[發(fā)明專利]一種XY平面光電式非接觸位移傳感器系統(tǒng)及其使用方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910353627.8
• 申請(qǐng)日: 2019-04-29
• 公開（公告）號(hào): CN109974597A
• 公開（公告）日: 2019-07-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐志祥;鐘子明;黃龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 大連理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01B11/02
• 分類號(hào): G01B11/02
• 代理公司: 大連理工大學(xué)專利中心 21200
• 代理人: 李曉亮;潘迅

1.一種XY平面光電式非接觸位移傳感器系統(tǒng)，其特征在于，所述的非接觸位移傳感器系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、光電系統(tǒng)以及運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)；所述的光電系統(tǒng)固定在待測(cè)物體上并與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)連接，用于測(cè)量位移變化；所述的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)包括兩個(gè)伺服電機(jī)，均與光電系統(tǒng)連接，用于控制待測(cè)量物體在XY方向移動(dòng)；待測(cè)量物體設(shè)于基板上方，且待測(cè)量物體與基板不接觸；

所述的光電系統(tǒng)主要由光電傳感器HERO16K、STM32F0單片機(jī)控制芯片、WIFI模塊ESP8266及外圍電路組成，光電傳感器HERO16K、STM32F0單片機(jī)控制芯片、WIFI模塊ESP8266三者集成在PCB板上的，安裝在外殼中，整體通過WIFI模塊ESP8266與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行通信；所述的STM32F0單片機(jī)控制芯片的SPI接口與光電傳感器HERO16K的SPI接口相連；WIFI模塊ESP8266內(nèi)嵌lwip協(xié)議棧；

所述的光電傳感器HERO16K通過圖像處理功能實(shí)現(xiàn)待測(cè)物體位移量的實(shí)時(shí)準(zhǔn)確測(cè)量跟蹤，包括圖像采集系統(tǒng)、數(shù)字信號(hào)處理器和SPI接口；光電傳感器HERO16K中的數(shù)字信號(hào)處理器對(duì)CMOS圖像傳感器采集的圖像信號(hào)進(jìn)行處理，得到光電系統(tǒng)在x和y方向上的位移量Δx和Δy，再將處理得到的位移量通過光電傳感器SPI接口傳輸?shù)絊TM32F0單片機(jī)控制芯片，經(jīng)過處理后的數(shù)據(jù)通過串口經(jīng)WIFI模塊ESP8266發(fā)送到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，通過計(jì)算機(jī)對(duì)位移信號(hào)進(jìn)行處理。

2.一種權(quán)利要求1所述的XY平面光電式非接觸位移傳感器系統(tǒng)的使用方法，其特征在于，該非接觸位移傳感器系統(tǒng)可以用于待測(cè)量物體的位移監(jiān)控，也可以用于控制當(dāng)前物體的定量移動(dòng)，具體包括以下步驟：

當(dāng)用于待測(cè)量物體的位移監(jiān)控時(shí)，步驟為：

(1)當(dāng)需要監(jiān)控待測(cè)量物體的運(yùn)動(dòng)軌跡時(shí)，將光電傳感器安置在待測(cè)量物體上，并待測(cè)量物體放置于基板上方，待測(cè)量物體與基板不接觸；

(2)當(dāng)待測(cè)量物體的自行運(yùn)動(dòng)時(shí)，光電傳感器HERO16K通過其CMOS圖像傳感器不斷捕捉基板的圖像，并檢測(cè)位移量Δx、Δy，將數(shù)據(jù)存入圖像采集系統(tǒng)的水平、垂直位移寄存器中；并且單片機(jī)控制芯片STM32F0通過SPI接口與光電傳感器HERO16K進(jìn)行通信，檢測(cè)待測(cè)量物體自行運(yùn)動(dòng)位移量，通過WIFI模塊ESP8266接口向計(jì)算機(jī)傳輸；計(jì)算機(jī)根據(jù)收到的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示物件運(yùn)動(dòng)軌跡；

當(dāng)控制當(dāng)前物體定量移動(dòng)時(shí)，步驟為：

(1)當(dāng)需要控制當(dāng)前物體定量移動(dòng)時(shí)，將光電傳感器安置在當(dāng)前物體上，當(dāng)前物體放置于基板上方，并與伺服電機(jī)連接，伺服電機(jī)用于控制當(dāng)前物體在XY方向移動(dòng)；

(2)通過計(jì)算機(jī)向WIFI模塊ESP8266接口發(fā)送數(shù)據(jù)，單片機(jī)控制芯片STM32F0檢測(cè)到數(shù)據(jù)后，進(jìn)一步控制兩個(gè)伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)，從而定量控制物體的位置。