專利名稱：巖心巖礦成像儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種對巖心、巖礦表面圖象進行掃描成像的裝置，尤其是巖心巖礦成像儀。
二背景技術(shù)：
目前同類設(shè)備在成像原理采用的是巖心圖像采集部件為面成像的數(shù)字化攝影錄象機安裝在垂直升降調(diào)動裝置上，垂直升降調(diào)動裝置與水平移動機械裝置相連，采集巖心自動旋轉(zhuǎn)控制裝置在巖心采集裝置下方。攝像頭具有與計算機主機相聯(lián)的圖像傳輸接口；輥軸采用齒輪傳動，巖心自動旋轉(zhuǎn)控制裝置由兩根平行水平輥軸，其中一輥軸固定，一輥軸由步進電機經(jīng)增速齒輪驅(qū)動，輥軸支架設(shè)置有間距直線移動裝置，由絲桿和旋轉(zhuǎn)手柄構(gòu)成；水平移動機械裝置和巖心自動旋轉(zhuǎn)控制裝置的驅(qū)動電機各與計算機接口相連?？刂葡到y(tǒng)由計算機控制?，F(xiàn)有的設(shè)備中采用面成像的數(shù)字化攝影錄象機進行圖象采集成像時，由于鏡頭視角的影響，被攝入的景物不僅包括被采集的巖心面，同時其它巖心面也被攝入，造成圖象不夠清晰，影響三維顯示效果，也給進一步進行圖象處理和外表面面積測量帶來誤差。而平板式數(shù)字掃描儀由于距離所掃描的巖心表面僅有0.3-0.5厘米，成像景深只有1厘米，對于巖心外徑變化較大和破碎的巖心無法清晰成像，現(xiàn)場使用中受到很大的限制，另外在成像時如果巖心晃動會擦傷掃描儀，擦傷以后只能換掃描儀。另外掃描儀在工作十多分鐘以后就因為發(fā)熱而嚴(yán)重偏色。水平裝置和輥軸控制部分現(xiàn)有的設(shè)備采用齒輪增速絲桿傳動，設(shè)備長期使用易于生銹和變形，設(shè)備運轉(zhuǎn)不夠平穩(wěn)，造成圖象出現(xiàn)條紋，造成圖象質(zhì)量不合格。由于設(shè)備的輥軸傳動部位封閉不嚴(yán)，操作過程中巖心碎屑易于落入，造成絲桿卡死或傳動帶拉斷，易損壞設(shè)備。
三
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是提供巖心巖礦成像儀，它是由從動輪、齒形皮帶、導(dǎo)軌、無閃爍燈、燈架、輥軸、機架、主動輪、減速箱、步進電機、手柄、滑板、升降座、升降絲桿、升降手柄、攝像頭、鏡頭、輥軸皮帶輪、齒形皮帶、減速箱、步進電機、異物彈出裝置、拉簧連接而成。從動輪和主動輪由齒型皮帶連接；主動輪安裝在減速箱的軸上，減速箱安裝在步進電機的上方；導(dǎo)軌穿插在滑板的孔里；升降座固定在滑板上；升降絲桿安裝在升降座內(nèi)；升降手柄安裝在升降絲桿的上端；燈架固定在升降座的右側(cè)；無閃爍燈安裝在燈架的下方；鏡頭安裝在攝像頭的下端；鏡頭、攝像頭由鏡頭架套裝在升降絲桿上；輥軸皮帶輪安裝在輥軸上；輥軸皮帶輪與步進電機由齒型皮帶相連；減速箱安裝在步進電機的軸上；異物彈出裝置在步進電機的下方，拉簧套裝在異物彈出裝置的內(nèi)部；手柄通過機架與輥軸連接。
該設(shè)備分為外表面圖象采集和平面圖象采集，采集外表面時，首先將巖心或巖礦放在兩個輥軸上，并在攝像頭的正下方，轉(zhuǎn)動前面的手柄，調(diào)節(jié)兩個棍軸之間的距離到適當(dāng)位置，而后轉(zhuǎn)動成像裝置上的升降手柄，調(diào)節(jié)成像裝置和光源上下移動，用直尺測量成像裝置到巖心或巖礦的距離為一個定值。而后調(diào)節(jié)攝像頭為外表面采集方向。調(diào)節(jié)好鏡頭的光圈、焦距以后，計算機發(fā)送命令控制下面步進電機勻速轉(zhuǎn)動，同時帶動巖心或巖礦勻速轉(zhuǎn)動，而后計算機控制成像裝置上的攝像頭開始采集巖心或巖礦的外表面圖象。當(dāng)巖心或巖礦轉(zhuǎn)動超過一周以后計算機自動控制下面電機停止轉(zhuǎn)動，同時控制攝像頭停止采集，而后通過軟件的自動識別和裁剪，就可以采集一副完整的巖心或巖礦的外表面圖象。由于攝像頭采集的長度有限，一般為30厘米，對于大于30厘米長的巖心或巖礦可以通過軟件控制巖心巖礦成像儀從右到左依次采集幾幅圖象，而后自動拼接成一幅完整的圖象。
