專利名稱：光電檢測系統(tǒng)的探頭下壓裝置與下壓方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光電檢測系統(tǒng)的探頭下壓裝置與下壓方法，特別涉及一種探頭向底盤施加的壓力能夠保持恒定的探頭下壓裝置。
背景技術(shù)：
光電檢測技術(shù)是光學(xué)與電子學(xué)相結(jié)合而產(chǎn)生的一門新興的檢測技術(shù)。目前，眾所周知的光電檢測系統(tǒng)都是以激光、紅外、光纖等現(xiàn)代光電器件為基礎(chǔ)，通過對載有被檢測物體信號的光輻射(發(fā)射、反射、散射、衍射、折射、投射等)進(jìn)行檢測，通過這些光電檢測器件 (如光電二極管)接收光輻射并轉(zhuǎn)換為電信號，由輸入電路、放大濾波等檢測電路提取有用的信息，再經(jīng)過A/D變換接口輸入微型計算機(jī)運算、處理，最后顯示或打印輸出所需檢測物體的幾何量或物理量。在檢測過程中，被測物體被放置在位于下方的底盤上，探頭則從位于上方的初始位置開始下移，直至與底盤相接觸，然后繼續(xù)施加向下的壓力直至包裹住被測物體?，F(xiàn)有光電檢測系統(tǒng)中，探頭從初始位置開始，下移的距離通常是固定的，但不同測量中被測物體的承載高度卻存在差異，并且由于探頭以及底盤多為金屬材質(zhì)、具有大彈性模量，這就導(dǎo)致探頭在接觸到不同被測物體后施加的壓力具有較大差異。探頭向被測物體施加的壓力的差異將導(dǎo)致光學(xué)通路的不穩(wěn)定，進(jìn)而直接影響檢測結(jié)果的精確度。倘若壓力過大，還會壓壞底盤或探頭，甚至損壞儀器本身。因此，在高精度的光電檢測系統(tǒng)中，必須想辦法盡量維持壓力恒定，確保檢測系統(tǒng)的檢測精度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種探頭向被測物體施加的壓力能夠保持恒定的光電檢測系統(tǒng)的探頭下壓裝置。本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種光電檢測系統(tǒng)的探頭下壓裝置，包括用于放置被測物體的底盤、設(shè)置在所述底盤上方并能相對所述底盤在豎直方向上移動的探頭、與所述探頭連接從而控制所述探頭的移動的下壓模塊。所述探頭具備本體和由彈性材料構(gòu)成的緩沖部件，所述緩沖部件具備與所述本體固定連接的固定端，以及能在豎直方向上相對所述本體滑動的滑動端，所述下壓模塊與所述緩沖部件的滑動端固定連接。進(jìn)一步的，所述緩沖部件為螺旋彈簧、橡膠塊或金屬彈片。更進(jìn)一步的，所述緩沖部件的下端部為所述固定端、上端部為所述滑動端；或，所述緩沖部件的上端部為所述固定端、下端部為所述滑動端。 另外，所述緩沖部件的數(shù)目為一個、兩個或者大于兩個。 相應(yīng)的，本發(fā)明還提出一種下壓方法，包括如下步驟(a)下壓模塊控制探頭向下移動，至探頭接觸底盤；(b)下壓模塊繼續(xù)向下移動至預(yù)定高度，緩沖部件受力變形，探頭對底盤產(chǎn)生壓力，且在該步驟中，緩沖部件的變形量與探頭的下降量相等，緩沖探頭對底盤的壓力平穩(wěn)增加。根據(jù)本發(fā)明實施的光電檢測系統(tǒng)的探頭下壓裝置能在探頭下壓至接觸被測物體時施加緩沖，從而令探頭向被測物體施加的壓力通過緩沖部件的形變而被吸收，保證被測物體所受的壓力基本維持恒定。如此一來，不僅能保證不同高度的被測物體受到的壓力大致相同，同一個被測物體承受的探頭壓力也將基本維持恒定，徹底避免由于探頭位移及探頭形變而令探頭壓力發(fā)生過大波動，避免檢測結(jié)果產(chǎn)生較大誤差，保證光電檢測系統(tǒng)的一致性，大幅度提高檢測精度，同時也能避免儀器由于在瞬間受到過大壓力而發(fā)生損壞。


通過附圖中所示的本發(fā)明的優(yōu)選實施例的更具體說明，本發(fā)明的上述及其它目的、特征和優(yōu)勢將更加清晰。在全部附圖中相同的附圖標(biāo)記指示相同的部分。并未刻意按實際尺寸等比例縮放繪制附圖，重點在于示出本發(fā)明的主旨。附圖1為實施例1的探頭下壓裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖加至2c為實施例1的探頭下壓裝置的使用過程示意圖；附圖3為實施例2的探頭下壓裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖4為實施例3的探頭下壓裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。其中10、探頭；11、本體；12、12'、彈簧；13、13'、固定端；14、14'、滑動端；15、橡膠塊20、底盤；30、下壓模塊；40、光電檢測部件；50、LED 燈；60、被測物體。
