为本发明一种实施方式中推动调节组件结构示意图；

图5为本发明一种实施方式中读数头的结构示意图。

部件和附图标记列表：1、工作框；2、轴销组件；201、连接圈；202、销轴；3、调节杆；4、读数头；41、LED光源；42、聚焦镜；43、指示光栅；44、标准刻度；46、光电探测器；47、光栅尺；5、推动调节组件；501、电动马达；502、丝杆推动组件；5021、旋转管；5022、丝杆；503、推动弧块；6、伸缩式防护罩；7、缓冲弹簧；8、矩形导向板；9、三角形导向板；10、第二调节组件；1001、安装框架；1002、连接框架；10021、U字形连接架；10022、调节马达；1003、固定组件；10031、限位架；10032、螺纹固定杆；11、螺纹管。

具体实施方式

下面结合实施例详述本发明，但本发明并不局限于这些实施例。

如无特别说明，本发明的实施例中的电动马达以及调节马达均通过商业途径购买，其中电动马达采用市面上较为常见且普通的，而调节马达采用其输出端可正反转式的。

本发明提供了一种对光栅读数头调节装置，如图1至图5，包括工作框1和一端带有读数头4的调节杆3以及可拆卸式的安装在所述工作框1表面的第二调节组件10。

其中，调节杆3用于对读数头4的左右角度进行调节，第二调节组件10用于对读数头4的前后角度进行调节，且第二调节组件10采取可拆卸的连接方式，方便工作人员对其进行更换和维修。

所述工作框1的内壁通过轴销组件2与所述调节杆3的外壁活动连接，其两者通过轴销组件2进行连接，使得调节杆3可在工作框1的内部进行活动。

所述调节杆3的两侧均设置有推动调节组件5，且以所述轴销组件2为中心点呈上下错开设置，两个推动调节组件5用于对调节杆3的左右倾斜提供推力，当左侧推动调节组件5进行工作时，调节杆3的底端向左转动一定的角度，反之，则向右转动一定的角度。

所述第二调节组件10包括设置在所述工作框1外壁上的安装框架1001和安装在所述安装框架1001外侧的连接框架1002，其中，所述安装框架1001通过固定组件1003固定在所述工作框1的外壁上，所述安装框架1001可沿所述工作框1的外壁上下滑动。

具体地，所述工作框1外壁上开有滑道，所述安装框架1001两端位于滑道内，进一步地安装框架1001两端可以安装滑动结构，如滚轮等结构，从而使得安装框架1001沿滑道上下移动。

安装框架1001通过滑道可在工作框1的外壁上进行滑动。安装时，先将安装框架1001通过滑道使其滑动地套设在工作框1的外壁上，之后再通过固定组件1003进行固定即可。

所述连接框架1002包括U字形连接架10021，所述U字形连接架10021的两端与所述安装框架1001的外壁之间均设置有调节马达10022，当需要对工作框1的整体角度进行调节时，调节马达10022开始工作，带动工作框1整体进行转动一定的角度。

所述调节马达10022的一侧固连在所述U字形连接架10021的外壁上，其输出端与所述安装框架1001的外壁连接。

工作中，左侧推动调节组件5进行工作时，可推动调节杆3的底端向左进行倾斜，反之，右侧推动调节组件5工作时使得调节杆3的底端向右进行倾斜。

需要对工作框1的整体角度进行调节时，调节马达10022开始工作，可带动工作框1以及与其连接的安装框架1001整体前后转动一定的角度。

本发明中，所述轴销组件2包括套设在所述调节杆3外壁上的连接圈201以及一端与所述连接圈201活动连接的销轴202，其中，所述销轴202的另一端贯穿至所述工作框1的外部，销轴202的设置，使得调节杆3可在与工作框1内壁连接的同时还可进行活动。

本发明中，所述推动调节组件5包括固连在所述工作框1外壁上的电动马达501以及一端与所述电动马达501的输出端固连的丝杆推动组件502。其中，所述丝杆推动组件502的另一端固连有推动弧块503，且所述推动弧块503的内侧面搭接在所述调节杆3的外壁上，当利用推动调节组件5对调节杆3进行调整时，电动马达501开始工作，通过丝杆推动组件502推动调节杆3进行转动。

本发明中，所述丝杆推动组件502包括一端与所述电动马达501的输出端连接的旋转管5021以及一端螺纹贯穿在所述旋转管5021内部的丝杆5022，其中，所述丝杆5022的另一端与所述推动弧块503的外侧壁进行固连。

当电动马达501工作时带动旋转管5021进行转动，同时其内部的丝杆5022通过螺纹向远离电动马达501的一端进行移动，进而推动调节杆3以销轴202为轴心进行转动。

