CN114485940A - 一种基于高光谱成像技术的光谱特性测量装置 - Google Patents

一种基于高光谱成像技术的光谱特性测量装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于高光谱成像技术的光谱特性测量装置，包括底座，所述底座上通过移动机构安装有安装块，且安装块上通过转动机构安装有安装杆，所述安装块上通过滑动机构安装有光谱仪本体，所述光谱仪本体的左右两侧均固定安装有支撑杆，且两个支撑杆上均开设有摆动槽。优点在于：可在光谱仪本体的高度发生变化时，使得两个卤素灯的偏转角度随其同时发生相应的变化，从而可确保两个卤素灯对待测量物的补光效果，避免测量结果出现偏差的问题，且可根据实际需要对光谱仪本体相对待测量物的角度进行调节，使其从不同角度对待测量物进行测量，有效提高了测量结果的全面性，且调节方式也较为简便，易于操作。

Description

一种基于高光谱成像技术的光谱特性测量装置
技术领域
本发明涉及光谱特性测量技术领域，尤其涉及一种基于高光谱成像技术的光谱特性测量装置。
背景技术
高光谱成像技术是基于非常多窄波段的影像数据技术，它将成像技术与光谱技术相结合，探测目标的二维几何空间及一维光谱信息，获取高光谱分辨率的连续、窄波段的图像数据，高光谱成像技术发展迅速，在食品安全、医学诊断以及航天领域等领域均有应用。
使用高光谱成像技术进行光谱特性测量时，经过狭缝的光由于不同波长照射到不同的探测器像元上，光能量很低，因此需要选择高灵敏相机，同时需要加光源提高测量成像的准确度，但现有光谱特性测量装置其上光源的安装角度无法随相机高度自动发生变化，导致在不同高度对测量物进行测量时，易因光照明亮度不同使得测量结果出现偏差，因此亟需设计一种基于高光谱成像技术的光谱特性测量装置。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的问题，而提出的一种基于高光谱成像技术的光谱特性测量装置。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种基于高光谱成像技术的光谱特性测量装置，包括底座，所述底座上通过移动机构安装有安装块，且安装块上通过转动机构安装有安装杆，所述安装杆上通过滑动机构安装有光谱仪本体，所述光谱仪本体的左右两侧均固定安装有支撑杆，且两个支撑杆上均开设有摆动槽，两个所述摆动槽上均转动连接有转杆，两个所述转杆上均固定安装有连接块，且两个连接块上均固定安装有卤素灯，所述安装杆与两个转杆之间均安装有摆动机构。
在上述的一种基于高光谱成像技术的光谱特性测量装置中，所述移动机构由移动槽、移动块、螺杆以及步进电机组成，所述移动槽开设在底座上，所述移动块滑动连接在移动槽上，且移动块与安装块固定连接，所述螺杆转动连接在底座上，且螺杆位于移动槽内的一端与移动块螺纹连接，所述步进电机固定安装在底座的侧壁上，且步进电机的输出端与螺杆固定连接。
在上述的一种基于高光谱成像技术的光谱特性测量装置中，所述转动机构由圆孔、轴承、固定杆、旋钮以及紧固螺母组成，所述圆孔开设在安装块上，所述固定杆通过轴承转动连接在圆孔内，且固定杆与安装杆固定连接，所述旋钮固定安装在固定杆远离安装杆的一端上，所述紧固螺母螺纹连接在固定杆位于旋钮与安装块之间的一端上。
在上述的一种基于高光谱成像技术的光谱特性测量装置中，所述滑动机构由滑槽、滑块、丝杆以及伺服电机组成，所述滑槽开设在安装杆上，所述滑块滑动连接在滑槽内，且滑块与光谱仪本体固定连接，所述丝杆转动连接在安装杆上，且丝杆位于滑槽内的一端与滑块螺纹连接，所述伺服电机固定安装在安装杆上，且伺服电机的输出端与丝杆固定连接。
