一種激光輪廓掃描投影系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及定位系統(tǒng)領(lǐng)域，具體涉及一種激光輪廓掃描投影系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 掃描系統(tǒng)在工業(yè)中具有廣泛的用途，常用于部件輪廓的掃描識(shí)別。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)的掃描系統(tǒng)多采用光學(xué)視像系統(tǒng)進(jìn)行，通過(guò)攝像頭進(jìn)行錄像或拍攝，然 后根據(jù)視像信息進(jìn)行識(shí)別計(jì)算，從而識(shí)別出部件的輪廓，這種技術(shù)常用于機(jī)械加工領(lǐng)域，例 如板材的線切割、工件去批鋒等。但視像系統(tǒng)的精度并不高，而且很大程度上受攝像頭的像 素影響。即使提高了攝像頭的像素，對(duì)視像信息的識(shí)別運(yùn)算也是會(huì)產(chǎn)生誤差的。上述問(wèn)題 導(dǎo)致了掃描系統(tǒng)的精度始終具有難以突破的瓶頸。
[0004] 不難看出，現(xiàn)有技術(shù)還存在一定的缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種激光輪廓掃描投影系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)高精度輪廓 掃描。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
[0007] -種激光輪廓掃描投影系統(tǒng)，包括感光面板、充電裝置、處理器、驅(qū)動(dòng)裝置和條形 激光發(fā)射器；感光面板與充電裝置電連接；處理器與感光面板和驅(qū)動(dòng)裝置連接；條形激光 發(fā)射器通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置活動(dòng)設(shè)于感光面板的上方。
[0008] 進(jìn)一步的，所述感光面板包括導(dǎo)體基板、光敏電阻層、保護(hù)玻璃、導(dǎo)體邊框、絕緣邊 框和連接電路；導(dǎo)體基板由導(dǎo)電材料制成，光敏電阻層平鋪于絕緣基板之上；保護(hù)玻璃覆 于光敏電阻呈的表面；導(dǎo)體邊框擋設(shè)于絕緣基板、光敏電阻層和保護(hù)玻璃的其中一條邊上， 導(dǎo)體邊框的內(nèi)側(cè)設(shè)有一道長(zhǎng)形的邊緣導(dǎo)體；光敏電阻層和邊緣導(dǎo)體分別與充電裝置電連 接；絕緣邊框設(shè)于絕緣基板、光敏電阻層和保護(hù)玻璃的其余邊緣上；邊緣導(dǎo)體與導(dǎo)體基板 之間通過(guò)連接電路電連接，連接電路與處理器連接。
[0009] 進(jìn)一步的，所述光敏電阻層為厚度均勻的硒填充層。
[0010] 進(jìn)一步的，所述驅(qū)動(dòng)裝置包括絲桿、電機(jī)、水平平臺(tái)和直線導(dǎo)軌；絲桿設(shè)于感光面 板上方，絲桿的方向與導(dǎo)體邊框垂直；直線導(dǎo)軌設(shè)于與導(dǎo)體邊框垂直的兩條絕緣邊框外側(cè)， 直線導(dǎo)軌的方向與絲桿的方向平行；絲桿與電機(jī)驅(qū)動(dòng)連接；水平平臺(tái)的兩端與直線導(dǎo)軌的 滑塊連接，水平平臺(tái)與絲桿的活動(dòng)端連接，條形激光發(fā)射器設(shè)于水平平臺(tái)上。
[0011] 本發(fā)明所提供的一種激光輪廓掃描投影系統(tǒng)，具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0012] 通過(guò)光學(xué)和電學(xué)的方式實(shí)現(xiàn)高精度輪廓掃描識(shí)別；
[0013] 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能應(yīng)用于機(jī)械加工領(lǐng)域；
[0014] 掃描的分辨率理論上可達(dá)到電荷粒子的級(jí)別，靈敏度高。
【附圖說(shuō)明】
[0015] 為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以 根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0016] 圖1為本發(fā)明激光輪廓掃描投影系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017] 圖2為感光面板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018] 附圖標(biāo)記說(shuō)明：
[0019] 1、感光面板 2、條形激光發(fā)射器
[0020] 3、絲桿 4、直線導(dǎo)軌
[0021] 5、水平平臺(tái) 6、連接電路
[0022] 7、導(dǎo)體基板 8、光敏電阻層
[0023] 9、保護(hù)玻璃 10、導(dǎo)體邊框
[0024] 11、邊緣導(dǎo)體
【具體實(shí)施方式】
[0025] 為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例 和附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。需要說(shuō)明的是，所描述的實(shí) 施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普 通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的 范圍。
