CN103712578B - 光电测角仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种光电测角仪，由计算机、视频采集系统、检测基础平台及配套电缆构成，所述计算机具有安装视频采集卡的PCI接口和可安装RS485转RS232信号转换器的接口；所述视频采集系统由视频采集卡和CCD摄像机构成；所述检测基础平台包括被测产品放置部和图像数据采集部。本发明的光电测角仪可有效解决检测者观察对线易疲劳、人为主观误差较大的问题，同时提高工作效率，方便历史数据查询和打印输出。

Description

光电测角仪

技术领域

本发明属于光学检测设备技术领域，涉及一种用于检测周视系列光学观察或瞄准产品方向角度误差的仪器，尤其涉及一种用于周视瞄准镜方向测角精度检测的光电测角仪。

背景技术

一般周视系列光学观察或瞄准产品都存在方向测角精度的检测要求，在现有技术的检测仪器中，通常是采用转台或专用的角度检测仪进行检测，这类传统的光机检测仪主要构成包括前置镜、读数显微镜，角度机械度盘，前两者用于对线，后者用于角度指示，通常的使用方法是人眼通过观察前置镜分划板十字中心，同时转动检测仪转台带动产品，对准产品分划板十字中心，锁紧转台，然后转动产品方向机构到需要检测的角度位置，松开转台锁紧机构，再转动角度检测仪，再次通过前置镜目镜观察，直到前置镜分划板十字中心瞄准产品分划板十字中心，最后通过其上显微镜对线读取机械度盘刻度值，获得偏差值，挑选出其中最大值即为产品测角精度。这种方法在检测360°周视系列产品，特别是周视瞄准镜产品时，通常需要测量8个方向角度对应精度值，正转、反转各两圈，共计至少检测32个位置角度精度值，期间根据需要还要对任意点点精度进行抽检。

上述传统检测方法存在四个方面的不足：一是提供与被测产品分划板对线的前置镜分划板与角度机械分划度盘和读取转动角度值的显微镜设置在一高一低，高度差较大的位置上，检测过程中操作人员既要不断通过前置镜和显微镜观察对线，还要操纵仪器有关机构，俯身起身动作转换频繁，费时费力，效率低下，不利于产品的批量生产。二是用于指示角度的机械度盘工艺要求极高，一旦变形或损坏，极难采购和制作，整个仪器的将无法使用，维修性差，影响生产。三是人眼因多次通过出瞳直径较小的前置镜和显微镜观察对线和读数，极易产生视觉疲劳，且对线不便、人眼误差较大、存在一定的随机性，影响测量结果的真实性和可信度。四是测量的数据只能手写记录，最后从一堆数据中比较挑选出最大值，检测数据保存历史追溯不便。

发明内容

针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明目的在于克服现有技术的不足，提供一种操作简便、快捷、直观、精确的光电测角仪，其具体技术方案如下：一种光电测角仪，由计算机、视频采集系统、检测基础平台及配套电缆构成，所述计算机具有安装视频采集卡的PCI接口和可安装RS485转RS232信号转换器的接口；所述视频采集系统由视频采集卡和CCD摄像机构成；所述检测基础平台包括被测产品放置部和图像数据采集部。

进一步的，所述被测产品放置部，包括底座、轴心和承座，所述轴心固定在底座上，其转轴轴线与所述底座垂直，所述承座固定在轴套上，轴套安装在轴衬上，围绕轴衬平滑转动，所述轴衬安装到轴心，轴衬也围绕轴心平滑转动，所述轴套和轴衬（一起围绕轴心旋转。

进一步的，还包括光电轴角编码器，所述光电轴角编码器的定圈固定在所述底座上，动圈穿入所述轴衬并通过螺纹挡圈固紧，所述动圈平滑转动。

进一步的，还包括上部微动机构和下部微动机构，所述上部微动机构和下部微动机构分别安装在轴套和轴衬上。

进一步的，所述图像数据采集部包括前置镜和CCD摄像机，立柱旋紧在底座上，支架和卡箍依次安装在立柱上，所述CCD摄像机设置于支架上，并置于所述前置镜目镜的后方，其镜头对准前置镜的目镜，光轴与前置镜的光轴平行，物点位于前置镜的出瞳位置处。