在上述的一种基于高光谱成像技术的光谱特性测量装置中，所述摆动机构由固定齿轮、圆杆、驱动齿轮、支杆以及固定齿条组成，所述固定齿轮固定安装在转杆位于支撑杆后方的一端上，所述圆杆转动连接在支撑杆的后端侧壁上，所述驱动齿轮固定安装在圆杆上，且驱动齿轮与固定齿轮相啮合，所述支杆固定安装在安装杆的侧壁上，所述固定齿条固定安装在支杆上，且固定齿条与驱动齿轮相啮合。
在上述的一种基于高光谱成像技术的光谱特性测量装置中，所述固定齿轮的齿间距与驱动齿轮的齿间距相等，所述固定齿轮的齿数以及直径均大于驱动齿轮的齿数以及直径。
在上述的一种基于高光谱成像技术的光谱特性测量装置中，所述底座上开设有两个调节槽，且两个调节槽内均滑动连接有两个调节块，每两个前后位置相对应的所述调节块之间均固定安装有夹板，其中一个所述调节槽内转动连接有双向丝杆，且双向丝杆与对应的两个调节块均为螺纹连接，所述双向丝杆位于底座外的一端固定安装有把手。
与现有的技术相比，本发明优点在于：
1：驱动机构的设计，可在光谱仪本体的高度发生变化时，使得两个卤素灯的偏转角度随其同时发生相应的变化，从而可确保两个卤素灯对待测量物的补光效果，避免测量结果出现偏差的问题。
2：转动机构的设计，可根据实际需要对光谱仪本体相对待测量物的角度进行调节，从而可使其从不同角度对待测量物进行测量，有效提高了测量结果的全面性，且调节方式也较为简便，易于操作。
3：两个夹板可将不同尺寸的待测量物有效固定在底座上，从而可确保测量过程中待测量物的稳定性，避免因其出现移动导致测量结果准确度不佳的问题。
4：固定齿轮与驱动齿轮的差异设计目的在于，使得光谱仪本体在上下移动时，两个卤素灯的角度偏转不会过大，确保两个卤素灯对待测量物的补光效果。
5：移动机构的设计，使得光谱仪本体可在底座上进行左右移动，从而可确保其完成对待测量物整体的测量操作。
综上所述，本发明可在光谱仪本体的高度发生变化时，使得两个卤素灯的偏转角度随其同时发生相应的变化，从而可确保两个卤素灯对待测量物的补光效果，避免测量结果出现偏差的问题，且可根据实际需要对光谱仪本体相对待测量物的角度进行调节，使其从不同角度对待测量物进行测量，有效提高了测量结果的全面性，且调节方式也较为简便，易于操作。
附图说明
图1为本发明提出的一种基于高光谱成像技术的光谱特性测量装置的结构示意图；
图2为图1的侧视图；
图3为图1的俯视图；
图4为图3中A部分的结构放大示意图；
图5为图1中位于左侧的支撑杆及其上组件的结构放大示意图。
图中：1底座、2安装块、3安装杆、4滑槽、5滑块、6光谱仪本体、7丝杆、8伺服电机、9支撑杆、10摆动槽、11连接块、12卤素灯、13转杆、14固定齿轮、15圆杆、16驱动齿轮、17支杆、18固定齿条、19圆孔、20轴承、21固定杆、22旋钮、23紧固螺母、24移动槽、25移动块、26螺杆、27步进电机、28夹板、29调节块、30调节槽、31双向丝杆、32把手。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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。
参照图1-5，一种基于高光谱成像技术的光谱特性测量装置，包括底座1，底座1上通过移动机构安装有安装块2，且安装块2上通过转动机构安装有安装杆3，安装杆3上通过滑动机构安装有光谱仪本体6。
上述值得注意的是：
1、光谱仪本体6的左右两侧均固定安装有支撑杆9，且两个支撑杆9上均开设有摆动槽10，两个摆动槽10上均转动连接有转杆13，两个转杆13上均固定安装有连接块11，且两个连接块11上均固定安装有卤素灯12，光谱仪本体6可使用面阵相机和光谱仪组成，光谱仪本体6用于对待测量物进行测量操作，两个卤素灯12可对待测量物进行补光操作，提高光能量。