采集平面時，將巖心或巖礦放在兩個輥軸上，轉(zhuǎn)動前面的手柄，調(diào)節(jié)兩個棍軸之間的距離到適當(dāng)位置，而后按上面的方法調(diào)節(jié)光源、攝像頭到適當(dāng)位置，調(diào)節(jié)好焦距、光圈后，計算機發(fā)送命令控制上面電機勻速轉(zhuǎn)動，同時帶動攝像裝置勻速水平運動，而后在計算機上設(shè)置巖心或巖礦的長度，并控制成像裝置上的攝像頭開始從右到左采集平面圖象。采集完后計算機自動控制上面電機將攝像裝置回位到最右邊，同時控制攝像頭停止采集，而后通過軟件的自動識別和裁剪，就可以采集一副完整的巖心或巖礦的平表面圖象。
該設(shè)備最上面是用來控制線陣成像裝置水平和垂直位移，主要有高精度導(dǎo)軌、精密減速裝置、直線軸承、皮帶、固定裝置、限位開關(guān)主動輪，從動輪等。在右面裝有電機、減速裝置和限位開關(guān)，左邊裝有固定裝置和限位開關(guān)。因為電機在啟動時加速度大，原有技術(shù)使得成像裝置運動抖動厲害，從而影響圖象效果，本設(shè)備設(shè)計了減速裝置，能夠平穩(wěn)加速，成像裝置裝在導(dǎo)軌上，并用皮帶將導(dǎo)軌、減速裝置和固定裝置連接成回形，固定裝置可以調(diào)節(jié)皮帶的松緊。另外采用上下雙導(dǎo)軌，能夠保證在很長時間內(nèi)不變形。在成像裝置最上面設(shè)計一個手柄，裝有高精度導(dǎo)軌，直線軸承以及絲桿，光源和成像裝置用螺母相連，中間有槽，松開螺母可以調(diào)節(jié)光源與成像裝置之間的距離。轉(zhuǎn)動手柄可以帶動成像裝置和光源上下移動。成像裝置上裝有攝像頭、鏡頭、升降板、散熱片，散熱片可以克服因長時間持續(xù)工作發(fā)熱而影響的圖像質(zhì)量，升降板可以轉(zhuǎn)動，用來改變攝像頭采集圖象的方向。該設(shè)備下面部分主要由輥軸、異物自動彈出裝置、電機、精密減速裝置、輥軸距離調(diào)節(jié)裝置、采集自動控制裝置等構(gòu)成，電機帶動減速裝置，而后通過皮帶帶動一個輥軸轉(zhuǎn)動，另一個輥可以轉(zhuǎn)動，輥軸距離調(diào)節(jié)裝置由手柄、導(dǎo)軌、直線軸承、皮帶以及絲桿組成，能夠帶動兩根輥軸同時水平移動來調(diào)節(jié)距離，并保證兩邊移動距離相等。采集自動控制通過設(shè)計的電路，控制上下兩個電機轉(zhuǎn)動的速度和成像裝置碰到限位開關(guān)以后自動停下。異物自動彈出裝置利用彈簧將掉在皮帶或絲桿上的異物自動彈出。
采集控制板主要是精確控制上下兩個電機，并返回信號給計算機，通過電路設(shè)計和軟件，可以實現(xiàn)實時跟蹤攝像置，能夠精確定位攝像裝置所在的位置及運動狀態(tài)以及運動的方向，包括加速、減速、運動；有完善的糾錯機制保證控制信號的完整，即使發(fā)生故障也可以迅速停止電機。
本實用新型解決了線性成像和取景深度的問題，防止巖心在晃動的時候能檫傷鏡頭；該發(fā)明解決了水平裝置和輥軸控制部分運轉(zhuǎn)平穩(wěn)問題和絲桿卡死或傳動帶拉斷問題；另外能夠?qū)崟r跟蹤攝像置，能夠精確定位攝像裝置所在的位置及運動狀態(tài)以及運動的方向，包括加速、減速、運動；有完善的糾錯機制保證控制信號的完整，即使發(fā)生故障也可以迅速停止電機，防止電機拉斷傳動帶或燒毀其他儀器。
