CN104376562A - 一种联轴节的锥孔图像获取装置、贴合率检测方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种联轴节的锥孔图像获取装置，包括用于承载联轴节的轴毂的平台，平台上设置有垂直的导轨，在导轨的上端设置有与导轨滑动连接的横向支撑杆，支撑杆的另一端设置有旋转台，旋转台的旋转部件上连接有与平台相垂直的相机支撑杆，相机支撑杆的下端设置有相机，该相机位于轴毂内并朝向轴毂的内壁、用于对轴孔图像进行采集。由于本发明提供的锥孔图像采集装置利用相机伸入联轴节的轴毂的轴孔内对轴孔的内壁进行图像采集，从而能够获得完整的轴孔图像，该轴孔图像能够利用显示器完整地显示在检测人员的眼前，相比于原有检测方法，可以有效地解决现有其无法获得直观完整的锥孔图像的问题。

Description

一种联轴节的锥孔图像获取装置、贴合率检测方法及系统

技术领域

本申请涉及机械加工技术领域，更具体地说，涉及一种联轴节的锥孔图像获取装置、贴合率检测方法及系统。

背景技术

联轴节又称为联轴器，是一种用于联接不同机构中的两根轴(主动轴和从动轴)使之共同旋转以传递扭矩的机械零件，起衔接作用。

目前动车组转向架常用1：50的锥度的联轴节，通过过盈配合将电机主轴或与齿轮箱小齿轮轴建立联接。轴与联轴节采用压装工艺完成装配，为了确保压装后轴与联轴节锥孔接触面受力均匀，要求轴与联轴节锥孔配合面的帖合率须达到85％以上，低于这个标准属于不合格产品。为了确保产品的可靠性，必须在生产过程中对联轴节锥孔的贴合率进行检测。

现在采用的检测方法是标准锥面涂料检测法。该方法是将精度很高的标准环塞规涂覆一层混有压装油与红丹粉的涂料，再将标准环塞规伸入联轴节的锥孔内，并使两者的配合面充分接触，然后取出标准环塞规。检测人员通过对锥孔内粘涂料区域进行观察后确定贴合率，由于锥孔空间狭小，通过肉眼无法获得直观完整的锥孔图像，从而给贴合率的确定造成负面影响。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种联轴节的锥孔图像获取装置，用于提供完整的锥孔图像，以解决现有检测方法无法获得直观完整的锥孔图形的问题。