本发明中，所述工作框1底端开口处的内壁与所述调节杆3的外壁之间连接有伸缩式防护罩6，伸缩式防护罩6起到对工作框1的底端进行封闭的作用。具体地，所述伸缩式防护罩6可以包括中心环和外部环，所述中心环与所述调节杆3固定或活动连接；所述外部环分别和所述工作框1底端开口处的内壁固定连接，所述中心环和外部环之间连接有伸缩结构和罩体。所述伸缩结构可以是弹簧或者伸缩杆等；所述罩体可以是防尘布等柔性材料，且其直径大于等于伸缩结构的最长伸缩距离。优选地，所述罩体上具有环形瓦楞折。

本发明中，所述工作框1两侧的内壁上均连接有矩形导向板8。

所述调节杆3的顶端固定连接有三角形导向板9。

所述矩形导向板8与所述三角形导向板9之间连接有缓冲弹簧7，当调节杆3进行活动时，缓冲弹簧7起到缓冲的作用。

本发明中，所述工作框1顶部的外壁上连接有螺纹管11。

所述固定组件1003包括固连在所述安装框架1001内壁上的限位架10031以及螺纹连接在所述安装框架1001外壁上且一端带有转动头的螺纹固定杆10032。

其中，所述螺纹固定杆10032远离转动头的一端贯穿所述限位架10031最终插入至所述螺纹管11的内部。

所述限位架10031包括基座和限位环，所述限位环一端与所述基座的下表面固定连接，所述基座上表面与所述安装框架1001内壁固定连接，所述限位环的直径与所述螺纹管11外径相适应，所述基座和所述安装框架1001上开有对应连通的通孔，所述螺纹固定杆10032经所述通孔与所述螺纹管11实现固定连接。

当需要对安装框架1001进行固定时，工作人员将螺纹固定杆10032通过螺纹拧入限位架10031的内部即可。

本发明中，所述固定组件1003的数量为四个，且四个所述固定组件1003均匀设置在所述安装框架1001的外壁上，四个固定组件1003同时对安装框架1001进行固定，增加了其牢固性，避免在工作中发生脱落而产生意外。

本发明中，调节杆3以及工作框1整体转动的角度为三十度。

工作原理：当需要对读数头4的角度进行调节时，其两侧推动调节组件5中的其中一个进行工作，推动调节杆3向一侧进行倾斜，进而对读数头4的角度进行左右调整。其中，当左侧推动调节组件5进行工作时，可推动调节杆3的底端向左进行倾斜，反之，右侧推动调节组件5工作时使得调节杆3的向右进行倾斜。

当需要对工作框1的整体角度进行调节时，调节马达10022开始工作，可带动工作框1以及与其连接的安装框架1001整体前后转动一定的角度。

参照图5，读数头4包括LED光源41、指示光栅43、光栅尺47、聚焦镜42、光电探测器46，读数头4的工作原理如下：当读数头4移动时，LED光源41产生的LED光在经过了聚焦镜42后，照射到光栅尺47上，然后LED光通过光栅狭缝，衍射到光电探测器46，在光电探测器46平面上产生了明暗相间的正弦干涉条纹，光电探测器46把正弦干涉条纹转换成正弦波变化的电信号，再经过放大电路和整形电路的放大和整形后，得到两个相位差90度的正弦波，正弦波或方波的周期数与读数头4移动距离成正比。其中，光栅尺47上设置有标准刻度44，通过标准刻度44利用差值法生成测量值。

在一些实施例中，光电探测器46在所用的光源的波长范围内要具有较小的噪声以及较快的响应速度才能得到更加精确的测量值，响应度实际与光电探测器的输出信号电压与入射光功率有关，当入射光功率掺杂了一定的噪声等效功率时，或者噪声等效功率较大时，都会影响最终的测量值。一般情况下，造成噪声等效功率增大的主要原因是温度的变化，当LED光源在持续照射时，由于温度升高造成负载电阻内部的自由电子发生不规则的运动，一般与温度成正比，当光电探测器46的内阻发生变化时，就会形成噪声等效功率，而且与温度成正比，其中，光电探测器主要器件为：PIN光电二极管和雪崩光电二极管，PIN光电二极管和雪崩光电二极管均具有负载电阻。为了得到精确的数值，还提供给了一种基于历史周期中确定的噪声等效功率来对入射光功率进行周期性修正方法，包括如下步骤：

S1：以实验的方式确定温度对噪声等效功率的修正影响系数，具体包括：

S11：在LED光源41光源照射方向且位于光电探测器的基体部分45至少有一组间隔设置的温度传感器，且最后近光电探测器46一端的温度传感器与光电探测器46之间的距离与相邻的两个温度传感器之间的布设距离等同；

