[实用新型]一种双丝导航虚拟导轨装置

说明书

技术领域

本实用新型属于运动导航技术领域，涉及一种双丝导航虚拟导轨装置。

背景技术

运动导引系统广泛存在于有确定性运动需要的系统当中，在激光干涉测长系统中，靶镜通常安装在做直线运动的工作台上，沿激光束方向完成直线距离的测量。为了保证做直线运动的工作台在给定方向上做往复直线运动，导轨是必需的，常用的导轨形式是机械式导轨。对于短距离、高精度要求的场合，使用高精度导轨导向和丝杠传动，可以保证必要的精度；对于大长度、中高精度的测量，若仍然完全依靠导轨保证导向精度是不合适的，因为随着导轨的加长，制造成本快速上升，而且温度等环境条件对基准的影响大，调整维护也很困难。因此针对特定场合的应用，研究一种可以避免加工长导轨同时保证测量精度的方法和应用系统是必要的，双丝导航虚拟导轨技术就是采用双金属丝作为直线运动基准，利用线阵CCD对该基准作非接触测量，产生控制信号对工作台位置进行调整，以此代替传统的机械式导轨系统，为大长度的直线测量提供一种更简单、更精确的方法。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种双丝导航虚拟导轨装置，解决现有技术中存在的做直线运动的工作台随着导轨的加长，制造成本快速上升，而且温度等环境条件对基准的影响大，调整维护困难的问题。

本实用新型所采用的技术方案是，一种双丝导航虚拟导轨装置，包括受电机驱动的工作台，工作台上安装有金属丝照射装置，金属丝照射装置包括光源和金属丝，在光源照射金属丝的照射区安装有CCD探测器，CCD探测器与单片机连接；电机的测速端口接入放大电路的输入端，放大电路通过A/D转换器与单片机连接，单片机再通过锁存器、放大器、D/A转换器和比例放大电路依次连接，比例放大电路的输出端接入电机。

电机选择TA7291S直流电机。

放大电路选用OP07。

单片机选用AT89S52芯片。

锁存器选用DAC0832。

A/D转换器选用ADC0809转换器。

本实用新型的有益效果是，设备制作成本低，而且温度等环境条件对基准的影响小，该系统安装调整方式简单，可实现自动导向功能，因此在长距离直线导引中具有较好的应用前景。

附图说明

图1是利用红外测距仪检定系统的应用工作原理图；

图2是本实用新型工作台的部分结构示意图；

图3是本实用新型的工作原理示意图。

图中，1、D/A转换器，2、电机，3、工作台，4、金属丝照射装置，5、CCD探测器，6、放大电路，7、单片机，8、锁存器，9、放大器，10、红外测距仪，11、靶镜，12、小车，13、双频激光干涉仪，14、光源，15、导轨，16、A/D转换器，17、金属丝，18、比例放大电路。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

如图1所示，为红外测距仪检定的应用工作原理。一般的被检系统的长度为0～30米，红外测距仪10和双频激光干涉仪13分别位于两端，为符合阿贝原则，两仪器的光轴应在同一条直线上，这样它们发出的光经靶镜11返回各自的接收器中，当被检系统的长度为30米时，其要求小车12运动的距离是30米，但又要求靶镜11的运动工作台在30米的长范围内的运动直线度误差不超过1mm，即要求小车12的运动直线度偏差不超过1mm。

在图1所示，为利用红外测距仪检定系统的应用工作原理图，红外测距仪10和双频激光干涉仪13是固定不动的，小车12在中间来回运动，但小车12必须有导轨15来保证其沿红外测距仪10和双频激光干涉仪13间的直线运动，其直线度的偏差应很小，否则光不能返回到接收器中。在此小车的往返运动就可以使用双丝来实现导引，保证其高精度的直线运动。

如图2所示，为本实用新型工作台的部分结构示意图。工作时首先在工作台18运动方向上张紧一根金属丝4(简称张丝)，作为工作台18直线运动基准，光源14发出的光束将金属丝投影在线阵CCD5表面，从而获得金属丝在x、y方向的位置量，当工作台18运动中在x、y方向发生运动偏移时，偏移量的大小就可通过CCD反映出来，该偏移量信号经单片机7处理后，产生控制信号，控制电机17的运动，将二维工作台进行调整，从而保证工作台的直线运动精度。