專利名稱：一種指示表全自動檢定儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種指示表全自動檢定儀。
背景技術(shù)：
眾所周知，百分表、千分表等精密測量儀器是機械工業(yè)最為廣泛使 用的常規(guī)儀表，它們在我國工業(yè)領(lǐng)域中發(fā)揮著舉足輕重的作用。在儀表 生產(chǎn)企業(yè)和計量檢定部門，需要對千分表和百分表示值誤差進行準確檢 定，以判斷是否合格，這是一項經(jīng)常性的勞動強度大的工作。傳統(tǒng)的百 分表、千分表檢定方法分為手動方式和半自動方式，是采用組合不同長 度的標準量塊組為尺度基準，或采用具有刻度的高精度測微機構(gòu)為長度 基準，然后由人眼進行示值讀數(shù)來對百分表、千分表等指示表進行檢定。 手動方式是指通過手工旋轉(zhuǎn)手輪或微分筒等產(chǎn)生標準位移，經(jīng)一定的方 式使指示表指針產(chǎn)生角位移，操作人員用眼睛讀取數(shù)值，并采用手工記
錄，最后再進行計算得出檢測結(jié)果的方法；半自動方式是指通過步進電 機或手工驅(qū)動光柵或標準螺紋絲桿產(chǎn)生位移，推動指示表指針產(chǎn)生角位 移，操作人員用眼睛觀察指示表，當指針偏轉(zhuǎn)到檢定點位置時采樣光柵 或標準絲桿的實際位移量，最后通過微處理器或電腦計算得出檢測結(jié)果 的方法，該方法屬于"反檢法"。采用這兩種檢定方法，由于采用人工目 視讀數(shù)，因此測量精度低，可靠性差，重復性差，勞動強度低，檢定時 間長，工作效率低，只能進行有限位置的定點檢定，靈活性和通用性差;由于采用手工計算，因此，計算效率低，且只能給出單點誤差值，無法 得到完整的誤差曲線。隨著現(xiàn)有生產(chǎn)的要求，傳統(tǒng)的檢定方法已不能滿 足效率快和精度高的要求了，人們?yōu)榱丝朔鲜龅牟蛔?，目前，在我?已經(jīng)開始采用光電和計算機圖像處理技術(shù)來對指示表進行檢定，在中國
專利號為200720082002.5的專利中披露了一種指示表全自動檢定儀，包 括計算機、攝像頭、光柵式標準位移裝置、電機驅(qū)動裝置；所述的攝像 頭的位置能左右、上下、前后的調(diào)整，攝像頭的作用是將指示表中的數(shù) 據(jù)拍攝下來，并通過圖像處理系統(tǒng)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C上，然后計算出 指示表的精確讀數(shù)；所述的光柵式標準位移裝置包括光柵底座、滑塊、 測桿、平行光源、光柵尺、光電池、光柵信號放大采樣電路；所述的電 機驅(qū)動裝置包括微處理器控制電路、電機驅(qū)動器、電機、螺桿及螺母； 所述的電機輸出軸與螺桿一端相連接，螺母設(shè)在螺桿上，滑塊、測桿及 螺母連為一體；在工作時，電機驅(qū)動螺桿旋轉(zhuǎn)，然后帶動螺母運動，螺 母通過滑塊使測桿運動，測桿與指示表相接觸，這樣，就使指示表產(chǎn)生 一個實際位移，在平行光源、光柵尺和光電池的作用下，經(jīng)光柵信號放 大采樣電路計算出實際位移量，經(jīng)接口電路送到計算機內(nèi)，在計算機內(nèi) 將實際位移和攝像頭中所轉(zhuǎn)換出來的數(shù)據(jù)進行比較，然后得出指示表的 誤差。采用這種結(jié)構(gòu)的指示表全自動檢定儀，不易轉(zhuǎn)化為規(guī)模生產(chǎn)，'穩(wěn) 定性不易控制，且由于攝像頭在攝像時易受光源的影響，因此，會影響 檢定精度，通用性不好。本實用新型的目的是為了提供一種指示表全自動檢定儀，利用本實 用新型的結(jié)構(gòu)能提高檢定精度，檢定速度快，穩(wěn)定性好，通用性好。
