影像式標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺全自動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供影像式標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺全自動(dòng)測長裝置，繞尺帶機(jī)構(gòu)、尺帶分段傳送機(jī)構(gòu)通過螺釘固定在大理石平臺的左端面，繞尺帶機(jī)構(gòu)、尺帶分段傳送機(jī)構(gòu)通過同步帶和小同步帶輪、同步帶輪進(jìn)行連接和傳動(dòng)，尺帶壓緊機(jī)構(gòu)和移動(dòng)式自動(dòng)調(diào)焦攝像系統(tǒng)固定在大理石平臺上面左側(cè)，在大理石平臺上側(cè)固定有多個(gè)尺帶限位機(jī)構(gòu)，各尺帶限位機(jī)構(gòu)設(shè)置在攝像機(jī)的正下方附近，尺盒固定裝置、測力機(jī)構(gòu)、尺架固定調(diào)節(jié)裝置和尺帶自動(dòng)收取機(jī)構(gòu)通過固定在大理石平臺的右側(cè)端面，在大理石平臺左側(cè)前方位置固定有控制盒。
【專利說明】
影像式標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺全自動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于計(jì)量工具技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺全自動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]鋼卷尺是一種精密的長度測量量具，主要用于普通鋼卷尺和測深鋼卷尺進(jìn)行的量值傳遞，其準(zhǔn)確度直接影響到科研和生活的測量精度。目前，計(jì)量檢定機(jī)構(gòu)對標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺周期檢定，按照《JJG741-2005標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺檢定規(guī)程》和相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測和檢定。通常檢測標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺的示值誤差和標(biāo)尺間隔使用激光干涉儀和帶有導(dǎo)軌的檢定臺；檢測標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺的線紋寬度使用分辨率為0.0Olmm的讀數(shù)顯微鏡。檢定規(guī)程要求在每米處對標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺進(jìn)行測量，并人工記錄數(shù)據(jù)、計(jì)算示值誤差。這種檢測方法不僅設(shè)備昂貴、操作復(fù)雜，且對檢測環(huán)境和檢測人員的要求都比較高，以及勞動(dòng)強(qiáng)度相當(dāng)大、操作極不方便、檢定效率低下、容易因人為讀數(shù)誤差造成測量準(zhǔn)確度不高，更無法進(jìn)行數(shù)據(jù)的自動(dòng)存儲(chǔ)，對后續(xù)證書、檢驗(yàn)報(bào)告出具也帶來許多不便。需要研制出影像式標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺全自動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)裝置以解決以上實(shí)際工作中遇到的問題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有的缺陷，提供一種影像式標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺全自動(dòng)測長裝置，特別是基于機(jī)器視覺技術(shù)對標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺線紋類計(jì)量設(shè)備的檢測的全自動(dòng)測長標(biāo)準(zhǔn)裝置，從而減輕工作強(qiáng)度。具有平面度好、線膨脹系數(shù)小、檢測效率高等特點(diǎn)。
[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了如下的技術(shù)方案:
[0005]影像式標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺全自動(dòng)測長裝置，包括繞尺帶機(jī)構(gòu)1、尺帶分段傳送機(jī)構(gòu)2、尺帶壓緊機(jī)構(gòu)3、移動(dòng)式自動(dòng)調(diào)焦攝像系統(tǒng)4、同步帶張緊機(jī)構(gòu)5、同步帶7、尺帶限位機(jī)構(gòu)9、氣動(dòng)三聯(lián)件10、尺架固定調(diào)節(jié)裝置11、尺盒固定裝置12、測力機(jī)構(gòu)13、大理石平臺15、設(shè)備控制主板、控制盒17、固定點(diǎn)自動(dòng)調(diào)焦攝像機(jī)構(gòu)18、尺帶自動(dòng)收取機(jī)構(gòu)19、光源20，繞尺帶機(jī)構(gòu)1、尺帶分段傳送機(jī)構(gòu)2通過螺釘固定在大理石平臺的左端面，在大理石平臺上的中間部分放置設(shè)備控制主板，在設(shè)備控制主板上固定放置連接工控機(jī)的單片機(jī)，繞尺帶機(jī)構(gòu)1、尺帶分段傳送機(jī)構(gòu)2通過同步帶7和小同步帶輪、同步帶輪進(jìn)行連接和傳動(dòng)，尺帶壓緊機(jī)構(gòu)3和移動(dòng)式自動(dòng)調(diào)焦攝像系統(tǒng)4固定在大理石平臺15上面左側(cè)，在大理石平臺上側(cè)固定有多個(gè)尺帶限位機(jī)構(gòu)9，固定點(diǎn)自動(dòng)調(diào)焦攝像機(jī)構(gòu)18固定在大理石平臺后面，多個(gè)尺帶限位機(jī)構(gòu)9設(shè)置在固定點(diǎn)自動(dòng)調(diào)焦攝像機(jī)構(gòu)的正下方附近，尺盒固定裝置12、測力機(jī)構(gòu)13通過固定在大理石平臺的右側(cè)端面，在大理石平臺左側(cè)前方位置固定有控制盒17，尺架固定調(diào)節(jié)裝置11和尺帶自動(dòng)收取機(jī)構(gòu)19固定在大理石平臺的右側(cè)端面。
