[发明专利]图像式角位移测量装置

说明书

本发明公开了一种图像式角位移测量装置，它包括支架、光栅盘和处理电路，支架上分别安装有平行光源和线阵图像传感器，平行光源与线阵图像传感器形成对射；光栅盘的识别区域位于平行光源和线阵图像传感器之间；处理电路与线阵图像传感器信号连接；其中，平行光源发出的平行光照射到识别区域，进而将识别区域的图案映射到线阵图像传感器上；线阵图像传感器适于采集映射在其上的图案的图像数据并反馈至处理电路；所述处理电路适于输出其接收的图像数据，或根据图像数据计算角位移量并输出。本发明可以方便地输出光栅盘的位移识别图像，以像素灰度信息代替莫尔条纹相位信息，更容易实现高分辨率和高精度的角位移测量。

技术领域

本发明涉及一种图像式角位移测量装置，涉及光电位移精密测量领域。

背景技术

传统光电角位移测量装置采用标定光栅与指示光栅的相对运动，进而产生莫尔条纹光电信号，通过对莫尔条纹光电信号相位值的计算，得到标定光栅当前的角位移。但这种方式的角位移测量性能难以满足实际需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种图像式角位移测量装置，它可以方便地输出光栅盘的位移识别图像，以像素灰度信息代替莫尔条纹相位信息，更容易实现高分辨率和高精度的角位移测量。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种图像式角位移测量装置，它包括：

支架，所述支架上分别安装有平行光源和线阵图像传感器，平行光源与线阵图像传感器形成对射；

与待测物连接并随待测物绕其圆心转动的光栅盘，所述光栅盘的识别区域位于平行光源和线阵图像传感器之间；

处理电路，所述处理电路与所述线阵图像传感器信号连接；其中，

所述平行光源发出的平行光照射到识别区域，进而将识别区域的图案映射到线阵图像传感器上；

所述线阵图像传感器适于采集映射在其上的图案的图像数据并反馈至处理电路；

所述处理电路适于输出其接收的图像数据，或根据图像数据计算角位移量并输出。

进一步提供了一种平行光源的具体结构，所述平行光源包括点光源和凸透镜，所述点光源和凸透镜分别安装在支架上，所述点光源位于凸透镜的焦点处，进而通过凸透镜将点光源发出的光变为平行光。

进一步为了方便为点光源供电，所述处理电路与点光源电性连接，所述处理电路还适于为点光源供电。

进一步为了方便调节线阵图像传感器与光栅盘之间的距离，进而方便成像，所述支架包括上托盘、下托盘和支撑臂，所述平行光源安装在下托盘上，所述线阵图像传感器安装在上托盘上，所述下托盘与所述支撑臂的下端部固定连接，所述上托盘可升降地套装在支撑臂的上端部，所述上托盘和支撑臂之间设置有在线阵图像传感器相对光栅盘升降到合适位置后用于锁定上托盘的锁定机构。

进一步提供了一种锁定机构的具体结构，所述锁定机构包括锁定螺栓，所述上托盘上设置有滑槽，所述支撑臂上设置有螺栓孔，所述锁定螺栓穿过滑槽后旋进螺栓孔内，以便通过旋紧螺栓使得螺栓与滑槽抵接来锁定上托盘。

进一步为了方便知晓线阵图像传感器采集的图像数据是否为光栅盘的识别区域图案的图像数据，图像式角位移测量装置还包括与所述处理电路信号连接、且用于指示线阵图像传感器采集的图像数据是否为光栅盘的识别区域图案的图像数据的指示灯。

进一步为了方便图像式角位移测量装置与外部设备的连接，图像式角位移测量装置还包括与所述处理电路相连接的连接器。

进一步，所述连接器通过传输电缆与所述处理电路相连接。

进一步，所述处理电路适于输出其接收的图像数据，所述连接器包括计算电路和插头，所述计算电路与所述处理电路信号连接，所述插头与所述计算电路相连；其中，