專利名稱：局部空間測(cè)量定位系統(tǒng)的光電傳感器裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及局部空間測(cè)量定位系統(tǒng)的接受裝置，特別涉及局部空間測(cè) 量定位系統(tǒng)的光電傳感器裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)場(chǎng)大范圍坐標(biāo)測(cè)量、跟蹤定位是重大裝備、如飛機(jī)制造、造船、汽車、 大型機(jī)電設(shè)備裝配過(guò)程應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)之一，是保證裝配質(zhì)量的關(guān)鍵。目前國(guó) 際上應(yīng)用于大范圍坐標(biāo)測(cè)量方面較為成熟的設(shè)備包括激光跟蹤儀，光電經(jīng)諱 儀，工業(yè)數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)，室內(nèi)GPS系統(tǒng)，以及便攜式關(guān)節(jié)測(cè)量臂等等。其 中激光跟蹤儀的應(yīng)用范圍最廣，該測(cè)量裝置在一定的范圍內(nèi)能夠達(dá)到很高的精
度，例如，美國(guó)API公司生產(chǎn)的激光跟蹤儀在半徑為60m的范圍內(nèi)測(cè)量精度 能夠達(dá)到0.3mm的誤差，但激光跟蹤儀的價(jià)格很貴，并且在測(cè)量過(guò)程中如果 反射球系統(tǒng)移動(dòng)很快就容易產(chǎn)生丟光現(xiàn)象，給實(shí)驗(yàn)帶來(lái)不便；光電經(jīng)諱儀通常 利用人工瞄準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行測(cè)量，這給整個(gè)測(cè)量過(guò)程帶來(lái)不可預(yù)知的誤差；工業(yè)數(shù)字 攝影測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量范圍并不是很大，而且精度與激光跟蹤儀相比也存在一定 的差距。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)不足，提供局部空間測(cè)量定位系 統(tǒng)的光電傳感器裝置，該裝置提高系統(tǒng)測(cè)量的準(zhǔn)確性和測(cè)量效率。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的-
濾光片和光電池安裝在推拉機(jī)構(gòu)上，濾光片覆蓋在光電池表面上，光^池 的引線通過(guò)推拉機(jī)構(gòu)的小槽引出并與外部電路相連接。
3所述的推拉機(jī)構(gòu)由底槽，側(cè)面槽，以及臺(tái)階槽組成，基塊底面上開(kāi)有底槽 以及臺(tái)階槽，臺(tái)階槽的半徑大于底槽，并位于底槽的上方，臺(tái)階槽在基塊的側(cè)面。
本實(shí)用新型利用兩象限光電池的對(duì)稱性以及差分信號(hào)采集電路，能夠有效 消除掉信號(hào)采集時(shí)所引起的工頻干擾，改善了采集信號(hào)的質(zhì)量，提高了測(cè)量的 準(zhǔn)確性和測(cè)量效率。


圖1是兩象限光電池傳感器的半剖示意圖2是封裝結(jié)構(gòu)內(nèi)部推拉裝置的結(jié)構(gòu)示意圖3是兩象限光電池傳感器的截面示意圖4是兩個(gè)單象限光電池組成的傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖5是光電傳感器的信號(hào)采集電路原理圖。
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。 '具體實(shí)施方式
參照?qǐng)D1，圖2，圖3所示，傳感器封裝裝置包括外殼和內(nèi)部的推拉結(jié)構(gòu) 兩部分，傳感器的引線通過(guò)推拉結(jié)構(gòu)上的槽5引出，組裝時(shí)將光電池嵌入槽4 中，并通過(guò)槽6固定濾光片，將濾光片覆蓋在光電池上一同推入到快速成型的 封裝裝置當(dāng)中。傳感器的測(cè)量原理是首先由測(cè)量系統(tǒng)的發(fā)射器發(fā)送出激光信 號(hào)，傳感器用來(lái)接受激光信號(hào)，當(dāng)激光信號(hào)以一定的速度掃過(guò)傳感器表面時(shí)， 傳感器輸出與所受光照面積成線性關(guān)系的電流，當(dāng)激光信號(hào)通過(guò)兩象限光電池 中心時(shí)，光電池左右兩部分輸出的電流大小相等，通過(guò)差分電路即可獲得通過(guò) 零點(diǎn)的模擬信號(hào)，計(jì)算機(jī)提取出過(guò)零點(diǎn)的時(shí)刻，即光電池的特征位置對(duì)應(yīng)的特 征時(shí)間點(diǎn)，通過(guò)上述原理完成對(duì)被測(cè)物體的定位于測(cè)量。
