專(zhuān)利名稱(chēng)：自動(dòng)跟蹤測(cè)量紙張三維變形的紙張張力與變形分析儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及紙張檢測(cè)領(lǐng)域，尤其涉及一種能夠動(dòng)態(tài)檢測(cè)紙張三維變形的自動(dòng) 跟蹤測(cè)量紙張三維變形的紙張張力與變形分析儀。
背景技術(shù)：
紙張印刷使用的膠印機(jī)除了印刷系統(tǒng)外，還配有紙張張力調(diào)節(jié)系統(tǒng)和防纏紙裝置 等輔助部件，在走紙過(guò)程中，膠印機(jī)的每部分都有張力控制單元，而且膠印機(jī)結(jié)構(gòu)緊密，穩(wěn) 定性強(qiáng)，目的是保證紙張走紙時(shí)的位置準(zhǔn)確并減少變形。由此可見(jiàn)，紙張變形對(duì)套準(zhǔn)的影響 非常大，套印準(zhǔn)確是所有印刷品共同的質(zhì)量要求，也是調(diào)好墨色的前提條件，對(duì)紙張生產(chǎn)廠 家而言，紙張變形小，確保套印準(zhǔn)確是紙張非常需要重視的品質(zhì)?；趯?duì)套印準(zhǔn)確度的重視，在紙張檢測(cè)時(shí)，除了關(guān)心紙張變形過(guò)程中的張力變化 及測(cè)出相應(yīng)的彈性模量等量化數(shù)據(jù)，也需要測(cè)量紙張?jiān)谧冃芜^(guò)程中的縱橫方向及紙張厚度 的變化，以提高檢測(cè)精度，進(jìn)一步在紙張生產(chǎn)的過(guò)程中解決紙張變形過(guò)大的問(wèn)題，降低印刷 的難度和成本。目前，工業(yè)上測(cè)量紙張張力與變形的主要設(shè)備采用立式紙張抗張強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī)，此 類(lèi)試驗(yàn)機(jī)一般為單絲立式結(jié)構(gòu)，因其占地面積較小容易放置而得到廣泛使用。但是，該種試 驗(yàn)機(jī)只能在拉伸完成后得到測(cè)量值，而無(wú)法在變形過(guò)程中進(jìn)行跟蹤測(cè)量。并且，該種試驗(yàn)機(jī) 只能測(cè)量紙張長(zhǎng)度的變形，而對(duì)于寬度變形和厚度變形無(wú)法測(cè)量?，F(xiàn)有技術(shù)中一般采用紙 張測(cè)厚儀測(cè)量紙張的厚度，但是，紙張測(cè)厚儀在測(cè)量時(shí)需要兩邊壓緊測(cè)量，而紙張?jiān)诶爝^(guò) 程中無(wú)法壓緊。因此，現(xiàn)有技術(shù)無(wú)法對(duì)紙張進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)量，且不能在紙張變形過(guò)程中對(duì)紙張 的厚度與寬度的變化進(jìn)行測(cè)量，存在紙張變形測(cè)量精度低，不能滿足套印要求的技術(shù)問(wèn)題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種自動(dòng)跟蹤測(cè)量紙張三維變形的紙張張力與變形 分析儀，以解決現(xiàn)有技術(shù)中紙張變形測(cè)量精度低，不能檢測(cè)紙張的厚度變形與寬度變形，不 能滿足套印要求的技術(shù)問(wèn)題。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供一種自動(dòng)跟蹤測(cè)量紙張三維變形的紙張張力與 變形分析儀，包括機(jī)架、拉伸機(jī)構(gòu)、寬度檢測(cè)機(jī)構(gòu)和厚度檢測(cè)機(jī)構(gòu)，其中，拉伸機(jī)構(gòu)設(shè)置在機(jī)架一側(cè)，其進(jìn)一步包括固定夾緊座、移動(dòng)夾緊座、拉伸電機(jī)、滾 珠絲桿副、齒輪和齒輪測(cè)速傳感器，固定夾緊座、移動(dòng)夾緊座上設(shè)置有夾緊槽，用于夾緊紙 張；拉伸電機(jī)與齒輪連接，滾珠絲桿副分別與齒輪和移動(dòng)夾緊座連接，齒輪測(cè)速傳感器與齒 輪連接，用于測(cè)量齒輪的轉(zhuǎn)速，得到拉伸長(zhǎng)度值；寬度檢測(cè)機(jī)構(gòu)設(shè)置在拉伸機(jī)構(gòu)上方與機(jī)架連接，其進(jìn)一步包括第一跟蹤電機(jī)、凸 