影像式標準鋼卷尺全自動標準裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供影像式標準鋼卷尺全自動測長裝置，繞尺帶機構(gòu)、尺帶分段傳送機構(gòu)通過螺釘固定在大理石平臺的左端面，繞尺帶機構(gòu)、尺帶分段傳送機構(gòu)通過同步帶和小同步帶輪、同步帶輪進行連接和傳動，尺帶壓緊機構(gòu)和移動式自動調(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)固定有多個尺帶限位機構(gòu)，各尺帶限位機構(gòu)設(shè)置在攝像機的正下方附近，尺盒固定裝置、測力機構(gòu)、尺架固定調(diào)節(jié)裝置和尺帶自動收取機構(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】
影像式標準鋼卷尺全自動標準裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型屬于計量工具技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及標準鋼卷尺全自動標準裝置。
【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行的量值傳遞，其準確度直接影響到科研和生活的測量精度。目前，計量檢定機構(gòu)對標準鋼卷尺周期檢定，按照《JJG741-2005標準鋼卷尺檢定規(guī)程》和相關(guān)產(chǎn)品標準進行檢測和檢定。通常檢測標準鋼卷尺的示值誤差和標尺間隔使用激光干涉儀和帶有導軌的檢定臺；檢測標準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準鋼卷尺進行測量，并人工記錄數(shù)據(jù)、計算示值誤差。這種檢測方法不僅設(shè)備昂貴、操作復雜，且對檢測環(huán)境和檢測人員的要求都比較高，以及勞動強度相當大、操作極不方便、檢定效率低下、容易因人為讀數(shù)誤差造成測量準確度不高，更無法進行數(shù)據(jù)的自動存儲，對后續(xù)證書、檢驗報告出具也帶來許多不便。需要研制出影像式標準鋼卷尺全自動標準裝置以解決以上實際工作中遇到的問題。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有的缺陷，提供一種影像式標準鋼卷尺全自動測長裝置，特別是基于機器視覺技術(shù)對標準鋼卷尺線紋類計量設(shè)備的檢測的全自動測長標準裝置，從而減輕工作強度。具有平面度好、線膨脹系數(shù)小、檢測效率高等特點。
[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供了如下的技術(shù)方案:
[0005]影像式標準鋼卷尺全自動測長裝置，包括繞尺帶機構(gòu)1、尺帶分段傳送機構(gòu)2、尺帶壓緊機構(gòu)3、移動式自動調(diào)焦攝像系統(tǒng)4、同步帶張緊機構(gòu)5、同步帶7、尺帶限位機構(gòu)9、氣動三聯(lián)件10、尺架固定調(diào)節(jié)裝置11、尺盒固定裝置12、測力機構(gòu)13、大理石平臺15、設(shè)備控制主板、控制盒17、固定點自動調(diào)焦攝像機構(gòu)18、尺帶自動收取機構(gòu)19、光源20，繞尺帶機構(gòu)1、尺帶分段傳送機構(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的單片機，繞尺帶機構(gòu)1、尺帶分段傳送機構(gòu)2通過同步帶7和小同步帶輪、同步帶輪進行連接和傳動，尺帶壓緊機構(gòu)3和移動式自動調(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)固定有多個尺帶限位機構(gòu)9，固定點自動調(diào)焦攝像機構(gòu)18固定在大理石平臺后面，多個尺帶限位機構(gòu)9設(shè)置在固定點自動調(diào)焦攝像機構(gòu)的正下方附近，尺盒固定裝置12、測力機構(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和尺帶自動收取機構(gòu)19固定在大理石平臺的右側(cè)端面。
[0006]進一步，繞尺帶機構(gòu)I是將尺帶分段傳送機構(gòu)2送來的鋼卷尺帶纏繞在一個圓形夾具中固定和張緊;尺帶分段傳送機構(gòu)2是由伺服電機和摩擦從動輪將標準鋼卷尺帶進行分段傳送至繞尺帶機構(gòu)，通過同步帶207和小同步帶輪206、同步帶輪109進行連接和傳動。
