CN204988055U - 钢卷尺自动对零系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了钢卷尺自动对零系统，包括精密位移工作台、被检尺压紧机构及标准尺压紧机构，其中，精密位移工作台包括滑块及驱动滑块横向水平移位的水平驱动机构。被检尺压紧机构包括支承架、直线执行机构、压头及被检工作台，支承架和被检工作台均固定在滑块上，直线执行机构固定在支承架上，压头设于被检工作台正上方且由直线执行机构驱动其升降。标准尺压紧机构设于被检测尺压紧机构前侧，标准尺压紧机构支承标准尺的平台上端面水平高度与被检工作台上端面水平高度相同。本实用新型采用上述结构，整体结构简单，便于实现，成本低，采用本实用新型实现钢卷尺检定过程中零位对齐时操作便捷，省时省力，并能提高钢卷尺零位对齐效率。

Description

钢卷尺自动对零系统

技术领域

本实用新型涉及钢卷尺检定技术领域，具体是钢卷尺自动对零系统。

背景技术

钢卷尺是一种基本的长度计量器具，广泛应用于工农业生产与日常生活中。目前钢卷尺检定过程是：将被检钢卷尺（被检尺）和标准钢卷尺（标准尺）安放于检定台上，将被检尺和标准尺零位刻度线纹对齐，然后采用被检尺刻度线纹与标准尺刻度线纹进行比对的测量方式。当被检尺长度大于检定台长度时，需将被检尺分段测量，将上一段的末端线纹作为下一段的零位线纹与标准尺零位线纹对齐后进行测量。被检尺和标准尺零位刻度线纹对齐是钢卷尺检定的重要环节，其定位精度直接影响钢卷尺的测量精度。现有钢卷尺零位对齐方式是人工使用压紧螺杆压紧被测尺，通过目测调节微调水平丝杆，使被测尺零位线纹与标准尺零位线纹对齐。整个对零过程全凭肉眼观测，人工操作，过程繁琐，精度低，且容易出现人为读数误差。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种钢卷尺自动对零系统，其应用时便于实现钢卷尺检定过程中零位对齐，能提高钢卷尺零位对齐效率，降低人工劳动强度。

本实用新型解决上述问题主要通过以下技术方案实现：钢卷尺自动对零系统，包括精密位移工作台、被检尺压紧机构及标准尺压紧机构，所述精密位移工作台包括滑块及驱动滑块横向水平移位的水平驱动机构；所述被检尺压紧机构包括支承架、直线执行机构、压头及被检工作台，所述支承架和被检工作台均固定在滑块上，直线执行机构固定在支承架上，压头设于被检工作台正上方且由直线执行机构驱动其升降；所述标准尺压紧机构设于被检测尺压紧机构前侧，所述标准尺压紧机构支承标准尺的平台上端面水平高度与被检工作台上端面水平高度相同。本实用新型应用时，标准尺由标准尺压紧机构进行固定，被检尺放置于被检工作台上，控制直线执行机构向下运动，并由压头压紧被检尺。

进一步的，所述精密位移工作台还包括法兰和支承底板，所述水平驱动机构包括步进电机和精密传动丝杆，所述步进电机通过法兰连接于支承底板左端，所述精密传动丝杆左端与步进电机连接；所述滑块安装在精密传动丝杆上且由步进电机驱动其横向水平移位。

进一步的，所述标准尺压紧机构包括标准尺固定底座和旋钮螺杆，所述标准尺固定底座构成有贯穿其左右端面的定位口，标准尺固定底座位于定位口顶部的部分构成有竖直设置的定位螺孔，所述旋钮螺杆穿过该定位螺孔。如此，本实用新型应用时，将标准尺穿过定位口，旋转旋钮螺杆使其下端下压在标准尺上，即可完成对标准尺的固定。

进一步的，钢卷尺自动对零系统，还包括设于被检尺压紧机构和标准尺压紧机构两者右侧的靠位台，所述靠位台上端面的水平高度与被检工作台上端面水平高度相同；所述靠位台纵向水平设置且其上端面上凸构成有限位凸起。本实用新型在具体设置时，限位凸起位于被检尺与标准尺之前的区域，且其纵向长度与标准尺和被检尺两者之间的间距相同，如此，本实用新型在对被检尺和标准尺进行固定时，被检尺和标准尺两者均有一侧紧靠在靠位台上。本实用新型在设置有靠位台时，将被检尺和标准尺的零位均设于靠位台的正上方，在零位对齐时设置更加规律，在多次检定时能提升对零效率。

