一種不易接觸物體體積測量儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種物體體積測量裝置，具體是一種不易接觸物體體積測量儀。
【背景技術(shù)】
[0002]體積測量是生產(chǎn)生活中常用的了解物體屬性的方法。目前，測量物體體積的主要方法是運用阿基米德原理的排水法。但是，由于水具有一定的張力，其排開水的體積并不嚴格等于物體的體積，且有些物體有吸水性，使測量誤差進一步增大，對于一些不能與水接觸的物體，如文物、易與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的藥品等均不能用排水法測量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本實用新型提供了一種不易接觸物體體積測量儀，能夠在不與被測物體接觸的情況下，實現(xiàn)對物體體積的精確測量。
[0004]本實用新型采用的技術(shù)方案:一種不易接觸物體體積測量儀，包括密封箱體，所述的密封箱體下方設(shè)有測量儀控制系統(tǒng)，在密封箱體內(nèi)部設(shè)有圖像采集器，與圖像采集器相對的位置設(shè)有旋轉(zhuǎn)臺機構(gòu)；所述的圖像采集器分為上下兩部分，圖像采集器上半部分包括固定板I，固定板I上設(shè)有機架，機架上安裝有減速機構(gòu)、激光器和激光器控制電機，所述的激光器控制電機的輸出端連接減速機構(gòu)的輸入端，所述的激光器上設(shè)有旋轉(zhuǎn)軸，旋轉(zhuǎn)軸連接減速機構(gòu)的輸出端；
[0005]圖像采集器下半部分包括固定板II，固定板II上設(shè)有活動支架，活動支架上活動連接一攝像頭，所述的攝像頭連接計算機；所述的固定板I和固定板II通過多個支撐柱連接固定；所述的旋轉(zhuǎn)臺機構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)臺，旋轉(zhuǎn)臺下方連接一旋轉(zhuǎn)臺控制電機；所述的測量儀控制系統(tǒng)包括微處理器，微處理器分別連接激光器控制電機驅(qū)動芯片和旋轉(zhuǎn)臺控制電機驅(qū)動芯片。
[0006]本實用新型的有益效果:通過激光器掃描和攝像頭拍攝獲取被測物體的圖像信息，并將圖像信息發(fā)送給計算機，由計算機根據(jù)接收到的掃描物體的曲面點云信息，采用點云匹配算法，將這些曲面點云匹配成一個完整的三維模型然后把重建的三維模型導(dǎo)入到Rhino軟件中，該軟件通過曲面插值算法計算物體的體積。本實用新型區(qū)別于傳統(tǒng)的尺寸測量計算、排水法測量，不需要直接與被測物體接觸，即可精確測量出物體的體積。
【附圖說明】
[0007]圖1是本實用新型的系統(tǒng)框圖；
[0008]圖2是本實用新型測量儀控制系統(tǒng)的電路原理圖；
[0009]圖3是本實用新型圖像采集器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0010]圖4是本實用新型旋轉(zhuǎn)臺機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖5是本實用新型的整體結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0012]為了更好地表述本實用新型技術(shù)方案的細節(jié)及其優(yōu)點，現(xiàn)結(jié)合附圖作進一步說明。
[0013]如圖3、圖4所示，一種不易接觸物體體積測量儀，其特征在于:包括密封箱體9，所述的密封箱體9下方設(shè)有測量儀控制系統(tǒng)，在密封箱體9內(nèi)部設(shè)有圖像采集器，與圖像采集器相對的位置設(shè)有旋轉(zhuǎn)臺機構(gòu)；所述的圖像采集器分為上下兩部分，圖像采集器上半部分包括固定板I 10，固定板I 10上設(shè)有機架13，機架13上安裝有減速機構(gòu)1、激光器3和激光器控制電機4，所述的激光器控制電機4的輸出端連接減速機構(gòu)1的輸入端，所述的激光器3上設(shè)有旋轉(zhuǎn)軸，旋轉(zhuǎn)軸連接減速機構(gòu)1的輸出端，使激光器可以在減速機構(gòu)的帶動下，上下移動；