輪機(jī)構(gòu)、寬度攝像頭調(diào)焦架、第一調(diào)焦電機(jī)、寬度攝像頭、寬度顯微鏡和環(huán)形光源，第一跟蹤 電機(jī)通過(guò)一聯(lián)軸器連接至凸輪機(jī)構(gòu)的一端，寬度攝像頭調(diào)焦架連接至凸輪機(jī)構(gòu)另一端，寬 度攝像頭調(diào)焦架上設(shè)置有滾珠絲桿副和攝像頭固定座，第一調(diào)焦電機(jī)設(shè)置在寬度攝像頭調(diào)焦架上部通過(guò)一聯(lián)軸器與寬度攝像頭調(diào)焦架連接；滾珠絲桿副設(shè)置在寬度攝像頭調(diào)焦架內(nèi) 側(cè)，攝像頭固定座一端與滾珠絲桿副連接；聯(lián)軸器與攝像頭固定座通過(guò)螺桿連接，寬度攝像 頭、寬度顯微鏡和環(huán)形光源依次連接且寬度顯微鏡連接至攝像頭固定座另一端；厚度檢測(cè)機(jī)構(gòu)與機(jī)架連接，其設(shè)置在寬度檢測(cè)機(jī)構(gòu)下方且與拉伸機(jī)構(gòu)相對(duì)應(yīng)，厚 度檢測(cè)機(jī)構(gòu)進(jìn)一步包括第二跟蹤電機(jī)、厚度攝像頭跟蹤架、厚度攝像頭調(diào)焦架、第二調(diào)焦 電機(jī)、厚度攝像頭、厚度顯微鏡和環(huán)形光源，厚度攝像頭跟蹤架上設(shè)置有滾珠導(dǎo)軌副和厚度 攝像頭跟蹤安裝座，第二跟蹤電機(jī)設(shè)置在厚度攝像頭跟蹤架上部通過(guò)一聯(lián)軸器與厚度攝像 頭跟蹤架連接；滾珠導(dǎo)軌副設(shè)置在厚度攝像頭跟蹤架內(nèi)側(cè)，厚度攝像頭跟蹤安裝座一端與 滾珠導(dǎo)軌副連接；聯(lián)軸器與厚度攝像頭跟蹤安裝座通過(guò)螺桿連接；厚度攝像頭調(diào)焦架連接 至厚度攝像頭跟蹤安裝座另一端，厚度攝像頭調(diào)焦架上設(shè)置有滾珠導(dǎo)軌副和厚度攝像頭固 定座，第二調(diào)焦電機(jī)設(shè)置在厚度攝像頭調(diào)焦架上部通過(guò)一聯(lián)軸器與厚度攝像頭調(diào)焦架連 接；滾珠導(dǎo)軌副設(shè)置在厚度攝像頭調(diào)焦架內(nèi)側(cè)，厚度攝像頭固定座一端與滾珠導(dǎo)軌副連接； 聯(lián)軸器與厚度攝像頭固定座通過(guò)螺桿連接，厚度攝像頭、厚度顯微鏡和環(huán)形光源依次連接 且厚度顯微鏡連接至厚度攝像頭固定座另一端。依照本實(shí)用新型較佳實(shí)施例所述的自動(dòng)跟蹤測(cè)量紙張三維變形的紙張張力與變 形分析儀，其還包括一第三跟蹤電機(jī)，第三跟蹤電機(jī)分別與寬度檢測(cè)機(jī)構(gòu)和厚度檢測(cè)機(jī)構(gòu) 連接，用以帶動(dòng)寬度檢測(cè)機(jī)構(gòu)和厚度檢測(cè)機(jī)構(gòu)沿紙張長(zhǎng)度方向平移，跟蹤測(cè)量紙張變形。依照本實(shí)用新型較佳實(shí)施例所述的自動(dòng)跟蹤測(cè)量紙張三維變形的紙張張力與變 形分析儀，其凸輪機(jī)構(gòu)為一偏心轉(zhuǎn)盤(pán)。依照本實(shí)用新型較佳實(shí)施例所述的自動(dòng)跟蹤測(cè)量紙張三維變形的紙張張力與變 形分析儀，其寬度顯微鏡采用0. 7倍-4. 5倍顯微鏡頭。依照本實(shí)用新型較佳實(shí)施例所述的自動(dòng)跟蹤測(cè)量紙張三維變形的紙張張力與變 形分析儀，其厚度顯微鏡采用0. 63X3.5倍-5X3. 5倍連續(xù)變倍顯微鏡頭。依照本實(shí)用新型較佳實(shí)施例所述的自動(dòng)跟蹤測(cè)量紙張三維變形的紙張張力與變 形分析儀，上述的寬度攝像頭和厚度攝像頭的像素值均為300萬(wàn)像素。依照本實(shí)用新型較佳實(shí)施例所述的自動(dòng)跟蹤測(cè)量紙張三維變形的紙張張力與變 形分析儀，上述的各電機(jī)均為57系列兩相混合式步進(jìn)電機(jī)，且該步進(jìn)電機(jī)的最小步距為 1. 8/16 度。