Устройство для определения координат точек поверхности объектов

 

Использование: в измерительной технике для определения координат точек поверхности объектов. Сущность изобретения: щуп 2 с приемниками 3 излучения подводится к точке поверхности объекта. Оптический луч от импульсного источника 9, промодулированный по заданному шифратором 13 закону, сканируют в зоне измерения по взаимно перпендикулярным направлениям. По сигналам с приемников 3 излучения в дешифраторе 5 определяются их пространственные координаты, а в вычислительном блоке 6 координаты точки поверхности объекта. 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при определении координат как наружных поверхностей, так и внутренних полостей.

Известно устройство определения координат точек поверхности исследуемых тел щупом, содержащее приспособление для перемещения щупа с датчиками перемещения и устройство фиксации касания концевой точки щупа с поверхностью исследуемого тела [1] Это устройство требует прецизионного выполнения всех механизмов перемещения щупа, для чего используются специальные воздушные подшипники и станина из специальных сортов гранита. Все это ограничивает размеры исследуемых тел и снижает оперативность работы.

Наиболее близким является устройство для определения координат точек поверхности объектов, содержащее последовательно соединенные шифратор и модулятор, последовательно установленные и оптически связанные импульсный излучатель, управляющий вход которого соединен с выходом модулятора, блок сканирования и формирующую оптическую систему, датчик пространственного положения луча, соединенный с блоком сканирования, щуп, последовательно соединенные приемник излучения, установленный на щупе, функциональный усилитель, дешифратор, вычислительный блок и блок отображения информации.

Недостатком этого устройства является измерение только одной координаты точек поверхности и низкая надежность обработки сигналов приемника излучения.

Целью изобретения является обеспечение измерения положения точек поверхности объекта не менее чем по двум координатам и синхронизация работы дешифратора сигналами модулятора и датчика пространственного положения луча.

Это достигается за счет того, что устройство снабжено по меньшей мере одним дополнительным приемником излучения и функциональным усилителем, вход которого соединен с выходом этого приемника излучения, а выход с дополнительным входом дешифратора, блок сканирования выполнен с возможностью сканирования в двух взаимно перпендикулярных направлениях, приемники излучения установлены на щупе на заданном расстоянии один от другого и от конца щупа, а два других дополнительных входа дешифратора соединены соответственно с синхронизирующим выходом модулятора и выходом датчика пространственного положения луча.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит закрепленный на подвижном держателе 1 щуп 2, на котором расположены приемники 3 излучения, выходы которых через функциональные усилители 4 соединены с входами дешифратора 5. Выход дешифратора 5 соединен с входом вычислительного блока, выход которого соединен с входом блока 7 отображения информации. На щупе 2 установлено устройство 8 фиксации касания поверхности объекта. Импульсный излучатель 9 оптически связан через блок 10 сканирования и формирующую оптическую систему 11 с приемниками 3 излучения. Управляющий вход импульсного излучателя 9 соединен с выходом модулятора 12, вход которого соединен с выходом шифратора 13, а синхронизирующий выход с дополнительным входом дешифратора 5. Датчик 14 пространственного положения луча соединен с блоком 10 сканирования и подключен к другому дополнительному входу дешифратора 5.

Устройство работает следующим образом.

В зоне измерений устанавливают измеряемый объект и подводят подвижный держатель 1 щупом 2 до касания концевой точкой щупа поверхности объекта в заданной точке. Момент касания фиксируется с помощью устройства 8 фиксации касания, которое может быть выполнено в виде контактного устройства или лазерного дальномера.

Модулятор 12 в соответствии с вырабатываемой шифратором 13 последовательностью импульсов управляет параметрами оптического луча импульсного излучателя 9. Блоком 10 сканирования осуществляется сканирование луча в зоне измерения в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Размер области сканирования задается формирующей оптической системой 11. Таким образом, в каждой точке пространства оптический луч промодулирован в соответствии с кодовой комбинацией, задаваемой шифратором 13. Приемники 3 излучения вырабатывают электрические сигналы, промодулированные в соответствии с модуляцией оптического луча. Эти сигналы через функциональные усилители 4 пода-ются на входы дешифратора 5. На дополнительные входы дешифратора 5 подаются синхронизирующие импульсы с модулятора 12 и код пространственного положения луча с датчика 14 пространственного положения луча. На основании этой информации в дешифраторе 5 определяются значения пространственных координат приемником 3 излучения. В вычислительном блоке определяются координаты конца щупа, т.е. координаты точки поверхности объекта. Результаты вычислений выводятся на устройство 7 отображения информации.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КООРДИНАТ ТОЧЕК ПОВЕРХНОСТИ ОБЪЕКТОВ, содержащее шифратор и модулятор, последовательно установленные и оптически связанные импульсный излучатель, управляющий вход которого соединен с выходом модулятора, блок сканирования и формирующую оптическую систему, датчик пространственного положения луча, соединенный с блоком сканирования, щуп, последовательно соединенные установленный на щупе приемник излучения, функциональный усилитель дешифратор, вычислительный блок и блок отображения информации, отличающееся тем, что оно снабжено по меньшей мере одним дополнительным приемником излучения и функциональным усилителем, вход которого соединен с выходом этого приемника излучения, а выход с дополнительным входом дешифратора, блок сканирования выполнен с возможностью сканирования в двух взаимно-перпендикулярных направлениях, приемники излучения установлены на шупе на заданном расстоянии один от другого и от конца щупа, а два других дополнительных входа дешифратора соединены соответственно с синхронизирующим выходом модулятора и выходом датчика пространственного положения луча.

РИСУНКИ

Рисунок 1