CN110631508A - 一种高精度定位的纸张卷曲度检测装置 - Google Patents

一种高精度定位的纸张卷曲度检测装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高精度定位的纸张卷曲度检测装置，本申请通过激光灯可以有效定位靶点，减少每次拍摄的手动人为误差，同时也大大减少了定位时间，提高了检测效率；本发明通过尖锐部和尖锐槽的配合使用，可以更好的减少水平杆与水平台之间的活动间隙，减少摄像头的抖动，防止抖动拍摄造成照片模糊，增大测量难度和误差；本发明通过恒温恒湿的试验箱来保证纸张卷曲过程及纸张测量操作的恒定环境，避免了环境的不稳定性，造成检测的误差；本发明通过摄像头进行纸张卷曲后的拍照记录，不仅可在照片上直观准确的进行测量，同时也大大避免人工卡尺手动测量，避免了人工操作时，手动改变卷曲效果，进而影响了测量值。

Description

一种高精度定位的纸张卷曲度检测装置
技术领域
本发明涉及纸张检测技术领域，具体涉及一种高精度定位的纸张卷曲度检测装置。
背景技术
纸张"卷曲"，是指纸张在垂直于走纸方向上发生的褶皱或翘曲。顺着走纸方向看，纸张或成品的两边向上卷曲。由于现代包装机械的机械化和自动化的快速发展，印刷公司必然对纸张的要求也越来越高，纸张原料一旦发生卷曲，会严重影响生产线上的各工序走纸，造成卡纸停机、褶皱模糊，不仅降低了纸张印刷处理的质量，同时也大大的降低了生产线的效率。
再者，印刷好的成品纸张由于其一面已经被油墨或者光油覆盖印刷，水分很难与纸张结合，而另一面未进行任何处理，这样的情况下在存放时很容易受到环境湿度的影响，吸收水分，向纸张单方向发生卷曲，这样，就会影响纸张的出库质量，同时也会在运输和使用过程中造成大量的废品，影响纸张的成品利用率。
纸张发生卷曲的原因，主要有两方面，一是由于薄纸正、反面的拉力差异所引起的，二是因为纸张表面的湿度变化所致。薄纸再薄也有一定的厚度，如果纸张的单面(或双面)受潮而引起正、反面张力不一致，而印刷走纸纤维方向的挺度一般要好于横向，那么在两者的共同作用下，纸张必然会发生卷曲。
所以纸张的卷曲度在纸张制造业中是非常重要的评测指标，其检测结果直接影响着纸张的生产效率和出库质量，当然，纸张卷曲度检测设备和准确度必然也是该指标的核心要点，但是，目前对纸张卷曲度的测量基本都是采用游标卡尺手动测量，人为误差较大；同时，待测样品纸张的放置成型和测量环境也无法保证，温湿度变化会对测量时的待测样品纸张造成二次卷曲变化，从而影响了纸张的卷曲度真实值。
发明内容
本发明的目的在于，针对上述现有技术的不足，提出一种高精度定位的纸张卷曲度检测装置，能够准确、快速的进行纸张卷曲度的测量。
本发明提出的一种高精度定位的纸张卷曲度检测装置，用以在恒温恒湿状态下对纸张进行卷曲度试验并测量，包括用以对待测纸张提供恒温恒湿环境的试验箱、设于所述试验箱内部用以对纸张卷曲后状态进行拍照记录的摄像头、用以定位所述摄像头拍摄位置的激光灯、用以对所述试验箱内部照明的照明灯、多个设于所述试验箱底部用以夹持纸张使纸张可自然卷曲的夹持单元，所述夹持单元上设有可拆卸固定于所述试验箱底部用以在拍照后进行比对测量计算的标准件，纸张呈竖直方向展开夹持于所述夹持单元上，纸张的展开平面与所述摄像头的拍摄方向平行，以及用以接收和存储所述摄像头的拍摄数据的终端设备，所述终端设备与所述摄像头电连接；所述标准件上设有用于所述激光灯定位的靶点。
进一步地，还包括用以固定所述摄像头并使其沿水平方向移动的水平移动装置。
进一步地，所述水平移动装置包括固定于所述试验箱内侧两端的水平杆、可水平滑动的连接于所述水平杆上用以固定所述摄像头的水平台，以及一端固定于所述水平台、另一端伸出所述试验箱用以把持移动的把手。