參照?qǐng)D4所示，其組裝原理與圖l類似，不同的是傳感器由兩片單象限光電池組成，在組裝時(shí)將兩片光電池放入預(yù)先設(shè)計(jì)好的凹槽內(nèi)進(jìn)行封裝，引線由 內(nèi)部推拉結(jié)構(gòu)的小槽引出并與外部信號(hào)采集電路相連。其測(cè)量原理是首先由測(cè) 量系統(tǒng)的發(fā)射器發(fā)送出激光信號(hào)，傳感器用來(lái)接受激光信號(hào)，當(dāng)激光信號(hào)以一 定的速度掃過(guò)傳感器表面時(shí)，傳感器輸出與所受光照面積成線性關(guān)系的電流輸 出，當(dāng)激光信號(hào)通過(guò)單象限光電池中心時(shí)，光電池輸出的電流值最大，通過(guò)尋 找模擬信號(hào)的峰值點(diǎn)來(lái)確定傳感器的特征位置點(diǎn)，由上述原理完成對(duì)被測(cè)物體 的定位測(cè)量。 -
參照?qǐng)D5所示,傳感器受光照輸出的微弱電流信號(hào)被信號(hào)采集電路所接受， 通過(guò)取樣電阻和一級(jí)放大電路將微弱的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，后續(xù)的差分 電路對(duì)兩部分電壓信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償與中和，然后再通過(guò)二級(jí)放大電路對(duì)差分電路 輸出的電壓進(jìn)行進(jìn)一步放大，最終獲得比較理想的模擬信號(hào)，以便數(shù)據(jù)采集卡 采集。電路中由于引進(jìn)了差分電路可以有效的消除光電池所引進(jìn)的工頻干擾和 其他的無(wú)用信號(hào)。
工作過(guò)程測(cè)量系統(tǒng)工作時(shí)，光電池作為系統(tǒng)的接收傳感器接收發(fā)射器的 激光信號(hào)，傳感器上的濾光片可以有效地阻止可見(jiàn)光的影響，光電池輸出與接 收光強(qiáng)成正比的電流強(qiáng)度，輸出的電流信號(hào)經(jīng)過(guò)接收電路采集放大后交由計(jì)算 機(jī)處理，計(jì)算機(jī)通過(guò)對(duì)特征時(shí)間的提取確定光電池的特征位置點(diǎn)，進(jìn)而確考被 測(cè)物體的空間三維坐標(biāo)。
權(quán)利要求1.一種局部空間測(cè)量定位系統(tǒng)的光電傳感器裝置，包括濾光片(1)和光電池(3)，其特征在于，濾光片(1)和光電池(3)安裝在推拉機(jī)構(gòu)(2)上，濾光片(1)覆蓋在光電池(3)表面上，光電池(3)的引線通過(guò)推拉機(jī)構(gòu)(2)的小槽引出并與外部電路相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的局部空間測(cè)量定位系統(tǒng)的光電傳感器裝置，其特征在于，所述的推拉機(jī)構(gòu)(2)由底槽(4)，側(cè)面槽(5)，以及臺(tái)階槽(6)組成，基塊底面上開(kāi)有底槽(4)以及臺(tái)階槽(6)，臺(tái)階槽(6)的半徑大于底槽(4)，并位于底槽(4)的上方，臺(tái)階槽(6)在基塊的側(cè)面。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種局部空間測(cè)量定位系統(tǒng)的光電傳感器裝置，包括傳感器的封裝裝置，濾光片，光電池，以及后續(xù)的信號(hào)采集電路。所述的濾光片覆蓋在光電池上，一同裝入到封裝裝置中，光電池的引線通過(guò)內(nèi)部封裝機(jī)構(gòu)的小槽引出并與外部電路相連接。傳感器作為測(cè)量系統(tǒng)的接收裝置接收發(fā)射器所發(fā)出的激光信號(hào)，由于自身的光電特性能夠輸出與所受光照面積呈線性關(guān)系的電流信號(hào)，根據(jù)對(duì)電流信號(hào)特征時(shí)間的提取來(lái)確定光電池的特征位置，從而獲得被測(cè)物體的空間三維坐標(biāo)。
文檔編號(hào)G01B11/00GK201293636SQ20082022227
公開(kāi)日2009年8月19日 申請(qǐng)日期2008年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月4日
發(fā)明者劉中正, 劉志剛, 劉顯軍, 吳劍偉, 王民剛, 許耀中 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué)