SU1446463A1 - Apparatus for monitoring spatial position of an object - Google Patents
Apparatus for monitoring spatial position of an object Download PDFInfo
- Publication number
- SU1446463A1 SU1446463A1 SU874271156A SU4271156A SU1446463A1 SU 1446463 A1 SU1446463 A1 SU 1446463A1 SU 874271156 A SU874271156 A SU 874271156A SU 4271156 A SU4271156 A SU 4271156A SU 1446463 A1 SU1446463 A1 SU 1446463A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- photodetector
- mirror
- radiation
- triangular
- spatial position
- Prior art date
Links
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 12
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 229910052702 rhenium Inorganic materials 0.000 description 1
- WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N rhenium atom Chemical compound [Re] WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001953 sensory effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
Изобретение позвол ет контролировать пространственное положение объекта . Цель изобретени расширение функциональных возможностей путем измерени также угла скручивани . Направл ют излучение источника 1 на зеркало 3, вращаемое с посто нной угловой скоростью приводом 4. Отраженный от зеркала 3 пучок излучени , развертываемой им в горизонтальной плоскости , последовательно пересекает три светочувствительные площадки фотоприемника 5, центральна из которых имеет пр моугольную , две другие , с1В4метрично расположенные относительно нее, - треугольную . В вычислительном блоке 6 определ ют длительность сигнала прохождени развертываемого излучени последовательно через все три площадки фотоприемника. По отношению длительности со всех трех площадок фотоприемника определ ют линейное перемещение объекта-в плоскости, перпендикул рной плоскости сканировани , и угловой разворот объекта вокруг оси источника излучени (угол скручивани ). Результаты вычислени вьшод т на блок индикации 7. 3 нп. (О сThe invention allows to control the spatial position of the object. The purpose of the invention is the extension of functionality by measuring also the twist angle. The radiation of the source 1 to the mirror 3 is rotated at a constant angular velocity by the drive 4. The radiation beam reflected from the mirror 3, developed by it in the horizontal plane, successively crosses three photosensitive areas of the photoreceiver 5, the central of which is rectangular, two others, c1B4metrical located relative to it is triangular. In computing unit 6, the duration of the signal for the propagation of the developable radiation is determined sequentially through all three areas of the photodetector. The ratio of the duration from all three photodetector sites determines the linear movement of the object in the plane perpendicular to the scanning plane and the angular rotation of the object around the axis of the radiation source (twist angle). The results of the calculation are displayed on the display unit 7. 3 np. (Oh c
Description
О 00About 00
«Mf"Mf
Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано при измерении пространственного положени объекта в авиационной промыш- ленности, в машиностроении и робототехнике .The invention relates to a measurement technique and can be used in measuring the spatial position of an object in the aviation industry, in mechanical engineering and robotics.
Целью изобретени вл етс расширение функциональных возможностей путем измерени нар ду с линейными nepe мещени ми также и угла скручивани объекта.The aim of the invention is to enhance the functionality by measuring, in addition to linear nepe spaces, also the twist angle of the object.
На фиг.1 приведена принципиальна схема устройства; на фиг. 2 - геометрческа схема трехэлементного фотоприемника и эпюры тока фотоприемника при различных взаимных положени х плоскости сканировани и фотоприемника; на фиг. 3 - геометрическа схема трехэлементного фотоприемника при раз- личных углах разворота фотоприемника относительно плоскости сканировани вокруг оси, перпендикул рной плоскости фотоприемника.Figure 1 is a schematic diagram of the device; in fig. 2 shows a geometrical scheme of a three-element photodetector and a photodetector current plot at different relative positions of the scanning plane and the photodetector; in fig. 3 is a geometrical scheme of a three-element photodetector at different angles of rotation of the photodetector relative to the scanning plane around an axis perpendicular to the plane of the photodetector.
Устройство содержит источник 1 излучени , например лазер, коллима- тОр 2, зеркало 3, привод 4 вращени зеркала, фотоприемншс 5, выполиен- ный из трех чувствительных площадок, две из которых треугольного профил а одна из них - пр моугольного, ры- числительный блок 6 и блок 7 индикации.The device contains a radiation source 1, for example a laser, a collimator 2, a mirror 3, a mirror rotation actuator 4, a photoreceiver 5, made of three sensitive areas, two of which have a triangular profile and one of them is a rectangular, rythm number block 6 and the display unit 7.
Зеркало 3 расположено под углом t к оси излучеии источника 1 и оптически св зывает его с фотоприемником 5. Mirror 3 is located at an angle t to the radiation axis of the source 1 and optically links it to the photodetector 5.
