專利名稱：非接觸式厚度測量裝置的制作方法
非接觸式厚度測量裝置
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及物品尺寸測量技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種非接觸式厚度測量裝置。
背景技術(shù)：
目前，非接觸的測試儀器，有基于光電傳感器的，有基于射線傳感器的，整體來看 其測量精度參差不齊，例如一設(shè)備其設(shè)定測量精度為IO微米，而實(shí)際上其測量精度卻遠(yuǎn) 遠(yuǎn)達(dá)不到該要求， 一般只能達(dá)到100微米；不僅如此，該設(shè)備的成本還非常之高，大多需要5 萬元以上。 傳統(tǒng)的測量設(shè)備，其依賴于組成該設(shè)備的各元器件的制造精度，若設(shè)備設(shè)計(jì)的測 量精度高，則要求各元器件的制造精度更高，否則會(huì)嚴(yán)重影響該設(shè)備使用時(shí)的測試精度。但 是，高精度的機(jī)加工難度很大，就勢必造成制造成本的增加，同時(shí)，提高安裝調(diào)試的難度。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種降低制造精度要求同時(shí)提高測量精度 的非接觸式厚度測量裝置。 本發(fā)明解決現(xiàn)有的技術(shù)問題，提供一種非接觸式厚度測量裝置，其包括主體、控制 器和人機(jī)界面，所述控制器與所述人機(jī)界面均設(shè)置于所述主體上，所述控制器與所述人機(jī) 界面相連；其特征在于本測量裝置還包括測試臺(tái)、第一步進(jìn)放大器、第一步進(jìn)電機(jī)、傳動(dòng) 機(jī)構(gòu)、測試臂和光電傳感器；所述測試臺(tái)包括水平測試面和具有第一水平面、第二水平面 的第一透光孔；所述水平測試面位于所述測試臺(tái)的上方用于支撐被測對(duì)象；所述第一水平 面、所述第二水平面分別為該第一透光孔的內(nèi)壁上側(cè)與內(nèi)壁下側(cè)；所述控制器經(jīng)所述第一 步進(jìn)放大器控制所述第一步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)；所述第一步進(jìn)電機(jī)與所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相連，所述 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與所述測試臂連接，所述測試臂跟隨所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)豎直移動(dòng)；所述測試臂包括第 一測試臂與第二測試臂，所述第一測試臂與所述第二測試臂分別位于所述第一透光孔的兩 外側(cè)；所述光電傳感器包括光電傳感器發(fā)送端和光電傳感器接收端，所述光電傳感器發(fā)送 端設(shè)置于所述第一測試臂上，所述光電傳感器接收端設(shè)置于所述第二測試臂上；所述光電 傳感器發(fā)送端與所述光電傳感器接收端的連線為水平狀態(tài)，且所述光電傳感器發(fā)送端、所 述光電傳感器接收端與所述控制器相連。
本發(fā)明更進(jìn)一步的改進(jìn)是 所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括絲杠與絲杠螺母；所述絲杠豎直設(shè)置，該絲杠與所述第一步進(jìn)
電機(jī)的輸出軸相連；所述絲杠螺母套設(shè)于所述絲杠上，所述絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)帶著所述絲杠螺母
豎直移動(dòng)，同時(shí)，所述第一測試臂與所述第二測試臂均固定于所述絲杠螺母上。 與所述第一測試臂、所述第二測試臂配合設(shè)置第一導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和第二導(dǎo)向機(jī)構(gòu)；在
所述第一導(dǎo)向機(jī)構(gòu)或者所述第二導(dǎo)向機(jī)構(gòu)上設(shè)置位置傳感器和限位開關(guān)，所述位置傳感
