CN113715550B - 一种散斑图制作装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种散斑图制作装置和方法，制作装置包括按压外壳、与按压外壳滑动连接的支撑部、安装于按压外壳内的溶剂储存箱、与溶剂储存箱连通的多个记号笔和连接支撑部顶端和按压外壳内顶面的弹性件；记号笔位于溶剂储存箱靠近支撑部的一侧，按压外壳沿着支撑部竖直方向滑动。散斑图制作方法通过制作装置能够完成固定式规则或不规则分布的散斑图。通过令制作装置的按压外壳沿着支撑部竖直向下运动，使得记号笔在待测物体上制作出散斑图，由于记号笔能够随着按压外壳竖直向下运动，因此无论是手动操作按压外壳还是自动操作按压外壳，都能够确保记号笔在待测物体上制作散斑图的稳定性，从而精确地制作散斑图，提高批量制作散斑图的(稳定性、重复性)。

Description

一种散斑图制作装置和方法

技术领域

本发明涉及散斑图制作技术领域，更具体地，涉及一种散斑图制作装置和方法。

背景技术

目前关于随机散斑制作的方法和装置主要有记号笔标记、打印贴纸、激光散斑法、滚筒印刷、喷漆法等。在实际运用过程中，以上很多方法对于塑料材料散斑的要求均有一定的局限性。例如，记号笔标记法需要大量人工进行制作散斑标记点，并且由于散斑图案要求斑点要致密均匀，材料测试需要大量重复的试验，散斑点的分布也各有差异，散斑图人工制作的工作量较大,人力成本高，且受实际工程条件限制，可能对工作人员造成安全隐患。

公开号为“CN103994727A”，公开日为2014年8月20日的中国专利文件公开了一种基于转印技术的散斑制作方法。该发明所提方法为：通过计算机软件输入散斑尺寸、散斑数量、变形等参数，生成两对以上散斑图；通过软件对每对散斑图进行数字散斑相关运算，根据计算结果，选择散斑匹配度高的散斑图；将选定的散斑图进行打印；按照待测物体尺寸对散斑图进行裁剪；通过转印技术将散斑图转印在待测物体表面,得到具有选定散斑图的待测物体。该方法克服了人工制作散斑图工作量大的缺点，但运用转印的方法需要人工进行操作，且转印的操作精度要求较高，导致在待测物体制作散斑图增加了不确定性，所生成的散斑图效果难以保证。

发明内容

本发明为克服上述现有技术中通过人工操作转印散斑图不确定性高的问题，提供一种散斑图制作装置和方法，能够快速准确的在待测物体上制作散斑图。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种散斑图制作装置，包括按压外壳、与所述按压外壳滑动连接的支撑部、安装于所述按压外壳内的溶剂储存箱、与溶剂储存箱连通的多个记号笔和连接所述支撑部顶端和所述按压外壳内顶面的弹性件；所述记号笔位于所述溶剂储存箱靠近所述支撑部的一侧，所述支撑部设置有用于供所述记号笔穿过的镂空部；所述按压外壳可沿着所述支撑部竖直方向滑动。

在上述的技术方案中，记号笔可以呈阵列分布或其他形式的分布，将待测物体放置于水平面上，再将支撑部放置在待测物体上并与待测物体贴合，然后推动按压外壳沿着支撑部向下运动，直至记号笔的笔尖穿过镂空部与待测物体的表面接触，溶剂储存箱内的溶剂通过记号笔流出并在待测物体的表面形成阵列的散斑图，完成散斑图制作后，松开按压外壳，弹性件推动按压外壳复位。由于按压外壳只能上下运动，因此即使人手操作也能快速准确的在待测物体上制作散斑图，确保散斑图的制作效果和质量。

优选的，所述支撑部的两侧设置有滑动槽且所述滑动槽内设置有滑动部；所述按压外壳的两侧设置有与所述滑动部卡合的连接孔。按压外壳通过连接孔与滑动部卡合后能够沿着滑动槽移动。

优选的，所述弹性件套装于所述溶剂储存箱外。弹性件为环形的弹簧，溶剂储存箱位于弹簧的内部，弹簧能够对按压外壳产生呈环形分布的弹力，使得按压外壳的移动和复位更加稳定。

优选的，还包括工作台；所述按压外壳或所述支撑部与所述工作台连接。待测物体可以放置在工作台上，按压外壳或支撑部固定在工作台上，使得在制作散斑图的时候，记号笔的移动的更加稳定，提高散斑图制作的质量。