进一步地，所述水平台靠近所述水平杆一端设有用以在所述水平杆上滚动的上滚轮和下滚轮；所述水平杆设有用以与所述上滚轮和下滚轮配合使用的凹槽。
进一步地，所述上滚轮和下滚轮各自均平行设有两组。
进一步地，所述上滚轮和下滚轮均设有尖锐部，所述凹槽均设有与所述尖锐部配合使用的尖锐槽。
进一步地，所述把手包括用以把持的把持部和穿过所述试验箱并固定连接于所述水平台的连接部。
进一步地，所述试验箱顶部设有一与外界保持密封的密封件，所述密封件设有用以供所述连接部穿过并可水平往复移动的缝隙。
进一步地，所述把手顶端设有用以控制所述摄像头拍摄的按钮。
进一步地，所述夹持单元包括垂直设于所述标准件上用以支撑呈竖直展开状态的纸张的支撑件，和一端活动连接于所述支撑件底部、另一端可卡扣于所述支撑件底部用以将纸张夹持固定于所述支撑件上的卡扣件。。
本发明的一种高精度定位的纸张卷曲度检测装置，具有以下优异效果：
（1）、本申请通过激光灯可以有效定位靶点，更加精确的进行摄像头的拍摄定位，减少每次拍摄的手动人为误差，同时也大大减少了定位时间，提高了检测效率；
（2）、通过在水平杆下方平行安装一日光灯管，可以在检测时能够更好的观察纸张卷曲情况，以及拍照时的照片效果，该日光灯采用可变电阻式开关，这样，可以更好的根据需求调节试验箱内的亮度；
（3）、本发明通过尖锐部和尖锐槽的配合使用，可以更好的减少水平杆与水平台之间的活动间隙，减少水平台在移动时带给摄像头的抖动，防止抖动拍摄造成照片模糊，增大测量难度和误差；
（4）、本申请通过上滚轮和下滚轮水平设有两组，可以更好的增加水平台移动的稳定性。
（5）、本发明通过恒温恒湿的试验箱来保证纸张卷曲过程及纸张测量操作的恒定环境，避免了纸张卷曲过程和测量操作过程中环境的不稳定性，造成检测的误差；
（6）、本发明通过摄像头进行纸张卷曲后的拍照记录，在将照片与标准件进行比对测量计算，这样，不仅可在照片上直观准确的进行测量，同时也大大避免人工卡尺手动测量，避免了人工操作时，手动改变卷曲效果，进而影响了测量值；
（7）、通过摄像头拍照记录不同待测样品纸张后的照片可以长期留存，以便追溯不同批号、类型纸张卷曲度特性；
（8）、通过手动定位摄像头，点按进行拍照，操作简单、快捷；
（9）、本发明可以实现单组多样品同时试验检测，大大提高了不同样品间的对比性，同时也提高了检测效率；
（10）、本发明可灵活模拟不同试验、检测环境，为纸张在极端环境下的应用研究提供了强大的试验保障。
附图说明
图1为本发明实施例的一种高精度定位的纸张卷曲度检测装置的结构示意图；
图2为本发明实施例的一种高精度定位的纸张卷曲度检测装置的内部结构示意图；
图3为本发明实施例的一种高精度定位的纸张卷曲度检测装置的水平移动装置俯视图；
图4为本发明实施例的一种高精度定位的纸张卷曲度检测装置的水平移动装置的侧视图；
图5为本发明实施例的一种高精度定位的纸张卷曲度检测装置的水平杆侧视图；
图6为本发明实施例的一种高精度定位的纸张卷曲度检测装置的夹持单元侧视图；
图7为本发明实施例的一种高精度定位的纸张卷曲度检测装置的夹持单元俯视图；
图8为本发明实施例的一种高精度定位的纸张卷曲度检测装置的夹持单元结构示意图；
图9为本发明实施例的一种高精度定位的纸张卷曲度检测装置的照片测量草图。
图中：1-试验箱、11-密封件、111-缝隙、12-观察窗、2-摄像头、3-水平移动装置、31-水平杆、311-凹槽、312-尖锐槽、32-水平台、321-上滚轮、322-下滚轮、323-尖锐部、33-把手、331-把持部、332-连接部、333-按钮、4-夹持单元、41-标准件、411-靶点、42-支撑件、43-卡扣件、5-终端设备、6-激光灯、7-照明灯。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例和现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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，并获得其他的实施方式。另，涉及方位的属于仅表示各部件间的相对位置关系，而不是绝对位置关系。