[0007]進一步，尺帶壓緊機構(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，再通過測力機構(gòu)13對標準鋼卷尺施加規(guī)程中要求的張緊力度，然后再進行測量。
[0008]進一步，尺帶限位機構(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，以適應不同寬度尺帶都以限位擋板93為靠邊進行測量;尺帶限位機構(gòu)數(shù)量為11個，尺帶限位機構(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米處的固定點自動調(diào)焦攝像機構(gòu)的正下方。
[0009]進一步，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準鋼卷尺的擺放位置，尺盒夾板可通過松開手柄進行前后移動至合適位置夾緊標準鋼卷尺帶，尺帶壓軸可對尺帶和尺盒限位。測力機構(gòu)由加載板、絲杠、聯(lián)軸器、電機、拉力計、連接板、接頭組成，當尺帶壓緊機構(gòu)的氣缸推動壓緊塊壓緊標準鋼卷尺帶時，測力機構(gòu)并對鋼卷尺帶施加合適的張力。
[0010]進一步，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)、控制伺服電機正反轉(zhuǎn)的兩個按鈕、整機自動運行和控制各部件點動的切換開關(guān)、控制伺服電機步進運動的按鈕、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 ]進一步，移動式自動調(diào)焦攝像系統(tǒng)4，標定標準鋼卷尺的零刻線的位置。包括自動調(diào)焦攝像機構(gòu)、光源、光柵尺、左右移動控制電機、主動輪、從動輪、直線導軌，通過左右移動控制電機、主動輪、從動輪、同步帶、直線導軌組成移動定位機構(gòu)，對攝像機左右移動實現(xiàn)位置控制。移動定位機構(gòu)安裝在大理石平板的上側(cè)前面。自動調(diào)焦攝像機構(gòu)下方安裝光源，為了實現(xiàn)標準鋼卷尺測量時的零位位置，直線導軌下方設(shè)置安裝了光柵尺，光柵尺左端與光源連接，作為攝像機構(gòu)移動距離的長度標準。
[0012]進一步，固定點自動調(diào)焦攝像機構(gòu)18，包括外罩殼、攝像機、遠心鏡頭、步進電機、直線導軌、絲杠，在遠心鏡頭的下端部通過螺釘固定有固定光源;攝像機通過螺紋連接固定在遠;L.、鏡頭上，攝像機和遠;L.、鏡頭兩側(cè)固定有固定塊;遠;1_1、鏡頭的放大倍率調(diào)節(jié)好后通過遠心鏡頭下部外側(cè)的鎖緊塊將遠心鏡頭的倍率調(diào)節(jié)圈固定;攝像機和鏡頭外側(cè)安裝有外罩殼;攝像機、鏡頭和固定光源固定在直線導軌的滑塊上。通過步進電機的轉(zhuǎn)動使攝像機在直線導軌上作上下移動而自動調(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行圖像識別時的精度要求。
[0013]進一步，尺架固定調(diào)節(jié)裝置11，對需測量標準鋼卷尺的自動收放尺帶的研制要求。包括X向移動軸、Z向移動軸、手柄、鋼卷尺尺軸夾具、鎖緊手柄、電機，為適應不同規(guī)格標準鋼卷尺，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Z向移動軸和X向移動軸以確定鋼卷尺的安裝位置并加以固定。電機的作用是將標準鋼卷尺的尺帶進行放卷和收卷。
[0014]工作過程說明:
[0015]1.啟動標準鋼卷尺測量系統(tǒng)電源和氣源、工控機和檢定軟件。
[0016]2.在每天第一次使用前需對整機精度校驗，校驗過程略。
[0017]3.整機精度校驗通過后進行標準鋼卷尺的測量校準工作，將標準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，再由檢定員將標準鋼卷尺帶拉出5米至第一個攝像機(即移動式攝像機)正下方的零位夾具中固定壓緊;再將尺帶放入各個攝像機(即固定攝像機)的下方的尺帶限位機構(gòu)中壓平，調(diào)好尺帶的直線度;再將兩個攝像機中間位置的尺帶通過壓平機構(gòu)自動壓平，由檢定員目測調(diào)好每個機構(gòu)壓好尺帶。
[0018]4.在計算機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，點擊“開始檢定”由系統(tǒng)自動完成O?5米的線紋示值誤差分析和測量計算。
[0019]5.測量完前5米后，需再由檢定員將標準鋼卷尺尺帶拉出通過尺帶分段傳送機構(gòu)和繞尺帶機構(gòu)上固定。