优选的，所述工作台的两侧设置有凸台，所述支撑部固定于所述凸台上。制作装置处于悬空的状态，待测物体放置在凸台之间，手动按压按压外壳即可使得记号笔向下运动并穿过镂空部与待测物体接触，由于支撑部被固定，因此记号笔的运动轨迹被固定，提高了散斑图制作的质量。

优选的，所述工作台设置有支撑台架，所述按压外壳与所述支撑台架滑动连接。待测物体放置于按压外壳的下方，推动按压外壳向下移动，记号笔向下运动并穿过镂空部与待测物体接触，由于按压外壳只能沿着支撑台架竖直运动，因此记号笔的运动轨迹被固定，提高了散斑图制作的质量。

优选的，所述支撑台架上设置有驱动所述按压外壳升降的驱动装置。驱动装置可以为气缸或电动推杆等部件，驱动装置驱动按压外壳向下运动，从而带动整个制作装置向下运动，当支撑部与待测物体的表面接触之后，驱动装置继续带动按压外壳向下运动，使得记号笔穿过镂空部与待测物体的表面接触，从而在待测物体的表面完成散斑图的制作，驱动装置复位之后，制作装置随之复位。

优选的，所述工作台上设置有传送皮带和驱动所述传送皮带运转的驱动组件。待测物体通过传送皮带上料并输送至记号笔的下方后，驱动装置带动按压外壳运动直至完成散斑图制作后，传送皮带将待测物体输送下料，完成待测物体的连续上下料和散斑图的制作，提高工作效率。

优选的，所述工作台上设置有第一移动架和第二移动架；所述第一移动架包括第一丝杆和驱动第一丝杆转动的第一电机，所述支撑台架与所述第一丝杆螺纹连接；所述第二移动架包括与所述工作台滑动连接的放置板、与所述放置板连接的滑块、与所述滑块螺纹连接的第二丝杆和驱动所述第二丝杆转动的第二电机；所述第一丝杆和所述第二丝杆互相垂直。散斑图的制作中，散斑点个数、分布情况、密集程度可根据笔尖数量、移动方向及位移及按压次数来控制，在记号笔完成一次按压后，通过第一移动架移动记号笔的位置和通过第二移动架移动放置板的位置，使得待测物体相对于记号笔在X轴和Y轴方向完成相对位移，在每次移动后再次通过记号笔在待测物体上进行散斑点的制作，最后完成了更密集的散斑图制作，同时可以控制第一移动架和第二移动架每次移动的距离，进行固定式规则分布散斑图和固定式不规则分布散斑图的制作，散斑图的样式更加多样。第一移动架和第二移动架分别驱动支撑台架和放置板移动，使得两者能够分别独立沿X轴和Y轴的方向移动，使得待测物体和记号笔之间的相对移动更加准确。

一种散斑图制作方法，利用上述的散斑图制作装置，具体的步骤如下：

步骤一：输入记号笔的笔尖直径a、相邻笔尖间距b、笔尖数量、笔尖分布长度及宽度；

步骤二：将待测物体放入放置板上，驱动装置驱动按压外壳向下移动直至记号笔在待测物体上制作出初始散斑阵列图；在初始散斑阵列图中选取移动参考点，以该点坐标为(0,0)；

步骤三：随机生成移动坐标点(Nxb/n，Nyb/n)；n为相邻的记号笔在X轴和Y轴方向上间距的均分个数，且n的最大值满足(b-2a)/a结果的取整，(b-2a)/a-1≤n的最大值≤(b-2a)/a，Nx和Ny为均分个数n-1以内的随机整数；随机获取满足条件的n值和获取多个不重复的Nx和Ny值后，得到多个随机的移动坐标点；

可通过输入参数笔尖直径a，相邻笔尖间距b，可计算出相邻散斑点间可增加且不重叠的点位数最多为[n-1]²个，且1＜n≤[(b-2a)/a]，N_x和N_y取值范围为(0，1，2…n-1)，且为整数。依据需要在均分数量n次下，在取值范围内随机设定一系列不重复出现N_x和N_y的数值(N_x和N_y不同时为0)，即可获取相应的坐标值(N_xb/n，N_yb/n)，保存移动坐标点参数；