进一步的，钢卷尺自动对零系统，还包括图像处理系统、运动控制系统及摄像机构，所述图像处理系统和运动控制系统采用上位机及与上位机连接的运动控制器实现，所述水平驱动机构和直线执行机构均与运动控制器连接，所述摄像机构与上位机连接。如此，本实用新型应用时，摄像头采集的图像发送至上位机，通过图像处理系统利用钢卷尺刻度误差自动测量算法得出被检钢卷尺零位刻度偏移量。本实用新型应用时，通过运动控制器发出指令控制步进电机根据图像处理系统得到的零位刻度偏移量做出相应位移。

进一步的，所述摄像机构包括摄像头、立柱、粗调滑块、定位旋钮、微调手轮及微调滑块，所述粗调滑块构成有贯穿其上下端面的竖直定位孔及接通该竖直定位孔的水平螺纹孔，所述立柱穿过粗调滑块的竖直定位孔，定位旋钮穿过粗调滑块上的水平螺纹孔并顶紧在立柱上；所述微调滑块安装于粗调滑块前侧且由微调手轮驱动其上下移位，所述摄像头固定在微调滑块上。如此，本实用新型应用时可将粗调滑块沿立柱上下移动，到位后用定位旋钮锁定，还可调节微调手轮控制微调滑块上下移动，进而实现摄像头位置的调节，以便获取清晰图像。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：（1）本实用新型包括精密位移工作台、被检尺压紧机构及标准尺压紧机构，在本实用新型应用时，标准尺横向水平设置并由标准尺压紧机构下压固定，被检尺横向水平设置并由被检尺压紧机构下压固定，当被检尺零位与标准尺零位不对齐时，可通过精密位移工作台带动被检尺压紧机构横向水平移位，进而带动被检尺横向水平移位，如此，本实用新型应用时采用机械化的方式实现钢卷尺检定过程中零位对齐，操作便捷，省时省力，能提高钢卷尺零位对齐效率，并能降低人工劳动强度。

（2）本实用新型在配备有图像处理系统、运动控制系统及摄像机构时，可通过图像处理系统得出被检钢卷尺零位刻度偏移量，并可通过运动控制系统发出指令控制步进电机使精密位移工作台带动被检尺根据图像处理系统得到的零位刻度偏移量做出相应位移，反复经图像处理系统和运动控制系统处理，直到被检尺与标准尺零位刻度完全对齐。如此，本实用新型应用时可通过智能化的方式进行控制，可以实现钢卷尺检定过程中零位自动对齐，本实用新型通过摄像头和图像处理系统代替人眼读数自动完成被检钢卷尺零位偏移量的检定，能避免人眼读数误差，并能提高钢卷尺零位对齐精度；本实用新型应用时由图像处理系统计算出被检尺零位误差，通过上位机对误差进行判断是否已经对齐，再由运动控制系统指导精密位移工作台带动被检尺做出相应位移，替代了传统人工手旋螺杆的传统零位对齐方式，能进一步减轻本实用新型应用时的工作量。

附图说明

图1为本实用新型一个具体实施例的结构示意图；

图2为图1中精密位移工作台的结构示意图；

图3为图1中被检尺压紧机构的结构示意图；

图4为本实用新型一个具体实施例的电气系统框图。

附图中附图标记所对应的名称为：1、精密位移工作台，101、步进电机，102、法兰，103、精密传动丝杆，104、支撑底座，105、滑块，2、被检尺压紧机构，201、支撑架，202、直线执行机构，203、连接杆，204、压头，205、被检工作台，3、标准尺压紧机构，301、标准尺固定底座，302、旋钮螺杆，4、摄像机构，401、摄像头，402、立柱，403、粗调滑块，404、定位旋钮，405、微调手轮，406、微调滑块，5、靠位台，6、底座。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本实用新型做进一步地的详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例1：

如图1、图2及图3所示，钢卷尺自动对零系统，包括精密位移工作台1、被检尺压紧机构2、标准尺压紧机构3及底座6，其中，精密位移工作台1、被检尺压紧机构2及标准尺压紧机构3均固定于底座6上，精密位移工作台1包括滑块105及驱动滑块105横向水平移位的水平驱动机构。本实施例的被检尺压紧机构2包括支承架201、直线执行机构202、连接杆203、压头204及被检工作台205，支承架201和被检工作台205均固定在滑块105上，直线执行机构202固定在支承架201上，压头204设于被检工作台205正上方且通过连接杆203与直线执行机构202连接，并由直线执行机构202驱动其升降。本实施例的标准尺压紧机构3设于被检测尺压紧机构2前侧，标准尺压紧机构3支承标准尺的平台上端面的水平高度与被检工作台205上端面的水平高度相同。