为了实现上述目的，现提出的方案如下：

一种联轴节的锥孔图像获取装置，包括：

平台，用于承载所述联轴节的轴毂；

导轨，垂直设置在所述平台上，其下端与所述平台固定连接；

横向支撑杆，一端与所述导轨滑动连接；

旋转台，其转轴与所述横向支撑杆的另一端固定连接；

相机支撑杆，其上端与所述旋转台的旋转部件相连接，另一端位于所述轴毂的锥孔内；

相机，设置在所述相机支撑杆的下端，且朝向所述锥孔的内壁，用于获取所述锥孔图像。

优选的，还包括：

轴毂支架，设置在所述平台上，用于承载所述轴毂。

优选的，还包括暗箱和照明光源，其中：

所述轴毂、所述平台、所述导轨、所述横向支撑杆、所述旋转台、所述相机支撑杆和所述相机均设置在所述暗箱内；

照明光源设置在所述相机支撑杆的下端上。

一种联轴节的贴合率检测方法，包括如下步骤：

利用标准环塞规对所述联轴节的轴毂的锥孔涂覆一层涂料；

利用如上所述的锥孔图像获取装置获取所述轴毂的锥孔图像；

根据所述锥孔图像得到锥孔的沾有所述涂料的涂覆面积；

根据所述涂覆面积和所述锥孔的总面积获得所述贴合率。

优选的，所述对所述联轴节内锥孔涂覆一层涂料，包括：

将所述标准环塞规的外表面涂覆一层涂料；

将所述标准环塞规伸入所述锥孔，使两者的配合面充分结合后取出所述标准环塞规。

优选的，所述根据所述锥孔图像得到所述锥孔的沾有所述涂料的涂覆面积，包括：

对所述锥孔图像进行中值滤波，消除所述锥孔图像中的噪声信号；

对中值滤波后的所述锥孔图像进行均值滤波，消除所述锥孔图像中的轻微图像错乱；

对均值滤波后的所述锥孔图像进行直方图统计色调；

将所述锥孔图像进行混合高斯分割；

消除高斯分割后的所述锥孔图像的毛刺和漏洞；

统计所有区域的涂有涂料的面积，得到所述涂覆面积。

优选的，所述根据所述涂覆面积和所述锥孔的总面积获得所述贴合率，包括：

将所述涂覆面积除以所述总面积，将得到的比值作为所述贴合率。

一种联轴节的贴合率检测系统，包括：

涂覆装置，用于利用标准环塞规对所述联轴节的锥孔涂覆一层涂料；

如上所述的锥孔图像获取装置，用于获取所述轴毂的锥孔图像；

图像处理装置，用于根据所述锥孔图像得到锥孔的沾有所述涂料的涂覆面积；

贴合率计算装置，用于根据所述涂覆面积和所述锥孔的总面积获得所述贴合率。

优选的，所述图像处理装置包括：

中值滤波电路，用于对所述锥孔图像进行中值滤波，消除所述锥孔图像中的噪声信号；

均值滤波电路，用于对中值滤波后的所述锥孔图像进行均值滤波，消除所述锥孔图像中的轻微图像错乱；

直方图统计电路，用于对均值滤波后的所述锥孔图像进行直方图统计色调；

高斯分割电路，用于将所述锥孔图像进行混合高斯分割；

区域处理电路，用于消除高斯分割后的所述锥孔图像的毛刺和漏洞；

面积统计电路，用于统计所有区域的涂有涂料的面积，得到所述涂覆面积。

优选的，所述贴合率计算装置包括：

除法器，用于将所述涂覆面积除以所述总面积，将得到的比值作为所述贴合率予以输出。

从上述技术方案可以看出，本申请提供了一种联轴节的锥孔图像获取装置，包括用于承载联轴节的轴毂的平台，平台上设置有垂直的导轨，在导轨的上端设置有与导轨滑动连接的横向支撑杆，支撑杆的另一端设置有旋转台，旋转台的旋转部件上连接有与平台相垂直的相机支撑杆，相机支撑杆的下端设置有相机，该相机位于轴毂内并朝向轴毂的内壁、用于对轴孔图像进行采集。由于本申请提供的锥孔图像采集装置利用相机伸入联轴节的轴毂的轴孔内对轴孔的内壁进行图像采集，从而能够获得完整的轴孔图像，该轴孔图像能够利用显示器完整地显示在检测人员的眼前，相比于原有检测方法，可以有效地解决现有其无法获得直观完整的锥孔图像的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种联轴节的锥孔图像获取装置的结构图；

图2为本申请提供的另一种锥孔图像获取装置的结构图；

图3为本申请提供的又一种锥孔图像获取装置的结构图；

图4为本申请另一实施例提供的一种联轴节的贴合率检测方法的流程图；

图5为本申请又一实施例提供的一种联轴节的贴合率检测系统的结构图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

实施例一

图1为本申请实施例提供的一种联轴节的锥孔图像获取装置的结构图

如图1所示，本实施例提供的联轴节的锥孔图像获取装置包括平台10、导轨20、横向支撑杆30、旋转台40、相机支撑杆50和相机60。

平台10用于为待测的联轴节的轴毂100提供一个支撑平台，同时也是其他部件的支撑平台，在对该轴毂100进行检查时，需要将其放置在该平台100上。

导轨20垂直设置在平台10上，一般设置在平台10的边缘部位，这样不至于对放置轴毂100造成影响。

横向支撑杆30的一端与该导轨20滑动连接，这样其能够带动旋转台40、相机支撑杆50和相机60一起上下移动。

旋转台40的转轴与横向支撑杆30的另一端固定连接，其旋转部件与相机支撑杆50固定连接，即旋转部件能够带动相机支撑杆50转动。相机支撑杆50与平台10相垂直、其另一端位于平台10上的轴毂100的锥孔内。

相机60设置在相机支撑杆50的下端上，且朝向轴毂100的内壁。

在对联轴节进行检测时，旋转台40带动相机支撑杆50上的相机60旋转，相机60在旋转过程中对轴毂100的内壁进行图形采集，在采集过程中，如果锥孔的长度不足以让相机全部覆盖，则可以通过导轨20带动相机60上下运动对其进行分段采集。

从上述技术方案可以看出，本实施例提供了一种联轴节的锥孔图像获取装置，包括用于承载联轴节的轴毂的平台，平台上设置有垂直的导轨，在导轨的上端设置有与导轨滑动连接的横向支撑杆，支撑杆的另一端设置有旋转台，旋转台的旋转部件上连接有与平台相垂直的相机支撑杆，相机支撑杆的下端设置有相机，该相机位于轴毂内并朝向轴毂的内壁、用于对轴孔图像进行采集。由于本申请提供的锥孔图像采集装置利用相机伸入联轴节的轴毂的轴孔内对轴孔的内壁进行图像采集，从而能够获得完整的轴孔图像，该轴孔图像能够利用显示器完整地显示在检测人员的眼前，相比于原有检测方法，可以有效地解决现有其无法获得直观完整的锥孔图像的问题。