Зеркала 3 вращаетс приводом 4 с посто нной угловой скоростью. Диаметр пучка излучени много меньше высоты площадок фотоприемника.The mirrors 3 are rotated by the actuator 4 at a constant angular velocity. The diameter of the radiation beam is much less than the height of the photodetector sites.
Фотоприемник 5 (фиг. 2) состоит из трех плоских фигур ABC, и DEFG и А В С. ЛАВС и ЛА В С - равные равнобедренные треугольники, DEFG - пр моугольник. При этом вьлолн етс условие: АС А С DG а, высота треугольников и ABC и ДА В С равны DE, основаии указанных треугольников и сторона DG пр моугольника DEFG лежат на одной пр мой; треугольники ABC и А В С расположе- ны по обе стороны пр моугольника DEFG симметрично относительно оси, проход щей через середины его сторон EF и DG.The photodetector 5 (Fig. 2) consists of three plane figures ABC, and DEFG and AB C. LAVS and LA B C are equal isosceles triangles, DEFG is a rectangle. The following condition is fulfilled: AC A C DG a, the height of the triangles and ABC and YES B are equal to DE, the bases of the indicated triangles and the side DG of the rectangle DEFG lie on the same straight line; the triangles ABC and AB are located on both sides of the DEFG rectangle symmetrically with respect to the axis passing through the midpoints of its sides EF and DG.
На фиг. 2 обозначены:FIG. 2 marked:
В - отрезок между точками 1 и 2; В - отрезок между точками 1 и 2 h, - высота треугольника- 1 В 2; hj - высота треугольника 1 В 2;B - the segment between points 1 and 2; B - the segment between points 1 and 2 h, - the height of the triangle - 1 В 2; hj is the height of the triangle 1 В 2;
, 0 - угол i ABC;, 0 - angle i ABC;
R - рассто ние от центра зеркалаR is the distance from the center of the mirror
до плоскости фотоприемника; U} - углова скорость вращени зеркала; V - линейна скорость движени луч .а по фотоприемнику, 4h h-i-hi - перемещение фотоприемника относительно плоскости сканировани }to the photodetector plane; U} is the angular velocity of rotation of the mirror; V is the linear speed of the beam. On the photodetector, 4h h-i-hi is the movement of the photodetector relative to the scanning plane}
- длительность импульса фотопри- приемника при пересечении элемента ABC лазерным лучом в точках Г - 2 . - the pulse duration of the photodetector at the intersection of the ABC element by the laser beam at the points G - 2.
На фиг. 3 обозначены ±т угловой разворот объекта (угол сканировани ) относительно оси устройства.FIG. 3 denotes ± t the angular rotation of the object (scan angle) relative to the axis of the device.
Устройство работает следующим образом .The device works as follows.
Луч света, генерируемый лазером 1 проходит через коллиматор 2, попадает на вращающеес зеркало 3 и разворачиваетс им в плоскости со скоростью п об/мин. При своем движении по поверхности объекта, пространствен - ное положение которого контролируетс , луч лазера последовательно пересекает элементы фотоприёмника 5, установленного на объекте. Электрический сигнал с фотоприемника 5 поступает на вход вычислительного блока 6, в котором происходит сравнение временных интервалов, а информаци в пространственном положении объекта , содержаща с в длительности сигналов с элементов фотоприемника (фиг.2), рбрабатьтаетс и поступает в блок 7 индикации.The beam of light generated by laser 1 passes through collimator 2, hits the rotating mirror 3 and turns it in the plane at a speed of n r / min. As it moves along the surface of an object, the spatial position of which is monitored, the laser beam successively intersects the elements of the photodetector 5 installed on the object. The electrical signal from the photodetector 5 is fed to the input of the computing unit 6, in which the time intervals are compared, and the information in the spatial position of the object, contained in the duration of the signals from the elements of the photoreceiver (Fig. 2), is drawn into the display unit 7.
Формирование сигнала на выходе фотоприемника 5 зависит от расположени фотЬприемника относительно плоскости сканировани .The formation of the signal at the output of the photodetector 5 depends on the location of the photoreceiver relative to the scanning plane.
Лазерный луч перемещают по фотоприемнику , в результате чего он последовательно пересекает его площадки ABC, DEFG, А В С соответственно в точках 1-2, 3-4, 5-6 (фиг. 2а). На выходе фотоприемника 5 формируетс сигнал, показанный на фиг. 25.The laser beam is moved along the photodetector, as a result of which it successively crosses its platforms ABC, DEFG, A B C, respectively, at points 1-2, 3-4, 5-6 (Fig. 2a). At the output of the photodetector 5, the signal shown in FIG. 25
При перемещении контролируемого объекта в плоскости, перпендикул рной плоскости сканировани излучени источника 1, площадки фотоприемника 5 перемещаютс на одинаковые рассто ни . Это приводит к тому, что ла- зерньй луч пересекает теперь площадки фотоприемника 5 в точках 1 -2 , 3-4, 5-6. На выходе фотоприемника 5 по вл етс сигнал, представленный на фиг. 2в. When the monitored object is moved in a plane perpendicular to the radiation scanning plane of the source 1, the areas of the photodetector 5 are moved by equal distances. This leads to the fact that the laser beam now crosses the areas of the photodetector 5 at points 1 -2, 3-4, 5-6. At the output of the photodetector 5, the signal shown in FIG. 2c.