本实施例应用时，将标准尺由标准尺压紧机构3下压固定，将被检尺放置于被检工作台205，控制直线执行机构202向下运动，直线执行机构202带动压头204压紧在被检尺上，当被检尺与标准尺零位不对齐时，控制水平驱动机构带动滑块105水平移位，进而带动被检尺压紧机构2及其上固定的钢卷尺水平移位，以实现被检尺与标准尺的零位对齐。

实施例2：

本实施例在实施例1的基础上做出了如下进一步限定：本实施例的精密位移工作台1还包括法兰102和支承底板104，本实施例的精密工作台1具体通过其支承底板104固定在底座6上，水平驱动机构包括步进电机101和精密传动丝杆103，步进电机101通过法兰102连接于支承底板104左端，精密传动丝杆103左端与步进电机101连接。本实施例的滑块105安装在精密传动丝杆103上，并由步进电机101驱动其横向水平移位。本实施例在具体实施时，滑块105构成有贯穿其左右端面且与精密传动丝杆103螺纹匹配的螺纹孔，滑块105通过精密传动丝杆103穿过其螺纹孔安装在精密传动丝杆103上，为了保证步进电机101带动精密传动丝杆103转动时滑块105横向水平移位，本实施例的支承底板104构成有横向水平设置的水平导向限位槽，滑块105底部构成有与水平导向限位槽大小、形状匹配且嵌入水平导向限位槽内的水平导向块，如此，本实施例应用时，能避免滑块105移位时出现翻转。

实施例3：

本实施例在实施例1或实施例2的基础上做出了如下进一步限定：本实施例的标准尺压紧机构3包括标准尺固定底座301和旋钮螺杆302，其中，标准尺固定底座301固定于底座6上，其构成有贯穿其左右端面的定位口，标准尺固定底座301位于定位口顶部的部分构成有竖直设置的定位螺孔，旋钮螺杆302穿过该定位螺孔。本实施例中定位口内底部为标准尺压紧机构3支承标准尺的平台上端面，本实施例在具体设置时，为了便于标准尺嵌入定位口内，定位口的开口延伸至标准尺固定底座301后侧。

实施例4：

本实施例在实施例1～实施例3中任意一个实施例的基础上做出了如下进一步限定：本实施例还包括固定于底座6上的靠位台5，其中，靠位台5设于被检尺压紧机构2和标准尺压紧机构3两者的右侧，靠位台5上端面的水平高度与被检工作台205上端面水平高度相同，如此，其上端面的水平高度也与标准尺压紧机构3支承标准尺的平台上端面的水平高度相同。本实施例的靠位台5纵向水平设置且其上端面上凸构成有限位凸起，限位凸起位于被检尺与标准尺两者的中央部位。

实施例5：

如图4所示，本实施例在实施例1～实施例4的基础上做出了如下进一步限定：本实施例还包括图像处理系统、运动控制系统及固定于底座6上的摄像机构4，其中，图像处理系统和运动控制系统采用上位机及与上位机连接的运动控制器实现，本实施例的水平驱动机构和直线执行机构202均与运动控制器连接，摄像机构4与上位机连接。本实施例的图像处理系统由上位机及其配备的图像处理程序实现，图像处理程序核心为钢卷尺刻度误差自动测量算法，包括像素标定和误差计算两个部分，钢卷尺图像在处理过程中图像处理程序利用标准尺刻度进行实时像素标定，再结合标准尺目标刻度和被测尺目标刻度像素差值计算出被测尺和标准尺刻度偏移量。本实施例的运动控制系统由上位机、运动控制器及上位机配备的运动控制程序实现，图像处理系统与运动控制系统相互关联，由图像处理系统计算出钢卷尺刻度误差，运动控制系统根据刻度误差利用运动控制器发出相应指令控制步进电机101带动精密位移工作台1作出相应移动。

本实施例在完成标准尺与被检尺的固定后，摄像机构4将采集图像发送至上位机，通过图像处理系统利用钢卷尺刻度误差自动测量算法得出被检钢卷尺零位刻度偏移量，然由运动控制器发出指令控制步进电机101使精密位移工作台1带动被检钢卷尺根据得到的零位刻度偏移量做出相应位移，然后反复执行上述步骤，直到被检尺与标准尺零位刻度完全对齐。

