CN105135966A - 钢卷尺自动检定系统及其检定方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了钢卷尺自动检定系统，包括横向水平支架、零位对齐装置、张紧力加卸载装置及摄像头，其中，零位对齐装置、张紧力加卸载装置及摄像头均设置在横向水平支架上。零位对齐装置包括精密位移工作台、被检尺压紧机构及标准尺压紧机构，标准尺压紧机构设于被检测尺压紧机构前侧，被检尺压紧机构设置在精密位移工作台上且由精密位移工作台驱动其左右移位，张紧力加卸载装置包括被检尺夹持机构及带动被检尺夹持机构右移对被检尺施加额定张紧力的加载机构。本发明还公开了上述钢卷尺自动检定系统的检定方法。本发明的检定系统应用时，便于实现检定过程中钢卷尺张紧力加卸载和零位对齐，能减轻人工劳动强度，并能提高工作效率和测量精度。

Description

钢卷尺自动检定系统及其检定方法

技术领域

本发明涉及钢卷尺检定技术，具体是钢卷尺自动检定系统及其检定方法。

背景技术

钢卷尺是一种在日常生活中广泛使用的长度计量器具。根据国家钢卷尺计量检定规程，钢卷尺检定过程是：将被检钢卷尺（被检尺）和标准钢卷尺（标准尺）平行放置于检定台上，对被检尺和标准尺末端加载砝码施加额定张紧力，将被检尺和标准尺零位刻度线纹对齐，然后采用被检尺刻度线纹与标准尺刻度线纹进行比对的测量方式。当被检尺长度大于检定台长度时，需要将被检尺分段测量，根据分段数不同，需多次进行零位刻度对齐和加载砝码的操作。

目前常见的钢卷尺检定台读取钢卷尺刻度误差的方式是人工将带光栅位移传感器和读数显微镜的滑车移动到测量位置，通过肉眼将标准尺目标刻度线纹与读数显微镜镜头某一刻度线纹对齐，滑车保持不动，然后微调丝杆，使得读数显微镜上述刻度线纹与被测尺目标线纹对齐，再读取光栅位移传感器在这一过程中的变化量。这种测量方式读取钢卷尺刻度误差过程繁琐，且零位刻度对齐、加载砝码和钢卷尺分段也均由人工完成，劳动量大。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种钢卷尺自动检定系统，其应用时便于实现检定过程中钢卷尺张紧力加卸载和零位对齐，能减轻人工劳动强度，并能提高工作效率和测量精度。本发明还提供了上述钢卷尺自动检定系统的检定方法。

本发明解决上述问题主要通过以下技术方案实现：钢卷尺自动检定系统，包括横向水平支架、零位对齐装置、张紧力加卸载装置及摄像头，所述零位对齐装置、张紧力加卸载装置及摄像头均设置在横向水平支架上，且零位对齐装置和张紧力加卸载装置分别靠近横向水平支架的左右两端；所述零位对齐装置包括精密位移工作台、被检尺压紧机构及标准尺压紧机构，所述标准尺压紧机构设于被检测尺压紧机构前侧，所述被检尺压紧机构设置在精密位移工作台上且由精密位移工作台驱动其左右移位；所述张紧力加卸载装置包括被检尺夹持机构及带动被检尺夹持机构右移对被检尺施加额定张紧力的加载机构。本发明应用时，被检尺一端由被检尺压紧机构压紧，其另一端由被检尺夹持机构夹持，并通过加载机构对被检尺施加额定张紧力；标准尺一端由标准尺压紧机构压紧，其另一端由标准尺加载砝码施加额定张紧力。精密位移工作台带动被检尺压紧机构移位来实现被检尺与标准尺零位对齐，将摄像头移至不同的测点位置采集图像，并根据采集的图像得出被检尺目标刻度误差，即可完成对被检尺的检定。

进一步的，所述精密位移工作台包括第一水平滑块及驱动第一水平滑块横向水平移位的水平驱动机构；所述被检尺压紧机构包括支撑架、直线执行机构、压头及被检工作台，所述支撑架和被检工作台均固定在第一水平滑块上，直线执行机构固定在支撑架上，压头设于被检工作台正上方且由直线执行机构驱动其升降；所述标准尺压紧机构支承标准尺的平台上端面水平高度与被检工作台上端面水平高度相同。如此，本发明应用时，将被检尺放置于被检工作台上，控制直线执行机构向下运动，并由压头压紧被检尺，即可完成被检尺压紧机构对被检尺的固定。

