CN204479031U - 双向一体式激光测径仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双向一体式激光测径仪，涉及直径测量仪器设备技术领域中的激光测径仪，其目的在于提供一种体积较小、集成度较高的双向一体式激光测径仪。其技术方案为：包括机壳，机壳内设置有激光器部件、扫描镜部件、Fθ镜组件、聚光镜组件和光信号接收组件，机壳内还设置有大反射镜部件，激光器部件、扫描镜部件、Fθ镜组件、聚光镜组件、光信号接收组件和大反射镜部件均设置两个并形成两组可见激光检测光路；大反射镜部包括第一大反射镜部件和第二大反射镜部件，且第一组可见激光检测光路中Fθ镜组件—聚光镜组件之间的可见激光检测光路与第二组可见激光检测光路中Fθ镜组件—聚光镜组件之间的可见激光检测光路相互垂直。

Description

双向一体式激光测径仪

技术领域

本实用新型属于被测工件直径测量仪器设备技术领域，涉及一种激光测径仪，具体涉及一种双向一体式激光测径仪。

背景技术

现代机械制造行业中,测量细丝直径仍存在一些难以解决的问题。传统的测微仪等接触测量法会使被测细丝变形而影响测量精度,工业上常用电阻法和称重法,但测量精度低而只能测量某段细丝的平均直径,因而很难满足现代工业的技术要求。CCD（Charge Coupled Device,即电荷藕荷器件）是20世纪70年代发展起来的新型半导体集成光电器件，它的基本功能是电荷的储存和电荷的转移,它能够以电荷为信号, 把光学影像转化为数字信号。近年来随着大规模集成电路和激光技术的推广, CCD也得到了很大的发展,由于其具有自扫描、高灵敏、低噪声、长寿命和高可靠性等优点,广泛应用于测量仪器中。这常用的光电测径方法有扫描阴影法和平行光投影法。

申请号为201310284850.4的发明专利就公开了一种基于边界微分和环境光自校准的激光测径仪，该激光测径仪包括激光器、反射镜、扫描转镜、准直透镜、限光孔、光学透镜、校准工件和光电检测部件，激光器是一种电激励式的半导体激光器，供电电压为3-5V 直流电，输出功率为3-5mW，发散角小于2mrad，激光器的出射激光平行于水平面向左，反射镜为光学反射镜，表面涂有全反射膜，共有两个，其中一个与入射激光的夹角为60°，另一个垂直水平线，置于第一个反射镜的右侧；扫描转镜是一种机械特性和光学特性较好的八面镀全反射膜的铍合金转镜，其各面的分度误差以及各面对转轴的倾斜公差在2″以内，各面对中心轴的偏离为0.003mm，平面度在λ/10 以下，其中心转轴点在准直透镜的焦点上；准直透镜是一种fθ 透镜，即满足像高等于焦距与发散角的乘积，其垂直放置于扫描转镜的右侧，两者重心之间的距离为准直透镜的焦距；限光孔是一种光传播通道，其最大高度略小于准直透镜的高度，最小高度大于待测工件的直径或厚度；光学透镜是一种光学特性较好的正透镜，其光轴与准直透镜的光轴在同一直线上；校准的工件是一直径或厚度已知的标准工件；光电检测部件是一种由光电二极管的组成的边界信号检测电路以及数据采集处理系统，光电二极管接收端在光学透镜的光轴上，两者之间的距离为焦距。激光器水平向左出射入射可见激光，经过反射镜将激光反射至扫描转镜镜面上，扫描转镜通过步进电机匀速转动，由于扫描转镜的转轴在准直透镜焦点上，因此通过准直透镜的光速为平行光，这里通过限光孔可以控制激光的光通量。通过的激光如果没有照到工件可以被光学透镜出射至焦点处，进而被光电二极管采集出信号，而照到工件的激光束由于被工件反射或吸收，光电二极管无法采集出光信号，数据处理单元对光电二极管返回的信号输出矩形波信号，根据矩形波信号的高低电平情况可以计算出工件的直径或厚度。

但是，该激光测径仪中，激光器发出的激光经扫描转镜并透过准直透镜形成扫面带，为了形成相同扫面面积，没有经过反射镜反射光线时扫描转镜与准直透镜之间的间距较大，从而使得激光测径仪的尺寸更加大、体积更大、集成度更低。