[0026] 實(shí)施例
[0027] 請(qǐng)參閱圖1和圖2,本發(fā)明公開(kāi)了一種激光輪廓掃描投影系統(tǒng)，包括感光面板1、充 電裝置、處理器、驅(qū)動(dòng)裝置和條形激光發(fā)射器2 ;感光面板1與充電裝置電連接；處理器與感 光面板1和驅(qū)動(dòng)裝置連接；條形激光發(fā)射器2通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置活動(dòng)設(shè)于感光面板1的上方。
[0028] 條形激光發(fā)射器2對(duì)感光面板1進(jìn)行激光掃描，從而繪畫(huà)出一個(gè)隱形的掃描記錄 圖，被處理器所識(shí)別并保存。使用時(shí)可以將工件放置于感光面板1上，由條形激光發(fā)射器2 順著一個(gè)方向移動(dòng)對(duì)其進(jìn)行掃描，光線在感光面板1上產(chǎn)生信號(hào)，從而記錄工件的輪廓。這 種掃描常見(jiàn)于鏤空、線切割板材的掃描和加工。
[0029] 所述感光面板1包括導(dǎo)體基板7、光敏電阻層8、保護(hù)玻璃9、導(dǎo)體邊框10、絕緣邊 框和連接電路6 ;導(dǎo)體基板7由導(dǎo)電材料制成，光敏電阻層8平鋪于絕緣基板之上；保護(hù)玻 璃9覆于光敏電阻呈的表面；導(dǎo)體邊框10擋設(shè)于絕緣基板、光敏電阻層8和保護(hù)玻璃9的 其中一條邊上，導(dǎo)體邊框10的內(nèi)側(cè)設(shè)有一道長(zhǎng)形的邊緣導(dǎo)體11 ;光敏電阻層8和邊緣導(dǎo)體 11分別與充電裝置電連接；絕緣邊框設(shè)于絕緣基板、光敏電阻層8和保護(hù)玻璃9的其余邊 緣上；邊緣導(dǎo)體11與導(dǎo)體基板7之間通過(guò)連接電路6電連接，連接電路6與處理器連接。
[0030] 本發(fā)明最大的特點(diǎn)是利用光敏電阻層8與邊緣導(dǎo)體11進(jìn)行激光掃描的檢測(cè)，不僅 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且光敏電阻層8能對(duì)極小的位移作出反應(yīng)，具有極高的靈敏度。光敏電阻層8 是能夠平滑過(guò)渡并作出掃描檢測(cè)的元件，相當(dāng)于無(wú)數(shù)個(gè)掃描檢測(cè)裝置。光敏電阻層8與邊 緣導(dǎo)體11組成一組電容，通過(guò)檢測(cè)這個(gè)電容的放電情況即可對(duì)激光掃描進(jìn)行精準(zhǔn)的掃描 識(shí)別。
[0031] 位于表層的保護(hù)玻璃9主要起保護(hù)作用，防止光敏電阻層8受到損傷。光敏電阻 層8則是感光面板1的核心，光敏電阻層8在被光照后電阻率會(huì)降低，作為優(yōu)選，光敏電阻 層8為厚度均勻的硒填充層。光敏電阻層8與邊緣導(dǎo)體11組成電容，使用前先通過(guò)充電裝 置對(duì)光敏電阻層8和邊緣導(dǎo)體11進(jìn)行充電，使其表面帶有電荷。當(dāng)條形激光發(fā)射器2掃過(guò) 該區(qū)域時(shí)，光敏電阻層8相應(yīng)的線形區(qū)域電阻率降低而被導(dǎo)通，相當(dāng)于電容被激活，電荷經(jīng) 由導(dǎo)體基板7對(duì)連接電路6進(jìn)行放電，處理器則記錄放電的情況，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。
[0032] 作為優(yōu)選，所述驅(qū)動(dòng)裝置包括絲桿3、電機(jī)、水平平臺(tái)5和直線導(dǎo)軌4 ;絲桿3設(shè)于 感光面板1上方，絲桿3的方向與導(dǎo)體邊框10垂直；直線導(dǎo)軌4設(shè)于與導(dǎo)體邊框10垂直的 兩條絕緣邊框外側(cè)，直線導(dǎo)軌4的方向與絲桿3的方向平行；絲桿3與電機(jī)驅(qū)動(dòng)連接；水平 平臺(tái)5的兩端與直線導(dǎo)軌4的滑塊連接，水平平臺(tái)5與絲桿3的活動(dòng)端連接，條形激光發(fā)射 器2設(shè)于水平平臺(tái)5上。
[0033] 絲桿3能夠?qū)崿F(xiàn)水平方向的單自由度驅(qū)動(dòng)，帶動(dòng)水平平臺(tái)5在水平方向運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而 帶動(dòng)條形激光發(fā)射器2在水平方向上掃描。
[0034] 具體的計(jì)算符合數(shù)學(xué)關(guān)系：
[0035]
[0036]
[0037] 式中，C為電容的數(shù)值，Q為電荷量，U為電容兩端的電壓，ε為電容中介質(zhì)的介電 常數(shù)，S為極板的正對(duì)面積，k為靜電力常量，d為電容極板的間距。
[0038] 其中，電壓值U、介電常數(shù)ε、靜電力常量k均可以在設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)行確定，對(duì)于本發(fā)明 而言，d即為條形激光發(fā)射器2的位移距離，只要測(cè)定電荷量Q即可計(jì)算出電容值C，并且記 錄條形激光發(fā)射器2的位移距離d，即可計(jì)算出電容的極板正對(duì)面積S。而一般情況下，條 形激光的長(zhǎng)度與感光面板1的寬度是相等的，工件的輪廓?jiǎng)t遮蔽了部分的條形激光，因而 實(shí)際照射在感光面板1上的激光只是條形激光的其中一部分，這個(gè)照射在感光面板1的條 形激光的長(zhǎng)度即決定了極板正對(duì)面積S。
