CN102735189A - 一种刀口角检测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明刀口角检测装置包括：一支架，其呈弧形；一激光器，其位于所述支架外，所述激光器发射的激光束射向刀口的表面并被其反射向所述支架；一CCD光电耦合器件位于所述支架上，位于刀具一侧，接收被刀具的刀口的表面反射的激光束；一微型计算机与所述CCD光电耦合器件相连，接收来自所述CCD光电耦合器件传送的反射激光束的方位信息并对此信息处理计算出刀口角；一数字显示装置，与所述微型计算机相连并由其驱动，显示所述刀口的角度。由于不需与所述刀具接触，不会损伤刀具，也不会对检测人员造成伤害。

Description

一种刀口角检测方法及装置

【技术领域】

本发明属于光电检测领域，具体涉及一种可专用于检测刀口角度的刀口角检测方法及装置。

【与发明创造相关的现有技术】

刀剪行业是一个很重要的行业，在我国一年有几百亿的产值。

刀的生产需要经过一系列复杂的程序。而在刀的生产过程中，开刃是一个极其关键的环节，这个环节将决定刀口角的大小，进而决定了这把刀的锋利度和锋利度保持性。

刀口角是影响各种刀具锋利度最重要的因素之一。若刀口的角度大，则其保持性和力度好，不易折断或裂口，但锋利性不足。若刀口的角度小，则刃部尖，切入阻力小，锋利性高，但是，容易造成卷刃、崩刃等。

因此，合适的刀口角度是高效工作和刀具锋利性保持良好的重要条件。目前，我国刀剪行业的开刃大致为手工操作，因此刀口角度的大小全靠操作工人把握，也即完全依赖工人的经验，这就很难控制其一致性，难免出现刀口角偏大偏小的情况。

而刀口角是刀口的主要参数。刀口角对刀的切削性能有很大影响。同类刀应具有相同的刀口角，不同用途的刀，其刀口角度的大小要求是不同的。如普通用的菜刀的刀口角为50度左右，水果刀的刀口角为30度左右。刀口角的偏差若超出一定值，刀将被视为是次品。

因此，为了保证产品质量，非常有必要对成品的刀口角进行检测。

现有的测量刀口角度的方法，如使用接触性的方法测量，在测量过程中，测量工具需与刀口的接触，

操作不当易造成二者碰撞可能会损伤刀口，同时，操作者也易受伤。

因此有必要设计一种新的刀口角检测方法和装置，以克服上述缺陷。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种方便安全的刀口角检测方法和装置。

为了达到上述目的，本发明刀口角检测装置包括：一支架，其呈弧形；一激光器，其位于所述支架外，所述激光器发射的激光束射向刀口的表面并被其反射向所述支架；一CCD光电耦合器件位于所述支架上，位于刀具一侧，接收被刀具的刀口的表面反射的激光束；一微型计算机与所述CCD光电耦合器件相连，接收来自所述CCD光电耦合器件传送的反射激光束的方位信息并对此信息处理计算出刀口角；一数字显示装置，与所述微型计算机相连并由其驱动，显示所述刀口的角度。

