CN105259178A - 一种剪切类线性痕迹激光检测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种剪切类线性痕迹激光检测系统，剪切类线性痕迹激光检测系统的仪器部件装置于减震台上，保障了精密测量必要的稳定条件；多功能载物台的平移、旋转和升降，实现了载物台上的承载体快速地空间位置调节和定位；电控角度位移台可以实现电控角度位移台上的一个平面在±15°内任意方向倾斜角度调节；显微镜装置主要把截面上微小痕迹放大并传输至计算机显示，通过控制高精度激光位移传感器和精密电动滑台，检测和提取截面上微小痕迹的特征。本发明提出一种剪切类线性痕迹激光检测系统，采用高精度激光测距技术与巧妙的光学成像相结合，实现对截面痕迹的高精度检测；本发明适用于剪切类线性痕迹的激光检测。
Description
技术领域
本发明涉及一种剪切类线性痕迹激光检测系统，属于警用设备创新技术领域。
背景技术
随着我国高速铁路的飞速发展，铁路沿线各类切割偷盗通信电缆、贯通地线的案件呈逐年上升的趋势，此类犯罪对高铁运输安全造成极大的隐患，是铁路公安机关重点打击对象。剪切类工具造成的线性痕迹是铁路沿线盗割案件中最常出现的一种痕迹，其具有不易破坏、难以伪装、出现率高，鉴定价值好等特点，对于认定案件性质，确定作案工具，证实犯罪嫌疑人具有重要意义。国内外的工具痕迹专家对于线性痕迹间的比对检验，多利用显微镜肉眼观察的方式对线性痕迹进行人为比对，以判断线缆（承痕体）断头表面粗大连贯线条间的吻合程度，工作量巨大且主观性较高，往往无法作为呈堂证供。
近年来兴起的单点激光位移测试方法，在工业测试领域得到了广泛的应用，其具有不损坏被测物体表面、不受光线环境影响、精度高、数据文件体积小、频响特性好等优于其他测量方式的特点。对于剪切类线性痕迹粗大连贯线条细节的非接触式精准测量是非常有效的。因此研究开发一套剪切类线性痕迹激光检测系统是非常必要的。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种立体足迹定量测试分析系统装置，可以有效完成足迹检材的采集、存储和分析处理；同时，整个系统的主体装置采用自动化控制系统，安全可靠，操作简便易学，操作人员只需坐在配套的处理终端计算机前就可完成整个标本的数字化测绘、存储和分析等工作，无需专业培训，大大降低了立体足迹定量测试分析系统的使用门槛，提高取证分析的效率。
为了达到上述目的，本发明提出如下技术方案：
一种剪切类线性痕迹激光检测系统，包括底座1、减震板2、多功能载物台3、横向电控角度位移台4、纵向电控角度位移台5、中心位置参考板6、截头挟持器7、镀反光膜的透光镜8、高精度激光位移传感器9、显微镜移动台10、显微镜11、侧光灯12、纵向电动滑台13和横向电动滑台14，底座1和减震板2构成减震台，其余部件装置于减震台上；所述的多功能载物台3为可平移、旋转和升降结构，中心位置参考板6、截头挟持器7通过横向电控角度位移台4、纵向电控角度位移台5固定在多功能载物台3上，横向电控角度位移台4和纵向电控角度位移台5重叠并相互垂直，显微镜11固定在显微镜移动台10上，高精度激光位移传感器9安装于纵向电动滑台13，纵向电动滑台13和横向电动滑台14垂直连接，显微镜装置由镀反光膜的透光镜8、显微镜移动台10、显微镜11和侧光灯12组成；显微镜装置主要把截面上微小痕迹放大并传输至计算机显示，通过控制高精度激光位移传感器9和精密电动滑台，检测和提取截面上微小痕迹的特征。
进一步，所述的减震台主要由底座1和减震板2组成，可以使仪器在精确运转中减少外界的震动带来的干扰。
进一步，所述的多功能载物台3在水平方向上可以进行前后左右的快速移动调节，并且可以做360°旋转，在垂直方向上可以升降调节载物台的高度。其主要作用是使载物台上的被测量截头快速地空间位置调节和定位，以满足测量需要。