器、所述限位開關(guān)與所述控制器連接。 所述位置傳感器包括上限位置傳感器和下限位置傳感器；所述限位開關(guān)包括上限位置開關(guān)和下限位置開關(guān)。 在所述測試臺(tái)的上方并與所述測試臺(tái)正對(duì)設(shè)置一上平臺(tái)，所述上平臺(tái)包括具有第 三水平面、第四水平面的第二透光孔，所述第三水平面與所述第四水平面分別為該第二透 光孔的內(nèi)壁上側(cè)與內(nèi)壁下側(cè)。 所述第一透光孔與所述第二透光孔設(shè)置的方向一致。
所述測試臺(tái)為自動(dòng)調(diào)節(jié)式或手動(dòng)調(diào)節(jié)式。 所述主體包括用于支撐所述測試臺(tái)的底面；所述測試臺(tái)固定于調(diào)整平臺(tái)上，所述
調(diào)整平臺(tái)包括固定機(jī)構(gòu)和擺動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述固定機(jī)構(gòu)和擺動(dòng)機(jī)構(gòu)經(jīng)轉(zhuǎn)軸相連，所述固定機(jī)構(gòu)
與底面相連，所述擺動(dòng)機(jī)構(gòu)與所述測試臺(tái)相連；本測量裝置包括第二步進(jìn)放大器、第二步進(jìn)
電機(jī)和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；所述控制器經(jīng)所述第二步進(jìn)放大器控制所述第二步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)；所述
第二步進(jìn)電機(jī)經(jīng)所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)改變所述擺動(dòng)機(jī)構(gòu)與所述固定機(jī)構(gòu)的夾角。 所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括一偏心軸；所述偏心軸設(shè)置于所述擺動(dòng)機(jī)構(gòu)與所述固定機(jī)構(gòu)之
間，且平行于所述轉(zhuǎn)軸設(shè)置；所述第二步進(jìn)電機(jī)控制所述偏心軸的轉(zhuǎn)角。 在所述調(diào)整平臺(tái)的周邊設(shè)置多個(gè)連接于所述底面或所述固定機(jī)構(gòu)的擋板，在該擋 板與所述擺動(dòng)機(jī)構(gòu)之間設(shè)置一彈簧，該彈簧的軸心線為豎直方向。 相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果是采用本測量裝置，其對(duì)機(jī)加工精度有一定 要求，如0. l毫米即可，然后由控制器分析、處理光電傳感器檢測的信號(hào)，得出被測對(duì)象的 厚度，實(shí)現(xiàn)高精度厚度值輸出；本測量裝置可廣泛用于各類零件、導(dǎo)線、軟性材料、紙張以及 不可接觸對(duì)象的測量。


圖1為本發(fā)明非接觸式厚度測量裝置的后面示意圖； 圖2為本測量裝置的側(cè)面示意圖； 圖3為本測量裝置的正面示意圖； 圖4為自動(dòng)調(diào)節(jié)式測試臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5為本測量裝置電控部分的原理示意圖； 圖6為本測量裝置的工作原理示意圖； 圖7為本測量裝置又一工作原理示意圖； 圖8為所述測試臺(tái)調(diào)試狀態(tài)對(duì)比示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合

及具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。 如圖1至圖8所示，一種非接觸式厚度測量裝置，其包括主體11、控制器12和人機(jī) 界面13，所述控制器12與所述人機(jī)界面13均設(shè)置于所述主體11上，所述控制器12與所 述人機(jī)界面13相連；本測量裝置還包括測試臺(tái)14、第一步進(jìn)放大器15、第一步進(jìn)電機(jī)16、 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(該傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括絲杠171和絲杠螺母172)、測試臂(該測試臂包括第一測試臂 181和第二測試臂182)和光電傳感器(該光電傳感器包括光電傳感器發(fā)送端191和光電傳 感器接收端192);所述測試臺(tái)14包括水平測試面141和具有第一水平面142、第二水平面 143的第一透光孔144 ;所述水平測試面141位于所述測試臺(tái)14的上方用于支撐被測對(duì)象