实用新型内容

本实用新型的发明目的在于：针对现有技术存在的问题，提供一种体积较小、集成度较高的双向一体式激光测径仪。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种双向一体式激光测径仪，包括机壳，所述机壳内设置有激光器部件、扫描镜部件、Fθ镜组件、聚光镜组件和光信号接收组件，其特征在于，所述机壳内还设置有大反射镜部件，激光器部件、扫描镜部件、Fθ镜组件、聚光镜组件、光信号接收组件和大反射镜部件均设置两个并形成两组可见激光检测光路；所述大反射镜部包括第一大反射镜部件和第二大反射镜部件，所述激光器部件出射可见激光，可见激光经扫描镜部件后反射至第一大反射镜部件的镜面上，可见激光经第一大反射镜部件反射后透过Fθ镜组件形成平行的可见激光，可见激光通过待测工件后透过聚光镜组件并入射至第二大反射镜部件的镜面上，可见激光经第二大反射镜部件反射后被光信号接收组件接收；且第一组可见激光检测光路中Fθ镜组件—聚光镜组件之间的可见激光检测光路与第二组可见激光检测光路中Fθ镜组件—聚光镜组件之间的可见激光检测光路相互垂直。

作为本实用新型的优选方案，还包括用于放置待测工件的导轮，所述导轮设置于机壳内，且所述导轮位于Fθ镜组件与聚光镜组件之间。

作为本实用新型的优选方案，所述机壳中部向内凹陷形成用于放置待测工件的凹腔，所述凹腔位于Fθ镜组件与聚光镜组件之间，且透过Fθ镜组件的可见激光可全部穿过凹腔。

作为本实用新型的优选方案，所述凹腔内还设置有两组防尘组件，一组防尘组件连接在靠近Fθ镜组件一侧的机壳外壁上，另一组防尘组件连接在靠近聚光镜组件一侧的机壳外壁上。

作为本实用新型的优选方案，还包括用于放置待测工件的导轮，所述导轮位于凹腔内并与机壳连接。

作为本实用新型的优选方案，所述凹腔内还设置有两组防尘组件，一组防尘组件连接在靠近Fθ镜组件一侧的机壳外壁上，另一组防尘组件连接在靠近聚光镜组件一侧的机壳外壁上。

作为本实用新型的优选方案，还包括设置于机壳内的激光扫描垫块，所述激光扫描垫块位于激光器部件下方并与激光器部件固定连接。

作为本实用新型的优选方案，还包括设置于机壳内的大反射镜垫块，所述大反射镜垫块位于大反射镜部件下方并与大反射镜部件固定连接。

作为本实用新型的优选方案，还包括设置于机壳上的电源插座，所述电源插座包括三芯针座接口、三芯孔座接口、四芯孔座接口和七芯孔座接口。

作为本实用新型的优选方案，还包括设置于机壳外并与机壳连接的显示组件。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型中，通过在光路中设置两块大反射镜部件，且两块大反射镜部件分别位于待测工件的前、后光路中，经扫描镜部件反射后的可见激光经由第一大反射镜部件入射至Fθ镜组件，经聚光镜组件透射后的可见激光经由第二大反射镜部件入射至光信号接收组件，通过两块大反射镜部件可对应缩小扫描镜部件与Fθ镜组件之间、聚光镜组件与光信号接收组件之间的距离，从而减小整个测径仪的体积，使测径仪的集成度高；且可见激光检测光路设置两组，两组可见激光检测光路从两个相互垂直的方向对待测工件进行测量，提高测径仪的测量精度，且还能对待测工件进行自动检测定位纠正。

2、本实用新型中，在Fθ镜组件与聚光镜组件之间还设置用于放置待测工件的导轮，通过该导轮可对导论上的待测工件进行相应的检测定位，方便快捷地调节导轮上待测工件的位置及摆放角度，提高测径仪的检测精度。

3、本实用新型中，将机壳中部向内凹陷形成用于放置待测工件的凹腔，且凹腔位于Fθ镜组件与聚光镜组件之间，因而将待测工件放置在凹腔内进行检测，无需再开启机壳放置或取出待测工件，使得放置或取出待测工件更加方便、快捷。