[0006]進(jìn)一步，繞尺帶機(jī)構(gòu)I是將尺帶分段傳送機(jī)構(gòu)2送來的鋼卷尺帶纏繞在一個(gè)圓形夾具中固定和張緊;尺帶分段傳送機(jī)構(gòu)2是由伺服電機(jī)和摩擦從動(dòng)輪將標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺帶進(jìn)行分段傳送至繞尺帶機(jī)構(gòu)，通過同步帶207和小同步帶輪206、同步帶輪109進(jìn)行連接和傳動(dòng)。
[0007]進(jìn)一步，尺帶壓緊機(jī)構(gòu)3，包括氣缸32、氣缸支架33、壓緊塊31，壓緊塊固定在氣缸伸出軸端部，氣缸固定在氣缸支架上。主要作用是對尺帶壓緊，通過壓緊尺帶后，再通過測力機(jī)構(gòu)13對標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺施加規(guī)程中要求的張緊力度，然后再進(jìn)行測量。
[0008]進(jìn)一步，尺帶限位機(jī)構(gòu)9，包括底座91、旋鈕92、限位擋板93，通過旋轉(zhuǎn)旋鈕92可調(diào)整限位檔板93的位置，以適應(yīng)不同寬度尺帶都以限位擋板93為靠邊進(jìn)行測量;尺帶限位機(jī)構(gòu)數(shù)量為11個(gè)，尺帶限位機(jī)構(gòu)分別設(shè)置在距離零位0.5米處、I米處、1.5米、2米處、2.5米處、3米處、3.5米處、4米處、4.5米處和5米處的固定點(diǎn)自動(dòng)調(diào)焦攝像機(jī)構(gòu)的正下方。
[0009]進(jìn)一步，尺盒固定裝置12，包括尺帶壓軸、尺盒夾板、手柄、通過兩塊尺盒夾板固定標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺的擺放位置，尺盒夾板可通過松開手柄進(jìn)行前后移動(dòng)至合適位置夾緊標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺帶，尺帶壓軸可對尺帶和尺盒限位。測力機(jī)構(gòu)由加載板、絲杠、聯(lián)軸器、電機(jī)、拉力計(jì)、連接板、接頭組成，當(dāng)尺帶壓緊機(jī)構(gòu)的氣缸推動(dòng)壓緊塊壓緊標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺帶時(shí)，測力機(jī)構(gòu)并對鋼卷尺帶施加合適的張力。
[0010]進(jìn)一步，控制盒由1#氣缸按鈕、2#氣缸按鈕、3#氣缸按鈕、4#氣缸按鈕、5#氣缸按鈕、6#氣缸按鈕、7#氣缸按鈕、8#氣缸按鈕、電源開關(guān)、急停開關(guān)、控制伺服電機(jī)正反轉(zhuǎn)的兩個(gè)按鈕、整機(jī)自動(dòng)運(yùn)行和控制各部件點(diǎn)動(dòng)的切換開關(guān)、控制伺服電機(jī)步進(jìn)運(yùn)動(dòng)的按鈕、電源指示燈、暫停按鈕、控制殼組成，控制盒中的各氣缸按鈕是控制各氣缸對尺帶的壓緊和松開。
[0011 ]進(jìn)一步，移動(dòng)式自動(dòng)調(diào)焦攝像系統(tǒng)4，標(biāo)定標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺的零刻線的位置。包括自動(dòng)調(diào)焦攝像機(jī)構(gòu)、光源、光柵尺、左右移動(dòng)控制電機(jī)、主動(dòng)輪、從動(dòng)輪、直線導(dǎo)軌，通過左右移動(dòng)控制電機(jī)、主動(dòng)輪、從動(dòng)輪、同步帶、直線導(dǎo)軌組成移動(dòng)定位機(jī)構(gòu)，對攝像機(jī)左右移動(dòng)實(shí)現(xiàn)位置控制。移動(dòng)定位機(jī)構(gòu)安裝在大理石平板的上側(cè)前面。自動(dòng)調(diào)焦攝像機(jī)構(gòu)下方安裝光源，為了實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺測量時(shí)的零位位置，直線導(dǎo)軌下方設(shè)置安裝了光柵尺，光柵尺左端與光源連接，作為攝像機(jī)構(gòu)移動(dòng)距離的長度標(biāo)準(zhǔn)。
[0012]進(jìn)一步，固定點(diǎn)自動(dòng)調(diào)焦攝像機(jī)構(gòu)18，包括外罩殼、攝像機(jī)、遠(yuǎn)心鏡頭、步進(jìn)電機(jī)、直線導(dǎo)軌、絲杠，在遠(yuǎn)心鏡頭的下端部通過螺釘固定有固定光源;攝像機(jī)通過螺紋連接固定在遠(yuǎn);L.、鏡頭上，攝像機(jī)和遠(yuǎn);L.、鏡頭兩側(cè)固定有固定塊;遠(yuǎn);1_1、鏡頭的放大倍率調(diào)節(jié)好后通過遠(yuǎn)心鏡頭下部外側(cè)的鎖緊塊將遠(yuǎn)心鏡頭的倍率調(diào)節(jié)圈固定;攝像機(jī)和鏡頭外側(cè)安裝有外罩殼;攝像機(jī)、鏡頭和固定光源固定在直線導(dǎo)軌的滑塊上。通過步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)使攝像機(jī)在直線導(dǎo)軌上作上下移動(dòng)而自動(dòng)調(diào)節(jié)焦距，生成清晰的圖片，從而滿足對厚度不一的被檢尺進(jìn)行圖像識別時(shí)的精度要求。
