外徑尺寸、錐度、傾角綜合實(shí)驗(yàn)測(cè)量裝置制造方法
【專利摘要】一種外徑尺寸、錐度、傾角綜合實(shí)驗(yàn)測(cè)量裝置，包括有底板，在底板上設(shè)置有彩色線陣CCD相機(jī)、遠(yuǎn)心照明光源以及設(shè)置在所述彩色線陣CCD相機(jī)和遠(yuǎn)心照明光源之間的具有標(biāo)準(zhǔn)尺寸與過渡式傾角尺寸的被測(cè)件，其中，彩色線陣CCD相機(jī)通過連接器連接對(duì)應(yīng)于被測(cè)件的成像物鏡，底板的下部還設(shè)置有與彩色線陣CCD相機(jī)電連接，用于驅(qū)動(dòng)彩色線陣CCD相機(jī)和采集彩色線陣CCD相機(jī)所攝圖像的電路板。被測(cè)件是由三個(gè)不同標(biāo)準(zhǔn)尺寸的第一圓柱體、第二圓柱體、第三圓柱體，以及一體形成在第一圓柱體和第二圓柱體之間的第一錐體以及一體形成在第二圓柱體和第三圓柱體之間的第二錐體共同構(gòu)成的一個(gè)整體。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于制作和使用，可以省大量實(shí)驗(yàn)設(shè)備。
【專利說明】外徑尺寸、錐度、傾角綜合實(shí)驗(yàn)測(cè)量裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種實(shí)驗(yàn)測(cè)量方法。特別是涉及一種用于教學(xué)的外徑尺寸、錐度、傾角綜合實(shí)驗(yàn)測(cè)量裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]在教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)課對(duì)于任何專業(yè)都是一門不可缺少的教學(xué)環(huán)節(jié)。學(xué)生可以通過實(shí)驗(yàn)加深理解課堂所學(xué)理論知識(shí)的理解和記憶，通過實(shí)驗(yàn)也可以激發(fā)學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)課堂知識(shí)的興趣，開發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性的思維，從而達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)腦思維、動(dòng)手調(diào)試和創(chuàng)新設(shè)計(jì)的能力。
[0003]目前，用于實(shí)物外部形狀尺寸測(cè)量實(shí)驗(yàn)的測(cè)量裝置，大都是一種裝置只能完成一種外部尺寸的測(cè)量，如果要對(duì)一件工件幾何尺寸的高精度實(shí)驗(yàn)測(cè)量，如外徑尺寸、錐度、傾角等，就需要使用至少3種測(cè)量裝置。從而產(chǎn)生測(cè)量裝置占用空間大，測(cè)量繁瑣，測(cè)量精度低等問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是，提供一種能夠同時(shí)完成工件的外徑尺寸的精密測(cè)量、工件錐度的測(cè)量與工件傾角度的測(cè)量實(shí)驗(yàn)與標(biāo)定工作的外徑尺寸、錐度、傾角綜合實(shí)驗(yàn)測(cè)量裝置。
[0005]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:一種外徑尺寸、錐度、傾角綜合實(shí)驗(yàn)測(cè)量裝置，包括有底板，在底板上設(shè)置有彩色線陣CCD相機(jī)、遠(yuǎn)心照明光源以及設(shè)置在所述彩色線陣CXD相機(jī)和遠(yuǎn)心照明光源之間的具有標(biāo)準(zhǔn)尺寸與過渡式傾角尺寸的被測(cè)件，其中，所述的彩色線陣CCD相機(jī)通過連接器連接對(duì)應(yīng)于被測(cè)件的成像物鏡，所述的底板的下部還設(shè)置有與所述的彩色線陣CCD相機(jī)電連接，用于驅(qū)動(dòng)彩色線陣CCD相機(jī)和采集彩色線陣CCD相機(jī)所攝圖像的電路板。
[0006]所述的被測(cè)件是由三個(gè)不同標(biāo)準(zhǔn)尺寸的第一圓柱體、第二圓柱體、第三圓柱體，以及一體形成在第一圓柱體和第二圓柱體之間的第一錐體以及一體形成在第二圓柱體和第三圓柱體之間的第二錐體共同構(gòu)成的一個(gè)整體。