依照本實(shí)用新型較佳實(shí)施例所述的自動(dòng)跟蹤測(cè)量紙張三維變形的紙張張力與變 形分析儀，還包括控制器和顯示裝置，控制器分別與拉伸機(jī)構(gòu)、寬度檢測(cè)機(jī)構(gòu)、厚度檢測(cè)機(jī) 構(gòu)和顯示裝置連接，用于控制拉伸機(jī)構(gòu)、寬度檢測(cè)機(jī)構(gòu)和厚度檢測(cè)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，接收各機(jī)構(gòu) 的測(cè)量結(jié)果，并將測(cè)量結(jié)果發(fā)送至顯示裝置進(jìn)行顯示。依照本實(shí)用新型較佳實(shí)施例所述的自動(dòng)跟蹤測(cè)量紙張三維變形的紙張張力與變 形分析儀，上述的顯示裝置為液晶顯示器。依照本實(shí)用新型較佳實(shí)施例所述的自動(dòng)跟蹤測(cè)量紙張三維變形的紙張張力與變 形分析儀，上述的控制器與上位機(jī)連接，接收上位機(jī)的控制信號(hào)。本實(shí)用新型的自動(dòng)跟蹤測(cè)量紙張三維變形的紙張張力與變形分析儀結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安 裝方便。該分析儀通過(guò)二維顯微系統(tǒng)對(duì)試樣拉伸過(guò)程中紙張厚度與寬度的變化進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè) 量，同時(shí)通過(guò)齒輪測(cè)速傳感器采集齒輪轉(zhuǎn)速信號(hào)，再通過(guò)計(jì)算獲取紙張拉伸長(zhǎng)度的實(shí)時(shí)變形量，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)跟蹤檢測(cè)紙張?jiān)诶爝^(guò)程中的長(zhǎng)度變形、寬度變形和厚度變形。并且，其 通過(guò)攝像頭來(lái)檢測(cè)紙張的變形，只需改變顯微鏡頭的放大倍數(shù)就能實(shí)現(xiàn)測(cè)量精度的調(diào)整。 裝置采用300萬(wàn)像素的攝像機(jī)和5X3. 5倍的放大鏡頭，檢測(cè)精度可達(dá)到0. 2um，測(cè)量精度高。 因此，本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了紙張變形過(guò)程中對(duì)紙張的三維變形量的動(dòng)態(tài)跟蹤測(cè)量，并且測(cè)量 精度高，提高了檢測(cè)精度，有助于在紙張生產(chǎn)的過(guò)程中解決紙張變形過(guò)大的問(wèn)題，有效保證 紙張?zhí)子≠|(zhì)量。另外，該系統(tǒng)還能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)調(diào)焦，其設(shè)定好步進(jìn)電機(jī)的控制信號(hào)，就可以 通過(guò)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)滾珠絲桿副實(shí)現(xiàn)對(duì)顯微鏡頭的連續(xù)調(diào)焦，操作簡(jiǎn)單，使用非常方便。

圖1為本實(shí)用新型自動(dòng)跟蹤測(cè)量紙張三維變形的紙張張力與變形分析儀的正視 圖；圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的拉伸機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例的寬度檢測(cè)機(jī)構(gòu)與厚度檢測(cè)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖，具體說(shuō)明本實(shí)用新型。請(qǐng)參閱圖1，一種自動(dòng)跟蹤測(cè)量紙張三維變形的紙張張力與變形分析儀，包括機(jī) 架10、拉伸機(jī)構(gòu)20、寬度檢測(cè)機(jī)構(gòu)30、厚度檢測(cè)機(jī)構(gòu)40和第三跟蹤電機(jī)50。