[0020]6.點擊軟件界面的中“尺帶傳送”按鈕，尺帶往前移動，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個攝像機?第5個攝像機的正下方位置進行測量。測量完后，由系統(tǒng)自動完成第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，檢定員將標準鋼卷尺取出。
[0022]8.打印校準報告。
[0023]與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實用新型具有如下的有益效果:
[0024]本實用新型提出可移動式的機器視覺系統(tǒng)讀數(shù)的方法+采用多點式機器視覺系統(tǒng)讀數(shù)的方法來代替人眼和增加自動收放標準鋼卷尺的方法檢定標準鋼卷尺，這種一機多用的復合系統(tǒng)。外觀為在大理石平臺上面安裝標準鋼卷尺測長裝置設(shè)計。具有平面度好、線膨脹系數(shù)小等特點。
[0025]1、該套裝置研究完成以后可在固定的工作場所內(nèi)對標準鋼卷尺進行檢測和檢定，穩(wěn)定性等技術(shù)指標滿足檢定規(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個小時檢定一把I OOm標準鋼卷尺，提高到每小時檢定2把I OOm標準鋼卷尺。
[0027]3、自動完成測量、讀數(shù)、計算，自動處理數(shù)據(jù)，自動生成原始記錄和證書。
[0028]4、本裝置采用機械視覺技術(shù)(CCD高清攝像機和圖像處理技術(shù))自動讀取數(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，對于標準鋼卷尺檢定系統(tǒng)機械整機最大允許誤差為±(0.01+0.0lUmm以內(nèi)。
【附圖說明】
[0029]圖1是本實用新型影像式標準鋼卷尺全自動標準裝置的結(jié)構(gòu)原理圖。
[0030]圖2-1是本實用新型影像式標準鋼卷尺全自動標準裝置的繞尺帶機構(gòu)的示意圖。
[0031]圖2-2是本實用新型影像式標準鋼卷尺全自動標準裝置的尺帶分段傳送機構(gòu)的示意圖。
[0032]圖3-1、3_2是本實用新型影像式標準鋼卷尺全自動標準裝置的尺帶壓緊機構(gòu)的示意圖。
[0033]圖4-1是本實用新型影像式標準鋼卷尺全自動標準裝置的固定點自動調(diào)焦攝像機構(gòu)的示意圖。
[0034]圖4-2是圖4-1的#1』面不意圖。
[0035]圖5-1是本實用新型影像式標準鋼卷尺全自動標準裝置的尺帶限位機構(gòu)的示意圖。
[0036]圖5-2是本實用新型影像式標準鋼卷尺全自動標準裝置的尺帶限位機構(gòu)的俯視圖。
[0037]圖6-1是本實用新型影像式標準鋼卷尺全自動標準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是本實用新型影像式標準鋼卷尺全自動標準裝置的控制盒的示意圖。
[0040]圖7-2是本實用新型影像式標準鋼卷尺全自動標準裝置的控制盒的俯視示意圖。
[0041]圖7-3是本實用新型影像式標準鋼卷尺全自動標準裝置的控制盒的側(cè)視示意圖。
[0042]圖8-1是本實用新型影像式標準鋼卷尺全自動標準裝置的移動式自動調(diào)焦攝像系統(tǒng)的示意圖。
[0043]圖8-2是本實用新型影像式標準鋼卷尺全自動標準裝置的移動式自動調(diào)焦攝像系統(tǒng)的俯視示意圖。
[0044]圖8-3是本實用新型影像式標準鋼卷尺全自動標準裝置的移動式自動調(diào)焦攝像系統(tǒng)的側(cè)視示意圖。
[0045]圖9-1是本實用新型影像式標準鋼卷尺全自動標準裝置的尺架固定調(diào)節(jié)裝置的示意圖。
[0046]圖9-2是本實用新型影像式標準鋼卷尺全自動標準裝置的尺架固定調(diào)節(jié)裝置的側(cè)視示意圖。
【具體實施方式】
[0047]以下結(jié)合附圖對本實用新型的優(yōu)選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優(yōu)選實施例僅用于說明和解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0048]影像式標準鋼卷尺全自動測長裝置，包括大理石平臺15、繞尺帶機構(gòu)1、尺帶分段傳送機構(gòu)2、尺帶壓緊機構(gòu)3、自動調(diào)焦攝像機構(gòu)4、同步帶張緊機構(gòu)5、同步帶7、尺架固定調(diào)節(jié)裝置11、尺帶自動收取機構(gòu)19、尺盒固定裝置12、測力機構(gòu)13、控制盒17組成。