进一步的，所述配套电缆由电源转接电缆、电源电缆、视频信号电缆和编码器电缆构成，所述编码器电缆与电源电缆连接，同时与信号转换器相连；所述视频信号电缆一端接视频采集卡，另一端接CCD摄像机；所述电源电缆与CCD摄像机相连；所述电源转接电缆一端与电源电缆连接，另一端与计算机电源接口连接。

进一步的，所述前置镜内置分划板图像和进入前置镜视场内的被测产品分划板图像均由CCD摄像机直接拍摄，并经视频采集卡采集信号后通过计算机显示屏显示。

进一步的，检测时角度转动量的实时数据由所述光电轴角编码器直接采集，通过信号转换器传输给计算机，进行实时分析处理，且转动量通过计算机显示屏显示。

本发明的光电测角仪可有效解决检测者观察对线易疲劳、人为主观误差较大的问题，同时提高工作效率，方便历史数据查询和打印输出。

附图说明

图1是本发明的光电测角仪的原理示意图；

图2是本发明的光电测角仪结构示意图；

图3是本发明的光电测角仪电缆接线关系示意图；

图4是本发明的光电测角仪光电轴角编码器安装方式示意图。

其中：1-计算机，2-视频采集卡，3-信号转换器 ，4-CCD摄像机，5-承座，6-轴套，7-轴衬，8-轴心，9-上部微动机构，10-下部微动机构，11-光电轴角编码器，12-底座，13-立柱，14-卡箍，15-前置镜，16-支架，17-电源转接电缆，18-电源电缆，19-视频信号电缆，20-编码器电缆，21-螺钉，22-螺纹挡圈，23-螺钉，24-垫圈。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

如图1和2所示，本发明的光电测角仪，由计算机1、视频采集系统、检测基础平台及配套电缆等构成，所述计算机1，主机硬件采用市售主流配置，确保有可安装视频采集卡2的PCI接口和可安装RS485转RS232信号转换器3的接口，有独立+12V和+5V直流电源输出接口，能够运行周视瞄准镜精度检测程序；所述的视频采集系统由视频采集卡2和CCD摄像机4构成；所述的检测基础平台由承座5、轴套6、轴衬7、轴心8、上部微动机构9、下部微动机构10、光电轴角编码器11、底座12、立柱13、卡箍14、前置镜15、支架16等构成；所述的配套电缆由电源转接电缆17、电源电缆18、视频信号电缆19和编码器电缆20构成。

轴心8用6颗螺钉固定在底座12上，保证其转轴轴线与底座12垂直。光电轴角编码器11的动圈穿入轴衬7并通过螺纹挡圈22固紧。装有光电轴角编码器11的轴衬7安装到轴心8上，保证轴衬7能围绕轴心8平滑转动。光电轴角编码器11的定圈用4颗螺钉21固定在底座12上，固定后检查保证光电轴角编码器11动圈能平滑转动，且轴衬7也能围绕轴心8平滑转动，必要时可修切垫圈24以满足上述要求，保证光电轴角编码器11正确安装位置。将轴套6安装到轴衬7上，保证其能围绕轴衬7平滑转动，安装完后检查确保轴套6和轴衬7可一起围绕轴心8旋转。将承座5用3颗螺钉固紧在轴套6上，并用销子销接。将上部微动机构9和下部微动机构10分别安装到轴套6和轴衬7上。将立柱13旋紧在底座12上，并用销子固定，将支架16和卡箍14依次安装在立柱13上，并用螺钉固紧，将CCD摄像机4安装在支架16上，并置于前置镜15目镜后方，保证CCD摄像机4的光轴与前置镜15的光轴平行并处于同一个光路中，用2颗螺钉固紧，防止滑落。在计算机1对应接口上安装视频采集卡2和信号转换器3。将配套电缆中的电源转接电缆17、电源电缆18、视频信号电缆19和编码器电缆20，按照图3所示的接线关系图依次接好；调整CCD摄像机4的位置直到看到的图像清晰且前置镜15分划板十字中心图像基本居中。

所述的视频采集卡2采用PAL格式输入接口，视频采集分辨率大于625×360，采集速度不小于25fps；所述的CCD摄像机4采用CCD黑白摄像头 ，PAL格式输出接口，水平清晰度不低于TV 400lines，扫描频率50Hz，配置镜头物镜焦距16mm，F数为1.2。