与现有技术相比，由于不需与所述刀具接触，不会损伤刀具，也不会对检测人员造成伤害。

为了达到上述目的，本发明刀口角检测方法包括如下步骤：

将所述刀具的刀口置于所述刀口角检测装置的预定位置；

开启所述激光器，其发射的激光束照射所述刀口的表面并被其发射向所述支架；

位于所述支架上的所述CCD光电耦合件接收被反射的激光束的方位信息，并传送此信息至所述微型计算机；

所述微型计算机接收来自所述CCD光电耦合器件传送的信息；

所述数字显示装置由所述微型计算机驱动显示所述刀口的角度值。

与现有技术相比，由于本发明提供了一种基于光电一体化的刀口角检测方法，可以对刀剪的刀口角进行快速、非接触的无损测量，保证检测人员的安全。

【附图说明】

图1为本发明刀口角检测装置第一实施例以及光路的示意图；

图2为本发明刀口角检测装置中的刀口位置检测装置示意图；

图3为本发明刀口角检测装置第二实施例以及光路的示意图；

图4为本发明刀口角检测方法流程示意图。

本发明元件标号对照：

1-支架                    2-光源

3-光电检测挡板            4-激光器

5-CCD光电耦合器件         6-微型计算机

7-数字显示装置            8-刀具           80-刀口

【具体实施例】

下面结合附图和具体实施例，进一步说明本发明刀口角检测方法和装置。

为了后续说明方便，首先定义一刀具8的主平面(未图示)，所述主平面平行于被切断物件的切断面，以及一刀口80。

请参阅图1，为本发明刀口角检测装置的第一实施例，其包括：

一支架1为弧形，且呈半圆状，其圆心位置标识为0，竖直半径标识为R，且所述支架1被等角度划分为多个区域；

一光源2，其位于所述支架1的内侧(当然，也可位于所述支架1的外侧，保证所述光源2发出的光可射向所述刀口80)，其距离所述圆心O的距离为e(在一套所述刀口角检测装置中，所述光源2的位置一般不变，为固定值)，在本实施例中，所述光源2位于所述支架1的末端，也即e＝1/2D；

一光电检测挡板3，其竖直放置，同样位于所述支架1的内侧，且相对所述光源2，其位于所述刀口80的另一侧；

一激光器4，其位于所述支架1外，在本实施例中，其位于所述支架1的内侧，且位于所述竖直半径R的延长线上，所述激光器4发射的激光束平行于所述刀具8的主平面；

一CCD光电耦合器件5，其尺寸较小，位于所述支架1上，并相对所述光源2位于所述竖直半径R的不同侧，也即与所述光电检测挡板3位于所述竖直半径R的同一侧，使用时，需要移动所述CCD光电耦合器件5至被反射的激光束到达的区域；当然，若所述CCD光电耦合器件5的尺寸较大，覆盖整个所述支架1，则，在检测过程中，就不需移动所述CCD光电耦合器件5仍然能接受到被反射的激光束；

一微型计算机6与所述光电耦合器件5相连，接收并处理所述CCD光电耦合器件5接受到的被反射激光束的方位信息，计算出所述刀口80的角度；

以及一数字显示装置7，其与所述微型计算机6相连，将所述微型计算机6计算出的刀口角度值显示出来。

检测时，将所述刀具8置放于所述刀口角检测装置的预定位置(比如，将所述刀口80置放于所述圆心O处，当然，也可偏移一定距离)，然后打开所述激光器4，所述激光器4发射的激光束照射所述刀口80，并被所述刀口80反射向所述CCD光电耦合器件5，所述光电耦合器件5将接收到的反射激光束的方位信息传送至所述微型计算机6，由所述微型计算机6根据激光束的入射方位信息和反射方位信息计算出所述刀口80的角度，而后由所述数字显示装置7显示刀口角的数值。

另外，在图1中，有显示两个所述CCD光电耦合器件5，位于所述刀口80的不同侧，一个以实线表示，一个是虚线表示，之所有两个CCD光电耦合器件5，是考虑同时检测所述刀口80左右两表面的角度值，特别适用于所述刀口80的两表面的角度值不一样的时侯。

在本发明刀口角检测装置中，所述光源2和所述光电检测挡板3构成所述刀口80位置检测装置。请参阅图2，为所述刀口80所在位置的检测示意图，其中，定义所述刀口80偏离所述圆心O的距离为a，所述光源2与所述圆心O的距离为e，所述光源2与所述光电检测挡板3的距离为b，打开所述光源2照射所述刀口80后于所述光电检测挡板3上形成的阴影末端距离所述圆心O的竖直距离为d，根据几何关系可知，所述刀口80偏离所述圆心O的距离a＝(ed)/b。

另外，需要说明的是，当所述刀具8的所述刀口80放置于所述支架1的圆心O处时，所述刀口80相对所述圆心O的偏移量为零，无需检测，并且，所述CCD光电耦合器件5读出的反射激光束的方位信息直接反映刀口角度(和刀口角互余)，此时，所述微型计算机6不需再计算刀口角，只需驱动所述数字显示装置7来显示刀口角的数值即可。