请参阅图1和图2。本发明实施例的一种高精度定位的纸张卷曲度检测装置，用以在恒温恒湿状态下对纸张进行卷曲度试验并测量，其特征在于：包括用以对待测纸张提供恒温恒湿环境的试验箱1、设于试验箱1内部用以对纸张卷曲后状态进行拍照记录的摄像头2、用以定位摄像头2拍摄位置的激光灯6、用以对试验箱1内部照明的照明灯7、多个设于试验箱1底部用以夹持纸张使纸张可自然卷曲的夹持单元4，夹持单元4上设有可拆卸固定于试验箱1底部用以在拍照后进行比对测量计算的标准件41，纸张呈竖直方向展开夹持于夹持单元4上，纸张的展开平面与摄像头2的拍摄方向平行，以及用以接收和存储摄像头2的拍摄数据的终端设备5，终端设备5与摄像头2电连接；标准件41上设有用于激光灯6定位的靶点411。
激光灯6和照明灯7的开关均设于试验箱1外侧，便于操作人员手动控制。
请参阅图3。还包括用以固定摄像头2并使其沿水平方向移动的水平移动装置3。
水平移动装置3包括固定于试验箱1内侧两端的水平杆31、可水平滑动的连接于水平杆31上用以固定摄像头2的水平台32，以及一端固定于水平台32、另一端伸出试验箱1用以把持移动的把手33。
请参阅图4和图5。水平台32靠近水平杆31一端设有用以在水平杆31上滚动的上滚轮321和下滚轮322；水平杆31设有用以与上滚轮321和下滚轮322配合使用的凹槽311。上滚轮321和下滚轮322各自均平行设有两组。上滚轮321和下滚轮322均设有尖锐部323，凹槽311均设有与尖锐部323配合使用的尖锐槽312。
把手33包括用以把持的把持部331和穿过试验箱1并固定连接于水平台32的连接部332。
试验箱1顶部设有一与外界保持密封的密封件11，密封件11设有用以供连接部332穿过并可水平往复移动的缝隙111，所述密封件11旁设有用以操作者观察内部情况或者定位摄像头2的观察窗12。
本申请的密封件11采用的是具有弹性的硅胶或者乳胶，其不仅柔软可供连接部332在其缝隙111中运行，同时在连接部332没有运行的位置形成较好的闭合密封效果。将一长方形硅胶垫在中间位置切一条线，即为缝隙111，在将硅胶垫粘贴至试验箱1顶部。
观察窗12为透明材质，本发明具体实施例采用的是玻璃。
把手33顶端设有用以控制摄像头2拍摄的按钮333。
请参阅图6、图7和图8。夹持单元4包括垂直设于标准件41上用以支撑呈竖直展开状态的纸张的支撑件42，和一端活动连接于支撑件42底部、另一端可卡扣于支撑件42底部用以将纸张夹持固定于支撑件42上的卡扣件43。
本发明的标准件41可根据实际检测的样品进行选择配用，标准件41的长度最好与样品纸张的卷曲方向长度一致，这样更有助于后期图片测量。
本装置的工作原理：当待测样品固定在夹持单元4上后，关闭装置的门，开启装置，并设定目标温湿度值，待规定检测时间结束后，无需开门取出样品，本申请的可贵之处就在于，操作人员可直接在装置外，透过观察窗12，开启激光灯6，激光灯6照射方向与摄像头2拍摄方向平行，通过手持控制把手33，将激光灯6光标对准标准件41上的靶点411上，这时即为摄像头2拍摄样品纸张的最佳位置，尽量将摄像头2的中心位置更加接近纸张的正上方以便减小边缘焦距带来的实际误差，不过由于样品裁剪范围在5-10cm之间，这时，此误差可忽略不计，此位置是多次验证试验得到的最佳距离，这时，快速按下摄像头2拍照按钮333，摄像头2拍照后，将图片数据传输至电脑PC端，或者存储卡内。
然后，请参阅图9。再用过直尺分别测量出同一照片中的标准件41的长度L´、弦长C´和弦到弧顶的距离h´，由于已知标准件41的实际长度L，所以通过相似比既可得出实际的C和h，再将C和h代入公式