[0014]圖像采集器下半部分包括固定板II 11，固定板II 11上設(shè)有活動支架5，活動支架5上活動連接一攝像頭2，所述的攝像頭2連接計算機，將拍攝圖像傳輸給計算機，由計算機進行圖像處理和三維模型構(gòu)建，并根據(jù)三維模型計算被測物體體積；所述的固定板I 10和固定板II 11通過4個支撐柱12連接固定；所述的旋轉(zhuǎn)臺機構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)臺6，旋轉(zhuǎn)臺6下方連接一旋轉(zhuǎn)臺控制電機7 ;如圖1所示，所述的測量儀控制系統(tǒng)包括微處理器，微處理器分別連接激光器控制電機驅(qū)動芯片14、旋轉(zhuǎn)臺控制電機驅(qū)動芯片15和攝像頭2。
[0015]其中，所述的機架13為設(shè)置在固定板I 10上的兩塊立板，兩塊立板通過3個螺栓固定；所述的減速機構(gòu)1采用齒輪組進行減速，其減速比為1:20 ;所述的旋轉(zhuǎn)臺控制電機安裝在固定臺14上，所述的固定臺14通過多個螺栓固定在密封箱體9上；所述的密封箱體9上設(shè)有左右2個控制按鍵8，分別控制激光器控制電機和旋轉(zhuǎn)臺控制電機轉(zhuǎn)動；所述的活動支架5能夠調(diào)節(jié)攝像頭2的高度、仰角和水平方向；所述的密封箱體(9)配有上蓋，密封箱體(9)及其上蓋均采用不透明的木質(zhì)材料，內(nèi)部涂有不反光的黑色涂層，其作用是防止外界光源對激光掃描的干擾，有利于采集到更清晰的圖像，使測量結(jié)果更加準確。
[0016]如圖2所示，所述的測量儀控制系統(tǒng)的微處理器采用STC89C51單片機，激光器控制電機驅(qū)動芯片14采用2片L9110芯片，旋轉(zhuǎn)臺控制電機驅(qū)動芯片15采用ULN2003N芯片；兩片L9110的6腳、7腳分別與STC89C51的1腳、2腳、3腳、4腳連接，兩片L9110的8腳、5腳均接地，2腳、3腳連接正電源，1腳、4腳驅(qū)動激光器控制電機轉(zhuǎn)動；單片機的10腳、11腳分別連接兩個控制按鍵8，單片機的21~28腳分別連接UNL2003N芯片的8~1腳，UNL2003N的16腳、12腳和15腳、13腳驅(qū)動旋轉(zhuǎn)臺控制電機轉(zhuǎn)動。
[0017]使用時，將被測物體放置在旋轉(zhuǎn)臺6上，按下左側(cè)控制按鍵，激光器控制電機驅(qū)動芯片14收到驅(qū)動信號，控制激光器控制電機4轉(zhuǎn)動，通過齒輪減速機構(gòu)帶動激光器3的旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，激光器勻速上下移動，照射被測物體，與此同時，微處理器控制攝像頭2采集被測物體圖像，并將采集到的圖像信息傳輸?shù)接嬎銠C。被測物體一側(cè)圖像采集完成后，按下右側(cè)控制按鍵，旋轉(zhuǎn)臺控制電機驅(qū)動芯片15收到驅(qū)動信號，控制旋轉(zhuǎn)臺順時針轉(zhuǎn)動90°，接下來重復(fù)上述步驟，直至激光器對被測物體進行四次掃描。最后，由計算機根據(jù)接收到的四次掃描物體的曲面點云信息，采用點云匹配算法，將這些曲面點云匹配成一個完整的三維模型。然后把重建的三維模型導(dǎo)入到Rhino軟件中，該軟件通過曲面插值算法計算物體的體積。
【主權(quán)項】
1.一種不易接觸物體體積測量儀，其特征在于:包括一密封箱體(9)，所述的密封箱體(9)下方設(shè)有測量儀控制系統(tǒng)，在密封箱體(9)內(nèi)部設(shè)有圖像采集器，與圖像采集器相對的位置設(shè)有旋轉(zhuǎn)臺機構(gòu)；所述的圖像采集器分為上下兩部分，圖像采集器上半部分包括固定板I (10)，固定板I (10)上設(shè)有機架(13)，機架(13)上安裝有減速機構(gòu)(1)、激光器(3)和激光器控制電機(4)，所述的激光器控制電機(4)的輸出端連接減速機構(gòu)(1)的輸入端，所述的激光器(3)上設(shè)有旋轉(zhuǎn)軸，旋轉(zhuǎn)軸連接減速機構(gòu)(1)的輸出端； 