[實用新型]非接觸式面內位移測量裝置

有效

• 申請號: 201020291433.4
• 申請日: 2010-08-13
• 公開（公告）號: CN201811726U
• 公開（公告）日: 2011-04-27
• 發明（設計）人: 劉大亮;吳速;唐文彥;楊長江;崔厚欣
• 申請（專利權）人: 北京時代之峰科技有限公司
• 主分類號: G01B21/00
• 分類號: G01B21/00;G01B21/02;G01B11/00;G01B11/02
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 何春蘭

技術領域

本實用新型有關于一種位移測量裝置，尤其有關于一種非接觸式面內位移測量裝置。

背景技術

現有技術中，用于測量位移的儀器主要有接觸式和非接觸式兩類，接觸式位移測量裝置主要為繞線式位移計、電阻尺、旋轉編碼器等，非接觸式位移測量裝置包含光柵、容柵、磁柵、激光測長儀等。接觸式位移測量裝置普遍存在不耐磨損，測量精度低等缺點，非接觸式位移測量裝置是對面內位移測量技術的擴展，它使作為計量方法的一種非接觸式面內位移測量具有更廣泛的使用環境和應用對象。

目前，采用非接觸式位移測量裝置對物體進行量測時，需要預先在被測物體表面黏貼標記物，用測頭跟蹤標記物，通過非接觸式位移測量裝置中的光柵尺測量測頭的位移變化來間接測量物體表面的位移或形變。該種非接觸式位移測量裝置測量過程較繁雜，為保證測量精度，對標記物的黏貼位置要求較高，而且，光柵尺作為一種一維空間測量器，僅能對測頭沿平行光柵尺方向發生的位移變化進行測量，當測頭產生沿其它方向的位移變化時，光柵尺的測量數據與測頭實際發生的位移變化量之間會存在差易，導致測量結果不準確；再有，光柵尺具有固定量程距離，其測量范圍受量程距離的限制，難以應用于連續的大尺度面內位移測量；另外，對柔性材料例如紡織物進行測量時，標記物會對柔性材料表面的形變產生一定影響，會導致測量出的被測物體表面的形變存在誤差；光柵尺的溫度性能較差、防塵效果也不理想，在高溫、高壓等特殊環境下，光柵尺的測量精度會降低，影響位移測量的準確度。但是，為達到高精度、長距離的測量結果，而提高光柵尺的測量精度和量程長度，會導致非接觸式位移測量裝置的價格和維護成本提高，不利于測量技術的推廣。

因此，有必要提供一種新型的非接觸式面內位移測量裝置，以克服上述缺陷。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種非接觸式面內位移測量裝置，該裝置的測量測頭與標尺共同組成被測物體的運動反饋裝置，能夠實時精確的檢測出跟蹤測頭所跟蹤的被測物體表面跟蹤點的位移或形變的二維運動，確保測量精度；該裝置不受環境因素的影響，在高溫、高壓等特殊環境下也能夠進行測量，測量范圍更廣。

本實用新型的上述目的可采用下列技術方案來實現：

一種非接觸式面內位移測量裝置，所述測量裝置包括：

運動跟蹤機構，其包括標尺和至少一個傳動機構；

至少一個測量單元，所述測量單元的數量與傳動機構的數量相同，每個測量單元包括相互對應的一個跟蹤測頭和一個測量測頭，被測物體對應地設置在所述跟蹤測頭的一側，所述標尺對應地設置在所述測量測頭的一側，每個測量單元通過所對應的傳動機構能上下移動設置。

在優選的實施方式中，每個所述傳動機構包括絲杠和滑塊，所述跟蹤測頭和測量測頭分別連接在所述滑塊的兩端，所述滑塊可上下移動地連接在所述絲杠上。

在優選的實施方式中，所述測量單元為兩個，所述兩個測量單元上下相對設置；所述傳動機構為兩個，其分別帶動所述兩個測量單元上下移動。

在優選的實施方式中，所述運動跟蹤機構還包括支撐底座和導軌，所述導軌固定設置在所述支撐底座上，所述標尺設置在所述支撐底座上，所述絲杠支撐在支撐底座上。

在優選的實施方式中，所述導軌具有兩個立架和一個橫架，所述兩個立架的頂部分別連接在所述橫架的兩端，其底部固定連接在所述支撐底座上。

在優選的實施方式中，所述橫架上設置有與所述絲杠相對應的定位孔，所述絲杠可轉動地穿設在所述定位孔中。

在優選的實施方式中，所述絲杠的一端連接有能帶動絲杠轉動的驅動源。

在優選的實施方式中，所述標尺與所述測量測頭相對的表面為光學粗糙表面。

在優選的實施方式中，每個所述跟蹤測頭和每個所述測量測頭均包括激光器和圖像傳感器，所述圖像傳感器位于所述激光器在所述被測物體或標尺的反射光束線上，所述圖像傳感器的光軸與所述激光器的光軸均與所述被測物體或標尺的表面法線成銳角布置。

在優選的實施方式中，每個所述跟蹤測頭和每個所述測量測頭還包括擴束鏡、準直透鏡和成像透鏡，沿著所述激光器的光軸方向依序設置有所述擴束鏡和所述準直透鏡，沿著所述激光器的反射光方向依序設置有所述成像透鏡和所述圖像傳感器。

本實用新型的非接觸式面內位移測量裝置的特點及優點是：