基于光学鼠标传感器的中远距离微位移测量装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种测量装置，尤其是基于光学鼠标传感器的中远距离微位移测量装 置。
【背景技术】
[0002] 在单晶金刚石弹性浮动研磨过程中，需要测量研磨盘面的浮动情况，通过调整研 磨盘来减小盘面对金刚石的冲击从而保证更好的表面加工品质。目前用来测量盘面浮动的 方法主要采用涡流传感器，涡流传感器只能实现几十个毫米之内的高精度测量，而小范围 内的测量不利于对研磨盘的调整，因此需要一种中远距离、保证精度、操作方便、经济实用 的测量系统。
【发明内容】
[0003] 本申请要解决的技术问题是为了克服上述缺陷，提供一种基于光学鼠标传感器的 中远距离微位移测量装置。
[0004] 为解决上述技术问题，采用的技术方案是：
[0005] 基于光学鼠标传感器的中远距离微位移测量装置，底座上放置弹性垫，金刚石研 磨盘穿过弹性垫可转动地螺栓连接在底座上，伺服电动机通过导杆与主轴螺栓连接，金刚 石研磨盘上放置金刚石，基体上固定设置立柱，基体侧面连接Y向步进电动机，电动机与计 算机电连接，立柱连接弹性梁一端，弹性梁另一端压在金刚石上，在弹性梁与金刚石接触的 点上安装透镜，半导体激光源正对金刚石，透镜上连接光学鼠标传感器，光学鼠标传感器、 LCD1602、单片机、SD卡依次电连接，光学鼠标传感器为ADNS3080,单片机为STC89C51，单片 机采用SPI接口方式连接SD卡，在连接时再接10~100KΩ上拉电阻。
[0006] 本发明的有益效果是：该测量系统能测量最小16 μ m的位移，并达到I. 016m / S 的移动速度、15g(重力加速度）的加速度，以及6400帧/ s的扫描速度。试验结果表明该 测量方法能够实现对金刚石弹性浮动研磨中研磨盘浮动的测量。
【附图说明】
[0007] 图1是本装置结构示意图；
[0008] 图2是片机与PS / 2鼠标硬件接口图；
[0009] 图3是涡流传感器所测得的研磨盘与金刚石所接触点处研磨盘浮动图像；
[0010] 图4是磨盘浮动拟合曲线图。
[0011] 其中，1 -伺服电动机，2 -主轴，3 -弹性垫，4 -金刚石研磨盘，5 -金刚石，6 - 半导体激光源，7 -透镜，8 -光学鼠标传感器，9 一弹性梁。
【具体实施方式】
[0012] 基于光学鼠标传感器的中远距离微位移测量装置，底座上放置弹性垫，金刚石研 磨盘穿过弹性垫可转动地螺栓连接在底座上，伺服电动机通过导杆与主轴螺栓连接，金刚 石研磨盘上放置金刚石，基体上固定设置立柱，基体侧面连接Y向步进电动机，电动机与计 算机电连接，立柱连接弹性梁一端，弹性梁另一端压在金刚石上，在弹性梁与金刚石接触的 点上安装透镜，半导体激光源正对金刚石，透镜上连接光学鼠标传感器，光学鼠标传感器、 LCD1602、单片机、SD卡依次电连接，光学鼠标传感器为ADNS3080,单片机为STC89C51，单片 机采用SPI接口方式连接SD卡，在连接时再接10~IOOKΩ上拉电阻。
[0013] 光学传感器ADNS3080芯片主要集成了图像采集系统（IAS)和数字信号处理器 (DSP)，通过这两部分来实现二维平面的定位。随着芯片的不断移动，图像获取系统（IAS) 通过透镜来获取物体表面的图像，然后将图像信息送入到DSP处理器，处理器提取每张图 像里的特征像素，通过对相邻2张图像里同一个特征像素的位置变化的比较，就可以计算 得到2张图像拍摄时间间隔内的物体移动的方向和大小。通过光学传感器可以测得物体 在一段时间内位移的大小与方向，为了测量研磨盘的浮动状况，用光电鼠标传感器测量金 刚石上方的弹性梁。测量原理如图1所示，系统通电后开始工作，激光照亮弹性梁上的标 志物，ADNS3080探测标志物上被激光照亮的部分，随着研磨盘的转动，单片机模块开始采集 ADNS3080所发送的标志物的浮动信息，将标志物的实时坐标在IXD上显示出来，并将这些 坐标保存在SD卡中。光路设计对测量处的弹性梁表面进行处理，使得该表面有利于提高光 学传感器的测量灵敏度，由于ADNS3080内的图像采集系统（IAS)只对波长为650nm附近 的光源敏感，因此采用发射波长为635~650nm的半导体激光发生器作为光源。本文采用 10倍透镜，最远能进行500mm距离测量，通过透镜对激光束进行调节，保证通过透镜的激光 束在标志物表面上形成的光斑范围内的光照强度尽量均匀一致，这有利于传感器的稳定工 作。选用LCD1602作为涮量坐标窀时?示的窗口，LCD1602引脚说明如表1所示。
[0014]
【主权项】
1.基于光学鼠标传感器的中远距离微位移测量装置，其特征在于：底座上放置弹性 垫，金刚石研磨盘穿过弹性垫可转动地螺栓连接在底座上，伺服电动机通过导杆与主轴螺 栓连接，金刚石研磨盘上放置金刚石，基体上固定设置立柱，基体侧面连接Y向步进电动 机，电动机与计算机电连接，弹性梁一端连接立柱，弹性梁另一端压在金刚石上，在弹性梁 与金刚石接触的点上安装透镜，半导体激光源正对金刚石，透镜上连接光学鼠标传感器，光 学鼠标传感器、LCD1602、单片机、SD卡依次电连接，光学鼠标传感器为ADNS3080,单片机为 STC89C51，单片机采用SPI接口方式连接SD卡，在连接时再接10~IOOKΩ上拉电阻。
【专利摘要】基于光学鼠标传感器的中远距离微位移测量装置，底座上放置弹性垫，金刚石研磨盘穿过弹性垫可转动地螺栓连接在底座上，伺服电动机通过导杆与主轴螺栓连接，金刚石研磨盘上放置金刚石，基体上固定设置立柱，基体侧面连接Y向步进电动机，电动机与计算机电连接，立柱连接弹性梁一端，弹性梁另一端压在金刚石上，在弹性梁与金刚石接触的点上安装透镜，半导体激光源正对金刚石，透镜上连接光学鼠标传感器，光学鼠标传感器、LCD1602、单片机、SD卡依次电连接，光学鼠标传感器为ADNS3080，单片机为STC89C51，单片机采用SPI接口方式连接SD卡，在连接时再接10～100KΩ上拉电阻。试验结果表明该测量方法能够实现对金刚石弹性浮动研磨中研磨盘浮动的测量。
【IPC分类】G01B11-02
【公开号】CN104634252
【申请号】CN201310557988
【发明人】龙宁
【申请人】成都中远信电子科技有限公司
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2013年11月11日