運用放置在整機旁邊的工控機，通過信號線與SPM32F103系列的單片機連接，單片機放置在設(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，從而實現(xiàn)工控機與整機連接，通過自動化軟件編程技術(shù)實現(xiàn)機電伺服控制、氣動控制、光源控制。該自動化軟件為標準鋼卷尺自動線紋檢定軟件。系統(tǒng)主要以工控機為核心，通過工控機與單片機通信控制使機電部件和控制盒面板開關(guān)來實現(xiàn)預期功能。對伺服電機的控制主要是通過伺服驅(qū)動器的控制來實現(xiàn)，主要是利用伺服電機的高精確性和編碼器的高準確度、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，保證送帶的準確度，從而保證系統(tǒng)的準確度。
[0049]實施例如圖1-9所示，影像式標準鋼卷尺全自動測長裝置，包括繞尺帶機構(gòu)1、尺帶分段傳送機構(gòu)2、尺帶壓緊機構(gòu)3、移動式自動調(diào)焦攝像系統(tǒng)4、同步帶7、尺帶限位機構(gòu)9、氣動三聯(lián)件10、尺架固定調(diào)節(jié)裝置11、尺盒固定裝置12、測力機構(gòu)13、大理石平臺15、設(shè)備控制主板、控制盒17、固定點自動調(diào)焦攝像機構(gòu)18、尺帶自動收取機構(gòu)19、光源20，繞尺帶機構(gòu)
1、尺帶分段傳送機構(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的單片機，工控機通過信號線與SPM32F103系列的單片機連接，繞尺帶機構(gòu)1、尺帶分段傳送機構(gòu)2通過同步帶7和小同步帶輪、同步帶輪進行連接和傳動，尺帶壓緊機構(gòu)3和移動式自動調(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)固定有多個尺帶限位機構(gòu)9，固定點自動調(diào)焦攝像機構(gòu)18固定在大理石平臺后面，多個尺帶限位機構(gòu)9設(shè)置在固定點自動調(diào)焦攝像機構(gòu)的正下方附近，尺盒固定裝置12、測力機構(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和尺帶自動收取機構(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個地腳16來來支撐大理石平臺。其中大理石平臺為整機工作的測量平臺(外形為5260*580*400)，同時在系統(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構(gòu)2送來的鋼卷尺帶纏繞在一個兩側(cè)設(shè)置有擋板的圓形夾具中固定和張緊；尺帶分段傳送機構(gòu)2包括氣缸202、導向軸203、伺服電機204、聯(lián)軸器205、小同步帶輪206、同步帶207、尺帶限位輪2013、主動軸2015、摩擦從動輪2016，是由伺服電機和摩擦從動輪將鋼卷尺帶進行分段傳送至繞尺帶機構(gòu)，通過同步帶207和小同步帶輪206、同步帶輪109進行連接和傳動。
[0051 ]如圖3-1、3-2所示，尺帶壓緊機構(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，再通過測力機構(gòu)13對標準鋼卷尺施加規(guī)程中要求的張緊力度，然后再進行測量。
[0052]如圖5-1、5-2所示，尺帶限位機構(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，以適應不同寬度尺帶都以限位擋板93為靠邊進行測量;尺帶限位機構(gòu)數(shù)量為11個，尺帶限位機構(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米處的固定點自動調(diào)焦攝像機構(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固定標準鋼卷尺的擺放位置，尺盒夾板可通過松開手柄1214進行前后移動至合適位置夾緊標準鋼卷尺帶，尺帶壓軸1212可對尺帶和尺盒限位。測力機構(gòu)由加載板126、絲杠1215、聯(lián)軸器1216、電機1217、拉力計1218、連接板128、接頭129組成，當尺帶壓緊機構(gòu)的氣缸推動壓緊塊壓緊鋼卷尺帶時，測力機構(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、控制伺服電機正反轉(zhuǎn)的兩個按鈕176和1711、整機自動運行和控制各部件點動的切換開關(guān)179、控制伺服電機步進運動的按鈕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，移動式自動調(diào)焦攝像機構(gòu)4，標定標準鋼卷尺的零刻線的位置。