528 ;所述第一水平面142、所述第二水平面143分別為該第一透光孔144的內(nèi)壁上側(cè)與內(nèi)壁 下側(cè)；所述控制器12經(jīng)所述第一步進(jìn)放大器15控制所述第一步進(jìn)電機(jī)16的轉(zhuǎn)動(dòng)；所述第 一步進(jìn)電機(jī)16與所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相連，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶著所述測試臂豎直移動(dòng)；所述測試臂 包括第一測試臂181與第二測試臂182，所述第一測試臂181與所述第二測試臂182分設(shè)所 述第一透光孔144的兩外側(cè)；所述光電傳感器包括光電傳感器發(fā)送端191和光電傳感器接 收端192，所述光電傳感器發(fā)送端191設(shè)置于所述第一測試臂181上，所述光電傳感器接收 端192設(shè)置于所述第二測試臂182上；所述光電傳感器發(fā)送端191與所述光電傳感器接收 端192的連線為水平狀態(tài)，且所述光電傳感器發(fā)送端191、所述光電傳感器接收端192與所 述控制器12相連。 光電傳感器發(fā)送端191與光電傳感器接收端192順著測試臂豎直方向上下移動(dòng)， 用于檢測移動(dòng)時(shí)第一透光孔144、第一透光孔144上方的測試臺(tái)14部分、被測對(duì)象28的光 信號(hào)通過或阻擋信號(hào)，并將該信號(hào)傳輸至控制器12。由于本測量裝置在制造的時(shí)候，測試臺(tái) 14的結(jié)構(gòu)尺寸為已知量，從而根據(jù)光信號(hào)的通過或阻擋即可判斷被測對(duì)象28的厚度值。
在本發(fā)明中 主體1為本測量裝置的外殼或支架結(jié)構(gòu)，主要用于作為各個(gè)部件直接或間接的安 裝基礎(chǔ)，所以其強(qiáng)度要適當(dāng)，以免強(qiáng)度不夠，造成各元器件之間的相對(duì)尺寸不穩(wěn)定，影響被 測對(duì)象的厚度值。另外，也起防護(hù)作用，以免雜質(zhì)等破壞影響各元器件的潔凈度，從而造成 精度下降。 人機(jī)界面13即工業(yè)人機(jī)界面，其是具有控制器的智能終端，實(shí)現(xiàn)人和本測量裝置 之間的信息交互，包括文字、圖形顯示以及輸入等功能。 控制器12是按厚度測試目的而產(chǎn)生控制信息的核心部分，其接受來自光電傳感
器的測量信號(hào)，然后按照一定的控制規(guī)律產(chǎn)生控制信號(hào)推動(dòng)第一步進(jìn)電機(jī)工作。 第一步進(jìn)放大器15用于將第一步進(jìn)電機(jī)16提供脈沖電流。第一步進(jìn)電機(jī)16接
收自第一步進(jìn)放大器15的電脈沖信號(hào)并將其變換成角位移以控制轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，每接收一個(gè)
脈沖信號(hào)，第一步進(jìn)電機(jī)16前進(jìn)一步。 本發(fā)明的所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)其采用機(jī)械傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)了將第一步進(jìn)電機(jī)16的轉(zhuǎn)動(dòng)變換成 光電傳感器的上下移動(dòng)，該傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括絲杠171與絲杠螺母172的配合，也可采用悉知的 其它機(jī)械結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)該功能。