[实用新型]一种光学定位装置及系统

说明书

本实用新型提供一种光学定位装置及系统，其中，所述装置包括壳体、光发射器、光接收器、棱镜和检测区域，其特征在于，所述光发射器和所述光接收器位于所述壳体的一端，所述棱镜位于所述壳体的另一端，与所述光发射器和光接收器相对设置；所述检测区域为所述光接收器与所述棱镜之间的空间区域；所述棱镜将所述光发射器发出的光准直成平行光并反射进所述光接收器；所述光接收器为图像传感器。本实用新型提供的光学定位装置，结构简单，制造成本低，占用空间小，且可将定位精度提高到亚像素级，同时提高了定位速度，降低了光发射器和光接收器的装配要求。

技术领域

本实用新型涉及工业自动化运动系统定位技术领域，具体涉及一种光学定位装置及系统。

背景技术

在拥有运动机构的系统中需要对运动机构进行定位，如自动化设备中的直线滑块坐标原点定位、机械手的初始位置定位等。定位的方式通常为机械限位、利用测距传感器或者工业相机进行定位以及光学定位。

机械限位属于接触式定位，定位精度差，而且长时间使用会造成机构磨损，进一步降低定位精度。利用测距传感器或工业相机进行定位，成本高、使用复杂、占用空间大，而且响应速度慢。

光学定位一般使用的是槽型开关，当运动机构或检测物遮挡住槽型开关光轴时，槽型开关输出信号到控制系统，停止运动机构或检测物的运动。

图1为一种常见的光学定位装置，检测光轴2’位于槽型开关1’内，且检测光轴2’只有一个，运动机构4’在导轨5’上滑动，导轨5’固定在两支架6’之间。另外，运动机构4’上有遮挡物3’，遮挡物3’用于遮挡检测光轴2’。在运动机构4’(或运动机构4’上的遮挡物3’)靠近检测光轴的过程中，无论遮挡物3’遮挡检测光轴2’多少，槽型开关1’均会输出信号到控制系统，停止运动机构或检测物的运动。而槽型开关1’的检测光轴2’并非一个单点光，而是有一定直径范围的光束，并且从槽型开关发出信号到控制系统控制运动机构4’或遮挡物3’停止也存在延时。因而使用槽型开关的单点定位，定位精度不高。而且运动机构4’或遮挡物3’不仅需要来回运动寻找槽型开关的检测光轴2’，而且靠近检测光轴2’时，运动速度减慢，从而影响了定位速度，间接影响了设备的运行速度和工作效率。

专利文件CN201811295843.3公开了一种多个光发射器且有多个光接收器的光学定位装置，光发射器与光接收器分别安装在凹槽的不同侧壁，两者位置关系一一对应。当检测物在凹槽内移动时，部分光接收器收到多个光发射器发出的光线，根据光接收器接收到的光线的状态确定检测物的位置。此方法虽然在一定程度上能够提高定位的精度。无需来回寻找光轴，也一定程度上加快了定位速度。但是需要多个光发射器以及光接收器，生产成本增加；而且对于光发射器和光接收器的位置对应关系要求高，若存在偏差就会影响测量精度；另外，当检测物处于两个光发射器中间位置时，此装置依然不能准确判断出检测物的精确位置。

可见，现有的光学定位装置，定位精度不够高，而且对光发射器和光接收器的装配要求高。

实用新型内容

因此，为进一步提高定位精度，并降低对光发射器和光接收器的装配要求，本实用新型提供一种光学定位装置。

本实用新型的技术方案如下：

本实用新型提供一种光学定位装置，包括壳体、光发射器、光接收器、棱镜和检测区域，所述光发射器和所述光接收器位于所述壳体的一端，所述棱镜位于所述壳体的另一端，与所述光发射器和光接收器相对设置；所述检测区域为所述光接收器与所述棱镜之间的空间区域；所述棱镜将所述光发射器发出的光准直成平行光并反射进所述光接收器；所述光接收器为图像传感器。

特别地，上述光学定位装置中，所述光接收器为一维图像传感器。