进一步，所述的电控角度位移台主要由横向电控角度位移台4和纵向电控角度位移台5重叠并相互垂直安装组成，可以使相垂直的两轴在±15°内旋转调节角度，实现电控角度位移台上的一个平面在±15°内任意方向倾斜角度调节。主要作用在于承载被检测物体，并精准调节检测截面与高精度激光位移传感器9移动平面保持平行。
进一步，所述的显微镜装置由镀反光膜的透光镜8、显微镜移动台10、显微镜11和侧光灯12组成。镀反光膜的透光镜8置于被测截面和高精度激光位移传感器9之间，既要使测量的激光能够穿透到截面并返回，不影响测量结果，又要能反射截面的散光，使显微镜头能捕捉到截面清晰的镜像，经过显微镜镜筒后放大，在后端的电子目镜摄像头转换成清晰的图像，并传输到计算中进行显示。其中显微镜11由镜筒和电子目镜摄像头19组成，镜筒上可以调节放大倍数，电子目镜摄像头19采用的是CCD成像方式的摄像头，计算机通过RS232接口与电子目镜摄像头19相连，对其进行控制和数据传输。所述的侧光灯12上设有光亮度调节旋钮，对光亮度进行调节。
进一步，所述的显微镜移动台10设有装步进电机和旋钮，通过旋钮控制步进电机，电动控制调节显微镜移动台10的移动，通过调节镜头与截面镜像的距离来调节焦距，使捕捉到最清晰的图像。
进一步，所述的显微镜头11由手动旋动调节放大倍数，设有加装步进电机和旋钮，通过旋钮控制步进电机，电动控制显微镜头11放大倍数的调节。
进一步，所述的高精度激光位移传感器9采用的是CD33-L50-422型号的高精度激光位移传感器，其检测距离为47.3mm，检测范围为±5mm，分辨率为2.5μm。高精度激光位移传感器9安装于纵向电动滑台13，使其可以在纵向上精确移动，检测截面上微小的痕迹，并将量化的数据传回计算机分析和存储。
本发明的优点和积极效果：
本发明提出一种剪切类线性痕迹激光检测系统，采用高精度激光测距技术与巧妙的光学成像相结合，实现对截面痕迹的高精度检测，对于细微痕迹的提取和鉴定相比于传统方法有着明显优势，可进行量化分析和存储；同时，整个系统的主体装置采用自动化控制系统，安全可靠，操作简便易学，操作人员只需坐在配套的处理终端计算机前就可完成整个标本的数字化测绘、存储和分析等工作，无需专业培训，大大降低了立体足迹定量测试分析系统的使用门槛，提高取证分析的效率。本发明适用于剪切类线性痕迹的激光检测。
附图说明
图1为本发明的机械结构图；
图2为本发明的控制系统框图；
图3为本发明的机械结构图正视图；
图4为本发明的机械结构图左视图；
图5为本发明的机械结构图俯视图。
图中：1-底座、2-减震板、3-多功能载物台、4-横向电控角度位移台、5-纵向电控角度位移台、6-中心位置参考板、7-截头挟持器、8-镀反光膜的透光镜、9-高精度激光位移传感器、10-显微镜移动台、11-显微镜头、12-侧光灯、13-纵向电动滑台、14-横向电动滑台、15-计算机、16-控制器、17-电动滑台、18-电控角度位移台、19-电子目镜摄像头。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例和附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示：一种剪切类线性痕迹激光检测系统，包括底座1、减震板2、多功能载物台3、横向电控角度位移台4、纵向电控角度位移台5、中心位置参考板6、截头挟持器7、镀反光膜的透光镜8、高精度激光位移传感器9、显微镜移动台10、显微镜11、侧光灯12、纵向电动滑台13和横向电动滑台14。本发明的所有仪器部件装置于减震台上，保障了精密测量必要的稳定条件；多功能载物台3的平移、旋转和升降，实现了载物台上的承载体快速地空间位置调节和定位；中心位置参考板6、截头挟持器7通过横向电控角度位移台4、纵向电控角度位移台5固定在多功能载物台3上，电控角度位移台包括电控角度位移台4和纵向电控角度位移台5，可以实现电控角度位移台上的一个平面在±15°内任意方向倾斜角度调节；显微镜装置主要把截面上微小痕迹放大并传输至计算机显示，通过控制高精度激光位移传感器9和精密电动滑台，检测和提取截面上微小痕迹的特征。