进一步的，所述精密位移工作台还包括法兰和精密位移工作台支承座，所述水平驱动机构包括步进电机和精密传动丝杆，所述精密位移工作台支承座固定在横向水平支架上，所述步进电机通过法兰连接于精密位移工作台支承座左端，所述精密传动丝杆左端与步进电机连接；所述第一水平滑块安装在精密传动丝杆上且由步进电机驱动其横向水平移位。

进一步的，所述张紧力加卸载装置还包括砝码加载机构、横向水平设置的水平滑轨、安装在水平滑轨上的第二水平滑块、分别设于水平滑轨左右两侧的第一定滑轮和第二定滑轮、设于第一定滑轮下方的砝码、以及一端与砝码连接且另一端依次绕过第一定滑轮和第二定滑轮后与第二水平滑块连接的吊绳；所述被检测尺夹持机构包括固定在第二水平滑块上的基板、固定于基板上的夹持电动推杆和固定压块、以及设于固定压块正上方且由夹持电动推杆驱动其升降的移动压块；所述砝码加载机构包括设于砝码正下方的支承板及驱动支承板升降的加载电动推杆；所述第二水平滑块、第一定滑轮、第二定滑轮、砝码、砝码加载机构及吊绳共同构成带动被检尺夹持机构右移对被检尺施加额定张紧力的加载机构。本发明的被检尺夹持机构固定在第二水平滑块上，可以依托水平滑轨沿水平方向横向移位。

进一步的，所述被检尺夹持机构还包括竖直设置的连接块，所述移动压块固定于连接块上端，所述夹持电动推杆通过连接块与移动压块连接。如此，本发明的被检尺夹持机构通过夹持电动推杆带动连接块升降移位来带动移动压块升降。

进一步的，所述被检尺夹持机构还包括连接在连接块上的移动斜面块及设于移动斜面块上方的固定斜面块，所述移动斜面块的右侧面构成左倾的斜面，固定斜面块下端构成有与移动斜面块右侧面匹配的斜面。如此，本发明在砝码卸载过程中，夹持电动推杆将通过连接块带动移动斜面块与固定斜面块接触，能迫使整个被检尺夹持机构沿水平方向自动回位。

进一步的，钢卷尺自动检定系统，还包括被检尺分段装置，所述被检尺分段装置包括设于横向水平支架左端的卷带机构及设于零位对齐装置与张紧力加卸载装置之间的压轮机构，所述卷带机构包括卷带盘及驱动卷带盘转动的卷带电机，所述压轮机构包括固定于横向水平支架上的固定压轮及设于固定压轮正上方的移动压轮，所述固定压轮一侧连接有编码器。本发明在被检尺长度大于被检尺压紧机构与被检尺夹持机构之间的间距时，可将被检尺分段测量，分段时移动压轮向固定压轮移动压紧被检尺，卷带电机带动卷带盘实现对被检尺的拉伸，并由编码器脉冲数计算出被检尺拉伸的距离。

进一步的，钢卷尺自动检定系统，还包括导轨、滑动平台、同步带及驱动同步带转动的摄像头驱动电机，所述导轨横向水平设置且安装于横向水平支架上，所述滑动平台安装于导轨上且连接在同步带上。如此，本发明在测量不同的测点时，可由摄像头驱动电机带动同步带转动，同步带转动时带动滑动平台在导轨上横向水平移位，进而带动摄像头移位。

进一步的，钢卷尺自动检定系统，还包括图像处理系统和运动控制系统，所述图像处理系统和运动控制系统采用上位机及与上位机连接的运动控制器实现，所述精密位移工作台、被检尺压紧机构、被检尺夹持机构及加载机构与运动控制器连接，所述摄像头与上位机连接。如此，本发明在钢卷尺刻度误差测量过程中通过摄像头采集图像，并通过图像处理系统的图像算法，自动利用标准尺刻度进行实时标定，由像素差值计算出被测尺与标准尺的刻度偏移量，钢卷尺自动测量系统执行过程中无需另外标定。本发明在钢卷尺零位对齐过程中，由图像处理系统计算出被检钢卷尺零位误差，通过上位机对误差进行判断是否已经对齐，再由运动控制系统指导精密位移工作台带动被检尺作出相应位移。本发明在砝码自动加载过程中，通过运动控制系统控制砝码加卸载装置完成被检尺张紧力的自动加载与卸载。本发明的零位对齐装置和张紧力加卸载装置两者的动作由运动控制器进行控制，而在本发明配备有被检尺分段装置和摄像头驱动电机时，卷带电机和摄像头驱动电机的动作也受运动控制系统的控制。