[0013]進(jìn)一步，尺架固定調(diào)節(jié)裝置11，對需測量標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺的自動(dòng)收放尺帶的研制要求。包括X向移動(dòng)軸、Z向移動(dòng)軸、手柄、鋼卷尺尺軸夾具、鎖緊手柄、電機(jī)，為適應(yīng)不同規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺，由檢定員將尺架安裝在鋼卷尺尺軸夾具中，通過鎖緊手柄夾緊鋼卷尺的旋轉(zhuǎn)軸，再通過移動(dòng)Z向移動(dòng)軸和X向移動(dòng)軸以確定鋼卷尺的安裝位置并加以固定。電機(jī)的作用是將標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺的尺帶進(jìn)行放卷和收卷。
[0014]工作過程說明:
[0015]1.啟動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺測量系統(tǒng)電源和氣源、工控機(jī)和檢定軟件。
[0016]2.在每天第一次使用前需對整機(jī)精度校驗(yàn)，校驗(yàn)過程略。
[0017]3.整機(jī)精度校驗(yàn)通過后進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺的測量校準(zhǔn)工作，將標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺的尺架和旋轉(zhuǎn)中心軸固定在尺盒固定裝置中調(diào)好位置并固定，再由檢定員將標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺帶拉出5米至第一個(gè)攝像機(jī)(即移動(dòng)式攝像機(jī))正下方的零位夾具中固定壓緊;再將尺帶放入各個(gè)攝像機(jī)(即固定攝像機(jī))的下方的尺帶限位機(jī)構(gòu)中壓平，調(diào)好尺帶的直線度;再將兩個(gè)攝像機(jī)中間位置的尺帶通過壓平機(jī)構(gòu)自動(dòng)壓平，由檢定員目測調(diào)好每個(gè)機(jī)構(gòu)壓好尺帶。
[0018]4.在計(jì)算機(jī)中輸入被檢量具的檢定參數(shù)和量程、測力等參數(shù)的設(shè)置，完成后，點(diǎn)擊“開始檢定”由系統(tǒng)自動(dòng)完成O?5米的線紋示值誤差分析和測量計(jì)算。
[0019]5.測量完前5米后，需再由檢定員將標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺尺帶拉出通過尺帶分段傳送機(jī)構(gòu)和繞尺帶機(jī)構(gòu)上固定。
[0020]6.點(diǎn)擊軟件界面的中“尺帶傳送”按鈕，尺帶往前移動(dòng)，將鋼卷尺的第6米?第10米處的線紋分別傳送至儀器上的第I個(gè)攝像機(jī)?第5個(gè)攝像機(jī)的正下方位置進(jìn)行測量。測量完后，由系統(tǒng)自動(dòng)完成第11米?第50米處的線紋示值誤差測量。
[0021 ] 7.所有氣缸上行，松開尺帶，檢定員將標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺取出。
[0022]8.打印校準(zhǔn)報(bào)告。
[0023]與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實(shí)用新型具有如下的有益效果:
[0024]本實(shí)用新型提出可移動(dòng)式的機(jī)器視覺系統(tǒng)讀數(shù)的方法+采用多點(diǎn)式機(jī)器視覺系統(tǒng)讀數(shù)的方法來代替人眼和增加自動(dòng)收放標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺的方法檢定標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺，這種一機(jī)多用的復(fù)合系統(tǒng)。外觀為在大理石平臺上面安裝標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺測長裝置設(shè)計(jì)。具有平面度好、線膨脹系數(shù)小等特點(diǎn)。
[0025]1、該套裝置研究完成以后可在固定的工作場所內(nèi)對標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺進(jìn)行檢測和檢定，穩(wěn)定性等技術(shù)指標(biāo)滿足檢定規(guī)程及技術(shù)規(guī)范的要求。
[0026]2、工作效率明顯提升，初步估算提高200%以上，即由原來每2個(gè)小時(shí)檢定一把I OOm標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺，提高到每小時(shí)檢定2把I OOm標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺。
[0027]3、自動(dòng)完成測量、讀數(shù)、計(jì)算，自動(dòng)處理數(shù)據(jù)，自動(dòng)生成原始記錄和證書。
[0028]4、本裝置采用機(jī)械視覺技術(shù)(CCD高清攝像機(jī)和圖像處理技術(shù))自動(dòng)讀取數(shù)據(jù)，減少人為干擾而帶來的測量誤差，從而調(diào)高了檢測精度，對于標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺檢定系統(tǒng)機(jī)械整機(jī)最大允許誤差為±(0.01+0.0lUmm以內(nèi)。