包括自動調(diào)焦攝像機構(gòu)43、光源44、張緊機構(gòu)45、光柵尺46、左右移動控制電機410、主動輪48、從動輪42、調(diào)焦電機49、右零位擋板412、鋼直尺靠邊板413、左零位擋板414、直線導軌415、上限位器416、下限位器417，通過左右移動控制電機410、主動輪48、從動輪42、同步帶7、直線導軌415組成移動定位機構(gòu)，對攝像機左右移動實現(xiàn)位置控制，移動定位機構(gòu)安裝在大理石平板的上側(cè)前面。自動調(diào)焦攝像機構(gòu)43下方安裝光源44。為了實現(xiàn)標準鋼卷尺測量時的零位位置，直線導軌下方設(shè)置安裝了光柵尺46，光柵尺左端與光源連接，作為攝像機構(gòu)移動距離的長度標準。
[0050]如圖4-1、圖4-2所示，固定點自動調(diào)焦攝像機構(gòu)18有多個，兩個機構(gòu)的工作原理不同，包括外罩殼183、攝像機186、遠心鏡頭184、步進電機187、聯(lián)軸器188、軸承189、絲杠1810、直線導軌1811、上限位器1812、下限位器1813、手柄1815，在遠心鏡頭的下端部通過螺釘固定有固定光源181 ；攝像機186通過螺紋連接固定在遠心鏡頭184上，攝像機和遠心鏡頭兩側(cè)固定有固定塊185;遠心鏡頭的放大倍率調(diào)節(jié)好后通過遠心鏡頭下部外側(cè)的鎖緊塊182將遠心鏡頭的倍率調(diào)節(jié)圈固定;攝像機和鏡頭外側(cè)安裝有外罩殼18 3;攝像機、遠心鏡頭和固定光源固定在直線導軌的滑塊上。通過步進電機187的轉(zhuǎn)動使攝像機186在直線導軌1811上作上下移動而自動調(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行圖像識別時的精度要求。
[0057]如圖9-1、9_2所示，尺架固定調(diào)節(jié)裝置11，對需測量標準鋼卷尺的自動收放尺帶的研制要求。包括X向移動軸111、Z向移動軸1122、手柄113、鋼卷尺尺軸夾具114、鎖緊手柄115、電機116，為適應不同規(guī)格標準鋼卷尺，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Z向移動軸和X向移動軸以確定鋼卷尺的安裝位置并加以固定。電機116的作用是將標準鋼卷尺的尺帶進行放卷和收卷。
[0058]如圖1所示，將標準鋼卷尺尺端固定在儀器的初始零位裝置，同時此零位在移動式攝像機的視場之內(nèi)。標準鋼卷尺尺盒固定在右側(cè)的安裝尺盒固定裝置內(nèi)，標準鋼卷尺尺帶平鋪在大理石平板上，然后人工手動通過CCD進行零位識別(確定標準鋼卷尺首端零位)，其余各攝像點分別將各自圖像采集后將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像，并輸入計算機進行數(shù)字圖像處理，通過圖像識別尋找線紋邊界點，計算攝像機的中心和被檢線紋中心坐標，再通校準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，得出固定點被檢線紋處的實際測量值，進而比較確定被檢線紋的示值誤差。
[0059]當被檢標標準鋼卷尺長度大于工作臺長度5米時，通過首次測完5米后，5米處的線紋示值誤差已確定，再通過自動送尺帶機構(gòu)送完一段尺帶后，由檢定員將標準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，最后由其他固定點的CCD再次分析計算第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米的標準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用新型的實施方式，并不用于限制本實用新型，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.