为了让轴毂100能够稳定地放置在平台10上，本实施例还可以增设一个轴毂支架70，如图2所示，轴毂支架70设置在平台10上，轴毂100则放置在轴毂支架70的顶端。

在利用相机60获取图像过程中，有时可能因为光线太弱而使相机获取的图像不清楚，并且有时还会因为外界光线的不均匀造成图像明暗不均，为了获得较好质量的图像，还可以在上述部件的外部增设暗箱90，如图3所示，即将以上部件均设置在暗箱90内，同时在相机支撑杆50的下端设置照明光源80。

以上实施例提供了一种锥孔图像获取装置，在获取该图像后检测人员还是利用肉眼对贴合率进行判断，由于这种判断方法的主观性过强，因此无法获得精确的贴合率，从而无法为生产提供有效的数据支持。为此特提供以下实施例以解决无法获得精确的贴合率的问题。

实施例二

图4为本申请另一实施例提供的一种联轴节的贴合率检测方法的流程图。

如图4所示，本实施例提供的贴合率检测方法包括如下步骤：

S101：将联轴节的轴毂的锥孔内涂覆一层涂料。

首先在与该轴毂匹配的标准环塞规上涂覆一层涂料，该涂料由压装油配合红丹粉构成，然后将标准环塞规伸入该轴毂的锥孔内，将两者的配合面充分结合后取出，这样就在轴毂的锥孔内涂覆上了一层该涂料。

S102：获取轴毂的锥孔图像。

利用上一实施例提供的锥孔图像获取装置获取该锥孔的锥孔图像。

S103：根据该锥孔图像获取涂覆面积。

对上一步骤获取的锥孔图形进行处理，得到该锥孔图像中涂覆有该涂料的涂覆面积。处理的过程包括下面的步骤：

首先对该锥孔图像进行中值滤波，滤除相机采集原始图像存在很多噪声；然后对其进行均值滤波，消除在摄取过程中因相机抖动导致的图像轻微错乱问题；对均值滤波后的锥孔图像进行直方图统计色调，即采用直方图混合高斯滤波进行的预计算；对锥孔图像进行混合高斯分割，根据色调的直方图统计结果进行二值分割；进行区域处理，消除实际色域内存在的毛刺以及漏洞；进行区域统计，根据实际需求选择符合条件的区域后，统计涂覆有该涂料的涂覆面积。

有时锥孔图像获取装置获取的原始图像是分布获取的，这时就需要首先对原始图像进行拼接。

S104：根据涂覆面积和锥孔的总面积计算贴合率。

锥孔的总面积是已知的，本步骤将上一步骤获取的涂覆面积除以该锥孔的总面积的比值即为该联轴节的贴合率。

从上述技术方案可以看出，本实施例提供的贴合率检测方法利用了上一步骤获取的锥孔图像，然后将锥孔图像进行处理得到涂覆面积，再将涂覆面积除以锥孔的总面积即可得到精确的贴合率，该贴合率的取得过程不是有检测人员通过肉眼获得，而是通过精心设计的计算步骤计算得到，因此能够有效地避免人工检测的主观性，从而能够为生成提供有效的数据支持。

实施例三

图5为本申请另一实施例提供的一种联轴节的贴合率检测系统的结构图。

如图5所示，本实施例提供的贴合率检测系统包括涂覆装置201、实施例一中提供的锥孔图像获取装置202、图像处理装置203和贴合率204计算装置。

涂覆装置201用于将联轴节的轴毂的锥孔内涂覆一层涂料。

首先在与该轴毂匹配的标准环塞规上涂覆一层涂料，该涂料由压装油配合红丹粉构成，然后将标准环塞规伸入该轴毂的锥孔内，将两者的配合面充分结合后取出，这样就在轴毂的锥孔内涂覆上了一层该涂料。

锥孔图像获取装置202用于获取轴毂的锥孔图像。由于在实施例一中进行了详细的介绍，因此此处不再赘述。

图像处理装置203用于根据该锥孔图像获取涂覆面积。

对锥孔图像获取装置获取的锥孔图形进行处理，得到该锥孔图像中涂覆有该涂料的涂覆面积。其包括中值滤波电路(未示出)、均值滤波电路(未示出)、直方图统计电路(未示出)、高斯分割电路(未示出)、区域处理电路(未示出)和面积统计电路(未示出)。

中值滤波电路用于对该锥孔图像进行中值滤波，滤除相机采集原始图像存在的噪声；均值滤波电路用于对其进行均值滤波，消除在摄取过程中因相机抖动导致的图像轻微错乱问题；直方图统计电路用于对均值滤波后的锥孔图像进行直方图统计色调，即采用直方图混合高斯滤波进行的预计算；高斯分割电路用于对锥孔图像进行混合高斯分割，根据色调的直方图统计结果进行二值分割；区域处理电路用于对锥孔图像进行区域处理，消除实际色域内存在的毛刺以及漏洞；面积统计电路用于进行区域统计，根据实际需求选择符合条件的区域后，统计锥孔的涂覆有该涂料的涂覆面积。