拉伸機(jī)構(gòu)20 設(shè)置在機(jī)架10 —側(cè)，寬度檢測(cè)機(jī)構(gòu)30設(shè)置在拉伸機(jī)構(gòu)20上方與機(jī)架10連接，厚度檢測(cè)機(jī) 構(gòu)40與機(jī)架10連接，其設(shè)置在寬度檢測(cè)機(jī)構(gòu)30下方且與拉伸機(jī)構(gòu)20相對(duì)應(yīng)，第三跟蹤電 機(jī)50分別與寬度檢測(cè)機(jī)構(gòu)30和厚度檢測(cè)機(jī)構(gòu)40連接，用以帶動(dòng)寬度檢測(cè)機(jī)構(gòu)30和厚度 檢測(cè)機(jī)構(gòu)40沿紙張長(zhǎng)度方向平移，跟蹤測(cè)量紙張變形。請(qǐng)?jiān)賲㈤唸D2，其為本實(shí)用新型實(shí)施例的拉伸機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。拉伸機(jī)構(gòu)20包 括固定夾緊座201、移動(dòng)夾緊座202、拉伸電機(jī)203、滾珠絲桿副204、齒輪205和齒輪測(cè)速 傳感器206。固定夾緊座201、移動(dòng)夾緊座202上設(shè)置有夾緊槽207，用于夾緊試樣紙張。拉 伸電機(jī)203通過(guò)聯(lián)軸器60與齒輪205連接，滾珠絲桿副204分別與齒輪205和移動(dòng)夾緊座 202連接，齒輪測(cè)速傳感器206與齒輪205連接，用于測(cè)量齒輪205的轉(zhuǎn)速，得到拉伸長(zhǎng)度 值。啟動(dòng)拉伸電機(jī)203后，齒輪205轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)，滾珠絲桿副204進(jìn)行換向，帶動(dòng)移動(dòng)夾緊座 202水平運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)紙張進(jìn)行拉伸。拉伸過(guò)程中，通過(guò)齒輪測(cè)速傳感器206測(cè)量得到 齒輪205的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速，再通過(guò)計(jì)算即可得到拉伸長(zhǎng)度值，進(jìn)而得到長(zhǎng)度方向的實(shí)時(shí)變形量。請(qǐng)參閱圖3，其為本實(shí)用新型實(shí)施例的寬度檢測(cè)機(jī)構(gòu)與厚度檢測(cè)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意 圖。寬度檢測(cè)機(jī)構(gòu)30包括第一跟蹤電機(jī)301、凸輪機(jī)構(gòu)302、寬度攝像頭調(diào)焦架303、第一 調(diào)焦電機(jī)304、寬度攝像頭305、寬度顯微鏡306和環(huán)形光源80，第一跟蹤電機(jī)301通過(guò)聯(lián)軸 器60連接至凸輪機(jī)構(gòu)302的一端，寬度攝像頭調(diào)焦架303連接至凸輪機(jī)構(gòu)302另一端，寬 度攝像頭調(diào)焦架303上設(shè)置有滾珠絲桿副307和攝像頭固定座308，第一調(diào)焦電機(jī)304設(shè) 置在寬度攝像頭調(diào)焦架303上部通過(guò)聯(lián)軸器60與寬度攝像頭調(diào)焦架303連接。滾珠絲桿 副307設(shè)置在寬度攝像頭調(diào)焦架303內(nèi)側(cè)，攝像頭固定座308 —端與滾珠絲桿副307連接。 聯(lián)軸器60與攝像頭固定座308通過(guò)螺桿70連接，寬度攝像頭305、寬度顯微鏡306和環(huán)形 光源80依次連接且寬度顯微鏡306連接至攝像頭固定座308另一端。[0027]在本實(shí)例中，上述的凸輪機(jī)構(gòu)302為偏心裝置，第一跟蹤電機(jī)301通過(guò)該偏心裝置 帶動(dòng)寬度攝像頭調(diào)焦架303伸出或縮回，在紙張變形過(guò)程中沿寬度方向進(jìn)行跟蹤，實(shí)現(xiàn)寬 度方向的跟蹤測(cè)量。在本實(shí)用新型的一個(gè)較佳實(shí)施例中，凸輪機(jī)構(gòu)302可采用一偏心轉(zhuǎn)盤(pán)。