步骤四：第一移动架和第二移动架分别带动支撑台架和放置板移动至步骤三中的移动坐标点处，驱动装置驱动按压外壳向下移动直至记号笔在待测物体上制作出散斑点；

步骤五：重复步骤四直至制作完成所有的移动坐标点对应的散斑点，在待测物体上制作不规则分布的散斑图。

在上述的技术方案中，通过标定一个参考点从而生成多个随机的坐标，令第一移动架和第二移动架依次移动至坐标位置后完成对应该坐标的散斑点制作，在完成所有坐标对应的散斑点制作后，所有的散斑点构成一个固定式不规则分布的散斑图，能够制作复杂随机的固定式散斑图案。若要生成固定式规则分布的散斑图，只需要将随机生成的坐标替换为固定的坐标即可。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过令制作装置的按压外壳沿着支撑部竖直向下运动，使得记号笔在待测物体上制作出散斑图，由于记号笔能够随着按压外壳竖直向下运动，因此无论是手动操作按压外壳还是自动操作按压外壳，都能够确保记号笔在待测物体上制作散斑图的稳定性，从而精确地制作散斑图，提高批量制作散斑图的稳定性和重复性。

附图说明

图1为本发明的一种散斑图制作装置的实施例1爆炸示意图；

图2为本发明的一种散斑图制作装置实施例2的立体图；

图3为本发明的一种散斑图制作装置实施例3的立体图；

图4为一种散斑图制作装置实施例4的立体图；

图5为本发明的工作台的底部结构示意图；

图6为一种散斑图制作方法的流程图；

图7为初始散斑阵列图；

图8为不规则分布的散斑图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”“长”“短”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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，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的具体含义。

下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体描述：

实施例1

如图1所示为一种散斑图制作装置的实施例1，包括按压外壳1、与按压外壳1滑动连接的支撑部2、安装于按压外壳1内的溶剂储存箱3、与溶剂储存箱3连通的多个记号笔4和连接支撑部2顶端和按压外壳1内顶面的弹性件5，在本实施例中，弹性件5一端与支撑部2顶端抵接，另一端与按压外壳1内顶面抵接；记号笔4位于溶剂储存箱3靠近支撑部2的一侧，支撑部2设置有用于供记号笔4穿过的镂空部201；按压外壳1沿着支撑部2竖直方向滑动。

具体的，支撑部2的两侧设置有滑动槽202且滑动槽202内设置有滑动部203；按压外壳1的两侧设置有与滑动部203卡合的连接孔101。按压外壳1通过连接孔101与滑动部203卡合后能够沿着滑动槽202移动。

其中，弹性件5套装于溶剂储存箱3外。弹性件5为环形的弹簧，溶剂储存箱3位于弹簧的内部，弹簧能够对按压外壳1产生呈环形分布的弹力，使得按压外壳1的移动和复位更加稳定。

本实施例的工作原理或工作过程：在上述的技术方案中，记号笔4呈阵列分布，将待测物体放置于水平面上，操作人员将支撑部2放置在待测物体上并与待测物体贴合，然后推动按压外壳1沿着支撑部2向下运动，直至记号笔4的笔尖穿过镂空部201与待测物体的表面接触，溶剂储存箱3内的溶剂通过记号笔4流出并在待测物体的表面形成阵列的散斑图，完成散斑图制作后，松开按压外壳1，弹性件5推动按压外壳1复位。由于按压外壳1只能上下运动，因此即使人手操作也能快速准确的在待测物体上制作散斑图，确保散斑图的制作效果和质量。

本实施例的有益效果：通过令制作装置的按压外壳1沿着支撑部2竖直向下运动，使得记号笔4在待测物体上制作出散斑图，由于记号笔4能够随着按压外壳1竖直向下运动，因此无论是手动操作按压外壳1还是自动操作按压外壳1，都能够确保记号笔4在待测物体上制作散斑图的稳定性，从而精确地制作散斑图，提高批量制作散斑图的质量，即提高批量制作散斑图的稳定性和重复性。

实施例2

一种散斑图制作装置的实施例2，与实施例1的区别在于，如图2所示，还包括工作台6；支撑部2与工作台6连接。待测物体可以放置在工作台6上，支撑部2固定在工作台6上，使得在制作散斑图的时候，记号笔4的移动的更加稳定，提高散斑图制作的质量。

具体的，工作台6的两侧设置有凸台7，支撑部2固定于凸台7上。制作装置处于悬空的状态，待测物体放置在两个凸台7之间，手动按压按压外壳1即可使得记号笔4向下运动并穿过镂空部201与待测物体接触，由于支撑部2被固定，因此记号笔4的运动轨迹被固定，提高了散斑图制作的质量。