為達到上述目的，本實用新型的指示表全自動檢定儀包括底座、計
算機、攝像頭、光柵式標準位移裝置、電機驅(qū)動裝置；所述的底座上設(shè)
有X向?qū)к?，X向?qū)к壣显O(shè)有立柱；立柱上設(shè)有Z向?qū)к?，Z向?qū)к壣显O(shè)
有攝像頭固定支架，所述的攝像頭設(shè)在攝像頭固定支架上；所述的攝像 頭配有圖像采集卡，圖像采集卡與計算機相連接；所述的光柵式標準位 移裝置和電機驅(qū)動裝置設(shè)在底座上，且位于立柱的一側(cè)；所述的光柵式 標準位移裝置包括采用了大型快速存取寄存器文件和快速單周期指令的 AVR單機片及EEPR0M電可擦除可編程只讀存儲器；所述的攝像頭上設(shè)有 DSP暗區(qū)處理器；所述的圖像采集卡為PCI和PCMCIA接口的高速圖像采 集卡。
這種結(jié)構(gòu)的指示表全自動檢定儀，由于在攝像頭上設(shè)置了 DSP暗區(qū) 處理器，因此，即使不加裝附屬光源，在無明亮外界環(huán)境下仍能清晰捕 捉圖像，準確識別每條刻度線和指針位置，進而精確計算出指針示值， 提高檢定的精確度；由于設(shè)置了AVR單片機，這樣，能對目標代碼的大 小、性能及功耗實現(xiàn)優(yōu)化，因此，穩(wěn)定性好；由于采集卡為PCI和PCMCIA 接口的高速圖像采集卡，這樣，傳輸數(shù)據(jù)的速度快，且既能配置在臺式 機上，也能配置在筆記本電腦上，因此，檢定的速度也快，通用性好。
作為本實用新型的具體化，所述的光柵式標準位移裝置還包括光柵 底座、滑塊、導桿、測桿、平行光源、光柵尺、光電池及光柵信號放大 采樣電路；所述的光柵底座和導桿設(shè)在底座上；平行光源設(shè)在光柵底座 內(nèi)，光柵尺設(shè)在光柵底座上，且位于平行光源的正上方，所述的光電池 設(shè)在光柵尺的正上方；所述的滑塊設(shè)在導桿上；測桿設(shè)在滑塊上，且與 滑塊相連接，測桿遠離滑塊的一端設(shè)有測頭。這種結(jié)構(gòu)，滑塊帶動測桿運動，在平行光源的作用下，光柵尺產(chǎn)生光線變化，光柵尺將信號轉(zhuǎn)化
為相差90度的正弦波信號，經(jīng)光柵信號放大采用電路將信號放大，傳給
計算機計算出測桿的實際位移量，這樣，能精確的計算出測桿的位移量， 因此，檢定的精確度高。
作為本實用新型的具體化，所述的電機驅(qū)動裝置包括微處理器控制
電路、電機驅(qū)動器、電機、螺桿、螺母、第一軸承座及第二軸承座；所 述的電機設(shè)在底座上，電機的輸出軸與螺桿相連接，螺母設(shè)在螺桿上且 與所述的滑塊相連接；所述的電機輸出軸和螺桿之間設(shè)有聯(lián)軸器；電機 上遠離輸出軸的一端設(shè)有第一調(diào)節(jié)手輪；所述第一軸承座上設(shè)有第一軸 承，第二軸承座上設(shè)有第二軸承；所述的螺桿的兩端部設(shè)在第一和第二 軸承上。這種電機驅(qū)動裝置結(jié)構(gòu)簡單，實用性強。
作為改進，所述的光柵尺和第一軸承座之間設(shè)有拉簧。這樣對光柵 尺起到復位的作用。
作為改進，所述的立柱上設(shè)有X向旋轉(zhuǎn)手輪；攝像頭固定支架上設(shè) 有Z向旋轉(zhuǎn)手輪。設(shè)置旋轉(zhuǎn)手輪，便于調(diào)節(jié)攝像頭的位置。
