CN219084041U - 一种电线电缆胶厚及外形尺寸测量装置 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种电线电缆胶厚及外形尺寸测量装置，包括：底座；两向行走模组，其设置在底座上；测距组件，其设置在两向行走模组上；载物板，其设置在行走台上；支杆，其竖直设置在底座上；显微成像模组，其可上下滑动地设置在支杆上，且与载物板的位置相对应；显微成像模组包括显微镜和摄像头，显微镜的物镜端竖直朝下，且物镜端面平行于载物板的载物面，显微镜的目镜端与摄像头的镜头端相对齐，摄像头用于通过显微镜对载物板上的切片样品成像；显示器，其与摄像头信号连接，用于显示摄像头的成像画面。本公开具有尺寸测量准确、操作方便、结构简单、部件成本低、便于应用推广的优点，尤其适用于微小尺寸电线电缆的尺寸测量过程中。

Description

一种电线电缆胶厚及外形尺寸测量装置

技术领域

本公开涉及电线电缆尺寸测量设备技术领域，具体涉及一种电线电缆胶厚及外形尺寸测量装置。

背景技术

在电线电缆的生产过程中，需要对电线电缆的胶厚(又称绝缘厚度)和外径等尺寸进行测量，以检测电线电缆产品是否符合对应的参数要求。传统的电线电缆测量方法是人工通过卡尺等仪器手动测量，人工测量的方式效率低、且准确性差，尤其是对于微小尺寸的电线电缆，难以对电线电缆进行有效固定也难以准确读数，导致测量结果的准确性大大降低。

随着图像处理和机器视觉技术的发展，可以通过采集电线电缆的切片图像进行图像处理分析，进而计算获得电线电缆的外形尺寸，该测量方法可解决人工测量效率低、准确性差的问题，也能适用于微小尺寸的电线电缆尺寸测量中。

如CN 112284258B公开了一种基于机器视觉算法来测量电缆结构尺寸参数的系统，该系统采用照明单元为待测量的电缆样品进行照明，位置控制单元控制样品旋转和跳动，光学成像单元采集运动的待测量的电缆样品的图像信息传输至数据处理单元，数据处理单元根据接收的图像信息计算样品的结构尺寸参数，所述方法采用亚像素边缘提取和拟合算法计算电缆轮廓的直径参数，利用匹配算法计算电缆轮廓的厚度参数，利用区域填充方法计算电缆的导体线芯根数，这类测量设备在实际应用过程中存在着以下缺陷：

其一，该类测量设备需要采用工业相机来获取切片图像，且需要配套对应的软件系统来对成像图像进行分析，这导致该类测量设备的软硬件成本高昂，在实际应用中，单台测量设备的价格可达6万元以上，不利于该类测量设备的推广应用；

其二，该类测量设备的基本原理是提取对应区域，如线芯、绝缘层和护套等区域的图像轮廓，通过图像尺寸计算方法计算出各个轮廓的尺寸参数，这种测量方法一方面对成像的切片图像要求严格，图像的清晰度、图像尺寸等均需要满足一定的要求，给实际应用过程带来不便，另一方面该类测量设备通常只能检测如线芯与绝缘具有一定间隙，且线芯和电缆整体均呈圆形等常规结构的电缆，在部分特异结构电缆，如实心的矿物类电缆中，由于线芯与护套的间隙很小，难以准确分割提取线芯和护套的图像轮廓，导致该类测量设备在特异结构电缆中的测量准确性表现较差。

综上所述，现有的基于机器视觉的电线电缆尺寸测量设备，普遍存在设备成本高、适用性和实用性较差的缺陷。

实用新型内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本公开目的在于提供一种电线电缆胶厚及外形尺寸测量装置。本公开具有尺寸测量准确、操作方便、结构简单、部件成本低、便于应用推广的优点，尤其适用于微小尺寸电线电缆的尺寸测量过程中。