[0007]所述的被測(cè)件是通過一個(gè)調(diào)整座設(shè)置在所述的底板上。
[0008]所述的遠(yuǎn)心照明光源是通過支架設(shè)置在所述的底板上。
[0009]所述的電路板上設(shè)置有:分別對(duì)應(yīng)連接所述的彩色線陣CCD相機(jī)中的第一單元陣列和第二單元陣列的信號(hào)輸入端的第一驅(qū)動(dòng)電路和第二驅(qū)動(dòng)電路，連接在所述第一單元陣列信號(hào)輸出端的第一 A/D數(shù)據(jù)采集電路和連接在所述第二單元陣列信號(hào)輸出端的第二 A/D數(shù)據(jù)采集電路，連接在所述第一 A/D數(shù)據(jù)采集電路信號(hào)輸出端的第一存儲(chǔ)單元和連接在所述第二 A/D數(shù)據(jù)采集電路信號(hào)輸出端的第二存儲(chǔ)單元，以及分別連接所述的第一驅(qū)動(dòng)電路、第二驅(qū)動(dòng)電路、第一 A/D數(shù)據(jù)采集電路、第二 A/D數(shù)據(jù)采集電路、第一存儲(chǔ)單元和第二存儲(chǔ)單元的單片機(jī)。
[0010]所述的單片機(jī)還通過通訊接口連接上位機(jī)。
[0011]本實(shí)用新型的外徑尺寸、錐度、傾角綜合實(shí)驗(yàn)測(cè)量裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于制作和使用，可以省大量實(shí)驗(yàn)設(shè)備。本實(shí)用新型具有如下特點(diǎn):
[0012]1、本測(cè)試裝置中使用的“被測(cè)件”是創(chuàng)新設(shè)計(jì)，它有兩個(gè)不同角度的錐度，有3個(gè)不同尺寸的外徑，還有兩段“過渡尺寸”，能夠?yàn)閷?shí)驗(yàn)者提供更多的測(cè)量量。
[0013]2、實(shí)驗(yàn)者可以用中間外徑尺寸為校準(zhǔn)基準(zhǔn)，用另外兩個(gè)已知外徑校驗(yàn)被測(cè)系統(tǒng)的誤差、畸變與系統(tǒng)的測(cè)量范圍。
[0014]3、“被測(cè)件”最長(zhǎng)部分為裝校與高度調(diào)整部分，以便完成各個(gè)測(cè)量位的調(diào)整。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2是本實(shí)用新型的測(cè)量原理圖；
[0017]圖3是本實(shí)用新型的控制電路框圖。
[0018]圖中
[0019]1:彩色線陣CCD相機(jī)2:連接器
[0020]3:成像物鏡4:底板
[0021]5:被測(cè)件6:遠(yuǎn)心照明光源
[0022]7:調(diào)整座8:支架
[0023]9:第一驅(qū)動(dòng)電路10:第二驅(qū)動(dòng)電路
[0024]11:第一 A/D數(shù)據(jù)采集電路12:第二 A/D數(shù)據(jù)采集電路
[0025]13:第一存儲(chǔ)單元14:第二存儲(chǔ)單元
[0026]15:單片機(jī)101:第一單元陣列
[0027]102:第二單元陣列

【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本實(shí)用新型的外徑尺寸、錐度、傾角綜合實(shí)驗(yàn)測(cè)量裝置做出詳細(xì)說明。
[0029]如圖1所示，本實(shí)用新型的外徑尺寸、錐度、傾角綜合實(shí)驗(yàn)測(cè)量裝置，包括有底板4，在底板4上設(shè)置有彩色線陣CXD相機(jī)1、遠(yuǎn)心照明光源6以及設(shè)置在所述彩色線陣CXD相機(jī)I和遠(yuǎn)心照明光源6之間的具有3種標(biāo)準(zhǔn)尺寸與2種過渡式傾角尺寸的被測(cè)件5，其中，所述的彩色線陣CCD相機(jī)I通過連接器2連接對(duì)應(yīng)于被測(cè)件5的成像物鏡3，所述的被測(cè)件5是通過一個(gè)調(diào)整座7設(shè)置在所述的底板4上，所述的遠(yuǎn)心照明光源6是通過支架8設(shè)置在所述的底板4上。所述的底板4的下部還設(shè)置有與所述的彩色線陣CCD相機(jī)I電連接，用于驅(qū)動(dòng)彩色線陣CCD相機(jī)I和采集彩色線陣CCD相機(jī)I所攝圖像的電路板。