【附圖說明】
[0029]圖1是本實(shí)用新型影像式標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺全自動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)裝置的結(jié)構(gòu)原理圖。
[0030]圖2-1是本實(shí)用新型影像式標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺全自動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)裝置的繞尺帶機(jī)構(gòu)的示意圖。
[0031]圖2-2是本實(shí)用新型影像式標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺全自動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)裝置的尺帶分段傳送機(jī)構(gòu)的示意圖。
[0032]圖3-1、3_2是本實(shí)用新型影像式標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺全自動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)裝置的尺帶壓緊機(jī)構(gòu)的示意圖。
[0033]圖4-1是本實(shí)用新型影像式標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺全自動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)裝置的固定點(diǎn)自動(dòng)調(diào)焦攝像機(jī)構(gòu)的示意圖。
[0034]圖4-2是圖4-1的#1』面不意圖。
[0035]圖5-1是本實(shí)用新型影像式標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺全自動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)裝置的尺帶限位機(jī)構(gòu)的示意圖。
[0036]圖5-2是本實(shí)用新型影像式標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺全自動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)裝置的尺帶限位機(jī)構(gòu)的俯視圖。
[0037]圖6-1是本實(shí)用新型影像式標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺全自動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)裝置的尺盒固定裝置的示意圖。
[0038]圖6-2是圖6-1的#丨』面不意圖。
[0039]圖7-1是本實(shí)用新型影像式標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺全自動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)裝置的控制盒的示意圖。
[0040]圖7-2是本實(shí)用新型影像式標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺全自動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)裝置的控制盒的俯視示意圖。
[0041]圖7-3是本實(shí)用新型影像式標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺全自動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)裝置的控制盒的側(cè)視示意圖。
[0042]圖8-1是本實(shí)用新型影像式標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺全自動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)裝置的移動(dòng)式自動(dòng)調(diào)焦攝像系統(tǒng)的示意圖。
[0043]圖8-2是本實(shí)用新型影像式標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺全自動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)裝置的移動(dòng)式自動(dòng)調(diào)焦攝像系統(tǒng)的俯視示意圖。
[0044]圖8-3是本實(shí)用新型影像式標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺全自動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)裝置的移動(dòng)式自動(dòng)調(diào)焦攝像系統(tǒng)的側(cè)視示意圖。
[0045]圖9-1是本實(shí)用新型影像式標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺全自動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)裝置的尺架固定調(diào)節(jié)裝置的示意圖。