影像式標準鋼卷尺全自動測長裝置，包括繞尺帶機構(gòu)、尺帶分段傳送機構(gòu)、尺帶壓緊機構(gòu)、移動式自動調(diào)焦攝像系統(tǒng)、同步帶、尺帶限位機構(gòu)、氣動三聯(lián)件、尺架固定調(diào)節(jié)裝置、尺盒固定裝置、測力機構(gòu)、大理石平臺、設(shè)備控制主板、控制盒、固定點自動調(diào)焦攝像機構(gòu)、尺帶自動收取機構(gòu)和光源，其特征在于，繞尺帶機構(gòu)、尺帶分段傳送機構(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的單片機，繞尺帶機構(gòu)、尺帶分段傳送機構(gòu)通過同步帶和小同步帶輪、同步帶輪進行連接和傳動，尺帶壓緊機構(gòu)和移動式自動調(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)固定有多個尺帶限位機構(gòu)，多個尺帶限位機構(gòu)設(shè)置在固定點自動調(diào)焦攝像機構(gòu)的正下方附近，尺盒固定裝置、測力機構(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)裝置和尺帶自動收取機構(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所述影像式標準鋼卷尺全自動測長裝置，其特征在于，繞尺帶機構(gòu)是將尺帶分段傳送機構(gòu)送來的鋼卷尺帶纏繞在一個圓形夾具中固定和張緊;尺帶分段傳送機構(gòu)是由伺服電機和摩擦從動輪將標準鋼卷尺帶進行分段傳送至繞尺帶機構(gòu)，通過同步帶和小同步帶輪、同步帶輪進行連接和傳動。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述影像式標準鋼卷尺全自動測長裝置，其特征在于，尺帶壓緊機構(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所述影像式標準鋼卷尺全自動測長裝置，其特征在于，尺帶限位機構(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;尺帶限位機構(gòu)數(shù)量為11個，尺帶限位機構(gòu)分別設(shè)置在固定點自動調(diào)焦攝像機構(gòu)的正下方。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述影像式標準鋼卷尺全自動測長裝置，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準鋼卷尺的擺放位置，尺盒夾板通過松開手柄進行前后移動至合適位置夾緊標準鋼卷尺，尺帶壓軸對標準鋼卷尺和尺盒限位;測力機構(gòu)由加載板、絲杠、聯(lián)軸器、電機、拉力計、連接板、接頭組成，當尺帶壓緊機構(gòu)的氣缸推動壓緊塊壓緊標準鋼卷尺帶時，測力機構(gòu)并對標準鋼卷尺帶施加合適的張力。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述影像式標準鋼卷尺全自動測長裝置，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)、控制伺服電機正反轉(zhuǎn)的兩個按鈕、整機自動運行和控制各部件點動的切換開關(guān)、控制伺服電機步進運動的按鈕、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所述影像式標準鋼卷尺全自動測長裝置，其特征在于，移動式自動調(diào)焦攝像系統(tǒng)，包括自動調(diào)焦攝像機構(gòu)、光源、光柵尺、左右移動控制電機、主動輪、從動輪、直線導軌，通過左右移動控制電機、主動輪、從動輪、同步帶、直線導軌組成移動定位機構(gòu)，移動定位機構(gòu)安裝在大理石平板的上側(cè)前面，自動調(diào)焦攝像機構(gòu)下方安裝光源，直線導軌下方設(shè)置安裝了光柵尺，光柵尺左端與光源連接，作為攝像機構(gòu)移動距離的長度標準。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述影像式標準鋼卷尺全自動測長裝置，其特征在于，固定點自動調(diào)焦攝像機構(gòu)，包括外罩殼、攝像機、遠心鏡頭、步進電機、直線導軌、絲杠，在遠心鏡頭的下端部通過螺釘固定有固定光源;攝像機通過螺紋連接固定在遠心鏡頭上，攝像機和遠心鏡頭兩側(cè)固定有固定塊;通過遠心鏡頭下部外側(cè)的鎖緊塊將遠心鏡頭的倍率調(diào)節(jié)圈固定;攝像機和鏡頭外側(cè)安裝有外罩殼;攝像機、鏡頭和固定光源固定在直線導軌的滑塊上。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述影像式標準鋼卷尺全自動測長裝置，其特征在于，尺架固定調(diào)節(jié)裝置，包括X向移動軸、Z向移動軸、手柄、鋼卷尺尺軸夾具、鎖緊手柄、電機，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Z向移動軸和X向移動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)計量測試研究院