本实施例的其余特征与原理与实施例1一致。

实施例3

一种散斑图制作装置的实施例3，与实施例1的区别在于，如图3所示，还包括工作台6；工作台6设置有支撑台架8，按压外壳1与支撑台架8滑动连接。待测物体放置于按压外壳1的下方，推动按压外壳1向下移动，记号笔4向下运动并穿过镂空部201与待测物体接触，由于按压外壳1只能沿着支撑台架8竖直运动，因此记号笔4的运动轨迹被固定，提高了散斑图制作的质量。

具体的，支撑台架8上设置有驱动按压外壳1升降的驱动装置9，驱动装置9为气缸，驱动装置9驱动按压外壳1向下运动，从而带动整个制作装置向下运动，当支撑部2与待测物体的表面接触之后，驱动装置9继续带动按压外壳1向下运动，使得记号笔4穿过镂空部201与待测物体的表面接触，从而在待测物体的表面完成散斑图的制作，驱动装置9复位之后，制作装置随之复位。

进一步的，工作台6上设置有传送皮带10和驱动传送皮带10运转的驱动组件11。待测物体通过传送皮带10上料并输送至记号笔4的下方后，驱动装置9带动按压外壳1运动直至完成散斑图制作后，传送皮带10将待测物体输送下料，完成待测物体的连续上下料和散斑图的制作，提高工作效率。

本实施例的其余特征与原理与实施例1一致。

实施例4

一种散斑图制作装置的实施例3，与实施例1的区别在于，如图4-5所示，还包括工作台6；工作台6设置有支撑台架8、第一移动架12和第二移动架13，按压外壳1与支撑台架8滑动连接。待测物体放置于按压外壳1的下方，推动按压外壳1向下移动，记号笔4向下运动并穿过镂空部201与待测物体接触，由于按压外壳1只能沿着支撑台架8竖直运动，因此记号笔4的运动轨迹被固定，提高了散斑图制作的质量。

具体的，支撑台架8上设置有驱动按压外壳1升降的驱动装置9。驱动装置9可以为电动推杆，驱动装置9驱动按压外壳1向下运动，从而带动整个制作装置向下运动，当支撑部2与待测物体的表面接触之后，驱动装置9继续带动按压外壳1向下运动，使得记号笔4穿过镂空部201与待测物体的表面接触，从而在待测物体的表面完成散斑图的制作，驱动装置9复位之后，制作装置随之复位。

具体的，第一移动架12包括第一丝杆1201和驱动第一丝杆1201转动的第一电机1202，支撑台架8与第一丝杆1201螺纹连接；第二移动架13包括与工作台6滑动连接的放置板1301、与放置板1301连接的滑块1302、与滑块1302螺纹连接的第二丝杆1303和驱动第二丝杆1303转动的第二电机1304；第一丝杆1201和第二丝杆1303互相垂直。散斑图的制作中，散斑点个数、分布情况、密集程度可根据笔尖数量、移动方向及位移及按压次数来控制，在记号笔4完成一次按压后，通过第一移动架12移动记号笔4的位置和通过第二移动架13移动放置板1301的位置，使得待测物体相对于记号笔4在X轴和Y轴方向完成相对位移，在每次移动后再次通过记号笔4在待测物体上进行散斑点的制作，最后完成了更密集的散斑图制作，同时可以控制第一移动架12和第二移动架13每次移动的距离，进行固定式规则分布散斑图和固定式不规则分布散斑图的制作，散斑图的样式更加多样。第一移动架12和第二移动架13分别驱动支撑台架8和放置板1301移动，使得两者能够分别独立朝向X轴和Y轴的方向移动，使得待测物体和记号笔4之间的相对移动更加准确。

本实施例的其余特征与原理与实施例1一致。

实施例5

一种散斑图制作方法的实施例，基于实施例4的散斑图制作装置，如图6所示，具体步骤如下：

步骤一：输入记号笔的笔尖直径a、相邻笔尖间距b、笔尖数量和笔尖分布长度及宽度；

步骤二：将待测物体放入放置板1301上，驱动装置9驱动按压外壳1向下移动直至记号笔4在待测物体上制作出初始散斑阵列图，如图7所示；在初始散斑阵列图中选取移动参考点，以该点坐标为(0,0)；

步骤三：随机生成移动坐标点(Nxb/n，Nyb/n)；n为相邻的记号笔4在X轴和Y轴方向上间距的均分个数，且n的最大值满足(b-2a)/a结果的取整，(b-2a)/a-1≤n的最大值≤(b-2a)/a，Nx和Ny为均分个数n-1以内的随机整数；随机获取满足条件的n值和获取多个不重复的Nx和Ny值后，得到多个随机的移动坐标点，保存移动坐标点参数；