具體實施例方式以下結(jié)合實施例和附圖，對本發(fā)明的具體實施方式
進(jìn)行詳細(xì)說明。附圖1為實施例1的探頭下壓裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如附圖1所示，根據(jù)實施例1 實施的探頭下壓裝置包括用于放置被測物體60的底盤20、設(shè)置在底盤20上方的探頭10、 以及用于控制探頭10移動的下壓模塊30。其中，探頭10由本體11和彈簧12構(gòu)成。本體11為中空的管狀結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部設(shè)置有光電檢測部件40和固定設(shè)置在光電檢測部件40上的LED燈50。彈簧12的下端部為固定端13，與光電檢測部件40固定連接、上端部為滑動端14，與下壓模塊30固定連接，并能相對本體11上下滑動。下壓模塊30通過向彈簧12的滑動端14施加壓力或拉力，來間接控制探頭10的下移或上移。附圖2為探頭下壓裝置的使用過程示意圖。如附圖加所示，剛開始檢測時，探頭 10在下壓模塊30的作用下，從懸空于底盤20上方的初始位置開始向下移動。此時，由于探頭10的底部未受力，故彈簧12的滑動端14與本體11之間不存在相對滑動，探頭10將整體向下移動。待探頭10移至如附圖2b所示的狀態(tài)，即探頭10的底部剛剛接觸到底盤20時，下壓模塊30將繼續(xù)下壓，從而令探頭10的底部發(fā)生微小形變直至將被測物體60包裹，并接觸到底盤20的上表面。下壓模塊30繼續(xù)下壓，由于探頭10的底部與底盤20相抵觸，壓力將傳遞到彈簧 12上。彈簧12受到壓力被壓縮，滑動端14相對于本體11向下滑動，即轉(zhuǎn)變至如附圖2c所示的狀態(tài)。在彈簧12被壓縮的過程中，由于彈簧12的彈性模量是恒定的，因此能夠確保探頭10對底盤20的壓力平穩(wěn)增加，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)沖擊時，彈簧12也能吸收該沖擊，確保底盤20 的受力穩(wěn)定。使用本下壓裝置，下壓模塊30向下移動的預(yù)定高度設(shè)置需要考慮到彈簧12的被壓縮量與探頭10和底盤20之間壓力的關(guān)系，即，在圖2c中，當(dāng)探頭10與底盤20接觸之后， 下壓模塊30繼續(xù)下壓的下降量等于彈簧12的被壓縮量，進(jìn)而影響到探頭10與底盤20之間的壓力。當(dāng)考慮到探頭10與底盤20之間需要較大壓力來確保光密封，進(jìn)而確保檢測結(jié)果不受外來光線的影響，可以對下壓模塊30設(shè)置較大的預(yù)定向下移動的高度。且使用本裝置，即使不同測量中被測物體的承載高度存在差異，該差異相對圖2c中下壓模塊30的下降量都是可以忽略的，即可保證被測物體60受到的壓力基本維持恒定，從而提高檢測的精確度，避免儀器損壞。附圖3為實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。實施例2的結(jié)構(gòu)與實施例1基本相同，只是將彈簧12以一個橡膠塊15來代替。該橡膠塊15受壓時同樣會在豎直方向上發(fā)生形變，吸收多余的壓力。實施者可以根據(jù)需要，選擇具有不同彈性系數(shù)的緩沖部件，從而調(diào)節(jié)所需的壓力值的大小，滿足不同的檢測需求。除彈簧或橡膠塊外，還可選擇金屬彈片等材料作為緩沖部件。附圖4為實施例3的結(jié)構(gòu)示意圖。實施例3與實施例1的區(qū)別在于，彈簧12’的上端部為固定端13'，與本體11的頂部相連；下端部為滑動端14'，與下壓模塊30相連。 當(dāng)然，在某些實施方式中，彈簧12’的數(shù)目還可以為兩個或者大于兩個。附圖4所示的探頭下壓裝置的使用過程，與圖2大致相同，但是有細(xì)微差別。類似于附圖2a，剛開始檢測時，探頭10在下壓模塊30的作用下，從懸空于底盤20上方的初始位置開始向下移動。此時，由于探頭10的底部未受力，故彈簧12’的滑動端14’與本體11之間不存在相對滑動，探頭10將整體向下移動。待探頭10移至類似如附圖2b所示的狀態(tài)，即探頭10的底部剛剛接觸到底盤20 時，下壓模塊30將繼續(xù)下壓，從而令探頭10的底部發(fā)生微小形變直至將被測物體60包裹， 并接觸到底盤20的上表面。