Figure DEST_PATH_IMAGE002
，即可求出卷曲度K值。
本申请也可采用电机、电缸等设备直接对摄像头2进行驱动定位，已达到更加快捷、自动化的需求；同时，本发明也可通过软件在PC端直接对电子图片进行处理，通过对像素的计算和比对，进行计算，直接在PC端显示出结果。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种高精度定位的纸张卷曲度检测装置，用以在恒温恒湿状态下对纸张进行卷曲度试验并测量，其特征在于：包括用以对待测纸张提供恒温恒湿环境的试验箱（1）、设于所述试验箱（1）内部用以对纸张卷曲后状态进行拍照记录的摄像头（2）、用以定位所述摄像头（2）拍摄位置的激光灯（6）、用以对所述试验箱（1）内部照明的照明灯（7）、多个设于所述试验箱（1）底部用以夹持纸张使纸张可自然卷曲的夹持单元（4），所述夹持单元（4）上设有可拆卸固定于所述试验箱（1）底部用以在拍照后进行比对测量计算的标准件（41），纸张呈竖直方向展开夹持于所述夹持单元（4）上，纸张的展开平面与所述摄像头（2）的拍摄方向平行，以及用以接收和存储所述摄像头（2）的拍摄数据的终端设备（5），所述终端设备（5）与所述摄像头（2）电连接；所述标准件（41）上设有用于所述激光灯（6）定位的靶点（411）。
2.如权利要求1所述的一种高精度定位的纸张卷曲度检测装置，其特征在于：还包括用以固定所述摄像头（2）并使其沿水平方向移动的水平移动装置（3）。
3.如权利要求2所述的一种高精度定位的纸张卷曲度检测装置，其特征在于：所述水平移动装置（3）包括固定于所述试验箱（1）内侧两端的水平杆（31）、可水平滑动的连接于所述水平杆（31）上用以固定所述摄像头（2）的水平台（32），以及一端固定于所述水平台（32）、另一端伸出所述试验箱（1）用以把持移动的把手（33）。
4.如权利要求3所述的一种高精度定位的纸张卷曲度检测装置，其特征在于：所述水平台（32）靠近所述水平杆（31）一端设有用以在所述水平杆（31）上滚动的上滚轮（321）和下滚轮（322）；所述水平杆（31）设有用以与所述上滚轮（321）和下滚轮（322）配合使用的凹槽（311）。
5.如权利要求4所述的一种高精度定位的纸张卷曲度检测装置，其特征在于：所述上滚轮（321）和下滚轮（322）各自均平行设有两组。
6.如权利要求5所述的一种高精度定位的纸张卷曲度检测装置，其特征在于：所述上滚轮（321）和下滚轮（322）均设有尖锐部（323），所述凹槽（311）均设有与所述尖锐部（323）配合使用的尖锐槽（312）。
7.如权利要求3所述的一种高精度定位的纸张卷曲度检测装置，其特征在于：所述把手（33）包括用以把持的把持部（331）和穿过所述试验箱（1）并固定连接于所述水平台（32）的连接部（332）。
8.如权利要求7所述的一种高精度定位的纸张卷曲度检测装置，其特征在于：所述试验箱（1）顶部设有一与外界保持密封的密封件（11），所述密封件（11）设有用以供所述连接部（332）穿过并可水平往复移动的缝隙（111）。
9.如权利要求3所述的一种高精度定位的纸张卷曲度检测装置，其特征在于：所述把手（33）顶端设有用以控制所述摄像头（2）拍摄的按钮（333）。
10.如权利要求1所述的一种高精度定位的纸张卷曲度检测装置，其特征在于：所述夹持单元（4）包括垂直设于所述标准件（41）上用以支撑呈竖直展开状态的纸张的支撑件（42），和一端活动连接于所述支撑件（42）底部、另一端可卡扣于所述支撑件（42）底部用以将纸张夹持固定于所述支撑件（42）上的卡扣件（43）。
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