[0046]圖9-2是本實(shí)用新型影像式標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺全自動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)裝置的尺架固定調(diào)節(jié)裝置的側(cè)視示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0047]以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實(shí)施例僅用于說明和解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0048]影像式標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺全自動(dòng)測長裝置，包括大理石平臺15、繞尺帶機(jī)構(gòu)1、尺帶分段傳送機(jī)構(gòu)2、尺帶壓緊機(jī)構(gòu)3、自動(dòng)調(diào)焦攝像機(jī)構(gòu)4、同步帶張緊機(jī)構(gòu)5、同步帶7、尺架固定調(diào)節(jié)裝置11、尺帶自動(dòng)收取機(jī)構(gòu)19、尺盒固定裝置12、測力機(jī)構(gòu)13、控制盒17組成。運(yùn)用放置在整機(jī)旁邊的工控機(jī)，通過信號線與SPM32F103系列的單片機(jī)連接，單片機(jī)放置在設(shè)備的控制主板上，設(shè)備的控制主板放置在大理石平臺上的中間部分，從而實(shí)現(xiàn)工控機(jī)與整機(jī)連接，通過自動(dòng)化軟件編程技術(shù)實(shí)現(xiàn)機(jī)電伺服控制、氣動(dòng)控制、光源控制。該自動(dòng)化軟件為標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺自動(dòng)線紋檢定軟件。系統(tǒng)主要以工控機(jī)為核心，通過工控機(jī)與單片機(jī)通信控制使機(jī)電部件和控制盒面板開關(guān)來實(shí)現(xiàn)預(yù)期功能。對伺服電機(jī)的控制主要是通過伺服驅(qū)動(dòng)器的控制來實(shí)現(xiàn)，主要是利用伺服電機(jī)的高精確性和編碼器的高準(zhǔn)確度、CCD對線紋識別技術(shù)來完成大于5m測量尺的分段測量定位，保證送帶的準(zhǔn)確度，從而保證系統(tǒng)的準(zhǔn)確度。
[0049]實(shí)施例如圖1-9所示，影像式標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺全自動(dòng)測長裝置，包括繞尺帶機(jī)構(gòu)1、尺帶分段傳送機(jī)構(gòu)2、尺帶壓緊機(jī)構(gòu)3、移動(dòng)式自動(dòng)調(diào)焦攝像系統(tǒng)4、同步帶7、尺帶限位機(jī)構(gòu)9、氣動(dòng)三聯(lián)件10、尺架固定調(diào)節(jié)裝置11、尺盒固定裝置12、測力機(jī)構(gòu)13、大理石平臺15、設(shè)備控制主板、控制盒17、固定點(diǎn)自動(dòng)調(diào)焦攝像機(jī)構(gòu)18、尺帶自動(dòng)收取機(jī)構(gòu)19、光源20，繞尺帶機(jī)構(gòu)
1、尺帶分段傳送機(jī)構(gòu)2通過螺釘固定在大理石平臺的左端面，在大理石平臺上的中間部分放置控制主板，在設(shè)備的控制主板上固定放置連接工控機(jī)的單片機(jī)，工控機(jī)通過信號線與SPM32F103系列的單片機(jī)連接，繞尺帶機(jī)構(gòu)1、尺帶分段傳送機(jī)構(gòu)2通過同步帶7和小同步帶輪、同步帶輪進(jìn)行連接和傳動(dòng)，尺帶壓緊機(jī)構(gòu)3和移動(dòng)式自動(dòng)調(diào)焦攝像系統(tǒng)4固定在大理石平臺15上面左側(cè)，在大理石平臺上側(cè)固定有多個(gè)尺帶限位機(jī)構(gòu)9，固定點(diǎn)自動(dòng)調(diào)焦攝像機(jī)構(gòu)18固定在大理石平臺后面，多個(gè)尺帶限位機(jī)構(gòu)9設(shè)置在固定點(diǎn)自動(dòng)調(diào)焦攝像機(jī)構(gòu)的正下方附近，尺盒固定裝置12、測力機(jī)構(gòu)13通過固定在大理石平臺的右側(cè)端面，在大理石平臺左側(cè)前方位置固定有控制盒17，尺架固定調(diào)節(jié)裝置11和尺帶自動(dòng)收取機(jī)構(gòu)19固定在大理石平臺的右側(cè)端面。該大理石平臺上設(shè)置有大理石平板8，在大理石平臺的底部分別均勻分布安裝16個(gè)地腳16來來支撐大理石平臺。其中大理石平臺為整機(jī)工作的測量平臺(外形為5260*580*400)，同時(shí)在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，也是最主要結(jié)構(gòu)件，其他所有結(jié)構(gòu)件都以大理石平臺作為安裝固定的基礎(chǔ)。
[0050]如圖2-1、2-2所示，上述繞尺帶機(jī)構(gòu)I，包括擋板101、心軸108、同步帶輪109、軸承1010、圓形夾具1011、彈性張緊套1012，是將尺帶分段傳送機(jī)構(gòu)2送來的鋼卷尺帶纏繞在一個(gè)兩側(cè)設(shè)置有擋板的圓形夾具中固定和張緊；尺帶分段傳送機(jī)構(gòu)2包括氣缸202、導(dǎo)向軸203、伺服電機(jī)204、聯(lián)軸器205、小同步帶輪206、同步帶207、尺帶限位輪2013、主動(dòng)軸2015、摩擦從動(dòng)輪2016，是由伺服電機(jī)和摩擦從動(dòng)輪將鋼卷尺帶進(jìn)行分段傳送至繞尺帶機(jī)構(gòu)，通過同步帶207和小同步帶輪206、同步帶輪109進(jìn)行連接和傳動(dòng)。
[0051 ]如圖3-1、3-2所示，尺帶壓緊機(jī)構(gòu)3，包括氣缸32、氣缸支架33、壓緊塊31，壓緊塊固定在氣缸伸出軸端部，氣缸固定在氣缸支架上。主要作用是對尺帶壓緊，通過壓緊尺帶后，再通過測力機(jī)構(gòu)13對標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺施加規(guī)程中要求的張緊力度，然后再進(jìn)行測量。