請(qǐng)繼續(xù)參閱圖3，厚度檢測(cè)機(jī)構(gòu)40包括第二跟蹤電機(jī)401、厚度攝像頭跟蹤架 402、厚度攝像頭調(diào)焦架403、第二調(diào)焦電機(jī)404、厚度攝像頭405、厚度顯微鏡406和環(huán)形光 源80，厚度攝像頭跟蹤架402上設(shè)置有滾珠導(dǎo)軌副407和厚度攝像頭跟蹤安裝座408，第二 跟蹤電機(jī)401設(shè)置在厚度攝像頭跟蹤架402上部通過(guò)一聯(lián)軸器60與厚度攝像頭跟蹤架402 連接；滾珠導(dǎo)軌副407設(shè)置在厚度攝像頭跟蹤架402內(nèi)側(cè)，厚度攝像頭跟蹤安裝座408 —端 與滾珠導(dǎo)軌副407連接；聯(lián)軸器60與厚度攝像頭跟蹤安裝座408通過(guò)螺桿70連接；厚度攝 像頭調(diào)焦架403連接至厚度攝像頭跟蹤安裝座408另一端，厚度攝像頭調(diào)焦架403上設(shè)置 有滾珠導(dǎo)軌副407和厚度攝像頭固定座409，第二調(diào)焦電機(jī)404設(shè)置在厚度攝像頭調(diào)焦架 403上部通過(guò)一聯(lián)軸器60與厚度攝像頭調(diào)焦架403連接；滾珠導(dǎo)軌副407設(shè)置在厚度攝像 頭調(diào)焦架403內(nèi)側(cè)，厚度攝像頭固定座409 —端與滾珠導(dǎo)軌副407連接；聯(lián)軸器60與厚度 攝像頭固定座409通過(guò)螺桿70連接，厚度攝像頭405、厚度顯微鏡406和環(huán)形光源80依次 連接且厚度顯微鏡406連接至厚度攝像頭固定座409另一端。在本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例中，上述的各電機(jī)均采用57系列兩相混合式步進(jìn)電 機(jī)，步進(jìn)電機(jī)的最小步距為1.8/16度。根據(jù)國(guó)標(biāo)規(guī)定的15mm的標(biāo)準(zhǔn)式樣寬度，上述的寬度 顯微鏡采用0. 7倍-4. 5倍顯微鏡頭。并且，針對(duì)100微米薄紙的厚度變形量的測(cè)試，厚度 顯微鏡采用0. 63X3. 5倍-5X3. 5倍連續(xù)變倍顯微鏡頭。另外，為了提高測(cè)量精度，達(dá)到厚 度方向微米級(jí)變形量的檢測(cè)和獲得高清晰的測(cè)量結(jié)果，寬度攝像頭和厚度攝像頭的像素值 均為300萬(wàn)像素。本實(shí)用新型的分析儀還可包括控制器和顯示裝置，用以控制各機(jī)構(gòu)的動(dòng)作并將測(cè) 量結(jié)果進(jìn)行顯示。其中，控制器分別與拉伸機(jī)構(gòu)、寬度檢測(cè)機(jī)構(gòu)、厚度檢測(cè)機(jī)構(gòu)和顯示裝置 連接，用于控制拉伸機(jī)構(gòu)、寬度檢測(cè)機(jī)構(gòu)和厚度檢測(cè)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，接收各機(jī)構(gòu)的測(cè)量結(jié)果， 并將測(cè)量結(jié)果發(fā)送至顯示裝置進(jìn)行顯示。一般，控制器與上位機(jī)連接，接收上位機(jī)的控制信 號(hào)，顯示裝置可采用液晶顯示器。本實(shí)用新型的自動(dòng)跟蹤測(cè)量紙張三維變形的紙張張力與變形分析儀通過(guò)二維顯 微系統(tǒng)即寬度檢測(cè)機(jī)構(gòu)和厚度檢測(cè)機(jī)構(gòu)對(duì)試樣拉伸過(guò)程中紙張厚度與寬度的變化進(jìn)行實(shí) 時(shí)測(cè)量，同時(shí)通過(guò)齒輪測(cè)速傳感器采集齒輪轉(zhuǎn)速信號(hào)，再通過(guò)計(jì)算獲取紙張拉伸長(zhǎng)度的實(shí) 時(shí)變形量，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)跟蹤檢測(cè)紙張?jiān)诶爝^(guò)程中的長(zhǎng)度變形、寬度變形和厚度變形。其具 體工作過(guò)程如下首先，夾緊紙張，調(diào)整二維顯微攝像系統(tǒng)，使寬度檢測(cè)機(jī)構(gòu)和厚度檢測(cè)機(jī)構(gòu)清洗捕 捉到紙張的特征邊緣；之后，啟動(dòng)拉伸電機(jī)對(duì)紙張進(jìn)行連續(xù)拉伸，實(shí)時(shí)讀取齒輪測(cè)速傳感器 的測(cè)量結(jié)果，得到齒輪的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速，再通過(guò)計(jì)算得到拉伸長(zhǎng)度值，從而得到長(zhǎng)度方向的實(shí)時(shí) 變形量。