钢卷尺自动检定系统的检定方法，包括以下步骤：

步骤一、将标准尺和被检尺平行放置于横向水平支架上方，采用标准尺压紧机构压紧标准尺左端，并在标准尺右端采用标准尺加载砝码施加额定张紧力；采用被检尺压紧机构压紧被检尺左端，采用被检尺夹持机构压紧被检尺右端，并控制加载机构对被测尺施加额定张紧力；

步骤二、将摄像头移动至零点位置，利用摄像头得到被测尺在标准尺零位刻度处的图像，计算出被测尺零位刻度偏移量，再根据计算出的零位刻度偏移量控制精密位移工作台驱动被检尺压紧机构做出相应位移，反复采集图像进行计算并控制被检尺压紧机构移位，直至被检尺与标准尺零位刻度完全对齐；

步骤三、将摄像头移至不同的测点位置采集图像，得出被检尺目标刻度误差。

综上所述，本发明具有以下有益效果：（1）本发明整体结构简单，便于实现，成本低，在本发明应用时，由标准尺压紧机构配备标准尺加载砝码对标准尺进行固定并对标准尺施加额定张紧力，由被检尺压紧机构和被检尺夹持机构对被检尺进行固定，加载机构带动被检尺夹持机构移位对被检尺施加额定张紧力，通过精密位移工作台驱动被检尺压紧机构移位即可实现零位对齐，通过摄像头采集图像，并对采集的图像分析计算即可得出被检尺目标刻度误差。本发明应用时采用机械化的方式实现钢卷尺检定过程中张紧力加卸载和零位对齐，操作便捷，省时省力，能提高施工效率，并能降低人工劳动强度；本发明配备摄像头采集图像，通过分析计算采集的图像得出被检尺目标刻度误差，能保证测量精度。

（2）本发明的张紧力加卸载装置应用时，通过夹持电动推杆推动移动压块压紧被检尺，加载电动推杆放开对砝码的支撑，将砝码重力通过吊绳作用于第二水平滑块，加载到被检尺上，即可完成被检尺张紧力的自动加载；本发明通过加载电动推杆支撑起砝码重量，夹持电动推杆放开对被检尺的夹持，即可完成被检尺张紧力自动卸载。本发明通过夹持电动推杆和加载电动推杆即可实现被检尺的加卸载，操作便捷，省时省力，并能提升加卸载效率。

（3）本发明的张紧力加卸载装置还配备有移动斜面块和固定斜面块，在本发明应用时，在被卷尺张紧力卸载过程中，移动斜面块将在上升过程中与固定斜面块接触，迫使整个被检尺夹持机构沿水平方向自动回位，如此，使本发明应用时便于张紧力多次反复加载。

（4）本发明在配备有图像处理系统和运动控制系统时，通过摄像头和图像处理系统代替人眼读数自动完成被检尺刻度误差的测量，能避免人为读数误差的产生，提高测量精度。本发明在钢卷尺零位对齐过程中和砝码自动加载过程中，通过机械化自动控制的方式替代传统的人工操作的方式，能减轻劳动量，提升工作效率。