S12：按照设定周期T来获取每一周期入射光功率的形成电信号的平均幅度值，以时间作为参照，将开始测量时记为第一时刻，且设定第一时刻噪声等效功率为0，其中第一时刻包含了多个设定周期T，将多个设定周期T得到的平均幅度值依次做差，将得到的差值的平均值作为下一时刻的噪声等效功率的基准值，即得到第二时刻的噪声等效功率的基准值，同时，通过温度传感器来获取不同测量位置的温度数据，以基体部分向光电探测器46方向，按照温度传感器布设的测量位置的远近依次以比例衰减的方式来设定每一个测量位置对应的基础影响系数，且将所述基础影响系数配置成：以测量位置的远近按照依次衰减的方式来配置基础影响系数，且多个基础影响系数之和为1，并将多个所述基础影响系数和对应的第一时刻以及多个测量位置获取的温度数据分别写入至存储器中；以此类推，将第N时刻获取的多个所述基础影响系数和对应的第N-1时刻以及多个测量位置获取的温度数据分别写入至存储器中，其中，N为大于等于1000的整数；

S13：从存储器中按照时刻分别导出多个所述基础影响系数和对应的多个测量位置的温度数据，输入至神经网络模型中进行迭代训练，以得到不同测量位置对应的修正影响系数；

S2：将所述修正影响系数配置到光电探测器46参照基准中，当任意一温度探测器获取对应探测位置的温度数据后，按照对应的修正影响系数可以获取噪声等效功率的大小，以噪声等效功率对入射光功率进行周期性修正。

以上所述，仅是本发明的几个实施例，并非对本发明做任何形式的限制，虽然本发明以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限制本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案的范围内，利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例，均属于技术方案范围内。

Claims (7)

1.一种对光栅读数头调节装置，其特征在于，包括工作框（1）和一端带有读数头（4）的调节杆（3）以及可拆卸式的安装在所述工作框（1）表面的第二调节组件（10）；

所述工作框（1）的内壁通过轴销组件（2）与所述调节杆（3）的外壁活动连接；

所述调节杆（3）的两侧均设置有推动调节组件（5），且以所述轴销组件（2）为中心点呈上下错开设置；

所述第二调节组件（10）包括设置在所述工作框（1）外壁上的安装框架（1001）和安装在所述安装框架（1001）外侧的连接框架（1002），其中，所述安装框架（1001）通过固定组件（1003）固定在所述工作框（1）的外壁上，所述安装框架（1001）可沿所述工作框（1）的外壁上下滑动；

所述连接框架（1002）包括U字形连接架（10021），所述U字形连接架（10021）的两端均与所述安装框架（1001）的外壁之间设置有调节马达（10022）；

所述调节马达（10022）的一侧固连在所述U字形连接架（10021）的外壁上，其输出端与所述安装框架（1001）的外壁连接；

所述推动调节组件（5）包括固连在所述工作框（1）外壁上的电动马达（501）以及一端与所述电动马达（501）的输出端固连的丝杆推动组件（502）；其中，所述丝杆推动组件（502）的另一端固连有推动弧块（503），且所述推动弧块（503）的内侧面搭接在所述调节杆（3）的外壁上。

2.根据权利要求1所述的对光栅读数头调节装置，其特征在于，所述轴销组件（2）包括套设在所述调节杆（3）外壁上的连接圈（201）以及一端与所述连接圈（201）活动连接的销轴（202），其中，所述销轴（202）的另一端贯穿至所述工作框（1）的外部。

3.根据权利要求1所述的对光栅读数头调节装置，其特征在于，所述丝杆推动组件（502）包括一端与所述电动马达（501）的输出端连接的旋转管（5021）以及一端螺纹贯穿在所述旋转管（5021）内部的丝杆（5022），其中，所述丝杆（5022）的另一端与所述推动弧块（503）的外侧壁进行固连。

4.根据权利要求1所述的对光栅读数头调节装置，其特征在于，所述工作框（1）底端开口处的内壁与所述调节杆（3）的外壁之间连接有伸缩式防护罩（6）。

5.根据权利要求1所述的对光栅读数头调节装置，其特征在于，所述工作框（1）两侧的内壁上均连接有矩形导向板（8）；

所述调节杆（3）的顶端固定连接有三角形导向板（9）；

所述矩形导向板（8）与所述三角形导向板（9）之间连接有缓冲弹簧（7）。

6.根据权利要求1至5任一项所述的对光栅读数头调节装置，其特征在于，所述工作框（1）顶部的外壁上连接有螺纹管（11）；

所述固定组件（1003）包括固连在所述安装框架（1001）内壁上的限位架（10031）以及螺纹连接在所述安装框架（1001）外壁上且一端带有转动头的螺纹固定杆（10032）；

其中，所述螺纹固定杆（10032）远离转动头的一端贯穿所述限位架（10031）最终插入至所述螺纹管（11）的内部。

7.根据权利要求6所述的对光栅读数头调节装置，其特征在于，所述固定组件（1003）的数量为四个，且四个所述固定组件（1003）均匀设置在所述安装框架（1001）的外壁上。