基于機(jī)器視覺的薄壁件模態(tài)測試系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種薄壁件模態(tài)的測試裝置，特別涉及一種基于機(jī)器視覺的薄壁件模態(tài)測試系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]薄壁件由于重量輕、結(jié)構(gòu)效率高等優(yōu)點(diǎn)，因此在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。但由于薄壁件的壁厚相對整體尺寸通常都很小，并且一般剛度小、面積大，所以在機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)行過程中很容易發(fā)生振動(dòng)，從而引起機(jī)械部件之間的干擾，發(fā)出振動(dòng)噪聲，或者在機(jī)械長期的運(yùn)動(dòng)中導(dǎo)致機(jī)械故障，過大的振動(dòng)甚至?xí)饸缧缘氖鹿?，因此必需對薄壁件進(jìn)行模態(tài)測試。
[0003]傳統(tǒng)的模態(tài)測試方法是通過加速度傳感器附著于待測物體表面來進(jìn)行測量，但由于薄壁件自身輕質(zhì)壁薄的特點(diǎn)，使得該方法很難對薄壁件進(jìn)行一個(gè)高精度的模態(tài)測量。另夕卜，對于一些復(fù)雜結(jié)構(gòu)薄壁件的模態(tài)測量，可能會對測試的空間密度有較高的要求，為了得到一個(gè)全場高分辨率的測量結(jié)果，通常需要測量多點(diǎn)的振動(dòng)情況，這樣就必須在物體表面布置大量的傳感器，而接觸式傳感器很難實(shí)現(xiàn)這方面的工作。
[0004]隨著多普勒激光測振技術(shù)的發(fā)展，多普勒激光測振儀這種非接觸式振動(dòng)測試傳感器逐漸被應(yīng)用到了薄壁件的模態(tài)測量中，解決了傳感器對薄壁構(gòu)件產(chǎn)生附加質(zhì)量的問題，但激光測振前期調(diào)試對準(zhǔn)復(fù)雜，增加了調(diào)試時(shí)間和難度;且對被測物體表面質(zhì)量要求較高。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]為了解決現(xiàn)有薄壁件模態(tài)的測試存在的上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型供一種裝置靈活、調(diào)試容易、高效準(zhǔn)確、全場非接觸式的基于機(jī)器視覺的薄壁件模態(tài)測試系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對薄壁件的模態(tài)非接觸、全場、高精度測量。
[0006]本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案是:一種基于機(jī)器視覺的薄壁件模態(tài)測試系統(tǒng)，包括薄壁件、CCD工業(yè)相機(jī)、普通LED光源、激振器、激振器控制裝置、計(jì)算機(jī)圖像處理裝置;薄壁件的一端被固定在激振器下方的激振頭上，另一端處于自由懸空狀態(tài)，在薄壁件的側(cè)表面上設(shè)置反光貼;激振器懸掛在固定支架上，CCD工業(yè)相機(jī)用三腳架水平固定在裝置的正前方，CCD工業(yè)相機(jī)的輸出端與計(jì)算機(jī)圖像處理裝置的輸入端相連，計(jì)算機(jī)圖像處理裝置的輸出端與激振器控制裝置相連，普通LED光源設(shè)置在攝像機(jī)的左前方;激振器控制裝置的輸出端與功率放大器的輸入端相連，功率放大器的輸出端與激振器的激振頭相連，激振頭末端安裝加速度傳感器，加速度傳感器的輸出端與激振器控制裝置相連。
[0007]上述的基于機(jī)器視覺的薄壁件模態(tài)測試系統(tǒng)中，所述的反光貼為圓形特征的條狀反光貼，背景色為黑色，前景色為白色圓形特征點(diǎn)，等間距水平排列。
[0008]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)比較，具有以下顯著優(yōu)勢:
[0009](I)本實(shí)用新型利用激振裝置對薄壁件進(jìn)行正弦掃頻來得到它的固有頻率，同時(shí)在激振頭上安裝了一個(gè)加速度傳感器，會將激振器的振動(dòng)信號反饋給激振裝置，保證了激振器運(yùn)動(dòng)的精度。
[0010](2)本實(shí)用新型利用機(jī)器視覺測量技術(shù)跟蹤薄壁梁件上的反光貼特征點(diǎn)的位移，可得到薄壁件上多點(diǎn)的振動(dòng)信息，并可對多點(diǎn)的振動(dòng)信息進(jìn)行同步分析，進(jìn)而可得到固有頻率以及固有頻率下的振型，具有空間分辨率高，高效準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)。
[0011](3)本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的測試系統(tǒng)裝置不影響薄壁件的振動(dòng)特性、結(jié)構(gòu)靈活、操作方便、解決了激光掃描測振時(shí)調(diào)試對準(zhǔn)復(fù)雜，對薄壁件表面質(zhì)量要求高的問題。
【附圖說明】
