CN111843861B - 一种流体喷射的可视化立体动态3d检测装置 - Google Patents

一种流体喷射的可视化立体动态3d检测装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种流体喷射的可视化立体动态3D检测装置，包括：喷丸系统、拍摄系统、样品台系统、样品传递机构和扫描分析系统；样品台系统包括一号夹板和二号夹板，一号夹板和二号夹板相对设置，一号夹板上从上至下设有若干第一隔板槽，二号夹板上从上至下设有若干第二隔板槽，若干第一隔板槽与若干第二隔板槽一一对应，相对应的第一隔板槽与第二隔板槽形成隔板槽组，样品可插入并卡设在隔板槽组上；样品传递机构用于在样品系统上取放样品，并能够将样品传递至扫描分析系统；扫描分析系统包括扫描仪和分析仪；本发明能够有效地采集喷丸过程中的数据，通过对不同高度样品的数据采集，拟合出立体的喷丸情况。

Description

一种流体喷射的可视化立体动态3D检测装置
技术领域
本发明涉及设备性能检测领域，尤其涉及一种流体喷射的可视化立体动态3D检测装置。
背景技术
随着社会的快速发展以及科技的更新换代，社会上各种加工技术如雨后春笋般层出不穷。而人们对这些加工技术的检测复原领域的研究还远远不够。但是，随着时代的发展和进步，深入研究加工技术工作机理及其理论是必须要解决的问题。例如，喷丸加工在汽车、航空航天、航海等领域越来越普遍，喷丸加工方式包括：空化水射流喷丸，水射流喷丸、等离子喷丸和其他的一些流动性喷丸加工。然而，对于喷丸加工，人们只是应用其对相应的材料进行加工处理，而对于加工过程的具体情况却知之甚少，也不确定喷丸过程中将所需加工的工件放置在距离喷丸机多远的位置才是最合适的，因此，需要对加工情况进行全面检测。
发明内容
针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种流体喷射的可视化立体动态3D检测装置，能够有效地采集喷丸过程中的数据，通过对不同高度样品的数据采集，拟合出立体的喷丸情况。
本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。
一种流体喷射的可视化立体动态3D检测装置，包括：喷丸系统、拍摄系统、样品台系统、样品传递机构和扫描分析系统；
所述样品台系统包括一号夹板和二号夹板，所述一号夹板和所述二号夹板相对设置，所述一号夹板上从上至下设有若干第一隔板槽，所述二号夹板上从上至下设有若干第二隔板槽，若干所述第一隔板槽与若干所述第二隔板槽一一对应，相对应的所述第一隔板槽与所述第二隔板槽形成隔板槽组，样品可插入并卡设在所述隔板槽组上；
所述喷丸系统用于对所述样品台系统上的样品进行喷丸加工；
所述拍摄系统包括高速摄像机，所述高速摄像机能够拍摄所述样品台系统上的样品；
所述样品传递机构用于在所述样品台系统上取放样品，并能够将所述样品传递至所述扫描分析系统；
所述扫描分析系统包括扫描仪和分析仪，所述扫描仪用于对完成喷射加工的样品进行扫描，所述扫描仪和所述高速摄像机均与所述分析仪连接，所述分析仪对所述扫描仪和所述高速摄像机传递的数据进行整理和存储，拟合出喷丸对样品产生效果的立体情况。
进一步地，所述样品传递机构包括支撑板、一号抽样杆、二号抽样杆、样品夹具、四号支柱和连接杆；
所述一号抽样杆和所述二号抽样杆同高度设置于所述支撑板上，并能够进行上下和前后运动，所述样品夹具通过所述连接杆安装于所述四号支柱上，所述样品夹具能够夹取所述一号抽样杆和所述二号抽样杆上的样品，所述连接杆能够移动所述样品夹具。
