專利名稱：一種指示表全自動(dòng)檢定儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種指示表全自動(dòng)檢定儀。
背景技術(shù)：
眾所周知，百分表、千分表等精密測(cè)量?jī)x器是機(jī)械工業(yè)最為廣泛使 用的常規(guī)儀表，它們?cè)谖覈?guó)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(jì)量檢定部門(mén)，需要對(duì)千分表和百分表示值誤差進(jìn)行準(zhǔn)確檢 定，以判斷是否合格，這是一項(xiàng)經(jīng)常性的勞動(dòng)強(qiáng)度大的工作。傳統(tǒng)的百 分表、千分表檢定方法分為手動(dòng)方式和半自動(dòng)方式，是采用組合不同長(zhǎng) 度的標(biāo)準(zhǔn)量塊組為尺度基準(zhǔn)，或采用具有刻度的高精度測(cè)微機(jī)構(gòu)為長(zhǎng)度 基準(zhǔn)，然后由人眼進(jìn)行示值讀數(shù)來(lái)對(duì)百分表、千分表等指示表進(jìn)行檢定。 手動(dòng)方式是指通過(guò)手工旋轉(zhuǎn)手輪或微分筒等產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)行計(jì)算得出檢測(cè)結(jié)果的方法；半自動(dòng)方式是指通過(guò)步進(jìn)電 機(jī)或手工驅(qū)動(dòng)光柵或標(biāo)準(zhǔn)螺紋絲桿產(chǎn)生位移，推動(dòng)指示表指針產(chǎn)生角位 移，操作人員用眼睛觀察指示表，當(dāng)指針偏轉(zhuǎn)到檢定點(diǎn)位置時(shí)采樣光柵 或標(biāo)準(zhǔn)絲桿的實(shí)際位移量，最后通過(guò)微處理器或電腦計(jì)算得出檢測(cè)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(cè)量精度低，可靠性差，重復(fù)性差，勞動(dòng)強(qiáng)度低，檢定時(shí) 間長(zhǎng)，工作效率低，只能進(jìn)行有限位置的定點(diǎn)檢定，靈活性和通用性差;由于采用手工計(jì)算，因此，計(jì)算效率低，且只能給出單點(diǎn)誤差值，無(wú)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?guó) 已經(jīng)開(kāi)始采用光電和計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)來(lái)對(duì)指示表進(jìn)行檢定，在中國(guó)
專利號(hào)為200720082002.5的專利中披露了一種指示表全自動(dòng)檢定儀，包 括計(jì)算機(jī)、攝像頭、光柵式標(biāo)準(zhǔn)位移裝置、電機(jī)驅(qū)動(dòng)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(lái)，并通過(guò)圖像處理系統(tǒng)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)上，然后計(jì)算出 指示表的精確讀數(shù)；所述的光柵式標(biāo)準(zhǔn)位移裝置包括光柵底座、滑塊、 測(cè)桿、平行光源、光柵尺、光電池、光柵信號(hào)放大采樣電路；所述的電 機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置包括微處理器控制電路、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、電機(jī)、螺桿及螺母； 所述的電機(jī)輸出軸與螺桿一端相連接，螺母設(shè)在螺桿上，滑塊、測(cè)桿及 螺母連為一體；在工作時(shí)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)螺桿旋轉(zhuǎn)，然后帶動(dòng)螺母運(yùn)動(dòng)，螺 母通過(guò)滑塊使測(cè)桿運(yùn)動(dòng)，測(cè)桿與指示表相接觸，這樣，就使指示表產(chǎn)生 一個(gè)實(shí)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(hào)放 大采樣電路計(jì)算出實(shí)際位移量，經(jīng)接口電路送到計(jì)算機(jī)內(nèi)，在計(jì)算機(jī)內(nèi) 將實(shí)際位移和攝像頭中所轉(zhuǎn)換出來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)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(dòng)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(shí)易受光源的影響，因此，會(huì)影響 檢定精度，通用性不好。本實(shí)用新型的目的是為了提供一種指示表全自動(dòng)檢定儀，利用本實(shí) 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(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的指示表全自動(dòng)檢定儀包括底座、計(jì)
算機(jī)、攝像頭、光柵式標(biāo)準(zhǔn)位移裝置、電機(jī)驅(qū)動(dòng)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墸琙向?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(jì)算機(jī)相連接；所述的光柵式標(biāo)準(zhǔn)位 移裝置和電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)在底座上，且位于立柱的一側(cè)；所述的光柵式 標(biāo)準(zhǔn)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(jī)片及EEPR0M電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)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(dòng)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(wú)明亮外界環(huán)境下仍能清晰捕 捉圖像，準(zhǔn)確識(shí)別每條刻度線和指針位置，進(jìn)而精確計(jì)算出指針示值， 提高檢定的精確度；由于設(shè)置了AVR單片機(jī)，這樣，能對(duì)目標(biāo)代碼的大 小、性能及功耗實(shí)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(tái)式 機(jī)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(shí)用新型的具體化，所述的光柵式標(biāo)準(zhǔn)位移裝置還包括光柵 底座、滑塊、導(dǎo)桿、測(cè)桿、平行光源、光柵尺、光電池及光柵信號(hào)放大 采樣電路；所述的光柵底座和導(dǎo)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(dǎo)桿上；測(cè)桿設(shè)在滑塊上，且與 滑塊相連接，測(cè)桿遠(yuǎn)離滑塊的一端設(shè)有測(cè)頭。這種結(jié)構(gòu)，滑塊帶動(dòng)測(cè)桿運(yùn)動(dòng)，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(hào)轉(zhuǎn)化