[0012]圖1為本實(shí)用新型基于機(jī)器視覺的薄壁件模態(tài)測試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2為本實(shí)用新型圓形特征點(diǎn)的條狀反光貼。
[0014]圖1中:I—三角架;2—CCD工業(yè)相機(jī);3—普通LED光源;4—反光貼特征點(diǎn)；5—薄壁件;6 一加速度傳感器;7 一激振頭;8 一激振器;9 一固定支架;10 一螺母；
[0015]11一激振器控制裝置；12—功率放大器；13—計(jì)算機(jī)圖像處理裝置；14一USB3.0轉(zhuǎn)接卡;15—工業(yè)鏡頭。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。
[0017]如圖1所示，本實(shí)用新型包括三角架1、CCD工業(yè)相機(jī)2、工業(yè)鏡頭15、普通LED光源3、反光貼特征點(diǎn)4、薄壁件5、加速度傳感器6、激振頭7、激振器8、固定支架9、激振器控制裝置
11、功率放大器12、計(jì)算機(jī)圖像處理裝置13。薄壁件5的一端通過兩個(gè)螺母10被固定在激振頭7上，另一端處于自由懸空狀態(tài)，激振器8用細(xì)繩懸掛在固定支架9上，激振器8與功率放大器12連接，功率放大器12與激振器控制裝置11連接，激振頭7末端安裝一個(gè)加速度傳感器6，通過數(shù)據(jù)線與激振器控制裝置11連接，薄壁件5的側(cè)表面中心線上貼有反光貼特征點(diǎn)4; CCD工業(yè)相機(jī)2用三腳架I水平固定在薄壁件5的正前方，距離薄壁件5約為2米，并通過數(shù)據(jù)線連接到臺式電腦PCI插槽上的USB3.0轉(zhuǎn)接卡14，所獲取圖像傳遞給計(jì)算機(jī)圖像處理裝置13，普通LED光源3設(shè)置在C⑶工業(yè)相機(jī)2的左前方。
[0018]圖2為圓形特征的條狀反光貼的主視圖，背景色為黑色，前景色為白色圓形特征點(diǎn)，等間距水平排列，數(shù)量為10個(gè)，使用前用激光打印貼在薄壁件側(cè)表面的中線上。
[0019]本實(shí)用新型的工作原理如下:將待測量的薄壁件固定在激振器的激振頭上，帶動(dòng)被測量的薄壁件同頻振動(dòng)；同時(shí)用CCD工業(yè)相機(jī)對薄壁件的振動(dòng)過程進(jìn)行連續(xù)圖像采集，對獲取的序列圖像進(jìn)行圖像處理，得到固有頻率;讓薄壁件在固有頻率下做定頻振動(dòng)，獲取定頻振動(dòng)下的連續(xù)序列圖像，再對獲取的連續(xù)序列圖像進(jìn)行圖像處理，進(jìn)而得到固有頻率下的模態(tài)振型。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于機(jī)器視覺的薄壁件模態(tài)測試系統(tǒng)，其特征在于:包括薄壁件、CCD工業(yè)相機(jī)、普通LED光源、激振器、激振器控制裝置、計(jì)算機(jī)圖像處理裝置;薄壁件的一端被固定在激振器下方的激振頭上，另一端處于自由懸空狀態(tài)，在薄壁件的側(cè)表面上設(shè)置反光貼;激振器懸掛在固定支架上，CXD工業(yè)相機(jī)用三腳架水平固定在裝置的正前方，CXD工業(yè)相機(jī)的輸出端與計(jì)算機(jī)圖像處理裝置的輸入端相連，計(jì)算機(jī)圖像處理裝置的輸出端與激振器控制裝置相連，普通LED光源設(shè)置在攝像機(jī)的左前方;激振器控制裝置的輸出端與功率放大器的輸入端相連，功率放大器的輸出端與激振器的激振頭相連，激振頭末端安裝加速度傳感器，加速度傳感器的輸出端與激振器控制裝置相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于機(jī)器視覺的薄壁件模態(tài)測試系統(tǒng)，其特征在于，所述的反光貼為圓形特征的條狀反光貼，背景色為黑色，前景色為白色圓形特征點(diǎn)，等間距水平排列。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種基于機(jī)器視覺的薄壁件模態(tài)測試系統(tǒng)。它包括薄壁件、CCD工業(yè)相機(jī)、普通LED光源、激振器、激振器控制裝置、計(jì)算機(jī)圖像處理裝置；薄壁件固定在激振器上，在薄壁件的側(cè)表面上設(shè)置反光貼；CCD工業(yè)相機(jī)用三腳架水平固定在裝置的正前方，CCD工業(yè)相機(jī)的輸出端與計(jì)算機(jī)圖像處理裝置的輸入端相連，計(jì)算機(jī)圖像處理裝置的輸出端與激振器控制裝置相連，普通LED光源設(shè)置在攝像機(jī)的左前方；激振器控制裝置的輸出端與功率放大器的輸入端相連，功率放大器的輸出端與激振器的激振頭相連，激振頭末端安裝加速度傳感器，加速度傳感器的輸出端與激振器控制裝置相連。本實(shí)用新型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)靈活，并具有測量精度和效率高等優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】G01M13/00, G01M7/02, G01H9/00
【公開號】CN205352672
【申請?zhí)枴緾N201521067859
【發(fā)明人】伍濟(jì)鋼, 袁繼廣, 蔣勉, 石海波, 李贊, 龔木紅
【申請人】湖南科技大學(xué)
【公開日】2016年6月29日
【申請日】2015年12月19日