[發明專利]一種直線位移測量裝置

有效

• 申請號: 201910349564.9
• 申請日: 2019-04-28
• 公開（公告）號: CN109974596B
• 公開（公告）日: 2021-11-26
• 發明（設計）人: 王子忠;王晗;張平
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 羅滿

本發明公開了一種直線位移測量裝置，包括光產生部、成像部和數據處理部，光產生部用于向成像部發出線結構光，成像部用于接收線結構光而對線結構光成像，數據處理部用于根據在光產生部和成像部之間發生位移前后成像部所成的線結構光圖像計算出光產生部和成像部之間的位移量。本發明直線位移測量裝置通過對線結構光成像，根據發生位移前后的線結構圖像變化而測量位移，能保證測量精度，與現有技術相比能夠避免光柵尺線紋刻蝕工藝復雜、生產條件苛刻、制作成本比較高的缺點，也避免了磁柵尺對現場磁信號抗干擾能力比較差的缺點。

技術領域

本發明涉及機器視覺應用技術領域，特別是涉及一種直線位移測量裝置。

背景技術

在設備制造業領域，常用的直線位移傳感器是光柵尺和磁柵尺，光柵尺的原理是在其動尺上刻有光柵碼道，利用動尺上的碼道來辨別直線位移，碼道分為絕對式碼道和增量式碼道，絕對式碼道是按照絕對編碼方法在動尺上刻制的線紋，每一位置的線紋圖案是絕對唯一的；增量式光柵尺是在動尺上刻制均勻的線紋，通過對莫爾條紋計數而細分讀取相對于基準零點的增量位移。磁柵尺是根據電磁感應原理，在磁條中按照特定規律放入磁極，產生特定規律的磁信號，將與位移相關的交變磁場轉換為交變電信號，根據獲得的交變電信號得到位移測量數據。

然而，光柵尺的動尺和定尺上碼道是由透明線紋和與之寬度相同的不透明線紋組成，這些線紋一旦被灰塵遮蓋或者油漬浸染，會嚴重影響它的測量性能，并且線紋的刻蝕工藝復雜，生產條件苛刻，因此使得制作光柵尺的成本比較高。而磁柵尺與光柵尺相比測量精度低，并且在工業現場容易受磁信號干擾，對磁信號的抗干擾能力差。

發明內容

鑒于以上所述，本發明的目的是提供一種直線位移測量裝置，在保證測量精度的情況下，能夠避免光柵尺制作工藝復雜、生產條件苛刻、制作成本比較高的缺點，也避免了磁柵尺對現場磁信號抗干擾能力比較差的缺點。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種直線位移測量裝置，包括光產生部、成像部和數據處理部，所述光產生部用于向所述成像部發出線結構光，所述成像部用于接收線結構光而對線結構光成像，所述數據處理部用于根據在所述光產生部和所述成像部之間發生位移前后所述成像部所成的線結構光圖像計算出所述光產生部和所述成像部之間的位移量。

優選的，所述數據處理部具體用于根據以下公式計算所述光產生部和所述成像部之間的位移量：

ΔL＝L-L₀＝k(l-l₀)；

其中，ΔL表示光產生部和成像部之間的位移量，L表示發生位移后光產生部和成像部之間的距離，l表示發生位移后成像部所成的線結構光圖像反映的線結構光長度，L₀表示發生位移前光產生部和成像部之間的距離，l₀表示發生位移前成像部所成的線結構光圖像反映的線結構光長度，k表示預設參數。

優選的，獲得預設參數k的方法包括：

設置所述光產生部和所述成像部之間的距離為第一預設值，并記錄此位置所述成像部所成的線結構光圖像反映的線結構光長度；

移動所述光產生部或者所述成像部，設置所述光產生部和所述成像部之間的距離為第二預設值，并記錄此位置所述成像部所成的線結構光圖像反映的線結構光長度；

根據以下公式計算預設參數k：

其中，L₁表示第一預設值，L₂表示第二預設值，l₁表示光產生部和成像部之間的距離為第一預設值時成像部測得的線結構光長度，l₂表示光產生部和成像部之間的距離為第二預設值時成像部測得的線結構光長度。

優選的，所述光產生部和所述成像部設置在導軌上，可沿導軌移動。