步骤四：第一移动架12和第二移动架13分别带动支撑台架8和放置板1301移动至步骤三中的移动坐标点处，驱动装置9驱动按压外壳1向下移动直至记号笔4在待测物体上制作出散斑点；

步骤五：重复步骤四直至制作完成所有的移动坐标点对应的散斑点，在待测物体上制作不规则分布的散斑图，如图8所示

在本实施例中，通过标定一个参考点从而生成多个随机的坐标，令第一移动架12和第二移动架13依次移动至坐标位置后完成对应该坐标的散斑点制作，在完成所有坐标对应的散斑点制作后，所有的散斑点构成一个固定式不规则分布的散斑图，能够制作如图8所示的复杂随机的固定式散斑图案。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种散斑图制作方法，其特征在于，具体的步骤如下：

步骤一：输入记号笔（4）的笔尖直径a、相邻笔尖间距b、笔尖数量、笔尖分布长度及宽度；

步骤二：将待测物体放入放置板（1301）上，驱动装置（9）驱动按压外壳（1）向下移动直至记号笔（4）在待测物体上制作出初始散斑阵列图；在初始散斑阵列图中选取移动参考点，以该点坐标为（0,0）；

步骤三：随机生成移动坐标点（Nxb/n，Nyb/n）；n为相邻的记号笔（4）在X轴和Y轴方向上间距的均分个数，且n的最大值满足(b-2a)/a结果的取整，即(b-2a)/a-1≤n的最大值≤(b-2a)/a，Nx和Ny为均分个数n-1以内的随机整数；随机获取满足条件的n值和获取多个不重复的Nx和Ny值后，得到多个随机的移动坐标点，保存移动坐标点参数；

步骤四：第一移动架（12）和第二移动架（13）分别带动支撑台架（8）和放置板（1301）移动至步骤三中的移动坐标点处，驱动装置（9）驱动按压外壳（1）向下移动直至记号笔（4）在待测物体上制作出散斑点；

步骤五：重复步骤四直至制作完成所有的移动坐标点对应的散斑点，在待测物体上制作不规则分布的散斑图。

2.一种散斑图制作装置，其特征在于，可用于实现权利要求1所述的散斑图制作方法，包括按压外壳（1）、与所述按压外壳（1）滑动连接的支撑部（2）、安装于所述按压外壳（1）内的溶剂储存箱（3）、与所述溶剂储存箱（3）连通的多个记号笔（4）和连接所述支撑部（2）顶端和所述按压外壳（1）内顶面的弹性件（5）；所述记号笔（4）位于所述溶剂储存箱（3）靠近所述支撑部（2）的一侧，所述支撑部（2）设置有供所述记号笔（4）穿过的镂空部（201）；所述按压外壳（1）可沿着所述支撑部（2）竖直方向滑动；还包括工作台（6）；所述按压外壳（1）或所述支撑部（2）与所述工作台（6）连接；所述工作台（6）设置有支撑台架（8），所述按压外壳（1）与所述支撑台架（8）滑动连接；所述支撑台架（8）上设置有驱动所述按压外壳（1）升降的驱动装置（9）；所述工作台（6）上设置有第一移动架（12）和第二移动架（13）；所述第一移动架（12）包括第一丝杆（1201）和驱动第一丝杆（1201）转动的第一电机（1202），所述支撑台架（8）与所述第一丝杆（1201）螺纹连接；所述第二移动架（13）包括与所述工作台（6）滑动连接的放置板（1301）、与所述放置板（1301）连接的滑块（1302）、与所述滑块（1302）螺纹连接的第二丝杆（1303）和驱动所述第二丝杆（1303）转动的第二电机（1304）；所述第一丝杆（1201）和所述第二丝杆（1303）互相垂直。

3.根据权利要求2所述的一种散斑图制作装置，其特征在于，所述支撑部（2）的两侧设置有滑动槽（202）且所述滑动槽（202）内设置有滑动部（203）；所述按压外壳（1）的两侧设置有与所述滑动部（203）卡合的连接孔（101）。

4.根据权利要求2所述的一种散斑图制作装置，其特征在于，所述弹性件（5）套装于所述溶剂储存箱（3）外。

5.根据权利要求2所述的一种散斑图制作装置，其特征在于，所述工作台（6）的两侧设置有凸台（7），所述支撑部（2）固定于所述凸台（7）上。

6.根据权利要求2所述的一种散斑图制作装置，其特征在于，所述工作台（6）上设置有传送皮带（10）和驱动所述传送皮带（10）运转的驱动组件（11）。

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