[發(fā)明專利]一種彈簧同心度和垂直度測(cè)量?jī)x及其測(cè)量方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810052055.1
• 申請(qǐng)日: 2008-01-11
• 公開（公告）號(hào): CN101216287A
• 公開（公告）日: 2008-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張效棟
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號(hào): G01B11/00
• 分類號(hào): G01B11/00;G01B11/26;G01B11/27
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所
• 代理人: 江鎮(zhèn)華

1.一種彈簧同心度和垂直度測(cè)量?jī)x，包括由下列部件：

設(shè)置在云臺(tái)上的攝像機(jī)；

置于攝像機(jī)對(duì)面的背光板，用以投射出均勻光線；

旋轉(zhuǎn)底座，用以固定待測(cè)彈簧；

氣缸和氣缸頂軸，用以固定彈簧位置，并對(duì)彈簧進(jìn)行壓縮操作；

云臺(tái)，用以進(jìn)行攝像機(jī)視角的調(diào)整；

計(jì)算機(jī)，用以根據(jù)攝像機(jī)采集的圖像信號(hào)進(jìn)行彈簧同心度和垂直度的計(jì)算和測(cè)量。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彈簧同心度和垂直度測(cè)量?jī)x，其特征在于，所述測(cè)量?jī)x還包括嵌在底座內(nèi)的半圓盤旋轉(zhuǎn)定位塊。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的彈簧同心度和垂直度測(cè)量?jī)x，其特征在于，所述測(cè)量?jī)x還包括用于感應(yīng)定位塊的位置開關(guān)。

4.一種采用權(quán)利要求1所述的測(cè)量?jī)x測(cè)量彈簧同心度和垂直度的方法，其特征在于，測(cè)量過(guò)程包括以下步驟：

(1)雙線重合調(diào)整，即保證攝像機(jī)橫向中心線和旋轉(zhuǎn)軸線重合；

(2)標(biāo)定實(shí)際橫向尺寸和屏幕橫向距離之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系；

(3)利用攝像機(jī)采集待測(cè)彈簧的圖像；

(4)進(jìn)行圖像處理，提取待測(cè)彈簧的邊緣頂點(diǎn)；

(5)在測(cè)量范圍內(nèi)取頂點(diǎn)中最上面左右兩個(gè)點(diǎn)，作為彈簧的頂面端點(diǎn)；取最下的兩點(diǎn)為底面端點(diǎn)；

(6)分別計(jì)算出頂面端點(diǎn)和底面端點(diǎn)的距離，利用兩者差值的一半定義該位置的同心度；

(7)對(duì)兩側(cè)的頂點(diǎn)分別進(jìn)行直線擬合，取直線斜率角與標(biāo)稱值的偏差為該位置的垂直度；

(8)將旋轉(zhuǎn)底座旋轉(zhuǎn)到各個(gè)不同角度，重復(fù)執(zhí)行步驟(3)至(7)，獲取不同位置的同心度和垂直度，分別取其中的最大值定義整個(gè)彈簧的同心度垂直度。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的測(cè)量彈簧同心度和垂直度的方法，其特征在于，所述步驟(1)包括以下步驟：

(a)在采集屏幕上繪制柵線，包括屏幕橫向中心線和等距離的其他豎線，并在柵線上下繪制標(biāo)尺；

(b)將標(biāo)定圓柱放置于旋轉(zhuǎn)底座上，通過(guò)調(diào)整攝像機(jī)云臺(tái)，以豎線和標(biāo)尺為參考，讓圓柱的像在中心線兩側(cè)對(duì)稱；

(c)循環(huán)旋轉(zhuǎn)圓柱到不同角度，重復(fù)調(diào)整云臺(tái)，確保每個(gè)角度的像都對(duì)稱。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的測(cè)量彈簧同心度和垂直度的方法，其特征在于，所述步驟(2)包括以下步驟：

(a)制作三個(gè)或三個(gè)以上直徑大小不一的圓柱，分別將其放置于旋轉(zhuǎn)底座上，利用攝像機(jī)采集它們的圖像；

(b)分別對(duì)各個(gè)圓柱的圖像進(jìn)行如下處理：提取圓柱的邊界點(diǎn)；對(duì)其一條邊上的邊界點(diǎn)集合進(jìn)行直線擬合；求另一邊上的不同點(diǎn)到該直線的距離，并計(jì)算各個(gè)不同點(diǎn)到直線距離的平均值，為圓柱對(duì)應(yīng)的屏幕橫向大小；

(c)把各個(gè)圓柱直徑實(shí)際值和該圓柱對(duì)應(yīng)的屏幕橫向大小代入實(shí)際橫向尺寸和屏幕橫向距離之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系式d＝A·D+B，式中，d是指實(shí)際橫向尺寸，D是指屏幕橫向距離，再使用最小二乘法對(duì)其中參數(shù)A，B進(jìn)行求解。