如圖1所示，所述絲杠171豎直設(shè)置，該絲杠171與所述第一步 進(jìn)電機(jī)16的輸出軸相連，第一步進(jìn)電機(jī)16轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶著絲杠171相應(yīng)的轉(zhuǎn)動(dòng)；所述絲杠螺母 172套設(shè)于所述絲杠171上，所述絲杠171轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶著套設(shè)其上的所述絲杠螺母172順著 絲杠171豎直移動(dòng)，同時(shí)，所述第一測試臂181與所述第二測試臂182均固定于所述絲杠螺 母172上，從而實(shí)現(xiàn)了第一測試臂181與所述第二測試臂182同步移動(dòng)，同理，亦實(shí)現(xiàn)了光 電傳感器發(fā)送端191與所述光電傳感器接收端192的同步移動(dòng)，即保持該兩光電傳感器能 夠正對(duì)配合工作。 光電傳感器接收端采用光電元件作為檢測元件，其首先把被測量對(duì)象造成的光線 通過或光線阻擋變化轉(zhuǎn)換成光信號(hào)的變化，然后借助光電元件進(jìn)一步將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信 號(hào)。光電傳感器一般由光源、光學(xué)通路和光電元件三部分組成。光電檢測方法具有精度高、 反應(yīng)快、非接觸等優(yōu)點(diǎn)，而且可測參數(shù)多，傳感器的結(jié)構(gòu)簡單，形式靈活多樣，因此，光電式 傳感器在檢測和控制中應(yīng)用非常廣泛。光電傳感器發(fā)送端與光電傳感器接收端，其一側(cè)為光源，一側(cè)為接收光信號(hào)。光電傳感器發(fā)送端或光電傳感器接收端，采用紅外對(duì)射式光纖傳 感器或激光對(duì)射傳感器，當(dāng)測量物體時(shí)，通過檢測光線的通過或阻擋，來確定物體的高度位置。 與所述第一測試臂181、所述第二測試臂182配合設(shè)置第一導(dǎo)向機(jī)構(gòu)261和第二導(dǎo) 向機(jī)構(gòu)262，且該第一導(dǎo)向機(jī)構(gòu)261與第二導(dǎo)向機(jī)構(gòu)262均豎直設(shè)置，第一測試臂181上下 移動(dòng)順著第一導(dǎo)向機(jī)構(gòu)261的豎直延伸方向，同理，第二測試臂182上下移動(dòng)順著第二導(dǎo)向 機(jī)構(gòu)262的豎直延伸方向。所述第一測試臂181、所述第二測試臂182設(shè)置在絲杠兩側(cè)并與 絲杠平行，確保測量臂移動(dòng)時(shí)不發(fā)生偏移，使其在垂直方向運(yùn)動(dòng)。 本發(fā)明，當(dāng)?shù)谝粚?dǎo)向機(jī)構(gòu)與第二導(dǎo)向機(jī)構(gòu)相較光電傳感器發(fā)送端和光電傳感器接 收端靠近于所述測試臺(tái)時(shí)，在第一導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和第二導(dǎo)向機(jī)構(gòu)上設(shè)置對(duì)射孔263，用于光線通 過。若相反的，光電傳感器發(fā)送端和光電傳感器接收端相較于第一導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和第二導(dǎo)向機(jī) 構(gòu)靠近于所述測試臺(tái)，則無需增設(shè)對(duì)射孔。 在所述第一導(dǎo)向機(jī)構(gòu)261上設(shè)置位置傳感器(該位置傳感器包括上限位傳感器 201和下限位傳感器202)和限位開關(guān)(該限位開關(guān)包括上限位置開關(guān)211和下限位置開關(guān) 212)，所述位置傳感器、所述限位開關(guān)與所述控制器連接，位置傳感器用于檢測測試臂的位 置狀態(tài)，當(dāng)位置傳感器檢測出測試臂到達(dá)預(yù)定位置時(shí)，發(fā)送位置信號(hào)至控制器12，從而改變 對(duì)第一步進(jìn)電機(jī)16的輸出指令，例如換向；為了進(jìn)一步提高安全，在位置傳感器的外側(cè)設(shè) 置了限位開關(guān)，所以即使控制器還未發(fā)出換向指令，測試臂也因接觸限位開關(guān)而自動(dòng)換向 或是停止。本發(fā)明優(yōu)選將上限位置傳感器和下限位置傳感器分設(shè)于第一導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的上下兩 端，且上限位置開關(guān)和下限位置開關(guān)分設(shè)上限位置傳感器和下限位置傳感器的外側(cè)。