进一步地，所述喷丸系统包括三号支柱、承物架、喷丸容器、喷丸导管和喷嘴，所述承物架安装于所述三号支柱上，所述喷丸容器安装于所述承物架上，所述喷丸容器通过所述喷丸导管与所述喷嘴连接。
进一步地，所述喷丸系统还包括喷嘴夹具，所述喷嘴安装于所述喷嘴夹具上，所述喷嘴夹具能够控制所述喷嘴的水平位置及其高度。
进一步地，所述拍摄系统还包括连接装置，所述连接装置安装于所述承物架上，所述高速摄像机安装于所述连接装置上，所述连接装置能够调整所述高速摄像机的拍摄角度。
进一步地，所述扫描分析系统还包括扫描仪夹具、一号支柱、一号载物台，所述一号载物台和所述扫描仪夹具均安装于所述一号支柱上，所述扫描仪安装于所述扫描仪夹具上，所述扫描仪夹具可以调整所述扫描仪的位置。
一种流体喷射的可视化立体动态3D检测装置的检测方法，包括：
步骤一：先将高速摄像机对准样品台系统中的最上方的样品进行拍摄，并将数据实时传递至分析仪；
步骤二：打开喷嘴，对样品进行喷射。
步骤三：喷射完毕，样品传递机构将加工完成的样品递出，样品夹具将该样品放置到一号载物台上；
步骤四：扫描仪对完成喷射的样品进行扫描，分析仪对扫描仪和高速摄像机传递的数据进行存储和分析；
步骤五：重复步骤二至步骤四；
步骤六：分析仪将所有数据进行整理，拟合出喷丸对样品产生效果的立体情况。
本发明的有益效果：
1)本发明设置样品台系统，用于安装多个样品，使各个样品处于不同的位置高度，通过喷射系统对样品进行喷射，同时通过高速摄像机拍摄喷射加工时样品的画面，并将喷射完成的样品进行扫描，由分析仪对数据进行存储和分析，从而拟合出喷丸对样品产生效果的立体情况，根据拟合得到的情况，可以找到喷丸射流强度最高的位置，也可以找到喷丸射流在何种高度时对应的截面范围是最大的，以及可以根据立体情况的拟合来知道喷丸射流立体情况每个点的强度及其对材料能造成多大影响。
2)本发明所述的一种流体喷射的可视化立体动态3D检测装置，不仅仅适用于喷丸情况，类似于火焰喷射等情况也是可以检测的，并能复原出立体过程。
附图说明
图1为根据本发明实施例的一种流体喷射的可视化立体动态3D检测装置的结构示意图；
图2为根据本发明实施例的样品台系统结构示意图；
图3为根据本发明实施例的所述一号抽样杆和二号抽样杆的轴向运动示意图；
图4为根据本发明实施例的所述一号抽样杆和二号抽样杆的上下运动示意图。
附图标记：
1-一号支柱，2-一号载物台，3-一号样品，4-扫描仪，5-扫描仪夹具，6-数据线，7-二号支柱，8-二号载物台，9-分析仪，10-三号支柱，11-承物架，12-连接装置，13-喷丸容器，14-高速摄像机，15-喷丸导管，16-喷嘴，17-喷嘴夹具，18-一号夹板，19-二号样品，20-二号夹板，21-三号样品，22-四号样品，23-五号样品，24-六号样品，25-七号样品，26-八号样品，27-九号样品，28-十号样品，29-十一号样品，30-支撑板，31-二号抽样杆，32-样品夹具，33-一号抽样杆，34-四号支柱，35-连接杆。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“轴向”、“径向”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面首先结合附图具体描述根据本发明实施例的一种流体喷射的可视化立体动态3D检测装置。
请参阅图1至图4，根据本发明实施例的一种流体喷射的可视化立体动态3D检测装置包括喷丸系统、拍摄系统、样品台系统、样品传递机构和扫描分析系统。