同時(shí)，啟動(dòng)第一跟蹤電機(jī)、第二跟蹤電機(jī)和第三跟蹤電機(jī)對(duì)紙張寬度和厚度變形進(jìn) 行動(dòng)態(tài)跟蹤寬度攝像頭觀察紙張寬度方向的飄逸量，當(dāng)飄逸量超過(guò)寬度攝像頭的視場(chǎng)范 圍時(shí)，調(diào)整第一跟蹤電機(jī)和第三跟蹤電機(jī)，將紙張的特征邊緣調(diào)整至視場(chǎng)中間，完成跟蹤定 位；厚度攝像頭觀察紙張厚度方向的漂移量，當(dāng)漂移量超過(guò)厚度攝像頭的視場(chǎng)范圍時(shí)，調(diào)整 第二跟蹤電機(jī)和第三跟蹤電機(jī)，將紙張的特征邊緣調(diào)整至視場(chǎng)中間，完成跟蹤定位。最后，跟蹤定位完成后，啟動(dòng)第一調(diào)焦電機(jī)和第二調(diào)焦，對(duì)寬度攝像頭和厚度攝像頭進(jìn)行精確對(duì) 焦，找清被攝對(duì)象后拍攝圖像，并對(duì)拍攝圖像進(jìn)行分析，得到寬度和厚度實(shí)時(shí)變形量。上述步驟中，每一裝置的動(dòng)作參數(shù)均可通過(guò)控制器進(jìn)行設(shè)置，并且，每一測(cè)量結(jié)果 和圖像拍攝過(guò)程中的圖像對(duì)焦以及最終的拍攝圖像均可通過(guò)顯示裝置進(jìn)行顯示。本實(shí)用新型的自動(dòng)跟蹤測(cè)量紙張三維變形的紙張張力與變形分析儀結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安 裝方便。該分析儀通過(guò)二維顯微系統(tǒng)對(duì)試樣拉伸過(guò)程中紙張厚度與寬度的變化進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè) 量，同時(shí)通過(guò)齒輪測(cè)速傳感器采集齒輪轉(zhuǎn)速信號(hào)，再通過(guò)計(jì)算獲取紙張拉伸長(zhǎng)度的實(shí)時(shí)變 形量，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)跟蹤檢測(cè)紙張?jiān)诶爝^(guò)程中的長(zhǎng)度變形、寬度變形和厚度變形。并且，其 通過(guò)攝像頭來(lái)檢測(cè)紙張的變形，只需改變顯微鏡頭的放大倍數(shù)就能實(shí)現(xiàn)測(cè)量精度的調(diào)整。 采用300萬(wàn)像素的攝像機(jī)、4. 5倍和5X3. 5倍的放大鏡頭，檢測(cè)精度可達(dá)到0. 2um，測(cè)量精度 高。因此，本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了紙張變形過(guò)程中對(duì)紙張的三維變形量的動(dòng)態(tài)跟蹤測(cè)量，并且測(cè) 量精度高，提高了檢測(cè)精度，有助于在紙張生產(chǎn)的過(guò)程中解決紙張變形過(guò)大的問(wèn)題，有效保 證紙張?zhí)子≠|(zhì)量。另外，該系統(tǒng)還能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)調(diào)焦，其設(shè)定好步進(jìn)電機(jī)的控制信號(hào)，就可 以通過(guò)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)滾珠絲桿副實(shí)現(xiàn)對(duì)顯微鏡頭的連續(xù)調(diào)焦，操作簡(jiǎn)單，使用非常方便。以上公開(kāi)的僅為本實(shí)用新型的幾個(gè)具體實(shí)施例，但本實(shí)用新型并非局限于此，任 何本領(lǐng)域的技術(shù)人員能思之的變化，都應(yīng)落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