根據(jù)用戶需要，上述位置傳感器和限位開關(guān)能夠同理設(shè)置在所述第二導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 上。 本發(fā)明在所述測試臺(tái)14的上方并與所述測試臺(tái)14正對(duì)設(shè)置一上平臺(tái)22，所述上 平臺(tái)22包括具有第三水平面221、第四水平面222的第二透光孔223，所述第三水平面221 與所述第四水平面222分別為該第二透光孔223的內(nèi)壁上側(cè)與內(nèi)壁下側(cè)。由于設(shè)置了上平 臺(tái)22，所以本發(fā)明的光電傳感器即可以由下向上移動(dòng)檢測信號(hào)，亦可由上向下移動(dòng)檢測信 號(hào)，從而擴(kuò)大本發(fā)明測量裝置的使用方案。 所述第一透光孔144與所述第二透光孔223設(shè)置的方向一致。優(yōu)選將第一透光孔 144和第二透光孔223均設(shè)置成方形透光孔，該兩透光孔中心線相互平行。
本發(fā)明的所述測試臺(tái)為自動(dòng)調(diào)節(jié)式或手動(dòng)調(diào)節(jié)式。 優(yōu)選采用自動(dòng)調(diào)節(jié)式，此時(shí)，所述主體ll包括用于支撐所述測試臺(tái)14的底面111 ; 所述測試臺(tái)14固定于一調(diào)整平臺(tái)112上，所述調(diào)整平臺(tái)112包括固定機(jī)構(gòu)和擺動(dòng)機(jī)構(gòu)，該 固定機(jī)構(gòu)與擺動(dòng)機(jī)構(gòu)經(jīng)一轉(zhuǎn)軸113鉸接在一起，固定機(jī)構(gòu)與底面連接，擺動(dòng)機(jī)構(gòu)與測試臺(tái) 連接；本測量裝置包括第二步進(jìn)放大器23、第二步進(jìn)電機(jī)24和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(該調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括 偏心軸251);所述控制器12經(jīng)所述第二步進(jìn)放大器23控制所述第二步進(jìn)電機(jī)24的轉(zhuǎn)動(dòng)； 所述第二步進(jìn)電機(jī)24經(jīng)所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)改變所述固定機(jī)構(gòu)與所述擺動(dòng)機(jī)構(gòu)之間的夾角，從 而將水平測試面141嚴(yán)格調(diào)節(jié)成水平狀態(tài)。 所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括一偏心軸251 ;所述偏心軸251設(shè)置于所述擺動(dòng)機(jī)構(gòu)與所述固 定機(jī)構(gòu)之間，且平行于所述轉(zhuǎn)軸113設(shè)置；所述第二步進(jìn)電機(jī)24控制所述偏心軸251的轉(zhuǎn)
7角。通過偏心軸來調(diào)整測試臺(tái)與光電傳感器發(fā)送端與光電傳感器接收端對(duì)射光線的平行 度。 在所述調(diào)整平臺(tái)112的周邊設(shè)置多個(gè)連接于所述底面111或所述固定機(jī)構(gòu)上的擋 板114，在該擋板114與所述調(diào)整平臺(tái)112之間設(shè)置一彈簧27，該彈簧27的軸心線為豎直 方向，保證調(diào)整平臺(tái)112與底面111的穩(wěn)定接觸。
工作原理如下兩種方式 如圖6所示，本測量裝置在啟動(dòng)前，測試臂在第一透光孔的下方位置，光線被阻 擋；測量時(shí)，測量臂經(jīng)過第一透光孔向上移動(dòng)，當(dāng)移動(dòng)過被測對(duì)象上端時(shí)，光線可以穿過，從 第二水平面光線穿過到被測對(duì)象上方光線穿過可以得到一個(gè)移動(dòng)的脈沖數(shù)據(jù)B，而第二水 平面光線穿過到水平測試面的移動(dòng)脈沖數(shù)據(jù)是一個(gè)常數(shù)B ;B-A即為物體高度的脈沖數(shù)據(jù)， 通過控制器將其還原為實(shí)際高度，單位為毫米或厘米。 如圖7所示，本測量裝置在啟動(dòng)前，測試臂位于第二透光孔的上方，光線被阻擋； 測試時(shí)，測試臂經(jīng)過第二透光孔往下移動(dòng)，當(dāng)移動(dòng)過被測對(duì)象上端時(shí)，光線被阻擋，從第四 水平面光線阻擋到被測對(duì)象上方光線阻擋可以得到一個(gè)移動(dòng)的脈沖數(shù)據(jù)B，而第四水平面 光線阻擋到水平測試面的移動(dòng)脈沖數(shù)據(jù)是一個(gè)常數(shù)A， A-B即為物體高度的脈沖數(shù)據(jù)，通過 控制器將其還原為實(shí)際高度，單位為毫米或厘米。
對(duì)射光與測試臺(tái)的水平調(diào)整原理 如圖8所示，通過控制器得到第一透光孔下方的臨界值和測試臺(tái)上方的臨界值， 得到一個(gè)距離的脈沖數(shù)據(jù)，此數(shù)據(jù)應(yīng)該是一個(gè)定值，當(dāng)不同于定值時(shí)，則對(duì)射線與測試臺(tái)不 平行，如圖8上圖所示，檢測到的脈沖數(shù)據(jù)B大于定值A(chǔ)，此時(shí)通過調(diào)整偏心軸的角度直到A =B，如圖8下圖所示，調(diào)整的方法可以通過控制器控制第二步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行調(diào)整，也可以通 過手動(dòng)方式進(jìn)行調(diào)整，用自動(dòng)調(diào)整的好處是可以自動(dòng)計(jì)算調(diào)整的角度，手動(dòng)調(diào)整需要較長 時(shí)間的調(diào)節(jié)。 本發(fā)明為了提高測試精度 首先，要確保光電傳感器發(fā)送端與光電傳感器接收端的對(duì)射光與絲杠垂直，在安 裝絲杠和測量臂時(shí)需考慮垂直，通過調(diào)節(jié)對(duì)射傳感器實(shí)現(xiàn)，角度偏差不超過O. 1° ，如果超 過此偏差范圍，在控制器分析時(shí)需要進(jìn)行補(bǔ)償； 其次，對(duì)射光與測試臺(tái)平行，通過調(diào)整偏心軸的角度調(diào)整其平行度； 然后，本測量裝置采用紅外對(duì)射式光纖傳感器或激光對(duì)射傳感器，通過檢測光線
阻擋和穿過時(shí)的臨界脈沖數(shù)據(jù)來實(shí)現(xiàn)精度測量，但考慮到阻擋臨界和穿過臨界值不一樣，
所以在選擇參考位置時(shí)，選擇同樣的臨界點(diǎn)。 接下來，選擇高性能的控制器，由于處理脈沖信號(hào)需要運(yùn)算速度快的處理器，如果 太慢，將會(huì)造成測量的誤差； 最后，處理輸入和輸出可采用中斷方式，使輸入輸出響應(yīng)更具及時(shí)性，提高測量精度。 本測量裝置采用光電技術(shù)和脈沖定位技術(shù)，能實(shí)現(xiàn)不接觸準(zhǔn)確測量物體厚度(高 度)的功能，測量范圍可達(dá)為O. 1毫米以上物體，精度可以達(dá)到0.01毫米(IO微米)以下。
該測量裝置具有操作簡單，有人機(jī)界面進(jìn)行交互，測量快速，通過預(yù)估設(shè)定(人工 估計(jì)物體的高度)，可以非常快速測量出被測物體的厚(高)度，該裝置安全可靠，自動(dòng)化程度高，測量結(jié)果可直接顯示或上傳電腦進(jìn)行處理。 本裝置的最大的特點(diǎn)通過傳感器的移動(dòng)來進(jìn)行檢測，并通過傳感器臨界點(diǎn)的檢測 實(shí)現(xiàn)高精度的測量。所有的檢測過程均在控制器控制下運(yùn)行，通過控制器自動(dòng)校驗(yàn)測量精 度，并進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償，使測量的精度更高(10微米)，使用該測量裝置，通過控制器可以迅速
找到測量點(diǎn)，提高測量效率和測量精度、降低勞動(dòng)成本、在工業(yè)企業(yè)、科研院所、檢測機(jī)構(gòu)、 實(shí)驗(yàn)室等有應(yīng)用價(jià)值。 本測量裝置制造成本很低，所需材料成本和機(jī)加工成本不超過8000元(2009年10 月物價(jià)指數(shù))。 本測量裝置采用本測量裝置，其對(duì)機(jī)加工精度有一定要求，如0. 1毫米即可，然后 由控制器分析、處理光電傳感器檢測的信號(hào)，得出被測對(duì)象的厚度，實(shí)現(xiàn)高精度厚度值輸 出；本測量裝置可廣泛用于各類零件、導(dǎo)線、軟性材料、紙張以及不可接觸對(duì)象的測量。
以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定 本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明。對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在 不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的 保護(hù)范圍。