類似于圖2c，下壓模塊30繼續(xù)下壓，由于探頭10的底部與底盤20相抵觸，在本實施例中由于彈簧12’的上部為固定端13'、下端部為與下壓模塊30相連的滑動端14'，因此探頭10與底盤20之間的壓力將傳遞到彈簧12’上，成為拉力。彈簧12’受到拉力被拉伸，滑動端14’相對于本體11向下滑動。在彈簧12’被拉伸的過程中，由于彈簧12’的彈性模量是恒定的，因此能夠確保探頭10對底盤20的壓力平穩(wěn)增加，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)沖擊時，彈簧12’也能吸收該沖擊，確保底盤20的受力穩(wěn)定。本發(fā)明雖然以較佳實施例公開如上，但其并不是用來限定權(quán)利要求，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以做出可能的變動和修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以本發(fā)明權(quán)利要求所界定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種光電檢測系統(tǒng)的探頭下壓裝置，包括用于放置被測物體的底盤、設(shè)置在所述底盤上方并能相對所述底盤在豎直方向上移動的探頭、與所述探頭連接從而控制所述探頭的移動的下壓模塊，其特征在于所述探頭具備本體和由彈性材料構(gòu)成的緩沖部件，所述緩沖部件具備與所述本體固定連接的固定端，以及能在豎直方向上相對所述本體滑動的滑動端，所述下壓模塊與所述緩沖部件的滑動端固定連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電檢測系統(tǒng)的探頭下壓裝置，其特征在于所述緩沖部件為彈簧。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電檢測系統(tǒng)的探頭下壓裝置，其特征在于所述緩沖部件為橡膠塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電檢測系統(tǒng)的探頭下壓裝置，其特征在于所述緩沖部件為金屬彈片。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項所述的光電檢測系統(tǒng)的探頭下壓裝置，其特征在于所述緩沖部件的下端部為所述固定端、上端部為所述滑動端。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項所述的光電檢測系統(tǒng)的探頭下壓裝置，其特征在于所述緩沖部件的上端部為所述固定端、下端部為所述滑動端。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電檢測系統(tǒng)的探頭下壓裝置，其特征在于所述緩沖部件的數(shù)目為一個、兩個或者大于兩個。
8.—種如權(quán)利要求1所述的裝置的下壓方法，包括如下步驟(a)下壓模塊控制探頭向下移動，至探頭接觸底盤；(b)下壓模塊繼續(xù)向下移動至預(yù)定高度，緩沖部件受力變形，探頭對底盤產(chǎn)生壓力，且在該步驟中，緩沖部件的變形量與探頭的下降量相等，緩沖探頭對底盤的壓力平穩(wěn)增加。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種光電檢測系統(tǒng)的探頭下壓裝置與下壓方法，裝置包括用于放置被測物體的底盤、設(shè)置在底盤上方并能相對底盤在豎直方向上移動的探頭、與探頭連接從而控制探頭的移動的下壓模塊。探頭具備本體和由彈性材料構(gòu)成的緩沖部件，緩沖部件具備與本體固定連接的固定端，以及能在豎直方向上相對本體滑動的滑動端，下壓模塊與緩沖部件的滑動端固定連接。根據(jù)本發(fā)明實施的探頭下壓裝置能在探頭下壓至接觸被測物體時產(chǎn)生壓力，隨著下壓模塊進(jìn)一步下降，緩沖部件的變形量與探頭的下降量相等，緩沖探頭對底盤的壓力平穩(wěn)增加，能夠保證最終被測物體所受的壓力基本保持恒定，進(jìn)而大幅度提高檢測精度。
文檔編號G01D11/00GK102506918SQ201110298648
公開日2012年6月20日 申請日期2011年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月30日
發(fā)明者曾靜, 牛金海, 莫斌峰 申請人:上海交通大學(xué)