本公开所述的一种电线电缆胶厚及外形尺寸测量装置，包括：

底座；

两向行走模组，其设置在所述底座上，且具有可沿X方向和Y方向行走的行走台；

测距组件，其设置在所述两向行走模组上，用于测量所述行走台的行走距离；

载物板，其设置在所述行走台上，用于承载切片样品；

支杆，其竖直设置在所述底座上；

显微成像模组，其可上下滑动地设置在所述支杆上，且与所述载物板的位置相对应；所述显微成像模组包括显微镜和摄像头，所述显微镜的物镜端竖直朝下，且物镜端面平行于所述载物板的载物面，所述显微镜的目镜端与所述摄像头的镜头端相对齐，所述摄像头用于通过所述显微镜对所述载物板上的切片样品成像；

显示器，其与所述摄像头信号连接，用于显示所述摄像头的成像画面。

优选地，所述测距组件为红外测距组件、光栅测距组件或位移传感组件。

优选地，所述载物板呈双层夹片结构，包括底片、夹片、连杆和锁紧件；

所述底片和所述夹片均采用透明材料制成；

所述连杆的数量为两根，分别设置在所述底片宽度方向的两侧，且所述连杆垂直于所述底片设置，所述连杆的下端与所述底片相连接；

所述夹片平行于所述底片设置且所述夹片在与所述连杆相对应的位置形成有相适配的连接孔，所述夹片通过所述连接孔套设在所述连杆外并与所述连杆形成滑动配合，使所述夹片可沿所述连杆上下滑动；

所述锁紧件套设在所述连杆外侧与所述连杆螺纹连接，且位于所述夹片的上方，用于锁紧所述夹片。

优选地，所述底片的几何中心处设有中心标识。

优选地，所述夹片靠近所述底片的一面上设有若干软质垫片。

优选地，所述显微成像模组还包括：

连接架，所述显微镜和所述摄像头均设置在所述连接架上，且所述连接架与所述支杆滑动连接。

优选地，所述显微成像模组还包括：

光源，其设置在所述显微镜的物镜端面的旁侧。

优选地，所述显微成像模组还包括：

连接套，其采用不透光材料制成，所述连接套套设在所述显微镜与所述摄像头抵接位置的外侧，且分别与所述显微镜和所述摄像头相连接。

本公开所述的一种电线电缆胶厚及外形尺寸测量装置，其优点在于，本公开通过显微成像模组放大电线电缆的切片样品并在显示器中成像以便于观察，根据所需测量的尺寸，参照显示器中的X、Y轴辅助线，控制两向行走模组的行走台带动切片样品沿X方向或Y方向行走，进而使得成像图像随之移动，根据平移距离来测量出对应的尺寸。

本公开通过显微成像模组放大切片样品并成像，观察成像图像并控制行走台平移，根据位移量来测量出对应的外形尺寸，由于位移量的测量可精确到0.01mm级别，且通过成像图像可清晰地观察到切片样品图像，另外两向行走模组也可实现0.01mm级别的微调，使得装置整体可对电线电缆的切片尺寸进行准确测量，能满足电线电缆的尺寸测量需求，且测量过程只需完成固定样品切片和平移行走台的操作，操作方便，测量效率高，同时装置采用普通摄像头即可，无需采用高成本的工业相机，也无需搭载复杂的图像处理分析系统，大大降低了装置的整体成本，更利于推广应用，且能准确测量特异结构电缆的尺寸，适用性更加广泛，实用性良好，尤其适用于微小尺寸电线电缆的尺寸测量过程中。

附图说明

图1是本实施例所述一种电线电缆胶厚及外形尺寸测量装置的结构示意图；

图2是本实施例所述一种电线电缆胶厚及外形尺寸测量装置的主视图；

图3是本实施例所述一种电线电缆胶厚及外形尺寸测量装置的侧视图；

图4是本实施例所述载物板的结构示意图。

附图标记说明：1-底座，2-两向行走模组，3-测距组件，4-载物板，41-底片，42-夹片，43-连杆，44-锁紧件，45-软质垫片，5-支杆，6-显微成像模组，61-显微镜，62-摄像头，63-连接架。