為相差90度的正弦波信號(hào)，經(jīng)光柵信號(hào)放大采用電路將信號(hào)放大，傳給
計(jì)算機(jī)計(jì)算出測(cè)桿的實(shí)際位移量，這樣，能精確的計(jì)算出測(cè)桿的位移量， 因此，檢定的精確度高。
作為本實(shí)用新型的具體化，所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置包括微處理器控制
電路、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、電機(jī)、螺桿、螺母、第一軸承座及第二軸承座；所 述的電機(jī)設(shè)在底座上，電機(jī)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(jī)輸出軸和螺桿之間設(shè)有聯(lián)軸器；電機(jī) 上遠(yuǎn)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(jī)驅(qū)動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)用性強(qiáng)。
作為改進(jìn)，所述的光柵尺和第一軸承座之間設(shè)有拉簧。這樣對(duì)光柵 尺起到復(fù)位的作用。
作為改進(jìn)，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(jìn)，所述的底座上設(shè)有6個(gè)支腳。采用這種結(jié)構(gòu)，增加了整 個(gè)儀器的抗震性能，使導(dǎo)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(jìn)，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(shí)用新型的立體視圖； 圖2為本實(shí)用新型的主視圖；圖3為本實(shí)用新型的去掉外殼的俯視圖； 圖4為本實(shí)用新型的右視圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施方式
和附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明 如圖1和圖2所示的指示表全自動(dòng)檢定儀，包括底座1及計(jì)算機(jī)(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?dǎo)軌； 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\(yùn)動(dòng)，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(yùn)動(dòng)，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(guò)旋轉(zhuǎn)X向旋轉(zhuǎn)手輪7能使立柱產(chǎn)生左 右的運(yùn)動(dòng)，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(guò)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(yùn) 動(dòng)，這樣，就能夠調(diào)節(jié)攝像頭6的上下位置和左右位置，時(shí)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(jì)算機(jī)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(jì)
算機(jī)內(nèi)進(jìn)行計(jì)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(biāo)準(zhǔn)位移裝置和電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置；所述的光柵式標(biāo)準(zhǔn)位置裝置包 括光柵底座(未示出)、滑塊IO、導(dǎo)桿ll、測(cè)桿12、平行光源(未示出)、 光柵尺13、光電池(未示出)、光柵信號(hào)放大采樣電路(未示出)、AVR 單機(jī)片(未示出)及EEPR0M電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器(未示出)，所 述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置包括微處理器控制電路(未示出)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器(未示 出)、電機(jī)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(dǎo)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(dǎo)桿11上且能在導(dǎo)桿11上運(yùn) 動(dòng)，在外殼9內(nèi)遠(yuǎn)離立柱3的一側(cè)設(shè)有電機(jī)安裝支架，電機(jī)14安裝在電 機(jī)支架上，所述的螺桿15與電機(jī)14的輸出軸相連接，在螺桿15和電機(jī) 輸出軸之間設(shè)有聯(lián)軸器，在電機(jī)14上與螺桿15相對(duì)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(jī)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(dāng)螺 桿15旋轉(zhuǎn)時(shí)，能帶動(dòng)螺母16直線運(yùn)動(dòng)，所述的螺桿15與電機(jī)14相對(duì) 的一端和滑塊10相連接，滑塊10還與測(cè)桿12相連接，在測(cè)桿12遠(yuǎn)離 螺桿15的一端設(shè)有測(cè)頭，測(cè)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(shí)的復(fù)位。
