光栅线位移传感器.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102607430A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102607430A(43)申请公布日2012.07.25(21)申请号201210090820.5(22)申请日2012.03.30(71)申请人中国科学院长春光学精密机械与物理研究所地址130033吉林省长春市东南湖大路3888号(72)发明人张吉鹏黄剑波孙强孟辉吴宏圣曾琪峰赵建(74)专利代理机构长春菁华专利商标代理事务所22210代理人南小平(51)Int.Cl.G01B11/02(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书22页页附图附图44页(54)发明名称光栅线位移传感器(57)摘要光栅线位移传感器，属于光电测量技术领域，为了提高现有光栅线位移传感器的测量精度，本发明光栅线位移传感器，包括：滑架体、压紧弹簧、滑轮、半球头小轴、滑架、销轴、五个滚动轴承、主光栅和大头螺杆，所述滑架体与压紧弹簧的一端通过大头螺杆固定成一体，压紧弹簧的另一端压在滑轮的圆弧槽里；所述滑轮通过销轴固定在滑架上；所述半球头小轴设置在滑架体的右下端，且半球头小轴的半球头部与滑架紧密接触；所述滑架上设置五个滚动轴承，所述滚动轴承的滚动面与主光栅紧密接触。本发明大大提高了光栅尺的测量精度，同时实现本发明成本增加却很少，在光电测量技术领域具有广泛的应用空间。CN1026743ACN102607430A权利要求书1/1页1.光栅线位移传感器，包括：滑架体(1)、压紧弹簧(2)、滑轮(3)、半球头小轴(4)、滑架(5)、销轴(6)、五个滚动轴承(7)、主光栅(8)和大头螺杆(9)，其特征在于，所述滑架体(1)与压紧弹簧(2)的一端通过大头螺杆(9)固定成一体，压紧弹簧(2)的另一端压在滑轮(3)的圆弧槽里；所述滑轮(3)通过销轴(6)固定在滑架(5)上；所述半球头小轴(4)设置在滑架体(1)的右下端，且半球头小轴(4)的半球头部与滑架(5)紧密接触；所述滑架(5)上设置五个滚动轴承(7)，所述滚动轴承(7)的滚动面与主光栅(8)紧密接触。2.根据权利要求1所述的光栅线位移传感器，其特征在于，所述的滑架体(1)上和半球头小轴(4)通过铆接方式固定成一体。3.根据权利要求1所述的光栅线位移传感器，其特征在于，所述的半球头小轴(4)靠近且不接触主光栅(8)。2CN102607430A说明书1/2页光栅线位移传感器技术领域[0001]本发明涉及光栅线位移传感器，属于光电测量技术领域。背景技术[0002]在封闭式光栅线位移传感器的结构中，都是采用五个滚动轴承限制指示光栅滑架的自由度，使其只能沿着所需的测量方向移动，采用一个弹簧对指示光栅滑架施以压力，使五个轴承与主光栅上的导轨面可靠接触，来保证其光电信号的正常传输，同时这个弹簧又起到牵引滑架的作用。这种形式结构简单，但会带来相当大的测量误差，对保证光栅尺的测量精度非常不利。[0003]如图1所示：在滑架体1上安装有牵引弹簧10，牵引弹簧的另一端与钢球11固定在一起，由于牵引弹簧10的预压力使钢球紧紧卧于滑架5的锥形孔中；当滑架体沿箭头方向左右移动时，拉动牵引弹簧10、牵引弹簧通过钢球11牵引滑架左右移动。这时传感器的测量点的传递路线是C→B→A，在正常情况下BC与移动方向是垂直的；但当主光栅8弯曲的时候，如图2所示，这时BC与移动方向不垂直、与垂直方向成一个小角度β，而带来了测量误差δ＝tgβ*BC＝β*BC，当BC＝5mm，β＝10′时，δ＝0.015mm。由此可见，此项误差是不可忽视的。发明内容[0004]为了提高现有光栅线位移传感器的测量精度，本发明提供了一种光栅线位移传感器。[0005]本发明采用的技术方案如下：[0006]光栅线位移传感器，包括：滑架体、压紧弹簧、滑轮、半球头小轴、滑架、销轴、五个滚动轴承、主光栅和大头螺杆，所述滑架体与压紧弹簧的一端通过大头螺杆固定成一体，压紧弹簧的另一端压在滑轮的圆弧槽里；所述滑轮通过销轴固定在滑架上；所述半球头小轴设置在滑架体的右下端，且半球头小轴的半球头部与滑架紧密接触；所述滑架上设置五个滚动轴承，所述滚动轴承的滚动面与主光栅紧密接触。[0007]本发明的有益效果是：本发明通过一个具有三个方向压紧力的压紧弹簧和一个半球头小轴，实现了光栅尺线位移传感器的滑架体与半球头小轴之间的力的封闭；本发明大大提高了光栅尺的测量精度，同时实现本发明成本增加却很少。附图说明[0008]图1是常用光栅尺线位移传感器的结构示意图；[0009]图2是常用光栅尺线位移传感器的误差分析示意图；[0010]图3是本发明光栅线位移传感器主视图；[0011]图4是本发明光栅线位移传感器右视图；[0012]图5是本发明光栅线位移传感器的误差分析示意图；3CN102607430A说明书