附图说明

图1为本发明一个具体实施例的结构示意图；

图2为本发明一个具体实施例中零位对齐装置的结构示意图；

图3为图2中精密位移工作台的结构示意图；

图4为图2中被检尺压紧机构的结构示意图；

图5为本发明一个具体实施例中张紧力加卸载装置的结构示意图；

图6为图5中被检尺夹持机构的结构示意图；

图7为图5中砝码加载机构的结构示意图；

图8为本发明一个具体实施例的电气系统框图；

图9为本发明一个具体实施例的控制流程图。

附图中附图标记所对应的名称为：1、横向水平支架，2、零位对齐装置，21、精密位移工作台，211、步进电机，212、法兰，213、精密传动丝杆，214、精密位移工作台支承座，215、第一水平滑块，22、被检尺压紧机构，221、支撑架，222、直线执行机构，223、连接杆，224、压头，225、被检工作台，23、标准尺压紧机构，231、标准尺固定底座，232、旋钮螺杆，24、靠位台，25、零位对齐装置底座，3、张紧力加卸载装置，31、被检尺夹持机构，311、基板，312、夹持电动推杆，313、连接块，314、轨道定位块，315、移动压块，316、固定压块，317、移动斜面块，318、固定斜面块，32、水平滑轨，33、第二水平滑块，34、第一定滑轮，35、第二定滑轮，36、砝码，37、砝码加载机构，371、加载电动推杆，372、固定座，373、定位板，374、砝码容器，375、竖直滑块，376、竖直导轨，377、支承板，38、吊绳，4、被检尺分段装置，41、卷带机构，42、压轮机构，5、尺盒夹持装置，51、移动夹持机构，52、固定夹持机构，6、标准尺，7、导轨，8、滑动平台，9、摄像头驱动电机，10、同步带，11、摄像头。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本发明做进一步地的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1：

如图1、图2及图5所示，钢卷尺自动检定系统，包括横向水平支架1、零位对齐装置2、张紧力加卸载装置3及摄像头11，其中，零位对齐装置2、张紧力加卸载装置3及摄像头11均设置在横向水平支架1上，且零位对齐装置2和张紧力加卸载装置3分别靠近横向水平支架1的左右两端。本实施例的零位对齐装置2包括精密位移工作台21、被检尺压紧机构22、标准尺压紧机构23及零位对齐装置底座25，其中，精密位移工作台21、被检尺压紧机构22及标准尺压紧机构23均固定在零位对齐装置底座25上，零位对齐装置2通过其零位对齐装置底座25固定在横向水平支架1上，标准尺压紧机构23设于被检测尺压紧机构22前侧，被检尺压紧机构22设置在精密位移工作台21上且由精密位移工作台21驱动其左右移位。本实施例的张紧力加卸载装置3包括被检尺夹持机构31及带动被检尺夹持机构31右移对被检尺施加额定张紧力的加载机构。

本实施例的钢卷尺自动检定系统的检定方法，包括以下步骤：步骤一、将标准尺6和被检尺平行放置于横向水平支架1上方，采用标准尺压紧机构23压紧标准尺6左端，并在标准尺6右端采用标准尺加载砝码施加额定张紧力；采用被检尺压紧机构22压紧被检尺左端，采用被检尺夹持机构31压紧被检尺右端，并控制加载机构对被测尺施加额定张紧力。步骤二、将摄像头11移动至零点位置，利用摄像头11得到被测尺在标准尺6零位刻度处的图像，计算出被测尺零位刻度偏移量，再根据计算出的零位刻度偏移量控制精密位移工作台21驱动被检尺压紧机构22做出相应位移，反复采集图像进行计算并控制被检尺压紧机构22移位，直至被检尺与标准尺6零位刻度完全对齐。步骤三、将摄像头11移至不同的测点位置采集图像，得出被检尺目标刻度误差。

实施例2：

如图2、图3及图4所示，本实施例在实施例1的基础上做出了如下进一步限定：本实施例的精密位移工作台21包括第一水平滑块215及驱动第一水平滑块215横向水平移位的水平驱动机构。被检尺压紧机构22包括支撑架221、直线执行机构222、连接杆223、压头224及被检工作台225，支撑架221和被检工作台225均固定在第一水平滑块215上，直线执行机构222固定在支撑架221上，压头224设于被检工作台225正上方且通过连接杆223与直线执行机构222连接，并由直线执行机构222驱动其升降，本实施例中标准尺压紧机构23支承标准尺的平台上端面水平高度与被检工作台225上端面水平高度相同。

本实施例应用时，将被检尺放置于被检工作台225，控制直线执行机构222向下运动，直线执行机构222带动压头224压紧在被检尺上，当被检尺与标准尺6零位不对齐时，控制水平驱动机构带动第一水平滑块215水平移位，进而带动被检尺压紧机构22及其上固定的钢卷尺水平移位，以实现被检尺与标准尺6的零位对齐。