所述的减震台主要由底座1和减震板2组成，可以使仪器在精确运转中减少外界的震动带来的干扰。所述的多功能载物台3在水平方向上可以进行前后左右的快速移动调节，并且可以做360°旋转，在垂直方向上可以升降调节载物台的高度。其主要作用是使载物台上的被测量截头快速地空间位置调节和定位，以满足测量需要。所述的电控角度位移台主要由横向电控角度位移台4和纵向电控角度位移台5重叠并相互垂直安装组成，可以使相垂直的两轴在±15°内旋转调节角度，实现电控角度位移台上的一个平面在±15°内任意方向倾斜角度调节。主要作用在于承载被检测物体，并精准调节检测截面与高精度激光位移传感器9移动平面保持平行。所述的显微镜装置由镀反光膜的透光镜8、显微镜移动台10、显微镜11和侧光灯12组成。镀反光膜的透光镜8置于被测截面和高精度激光位移传感器9之间，既要使测量的激光能够穿透到截面并返回，不影响测量结果，又要能反射截面的散光，使显微镜头能捕捉到截面清晰的镜像，经过显微镜镜筒后放大，在后端的电子目镜摄像头转换成清晰的图像，并传输到计算中进行显示。其中显微镜11由镜筒和电子目镜摄像头19组成，镜筒上可以调节放大倍数，电子目镜摄像头19采用的是CCD成像方式的摄像头，计算机通过RS232接口即可进控制和数据传输。其中显微镜移动台10主要是调节镜头与截面镜像的距离来调节焦距，使捕捉到最清晰的图像。所述的高精度激光位移传感器9采用的是CD33-L50-422型号的高精度激光位移传感器，其检测距离为47.3mm，检测范围为±5mm，分辨率为2.5μm。高精度激光位移传感器9安装于纵向电动滑台13，使其可以在纵向上精确移动，检测截面上微小的痕迹，并将量化的数据传回计算机分析和存储。
如图2所示：包括计算机15、控制器16、电动滑台17、电控角度位移台18、高精度激光位移传感器9、电子目镜摄像头19。计算机15通过USB与控制器16通讯，控制器16接收计算机15的指令信号，对电动滑台17、电控角度位移台18进行控制；高精度激光位移传感器9与计算机15通讯，高精度激光位移传感器9为计算机15提供被测物截面高精度痕迹数据；电子目镜摄像头19为计算机提供被测截面放大后的高清图像，进行分析和处理，并可辅助激光检测的控制。
所述的控制器16主要采用增强型51单片机STC12C5A60S2作为核心控制芯片，集成了RS232转TTL功能，通过USB转RS232接口线实现控制器2与计算机1的通讯，进行指令与数据的传输；实现了对电动滑台3滑台位置和速度的高精度控制；实现了对电控角度位移台18偏转角度的高精度控制。所述的电动滑台17为含滑块的滚珠丝杠直线导轨加装有42步两相步进电机，丝杠规格为1204即丝杠直径12mm导程4mm，水平载重为50kg，往复精度为0.01mm。其主要作用在于装载高精度激光位移传感器9，控制高精度激光位移传感器9前后左右位置的精确移动。所述的电控角度位移台18为蜗轮副驱动，滚珠配合环形钢导轨运动，提供旋转角度调节。加装有42步两相步进电机和检测最大角度的霍尔传感器，实现电控角度调节并能有效防止超出旋转角度的有效范围。其电控角度位移台18的主要作用在于承载被检测物体，并精准调节检测截面与高精度激光位移传感器9移动平面保持平行。所述的高精度激光位移传感器9作用是当检测截面放置于高精度激光位移传感器9测量范围内时，就能测量高精度激光位移传感器到检测截面的距离，随着高精度激光位移传感器9在检测截面上方平行移动，就能把激光所照射到检测截面的痕迹的的凸凹程度进行量化，并将量化的数据传输到分析系统分析。所述的电子目镜摄像头19采用CCD技术成像的高清目镜摄像头19，可通过RS232接口向计算机1传输高清图像。
本发明提采用高精度激光测距技术与巧妙的光学成像相结合，实现对截面痕迹的高精度检测，对于细微痕迹的提取和鉴定相比于传统方法有着明显优势，可进行量化分析和存储；同时，整个系统的主体装置采用自动化控制系统，安全可靠，操作简便易学，操作人员只需坐在配套的处理终端计算机前就可完成整个标本的数字化测绘、存储和分析等工作，无需专业培训，大大降低了立体足迹定量测试分析系统的使用门槛，提高取证分析的效率。本发明适用于剪切类线性痕迹的激光检测。
