專利名稱：微機(jī)處理高精度長度測定儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型為微機(jī)處理高精度長度測定儀，屬精密儀器領(lǐng)域。
在現(xiàn)代工業(yè)中，精密長度測量儀器具有極其重要的作用。目前所使用的長度測量儀器主要分機(jī)械式、光學(xué)式、氣動式、光柵式等類型。其中機(jī)械式量儀具有結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)、使用、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，但精度不很高。光學(xué)、氣動、光柵式量儀精度高，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，操作繁瑣。
本發(fā)明的目的，在于針對現(xiàn)有各種長度測量裝置的問題，創(chuàng)造一種以機(jī)電一體化和利用諧波傳動、波紋管技術(shù)為特征的新型長度測定裝置。本發(fā)明是在機(jī)械測長儀基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，因此有機(jī)械式測長儀的各種優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)又因?yàn)椴捎昧宋C(jī)補(bǔ)償系統(tǒng)，既降低了對部件加工精度的要求，又保證了測量精度可與光學(xué)、氣動、光柵式測長儀相比擬。本系統(tǒng)可適用于高精度長度測定、高精度檢測和精密定位。


圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)框圖；圖2為機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為諧波傳動裝置結(jié)構(gòu)簡圖；圖4為波紋管聯(lián)接器結(jié)構(gòu)簡圖。
本發(fā)明微機(jī)處理高精度長度測定儀是一個機(jī)電一體化的系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。系統(tǒng)電器部分由微處理器1、打印機(jī)驅(qū)動器2、打印機(jī)3、時(shí)鐘4、存貯器5、接口6、鍵盤7、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器8、步進(jìn)電機(jī)9組成。機(jī)械執(zhí)行部分是一個如圖2所示的檢測執(zhí)行機(jī)構(gòu)100，由諧波傳動裝置10、波紋管聯(lián)接器11、螺桿12、外殼13等組成。諧波傳動裝置10、波紋管聯(lián)接器11、螺桿12串接在一起，並以諧波傳動裝置10及螺桿12與外殼13聯(lián)接，組成一個系統(tǒng)。
電器部分是以微處理機(jī)1為核心的系統(tǒng)，其作用是通過微處理器按工作程序發(fā)出指令，又可進(jìn)行補(bǔ)償運(yùn)算，并指令檢測執(zhí)行機(jī)構(gòu)作相應(yīng)補(bǔ)償性調(diào)整，從而達(dá)到高精度的目的。
諧波傳動裝置10的結(jié)構(gòu)如圖3所示。它主要由發(fā)生器10a、剛輪10b、柔輪10c和外殼10d組成。裝在步進(jìn)電機(jī)9和波紋管聯(lián)接器11之間起減速細(xì)分作用。由于諧波傳動的大傳動比和高精度特性，使本系統(tǒng)的檢測精度和分辨率大為提高。
波紋管聯(lián)接器的結(jié)構(gòu)如圖4所示。它由柱塞11a、11b和波紋管11c組成。柱塞11a，11b與波紋管11c可以是膠接或焊接。裝在諧波減速器10與螺桿12之間，起傳遞扭矩作用。由于波紋管軸向剛度小，扭轉(zhuǎn)剛度極大，又與外界沒有摩擦，因而能精確地傳遞扭矩，并使螺桿進(jìn)退自如，從而使微處理機(jī)的指令得以精確的執(zhí)行，大大提高了檢測精度和分辨率。
發(fā)明人已按上述構(gòu)思完成了一個實(shí)施例。據(jù)檢測，分辨率為0.05um，量程為0～25毫米。
權(quán)利要求1.一種微機(jī)處理高精度長度測定儀，由機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)及電器兩部分組成，其技術(shù)特征是(1)其電器部分是一個以微處理機(jī)(1)為核心的系統(tǒng)，與執(zhí)行機(jī)構(gòu)構(gòu)成一個機(jī)電一體化的精密長度測定系統(tǒng)，它由微處理機(jī)(1)、打印機(jī)驅(qū)動器(2)、打印機(jī)(3)、時(shí)鐘(4)、存貯器(5)、接口(6)、鍵盤(7)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器(8)和步進(jìn)電機(jī)(9)組成，微處理器按工作程序發(fā)出指令，并對系統(tǒng)的誤差進(jìn)行補(bǔ)償計(jì)算，然后由執(zhí)行機(jī)構(gòu)作相應(yīng)補(bǔ)償性調(diào)整，從而達(dá)到高精度的目的；(2)機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)由諧波傳動裝置(10)、波紋管聯(lián)接器(11)、螺桿(12)組成，其中(2.1)諧波傳動裝置由發(fā)生器(10a)、剛輪(10b)和柔輪(10c)組成，裝于步進(jìn)電機(jī)和波紋管聯(lián)接器之間起減速細(xì)分作用，(2.2)波紋管聯(lián)接器(11)由柱塞(11a)、(11b)和波紋管(11c)組成，裝在諧波傳動裝置和螺桿之間，(2.3)螺桿(12)將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運(yùn)動。
2.據(jù)權(quán)利要求1的長度測定儀，其特征是螺桿(12)可以是螺桿或滾珠螺桿。
專利摘要一種機(jī)電一體化的微機(jī)處理高精度長度測定儀，屬精密儀器領(lǐng)域。由微處理機(jī)、諧波傳動裝置、波紋管聯(lián)接器和螺桿組成。該儀器結(jié)構(gòu)簡單、量程大、精度高，分辨率可達(dá)0.05微米，可用于各種精密儀表、高精度檢測裝置和精密定位裝置。
文檔編號G01B7/02GK2096042SQ9121522
公開日1992年2月12日 申請日期1991年3月16日 優(yōu)先權(quán)日1991年3月16日
發(fā)明者葉慶泰, 陳勁松, 葉勇 申請人:上海交通大學(xué)六通機(jī)電技術(shù)公司