具体地，样品台系统包括一号夹板18和二号夹板20，所述一号夹板18和所述二号夹板20相对设置，所述一号夹板18上从上至下设有若干第一隔板槽，所述二号夹板20上从上至下设有若干第二隔板槽，若干所述第一隔板槽与若干所述第二隔板槽一一对应，相对应的所述第一隔板槽与所述第二隔板槽形成隔板槽组，样品可插入并卡设在所述隔板槽组上，本实施例中，二号样品19、三号样品21、四号样品22、五号样品23、六号样品24、七号样品25、八号样品26、九号样品27、十号样品28、十一号样品29依次从上至下插入在各个隔板槽中，一号夹板18和二号夹板20起到对各样品的安放与夹紧，使得样品在工作时不会因为喷丸的冲击导致位置发生偏移，从而影响数据准确性。
所述喷丸系统包括三号支柱10、承物架11、喷丸容器13、喷丸导管15、喷嘴16和喷嘴夹具17，所述承物架11安装于所述三号支柱10上，所述喷丸容器13安装于所述承物架11上，所述喷丸容器13通过所述喷丸导管15与所述喷嘴16连接，所述喷嘴16安装于所述喷嘴夹具17上，并位于样品台系统的正上方的中间位置，使得喷嘴16在喷射时可以达到样品台系统的最大利用率，所述喷嘴夹具17能够控制所述喷嘴16的水平位置及其高度。
喷丸容器13中的介质经由导管15再从喷嘴16中喷出，实现对样品的工作。需要说明的是，本实施例中的喷丸系统不仅仅指的是单一喷丸，其可以是空化喷丸、等离子喷丸、火焰喷射等诸多情况。
拍摄系统包括连接装置12和高速摄像机14，所述连接装置12安装于所述承物架11上，所述高速摄像机14安装于所述连接装置12上，所述连接装置12能够调整所述高速摄像机14的拍摄角度，所述高速摄像机14能够拍摄所述样品台系统上的样品。
样品传递机构包括支撑板30、一号抽样杆33、二号抽样杆31、样品夹具32、四号支柱34和连接杆35，所述一号抽样杆33和所述二号抽样杆31同高度设置于所述支撑板30上，并能够进行上下和前后运动，可共同承接样品台系统中的各个样品。所述样品夹具32通过所述连接杆35安装于所述四号支柱34上，所述样品夹具32能够夹取所述一号抽样杆33和所述二号抽样杆31上的样品，所述连接杆35能够移动所述样品夹具32。
扫描分析系统包括扫描仪4、分析仪9、扫描仪夹具5、一号支柱1、一号载物台2、二号支柱7和二号载物台8，所述一号载物台2和所述扫描仪夹具5均安装于所述一号支柱1上，所述扫描仪4安装于所述扫描仪夹具5上，所述扫描仪夹具5可以调整所述扫描仪4的位置，使得扫描仪4能更好地获取一号样品3的相关数据。一号样品3安装于一号支柱1上，二号载物台8安装于二号支柱7上，分析仪9安装于二号载物台8上，扫描仪4和所述高速摄像机14通过数据线与分析仪9连接，分析仪9对所述扫描仪4和所述高速摄像机14传递的数据进行整理和存储，拟合出喷丸对样品产生效果的立体情况。
所述的流体喷射的可视化立体动态3D检测装置的检测方法，包括：
步骤一：先将高速摄像机14对准样品台系统中的最上方的样品进行拍摄，并将数据实时传递至分析仪9；
步骤二：打开喷嘴16，对样品进行喷射。
步骤三：喷射完毕，样品传递机构将加工完成的样品递出，样品夹具32将该样品放置到一号载物台2上；
步骤四：扫描仪4对完成喷射的样品进行扫描，分析仪9对扫描仪4和高速摄像机14传递的数据进行存储和分析；
步骤五：重复步骤二至步骤四；
步骤五：分析仪9将所有数据进行整理，拟合出喷丸对样品产生效果的立体情况。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (6)

1.一种流体喷射的可视化立体动态3D检测装置，其特征在于，包括：喷丸系统、拍摄系统、样品台系统、样品传递机构和扫描分析系统；