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權(quán)利要求一種自動(dòng)跟蹤測(cè)量紙張三維變形的紙張張力與變形分析儀，其特征在于，包括機(jī)架、拉伸機(jī)構(gòu)、寬度檢測(cè)機(jī)構(gòu)和厚度檢測(cè)機(jī)構(gòu)，其中，所述拉伸機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述機(jī)架一側(cè)，其進(jìn)一步包括固定夾緊座、移動(dòng)夾緊座、拉伸電機(jī)、滾珠絲桿副、齒輪和齒輪測(cè)速傳感器，所述固定夾緊座、移動(dòng)夾緊座上設(shè)置有夾緊槽，用于夾緊紙張；所述拉伸電機(jī)與所述齒輪連接，所述滾珠絲桿副分別與所述齒輪和移動(dòng)夾緊座連接，所述齒輪測(cè)速傳感器與所述齒輪連接，用于測(cè)量齒輪的轉(zhuǎn)速，得到拉伸長(zhǎng)度值；所述寬度檢測(cè)機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述拉伸機(jī)構(gòu)上方與所述機(jī)架連接，其進(jìn)一步包括第一跟蹤電機(jī)、凸輪機(jī)構(gòu)、寬度攝像頭調(diào)焦架、第一調(diào)焦電機(jī)、寬度攝像頭、寬度顯微鏡和環(huán)形光源，所述第一跟蹤電機(jī)通過(guò)一聯(lián)軸器連接至所述凸輪機(jī)構(gòu)的一端，所述寬度攝像頭調(diào)焦架連接至所述凸輪機(jī)構(gòu)另一端，所述寬度攝像頭調(diào)焦架上設(shè)置有滾珠絲桿副和攝像頭固定座，所述第一調(diào)焦電機(jī)設(shè)置在所述寬度攝像頭調(diào)焦架上部通過(guò)一聯(lián)軸器與所述寬度攝像頭調(diào)焦架連接；所述滾珠絲桿副設(shè)置在所述寬度攝像頭調(diào)焦架內(nèi)側(cè)，所述攝像頭固定座一端與所述滾珠絲桿副連接；所述聯(lián)軸器與所述攝像頭固定座通過(guò)螺桿連接，所述寬度攝像頭、寬度顯微鏡和環(huán)形光源依次連接且所述寬度顯微鏡連接至所述攝像頭固定座另一端；所述厚度檢測(cè)機(jī)構(gòu)與所述機(jī)架連接，其設(shè)置在所述寬度檢測(cè)機(jī)構(gòu)下方且與所述拉伸機(jī)構(gòu)相對(duì)應(yīng)，所述厚度檢測(cè)機(jī)構(gòu)進(jìn)一步包括第二跟蹤電機(jī)、厚度攝像頭跟蹤架、厚度攝像頭調(diào)焦架、第二調(diào)焦電機(jī)、厚度攝像頭、厚度顯微鏡和環(huán)形光源，所述厚度攝像頭跟蹤架上設(shè)置有滾珠導(dǎo)軌副和厚度攝像頭跟蹤安裝座，所述第二跟蹤電機(jī)設(shè)置在所述厚度攝像頭跟蹤架上部通過(guò)一聯(lián)軸器與所述厚度攝像頭跟蹤架連接；所述滾珠導(dǎo)軌副設(shè)置在所述厚度攝像頭跟蹤架內(nèi)側(cè)，所述厚度攝像頭跟蹤安裝座一端與所述滾珠導(dǎo)軌副連接；所述聯(lián)軸器與所述厚度攝像頭跟蹤安裝座通過(guò)螺桿連接；所述厚度攝像頭調(diào)焦架連接至所述厚度攝像頭跟蹤安裝座另一端，所述厚度攝像頭調(diào)焦架上設(shè)置有滾珠導(dǎo)軌副和厚度攝像頭固定座，所述第二調(diào)焦電機(jī)設(shè)置在所述厚度攝像頭調(diào)焦架上部通過(guò)一聯(lián)軸器與所述厚度攝像頭調(diào)焦架連接；所述滾珠導(dǎo)軌副設(shè)置在所述厚度攝像頭調(diào)焦架內(nèi)側(cè)，所述厚度攝像頭固定座一端與所述滾珠導(dǎo)軌副連接；所述聯(lián)軸器與所述厚度攝像頭固定座通過(guò)螺桿連接，所述厚度攝像頭、厚度顯微鏡和環(huán)形光源依次連接且所述厚度顯微鏡連接至所述厚度攝像頭固定座另一端。
2.如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)跟蹤測(cè)量紙張三維變形的紙張張力與變形分析儀，其特征 在于，還包括一第三跟蹤電機(jī)，所述第三跟蹤電機(jī)分別與所述寬度檢測(cè)機(jī)構(gòu)和厚度檢測(cè)機(jī) 構(gòu)連接，用以帶動(dòng)所述寬度檢測(cè)機(jī)構(gòu)和厚度檢測(cè)機(jī)構(gòu)沿紙張長(zhǎng)度方向平移，跟蹤測(cè)量紙張 變形。
3.如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)跟蹤測(cè)量紙張三維變形的紙張張力與變形分析儀，其特征 在于，所述凸輪機(jī)構(gòu)為一偏心轉(zhuǎn)盤(pán)。