实施例3：

本实施例在实施例2的基础上做出了如下进一步限定：本实施例的精密位移工作台21还包括法兰212和精密位移工作台支承座214，本实施例的精密工作台21具体通过其精密位移工作台支承座214固定在零位对齐装置底座25上，水平驱动机构包括步进电机211和精密传动丝杆213，步进电机211通过法兰212连接于精密位移工作台支承座214左端，精密传动丝杆213左端与步进电机211连接。本实施例的第一水平滑块215安装在精密传动丝杆213上，并由步进电机211驱动其横向水平移位。本实施例在具体实施时，第一水平滑块215构成有贯穿其左右端面且与精密传动丝杆213螺纹匹配的螺纹孔，第一水平滑块215通过精密传动丝杆213穿过其螺纹孔安装在精密传动丝杆213上，为了保证步进电机211带动精密传动丝杆213转动时第一水平滑块215横向水平移位，本实施例的精密位移工作台支承座214构成有横向水平设置的水平导向限位槽，第一水平滑块215底部构成有与水平导向限位槽大小、形状匹配且嵌入水平导向限位槽内的水平导向块，如此，本实施例应用时，能避免第一水平滑块215移位时出现翻转。

实施例4：

本实施例在实施例1～实施例3中任意一个实施例的基础上做出了如下进一步限定：本实施例的标准尺压紧机构23包括标准尺固定底座231和旋钮螺杆232，其中，标准尺固定底座231固定于零位对齐装置底座25上，其构成有贯穿其左右端面的定位口，标准尺固定底座231位于定位口顶部的部分构成有竖直设置的定位螺孔，旋钮螺杆232穿过该定位螺孔。本实施例中定位口内底部为标准尺压紧机构23支承标准尺6的平台上端面，本实施例在具体设置时，为了便于标准尺6嵌入定位口内，定位口的开口延伸至标准尺固定底座231后侧。

如此，本实施例应用时，将标准尺6穿过定位口，旋转旋钮螺杆232使其下端下压在标准尺6上，即可完成对标准尺6的固定。

实施例5：

本实施例在实施例1～实施例4中任意一个实施例的基础上做出了如下进一步限定：本实施例还包括固定于零位对齐装置底座25上的靠位台24，其中，靠位台24设于被检尺压紧机构22和标准尺压紧机构23两者的右侧，靠位台5纵向水平设置且其上端面上凸构成有限位凸起，限位凸起位于被检尺与标准尺两者的中央部位。本实施例在对被检尺和标准尺6进行固定时，被检尺和标准尺6两者均有一侧紧靠在靠位台24上。本实施例在应用时，将被检尺和标准尺6的零位均设于靠位台24的正上方，在零位对齐时设置更加规律，在多次检定时能提升对零效率。

实施例6：

如图5、图6及图7所示，本实施例在实施例1～实施例5中任意一个实施例的基础上做出了如下进一步限定：本实施例的张紧力加卸载装置3还包括砝码加载机构37、横向水平设置的水平滑轨32、安装在水平滑轨32上的第二水平滑块33、分别设于水平滑轨32左右两侧的第一定滑轮34和第二定滑轮35、设于第一定滑轮34下方的砝码36、以及一端与砝码36连接且另一端依次绕过第一定滑轮34和第二定滑轮35后与第二水平滑块33连接的吊绳38。本实施例的被检测尺夹持机构31包括固定在第二水平滑块33上的基板311、固定于基板311上的夹持电动推杆312和固定压块316、以及设于固定压块316正上方且由夹持电动推杆312驱动其升降的移动压块315。本实施例的砝码加载机构37包括设于砝码36正下方的支承板377及驱动支承板377升降的加载电动推杆371。本实施例的第二水平滑块33、第一定滑轮34、第二定滑轮35、砝码36、砝码加载机构37及吊绳38共同构成带动被检尺夹持机构31右移对被检尺施加额定张紧力的加载机构。本实施例的第一定滑轮34和第二定滑轮35安装在横向水平支架1上，为了取材便捷，吊绳38采用钢绳实现。

本实施例在实现钢卷尺张紧力自动加卸载具体包括如下步骤：将被检尺放置于固定压块316上，操作夹持电动推杆312向下运动，带动移动压块315将被检尺夹持于移动压块315与固定压块316之间，操作加载电动推杆371向下运动，放开对砝码36的支撑，砝码36重力通过吊绳38作用于第二水平滑块33，加载到被检尺上，完成被检尺张紧力自动加载；操作加载电动推杆371向上运动，支撑起砝码36重量，再操作夹持电动推杆312向上运动，将移动压块315移开固定压块316表面，放开对被检尺的夹持，即完成被检尺张紧力自动卸载。

实施例7：

本实施例在实施例6的基础上做出了如下进一步限定：本实施例的被检尺夹持机构31还包括竖直设置的连接块313，移动压块315固定于连接块313上端，夹持电动推杆312通过连接块313与移动压块315连接。如此，本实施例应用时，由夹持电动推杆312驱动连接块313升降，连接块313再带动移动压块315升降。