2、滑动机构由滑槽4、滑块5、丝杆7以及伺服电机8组成，滑槽4开设在安装杆3上，滑块5滑动连接在滑槽4内，且滑块5与光谱仪本体6固定连接，丝杆7转动连接在安装杆3上，且丝杆7位于滑槽4内的一端与滑块5螺纹连接，伺服电机8固定安装在安装杆3上，且伺服电机8的输出端与丝杆7固定连接，伺服电机8工作时，可通过丝杆7与滑块5的配合使得光谱仪本体6在安装杆3上进行上下移动，从而可对从不同高度对待测量物进行测量操作。
3、安装杆3与两个转杆13之间均安装有摆动机构，摆动机构由固定齿轮14、圆杆15、驱动齿轮16、支杆17以及固定齿条18组成。
4、固定齿轮14固定安装在转杆13位于支撑杆9后方的一端上，圆杆15转动连接在支撑杆9的后端侧壁上，驱动齿轮16固定安装在圆杆15上，且驱动齿轮16与固定齿轮14相啮合，支杆17固定安装在安装杆3的侧壁上，固定齿条18固定安装在支杆17上，且固定齿条18与驱动齿轮16相啮合，当光谱仪本体6在安装杆3上进行上下移动时，固定齿条18与驱动齿轮16的啮合可使得驱动齿轮16进行转动，随后通过驱动齿轮16与固定齿轮14的啮合效果使得固定齿轮14带动转杆13反向转动，从而可使两个卤素灯12相对安装杆3的角度同时发生变化，便于在不同高度均可对待测量物进行有效的补光操作，确保了测量效果，避免测量结果出现偏差的问题。
5、固定齿轮14的齿间距与驱动齿轮16的齿间距相等，固定齿轮14的齿数以及直径均大于驱动齿轮16的齿数以及直径，当光谱仪本体6向上移动时，两个卤素灯12会同时向外张开，反之，当光谱仪本体6向下移动时，两个卤素灯12则会同时向内靠拢，确保对待测量的补光效果，固定齿轮14与驱动齿轮16的差异设计目的在于，使得光谱仪本体6在上下移动时，两个卤素灯12的角度偏转不会过大，确保两个卤素灯12对待测量物的补光效果。
6、底座1上开设有两个调节槽30，且两个调节槽30内均滑动连接有两个调节块29，每两个前后位置相对应的调节块29之间均固定安装有夹板28，其中一个调节槽30内转动连接有双向丝杆31，且双向丝杆31与对应的两个调节块29均为螺纹连接，双向丝杆31位于底座1外的一端固定安装有把手32，转动把手32时，可通过双向丝杆31与两个对应调节块29的配合，使得两个夹板28相互靠近或远离，随后可使两个夹板28将待测量物有效的固定在底座1上，确保测量过程中的稳定性。
7、移动机构由移动槽24、移动块25、螺杆26以及步进电机27组成，移动槽24开设在底座1上，移动块25滑动连接在移动槽24上，且移动块25与安装块2固定连接，螺杆26转动连接在底座1上，且螺杆26位于移动槽24内的一端与移动块25螺纹连接，步进电机27固定安装在底座1的侧壁上，且步进电机27的输出端与螺杆26固定连接，步进电机27工作时，可利用螺杆26与移动块25的配合，使得安装块2带动安装杆3在底座1上进行左右移动，从而即可使得光谱仪本体6在底座1上左右移动，使其完成对待测量物整体的测量操作。
8、转动机构由圆孔19、轴承20、固定杆21、旋钮22以及紧固螺母23组成，圆孔19开设在安装块2上，固定杆21通过轴承20转动连接在圆孔19内，且固定杆21与安装杆3固定连接，旋钮22固定安装在固定杆21远离安装杆3的一端上，紧固螺母23螺纹连接在固定杆21位于旋钮22与安装块2之间的一端上，对紧固螺母23的松紧程度调节后，可通过旋钮22与固定杆21的配合对安装杆3在安装块2上的安装角度进行调节，从而可使光谱仪本体6从不同角度对待测量物进行测量操作，可有效提高测量结果的全面性，且调节方式也较为简便，易于操作。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于高光谱成像技术的光谱特性测量装置，包括底座(1)，其特征在于，所述底座(1)上通过移动机构安装有安装块(2)，且安装块(2)上通过转动机构安装有安装杆(3)，所述安装杆(3)上通过滑动机构安装有光谱仪本体(6)，所述光谱仪本体(6)的左右两侧均固定安装有支撑杆(9)，且两个支撑杆(9)上均开设有摆动槽(10)，两个所述摆动槽(10)上均转动连接有转杆(13)，两个所述转杆(13)上均固定安装有连接块(11)，且两个连接块(11)上均固定安装有卤素灯(12)，所述安装杆(3)与两个转杆(13)之间均安装有摆动机构。