[0052]如圖5-1、5-2所示，尺帶限位機(jī)構(gòu)9，包括底座91、旋鈕92、限位擋板93，通過旋轉(zhuǎn)旋鈕92可調(diào)整限位檔板93的位置，以適應(yīng)不同寬度尺帶都以限位擋板93為靠邊進(jìn)行測量;尺帶限位機(jī)構(gòu)數(shù)量為11個(gè)，尺帶限位機(jī)構(gòu)分別設(shè)置在距離零位0.5米處、I米處、1.5米、2米處、2.5米處、3米處、3.5米處、4米處、4.5米處和5米處的固定點(diǎn)自動(dòng)調(diào)焦攝像機(jī)構(gòu)的正下方。
[0053]如圖6-1、6-2所示，尺盒固定裝置12，包括直線導(dǎo)軌121、固定軸122、氣缸32、氣缸固定板124、壓緊塊125、底板127、固定板1210、尺帶檔板1211、尺帶壓軸1212、尺盒夾板1213、手柄1214、通過兩塊尺盒夾板1213固定標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺的擺放位置，尺盒夾板可通過松開手柄1214進(jìn)行前后移動(dòng)至合適位置夾緊標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺帶，尺帶壓軸1212可對尺帶和尺盒限位。測力機(jī)構(gòu)由加載板126、絲杠1215、聯(lián)軸器1216、電機(jī)1217、拉力計(jì)1218、連接板128、接頭129組成，當(dāng)尺帶壓緊機(jī)構(gòu)的氣缸推動(dòng)壓緊塊壓緊鋼卷尺帶時(shí)，測力機(jī)構(gòu)并對鋼卷尺帶施加合適的張力。
[0054]如圖7-1、7-2、7-3所示，控制盒17，由1#氣缸按鈕171、2#氣缸按鈕172、3#氣缸按鈕173、4#氣缸按鈕174、5#氣缸按鈕1712、6#氣缸按鈕1713、7#氣缸按鈕1714、8#氣缸按鈕1715、電源開關(guān)1716、急停開關(guān)178、控制伺服電機(jī)正反轉(zhuǎn)的兩個(gè)按鈕176和1711、整機(jī)自動(dòng)運(yùn)行和控制各部件點(diǎn)動(dòng)的切換開關(guān)179、控制伺服電機(jī)步進(jìn)運(yùn)動(dòng)的按鈕1710、電源指示燈175、暫停按鈕177、控制殼組成?？刂坪兄械母鳉飧装粹o是控制各氣缸對尺帶的壓緊和松開。
[0055]如圖8-1、8-2、8-3所示，移動(dòng)式自動(dòng)調(diào)焦攝像機(jī)構(gòu)4，標(biāo)定標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺的零刻線的位置。包括自動(dòng)調(diào)焦攝像機(jī)構(gòu)43、光源44、張緊機(jī)構(gòu)45、光柵尺46、左右移動(dòng)控制電機(jī)410、主動(dòng)輪48、從動(dòng)輪42、調(diào)焦電機(jī)49、右零位擋板412、鋼直尺靠邊板413、左零位擋板414、直線導(dǎo)軌415、上限位器416、下限位器417，通過左右移動(dòng)控制電機(jī)410、主動(dòng)輪48、從動(dòng)輪42、同步帶7、直線導(dǎo)軌415組成移動(dòng)定位機(jī)構(gòu)，對攝像機(jī)左右移動(dòng)實(shí)現(xiàn)位置控制，移動(dòng)定位機(jī)構(gòu)安裝在大理石平板的上側(cè)前面。自動(dòng)調(diào)焦攝像機(jī)構(gòu)43下方安裝光源44。為了實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺測量時(shí)的零位位置，直線導(dǎo)軌下方設(shè)置安裝了光柵尺46，光柵尺左端與光源連接，作為攝像機(jī)構(gòu)移動(dòng)距離的長度標(biāo)準(zhǔn)。
[0050]如圖4-1、圖4-2所示，固定點(diǎn)自動(dòng)調(diào)焦攝像機(jī)構(gòu)18有多個(gè)，兩個(gè)機(jī)構(gòu)的工作原理不同，包括外罩殼183、攝像機(jī)186、遠(yuǎn)心鏡頭184、步進(jìn)電機(jī)187、聯(lián)軸器188、軸承189、絲杠1810、直線導(dǎo)軌1811、上限位器1812、下限位器1813、手柄1815，在遠(yuǎn)心鏡頭的下端部通過螺釘固定有固定光源181 ；攝像機(jī)186通過螺紋連接固定在遠(yuǎn)心鏡頭184上，攝像機(jī)和遠(yuǎn)心鏡頭兩側(cè)固定有固定塊185;遠(yuǎn)心鏡頭的放大倍率調(diào)節(jié)好后通過遠(yuǎn)心鏡頭下部外側(cè)的鎖緊塊182將遠(yuǎn)心鏡頭的倍率調(diào)節(jié)圈固定;攝像機(jī)和鏡頭外側(cè)安裝有外罩殼18 3;攝像機(jī)、遠(yuǎn)心鏡頭和固定光源固定在直線導(dǎo)軌的滑塊上。通過步進(jìn)電機(jī)187的轉(zhuǎn)動(dòng)使攝像機(jī)186在直線導(dǎo)軌1811上作上下移動(dòng)而自動(dòng)調(diào)節(jié)焦距，生成清晰的圖片，從而滿足對厚度不一的被檢尺進(jìn)行圖像識別時(shí)的精度要求。
[0057]如圖9-1、9_2所示，尺架固定調(diào)節(jié)裝置11，對需測量標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺的自動(dòng)收放尺帶的研制要求。包括X向移動(dòng)軸111、Z向移動(dòng)軸1122、手柄113、鋼卷尺尺軸夾具114、鎖緊手柄115、電機(jī)116，為適應(yīng)不同規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺，由檢定員將尺架安裝在鋼卷尺尺軸夾具4中，通過鎖緊手柄夾緊鋼卷尺的旋轉(zhuǎn)軸，再通過移動(dòng)Z向移動(dòng)軸和X向移動(dòng)軸以確定鋼卷尺的安裝位置并加以固定。電機(jī)116的作用是將標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺的尺帶進(jìn)行放卷和收卷。
