[發(fā)明專利]一種曲面半徑測(cè)量方法與儀器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710068586.9
• 申請(qǐng)日: 2017-02-08
• 公開（公告）號(hào): CN106871820A
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 阮建;孫笑;郭樹忠
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京遠(yuǎn)見(jiàn)醫(yī)療技術(shù)發(fā)展有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): G01B11/255
• 分類號(hào): G01B11/255
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明系一種測(cè)量任一局部曲面半徑的方法與儀器，屬于光機(jī)電物理檢測(cè)設(shè)備。

背景技術(shù)

目前，公知檢測(cè)曲面半徑的方法中，三D掃描測(cè)量既可以完整測(cè)定正球體的半徑，也可以測(cè)量不規(guī)則物體物理特征，但需要較貴的掃描儀；而游標(biāo)卡尺或激光徑向測(cè)量適合完整球體的測(cè)量。本發(fā)明為測(cè)定任一局部區(qū)域曲面半徑提供方法與設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明系一種曲面半徑測(cè)量方法與儀器。

下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

圖1至圖5為測(cè)量曲面半徑測(cè)量方法的工作原理示意圖；

圖6為曲面半徑測(cè)量?jī)x立體視圖

圖7為曲面半徑測(cè)量?jī)x附件圖

圖8為曲面半徑測(cè)量?jī)x正前方視圖

圖9為圖8A-A剖視圖

圖10為曲面半徑測(cè)量?jī)x上視圖

圖11為曲面半徑測(cè)量?jī)x背面視圖

圖12為曲面半徑測(cè)量?jī)x屏幕貼膜后背面視圖

圖13為曲面半徑測(cè)量?jī)x定標(biāo)時(shí)屏幕視圖

圖14為曲面半徑測(cè)量?jī)x測(cè)量時(shí)屏幕視圖

圖中 1a、1b、1c、1d光柵發(fā)生器 2球體 3 CCD攝像頭 4 主機(jī) 4.1 電池倉(cāng) 4.2 電源開關(guān)4.3 主板倉(cāng) 4.4 拍照按鈕 4.5 電纜接口 4.6 SD卡槽 4.7 顯示屏 4.8 暗室 4.9側(cè)壁 5 電池 6電纜 7 SD卡 8 刻度貼膜 9 定標(biāo)紙 9.1標(biāo)尺 a、b、c、d分別為光柵發(fā)生器 1a、1b、1c、1d的投影線 R為球體1b-1d軸向半徑 R'為球體1a-1c軸向半徑 α為光柵發(fā)生器與攝影平面的夾角 P為投影線a上的一點(diǎn)（point）， P'為投影線d上的一點(diǎn) H0為CCD至成像平面垂直距離 0為上下垂線與攝影平面交叉點(diǎn)暨a、b、c、d投影線的交叉點(diǎn) L1 為P點(diǎn)與上下垂線的實(shí)際距離 L1' 為P'點(diǎn)與上下垂線的實(shí)際距離 L0為L(zhǎng)1在攝影平面上的投影距離 L0'為L(zhǎng)1'在攝影平面上的投影距離 H為P點(diǎn)與攝影平面的實(shí)際垂直距離 H'為P'點(diǎn)與攝影平面的實(shí)際垂直距離 H1為H在球面實(shí)際投影點(diǎn)與上下垂線的實(shí)際距離 H1'為H'在球面實(shí)際投影點(diǎn)與上下垂線的實(shí)際距離 H2為H1在成像平面上的投影距離 H2'為H1'在成像平面上的投影距離 。

圖1所示，光柵發(fā)生器a的光柵在側(cè)面看呈一扇形，垂直照射至平面上則形成一直線投影（圖1A），當(dāng)光柵發(fā)生器1a與1c沿球體（2）1a-1c軸，光柵發(fā)生器1b與1d沿球體1b-1d軸在上方與攝影平面呈斜角α對(duì)稱放置時(shí)（圖2），則在 CCD攝像頭呈現(xiàn)a、b、c、d四條投影（圖2A）。圖3與圖3A在a投影上取點(diǎn)（point）P，則P點(diǎn)因?yàn)檩^攝影平面下降H距離，而在水平方向形成距離H1的實(shí)際投影，但對(duì)于CCD攝影平面來(lái)說(shuō)，成像的投影距離則為H2，這樣，P點(diǎn)在上下垂線方向上的下降距離H轉(zhuǎn)化為水平上的實(shí)際位移H1，進(jìn)而在攝影平面上顯示為H2（圖3A）。實(shí)現(xiàn)通過(guò)在水平方向測(cè)定的H2，并進(jìn)而計(jì)算出實(shí)際H；

則Tantα=H/H1；H=Tantα×H1--------------------------------(1)

而成像H2與實(shí)際H1關(guān)系為：H2/H0=H1/(H0+H); H1=H2(1+H/H0)-------- (2)

(2)代入（1）則

H=Tantα×H2(1+H/H0);

H=Tantα×H2+Tantα×H×H2/H0；

H-Tantα×H×H2/H0=Tantα×H2;

H=Tantα×H2/(1-Tantα×H2/H0)------------------------------(3)

圖4、圖4A所示，投影線a上的P點(diǎn)在1b-1d軸向上與上下垂線實(shí)際距離L1，在攝影平面上形成投影距離L0；

則L0/H0=L1/(H0+H)；

L1=L0（1+H/H0)----------------------------------------------(4)

根據(jù)勾股定理，球體（3）在1a與1c軸向上的半徑R與L1,R-H關(guān)系為：

R²=L1²+(R-H)²；R²=L1²+R²-2RH+H²；2RH=L1²+H²；