光學式定位裝置的製作方法
2023-06-23 07:34:16 2
專利名稱：光學式定位裝置的製作方法
技術領域：
本發明是關於一定位裝置，特別是關於一種用於精密機械中的光學式定位裝置。
背景技術：
一般機械中的定位裝置分為靜態定位裝置及動態定位裝置兩種，靜態定位裝置通常通過光電開關、極限開關等實現，即精密機械中運動平臺抵達相應開關時實現定位，該種定位裝置通常不能實現實時位置監控，故其不能滿足多位置控制的實際需要。動態定位裝置通常通過一位置感測元件來實現定位，而精密機械多以光學尺作為位置感測器，配合伺服控制器及CNC(Computerized Numerical Control，電腦數值控制)控制器來實現定位。
光學尺是利用光敏電晶體與光感測器組合構成的光學編碼器與光學繞射效應製成，通常光學尺包括一光學感測器、一刻畫有狹縫的玻璃主尺及一組信號讀取頭，光學尺的光學編碼器是與移動對象一起運動，當物體移動時光源也一起移動，光源透過主尺時產生繞射，通過讀取繞射條紋的數目便可經由轉換算出物體移動量。然而，光學尺實際使用時會因位置差異而產生較大誤差，此外，當在機械設備中時會因加工環境的惡化及切削液的汙染使光學尺毀損，如此難以達到精密機械所需的精確定位。
發明內容鑑於以上內容，有必要提供一種受環境影響較小、定位準確的光學式定位裝置。
一種光學式定位裝置，其包括一光源發生器、一反射裝置及一光接收器，該光源發生器設置於一機械平臺上，用以產生一光線，該反射裝置用以反射光源發生器所產生的光線，該光接收器包括至少一線性感測元件，該線性感測元件接收反射裝置所反射的光線。
相對現有技術，所述光學式定位裝置通過一反射裝置及至少一光接收器可實現精密機械所需的精確定位，且受環境影響較小。
圖1是本發明光學式定位裝置較佳實施方式的結構示意圖。
具體實施方式請參閱圖1，本發明較佳實施方式的光學式定位裝置包括一機械平臺10、一反射裝置20、一光接收器30及一驅動部件40。
機械平臺10為方形平臺，該平臺10下方具有一配合結構(圖未示)，該機械平臺10兩側各設置有一光源發生器101，該光源發生器101為一可發射準直光線的光源，例如雷射光源外加一準直透鏡，且本施例中光線水平射出。
反射裝置20為二平面反射鏡，其分別設置機械平臺10的兩側，且相對機械平臺具有一傾斜角度θ，本實施例中以θ為45度為例，該反射裝置20用以反射光源發生器101所發出的光線。
光接收器30包括設置於機械平臺10一端兩側的二線性感測元件，該二線性感測元件可為二線性CCD(Charge Coupled Device，電荷耦合器件)，該二線性CCD也可為連為一整體的線性CCD替代。該線性CCD接收經由反射裝置20反射的光線。另外，該光接收器30還與一處理器(圖未示)相連，其可根據入射光線於線性CCD上所處位置計算出機械平臺10所處位置，並將該訊息反饋給驅動部件40。
驅動部件40包括一螺杆結構401、一驅動馬達402及一控制器(圖未示)。該螺杆結構401與機械平臺10的相應結構配合，驅動馬達402與螺杆結構401一端相連，控制器與驅動馬達402相連，其可接收光接收器30所反饋的關於機械平臺10的位置信號。
工作時，機械平臺10兩側的光源發生器101發出一準直光線，該準直光線照射至反射裝置20，該反射裝置20將光線反射至該光接收器30，與該光接收器30相連的處理器根據入射光線於線性CCD上所處位置可計算出機械平臺10所處位置，假設在本實施例中，機械平臺10的位置移動量為K，而光線於線性CCD上的移動量L，由於θ為45度，光線水平射出，故L＝K，即機械平臺10的位置移動量與光線於線性CCD中的移動量L相等，同理，當θ為其它角度時，根據三角形數學原理也可計算出機械平臺10的位置移動量K與光線於線性CCD中的移動量L的相互關係，且可通過反射裝置20傾斜角度θ的調整使L相對K放大或縮小，以滿足不同的實際需要。當與光接收器30相連的處理器計算出機械平臺10的位置移動量後，由此可確定機械平臺10所處位置，然後將機械平臺10所處位置的信號反饋給驅動部件40的控制器，驅動部件40的控制器根據光接收器30歲反饋的信號控制驅動馬達402運動，進而控制機械平臺10的位置移動量，這樣可實現機械平臺10的精確定位。
相對現有技術，所述光學式定位裝置通過一反射裝置20及一光接收器30可實現精密機械所需的精確定位，且受環境影響較小。
可以理解，機械平臺10不限於方形平臺，也可為其它形狀，光源發生器101所發出的光線也可傾斜射出，該光接收器30的線性感測元件不限於線性CCD，也可以其它線性感測元件，例如CMOS(ComplementaryMetal-Oxide Semiconductor，互補金屬氧化物半導體)線性感測元件。
權利要求
1.一種光學式定位裝置，用於實時監測機械平臺的移動位置，其特徵在於包括一光源發生器、一反射裝置及一光接收器，該光源發生器設置於一機械平臺上，用以產生一光線，該反射裝置用以反射光源發生器所產生的光線，該光接收器包括至少一線性感測元件，該線性感測元件接收反射裝置所反射的光線。
2.如權利要求1所述的光學式定位裝置，其特徵在於該光源發生器為一可發射準直光線的光源。
3.如權利要求2所述的光學式定位裝置，其特徵在於該光源為雷射光源外加一準直透鏡。
4.如權利要求2或3所述的光學式定位裝置，其特徵在於該反射裝置為二平面反射鏡，該二平面反射鏡分別設置機械平臺的兩側，且相對機械平臺具有一傾斜角度，用以反射光源發生器所發出的光線。
5.如權利要求4所述的光學式定位裝置，其特徵在於該線性感測元件設置於機械平臺一端。
6.如權利要求5所述的光學式定位裝置，其特徵在於該光學式定位裝置進一步包括一驅動部件，該驅動部件由一螺杆結構、驅動馬達及一控制器構成，所述驅動馬達與螺杆結構一端相連，所述控制器與驅動馬達相連。
7.如權利要求6所述的光學式定位裝置，其特徵在於該機械平臺為方形平臺，該平臺下方具有一配合結構，其可與驅動部件的螺杆結構配合。
8.如權利要求7所述的光學式定位裝置，其特徵在於該光學接收器與一處理器相連，其可根據入射光線於線性感測元件上所處位置而感測出機械平臺所處位置，並將該訊息反饋給驅動部件的控制器。
9.如權利要求1所述的光學式定位裝置，其特徵在於該線性感測元件為線性互補金屬氧化物半導體感測器。
10.如權利要求1所述的光學式定位裝置，其特徵在於該線性感測元件為線性電荷耦合器件感測器。
全文摘要
一種光學式定位裝置，其包括一光源發生器、一反射裝置及一光接收器，該光源發生器設置於一機械平臺上，用以產生一光線，該反射裝置用以反射光源發生器所產生的光線，該光接收器包括至少一線性感測元件，該線性感測元件接收反射裝置所反射的光線。所述光學式定位裝置可實現精密機械所需的精確定位，且受環境影響較小。
文檔編號G01B11/03GK1948900SQ200510100358
公開日2007年4月18日 申請日期2005年10月14日 優先權日2005年10月14日
發明者邱文賜 申請人:鴻富錦精密工業(深圳)有限公司, 鴻海精密工業股份有限公司