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權(quán)利要求
一種非接觸式厚度測量裝置，其包括主體、控制器和人機(jī)界面，所述控制器與所述人機(jī)界面均設(shè)置于所述主體上，所述控制器與所述人機(jī)界面相連；其特征在于本測量裝置還包括測試臺(tái)、第一步進(jìn)放大器、第一步進(jìn)電機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、測試臂和光電傳感器；所述測試臺(tái)包括水平測試面和具有第一水平面、第二水平面的第一透光孔；所述水平測試面位于所述測試臺(tái)的上方用于支撐被測對(duì)象；所述第一水平面、所述第二水平面分別為該第一透光孔的內(nèi)壁上側(cè)與內(nèi)壁下側(cè)；所述控制器經(jīng)所述第一步進(jìn)放大器控制所述第一步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)；所述第一步進(jìn)電機(jī)與所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相連，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與所述測試臂連接，所述測試臂跟隨所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)豎直移動(dòng)；所述測試臂包括第一測試臂與第二測試臂，所述第一測試臂與所述第二測試臂分別位于所述第一透光孔的兩外側(cè)；所述光電傳感器包括光電傳感器發(fā)送端和光電傳感器接收端，所述光電傳感器發(fā)送端設(shè)置于所述第一測試臂上，所述光電傳感器接收端設(shè)置于所述第二測試臂上；所述光電傳感器發(fā)送端與所述光電傳感器接收端的連線為水平狀態(tài)，且所述光電傳感器發(fā)送端、所述光電傳感器接收端與所述控制器相連。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的非接觸式厚度測量裝置，其特征在于所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括絲杠與絲杠螺母；所述絲杠豎直設(shè)置，該絲杠與所述第一步進(jìn)電機(jī) 的輸出軸相連；所述絲杠螺母套設(shè)于所述絲杠上，所述絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)帶著所述絲杠螺母豎直 移動(dòng)，同時(shí)，所述第一測試臂與所述第二測試臂均固定于所述絲杠螺母上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的非接觸式厚度測量裝置，其特征在于與所述第一測試臂、所述第二測試臂配合設(shè)置第一導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和第二導(dǎo)向機(jī)構(gòu)；在所述 第一導(dǎo)向機(jī)構(gòu)或者所述第二導(dǎo)向機(jī)構(gòu)上設(shè)置位置傳感器和限位開關(guān)，所述位置傳感器、所 述限位開關(guān)與所述控制器連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的非接觸式厚度測量裝置，其特征在于所述位置傳感器包括上限位置傳感器和下限位置傳感器；所述限位開關(guān)包括上限位置 開關(guān)和下限位置開關(guān)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4任意一項(xiàng)所述的非接觸式厚度測量裝置，其特征在于 在所述測試臺(tái)的上方并與所述測試臺(tái)正對(duì)設(shè)置一上平臺(tái)，所述上平臺(tái)包括具有第三水平面、第四水平面的第二透光孔，所述第三水平面與所述第四水平面分別為該第二透光孔 的內(nèi)壁上側(cè)與內(nèi)壁下側(cè)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的非接觸式厚度測量裝置，其特征在于 所述第一透光孔與所述第二透光孔設(shè)置的方向一致。