所述样品台系统包括一号夹板(18)和二号夹板(20)，所述一号夹板(18)和所述二号夹板(20)相对设置，所述一号夹板(18)上从上至下设有若干第一隔板槽，所述二号夹板(20)上从上至下设有若干第二隔板槽，若干所述第一隔板槽与若干所述第二隔板槽一一对应，相对应的所述第一隔板槽与所述第二隔板槽形成隔板槽组，样品可插入并卡设在所述隔板槽组上；
所述喷丸系统用于对所述样品台系统上的样品进行喷丸加工；
所述拍摄系统包括高速摄像机(14)，所述高速摄像机(14)能够拍摄所述样品台系统上的样品；
所述样品传递机构用于在所述样品台系统上取放样品，并能够将所述样品传递至所述扫描分析系统；
所述扫描分析系统包括扫描仪(4)和分析仪(9)，所述扫描仪(4)用于对完成喷射加工的样品进行扫描，所述扫描仪(4)和所述高速摄像机(14)均与所述分析仪(9)连接，所述分析仪(9)对所述扫描仪(4)和所述高速摄像机(14)传递的数据进行整理和存储，拟合出喷丸对样品产生效果的立体情况；
所述流体喷射的可视化立体动态3D检测装置的检测方法为：
步骤一：先将高速摄像机(14)对准样品台系统中的最上方的样品进行拍摄，并将数据实时传递至分析仪(9)；
步骤二：打开喷嘴(16)，对样品进行喷射；
步骤三：喷射完毕，样品传递机构将加工完成的样品递出，样品夹具(32)将该样品放置到一号载物台(2)上；
步骤四：扫描仪(4)对完成喷射的样品进行扫描，分析仪(9)对扫描仪(4)和高速摄像机(14)传递的数据进行存储和分析；
步骤五：重复步骤二至步骤四；
步骤五：分析仪(9)将所有数据进行整理，拟合出喷丸对样品产生效果的立体情况。
2.根据权利要求1所述的流体喷射的可视化立体动态3D检测装置，其特征在于，所述样品传递机构包括支撑板(30)、一号抽样杆(33)、二号抽样杆(31)、样品夹具(32)、四号支柱(34)和连接杆(35)；
所述一号抽样杆(33)和所述二号抽样杆(31)同高度设置于所述支撑板(30)上，并能够进行上下和前后运动，所述样品夹具(32)通过所述连接杆(35)安装于所述四号支柱(34)上，所述样品夹具(32)能够夹取所述一号抽样杆(33)和所述二号抽样杆(31)上的样品，所述连接杆(35)能够移动所述样品夹具(32)。
3.根据权利要求1所述的流体喷射的可视化立体动态3D检测装置，其特征在于，所述喷丸系统包括三号支柱(10)、承物架(11)、喷丸容器(13)、喷丸导管(15)和喷嘴(16)，所述承物架(11)安装于所述三号支柱(10)上，所述喷丸容器(13)安装于所述承物架(11)上，所述喷丸容器(13)通过所述喷丸导管(15)与所述喷嘴(16)连接。
4.根据权利要求3所述的流体喷射的可视化立体动态3D检测装置，其特征在于，所述喷丸系统还包括喷嘴夹具(17)，所述喷嘴(16)安装于所述喷嘴夹具(17)上，所述喷嘴夹具(17)能够控制所述喷嘴(16)的水平位置及其高度。
5.根据权利要求3所述的流体喷射的可视化立体动态3D检测装置，其特征在于，所述拍摄系统还包括连接装置(12)，所述连接装置(12)安装于所述承物架(11)上，所述高速摄像机(14)安装于所述连接装置(12)上，所述连接装置(12)能够调整所述高速摄像机(14)的拍摄角度。
6.根据权利要求1所述的流体喷射的可视化立体动态3D检测装置，其特征在于，所述扫描分析系统还包括扫描仪夹具(5)、一号支柱(1)、一号载物台(2)，所述一号载物台(2)和所述扫描仪夹具(5)均安装于所述一号支柱(1)上，所述扫描仪(4)安装于所述扫描仪夹具(5)上，所述扫描仪夹具(5)可以调整所述扫描仪(4)的位置。
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