最终，以上实施例和附图仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。
Claims (8)
1.一种剪切类线性痕迹激光检测系统，其特征在于：包括底座（1）、减震板（2）、多功能载物台（3）、横向电控角度位移台（4）、纵向电控角度位移台（5）、中心位置参考板（6）、截头挟持器（7）、镀反光膜的透光镜（8）、高精度激光位移传感器（9）、显微镜移动台（10）、显微镜头（11）、侧光灯（12）、纵向电动滑台（13）和横向电动滑台（14），其中，底座（1）和减震板（2）构成减震台，其余部件装置于减震台上；所述的多功能载物台（3）为可平移、旋转和升降结构，中心位置参考板（6）、截头挟持器（7）通过横向电控角度位移台（4）、纵向电控角度位移台（5）固定在多功能载物台（3）上，横向电控角度位移台（4）和纵向电控角度位移台（5）重叠并相互垂直，显微镜（11）固定在显微镜移动台（10）上，高精度激光位移传感器（9）安装于纵向电动滑台（13），纵向电动滑台（13）和横向电动滑台（14）垂直连接，显微镜装置由镀反光膜的透光镜（8）、显微镜移动台（10）、显微镜（11）和侧光灯（12）组成。
2.根据权利要求1所述的一种剪切类线性痕迹激光检测系统，其特征在于：所述的减震台主要由底座（1）和减震板（2）组成。
3.根据权利要求1所述的一种剪切类线性痕迹激光检测系统，其特征在于：所述的多功能载物台（3）在水平方向上可以进行前后左右的快速移动调节，并可360°旋转，在垂直方向上可以升降调节载物台的高度。
4.根据权利要求1所述的一种剪切类线性痕迹激光检测系统，其特征在于：电控角度位移台主要由横向电控角度位移台（4）和纵向电控角度位移台（5）重叠并相互垂直安装组成，可以使相垂直的两轴在±15°内旋转调节角度，实现电控角度位移台上的一个平面在±15°内任意方向倾斜角度调节。
5.根据权利要求1所述的一种剪切类线性痕迹激光检测系统，其特征在于：所述的显微镜装置由镀反光膜的透光镜（8）、显微镜移动台（10）、显微镜头（11）和侧光灯（12）组成，镀反光膜的透光镜（8）置于被测截面和高精度激光位移传感器（9）之间，显微镜头（11）由镜筒和电子目镜摄像头（19）组成，电子目镜摄像头（19）采用CCD成像方式摄像头，计算机通过RS232接口与电子目镜摄像头（19）相连，对其进行数据传输和控制，所述的侧光灯（12）上设有光亮度调节旋钮。
6.根据权利要求1所述的一种剪切类线性痕迹激光检测系统，其特征在于：所述的显微镜移动台（10）设有装步进电机和旋钮，通过旋钮控制步进电机，电动控制调节显微镜移动台（10）的移动，通过调节镜头与截面镜像的距离来调节焦距，使捕捉到最清晰的图像。
7.根据权利要求1所述的一种剪切类线性痕迹激光检测系统，其特征在于：所述的显微镜头（11）由手动旋动调节放大倍数，设有加装步进电机和旋钮，通过旋钮控制步进电机，电动控制显微镜头（11）放大倍数的调节。
8.根据权利要求1所述的一种剪切类线性痕迹激光检测系统，其特征在于：所述的高精度激光位移传感器（9）采用的是CD33-L50-422型号的高精度激光位移传感器，其检测距离为47.3mm，检测范围为±5mm，分辨率为2.5μm；高精度激光位移传感器（9）安装于纵向电动滑台（13），使其可以在纵向上精确移动，检测截面上微小的痕迹，并将量化的数据传回计算机分析和存储。
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| CN105259178B (zh) | 2019-03-15 |
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