实施例6：

本实施例在实施例5的基础上做出了如下进一步限定：本实施例的摄像机构4包括摄像头401、立柱402、粗调滑块403、定位旋钮404、微调手轮405及微调滑块406，其中，立柱402固定于底座6上，摄像头401采用工业相机，粗调滑块403构成有贯穿其上下端面的竖直定位孔及接通该竖直定位孔的水平螺纹孔，立柱402穿过粗调滑块403的竖直定位孔，定位旋钮404穿过粗调滑块403上的水平螺纹孔并顶紧在立柱402上。本实施例的微调滑块406安装于粗调滑块403前侧且由微调手轮405驱动其上下移位，摄像头401固定在微调滑块406上。本实施例在具体设置时，粗调滑块403的前侧设置有竖直设置的竖直导向限位槽，竖直导向限位槽横截面的形状为前小后小的梯形状结构，微调滑块406构成有与竖直导向限位槽大小、形状区别的竖直导向块，竖直导向块嵌入竖直导向限位槽内。本实施例的竖直导向限位槽向后侧凹陷构成有竖直设置的移位槽，微调滑块406连接有竖直设置且嵌入移位槽内的导向齿条，微调手轮405连接有与导向齿条啮合的齿轮，如此，本实施例应用时，可通过调节微调手轮405转动，微调手轮405带动齿轮转动，进而带动导向齿条升降来实现摄像头的升降。

本实施例在具体实施时，采用摄像头401，通过钢卷尺刻度误差自动测量算法，利用标准尺刻度进行实时像素标定，由标准尺目标刻度和被检尺目标刻度像素差值计算出被检尺与标准尺的刻度偏移量，本实施例执行过程中无需另外标定。

如上所述，可较好的实现本实用新型。

Claims (6)

1.钢卷尺自动对零系统，其特征在于，包括精密位移工作台（1）、被检尺压紧机构（2）及标准尺压紧机构（3），所述精密位移工作台（1）包括滑块（105）及驱动滑块（105）横向水平移位的水平驱动机构；所述被检尺压紧机构（2）包括支承架（201）、直线执行机构（202）、压头（204）及被检工作台（205），所述支承架（201）和被检工作台（205）均固定在滑块（105）上，直线执行机构（202）固定在支承架（201）上，压头（204）设于被检工作台（205）正上方且由直线执行机构（202）驱动其升降；所述标准尺压紧机构（3）设于被检测尺压紧机构（2）前侧，所述标准尺压紧机构（3）支承标准尺的平台上端面水平高度与被检工作台（205）上端面水平高度相同。

2.根据权利要求1所述的钢卷尺自动对零系统，其特征在于，所述精密位移工作台（1）还包括法兰（102）和支承底板（104），所述水平驱动机构包括步进电机（101）和精密传动丝杆（103），所述步进电机（101）通过法兰（102）连接于支承底板（104）左端，所述精密传动丝杆（103）左端与步进电机（101）连接；所述滑块（105）安装在精密传动丝杆（103）上且由步进电机（101）驱动其横向水平移位。

3.根据权利要求1所述的钢卷尺自动对零系统，其特征在于，所述标准尺压紧机构（3）包括标准尺固定底座（301）和旋钮螺杆（302），所述标准尺固定底座（301）构成有贯穿其左右端面的定位口，标准尺固定底座（301）位于定位口顶部的部分构成有竖直设置的定位螺孔，所述旋钮螺杆（302）穿过该定位螺孔。

4.根据权利要求1所述的钢卷尺自动对零系统，其特征在于，还包括设于被检尺压紧机构（2）和标准尺压紧机构（3）两者右侧的靠位台（5），所述靠位台（5）上端面的水平高度与被检工作台（205）上端面水平高度相同；所述靠位台（5）纵向水平设置且其上端面上凸构成有限位凸起。

5.根据权利要求1～4中任意一项所述的钢卷尺自动对零系统，其特征在于，还包括图像处理系统、运动控制系统及摄像机构（4），所述图像处理系统和运动控制系统采用上位机及与上位机连接的运动控制器实现，所述水平驱动机构和直线执行机构（202）均与运动控制器连接，所述摄像机构（4）与上位机连接。

6.根据权利要求5所述的钢卷尺自动对零系统，其特征在于，所述摄像机构（4）包括摄像头（401）、立柱（402）、粗调滑块（403）、定位旋钮（404）、微调手轮（405）及微调滑块（406），所述粗调滑块（403）构成有贯穿其上下端面的竖直定位孔及接通该竖直定位孔的水平螺纹孔，所述立柱（402）穿过粗调滑块（403）的竖直定位孔，定位旋钮（404）穿过粗调滑块（403）上的水平螺纹孔并顶紧在立柱（402）上；所述微调滑块（406）安装于粗调滑块（403）前侧且由微调手轮（405）驱动其上下移位，所述摄像头（401）固定在微调滑块（406）上。