差动式厚度测量装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106895786A(43)申请公布日2017.06.27(21)申请号201710290000.3(22)申请日2017.04.27(71)申请人杭州电子科技大学地址310018浙江省杭州市下沙高教园区2号大街(72)发明人苏少辉刘桂英朱佳栋陆璐孟圣然(74)专利代理机构杭州奥创知识产权代理有限公司33272代理人王佳健(51)Int.Cl.G01B11/06(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称差动式厚度测量装置(57)摘要本发明公开了一种差动式厚度测量装置。本发明引入了OptoNCDT激光位移传感器作为测量机构，实现非接触式测量物体的厚度，避免了接触式测量效率低、误差大、易损伤等缺陷，避免了其他非接触式测量自身应用的局限性或对环境、人身、被测对象造成的危害；采用步进电机→齿轮减速机构→差动微位移传动机构→测量机构作为装置的整体结构。充分利用步进电机的优势，避免积累误差的出现，并通过齿轮减速将高转速转化为大转矩，使得测量机构的运动更加稳定、易控制；差动微位移机构具有微调、增力、均衡、补偿的优点，可提高测量精度。本发明实现了对被测对象的非接触式高精度测量。CN106895786ACN106895786A权利要求书1/1页1.差动式厚度测量装置，包括驱动部分、齿轮减速对、差动微位移机构和测量机构；驱动部分中的步进电机（12）通过电机安装架（13）和托架（14）固定在导轨（6）上；通过联轴器（11）连接电机旋转轴与齿轮减速对（10），将电机（12）输出的旋转运动经过齿轮减速对（10）以及差动螺杆（9）转化成滑板（3）的直线运动；测量机构中的激光位移传感器（1）通过安装板（2）固联在滑板（3）上，滑板（3）可在导轨（6）上滑动，从而带动激光位移传感器（1）做直线运动，其特征在于：差动微位移机构中的差动螺杆（9）的大导程端与支撑板（15）上的螺母旋合，小导程端与螺母台板（7）旋合，两端螺旋旋向相反；螺母台板相对于螺杆大导程端做前旋运动，相对于螺杆小导程端做后旋运动，前旋与后旋的位移不相等，螺母台板（7）的运动距离即为差动传动的微位移值，螺母台板（7）通过与滑板（3）固定连接带动测量机构运动。2.根据权利要求1所述的差动式厚度测量装置，其特征在于：还包括调整镶条（4），用于调整滑板与导轨接触的松紧程度。3.根据权利要求1所述的差动式厚度测量装置，其特征在于：还包括底托板（5），用于约束滑板（3）沿导轨（6）做直线运动。4.根据权利要求1或2或3所述的差动式厚度测量装置，其特征在于：还包括防逆转机构（16）；防逆转机构（16）与齿轮减速对（10）的齿轮轴相连，当步进电机因掉电失去自锁功能时，能够进行制动锁紧。5.根据权利要求4所述的差动式厚度测量装置，其特征在于：所述的防逆转机构（16）是通过控制螺旋线圈（16-6）的通断电来控制制动外锥盘（16-2）和内锥盘（16-10）的分合，从而完成制动。6.根据权利要求1或2或3所述的差动式厚度测量装置，其特征在于：还包括重力平衡机构（17），重力平衡机构（17）与螺母台板（7）连接，用于平衡重力负载且可防逆转。2CN106895786A说明书1/3页差动式厚度测量装置技术领域[0001]本发明属于机电一体化技术领域，涉及一种差动式厚度测量装置，可应用于非接触式高精度测量实例中。背景技术[0002]厚度测量是工业生产过程的关键环节，对测厚装置进行研究与设计具有重要意义。在工程实践或其它工业生产过程中，有时需高精度地测量物体的厚度，例如轧制高精度钢材和铝材的测量，拼装粉末袋厚度的测量以及缜密仪器的测量等。[0003]厚度测量技术可分为接触式测量和非接触式测量两种。接触式测量，由于测厚装置要与被测对象直接接触，所以其具有测量精度低、测量点少、效率低、易损伤等缺点，已不能适应当前工业生产的要求。目前，非接触测量技术主要有x射线测量、放射线测量、放射性测量、超声波测量、激光测量等。x射线测量和放射线测量因为吸收和散效应使射线在透射方向上的强度衰减，通过的板带越厚，射线的强度衰减就越大。放射性测量和超声波测量，虽然其测量性能和技术相对先进，但是会对环境和人身造成很大的伤害，超声波还可能会对测量对象的结构和性能造成破坏。[0004]激光测厚利用光三角测量原理进行厚度的测量，既具有非接触式测量精确性和实时性的优势，又避免了接触式测量和其它非接触式测量的缺陷，是一种首选的测厚方式。激光三角法测厚是激光测厚的其中一种，人们一直想丰富并完善激光三角法在测厚领域的应用，差动式厚度测量装置不仅利用激光三角法测厚原理实现非接触式测厚，并且其差动式测量结构会进一步提高测量的精确性和灵活性。发明内容[0005]本发明的目