圖像采集器下半部分包括固定板II (11)，固定板II (11)上設(shè)有活動支架(5)，活動支架(5)上活動連接一攝像頭(2)，所述的攝像頭(2)連接計算機；所述的固定板I (10)和固定板II (11)通過多個支撐柱(12)連接固定；所述的旋轉(zhuǎn)臺機構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)臺(6)，旋轉(zhuǎn)臺(6)下方連接一旋轉(zhuǎn)臺控制電機(7);所述的測量儀控制系統(tǒng)包括微處理器，微處理器分別連接激光器控制電機驅(qū)動芯片(14)、旋轉(zhuǎn)臺控制電機驅(qū)動芯片(15)和攝像頭。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種不易接觸物體體積測量儀，其特征在于:所述的機架(13)為設(shè)置在固定板I (10)上的兩塊立板，兩塊立板通過多個螺栓固定。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種不易接觸物體體積測量儀，其特征在于:所述的減速機構(gòu)(1)采用齒輪組進行減速，其減速比為1:20。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種不易接觸物體體積測量儀，其特征在于:所述的旋轉(zhuǎn)臺控制電機安裝在固定臺(14)上，所述的固定臺(14)通過多個螺栓固定在密封箱體(9)上。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種不易接觸物體體積測量儀，其特征在于:所述的密封箱體(9 )上設(shè)有2個控制按鍵(8 )，分別控制激光器控制電機和旋轉(zhuǎn)臺控制電機旋轉(zhuǎn)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種不易接觸物體體積測量儀，其特征在于:所述的測量儀控制系統(tǒng)的微處理器采用STC89C51單片機，激光器控制電機驅(qū)動芯片(14)采用2片L9110芯片，旋轉(zhuǎn)臺控制電機驅(qū)動芯片(15)采用ULN2003N芯片。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種不易接觸物體體積測量儀，其特征在于:所述的活動支架(5)能夠調(diào)節(jié)攝像頭(2)的高度、仰角和水平方向。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種不易接觸物體體積測量儀，其特征在于:所述的密封箱體(9)配有上蓋，密封箱體(9)及其上蓋均采用不透明的木質(zhì)材料，內(nèi)部涂有不反光的黑色涂層。
【專利摘要】一種不易接觸物體體積測量儀，包括密封箱體，所述的密封箱體下方設(shè)有測量儀控制系統(tǒng)，在密封箱體內(nèi)部設(shè)有圖像采集器，與圖像采集器相對的位置設(shè)有旋轉(zhuǎn)臺機構(gòu)；圖像采集器上半部分包括固定板Ⅰ，固定板Ⅰ上設(shè)有機架，機架上安裝有減速機構(gòu)、激光器和激光器控制電機，圖像采集器下半部分包括固定板Ⅱ，固定板Ⅱ上設(shè)有活動支架，活動支架上活動連接一攝像頭，所述的攝像頭連接計算機；所述的固定板Ⅰ和固定板Ⅱ通過多個支撐柱連接固定；所述的旋轉(zhuǎn)臺機構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)臺，旋轉(zhuǎn)臺下方連接一旋轉(zhuǎn)臺控制電機；所述的測量儀控制系統(tǒng)包括微處理器，微處理器分別連接激光器控制電機驅(qū)動芯片和旋轉(zhuǎn)臺控制電機驅(qū)動芯片。
【IPC分類】G01F17/00
【公開號】CN204963938
【申請?zhí)枴緾N201520292842
【發(fā)明人】滕道祥, 王克權(quán), 戴鵬飛, 張寧, 張騰, 苗永康
【申請人】徐州工程學(xué)院
【公開日】2016年1月13日
【申請日】2015年5月7日