CN108955578A - 一种光电转换装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光电转换装置，涉及光电转换技术领域。本发明底座，底座一表面固定有电动伸缩杆，电动伸缩杆顶端固定连接有支架，支架一端固定连接有测量装置，测量装置包括盒体和两个光电测距装置，盒体一表面滑动连接有滑块，两光电测距装置分别与盒体一端的侧面和滑块表面固定连接，盒体内表面固定安装有光栅传感器，盒体内表面固定有主处理器，盒体一表面固定有显示器。本发明通过测量装置利用光电转换测出零件测量面与相对面的线性尺寸，进而通过计算处理直接得出零件测量面的角度，测量简单方便，可通过任意一段测量平面进行测量，并且可以直接读数，测量精度和效果较高。

Description

一种光电转换装置

技术领域

本发明属于光电转换技术领域，特别是涉及一种光电转换装置。

背景技术

光电效应是光电转换的表现，光电式传感器是基于光电效应的传感器，在受到可见光照射后即产生光电效应，将光信号转换成电信号输出。它除能测量光强之外，还能利用光线的透射、遮挡、反射、干涉等测量多种物理量，如尺寸、位移、速度、温度等，因而是一种应用极广泛的重要敏感器件。光电测量时不与被测对象直接接触，光束的质量又近似为零，在测量中不存在摩擦和对被测对象几乎不施加压力。因此在许多应用场合，光电式传感器比其他传感器有明显的优越性。

目前，光电式传感器有很多类型，原理都比较类似，通过不同的使用方法却可以得到各种各样的应用，其中，在机械加工中也很常见，可以用于测温、光栅测距、测尺寸等，现有光电传感器测量角度一般需要物体转动，光源随物体同时转动，通过对光源进行遮挡和穿透来计算出转动角度，比如在汽车方向盘上的应用，而机械加工零件表面都是相对静止的，其角度的测量则不能通过现有光电角度传感器完成，很多零件加工后需要测量各种线性尺寸来计算出角度是否达标，对生产设备的精度要求也较高，因此，零件角度测量存在误差大、效率低的问题，需要一种可以利用光电转换进行测量的装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光电转换装置，通过光电转换测量零件待测面与相对面的倾斜角度，可以快速、直接读数，解决了现有的光电角度传感器不能精确测量零件角度的问题。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为一种光电转换装置，包括底座，所述底座一表面固定有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆顶端固定连接有支架，所述支架一端固定连接有测量装置；

所述测量装置包括盒体和两个光电测距装置，所述盒体一表面滑动连接有滑块，两所述光电测距装置分别与盒体一端的侧面和滑块表面固定连接，所述盒体内表面固定安装有光栅传感器，所述盒体内表面固定有主处理器，所述盒体一表面固定有显示器，所述显示器输入端与主处理器输出端连接，主处理器将所测角度结果通过显示器显示。

进一步地，所述光电测距装置内表面固定有半导体激光器、第一透镜、第二透镜、线性CCD阵列和信号处理器，所述第一透镜与半导体激光器正对设置，所述半导体激光器发出激光穿过第一透镜垂直射向光电测距装置外部，所述第二透镜与线性CCD阵列倾斜设置，所述半导体激光器发出的激光经过物体表面反射穿过第二透镜投在线性CCD阵列表面，所述信号处理器与主处理器相连，所述半导体激光器发射激光穿过第一透镜照射向物体表面，所述线性CCD阵列将接收到光信号转换为数字信号发送给信号处理器，信号处理器再将信号发送回主处理器，即光电测距装置与所测物体表面的距离信号，主处理器需接收两处的光电测距装置信号后进行计算物体所测表面的相对角度。

进一步地，所述盒体内表面开设有与滑块相配合的滑槽，所述滑块为燕尾滑块，所述滑槽为燕尾滑槽，所述盒体内表面固定有电机，所述电机输出轴一端固定有丝杆，所述丝杆周表面与滑块螺纹配合，所述丝杆两端与盒体转动配合。

