[發明專利]一種卡尺自動測量裝置及其測量方法

在審

• 申請號: 201811380248.X
• 申請日: 2018-11-20
• 公開（公告）號: CN109506539A
• 公開（公告）日: 2019-03-22
• 發明（設計）人: 任國營
• 申請（專利權）人: 中國計量科學研究院
• 主分類號: G01B3/38
• 分類號: G01B3/38
• 代理公司: 北京德崇智捷知識產權代理有限公司 11467
• 代理人: 董柏雷

1.一種卡尺自動測量裝置，其特征在于：包括使卡尺水平放置并在電機驅動下左右移動的標準位移系統，設置在標準位移單元之上對卡尺進行拍攝以采集卡尺示值圖像的圖像并轉換上傳的圖像采集識別系統，將上傳的圖像進行處理、分析計算并顯示的計算機系統；

所述圖像采集識別系統包括相機模塊和采集模塊；所述采集模塊可以是CCD圖像采集模塊，或是CMOS圖像采集模塊；所述計算機系統包括內置測量軟件的計算機以及與計算機信號連接的顯示器，所述計算機通過通訊接口與圖像采集識別系統的CCD圖像采集模塊，或CMOS圖像采集模塊連接。

2.如權利要求1所述的卡尺自動測量裝置，其特征在于：所述標準位移發生系統包括基座、設置于基座上的導軌副、設置于導軌副上的夾具；所述卡尺水平裝夾在夾具上，所述導軌副的一側設置有電機和與電機相連接的傳動副，所述傳動副與導軌副相連接。

3.如權利要求2所述的卡尺自動測量裝置，其特征在于：所述導軌副包括一個固定導軌和一個移動導軌，所述傳動副包括絲桿、滑塊，所述絲桿與電機通過聯軸器連接，所述電機固定在固定導軌上或基座上，所述絲桿設置在移動導軌下。

4.如權利要求3所述的卡尺自動測量裝置，其特征在于：所述夾具包括一個移動端和一個固定端。

5.如權利要求4所述的卡尺自動測量裝置，其特征在于：所述滑塊上設置有位移傳感器，所述位移傳感器與計算機系統相連接。

6.如權利要求5所述的卡尺自動測量裝置，其特征在于：所述夾具中設置有一個或多個溫度傳感器。

7.如權利要求6所述的卡尺自動測量裝置，其特征在于：所述相機模塊為攝像機或照相機，其前端設置有鏡頭，在鏡頭之前設置有光偏振片，在光偏振片之前設置有可調節亮度的照明光源。

8.如權利要求7所述的卡尺自動測量裝置，其特征在于：所述卡尺為帶表類卡尺、數顯卡尺或游標卡尺。

9.一種利用如權利要求1至9中任一種測量裝置進行卡尺自動測量的方法，其特征在于：該方法的步驟是：

S1、將所述卡尺水平放置在所述夾具上，所述卡尺的移動量爪固定在所述夾具的移動端，所述卡尺的固定量爪固定在所述夾具的固定端；或者所述卡尺的移動量爪固定在所述夾具的固定端，所述卡尺的固定量爪固定在所述夾具的移動端；

S2、調整所述圖像采集識別系統置于所述卡尺的所述數據顯示單元正上方，并使所述圖像采集識別系統與所述計算機系統連接，調整所述圖像采集識別系統，使所述計算機系統上顯示的采集圖像清晰，然后所述圖像采集識別系統對所述卡尺進行圖像采集，并將采集后的圖像數據輸入到所述計算機系統進行圖像處理及卡尺示值的識別；

S3、將所述位移傳感器與所述計算機系統進行信號連接，并采集所述位移傳感器的位移信號數據以輸入所述計算機系統；

S4、由所述計算機系統中的測量軟件控制所述電機，驅動卡尺中的一個量爪移動到卡尺的零位，保證卡尺兩個量爪緊閉，作為零點Z0；同時，將所述位移傳感器置零；

S5、根據所述卡尺的長度L，在所述計算機系統上輸入需要檢測的次數n和測量步距t，然后發送第一個檢測點的位移命令進行定位；所述電機收到位移命令回復接收成功給所述計算機系統，并發送控制信號給所述電機，驅使電機開始按設定步距運動；移動完成后，所述電機發送移動完成命令給所述計算機系統；所述計算機系統收到移動完成命令后，將所述圖像采集識別系統中采集到的圖像和所述位移信號進行解析，分別得到所述圖像包含的所述卡尺的當前示值Ci和所述位移信號包含的當前位移值Si，及其差值Vi＝Ci-Si，顯示在所述計算機系統中的測量軟件界面；準備進行下一個檢測點的校驗,直至所有檢測點檢測完成；反復檢測n遍，得到n組位移數據，進行均值濾波，得到其平均值；所述的平均值是n組數據采用均值濾波法計算得到的，指將每個點的n個數據計算出平均值來代替測量值，最終得到一組平均值；

S6、由所述計算機系統將所述每次的測量結果和所述平均值進行保存，以備使用者做進一步處理；在本步驟中，所述測量結果為Vi，Ci，Si。