4、本实用新型中，凹腔内还设置有两组防尘组件，该防尘组件设置在凹腔两侧的机壳外壁上，因而通过设置防尘组件，可有效降低因粉尘等杂物粘附在机壳外壁上造成的检测误差，提高检测仪的检测精度。

5、本实用新型中，机壳内还设置有激光扫描垫块，该激光扫描垫块位于激光器部件下方并与激光器部件固定连接，通过该激光扫描垫块可调整激光器部件的位置高度，使得激光器部件出射的可见激光可全部通过其他的光学测试元件，可有效降低因可见激光光线缺失或被遮挡造成的检测误差，提高检测仪的检测精度。

6、本实用新型中，机壳内还设置有大反射镜垫块，该大反射镜垫块位于大反射镜部件下方并与大反射镜部件固定连接，通过该大反射镜垫块可调整大反射镜部件的位置高度，使得激光器部件出射的可见激光可全部通过大反射镜部件，可有效降低因大反射镜部件遮挡可见激光光线而造成的检测误差，从而提高检测仪的检测精度。

7、本实用新型中，机壳上还设置有电源插座，该电源插座包括三芯针座接口、三芯孔座接口、四芯孔座接口和七芯孔座接口，通过在电源插座上设置多种类别的接口，从而可有效提高测径仪的适用范围。

8、本实用新型中，机壳外还设置有与机壳连接的显示组件，通过该显示组件可实时显示测径仪的相关检测数据，方便测试人员直观得知相关检测数据。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图中标记：1—机壳、2—显示组件、3—Fθ镜组件、4—防尘组件、5—聚光镜组件、6—大反射镜部件、7—大反射镜垫块、8—光信号接收组件、9—扫描镜部件、10—激光器部件、12—激光扫描垫块、13—导轮、16—电源插座。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

一种双向一体式激光测径仪，该测径仪包括机壳1，该机壳1内设置有激光器部件10、扫描镜部件9、Fθ镜组件3、聚光镜组件5和光信号接收组件8，其中大反射镜部件6设置有两组，即第一大反射镜部件6和第二大反射镜部件6，该Fθ镜组件3为30 Fθ镜组件3。激光器部件10、扫描镜部件9、Fθ镜组件3、聚光镜组件5、光信号接收组件8和大反射镜部件6均设置两组（即有两块第一大反射镜部件6和两块第二大反射镜部件6，如图1所示），从而形成两组可见激光检测光路。激光器部件10出射的可见激光平行于水平面向右。扫描镜部件9设置于激光器部件10右侧，激光器部件10出射的可见激光直接入射至扫描镜部件9的镜面上发生反射。第一大反射镜部件6设置于扫描镜部件9的右上方位置，经扫描镜部件9反射后的可见激光入射至第一大反射镜部件6的镜面上发生发射。Fθ镜组件3设置于第一大反射镜部件6的右侧，经第一大反射镜部件6发射后的可见激光透过Fθ镜组件3形成平行的可见激光，该平行的可见激光形成用于扫描待测工件的扫描带。聚光镜组件5设置于Fθ镜组件3右侧，可见激光通过放置有待测工件的检测区域后入射至聚光镜组件5并透过聚光镜组件5。第二大反射镜部件6设置于聚光镜组件5右侧，经聚光镜组件5透射后的可见激光入射至第二大反射镜部件6的镜面上产生反射。光信号接收组件8设置于第二大反射镜部件6左下角，经第二大反射镜部件6反射后的可见激光入射至光信号接收组件8并被光信号接收组件8接收。此外，第一组可见激光检测光路中Fθ镜组件3—聚光镜组件5之间的可见激光检测光路与第二组可见激光检测光路中Fθ镜组件3—聚光镜组件5之间的可见激光检测光路相互垂直。