如圖1和圖2所示，在底座l的下面安裝有6個(gè)支腳22，設(shè)置6個(gè) 支腳22，能增加整個(gè)儀器的抗震性能，使導(dǎo)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(dòng)檢定儀的工作過(guò)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(cè)桿與儀器上的測(cè)頭相接觸，旋轉(zhuǎn)第一調(diào)節(jié)手輪，使指示表 對(duì)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(shí)，能得到最佳 的質(zhì)量效果，啟動(dòng)DSP暗區(qū)處理器。完成初步調(diào)整后進(jìn)入檢定工作，一 方面，計(jì)算機(jī)發(fā)出信號(hào)使微處理器控制電路工作，微處理器控制電路通 過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器使電機(jī)工作，電機(jī)旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)螺桿旋轉(zhuǎn)，螺桿的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)螺 母運(yùn)動(dòng)，螺母帶動(dòng)光柵式標(biāo)準(zhǔn)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(hào)轉(zhuǎn)化為相差卯度的正弦波信號(hào)，然后經(jīng)光柵信號(hào)放大采用電路將信號(hào)放大，傳給計(jì)算機(jī)，經(jīng)計(jì)算機(jī)計(jì)算出實(shí)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(jì)算機(jī)內(nèi)進(jìn)行識(shí)別，計(jì)算出指示表上的數(shù)據(jù)，然后在計(jì)算機(jī)內(nèi)對(duì)兩路數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)邊，從而給出指示表的誤差。
這種結(jié)構(gòu)的指示表全自動(dòng)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(wú)明亮外界環(huán)境下仍能清晰捕捉圖像，準(zhǔn)確識(shí)別每條刻度線和指針位置，進(jìn)而精確計(jì)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(jī)，這樣，能對(duì)目標(biāo)代碼的大小、性能及功耗實(shí)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(tái)式機(jī)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(dòng)檢定儀，包括底座、計(jì)算機(jī)、攝像頭、光柵式標(biāo)準(zhǔn)位移裝置、電機(jī)驅(qū)動(dòng)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(jì)算機(jī)相連接；所述的光柵式標(biāo)準(zhǔn)位移裝置和電機(jī)驅(qū)動(dòng)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(biāo)準(zhǔn)位移裝置包括AVR單機(jī)片及EEPROM電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)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(dòng)檢定儀，其特征在于所述的光柵式標(biāo)準(zhǔn)位移裝置還包括光柵底座、滑塊、導(dǎo)桿、測(cè)桿、平行光源、光柵尺、光電池及光柵信號(hào)放大采樣電路；所述的光柵底座和導(dǎo)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(dǎo)桿 上；測(cè)桿設(shè)在滑塊上，且與滑塊相連接，測(cè)桿遠(yuǎn)離滑塊的一端設(shè)有測(cè)頭。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的指示表全自動(dòng)檢定儀，其特征在于所述的電機(jī) 驅(qū)動(dòng)裝置包括微處理器控制電路、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、電機(jī)、螺桿、螺母、第 一軸承座及第二軸承座；所述的電機(jī)設(shè)在底座上，電機(jī)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(jī)輸出軸和 螺桿之間設(shè)有聯(lián)軸器；電機(jī)上遠(yuǎn)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(dòng)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(dòng)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(dòng)檢定儀，其特征在于所述的底座 上設(shè)有6個(gè)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(dòng)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(shí)用新型公開(kāi)了一種指示表全自動(dòng)檢定儀，包括底座、計(jì)算機(jī)、攝像頭、光柵式標(biāo)準(zhǔn)位移裝置、電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置；底座上設(shè)有X向?qū)к墸琗向?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(jì)算機(jī)相連接；光柵式標(biāo)準(zhǔn)位移裝置包括AVR單機(jī)片及EEPROM電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)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(tái)式電腦和筆記本電腦。利用本實(shí)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(hào)G01B11/02GK201417119SQ200920130539
公開(kāi)日2010年3月3日 申請(qǐng)日期2009年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月9日
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