2.根据权利要求1所述的一种基于高光谱成像技术的光谱特性测量装置，其特征在于，所述移动机构由移动槽(24)、移动块(25)、螺杆(26)以及步进电机(27)组成，所述移动槽(24)开设在底座(1)上，所述移动块(25)滑动连接在移动槽(24)上，且移动块(25)与安装块(2)固定连接，所述螺杆(26)转动连接在底座(1)上，且螺杆(26)位于移动槽(24)内的一端与移动块(25)螺纹连接，所述步进电机(27)固定安装在底座(1)的侧壁上，且步进电机(27)的输出端与螺杆(26)固定连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于高光谱成像技术的光谱特性测量装置，其特征在于，所述转动机构由圆孔(19)、轴承(20)、固定杆(21)、旋钮(22)以及紧固螺母(23)组成，所述圆孔(19)开设在安装块(2)上，所述固定杆(21)通过轴承(20)转动连接在圆孔(19)内，且固定杆(21)与安装杆(3)固定连接，所述旋钮(22)固定安装在固定杆(21)远离安装杆(3)的一端上，所述紧固螺母(23)螺纹连接在固定杆(21)位于旋钮(22)与安装块(2)之间的一端上。
4.根据权利要求1所述的一种基于高光谱成像技术的光谱特性测量装置，其特征在于，所述滑动机构由滑槽(4)、滑块(5)、丝杆(7)以及伺服电机(8)组成，所述滑槽(4)开设在安装杆(3)上，所述滑块(5)滑动连接在滑槽(4)内，且滑块(5)与光谱仪本体(6)固定连接，所述丝杆(7)转动连接在安装杆(3)上，且丝杆(7)位于滑槽(4)内的一端与滑块(5)螺纹连接，所述伺服电机(8)固定安装在安装杆(3)上，且伺服电机(8)的输出端与丝杆(7)固定连接。
5.根据权利要求1所述的一种基于高光谱成像技术的光谱特性测量装置，其特征在于，所述摆动机构由固定齿轮(14)、圆杆(15)、驱动齿轮(16)、支杆(17)以及固定齿条(18)组成，所述固定齿轮(14)固定安装在转杆(13)位于支撑杆(9)后方的一端上，所述圆杆(15)转动连接在支撑杆(9)的后端侧壁上，所述驱动齿轮(16)固定安装在圆杆(15)上，且驱动齿轮(16)与固定齿轮(14)相啮合，所述支杆(17)固定安装在安装杆(3)的侧壁上，所述固定齿条(18)固定安装在支杆(17)上，且固定齿条(18)与驱动齿轮(16)相啮合。
6.根据权利要求5所述的一种基于高光谱成像技术的光谱特性测量装置，其特征在于，所述固定齿轮(14)的齿间距与驱动齿轮(16)的齿间距相等，所述固定齿轮(14)的齿数以及直径均大于驱动齿轮(16)的齿数以及直径。
7.根据权利要求1所述的一种基于高光谱成像技术的光谱特性测量装置，其特征在于，所述底座(1)上开设有两个调节槽(30)，且两个调节槽(30)内均滑动连接有两个调节块(29)，每两个前后位置相对应的所述调节块(29)之间均固定安装有夹板(28)，其中一个所述调节槽(30)内转动连接有双向丝杆(31)，且双向丝杆(31)与对应的两个调节块(29)均为螺纹连接，所述双向丝杆(31)位于底座(1)外的一端固定安装有把手(32)。
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