4.如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)跟蹤測(cè)量紙張三維變形的紙張張力與變形分析儀，其特征 在于，所述寬度顯微鏡采用0. 7倍-4. 5倍顯微鏡頭。
5.如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)跟蹤測(cè)量紙張三維變形的紙張張力與變形分析儀，其特征 在于，所述厚度顯微鏡采用1 X 3. 5倍-5 X 3. 5倍連續(xù)變倍顯微鏡頭。
6.如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)跟蹤測(cè)量紙張三維變形的紙張張力與變形分析儀，其特征 在于，所述寬度攝像頭和厚度攝像頭的像素值均為300萬(wàn)像素。
7.如權(quán)利要求1或2所述的自動(dòng)跟蹤測(cè)量紙張三維變形的紙張張力與變形分析儀， 其特征在于，所述各電機(jī)均為57系列兩相混合式步進(jìn)電機(jī)，且該步進(jìn)電機(jī)的最小步距為 1. 8/16 度。
8.如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)跟蹤測(cè)量紙張三維變形的紙張張力與變形分析儀，其特征 在于，所述分析儀還包括控制器和顯示裝置，所述控制器分別與所述拉伸機(jī)構(gòu)、寬度檢測(cè)機(jī) 構(gòu)、厚度檢測(cè)機(jī)構(gòu)和顯示裝置連接，用于控制所述拉伸機(jī)構(gòu)、寬度檢測(cè)機(jī)構(gòu)和厚度檢測(cè)機(jī)構(gòu) 的運(yùn)動(dòng)，接收各機(jī)構(gòu)的測(cè)量結(jié)果，并將所述測(cè)量結(jié)果發(fā)送至所述顯示裝置進(jìn)行顯示。
9.如權(quán)利要求8所述的紙張三維變形量檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述顯示裝置為液晶 顯不器。
10.如權(quán)利要求8所述的紙張三維變形量檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器與上位機(jī) 連接，接收上位機(jī)的控制信號(hào)。
專(zhuān)利摘要一種自動(dòng)跟蹤測(cè)量紙張三維變形的紙張張力與變形分析儀，包括機(jī)架、拉伸機(jī)構(gòu)、寬度檢測(cè)機(jī)構(gòu)和厚度檢測(cè)機(jī)構(gòu)，其中，拉伸機(jī)構(gòu)設(shè)置在機(jī)架一側(cè)，用于對(duì)紙張進(jìn)行拉伸并實(shí)時(shí)測(cè)量紙張變形過(guò)程中的拉伸長(zhǎng)度值；寬度檢測(cè)機(jī)構(gòu)設(shè)置在拉伸機(jī)構(gòu)上方與機(jī)架連接，用于動(dòng)態(tài)跟蹤檢測(cè)紙張變形過(guò)程中的寬度變化量；厚度檢測(cè)機(jī)構(gòu)與機(jī)架連接，其設(shè)置在寬度檢測(cè)機(jī)構(gòu)下方且與拉伸機(jī)構(gòu)相對(duì)應(yīng)，用于動(dòng)態(tài)跟蹤檢測(cè)紙張變形過(guò)程中的厚度變化量。本實(shí)用新型的自動(dòng)跟蹤測(cè)量紙張三維變形的紙張張力與變形分析儀實(shí)現(xiàn)了紙張三維變形量的動(dòng)態(tài)跟蹤測(cè)量，且測(cè)量精度高，有助于提高紙張質(zhì)量保證套印質(zhì)量。另外，本實(shí)用新型還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝使用方便的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01N3/08GK201653808SQ20102019517
公開(kāi)日2010年11月24日 申請(qǐng)日期2010年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月14日
發(fā)明者朱金輝, 李自明 申請(qǐng)人:上海倫恩通用技術(shù)有限公司