具体实施方式

如图1-图3所示，本公开所述的一种电线电缆胶厚及外形尺寸测量装置，包括：

底座1，其呈平板状，用于放置在检测台面上，在优选的实施例中，底座1的底部可覆盖防滑垫，以增大底座1底面与台面之间的相对摩擦力，进而使得测量装置在测量过程中不易移位。

两向行走模组2，其设置在底座1上，且具有可沿X方向和Y方向行走的行走台，具体的，两向行走模组2可选用常用的高精度行走滑台，如深圳真理想自动化科技有限公司的LXXYPG25交叉滚子导轨型XY轴滑台，其行走台可实现X方向和Y方向的两向行走，且旋钮调节行走台的调节精度可达10μm，应用于本测量装置中，可通过行走台带动切片样品进行高精度平移。

测距组件3，其设置在两向行走模组2上，用于测量行走台在X方向和Y方向的行走距离，在具体的实施例中，测距组件3可选用红外测距组件、光栅测距组件或是常用的位移传感器，测距组件3的数量通常为两组，分别对应于X方向和Y方向设置，如红外测距组件3，其发射端可设置在行走台上，接收端固定在两向行走模组2的固定座上，且发射端与接收端对应设置，根据接收端的接收信号测量发射端与接收端之间的相对间距变化，进而测量出行走台的行走距离，需要说明的是，附图1-3中标号3所示出的仅为测距组件3的数显部分，未示出发射端和接收端的具体设置位置，本领域技术人员根据各类测距组件的安装需求可选择对应的位置进行安装。在其他优选的实施例中，两向行走模组2还可直接选用带有数显功能的行走模组，其通过内部的检测组件可直接显示行走台的行走距离，更便于测量使用。

载物板4，其设置在行走台上，用于承载切片样品，以将切片样品固定在行走台上。

支杆5，其竖直设置在底座1上，下端与底座1相连。

显微成像模组6，其与所述载物板4的位置相对应，且可上下滑动地设置在支杆5上，以调节显微成像模组6的所在高度，使显微成像模组6对切片样品成像清晰。

显微成像模组6具体包括显微镜61和摄像头62，显微镜61的物镜端竖直朝下，且物镜端面平行于载物板4的载物面，以对载物板4上的切片样品平行成像，显微镜61的目镜端与摄像头62的镜头端相对齐，以使摄像头62通过显微镜61对切片样品显微成像。

显示器，其与摄像头62信号连接，摄像头62将采集图像传输到显示器中，显示器显示摄像头62的实时成像画面，以便于测量人员观察。

本实施例的电线电缆胶厚及外形尺寸测量装置的工作过程如下所述：

取待测电线电缆做横向切片，获得切片样品，将切片样品水平固定在载物板4上，使切片样品的几何中心位置与显微成像模组6的中心位置对齐，在具体的实施例中，可先在横向切片的几何中心，通常为圆心位置做明显标识，如在圆心位置做颜色标识，以便于在成像图像中观察，开启摄像头62和显示器，显示器获取摄像头62的成像图像并在屏幕中显示，在具体实施例中，通常在成像图像图层上构建一参考图层，参考图层设有参考网格，在中心点位置还设有一中心参考点。

摄像头62通过显微镜61对切片样品显微成像，并将成像图像传输到显示器中显示，成像图像与参考图层重叠，以测量电线电缆的外径为例，转动两向行走模组2的调节旋钮，控制行走台平移，进而带动行走台上的载物板4平移，使得显示器的成像图像随之平移，此时通过调节旋钮调节成像图像在X方向上的一端点与中心参考点重合，使测距组件3归零，沿X方向的另一端移动行走台，直至移动到成像图像的另一端点与中心参考点重合，读出测距组件3的示数，该示数即为该切片样品的外径。