[0058]如圖1所示，將標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺尺端固定在儀器的初始零位裝置，同時(shí)此零位在移動(dòng)式攝像機(jī)的視場之內(nèi)。標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺尺盒固定在右側(cè)的安裝尺盒固定裝置內(nèi)，標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺尺帶平鋪在大理石平板上，然后人工手動(dòng)通過CCD進(jìn)行零位識別(確定標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺首端零位)，其余各攝像點(diǎn)分別將各自圖像采集后將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像，并輸入計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)字圖像處理，通過圖像識別尋找線紋邊界點(diǎn)，計(jì)算攝像機(jī)的中心和被檢線紋中心坐標(biāo)，再通校準(zhǔn)后的精確定位距離加上或減去圖像識別精算出CCD中心到被檢線紋中心的距離，得出固定點(diǎn)被檢線紋處的實(shí)際測量值，進(jìn)而比較確定被檢線紋的示值誤差。
[0059]當(dāng)被檢標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺長度大于工作臺長度5米時(shí)，通過首次測完5米后，5米處的線紋示值誤差已確定，再通過自動(dòng)送尺帶機(jī)構(gòu)送完一段尺帶后，由檢定員將標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺和零位夾具固定在收尺帶裝置上，再由送尺帶裝置將5米處的被檢線紋移送至CCD的原點(diǎn)處，再次將5米的被檢線紋的中心轉(zhuǎn)換為測第二次測量的零位，最后由其他固定點(diǎn)的CCD再次分析計(jì)算第6米、第7米、第8米、第9米、第10米的被檢線紋的示值誤差。對于所有大于5米的標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺都利用首尾相接的分段法檢定。
[0060]以上所述僅為說明本實(shí)用新型的實(shí)施方式，并不用于限制本實(shí)用新型，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.影像式標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺全自動(dòng)測長裝置，包括繞尺帶機(jī)構(gòu)、尺帶分段傳送機(jī)構(gòu)、尺帶壓緊機(jī)構(gòu)、移動(dòng)式自動(dòng)調(diào)焦攝像系統(tǒng)、同步帶、尺帶限位機(jī)構(gòu)、氣動(dòng)三聯(lián)件、尺架固定調(diào)節(jié)裝置、尺盒固定裝置、測力機(jī)構(gòu)、大理石平臺、設(shè)備控制主板、控制盒、固定點(diǎn)自動(dòng)調(diào)焦攝像機(jī)構(gòu)、尺帶自動(dòng)收取機(jī)構(gòu)和光源，其特征在于，繞尺帶機(jī)構(gòu)、尺帶分段傳送機(jī)構(gòu)通過螺釘固定在大理石平臺的左端面，在大理石平臺上的中間部分放置設(shè)備控制主板，在設(shè)備控制主板上固定放置連接工控機(jī)的單片機(jī)，繞尺帶機(jī)構(gòu)、尺帶分段傳送機(jī)構(gòu)通過同步帶和小同步帶輪、同步帶輪進(jìn)行連接和傳動(dòng)，尺帶壓緊機(jī)構(gòu)和移動(dòng)式自動(dòng)調(diào)焦攝像系統(tǒng)固定在大理石平臺上面左側(cè)，在大理石平臺上側(cè)固定有多個(gè)尺帶限位機(jī)構(gòu)，多個(gè)尺帶限位機(jī)構(gòu)設(shè)置在固定點(diǎn)自動(dòng)調(diào)焦攝像機(jī)構(gòu)的正下方附近，尺盒固定裝置、測力機(jī)構(gòu)通過固定在大理石平臺的右側(cè)端面，在大理石平臺左側(cè)前方位置固定有控制盒，尺架固定調(diào)節(jié)裝置和尺帶自動(dòng)收取機(jī)構(gòu)固定在大理石平臺的右側(cè)端面。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述影像式標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺全自動(dòng)測長裝置，其特征在于，繞尺帶機(jī)構(gòu)是將尺帶分段傳送機(jī)構(gòu)送來的鋼卷尺帶纏繞在一個(gè)圓形夾具中固定和張緊;尺帶分段傳送機(jī)構(gòu)是由伺服電機(jī)和摩擦從動(dòng)輪將標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺帶進(jìn)行分段傳送至繞尺帶機(jī)構(gòu)，通過同步帶和小同步帶輪、同步帶輪進(jìn)行連接和傳動(dòng)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述影像式標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺全自動(dòng)測長裝置，其特征在于，尺帶壓緊機(jī)構(gòu)，包括氣缸、氣缸支架、壓緊塊，壓緊塊固定在氣缸伸出軸端部，氣缸固定在氣缸支架上。