请参阅图3，为本发明刀口角检测装置的第二实施例，其与第一的主要区别在于：

所述激光器4发射的激光束从所述刀口80的侧面射向所述刀口80的表面，也即，所述激光器4发射的激光束垂直于所述刀具8的主平面。

请参阅图4，本发明刀口角检测方法包括如下步骤：

放置刀具，将所述刀具8的所述刀口80置于所述刀口角检测装置的预定位置(可为所述支架1的圆心O处，也可为偏离所述圆心O的距离为a处)；

确定所述刀口80的位置信息，开启所述光源2照射所述刀口80，所述刀口80投影于所述光电检测挡板3上，得到所述刀口80的位置信息；

激光束照射所述刀口80并被其反射，开启所述激光器4，所述激光器4发射的激光束射向所述刀口80的表面，并被所述刀口80的表面反射向所述支架1；

调整所述CCD光电耦合器件5的位置，将所述CCD光电耦合器件5移动至被所述刀口80的表面反射的激光束到达的区域；

接收并传送反射激光束的方位信息，所述CCD光电耦合器件5接收并传送被所述刀口80的表面所反射的激光束的方位信息至所述微型计算机6；

处理计算，所述微型计算机6依据激光束的入射方位信息以及在所述刀口8表面的反射方位信息，进行计算、处理，获得待检测刀具的刀口角数值；

显示所述刀口80的角度值，所述数字显示装置7由所述微型计算机6驱动并显示由所述微型计算机6计算得出的所述刀口80的角度值。

当然，当所述刀口80位于所述圆心O位置时，所述微型计算机(6)不需计算所述刀口(80)的角度值，只需驱动所述数字显示装置(7)显示角度值即可。

除了上述内容外，还需要说明以下几点：

一、所述激光器4与所述CCD光电耦合器件5是相互关联的，即所述激光器4发出的激光束能被所述CCD光电耦合器件5很好的接收，换言之，使用的所述CCD光电耦合器件5的敏感波长与所述激光器4发射的激光束的波长大致一致。

二、所述CCD光电耦合器件5在接收经所述刀具8的刀口80表面反射的激光束时，可以有不同的方式：

一种方式是采用较小尺寸的所述CCD光电耦合器件5，在检测过程中，需沿所述支架1上移动所述CCD光电耦合器件5至激光束反射到的区域，以便采集被反射的激光束；此种方式，由于所述CCD光电耦合器件5可移动，因此，可适应多种刀具的检测，比如，当所述CCD光电耦合器件5在第一位置时，可检测菜刀的刀口角，而移动至第二位置时，可检测水果刀的刀口角，并且，由于尺寸小，相应地，所述CCD光电耦合器件5的价格低，刀具检测装置的成本相对较低，再者，所述CCD光电耦合器件5的尺寸小，所占的空间小；

另外一种方式是采用一个较大尺寸的所述CCD光电耦合器件5，由于其尺寸大，可以覆盖到经多种刀具的刀口所反射的激光束到达的区域，故，在检测过程中，不需移动所述CCD光电耦合器件5的位置，检测操作相应便捷，甚至，所述CCD光电耦合器件5覆盖整个所述支架1。

三、所述微型计算机6，可以是单片微型计算机，也可以是其它种类的微型计算机，其用于接收来自所述CCD光电耦合器件5的数据，并完成角度的简单运算和后续的显示驱动功能。

四、所述数字显示装置7，可以是数码管显示、用液晶显示，也可以是其他方式的显示，其作用就是显示数字方便读数。

五、所述刀口角检测装置还可不设置所述支架1，直接将所述CCD光电耦合器件5覆盖被所述刀口80所反射激光束将到达的区域。

综上所述，本发明的有益效果为：

一、本发明刀口角检测方法为非接触性检测，所以，对刀具无损伤，其对操作者也不会造成伤害，检测过程安全；

二、本发明刀口角检测方法及装置为光电一体化模式，检测速度快；

三、本发明中刀口角检测装置中，较小尺寸的所述CCD光电耦合器件5可在支架1上移动，以便调整位置接收被所述刀口80的表面所反射的激光束，故可适应不同刀具的检测需求，同时，因尺寸小，价格低，相应地，本发明刀口角检测装置的成本较低；