进一步地，所述光栅传感器包括标尺光栅和光栅读数头，所述标尺光栅两端均与盒体固定连接，所述光栅读数头一表面与滑块固定连接，所述光栅读数头内表面依次固定连接有光源、聚光镜、指示光栅和光电元件，所述标尺光栅位于光电元件与指示光栅之间，滑块同时带动光电测距装置和光栅读数头移动，光源发射光依次穿过聚光镜、指示光栅和标尺光栅，再被光电元件接收，光电元件从而读取标尺光栅上的坐标信息，光电元件输出端与主处理器输入端连接，光电元件将读取信号通过放大、整形、辨向和计数系统产生数字信号输出给主处理器，该信号即为滑块上光电测距装置的位置信号，主处理器通过该信号可以得出两光电测距装置所测位置的垂直距离，假设两个光电测距装置所测距离信号分别为H1和H2，所测位置的垂直距离为L，则主处理器可根据公式计算出所测面的角度。

进一步地，所述盒体内表面固定有电源模块，所述电源模块与电机、电动伸缩杆、光栅传感器、控制按键、主处理器、显示器和光电测距装置电性连接。

进一步地，所述盒体一表面固定有控制按键，所述控制按键包括电机正反转按钮和电动伸缩杆升降按钮。

进一步地，所述底座一表面固定有磁吸块，所述磁吸块为永磁铁。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明通过测量装置利用光电转换测出零件测量面与相对面的线性尺寸，进而通过计算处理直接得出零件测量面的角度，测量简单方便，可通过任意一段测量平面进行测量，并且可以直接读数，测量精度和效果较高。

2、本发明通过按键控制，操控简单，通过磁吸块与零件测量面的相对表面吸附，使用十分方便。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种光电转换装置的结构示意图；

图2为图1另一侧的结构示意图；

图3为测量装置内部的结构示意图；

图4为光电测距装置的结构示意图；

图5为光栅传感器的结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-底座，2-电动伸缩杆，3-支架，4-测量装置，101-磁吸块，401-盒体，402-光电测距装置，4021-半导体激光器，4022-第一透镜，4023-第二透镜，4024-线性CCD阵列，4025-信号处理器，403-滑块，404-光栅传感器，4041-标尺光栅，4042-光栅读数头，4042a-光源，4042b-聚光镜，4042c-指示光栅，4042d-光电元件，405-主处理器，406-显示器，407-电机、408-丝杆，409-电源模块，410-控制按键。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-5所示，本发明为一种光电转换装置，包括底座1，底座1一表面固定有电动伸缩杆2，电动伸缩杆2顶端固定连接有支架3，支架3一端固定连接有测量装置4；

测量装置4包括盒体401和两个光电测距装置402，盒体401一表面滑动连接有滑块403，两光电测距装置402分别与盒体401一端的侧面和滑块403表面固定连接，盒体401内表面固定安装有光栅传感器404，盒体401内表面固定有主处理器405，盒体401一表面固定有显示器406，显示器406输入端与主处理器405输出端连接，主处理器405将所测角度结果通过显示器406显示。

其中，光电测距装置402内表面固定有半导体激光器4021、第一透镜4022、第二透镜4023、线性CCD阵列4024和信号处理器4025，第一透镜4022与半导体激光器4021正对设置，半导体激光器4021发出激光穿过第一透镜4022垂直射向光电测距装置402外部，第二透镜4023与线性CCD阵列4024倾斜设置，半导体激光器4021发出的激光经过物体表面反射穿过第二透镜4023投在线性CCD阵列4024表面，信号处理器4025与主处理器405相连，半导体激光器4021发射激光穿过第一透镜4022照射向物体表面，线性CCD阵列4024将接收到光信号转换为数字信号发送给信号处理器4025，信号处理器4025再将信号发送回主处理器405，即光电测距装置402与所测物体表面的距离信号，主处理器405需接收两处的光电测距装置402信号后进行计算物体所测表面的相对角度。

其中，盒体401内表面开设有与滑块403相配合的滑槽，滑块403为燕尾滑块，滑槽为燕尾滑槽，盒体401内表面固定有电机407，电机407输出轴一端固定有丝杆408，丝杆408周表面与滑块403螺纹配合，丝杆408两端与盒体401转动配合。