通过在光路中设置两块大反射镜部件6，且两块大反射镜部件6分别位于待测工件的前、后光路中，经扫描镜部件9反射后的可见激光经由第一大反射镜部件6入射至Fθ镜组件3，经聚光镜组件5透射后的可见激光经由第二大反射镜部件6入射至光信号接收组件8，通过两块大反射镜部件6可对应缩小扫描镜部件9与Fθ镜组件3之间、聚光镜组件5与光信号接收组件8之间的距离，从而减小整个测径仪的体积，使测径仪的集成度高。通过两组可见激光检测光路对待测工件进行检测，可有效提高了测径仪的测量精度，且若一旦待测工件发生移位，那么其中一个或两个光信号接收组件8就会接收不到信号，从而可对待测工件进行纠偏处理，方便工作人员操作，提高检测效率。

实施例2

在实施例一的基础上，机壳1内还设置有导轮13，该导轮13主要用于放置待测工件。由于该导轮13主要用于放置待测工件，因而该导轮13设置于Fθ镜组件3与聚光镜组件5之间，Fθ镜组件3透射出的可见激光经由导轮13上的待测工件并扫描待测工件后入射至聚光镜组件5。

此外，通过该导轮13可对导论上的待测工件进行相应的检测定位，方便快捷地调节导轮13上待测工件的位置及摆放角度，提高测径仪的检测精度。

实施例3

在实施例一的基础上，机壳1中部向内凹陷形成一个凹腔，该凹腔主要用于放置待测工件。该凹腔位于Fθ镜组件3与聚光镜组件5之间，且凹腔底部低于Fθ镜组件3或聚光镜组件5的下边缘，使得透过Fθ镜组件3的可见激光可全部穿过凹腔，减少对可见激光的遮挡。且凹腔位于Fθ镜组件3与聚光镜组件5之间，因而将待测工件放置在凹腔内进行检测，无需再开启机壳1放置或取出待测工件，使得放置或取出待测工件更加方便、快捷。

实施例4

在实施例三的基础上，凹腔内还设置有两组防尘组件4，该两组防尘组件4设置于凹腔两侧的机壳1外壁上，其中一组防尘组件4连接在靠近Fθ镜组件3一侧的机壳1外壁上，另一组防尘组件4连接在靠近聚光镜组件5一侧的机壳1外壁上。通过设置防尘组件4，可有效降低因粉尘等杂物粘附在机壳1外壁上造成的检测误差，提高检测仪的检测精度。

实施例5

在实施例三的基础上，凹腔内还设置有导轮13，该导轮13与机壳1连接，该导轮13主要用于放置待测工件。由于该导轮13主要用于放置待测工件，因而该导轮13设置于Fθ镜组件3与聚光镜组件5之间，Fθ镜组件3透射出的可见激光经由导轮13上的待测工件并扫描待测工件后入射至聚光镜组件5。此外，还可在凹腔内还设置有两组防尘组件4，该两组防尘组件4设置于凹腔两侧的机壳1外壁上，其中一组防尘组件4连接在靠近Fθ镜组件3一侧的机壳1外壁上，另一组防尘组件4连接在靠近聚光镜组件5一侧的机壳1外壁上。

因此，通过该导轮13可对导论上的待测工件进行相应的检测定位，方便快捷地调节导轮13上待测工件的位置及摆放角度，提高测径仪的检测精度；通过设置防尘组件4，可有效降低因粉尘等杂物粘附在机壳1外壁上造成的检测误差，提高检测仪的检测精度。

实施例6

在上述实施的基础上，机壳1内还设置有激光扫描垫块12，该激光扫描垫块12位于激光器部件10下方，且该激光扫描垫块12与激光器部件10固定连接。

通过该激光扫描垫块12可调整激光器部件10的位置高度，使得激光器部件10出射的可见激光可全部通过其他的光学测试元件，可有效降低因可见激光光线缺失或被遮挡造成的检测误差，提高检测仪的检测精度。

实施例7

在上述实施的基础上，机壳1内还设置有大反射镜垫块7，该大反射镜垫块7位于大反射镜部件6下方并与大反射镜部件6固定连接。由于大反射镜部件6包括第一大反射镜部件6和第二大反射镜部件6，因而第一大反射镜部件6和第二大反射镜部件6下方均设置有大反射镜垫块7。

通过该大反射镜垫块7可调整大反射镜部件6的位置高度，使得激光器部件10出射的可见激光可全部通过大反射镜部件6而不被大反射镜遮挡，可有效降低因大反射镜部件6遮挡可见激光光线而造成的检测误差，从而提高检测仪的检测精度。