四、本发明刀口角检测装置中的所述CCD光电耦合器件5如尺寸较大，可覆盖经多种刀具的刀口反射的激光束所到达的区域，因此，检测过程中可不必移动所述CCD光电耦合器件5，操作简便；

五、本发明中刀口角检测方法中，所述刀具8的刀口80置放于所述支架1的圆心O处，定位方便，可以直接读数，方便快捷；

六、本发明刀口角检测装置中，有在所述刀口80的两侧分别设置一所述光电检测挡板3以及一所述光源2，借以检测所述刀口80相对所述圆心O的偏移量，降低对所述刀具8的放置位置的要求，进而降低对操作者熟练度或经验值的要求，保证测量结果的准确性；

七、本发明刀口角检测装置中包括有两个所述CCD光电耦合器件5，可同时测量所述刀口80两侧的刀口角的数值，尤其能适应所述刀口80两侧刀口角度不同的情形，提高检测效率；

八、本发明刀口角检测装置中所述支架1有等角度划分为几个区域，方便快速定位所述CCD光电耦合器件5的位置。

Claims (13)

1.一种刀口角检测装置，用以检测一刀具(8)的刀口(80)的角度，所述刀具(8)具有一主平面，其特征在于，包括：

一激光器(4)，其发射的激光束射向所述刀口(80)的表面并被其反射；

一CCD光电耦合器件(5)，位于所述刀具(8)的一侧，且位于被所述刀口(80)反射的激光束的反射路径上，接收被反射的激光束；

一微型计算机(6)与所述CCD光电耦合器件(5)相连，接收来自所述CCD光电耦合器件(5)传送的反射激光束的方位信息；

一数字显示装置(7)，与所述微型计算机(6)相连并由其驱动，显示所述刀口(80)的角度。

2.根据权利要求1所述的刀口角检测装置，其特征是：所述激光器(4)发射的激光束平行于所述刀具(8)的主平面。

3.根据权利要求1所述的刀口角检测装置，其特征是：所述激光器(4)发射的激光束垂直于所述刀具(8)的主平面。

4.根据权利要求1所述的刀口角检测装置，其特征是：所述刀口角检测装置进一步包括一光源(2)，以及一光电检测挡板(3)，二者位于所述刀口(80)的两相对侧。

5.根据权利要求1所述的刀口角检测装置，其特征是：所述刀口角检测装置进一步包括一支架(1)，其呈弧形。

6.根据权利要求5所述的刀口角检测装置，其特征是：所述CCD光电耦合器件(5)可滑动地置于所述支架(1)上。

7.根据权利要求5所述的刀口角检测装置，其特征是：所述支架(1)等角度划分为多个区域。

8.根据权利要求1所述的刀口角检测装置，其特征是：所述CCD光电耦合器件(5)覆盖被所述刀口(80)所反射的激光束所达到的区域。

9.根据权利要求1所述的刀口角检测装置，其特征是：所述刀口角检测装置进一步包括另一所述CCD光电耦合器件(5)，二所述CCD光电耦合器件(5)位于所述刀具(8)的两相对侧。

10.根据权利要求1所述的刀口角检测装置，其特征是：所述微型计算机(6)根据反射激光束的方位信息以及激光束的入射方位信息计算出所述刀口(80)的角度值。

11.一种刀口角检测方法，其采用权利要求1所述的刀口角检测装置，其特征在于，包括如下步骤：

将所述刀具(8)的刀口(80)置于所述刀口角检测装置的预定位置；

开启所述激光器(4)，其发射的激光束照射所述刀口(80)的表面并被其反射；

所述CCD光电耦合件(5)接收被反射的激光束的方位信息，并传送此信息至所述微型计算机(6)；

所述微型计算机(6)接收被反射的激光束的方位信息；

所述数字显示装置(7)由所述微型计算机(6)驱动而显示所述刀口(80)的角度值。

12.如权利要求11所述的刀口角检测方法，其特征在于：所述刀口角检测方法中还包括调整所述CCD光电耦合器件(5)的位置至被反射的激光束所到达的区域。

13.如权利要求11所述的刀口角检测方法，其特征在于：所述微型计算机(6)接收到被反射的激光束方位信息并参照激光束的入设方位信息计算出所述刀口(80)的角度值。

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