其中，光栅传感器404包括标尺光栅4041和光栅读数头4042，标尺光栅4041两端均与盒体401固定连接，光栅读数头4042一表面与滑块403固定连接，光栅读数头4042内表面依次固定连接有光源4042a、聚光镜4042b、指示光栅4042c和光电元件4042d，标尺光栅4041位于光电元件4042d与指示光栅4042c之间，滑块403同时带动光电测距装置402和光栅读数头4042移动，光源4042a发射光依次穿过聚光镜4042b、指示光栅4042c和标尺光栅4041，再被光电元件4042d接收，光电元件4042d从而读取标尺光栅4042a上的坐标信息，光电元件4042d输出端与主处理器405输入端连接，光电元件4042d将读取信号通过放大、整形、辨向和计数系统产生数字信号输出给主处理器405，该信号即为滑块403上光电测距装置402的位置信号，主处理器405通过该信号可以得出两光电测距装置402所测位置的垂直距离，假设两个光电测距装置402所测距离信号分别为H1和H2，所测位置的垂直距离为L，则主处理器405可根据公式计算出所测面的角度。

其中，盒体401内表面固定有电源模块409，电源模块409与电机407、电动伸缩杆2、光栅传感器404、控制按键410、主处理器405、显示器406和光电测距装置402电性连接。

其中，盒体401一表面固定有控制按键410，控制按键410包括电机407正反转按钮和电动伸缩杆2升降按钮。

其中，底座1一表面固定有磁吸块101，磁吸块101为永磁铁。

本实施例的一个具体应用为：将磁吸块101与待测零件的相对表面接触并吸附，通过控制按键401开启电动伸缩杆408，将测量装置4移动至合适高度，将盒体401一端的光电测距装置402对着待测零件的待测面，再控制按键401开启电机407，通过丝杆408带动滑块403和另一光电测距装置402移动至合适位置，测量装置4将立即测出零件待测面与相对面的角度，通过显示器406显示。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (7)

1.一种光电转换装置，包括底座(1)，其特征在于：所述底座(1)一表面固定有电动伸缩杆(2)，所述电动伸缩杆(2)顶端固定连接有支架(3)，所述支架(3)一端固定连接有测量装置(4)；

所述测量装置(4)包括盒体(401)和两个光电测距装置(402)，所述盒体(401)一表面滑动连接有滑块(403)，两所述光电测距装置(402)分别与盒体(401)一端的侧面和滑块(403)表面固定连接，所述盒体(401)内表面固定安装有光栅传感器(404)，所述盒体(401)内表面固定有主处理器(405)，所述盒体(401)一表面固定有显示器(406)。

2.根据权利要求1所述的一种光电转换装置，其特征在于，所述光电测距装置(402)内表面固定有半导体激光器(4021)、第一透镜(4022)、第二透镜(4023)、线性CCD阵列(4024)和信号处理器(4025)，所述第一透镜(4022)与半导体激光器(4021)正对设置，所述第二透镜(4023)与线性CCD阵列(4024)倾斜设置。

3.根据权利要求1所述的一种光电转换装置，其特征在于，所述盒体(401)内表面开设有与滑块(403)相配合的滑槽，所述盒体(401)内表面固定有电机(407)，所述电机(407)输出轴一端固定有丝杆(408)，所述丝杆(408)周表面与滑块(403)螺纹配合。

4.根据权利要求1所述的一种光电转换装置，其特征在于，所述光栅传感器(404)包括标尺光栅(4041)和光栅读数头(4042)，所述标尺光栅(4041)两端均与盒体(401)固定连接，所述光栅读数头(4042)一表面与滑块(403)固定连接，所述光栅读数头(4042)内表面依次固定连接有光源(4042a)、聚光镜(4042b)、指示光栅(4042c)和光电元件(4042d)。

5.根据权利要求1所述的一种光电转换装置，其特征在于，所述盒体(401)内表面固定有电源模块(409)。

6.根据权利要求1所述的一种光电转换装置，其特征在于，所述盒体(401)一表面固定有控制按键(410)。

7.根据权利要求1所述的一种光电转换装置，其特征在于，所述底座(1)一表面固定有磁吸块(101)。