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至4任意一項(xiàng)所述的非接觸式厚度測量裝置，其特征在于 所述測試臺(tái)為自動(dòng)調(diào)節(jié)式或手動(dòng)調(diào)節(jié)式。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的非接觸式厚度測量裝置，其特征在于所述主體包括用于支撐所述測試臺(tái)的底面；所述測試臺(tái)固定于調(diào)整平臺(tái)上，所述調(diào)整 平臺(tái)包括固定機(jī)構(gòu)和擺動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述固定機(jī)構(gòu)和擺動(dòng)機(jī)構(gòu)經(jīng)轉(zhuǎn)軸相連，所述固定機(jī)構(gòu)與底 面相連，所述擺動(dòng)機(jī)構(gòu)與所述測試臺(tái)相連；本測量裝置包括第二步進(jìn)放大器、第二步進(jìn)電機(jī)和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；所述控制器經(jīng)所述第二步進(jìn)放大器控制所述第二步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)；所述第二步進(jìn)電機(jī)經(jīng)所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)改變所述擺 動(dòng)機(jī)構(gòu)與所述固定機(jī)構(gòu)的夾角。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的非接觸式厚度測量裝置，其特征在于所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括一偏心軸；所述偏心軸設(shè)置于所述擺動(dòng)機(jī)構(gòu)與所述固定機(jī)構(gòu)之間， 且平行于所述轉(zhuǎn)軸設(shè)置；所述第二步進(jìn)電機(jī)控制所述偏心軸的轉(zhuǎn)角。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的非接觸式厚度測量裝置，其特征在于在所述調(diào)整平臺(tái)的周邊設(shè)置多個(gè)連接于所述底面或所述固定機(jī)構(gòu)的擋板，在該擋板與 所述擺動(dòng)機(jī)構(gòu)之間設(shè)置一彈簧，該彈簧的軸心線為豎直方向。
全文摘要
本發(fā)明提供一種非接觸式厚度測量裝置，其包括主體、控制器和人機(jī)界面，還包括測試臺(tái)、第一步進(jìn)放大器、第一步進(jìn)電機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、測試臂和光電傳感器；測試臺(tái)包括水平測試面和第一透光孔；水平測試面位于測試臺(tái)的上方用于支撐被測對(duì)象；控制器經(jīng)第一步進(jìn)放大器控制第一步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)；第一步進(jìn)電機(jī)與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相連，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶著測試臂豎直移動(dòng)；光電傳感器包括光電傳感器發(fā)送端和光電傳感器接收端；光電傳感器發(fā)送端與光電傳感器接收端的連線為水平狀態(tài)。有益效果是采用本測量裝置，其對(duì)機(jī)加工精度有一定要求，然后由控制器分析、處理光電傳感器檢測的信號(hào)，得出被測對(duì)象的厚度，實(shí)現(xiàn)高精度厚度值輸出。
文檔編號(hào)G01B11/06GK101750023SQ200910188829
公開日2010年6月23日 申請(qǐng)日期2009年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月11日
發(fā)明者鄧松 申請(qǐng)人:深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院