[0030]如圖2所示，所述的被測(cè)件5是由三個(gè)不同標(biāo)準(zhǔn)尺寸的第一圓柱體、第二圓柱體、第三圓柱體，以及一體形成在第一圓柱體21和第二圓柱體之間的第一錐體以及一體形成在第二圓柱體和第三圓柱體之間的第二錐體共同構(gòu)成的一個(gè)整體。
[0031 ] 遠(yuǎn)心照明光源6發(fā)出的近似平行光將被測(cè)件5的錐面向彩色線陣CXD相機(jī)I投影，彩色線陣CCD相機(jī)I的成像物鏡3將其像成在彩色線陣CCD相機(jī)上，由于彩色線陣CCD相機(jī)的R、G、B敏感陣列排列方向垂直于被測(cè)件5的軸線，因此，錐面圖像在彩色線陣CCD相機(jī)各色像元陣列上的像的寬度是不同的，每色陣列都能夠測(cè)量出其像的尺寸，而每色陣列之間垂直方向具有確定的間距，為此，根據(jù)“勾股定理”可以測(cè)量出錐面像的傾角。因成像物鏡為線性光學(xué)系統(tǒng)，具有物與像的相似關(guān)系，因此，可以測(cè)得被測(cè)試件的傾斜角與錐度。
[0032]當(dāng)傾角為O時(shí)，任何色彩陣列測(cè)得被測(cè)件像的尺寸，由于光電測(cè)量系統(tǒng)的光學(xué)放大倍率可以標(biāo)定，因此，系統(tǒng)此時(shí)測(cè)得的是圓柱部分的直徑。所以該系統(tǒng)能夠測(cè)量被測(cè)件的外徑尺寸、錐度與傾角。
[0033]如圖3所示，所述的電路板上設(shè)置有:分別對(duì)應(yīng)連接所述的彩色線陣CCD相機(jī)I中的第一單元陣列101和第二單元陣列102的信號(hào)輸入端的第一驅(qū)動(dòng)電路9和第二驅(qū)動(dòng)電路10，連接在所述第一單元陣列101信號(hào)輸出端的第一 A/D數(shù)據(jù)采集電路11和連接在所述第二單元陣列102信號(hào)輸出端的第二 A/D數(shù)據(jù)采集電路12，連接在所述第一 A/D數(shù)據(jù)采集電路11信號(hào)輸出端的第一存儲(chǔ)單元13和連接在所述第二 A/D數(shù)據(jù)采集電路12信號(hào)輸出端的第二存儲(chǔ)單元14，以及分別連接所述的第一驅(qū)動(dòng)電路9、第二驅(qū)動(dòng)電路10、第一 A/D數(shù)據(jù)采集電路11、第二 A/D數(shù)據(jù)采集電路12、第一存儲(chǔ)單元13和第二存儲(chǔ)單元14的單片機(jī)15。所述的單片機(jī)15還可以通過通訊接口連接上位機(jī)，如通過USB總線端口連接上位機(jī)。
[0034]在本實(shí)施例中，所述的彩色線陣CCD相機(jī)的型號(hào)可以選擇TCD2252D相機(jī)或T⑶2561D相機(jī)或ILX524等任意型號(hào)的3行或4行并行排列的彩色線陣CXD相機(jī)。所述的第一驅(qū)動(dòng)電路9和第二驅(qū)動(dòng)電路10可以采用型號(hào)為由74HC04或HC08或HCOO的芯片；所述的第一 A/D數(shù)據(jù)采集電路11和第二 A/D數(shù)據(jù)采集電路12可以采用型號(hào)為AD8031或AD8041等高速A/D轉(zhuǎn)換芯片；所述的第一存儲(chǔ)單元13和第二存儲(chǔ)單元14可以采用型號(hào)為SR6264或單片機(jī)內(nèi)置存儲(chǔ)器等構(gòu)成；所述的單片機(jī)15可以采用型號(hào)為AT89C52或AT89S53或AT89LV55的芯片。
[0035]第一單元陣列101和第二單元陣列102分別為彩色線陣CXD相機(jī)的兩行每個(gè)單元陣列，可以采用分離距離最遠(yuǎn)的兩種顏色的陣列，也可以采用同型號(hào)并列封裝的獨(dú)立線陣CCD器件代替。第一驅(qū)動(dòng)電路9和第二驅(qū)動(dòng)電路10為第一單元陣列101和第二單元陣列102提供驅(qū)動(dòng)脈沖，使第一單元陣列101和第二單元陣列102能夠輸出載有被測(cè)件5形位信息的時(shí)序信號(hào)，第一 A/D數(shù)據(jù)采集電路11和第二 A/D數(shù)據(jù)采集電路12，將第一單元陣列101和第二單元陣列102輸出的時(shí)序信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)分別存儲(chǔ)于第一存儲(chǔ)單元13和第二存儲(chǔ)單元14，第一驅(qū)動(dòng)電路9和第二驅(qū)動(dòng)電路10為單片機(jī)15提供行與像元同步信號(hào)，用于單片機(jī)啟動(dòng)第一 A/D數(shù)據(jù)采集電路11和第二 A/D數(shù)據(jù)采集電路12并控制第一存儲(chǔ)單元13和第二存儲(chǔ)單元14，并且在一行結(jié)束后第一存儲(chǔ)單元13和第二存儲(chǔ)單元14把數(shù)據(jù)傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)內(nèi)存，單片機(jī)可以在計(jì)算軟件操作下計(jì)算出被測(cè)物體的外徑尺寸、錐度與物體傾斜角度等物理量。