实施例8

在上述实施的基础上，机壳1上还设置有电源插座16，该电源插座16包括三芯针座接口、三芯孔座接口、四芯孔座接口和七芯孔座接口。由于电源插座16上设置有三芯针座接口、三芯孔座接口、四芯孔座接口和七芯孔座接口等多种接口，因而可有效提高测径仪的适用范围。

实施例9

在上述实施的基础上，壳体外还设置有显示组件2，该显示组件2固定连接在壳体的外壁上。通过该显示组件2可实时显示测径仪的相关检测数据，方便测试人员直观得知相关检测数据。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种双向一体式激光测径仪，包括机壳（1），所述机壳（1）内设置有激光器部件（10）、扫描镜部件（9）、Fθ镜组件（3）、聚光镜组件（5）和光信号接收组件（8），其特征在于，所述机壳（1）内还设置有大反射镜部件（6），激光器部件（10）、扫描镜部件（9）、Fθ镜组件（3）、聚光镜组件（5）、光信号接收组件（8）和大反射镜部件（6）均设置两个并形成两组可见激光检测光路；所述大反射镜部件（6）包括第一大反射镜部件和第二大反射镜部件，所述激光器部件（10）出射可见激光，可见激光经扫描镜部件（9）后反射至第一大反射镜部件的镜面上，可见激光经第一大反射镜部件反射后透过Fθ镜组件（3）形成平行的可见激光，可见激光通过待测工件后透过聚光镜组件（5）并入射至第二大反射镜部件的镜面上，可见激光经第二大反射镜部件反射后被光信号接收组件（8）接收；且第一组可见激光检测光路中Fθ镜组件（3）—聚光镜组件（5）之间的可见激光检测光路与第二组可见激光检测光路中Fθ镜组件（3）—聚光镜组件（5）之间的可见激光检测光路相互垂直。

2.如权利要求1所述的一种双向一体式激光测径仪，其特征在于：还包括用于放置待测工件的导轮（13），所述导轮（13）设置于机壳（1）内，且所述导轮（13）位于Fθ镜组件（3）与聚光镜组件（5）之间。

3.如权利要求1所述的一种双向一体式激光测径仪，其特征在于：所述机壳（1）中部向内凹陷形成用于放置待测工件的凹腔，所述凹腔位于Fθ镜组件（3）与聚光镜组件（5）之间，且透过Fθ镜组件（3）的可见激光可全部穿过凹腔。

4.如权利要求3所述的一种双向一体式激光测径仪，其特征在于：所述凹腔内还设置有两组防尘组件（4），一组防尘组件（4）连接在靠近Fθ镜组件（3）一侧的机壳（1）外壁上，另一组防尘组件（4）连接在靠近聚光镜组件（5）一侧的机壳（1）外壁上。

5.如权利要求3所述的一种双向一体式激光测径仪，其特征在于：还包括用于放置待测工件的导轮（13），所述导轮（13）位于凹腔内并与机壳（1）连接。

6.如权利要求5所述的一种双向一体式激光测径仪，其特征在于：所述凹腔内还设置有两组防尘组件（4），一组防尘组件（4）连接在靠近Fθ镜组件（3）一侧的机壳（1）外壁上，另一组防尘组件（4）连接在靠近聚光镜组件（5）一侧的机壳（1）外壁上。

7.如权利要求1所述的一种双向一体式激光测径仪，其特征在于：还包括设置于机壳（1）内的激光扫描垫块（12），所述激光扫描垫块（12）位于激光器部件（10）下方并与激光器部件（10）固定连接。

8.如权利要求1所述的一种双向一体式激光测径仪，其特征在于：还包括设置于机壳（1）内的大反射镜垫块（7），所述大反射镜垫块（7）位于大反射镜部件（6）下方并与大反射镜部件（6）固定连接。

9.如权利要求1所述的一种双向一体式激光测径仪，其特征在于：还包括设置于机壳（1）上的电源插座（16），所述电源插座（16）包括三芯针座接口、三芯孔座接口、四芯孔座接口和七芯孔座接口。

10.如权利要求1-9中任一所述的一种双向一体式激光测径仪，其特征在于：还包括设置于机壳（1）外并与机壳（1）连接的显示组件（2）。