实施例8：

本实施例在实施例7的基础上做出了如下进一步限定：本实施例的被检尺夹持机构31还包括移动斜面块317和固定斜面块318，其中，移动斜面块317连接在连接块313上，固定斜面块318设于移动斜面块317上方并安装固定在横向水平支架1上。本实施例的移动斜面块317的右侧面构成左倾的斜面，固定斜面块318下端构成有与移动斜面块317右侧面匹配的斜面。

本实施例在实现被检尺张紧力的卸载时，在被检尺张紧力自动卸载过程中，移动斜面块317将在上升过程中与固定斜面块318接触，迫使整个被检尺夹持机构31沿水平方向自动回位。

实施例9：

本实施例在实施例6～实施例8中任意一个实施例的基础上做出了如下进一步限定：本实施例的被检尺夹持机构31还包括轨道定位块314，轨道定位块314固定在基板311上，本实施例的连接块313左右两侧均安装有轨道定位块314且由轨道定位块314对其进行左右限位。如此，本实施例的连接块313在轨道定位块314的限位作用下，其只能沿竖直方向运动。本实施例的竖直滑块375定位于竖直导轨376上，可依托竖直导轨376沿竖直方向移动，在竖直导轨376和竖起滑块375的作用下，能保证支承板377平稳升降。

实施例10：

本实施例在实施例6～实施例9中任意一个实施例的基础上做出了如下进一步限定：本实施例的砝码加载机构37还包括固定座372、定位板373、砝码容器374及竖直滑块375，其中，固定座372固定在定位板373上，加载电动推杆371安装在固定座372上，砝码容器374设置在支承板377上。本实施例的定位板373构成有竖直设置的竖直导轨376，竖直滑块375安装在竖直导轨376上且与支承板377连接。本实施例应用时，砝码36可装载于砝码容器374内，如此，能避免本实施例应用时砝码36出现较大的晃动。

实施例11：

本实施例在实施例1～实施例10中任意一个实施例的基础上做出了如下进一步限定：本实施例还包括被检尺分段装置4，其中，被检尺分段装置4包括设于横向水平支架1左端的卷带机构41及设于零位对齐装置2与张紧力加卸载装置3之间的压轮机构42，其中，卷带机构41包括卷带盘及驱动卷带盘转动的卷带电机，压轮机构42包括固定于横向水平支架1上的固定压轮及设于固定压轮正上方的移动压轮，固定压轮一侧连接有编码器。本实施例进行被检尺自动分段时，移动压轮向固定压轮移动压紧被检尺，卷带电机带动卷带盘实现对被检尺的拉伸，由编码器脉冲数计算出被检尺拉伸的距离。

实施例12：

本实施例在实施例1～实施例11中任意一个实施例的基础上做出了如下进一步限定：本实施例还包括导轨7、滑动平台8、同步带10及驱动同步带10转动的摄像头驱动电机9，导轨7横向水平设置且安装于横向水平支架1上，滑动平台8安装于导轨7上且连接在同步带10上。本实施例应用时，可由摄像头驱动电机9驱动同步带10转动，同步带10带动滑动平台8在导轨7上横向水平移位，进而实现摄像头11横向水平移位。

实施例13：

本实施例在实施例1～实施例12中任意一个实施例的基础上做出了如下进一步限定：本实施例还包括尺盒夹持装置5，其中，尺盒夹持装置5包括移动夹持机构51和固定夹持机构52，移动夹持机构51包括第三水平滑块及安装在第三水平滑块上的第一夹具，固定夹持机构52包括三维调节机构及安装在三维调节机构上的第二夹具。本实施例的尺盒夹持装置5用于夹持被检尺的尺盒，移动夹持机构51主要针对小型钢卷尺设计，可根据钢卷尺长度沿平行于标准尺的导轨移动；固定夹持机构52中的三维调节机构是三个直线模组沿XYZ方向拼接而成，可以适应不同形状的钢卷尺尺盒。

