[实用新型]一种基于激光光幕的平面定位装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及测量定位领域，采用相互垂直的平行光激光光幕，定位一个特定平面内微小物体的位置。

背景技术

目前，激光光幕技术在多个技术领域都得到应用，对每个具体的应用领域，由于其技术要求的不同，使得激光光幕的具体实现方法也不同。

在安全防护或者生产线自动控制领域，通常是采用多个激光发射器排成一列，设置于探测区域的一边；在探测区域相对的另一边，设置排成一列的多个光电感应器，使激光发射器和光电感应器一一对应，组成一个光栅式激光光幕，当有物体进入探测区域时，物体遮挡光线，光电感应器将探测到光线变化，然后转换成电信号，再送至信号处理部分作后续处理。这种光栅式激光光幕，抗干扰能力强，稳定，可靠，适用于工业现场等环境复杂的场合，但由于物理结构的原因，只能探测一维参数（或长度或宽度或高度），不能定位物体在一个平面内的具体坐标位置，且其最小光轴间距大于10mm，不适宜探测微小物体。

激光光幕另外一个应用领域是在实弹射击时非接触探测子弹击中靶面时的位置和速度，这方面应用中一个典型方案是申请号为201220007776的”一种结构简单的激光精度靶的制作方法”，其技术特点在于将一个一字线形激光器布置于靶框一角，一个“L”形光敏器件阵列设置在靶框相对该角的两条边上，当子弹穿过靶面时，将会在光敏器件阵列的相应位置形成阴影段，对光敏器件阵列输出信号进行运算处理，即可得到子弹穿过靶面时的相应着靶坐标，该方案结构简单，测试灵敏度较光栅式激光光幕高，可探测最小几个毫米的物体，但结构原理决定了其在探测区域内不同位置处的灵敏度相差很大，最高灵敏度只存在于一字线形激光器附近区域，离得越远，灵敏度越低。还有一个典型方案是申请号200420007418的“组合平行激光光幕靶的制作方法”，其技术特点为沿靶面的X,Y两个方向分别设置激光发生器及光敏接收器组，组成组合平行激光光幕靶，激光发生器包括一个光源管，光源管前端设有一透镜组，后端设有一半导体激光器，光敏器件组件由设有光道的光敏器件固定条和光敏器件构成，一个激光发生器可对应一个或多个光敏器件，测量精度由光敏器件的安装间隔大小确定，在其给出的实施实例中，可测量的物体最小直径为5.45mm。该方案测量精度较高，在整个测量区域具有相同的灵敏度。

在生物学实验或者理化实验中，常用到4孔，12孔，24孔，96孔，384孔等培养板，每次进行实验时，通常都要用加样针或移液枪往每个样品孔中分次（多次）顺序加入样品，各种试剂或反应物，由于试剂或反应物价值昂贵，如不慎把加入物的加入次数或顺序搞错，不但不能得到正确的实验结果，而且由于加入的试剂或反应物不可能重复使用，只能丢弃，从而导致较大的经济损失。因此在进行实验时，对每次加样时探入加样孔的加样针针尖或移液枪枪尖部分在培养板上的具体位置进行精确探测，以定位加样针或移液枪正位于培养板上的哪一个样品孔处，通过后续的处理电路及相应运算程序将定位结果显示出来并作进一步的计数，存储，实验步骤提示等相关处理，对提高实验效率，降低实验费用，有极大现实意义。

实际实验中使用的加样针或移液枪，其探入培养板样品孔的针尖（或枪尖）部分直径通常在1mm以下，随着微量检测和超微量检测技术水平的发展，实验需要的样品量和试剂量越来越少，为满足此要求，针尖（或枪尖）部分直径在0.5mm左右的加样针或移液枪的使用频率也越来越高，为了在培养板样品孔处准确可靠地探测加样针针尖或移液枪枪尖部分，从而定位加样针或移液枪在培养板上的具体位置，其探测灵敏度至少应该在0.25mm以下。而且，在整个培养板的样品孔区域，要求探测灵敏度分布均匀。

综上所述，不论是应用于安全控制和生产线检测领域的光栅式激光光幕方案，还是应用于实弹射击领域的激光光幕靶方案，其探测灵敏度，结构形式都不适用于探测加样针针尖或移液枪枪尖部分这样的微小物体，从而定位加样针或移液枪在培养板样品孔平面的具体位置。

发明内容

鉴于此，本实用新型的目的是提供一种灵敏度高的基于激光光幕的平面定位装置。