四

圖1是巖心巖礦成像儀的主視圖圖中1.從動輪，2.齒形皮帶，3.導(dǎo)軌，4.無閃爍燈，5.燈架，6.輥軸，7.機架，8.主動輪，9.減速箱，10步進電機，11.手柄圖2是巖心巖礦成像儀的右視圖圖中12.滑板，13升降座，14.升降絲桿，15.升降手柄，16.攝像頭，17.鏡頭，18.輥軸皮帶輪，19.齒形皮帶，20.減速箱，21.步進電機，22.異物彈出裝置，23.拉簧五具體實施方式
在圖1和圖2中，從動輪1和主動輪8由齒型皮帶2連接；主動輪1安裝在減速箱9的軸上，減速箱9安裝在步進電機10的上方；導(dǎo)軌3穿插在滑板12的孔里；升降座13固定在滑板12上；升降絲桿14安裝在升降座13內(nèi)；升降手柄15安裝在升降絲桿14的上端；燈架5固定在升降座13的右側(cè)；無閃爍燈4安裝在燈架5的下方；鏡頭17安裝在攝像頭16的下端；鏡頭17、攝像頭16由鏡頭架套裝在升降絲桿14上；輥軸皮帶輪18安裝在輥軸6上；輥軸皮帶輪18與步進電機21由齒型皮帶19相連；減速箱20安裝在步進電機21的軸上；異物彈出裝置22在步進電機21的下方，拉簧23套裝在異物彈出裝置22的內(nèi)部；手柄11通過機架7與輥軸6連接。
權(quán)利要求1.巖心巖礦成像儀是由從動輪(1)、齒形皮帶(2)、導(dǎo)軌(3)、無閃爍燈(4)、燈架(5)、輥軸(6)、機架(7)、主動輪(8)、減速箱(9)、步進電機(10)、手柄(11)、滑板(12)、升降座(13)、升降絲桿(14)、升降手柄(15)、攝像頭(16)、鏡頭(17)、輥軸皮帶輪(18)、齒形皮帶(19)、減速箱(20)、步進電機(21)、異物彈出裝置(22)、拉簧(23)連接而成，其特征是從動輪(1)和主動輪(8)由齒型皮帶(2)連接；主動輪(1)安裝在減速箱(9)的軸上，減速箱(9)安裝在步進電機(10)的上方；導(dǎo)軌(3)穿插在滑板(12)的孔里；升降座(13)固定在滑板(12)上；升降絲桿(14)安裝在升降座(13)內(nèi)；升降手柄(15)安裝在升降絲桿(14)的上端；燈架(5)固定在升降座(13)的右側(cè)；無閃爍燈(4)安裝在燈架(5)的下方；鏡頭(17)安裝在攝像頭(16)的下端；鏡頭(17)、攝像頭(16)由鏡頭架套裝在升降絲桿(14)上；輥軸皮帶輪(18)安裝在輥軸(6)上；輥軸皮帶輪(18)與步進電機(21)由齒型皮帶(19)相連；減速箱(20)安裝在步進電機(21)的軸上；異物彈出裝置(22)在步進電機(21)的下方，拉簧(23)套裝在異物彈出裝置(22)的內(nèi)部；手柄(11)通過機架(7)與輥軸(6)連接。
專利摘要巖心巖礦成像儀是一種對巖心、巖礦表面圖象進行掃描成像的裝置，主要由精密減速裝置、固定裝置、成像裝置、異物自動彈出裝置、光源、采集控制板、輥軸組成，主要解決了線性成像和取景深度的問題，防止巖心在晃動的時候能檫傷鏡頭；水平裝置和輥軸控制部分運轉(zhuǎn)平穩(wěn)問題和絲桿卡死或傳動帶拉斷問題；另外能夠?qū)崟r跟蹤攝像裝置，能夠精確定位攝像裝置所在的位置及運動狀態(tài)以及運動的方向；并有完善的糾錯機制保證控制信號的完整。
文檔編號G01N21/84GK2699292SQ20042001086
公開日2005年5月11日 申請日期2004年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月24日
發(fā)明者胡述龍, 夏云厚, 劉電, 韓如意, 傅強華 申請人:夏云厚, 胡述龍, 劉電