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述影像式標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺全自動(dòng)測長裝置，其特征在于，尺帶限位機(jī)構(gòu)，包括底座、旋鈕、限位擋板，通過旋轉(zhuǎn)旋鈕可調(diào)整限位檔板的位置;尺帶限位機(jī)構(gòu)數(shù)量為11個(gè)，尺帶限位機(jī)構(gòu)分別設(shè)置在固定點(diǎn)自動(dòng)調(diào)焦攝像機(jī)構(gòu)的正下方。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述影像式標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺全自動(dòng)測長裝置，其特征在于，尺盒固定裝置，包括尺帶壓軸、尺盒夾板、手柄，通過兩塊尺盒夾板固定標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺的擺放位置，尺盒夾板通過松開手柄進(jìn)行前后移動(dòng)至合適位置夾緊標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺，尺帶壓軸對標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺和尺盒限位;測力機(jī)構(gòu)由加載板、絲杠、聯(lián)軸器、電機(jī)、拉力計(jì)、連接板、接頭組成，當(dāng)尺帶壓緊機(jī)構(gòu)的氣缸推動(dòng)壓緊塊壓緊標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺帶時(shí)，測力機(jī)構(gòu)并對標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺帶施加合適的張力。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述影像式標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺全自動(dòng)測長裝置，其特征在于，控制盒由1#氣缸按鈕、2#氣缸按鈕、3#氣缸按鈕、4#氣缸按鈕、5#氣缸按鈕、6#氣缸按鈕、7#氣缸按鈕、8#氣缸按鈕、電源開關(guān)、急停開關(guān)、控制伺服電機(jī)正反轉(zhuǎn)的兩個(gè)按鈕、整機(jī)自動(dòng)運(yùn)行和控制各部件點(diǎn)動(dòng)的切換開關(guān)、控制伺服電機(jī)步進(jìn)運(yùn)動(dòng)的按鈕、電源指示燈、暫停按鈕、控制殼組成，控制盒中的各氣缸按鈕是控制各氣缸對尺帶的壓緊和松開。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述影像式標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺全自動(dòng)測長裝置，其特征在于，移動(dòng)式自動(dòng)調(diào)焦攝像系統(tǒng)，包括自動(dòng)調(diào)焦攝像機(jī)構(gòu)、光源、光柵尺、左右移動(dòng)控制電機(jī)、主動(dòng)輪、從動(dòng)輪、直線導(dǎo)軌，通過左右移動(dòng)控制電機(jī)、主動(dòng)輪、從動(dòng)輪、同步帶、直線導(dǎo)軌組成移動(dòng)定位機(jī)構(gòu)，移動(dòng)定位機(jī)構(gòu)安裝在大理石平板的上側(cè)前面，自動(dòng)調(diào)焦攝像機(jī)構(gòu)下方安裝光源，直線導(dǎo)軌下方設(shè)置安裝了光柵尺，光柵尺左端與光源連接，作為攝像機(jī)構(gòu)移動(dòng)距離的長度標(biāo)準(zhǔn)。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述影像式標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺全自動(dòng)測長裝置，其特征在于，固定點(diǎn)自動(dòng)調(diào)焦攝像機(jī)構(gòu)，包括外罩殼、攝像機(jī)、遠(yuǎn)心鏡頭、步進(jìn)電機(jī)、直線導(dǎo)軌、絲杠，在遠(yuǎn)心鏡頭的下端部通過螺釘固定有固定光源;攝像機(jī)通過螺紋連接固定在遠(yuǎn)心鏡頭上，攝像機(jī)和遠(yuǎn)心鏡頭兩側(cè)固定有固定塊;通過遠(yuǎn)心鏡頭下部外側(cè)的鎖緊塊將遠(yuǎn)心鏡頭的倍率調(diào)節(jié)圈固定;攝像機(jī)和鏡頭外側(cè)安裝有外罩殼;攝像機(jī)、鏡頭和固定光源固定在直線導(dǎo)軌的滑塊上。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述影像式標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺全自動(dòng)測長裝置，其特征在于，尺架固定調(diào)節(jié)裝置，包括X向移動(dòng)軸、Z向移動(dòng)軸、手柄、鋼卷尺尺軸夾具、鎖緊手柄、電機(jī)，由檢定貝將尺架安裝在鋼卷尺尺軸夾具中，通過鎖緊手柄夾緊鋼卷尺的旋轉(zhuǎn)軸，再通過移動(dòng)Z向移動(dòng)軸和X向移動(dòng)軸以確定鋼卷尺的安裝位置并加以固定。
【文檔編號】G01B3/10GK205426007SQ201620202434
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年3月16日
【發(fā)明人】萬鴻飛, 塔依爾·斯拉甫力, 趙宏亮, 王蕾, 羅寧, 任水英
【申請人】新疆維吾爾自治區(qū)計(jì)量測試研究院