视频采集卡2安装在计算机PCI接口上，RS485转RS232信号转换器3安装在计算机RS232接口上；CCD摄像机4安装在支架16上，与前置镜15处于同一光路中，CCD摄像机4的光轴与前置镜15的光轴平行且其物点位于前置镜15的出瞳位置处；支架16通过卡箍14并用螺钉固定在立轴上；前置镜通过卡箍14固紧并套在立柱13上，用螺钉固紧锁止在立轴13上；立柱13通过螺纹旋紧铅垂固定在底座12上；承座5通过3颗螺钉固定在轴套6上；轴套6安装在轴衬7上；轴衬7安装在轴心8上，轴套6和轴衬7可一起围绕轴心8旋转，也可相互之间旋转；轴心8通过4颗螺钉固定在底座12上；光电轴角编码器11的定圈通过4颗螺钉21固定在底座12上，动圈套在轴衬7上，并通过螺纹挡圈22固紧，编码器电缆20与电源电缆18的+5V电源连接，同时与信号转换器3相连；视频信号电缆19一头接视频采集卡2，一头接CCD摄像机4；电源电缆18的+12V与CCD摄像机4相连；电源转接电缆17一头与计算机电源接口（+12V和+5V）连接，一头与电源电缆18连接；上部微动机构9、下部微动机构10分别固定在轴套6、轴衬7上。

前置镜15内置分划板图像和进入前置镜15视场内的被测产品分划板图像均由CCD摄像机4直接拍摄，并经视频采集卡2采集信号后通过计算机显示屏显示；测量时角度转动量的实时数据由光电轴角编码器11直接采集，通过信号转换器3传输给计算机1系统，进行实时分析处理，且转动量通过计算机显示屏显示；检测结果数据记录，以供查询，并可接外置打印机打印输出。

Claims (3)

1.一种光电测角仪，由计算机、视频采集系统、检测基础平台及配套电缆构成，其特征在于：所述计算机具有安装视频采集卡（2）的PCI接口和可安装RS485转RS232的信号转换器（3）的接口；所述视频采集系统由视频采集卡（2）和CCD摄像机（4）构成；所述检测基础平台包括被测产品放置部和图像数据采集部，所述被测产品放置部包括底座（12）、轴心（8）和承座（5），所述轴心（8）固定在底座（12）上，其转轴轴线与所述底座（12）垂直，所述承座（5）固定在轴套（6）上，轴套（6）安装在轴衬（7）上，围绕轴衬（7）平滑转动，所述轴衬（7）安装到轴心（8），轴衬（7）也围绕轴心（8）平滑转动，所述轴套（6）和轴衬（7）一起围绕轴心（8）旋转；所述图像数据采集部包括前置镜（15）和CCD摄像机（4），立柱（13）旋紧在底座（12）上，支架（16）和卡箍（14）依次安装在立柱（13）上，所述CCD摄像机（4）设置于支架（16）上，并置于所述前置镜（15）目镜的后方，其镜头对准前置镜（15）的目镜，光轴与前置镜（15）的光轴平行，物点位于前置镜（15）的出瞳位置处；

所述配套电缆由电源转接电缆（17）、电源电缆（18）、视频信号电缆（19）和编码器电缆（20）构成，所述编码器电缆（20）与电源电缆（18）连接，同时与信号转换器（3）相连；所述视频信号电缆（19）一端接视频采集卡（2），另一端接CCD摄像机（4）；所述电源电缆（18）与CCD摄像机（4）相连；所述电源转接电缆（17）一端与电源电缆（18）连接，另一端与计算机电源接口连接。

2.根据权利要求1所述的光电测角仪，其特征在于：所述被测产品放置部还包括上部微动机构（9）和下部微动机构（10），所述上部微动机构（9）和下部微动机构（10）分别安装在轴套（6）和轴衬（7）上。

3.根据权利要求1所述的光电测角仪，其特征在于：所述前置镜（15）内置分划板图像和进入前置镜（15）视场内的被测产品分划板图像均由CCD摄像机（4）直接拍摄，并经视频采集卡（2）采集信号后通过计算机显示屏显示。