有时锥孔图像获取装置202获取的原始图像是分布获取的，这时就需要首先对原始图像进行拼接，因此还可以包括图像拼接电路(未示出)。

贴合率计算装置204用于根据涂覆面积和锥孔的总面积计算得到贴合率。

锥孔的总面积是已知的，本装置利用其内设的触发器(未示出)将上面获取的涂覆面积除以该锥孔的总面积的比值即为该联轴节的贴合率。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种联轴节的锥孔图像获取装置，其特征在于，包括：

平台，用于承载所述联轴节的轴毂；

导轨，垂直设置在所述平台上，其下端与所述平台固定连接；

横向支撑杆，一端与所述导轨滑动连接；

旋转台，其转轴与所述横向支撑杆的另一端固定连接；

相机支撑杆，其上端与所述旋转台的旋转部件相连接，另一端位于所述轴毂的锥孔内；

相机，设置在所述相机支撑杆的下端，且朝向所述锥孔的内壁，用于获取所述锥孔图像。

2.如权利要求1所述的锥孔图像获取装置，其特征在于，还包括：

轴毂支架，设置在所述平台上，用于承载所述轴毂。

3.如权利要求1所述的锥孔图像获取装置，其特征在于，还包括暗箱和照明光源，其中：

所述轴毂、所述平台、所述导轨、所述横向支撑杆、所述旋转台、所述相机支撑杆和所述相机均设置在所述暗箱内；

照明光源设置在所述相机支撑杆的下端上。

4.一种联轴节的贴合率检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

利用标准环塞规对所述联轴节的轴毂的锥孔涂覆一层涂料；

利用如权利要求1～3任一项所述的锥孔图像获取装置获取所述轴毂的锥孔图像；

根据所述锥孔图像得到锥孔的沾有所述涂料的涂覆面积；

根据所述涂覆面积和所述锥孔的总面积获得所述贴合率。

5.如权利要求4所述的贴合率检测方法，其特征在于，所述对所述联轴节内锥孔涂覆一层涂料，包括：

将所述标准环塞规的外表面涂覆一层涂料；

将所述标准环塞规伸入所述锥孔，使两者的配合面充分结合后取出所述标准环塞规。

6.如权利要求4所述的贴合率检测方法，其特征在于，所述根据所述锥孔图像得到所述锥孔的沾有所述涂料的涂覆面积，包括：

对所述锥孔图像进行中值滤波，消除所述锥孔图像中的噪声信号；

对中值滤波后的所述锥孔图像进行均值滤波，消除所述锥孔图像中的轻微图像错乱；

对均值滤波后的所述锥孔图像进行直方图统计色调；

将所述锥孔图像进行混合高斯分割；

消除高斯分割后的所述锥孔图像的毛刺和漏洞；

统计所有区域的涂有涂料的面积，得到所述涂覆面积。

7.如权利要求4所述的贴合率检测方法，其特征在于，所述根据所述涂覆面积和所述锥孔的总面积获得所述贴合率，包括：

将所述涂覆面积除以所述总面积，将得到的比值作为所述贴合率。

8.一种联轴节的贴合率检测系统，其特征在于，包括：

涂覆装置，用于利用标准环塞规对所述联轴节的锥孔涂覆一层涂料；

如权利要求1～3任一项所述的锥孔图像获取装置，用于获取所述轴毂的锥孔图像；

图像处理装置，用于根据所述锥孔图像得到锥孔的沾有所述涂料的涂覆面积；

贴合率计算装置，用于根据所述涂覆面积和所述锥孔的总面积获得所述贴合率。

9.如权利要求8所述的贴合率检测系统，其特征在于，所述图像处理装置包括：

中值滤波电路，用于对所述锥孔图像进行中值滤波，消除所述锥孔图像中的噪声信号；

均值滤波电路，用于对中值滤波后的所述锥孔图像进行均值滤波，消除所述锥孔图像中的轻微图像错乱；

直方图统计电路，用于对均值滤波后的所述锥孔图像进行直方图统计色调；

高斯分割电路，用于将所述锥孔图像进行混合高斯分割；

区域处理电路，用于消除高斯分割后的所述锥孔图像的毛刺和漏洞；

面积统计电路，用于统计所有区域的涂有涂料的面积，得到所述涂覆面积。

10.如权利要求8所述的贴合率检测系统，其特征在于，所述贴合率计算装置包括：

除法器，用于将所述涂覆面积除以所述总面积，将得到的比值作为所述贴合率予以输出。