作為改進，所述的底座上設(shè)有6個支腳。采用這種結(jié)構(gòu)，增加了整 個儀器的抗震性能，使導桿和X向?qū)к壧幱谳^平直的平面上，提高檢定 的精度。
作為改進，所述的底座上攝像頭的下方設(shè)有指示表固定夾具。這樣 便于指示表的安裝。


圖1為本實用新型的立體視圖； 圖2為本實用新型的主視圖；圖3為本實用新型的去掉外殼的俯視圖； 圖4為本實用新型的右視圖。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施方式
和附圖對本實用新型進行進一步詳細說明 如圖1和圖2所示的指示表全自動檢定儀，包括底座1及計算機(未 示出)，在底座1上設(shè)有X向?qū)к?，如圖4， X向?qū)к墳檠辔残螌к墸?在X向?qū)к?上設(shè)有立柱3，立柱3能沿X向?qū)к壣献笥疫\動，立柱3 上設(shè)有Z向?qū)к?，在Z向?qū)к?上設(shè)有攝像頭固定支架5，攝像頭固定 支架5能在Z向?qū)к?上上下運動，在攝像頭固定支架5上安裝有攝像 頭6，攝像頭6上安裝有DSP暗區(qū)處理器(未示出)，如圖4所示，在立 柱上安裝有X向旋轉(zhuǎn)手輪7，通過旋轉(zhuǎn)X向旋轉(zhuǎn)手輪7能使立柱產(chǎn)生左 右的運動，如圖1和圖2所示，在攝像頭固定支架5上安裝有Z向旋轉(zhuǎn) 手輪8，通過旋轉(zhuǎn)Z向旋轉(zhuǎn)手輪8能是攝像頭固定支架5產(chǎn)生上下的運 動，這樣，就能夠調(diào)節(jié)攝像頭6的上下位置和左右位置，時攝像頭6能 拍攝到最清晰的圖像；在攝像頭6上還設(shè)有數(shù)據(jù)接口連接PCI和PCMCIA 接口的高速圖像采集卡(未示出)，圖像采集卡安裝于計算機內(nèi)，這樣， 攝像頭6所拍攝的指示表圖像經(jīng)圖像采集卡處理，然后將數(shù)據(jù)傳送到計
算機內(nèi)進行計算和分析。
如圖1和圖2所示，在底座1上設(shè)有外殼9;如圖3，在外殼9內(nèi)設(shè)
有光柵式標準位移裝置和電機驅(qū)動裝置；所述的光柵式標準位置裝置包 括光柵底座(未示出)、滑塊IO、導桿ll、測桿12、平行光源(未示出)、 光柵尺13、光電池(未示出)、光柵信號放大采樣電路(未示出)、AVR 單機片(未示出)及EEPR0M電可擦除可編程只讀存儲器(未示出)，所 述的電機驅(qū)動裝置包括微處理器控制電路(未示出)、電機驅(qū)動器(未示 出)、電機14、螺桿15、螺母16、第一軸承座17及第二軸承座18，在第一軸承座17內(nèi)安裝有第一軸承(未示出)，在第二軸承座18內(nèi)安裝有 第二軸承(未示出)，所述的光柵底座和導桿11安裝在底座1上，平行
光源安裝在光柵底座內(nèi)，光柵尺13設(shè)在平行光源的正上方，光電池設(shè)在 光柵尺13的正上方，所述的滑塊10設(shè)在導桿11上且能在導桿11上運 動，在外殼9內(nèi)遠離立柱3的一側(cè)設(shè)有電機安裝支架，電機14安裝在電 機支架上，所述的螺桿15與電機14的輸出軸相連接，在螺桿15和電機 輸出軸之間設(shè)有聯(lián)軸器，在電機14上與螺桿15相對的一端上安裝有第 一調(diào)節(jié)手輪20，第一調(diào)節(jié)手輪20與電機的軸相連接，且設(shè)在外殼9夕卜， 所述的第一軸承座17和第二軸承座18安裝在底座1上，螺桿15設(shè)在第 一軸承座17和第二軸承座18上，所述的螺母16設(shè)在螺桿15上，當螺 桿15旋轉(zhuǎn)時，能帶動螺母16直線運動，所述的螺桿15與電機14相對 的一端和滑塊10相連接，滑塊10還與測桿12相連接，在測桿12遠離 螺桿15的一端設(shè)有測頭，測頭伸出外殼9;所述的光柵尺13和第一軸承 座17之間設(shè)有拉簧21，這樣，可以使光柵片13及時的復位。