实施例14：

如图8所示，本实施例在实施例1～实施例13中任意一个实施例的基础上做出了如下进一步限定：本实施例还包括图像处理系统和运动控制系统，其中，图像处理系统和运动控制系统采用上位机及与上位机连接的运动控制器实现，精密位移工作台21、被检尺压紧机构22、被检尺夹持机构31及加载机构与运动控制器连接，摄像头11与上位机连接。本实施例的图像处理系统配备有图像处理程序，图像处理程序核心为钢卷尺刻度误差自动测量算法，包括像素标定和误差计算两个部分，钢卷尺图像在处理过程中图像处理程序利用标准尺刻度进行实时像素标定，再结合标准尺目标刻度和被测尺目标刻度像素差值计算出被测尺和标准尺刻度偏移量。本实施例在配备有摄像头驱动电机9和卷带电机时，摄像头驱动电机9和卷带电机也与运动控制器连接。

如图9所示，本实施例的钢卷尺检定方法具体包括以下步骤：步骤1、初始化图像处理系统和运动控制系统；步骤2、安装标准尺6和被检尺；步骤3、被检尺参数设定；步骤4、被检尺张紧力自动加载；步骤5、被检尺零位刻度线纹自动对齐；步骤6、判断是否已对齐零位，若是则进入下一步骤，否则返回步骤5；步骤7、依次测量被被检尺目标刻度误差；步骤8、判断在目前检定台长度内，是否测量完毕，若是则进入步骤10，否则进入步骤9；步骤9、依次进行被检尺张紧力卸载、放开对被检尺的夹持、钢卷尺自动分段及被检尺尺带压紧后进行步骤4的操作；步骤10、生成检定报告和钢卷尺误差曲线图，并结束检定。本实施例中步骤3的具体操作步骤为：在上位机中输入被检尺信息，并根据需求设定被测点位置。本实施例中步骤5的具体操作步骤为：由运动控制系统控制零位对齐装置2的精密位移工作台21带动被检尺移位，直到被检尺与标准尺6零位刻度完全对齐，其中，在经过步骤6判断后，精密位移工作台21带动被检尺根据步骤6得到的零位刻度偏移量做出相应位移。本实施例中步骤6的具体操作步骤为：摄像头11移动到零点位置，利用摄像头11得到被测尺在标准尺6零位刻度处的图像，由图像处理系统计算出被测尺零位刻度偏移量，并根据偏移量判断是否已对齐。本实施例在实施步骤7时，运动控制系统根据设定的被测点位置，将摄像头11依次移动到对应位置，摄像头11依次将对应采集图像发送至上位机，上位机通过图像处理系统利用钢卷尺刻度误差自动测量算法得出被检钢卷尺目标刻度误差。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的技术方案下得出的其他实施方式，均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.钢卷尺自动检定系统，其特征在于，包括横向水平支架（1）、零位对齐装置（2）、张紧力加卸载装置（3）及摄像头（11），所述零位对齐装置（2）、张紧力加卸载装置（3）及摄像头（11）均设置在横向水平支架（1）上，且零位对齐装置（2）和张紧力加卸载装置（3）分别靠近横向水平支架（1）的左右两端；所述零位对齐装置（2）包括精密位移工作台（21）、被检尺压紧机构（22）及标准尺压紧机构（23），所述标准尺压紧机构（23）设于被检测尺压紧机构（22）前侧，所述被检尺压紧机构（22）设置在精密位移工作台（21）上且由精密位移工作台（21）驱动其左右移位；所述张紧力加卸载装置（3）包括被检尺夹持机构（31）及带动被检尺夹持机构（31）右移对被检尺施加额定张紧力的加载机构。

2.根据权利要求1所述的钢卷尺自动检定系统，其特征在于，所述精密位移工作台（21）包括第一水平滑块（215）及驱动第一水平滑块（215）横向水平移位的水平驱动机构；所述被检尺压紧机构（22）包括支撑架（221）、直线执行机构（222）、压头（224）及被检工作台（225），所述支撑架（221）和被检工作台（225）均固定在第一水平滑块（215）上，直线执行机构（222）固定在支撑架（221）上，压头（224）设于被检工作台（225）正上方且由直线执行机构（222）驱动其升降；所述标准尺压紧机构（23）支承标准尺的平台上端面水平高度与被检工作台（225）上端面水平高度相同。

3.根据权利要求2所述的钢卷尺自动检定系统，其特征在于，所述精密位移工作台（21）还包括法兰（212）和精密位移工作台支承座（214），所述水平驱动机构包括步进电机（211）和精密传动丝杆（213），所述精密位移工作台支承座（214）固定在横向水平支架（1）上，所述步进电机（211）通过法兰（212）连接于精密位移工作台支承座（214）左端，所述精密传动丝杆（213）左端与步进电机（211）连接；所述第一水平滑块（215）安装在精密传动丝杆（213）上且由步进电机（211）驱动其横向水平移位。

