专利名称：光栅线位移传感器的连接传动装置的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种光栅线位移传感器的连接传动装置，特别涉及读数头与指示光栅座之间连接机构的进一步改进，适用于长度计量，机床数字显示，机床数控的光栅线位移传感器。
在光栅线位移传感器中，读数头相对光栅尺移动，读数头把位移量传递给固定指示光栅的指示光栅座，这样，主光栅与指示光栅在一定的间隙和角度下产生莫尔条纹信号，通过读数头上的光电转换元件输出位移量电信号。其中指示光栅相对于主光栅只允许有一个方向的运动，而传递这种运动的读数头与指示光栅座之间的连接机构的精度对传感器的总体精度产生很大影响。目前国内厂家生产的光栅线位移传感器，读数头与指示光栅座之间都采用钢丝钢球与锥孔的弹性连接，也就是通过读数头伸出弹簧钢丝，在钢丝头部焊一钢球，钢球作用在指示光栅座上的锥孔，这样钢丝提供压力和传动力，钢球与锥孔保证传动精度，在这种结构中，当钢丝与指示光栅座运动方向存在运动角度时由于读数头与光栅尺存在运动偏差，就会产生正弦机构的原理误差，使指示光栅座与光栅尺有一个位移偏差直接影响传感器的精度。对于这种弹性连接的传感器提高精度的办法，目前国内生产的线位移传感器主要采用1、增强钢丝强度；2、减小钢丝与运动方向的角度；3、提高安装精度。但由于光栅线位移传感器广泛用于旧机床数显改造，而机床的运动精度都不高。因此这种钢丝钢球与锥孔的弹性连接不可避免地影响传感器的精度。
本实用新型的目的在于避免上述现有技术的不足而提供一种读数头与指示光栅座之间为刚性连接的光栅线位移传感器的连接传动装置，可消除由于读数头与光栅尺之间的相对运动不平行引起的误差，保持光栅尺与指示光栅座之间的稳定接触，提高传动精度。
本实用新型的目的可以通过以下措施来达到光栅线位移传感器的连接传动装置，读数头相对光栅尺移动，产生莫尔条纹信号，经读数头上的光电转换器件输出位移量电信号。读数头的右端伸出臂用螺纹连接的球面螺钉与在读数头左端压簧通过球头顶尖压力下的指示光栅座右端粘接的平晶平面刚性连接，球头顶尖在压簧作用下与指示光栅座左端的平晶平面弹性接触，有弹簧钢丝从读数头左端伸出向指示光栅座中部施加压力。
本实用新型的目的还可以通过以下措施来达到平晶平面与球面螺钉和球头顶尖接触时能够自由转动和与运动方向垂直面上的滑动，可采用由金属或玻璃制成；读数头左端压簧通过球头顶尖向指示光栅座提供封闭力，而顶丝可以微调封闭力的大小；光栅尺与弹簧钢丝的作用力方向成45度夹角；指示光栅座两端伸出的限位块活动范围限制在读数头两端的凹槽内。
图1为本实用新型结构图图2为侧视剖面图如图1所示在读数头(1)的右端伸出臂上有螺纹连接的球面螺钉(12)，在读数头左端伸出臂上压簧(7)压出球头顶尖(8)与指示光栅座(10)左端的金属平晶平面(9)接触，使指示光栅座(10)右端的金属平晶平面(11)与读数头(1)右端的球面螺钉(12)刚性接触。这样指示光栅座(10)与读数头(1)之间可以自由转动和小范围内垂直于运动方向上的滑动，并且压簧(7)通过球头顶尖(8)向指示光栅座(10)施加的封闭力大于读数头(1)推动(或拖动)指示光栅座(10)沿光栅尺(5)移动的作用力。同时，由读数头(1)左端伸出的弹簧钢丝(2)向指示光栅座(10)中部施加的作用力，使指示光栅座(10)压向光栅尺(5)由于弹簧钢丝(2)的加力方向与光栅尺(5)成45度角，(如图2所示)，可以分解成一个平行于光栅尺线条的力，一个垂直于光栅尺刻划面的力。这两个力使指示光栅(13)与光栅尺(5)能够很好地保持光栅莫尔条纹的角度和间隙。限位块(3)在指示光栅座(10)两端限制指示光栅座(10)的活动范围，防止指示光栅座(10)在弹簧钢丝(2)的作用下脱离读数头(1)。
本实用新型相比已有技术具有如下优点1、读数头(1)相对光栅尺(5)和尺壳(6)做直线运动使，读数头(1)与指示光栅座(10)的传动关系是由读数头(1)上的球面螺钉(12)与指示光栅座(10)上的平晶平面(11)的刚性连接完成的，同时读数头(1)另一端压簧(7)通过球头顶尖(8)封闭力作用在指示光栅座(10)的平晶平面(9)上，使球面螺钉(12)与平晶平面(11)始终保持接触，顶丝(4)可以微调封闭力的大小。
2、读数头(1)通过弹簧钢丝(2)向指示光栅座(10)施加压力，使指示光栅座(10)上的指示光栅(13)与倾斜45度的光栅尺(5)在角度和光栅间隙两个方面保持相对稳定。
3、通过以上措施，把读数头(1)与指示光栅座(10)在连接中的传动和加力分开，消除了因读数头(1)与光栅尺(5)之间相对运动不平行引起的误差，保持光栅尺(5)与指示光栅(13)之间间隙、角度的稳定。
权利要求1.光栅线位移传感器的连接传动装置，读数头相对光栅尺移动，产生莫尔条纹信号，经读数头上的光电转换器件输出位移量电信号，其特征在于读数头(1)的右端伸出臂用螺纹连接的球面螺钉(12)与在读数头(1)左端压簧(7)通过球头顶尖(8)压力下的指示光栅座(10)右端粘接的平晶平面(11)刚性连接，球头顶尖(8)在压簧(7)作用下与指示光栅座(10)左端的平晶平面(9)弹性接触，有弹簧钢丝从读数头左端伸出向指示光栅座中部施加压力。
2.如权利要求1所述的光栅线位移传感器的连接传动装置，其特征在于平晶平面(9)、(11)与球面螺钉(12)和球头顶尖(8)接触时能够自由转动和与运动方向垂直面上的滑动，可采用由金属或玻璃制成，
8.如权利要求1所述的光栅线位移传感器的传动装置，其特征在于读数头(1)左端压簧(7)通过球头顶尖(8)向指示光栅座(10)提供封闭力，而顶丝(4)可以微调封闭力的大小。
4.如权利要求1所述的光栅线位移传感器的连接传动装置，其特征在于光栅尺(5)与弹簧钢丝(2)的作用力方向成45度夹角。
5.如权利要求1所述的光栅线位移传感器的连接传动装置，其特征在于指示光栅座(10)两端伸出的限位块(3)活动范围限制在读数头(1)两端的凹槽内。
专利摘要光栅线位移传感器的连接传动装置,涉及读数头与指示光栅座之间连接机构的改进,其特征在于读数头的右端伸出臂用螺纹连接的球面螺钉与在读数头左端压簧通过球头顶尖压力下的指示光栅座右端粘接的平晶平面刚性连接,球头顶尖在压簧作用下与指示光栅座左端的平晶平面弹性接触,弹簧钢丝从读数头左端伸出向指示光栅座中部施加压力。适用于长度计量,机床数字显示,机床数控的光栅线位移传感器。
文档编号G01B11/04GK2320981SQ9720550
公开日1999年5月26日 申请日期1997年11月28日 优先权日1997年11月28日
发明者尹川, 谢腊堂 申请人:中国科学院光电技术研究所