电线电缆胶厚的测量方法与电缆外径的测量方法相似，通过将切片样品移动至中心参考点位于待测量位置的一端，使测距组件3归零，然后平移行走台至中心参考点位于待测量位置的另一端，测距组件3的示数即为待测量位置的厚度尺寸。

本公开通过显微成像模组6放大电线电缆的切片样品并在显示器中成像以便于观察，根据所需测量的尺寸，参照显示器中的X、Y轴辅助线，控制两向行走模组2的行走台带动切片样品沿X方向或Y方向行走，进而使得成像图像随之移动，根据平移距离来测量出对应的尺寸。

本公开通过显微成像模组6放大切片样品并成像，观察成像图像并控制行走台平移，根据位移量来测量出对应的外形尺寸，由于位移量的测量可精确到0.01mm级别，且通过成像图像可清晰地观察到切片样品图像，另外两向行走模组2也可实现0.01mm级别的微调，使得装置整体可对电线电缆的切片尺寸进行准确测量，能满足电线电缆的尺寸测量需求，且测量过程只需完成固定样品切片和平移行走台的操作，操作方便，测量效率高，同时装置采用普通摄像头即可，无需采用高成本的工业相机，也无需搭载复杂的图像处理分析系统，大大降低了装置的整体成本，更利于推广应用，且能准确测量特异结构电缆的尺寸，适用性更加广泛，实用性良好，尤其适用于微小尺寸电线电缆的尺寸测量过程中。

进一步的，本实施例中，请详细参阅图4，载物板4呈双层夹片结构，包括底片41、夹片42、连杆43和锁紧件44；

底片41和夹片42均采用透明材料，如透明玻璃制成；

连杆43的数量为两根，分别设置在底片41上表面宽度方向的两侧，且连杆43垂直于底片41设置，连杆43的下端与底片41相连接；

夹片42平行于底片41设置，且夹片42在与连杆43相对应的位置形成有相适配的连接孔，夹片42通过连接孔套设在连杆43外，并与连杆43形成间隙配合，使得夹片42可相对于底片41上下滑动，以调节夹片42与底片41的相对间距；

锁紧件44，锁紧件44套设在连杆43外侧且与连杆43螺纹连接，位于夹片42的上方用于锁紧夹片42，具体的，连杆43的上部形成有外螺纹，锁紧件44内部具有相适配的内螺纹。

在放入切片样品时，先松开锁紧件44，上移夹片42，将切片样品水平放入到底片41上后，下移夹片42，使夹片42下移至紧贴切片样品，然后向下拧合锁紧件44，通过锁紧件44锁紧夹片42，进而配合底片41夹持固定住切片样品，避免切片样品在测量过程中发生移位，确保测量结果的准确性。

在优选的实施例中，底片41的几何中心处设有中心标识，如带颜色的圆点标识，复位状态下，载物板4的几何中心通常与显微成像模组6的中心相对齐，此时优选是将切片样品的中心与载物板4的几何中心对齐，可便于后续的测量过程，因而通过在底片41的几何中心处设置中心标识，可便于切片样品的安装固定操作。

通过锁紧件44锁紧夹片42时，夹片42两侧可能会与底片41发生接触容易导致玻璃材质破裂，为了避免这一情况，在优选的实施例中，夹片42靠近底片41的一面上设有若干软质垫片45，软质垫片45可选用橡胶垫片，厚度为1mm～2mm，用于避免锁紧夹片42时夹片42与底片41发生刚性接触而导致玻璃材质破裂。

进一步的，本实施例中，显微成像模组6还包括：

连接架63，连接架63近似呈“L”形，显微镜61和摄像头62均设置在连接架63上，连接架63远离显微镜61的一端形成有与支杆5相适配的通孔，通孔与支杆5滑动连接，通孔的一处侧壁沿径向形成有调节孔，调节螺栓从调节孔内伸入到与支杆5的侧面相接触，且调节螺栓与调节孔螺纹配合，当转动调节螺栓使调节螺栓的端部抵住支杆5侧面时，支杆5与连接架63相对固定，当转动调节螺栓使调节螺栓的端部脱离支杆5侧面时，连接架63可相对于支杆5上下滑动以调节显微成像模组6的高度。