如圖1和圖2所示，在底座l的下面安裝有6個支腳22，設(shè)置6個 支腳22，能增加整個儀器的抗震性能，使導桿和X向?qū)к壧幱谳^平直的 平面上，提高檢定的精度；在外殼9的一側(cè)設(shè)有、旨示表固定夾具23，這
樣便于指示表的夾持和安裝。
這一結(jié)構(gòu)的指示表全自動檢定儀的工作過程為先將指示表夾持在 指示表固定夾具上，保持工作面超正上方，調(diào)節(jié)指示表固定夾具的位置， 使指示表的測桿與儀器上的測頭相接觸，旋轉(zhuǎn)第一調(diào)節(jié)手輪，使指示表 對零。調(diào)節(jié)X向和Z向旋轉(zhuǎn)手輪，使攝像頭拍攝指示表時，能得到最佳 的質(zhì)量效果，啟動DSP暗區(qū)處理器。完成初步調(diào)整后進入檢定工作，一 方面，計算機發(fā)出信號使微處理器控制電路工作，微處理器控制電路通 過電機驅(qū)動器使電機工作，電機旋轉(zhuǎn)帶動螺桿旋轉(zhuǎn)，螺桿的旋轉(zhuǎn)帶動螺 母運動，螺母帶動光柵式標準位移裝置產(chǎn)生位移變化，在平行電源的作用下，光柵尺將位移信號轉(zhuǎn)化為相差卯度的正弦波信號，然后經(jīng)光柵信號放大采用電路將信號放大，傳給計算機，經(jīng)計算機計算出實際的位移
量；另一方面，指示表顯示的位移變化由攝像頭獲取后經(jīng)圖像采集卡輸入到計算機內(nèi)進行識別，計算出指示表上的數(shù)據(jù)，然后在計算機內(nèi)對兩路數(shù)據(jù)進行對邊，從而給出指示表的誤差。
這種結(jié)構(gòu)的指示表全自動檢定儀，由于在攝像頭上設(shè)置了 DSP暗區(qū)處理器，因此，即使不加裝附屬光源，在無明亮外界環(huán)境下仍能清晰捕捉圖像，準確識別每條刻度線和指針位置，進而精確計算出指針示值，提高檢定的精確度；由于設(shè)置了采用了大型快速存取寄存器文件和快速單周期指令的AVR單片機，這樣，能對目標代碼的大小、性能及功耗實現(xiàn)優(yōu)化，因此，穩(wěn)定性好；由于采集卡為PCI和PCMCIA接口的高速圖像采集卡，這樣，傳輸數(shù)據(jù)的速度快，且既能配置在臺式機上，也能配置在筆記本電腦上，因此，檢定的速度也快，通用性好。
權(quán)利要求1.一種指示表全自動檢定儀，包括底座、計算機、攝像頭、光柵式標準位移裝置、電機驅(qū)動裝置；所述的底座上設(shè)有X向?qū)к?，X向?qū)к壣显O(shè)有立柱；立柱上設(shè)有Z向?qū)к?，Z向?qū)к壣显O(shè)有攝像頭固定支架，所述的攝像頭設(shè)在攝像頭固定支架上；所述的攝像頭上設(shè)有圖像采集卡，圖像采集卡與計算機相連接；所述的光柵式標準位移裝置和電機驅(qū)動裝置設(shè)在底座上，且位于立柱的一側(cè)；其特征在于所述的光柵式標準位移裝置包括AVR單機片及EEPROM電可擦除可編程只讀存儲器；所述的攝像頭上設(shè)有DSP暗區(qū)處理器；所述的圖像采集卡為PCI和PCMCIA接口的高速圖像采集卡。