Сопоставл эпюры токов на фиг. 26 и 2в, видим, что перемещение фотоприемника на рассто ние 4h относительно плоскости сканировани излучени (фиг. 2а) приводит к изменению длительности импульсов 1, и на выходе фотоприемника 5. При этом дли- He compared the diagrams of currents in FIG. 26 and 2c, we see that moving the photodetector to a distance of 4h with respect to the radiation scanning plane (Fig. 2a) leads to a change in the duration of the pulses 1, and at the output of the photodetector 5. At the same time
место соотношениеplace ratio
длительности сигнала, формирующегос с крайних треугольных площадок фотоприемника 5, при развороте на уголthe duration of the signal, forming from the extreme triangular areas of the photodetector 5, when turning at an angle
+V имеет место соотношение между длительност ми первого и третьего импульсов с фотоприемника, когда fl, + V there is a relationship between the duration of the first and third pulses from the photodetector when fl,
При развороте на угол -v имеет 57зWhen turning at an angle -v has 57z
остаетс неизтельность импульса менной.the non-continuity of the pulse remains.
.Величину перемещени лЬ вычисл ют по формулеThe magnitude of the displacement is calculated by the formula
dh hj kdh hj k
i i
- ti- ti
-г.-g.
k - константа, 1«епца размерность длины, определ ема через параметры и геометрию измерительной схемы (k 20k is a constant, 1 of the dimension of length, determined by the parameters and geometry of the measuring circuit (k 20
- а/2 tg ).- a / 2 tg).
иand
1длительности импульсов с фотоприемника 5 при пересечеНИИ лазерню лучом его эле- 25 треугольного профил , а друга - пр ментов ABC и DEFG соответственно в точках 1-2, 3-А. Длительность импульсов фотоприемника при пересечении площадок ABC,1 pulses from the photodetector 5 when the laser crosses the laser beam with its element of a triangular profile, and a friend with the ABC and DEFG lines, respectively, at points 1-2, 3-A. The duration of the photodetector pulses at the intersection of ABC sites,
моугольного со сторонами, равнм и соответственно основанию треугольной пло цадки и ее высоте, вычислительный блок электрически соединенный с фотоприемDEFG в точках 1-2, 3-4 св заны с па- ЗО ником, блок индикации, о тWith the sides equal and, respectively, the base of the triangular plane and its height, the computing unit is electrically connected to the DEFG photoreceiver at points 1-2, 3-4 and connected to the pa-nick, the display unit, about
раметрами измерительной схемы следующими соотношени ми:Measuring circuitry with the following relations:
ю щ е е с тем, что, с цель рени функциональных возможно тем измерени нар ду с линейн мещени ми также и угла скручива екта, оно снабжено второй чув ной площадкой треугольного пр аналогичной первой и размещен топриемнике симметрично относ площадки пр моугольного профиIt is possible that, for the purpose of functional rhenium, it is possible to measure, along with linear dimensions, also the twist angle, it is equipped with a second sensory platform of a triangular ave similar to the first one and is placed in the receiver, symmetrically with respect to the area of the rectangular pro
..