【權(quán)利要求】
1.一種外徑尺寸、錐度、傾角綜合實(shí)驗(yàn)測(cè)量裝置，包括有底板(4)，其特征在于，在底板(4)上設(shè)置有彩色線陣CCD相機(jī)(I)、遠(yuǎn)心照明光源(6)以及設(shè)置在所述彩色線陣CCD相機(jī)(I)和遠(yuǎn)心照明光源(6)之間的具有標(biāo)準(zhǔn)尺寸與過渡式傾角尺寸的被測(cè)件(5)，其中，所述的彩色線陣CCD相機(jī)(I)通過連接器(2)連接對(duì)應(yīng)于被測(cè)件(5)的成像物鏡(3)，所述的底板(4)的下部還設(shè)置有與所述的彩色線陣CCD相機(jī)(I)電連接，用于驅(qū)動(dòng)彩色線陣CCD相機(jī)(I)和采集彩色線陣CCD相機(jī)(I)所攝圖像的電路板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外徑尺寸、錐度、傾角綜合實(shí)驗(yàn)測(cè)量裝置，其特征在于，所述的被測(cè)件(5)是由三個(gè)不同標(biāo)準(zhǔn)尺寸的第一圓柱體、第二圓柱體、第三圓柱體，以及一體形成在第一圓柱體(21)和第二圓柱體(52)之間的第一錐體以及一體形成在第二圓柱體和第三圓柱體之間的第二錐體共同構(gòu)成的一個(gè)整體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的外徑尺寸、錐度、傾角綜合實(shí)驗(yàn)測(cè)量裝置，其特征在于，所述的被測(cè)件(5)是通過一個(gè)調(diào)整座(7)設(shè)置在所述的底板(4)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外徑尺寸、錐度、傾角綜合實(shí)驗(yàn)測(cè)量裝置，其特征在于，所述的遠(yuǎn)心照明光源(6)是通過支架⑶設(shè)置在所述的底板⑷上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外徑尺寸、錐度、傾角綜合實(shí)驗(yàn)測(cè)量裝置，其特征在于，所述的電路板上設(shè)置有:分別對(duì)應(yīng)連接所述的彩色線陣CCD相機(jī)(I)中的第一單元陣列(101)和第二單元陣列(102)的信號(hào)輸入端的第一驅(qū)動(dòng)電路(9)和第二驅(qū)動(dòng)電路(10)，連接在所述第一單元陣列(101)信號(hào)輸出端的第一 A/D數(shù)據(jù)采集電路(11)和連接在所述第二單元陣列(102)信號(hào)輸出端的第二 A/D數(shù)據(jù)采集電路(12)，連接在所述第一 A/D數(shù)據(jù)采集電路(II)信號(hào)輸出端的第一存儲(chǔ)單元(13)和連接在所述第二A/D數(shù)據(jù)采集電路(12)信號(hào)輸出端的第二存儲(chǔ)單元(14)，以及分別連接所述的第一驅(qū)動(dòng)電路(9)、第二驅(qū)動(dòng)電路(10)、第一A/D數(shù)據(jù)采集電路(11)、第二 A/D數(shù)據(jù)采集電路(12)、第一存儲(chǔ)單元(13)和第二存儲(chǔ)單元(14)的單片機(jī)(15)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的外徑尺寸、錐度、傾角綜合實(shí)驗(yàn)測(cè)量裝置，其特征在于，所述的單片機(jī)(15)還通過通訊接口連接上位機(jī)。
【文檔編號(hào)】G01B11/08GK203929025SQ201420164702
【公開日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2014年4月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月4日
【發(fā)明者】王慶有 申請(qǐng)人:天津麥威遜科技開發(fā)有限公司