4.根据权利要求1所述的钢卷尺自动检定系统，其特征在于，所述张紧力加卸载装置（3）还包括砝码加载机构（37）、横向水平设置的水平滑轨（32）、安装在水平滑轨（32）上的第二水平滑块（33）、分别设于水平滑轨（32）左右两侧的第一定滑轮（34）和第二定滑轮（35）、设于第一定滑轮（34）下方的砝码（36）、以及一端与砝码（36）连接且另一端依次绕过第一定滑轮（34）和第二定滑轮（35）后与第二水平滑块（33）连接的吊绳（38）；所述被检测尺夹持机构（31）包括固定在第二水平滑块（33）上的基板（311）、固定于基板（311）上的夹持电动推杆（312）和固定压块（316）、以及设于固定压块（316）正上方且由夹持电动推杆（312）驱动其升降的移动压块（315）；所述砝码加载机构（37）包括设于砝码（36）正下方的支承板（377）及驱动支承板（377）升降的加载电动推杆（371）；所述第二水平滑块（33）、第一定滑轮（34）、第二定滑轮（35）、砝码（36）、砝码加载机构（37）及吊绳（38）共同构成带动被检尺夹持机构（31）右移对被检尺施加额定张紧力的加载机构。

5.根据权利要求4所述的钢卷尺自动检定系统，其特征在于，所述被检尺夹持机构（31）还包括竖直设置的连接块（313），所述移动压块（315）固定于连接块（313）上端，所述夹持电动推杆（312）通过连接块（313）与移动压块（315）连接。

6.根据权利要求5所述的钢卷尺自动检定系统，其特征在于，所述被检尺夹持机构（31）还包括连接在连接块（313）上的移动斜面块（317）及设于移动斜面块（317）上方的固定斜面块（318），所述移动斜面块（317）的右侧面构成左倾的斜面，固定斜面块（318）下端构成有与移动斜面块（317）右侧面匹配的斜面。

7.根据权利要求1所述的钢卷尺自动检定系统，其特征在于，还包括被检尺分段装置（4），所述被检尺分段装置（4）包括设于横向水平支架（1）左端的卷带机构（41）及设于零位对齐装置（2）与张紧力加卸载装置（3）之间的压轮机构（42），所述卷带机构（41）包括卷带盘及驱动卷带盘转动的卷带电机，所述压轮机构（42）包括固定于横向水平支架（1）上的固定压轮及设于固定压轮正上方的移动压轮，所述固定压轮一侧连接有编码器。

8.根据权利要求1所述的钢卷尺自动检定系统，其特征在于，还包括导轨（7）、滑动平台（8）、同步带（10）及驱动同步带（10）转动的摄像头驱动电机（9），所述导轨（7）横向水平设置且安装于横向水平支架（1）上，所述滑动平台（8）安装于导轨（7）上且连接在同步带（10）上。

9.根据权利要求1～8中任意一项所述的钢卷尺自动检定系统，其特征在于，还包括图像处理系统和运动控制系统，所述图像处理系统和运动控制系统采用上位机及与上位机连接的运动控制器实现，所述精密位移工作台（21）、被检尺压紧机构（22）、被检尺夹持机构（31）及加载机构与运动控制器连接，所述摄像头（11）与上位机连接。

10.钢卷尺自动检定系统的检定方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、将标准尺（6）和被检尺平行放置于横向水平支架（1）上方，采用标准尺压紧机构（23）压紧标准尺（6）左端，并在标准尺（6）右端采用标准尺加载砝码施加额定张紧力；采用被检尺压紧机构（22）压紧被检尺左端，采用被检尺夹持机构（31）压紧被检尺右端，并控制加载机构对被测尺施加额定张紧力；

步骤二、将摄像头（11）移动至零点位置，利用摄像头（11）得到被测尺在标准尺（6）零位刻度处的图像，计算出被测尺零位刻度偏移量，再根据计算出的零位刻度偏移量控制精密位移工作台（21）驱动被检尺压紧机构（22）做出相应位移，反复采集图像进行计算并控制被检尺压紧机构（22）移位，直至被检尺与标准尺（6）零位刻度完全对齐；

步骤三、将摄像头（11）移至不同的测点位置采集图像，得出被检尺目标刻度误差。