uVRuVR
Ъ B
ыКyk
При угловом развороте объекта вокруг оси устройства (ось источника излучени ) происходит изменениеWhen the angular rotation of the object around the axis of the device (the axis of the radiation source), a change occurs
В исходном положении угол ) О,In the initial position, the angle) Oh,
J жJ Well
при этом 1 Формулаat the same time 1 Formula
3- изобретени 3 inventions
Устройство контрол пространственного положени объекта, содержащее последовательно расположенные источник излучени , коллиматор, зеркало , привод, на валу которого установлено эеркало под острьм углом к его оси, фотоприемник, предназначенный дл размещени его на контролируемом объекте и нмеющий две разнесенные чзпвст- вительные площадки, одна из которыхA device for monitoring the spatial position of an object, containing successively located radiation sources, a collimator, a mirror, an actuator, on the shaft of which an erekalo is installed at an acute angle to its axis, a photodetector designed to be placed on the object to be monitored and accommodating two spaced areas; which
моугольного со сторонами, равнм и соответственно основанию треугольной пло- цадки и ее высоте, вычислительный блок, электрически соединенный с фотоприемником , блок индикации, о т, with the sides equal to and respectively the base of the triangular plane and its height, the computing unit electrically connected to the photodetector, the display unit,
л и ч аю щ е е с тем, что, с целью расширени функциональных возможностей путем измерени нар ду с линейньми пер- мещени ми также и угла скручивани объекта , оно снабжено второй чувствительной площадкой треугольного профил , аналогичной первой и размещенной в фотоприемнике симметрично относительно площадки пр моугольного профил .This is due to the fact that, in order to expand the functionality by measuring, along with the linear movements, also the twist angle of the object, it is equipped with a second sensitive platform of a triangular profile similar to the first and placed in the photodetector symmetrically with respect to the site rectangular profile.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU874271156A SU1446463A1 (en) | 1987-06-29 | 1987-06-29 | Apparatus for monitoring spatial position of an object |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU874271156A SU1446463A1 (en) | 1987-06-29 | 1987-06-29 | Apparatus for monitoring spatial position of an object |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU1446463A1 true SU1446463A1 (en) | 1988-12-23 |
Family
ID=21314375
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU874271156A SU1446463A1 (en) | 1987-06-29 | 1987-06-29 | Apparatus for monitoring spatial position of an object |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU1446463A1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5251013A (en) * | 1989-03-27 | 1993-10-05 | Danielson Glen C | Vehicle straightener measuring unit, measuring apparatus reliant on reflected beam(s), and source, targets and method |
| CN108444396A (en) * | 2018-05-18 | 2018-08-24 | 北方民族大学 | The consistent formula displacement sensor of light path and its measurement method |
| CN108444397A (en) * | 2018-05-18 | 2018-08-24 | 北方民族大学 | New Displacement Transducer and its measurement method |
-
1987
- 1987-06-29 SU SU874271156A patent/SU1446463A1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Technocrat, 7,11, 1974, с. 33-35. * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5251013A (en) * | 1989-03-27 | 1993-10-05 | Danielson Glen C | Vehicle straightener measuring unit, measuring apparatus reliant on reflected beam(s), and source, targets and method |
| CN108444396A (en) * | 2018-05-18 | 2018-08-24 | 北方民族大学 | The consistent formula displacement sensor of light path and its measurement method |
| CN108444397A (en) * | 2018-05-18 | 2018-08-24 | 北方民族大学 | New Displacement Transducer and its measurement method |
| CN108444396B (en) * | 2018-05-18 | 2024-02-06 | 北方民族大学 | Light path consistent displacement sensor and measuring method thereof |
| CN108444397B (en) * | 2018-05-18 | 2024-02-27 | 深邦智能科技集团(青岛)有限公司 | Displacement sensor and measuring method thereof |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4007992A (en) | Light beam shape control in optical measuring apparatus | |
| US4862047A (en) | Apparatus for guiding movement of an unmanned moving body | |
| KR100474165B1 (en) | Three-dimensional shape measuring apparatus | |
| US3765764A (en) | Coordinate measuring instrument | |
| US20030136901A1 (en) | Position determining apparatus and rotary laser apparatus used with the same | |
| US4652121A (en) | Moving body measuring instrument | |
| US5457537A (en) | Optical-electrical measuring method for determining cross-sectional dimensions | |
| SU1446463A1 (en) | Apparatus for monitoring spatial position of an object | |
| US3997270A (en) | Apparatus for measuring dimensions of travelling objects | |
| US4875778A (en) | Lead inspection system for surface-mounted circuit packages | |
| EP0262646A2 (en) | Shape measuring instrument | |
| US3632215A (en) | Apparatus for determining the position coordinates of a point relative to a reference point | |
| JPS62269010A (en) | Building accuracy measuring method for steel column using laser vertical gauge and apparatus therefor | |
| JPS6044810A (en) | Device for detecting position of spot light | |
| JP2614446B2 (en) | Distance measuring device | |
| WO1993023764A1 (en) | Gauging apparatus | |
| JPS62287107A (en) | Center position measuring instrument | |
| JP2803980B2 (en) | Trolley wire wear measurement optical system | |
| RU2144U1 (en) | DEVICE FOR MEASURING THE SURFACE PROFILE OF THE OBJECT | |
| JPH0372209A (en) | Rail displacement measuring device | |
| JPH0232210A (en) | System for determining object in space | |
| RU2068091C1 (en) | Method for control of displacement of movable object relative to reference direction | |
| SU1490466A1 (en) | Photoelectric bicoordinate displacement meter | |
| SU1364864A1 (en) | Device for measuring diffuse reflection surfaces | |
| JPH06258040A (en) | Laser displacement meter |