[發(fā)明專利]一種顯微視覺應(yīng)變傳感器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011159486.5
• 申請(qǐng)日: 2020-10-26
• 公開（公告）號(hào): CN112212797A
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙雪峰;謝波濤;丁明偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 大連理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01B11/16
• 分類號(hào): G01B11/16
• 代理公司: 大連理工大學(xué)專利中心 21200
• 代理人: 溫福雪;侯明遠(yuǎn)

1.一種顯微視覺應(yīng)變傳感器，其特征在于，該顯微視覺應(yīng)變傳感器包括位移敏感結(jié)構(gòu)、顯微鏡(4)、攝像頭(7)、限位裝置、封裝結(jié)構(gòu)和固定支座；

所述的封裝裝置主要由內(nèi)部套管(1)和外部套管(2)構(gòu)成；探針(3)位于內(nèi)部套管(1)內(nèi)，二者的一端通過左固定支座(10)固定于被測(cè)物體上；外部套管(2)的一端通過右固定支座(11)固定于被測(cè)物體上；外部套管(2)套裝于內(nèi)部套管(1)外；

所述的位移敏感結(jié)構(gòu)主要由探針(3)、標(biāo)尺(5)和標(biāo)記點(diǎn)(9)構(gòu)成；標(biāo)尺(5)位于限位平臺(tái)(8)的表面上，標(biāo)尺(5)上標(biāo)注有第一類微小視覺標(biāo)靶，該標(biāo)靶為已知幾何尺寸的視覺標(biāo)靶，用于建立攝像頭(7)采集的像素位移與真實(shí)位移的對(duì)應(yīng)關(guān)系；標(biāo)記點(diǎn)(9)為探針(3)一端設(shè)置的識(shí)別標(biāo)點(diǎn)，該標(biāo)記點(diǎn)為第二類微小視覺標(biāo)靶；標(biāo)尺(5)和標(biāo)記點(diǎn)(9)在同一水平面上；左固定支座(10)與右固定支座(11)之間的位移即為標(biāo)尺(5)上的第一類微小視覺標(biāo)靶與標(biāo)記點(diǎn)(9)也就是第二類微小視覺標(biāo)靶之間相對(duì)位移；

所述的限位裝置主要由限位孔(6)和限位平臺(tái)(8)構(gòu)成；限位孔(6)只允許探針(3)穿過，在兩個(gè)維度限制探針(3)的活動(dòng)，只允許探針(3)在傳感器縱軸方向做伸縮運(yùn)動(dòng)，以減少小直徑探針(3)在傳感器內(nèi)的彎曲；限位平臺(tái)(8)用于固定安放標(biāo)尺(5)，以保證標(biāo)尺(5)和標(biāo)記點(diǎn)(9)在同一水平面上；探針(3)也安放在限位平臺(tái)(8)上，限位平臺(tái)(8)固定于外部套管(2)的內(nèi)側(cè)上；

所述顯微鏡(4)用于將傳感器傳感標(biāo)距內(nèi)對(duì)應(yīng)應(yīng)變變化的微小視覺標(biāo)靶相對(duì)移動(dòng)位移進(jìn)行數(shù)十倍放大，得到視覺標(biāo)靶位移變化微小視野圖像，以便后續(xù)采用攝像頭(7)進(jìn)行視覺數(shù)據(jù)采集處理，得到傳感標(biāo)距內(nèi)的位移變化，從而得到傳感標(biāo)距內(nèi)的應(yīng)變變化；

物體變形帶動(dòng)與之固定連接的兩個(gè)固定支座產(chǎn)生移動(dòng)位移，兩個(gè)固定支座分別帶動(dòng)探針(3)和標(biāo)尺(5)產(chǎn)生位移，探針(3)上的標(biāo)記點(diǎn)(9)和標(biāo)尺(5)之間的間距變化即為兩個(gè)固定支座的移動(dòng)位移，除以兩個(gè)固定支座之間的距離，得到測(cè)量距離內(nèi)物體的平均應(yīng)變。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯微視覺應(yīng)變傳感器，其特征在于，所述的顯微鏡(4)的視野幾何尺寸直徑達(dá)到5毫米，放大倍率在20倍以上；顯微鏡(4)的視野內(nèi)具有清晰的標(biāo)尺(5)和標(biāo)記點(diǎn)(9)的成像；顯微鏡(4)根據(jù)連續(xù)監(jiān)測(cè)或臨時(shí)檢測(cè)的功能需求，分別與攝像頭模塊或智能手機(jī)攝像頭進(jìn)行搭配使用。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的顯微視覺應(yīng)變傳感器，其特征在于，所述的攝像頭(7)與顯微鏡(4)的固定方式包括兩種：1)長期固定方式，采用長期固定在顯微鏡(4)上的帶光源補(bǔ)光的攝像頭模塊；2)短期固定方式，在需要測(cè)量讀數(shù)的時(shí)候，短時(shí)間連接到顯微鏡(4)進(jìn)行讀數(shù)，采用帶光源補(bǔ)光的攝像頭模塊或智能手機(jī)攝像頭。