[0039] 本發(fā)明可應(yīng)用于板材的切割加工上，經(jīng)過(guò)線切割的板材被置于感光面板1上，通 過(guò)上述原理進(jìn)行掃描識(shí)別，處理器會(huì)對(duì)板材的線切割圖案進(jìn)行高精度識(shí)別，那么就可以快 速進(jìn)行高精度的切割復(fù)制了?；蚩梢杂糜谂h的去除，首先將工件的資料輸入處理器，當(dāng)掃 描過(guò)后發(fā)現(xiàn)實(shí)際的工件輪廓大于工件的設(shè)計(jì)輪廓，那么多出的部分實(shí)際是工件粗加工過(guò)程 中留下的披鋒，可根據(jù)處理器的比對(duì)結(jié)果進(jìn)行去除。
[0040] 本發(fā)明所提供的一種激光輪廓掃描投影系統(tǒng)，通過(guò)光學(xué)和電學(xué)的方式實(shí)現(xiàn)高精度 輪廓掃描識(shí)別，可用于工件的掃描識(shí)別、披風(fēng)去除等。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能應(yīng)用于機(jī)械加工領(lǐng) 域。且掃描的分辨率理論上可達(dá)到電荷粒子的級(jí)別，靈敏度高。
[0041] 以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的一種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并 不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員 來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保 護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種激光輪廓掃描投影系統(tǒng)，其特征在于：包括感光面板、充電裝置、處理器、驅(qū)動(dòng) 裝置和條形激光發(fā)射器；感光面板與充電裝置電連接；處理器與感光面板和驅(qū)動(dòng)裝置連 接；條形激光發(fā)射器通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置活動(dòng)設(shè)于感光面板的上方。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光輪廓掃描投影系統(tǒng)，其特征在于：所述感光面板包括導(dǎo) 體基板、光敏電阻層、保護(hù)玻璃、導(dǎo)體邊框、絕緣邊框和連接電路；導(dǎo)體基板由導(dǎo)電材料制 成，光敏電阻層平鋪于絕緣基板之上；保護(hù)玻璃覆于光敏電阻呈的表面；導(dǎo)體邊框擋設(shè)于 絕緣基板、光敏電阻層和保護(hù)玻璃的其中一條邊上，導(dǎo)體邊框的內(nèi)側(cè)設(shè)有一道長(zhǎng)形的邊緣 導(dǎo)體；光敏電阻層和邊緣導(dǎo)體分別與充電裝置電連接；絕緣邊框設(shè)于絕緣基板、光敏電阻 層和保護(hù)玻璃的其余邊緣上；邊緣導(dǎo)體與導(dǎo)體基板之間通過(guò)連接電路電連接，連接電路與 處理器連接。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的激光輪廓掃描投影系統(tǒng)，其特征在于：所述光敏電阻層為厚 度均勻的硒填充層。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的激光輪廓掃描投影系統(tǒng)，其特征在于：所述驅(qū)動(dòng)裝置包括絲 桿、電機(jī)、水平平臺(tái)和直線導(dǎo)軌；絲桿設(shè)于感光面板上方，絲桿的方向與導(dǎo)體邊框垂直；直 線導(dǎo)軌設(shè)于與導(dǎo)體邊框垂直的兩條絕緣邊框外側(cè)，直線導(dǎo)軌的方向與絲桿的方向平行；絲 桿與電機(jī)驅(qū)動(dòng)連接；水平平臺(tái)的兩端與直線導(dǎo)軌的滑塊連接，水平平臺(tái)與絲桿的活動(dòng)端連 接，條形激光發(fā)射器設(shè)于水平平臺(tái)上。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種激光輪廓掃描投影系統(tǒng)，包括感光面板、充電裝置、處理器、驅(qū)動(dòng)裝置和條形激光發(fā)射器；感光面板與充電裝置電連接；處理器與感光面板和驅(qū)動(dòng)裝置連接；條形激光發(fā)射器通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置活動(dòng)設(shè)于感光面板的上方。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)高精度輪廓掃描。
【IPC分類】G01B7/28, G01B11/24
【公開(kāi)號(hào)】CN105157599
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510254417
【發(fā)明人】陳超
【申請(qǐng)人】陳超
【公開(kāi)日】2015年12月16日
【申請(qǐng)日】2015年5月16日