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的指示表全自動檢定儀，其特征在于所述的光柵式標準位移裝置還包括光柵底座、滑塊、導桿、測桿、平行光源、光柵尺、光電池及光柵信號放大采樣電路；所述的光柵底座和導桿設(shè)在底座 上；平行光源設(shè)在光柵底座內(nèi)，光柵尺設(shè)在光柵底座上，且位于平行光 源的正上方，所述的光電池設(shè)在光柵尺的正上方；所述的滑塊設(shè)在導桿 上；測桿設(shè)在滑塊上，且與滑塊相連接，測桿遠離滑塊的一端設(shè)有測頭。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的指示表全自動檢定儀，其特征在于所述的電機 驅(qū)動裝置包括微處理器控制電路、電機驅(qū)動器、電機、螺桿、螺母、第 一軸承座及第二軸承座；所述的電機設(shè)在底座上，電機的輸出軸與螺桿 相連接，螺母設(shè)在螺桿上且與所述的滑塊相連接；所述的電機輸出軸和 螺桿之間設(shè)有聯(lián)軸器；電機上遠離輸出軸的一端設(shè)有第一調(diào)節(jié)手輪；所 述第一軸承座上設(shè)有第一軸承，第二軸承座上設(shè)有第二軸承；所述的螺 桿的兩端部設(shè)在第一和第二軸承上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的指示表全自動檢定儀，其特征在于:所述的光柵尺和第一軸承座之間設(shè)有拉簧。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的指示表全自動檢定儀，其特征在于所述的立柱 上設(shè)有X向旋轉(zhuǎn)手輪；攝像頭固定支架上設(shè)有Z向旋轉(zhuǎn)手輪。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的指示表全自動檢定儀，其特征在于所述的底座 上設(shè)有6個支腳。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6任一所述的指示表全自動檢定儀，其特征在于所 述的底座上攝像頭的下方設(shè)有指示表固定夾具。
專利摘要本實用新型公開了一種指示表全自動檢定儀，包括底座、計算機、攝像頭、光柵式標準位移裝置、電機驅(qū)動裝置；底座上設(shè)有X向?qū)к?，X向?qū)к壣显O(shè)有立柱；立柱上設(shè)有Z向?qū)к?，Z向?qū)к壣显O(shè)有攝像頭固定支架，攝像頭設(shè)在攝像頭固定支架上；攝像頭配備圖像采集卡，圖像采集卡與計算機相連接；光柵式標準位移裝置包括AVR單機片及EEPROM電可擦除可編程只讀存儲器；攝像頭上設(shè)有DSP暗區(qū)處理器；圖像采集卡為PCI和PCMCIA接口的高速圖像采集卡，可適配通用的臺式電腦和筆記本電腦。利用本實用新型的結(jié)構(gòu)能提高檢定精度，檢定速度快，穩(wěn)定性好，通用性好。
文檔編號G01B11/02GK201417119SQ200920130539
公開日2010年3月3日 申請日期2009年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月9日
發(fā)明者(請求不公開姓名) 申請人:深圳市菲恩測控科技有限公司