上述的连接架63结构可便于显微成像模组6的安装及进行高度调节，以确保对切片样品成像清晰。

进一步的，本实施例中，显微成像模组6还包括：

光源，其设置在显微镜61的物镜端面的旁侧，在具体的实施例中，光源可以为多个LED灯，环绕分布在物镜端面的外侧，以提供光照，确保成像清晰。

进一步的，本实施例中，显微成像模组6还包括：

连接套，其采用不透光材料制成，连接套套设在显微镜61与摄像头62抵接位置的外侧，且分别与显微镜61和摄像头62相连接，具体的，连接套可通过卡扣或插槽的方式与显微镜61和摄像头62可拆卸连接，连接套一方面用于连接显微镜61和摄像头62，使两者可同步上下滑动，另一方面不透光材料可避免外部光线进入到显微镜61和摄像头62之间，对成像画面造成干扰。

在本公开的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开保护范围的限制。

对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本公开权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电线电缆胶厚及外形尺寸测量装置，其特征在于，包括：

底座；

两向行走模组，其设置在所述底座上，且具有可沿X方向和Y方向行走的行走台；

测距组件，其设置在所述两向行走模组上，用于测量所述行走台的行走距离；

载物板，其设置在所述行走台上，用于承载切片样品；

支杆，其竖直设置在所述底座上；

显微成像模组，其可上下滑动地设置在所述支杆上，且与所述载物板的位置相对应；所述显微成像模组包括显微镜和摄像头，所述显微镜的物镜端竖直朝下，且物镜端面平行于所述载物板的载物面，所述显微镜的目镜端与所述摄像头的镜头端相对齐，所述摄像头用于通过所述显微镜对所述载物板上的切片样品成像；

显示器，其与所述摄像头信号连接，用于显示所述摄像头的成像画面。

2.根据权利要求1所述电线电缆胶厚及外形尺寸测量装置，其特征在于，所述测距组件为红外测距组件、光栅测距组件或位移传感组件。

3.根据权利要求1所述电线电缆胶厚及外形尺寸测量装置，其特征在于，所述载物板呈双层夹片结构，包括底片、夹片、连杆和锁紧件；

所述底片和所述夹片均采用透明材料制成；

所述连杆的数量为两根，分别设置在所述底片宽度方向的两侧，且所述连杆垂直于所述底片设置，所述连杆的下端与所述底片相连接；

所述夹片平行于所述底片设置且所述夹片在与所述连杆相对应的位置形成有相适配的连接孔，所述夹片通过所述连接孔套设在所述连杆外并与所述连杆形成滑动配合，使所述夹片可沿所述连杆上下滑动；

所述锁紧件套设在所述连杆外侧与所述连杆螺纹连接，且位于所述夹片的上方，用于锁紧所述夹片。

4.根据权利要求3所述电线电缆胶厚及外形尺寸测量装置，其特征在于，所述底片的几何中心处设有中心标识。

5.根据权利要求3或4所述电线电缆胶厚及外形尺寸测量装置，其特征在于，所述夹片靠近所述底片的一面上设有若干软质垫片。

6.根据权利要求1所述电线电缆胶厚及外形尺寸测量装置，其特征在于，所述显微成像模组还包括：

连接架，所述显微镜和所述摄像头均设置在所述连接架上，且所述连接架与所述支杆滑动连接。

7.根据权利要求6所述电线电缆胶厚及外形尺寸测量装置，其特征在于，所述显微成像模组还包括：

光源，其设置在所述显微镜的物镜端面的旁侧。

8.根据权利要求7所述电线电缆胶厚及外形尺寸测量装置，其特征在于，所述显微成像模组还包括：

连接套，其采用不透光材料制成，所述连接套套设在所述显微镜与所述摄像头抵接位置的外侧，且分别与所述显微镜和所述摄像头相连接。

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