專利名稱：巖心圖象掃描采集儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及地球物理及信息存貯技術(shù)，尤其是一種對巖心(或巖石)表面圖象進(jìn)行掃描采集的裝置。
地質(zhì)巖心是進(jìn)行地下礦藏資源研究的最珍貴的資料之一。目前國內(nèi)對巖心地質(zhì)結(jié)構(gòu)特征的采集，是通過人用肉眼觀察后記載描述實現(xiàn)的。肉眼觀察，雖然具有直觀、清楚、真實的優(yōu)點，但是，很難避免從在巖心上多次采樣因巖心移動受到磨擦、碰撞所造成的巖心信息損失；另外，空氣的各種成份，也會使巖心因風(fēng)化而損失信息。因而，只要取巖心時間超過五年以上的巖心都已無法進(jìn)行巖心的重新描述工作，令科研人員感到惋惜。由于信息采集靠人工進(jìn)行，人的主觀因素的差異也常常影響對巖心地質(zhì)結(jié)構(gòu)特征的客觀評價，降低了情報資料的準(zhǔn)確性。當(dāng)然人工采集巖心圖象找取巖心的工作量之大也是不言而喻的。為了改變上述狀況，德國研制了一種數(shù)字光學(xué)巖心圖象采集儀器，試圖通過設(shè)置在旋轉(zhuǎn)巖心工作臺上方的攝影錄象機(jī)，對剛采回的巖心進(jìn)行圖象采集，從而使巖心的全部地質(zhì)資料保留下來。然而攝影機(jī)的攝影效果，受焦距光圈和景深的制約，而對它們的掌握又決定于操作者的技術(shù)水平，所以常易出現(xiàn)采集的巖心圖象不夠清晰，不如手拿著觀察得清楚的情況。當(dāng)然攝影時環(huán)境光線的調(diào)節(jié)不當(dāng)也會直接影響所攝出的巖心圖象的效果和質(zhì)量。用攝影錄象機(jī)進(jìn)行巖心圖象采集，因鏡頭具有一個視角，所以被攝入的景物，不僅包括應(yīng)被采集的巖心面，其它巖心面也會被攝入，這就破壞了巖心三維顯示的效果，給進(jìn)一步進(jìn)行圖象處理和外表面面積的測量帶來誤差。
本實用新型的目的，在于提供一種顯示清晰、高度保真的巖心圖象掃描采集儀，而且?guī)r心圖象的采集靠控制裝置自動完成。
上述目的是以如下的技術(shù)方案予以實現(xiàn)的用彩色光電掃描頭作為巖心圖象的采集部件，將掃描頭安裝于與水平移動機(jī)構(gòu)相聯(lián)的垂直升降機(jī)構(gòu)上，在掃描頭的下方設(shè)置巖心旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，所述彩色光電掃描頭上具有與計算機(jī)主機(jī)相聯(lián)的圖象傳輸接口，所述水平移動機(jī)構(gòu)由水平配置的導(dǎo)軌和絲桿及其螺母拖板組成，絲桿由步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)驅(qū)動，螺母拖板上設(shè)置與螺母軸線垂直的升降導(dǎo)軌和絲桿，它們與掃描頭安裝座上的導(dǎo)槽及螺母相配合，構(gòu)成垂直升降機(jī)構(gòu)，升降絲桿與手柄相聯(lián)，所述巖心旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)具有二根平行并水平設(shè)置的輥軸，其中一輥軸由步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)驅(qū)動，輥軸的支座處設(shè)置直線移動裝置，水平絲桿的驅(qū)動電機(jī)和輥軸的驅(qū)動電機(jī)各與計算機(jī)接口相連。上述水平絲桿和輥軸，可直接與驅(qū)動電機(jī)相聯(lián)，也可采用電動機(jī)通過嚙合傳動驅(qū)動。所述嚙合傳動可為蝸桿蝸輪傳動、齒輪傳動、鏈傳動、同步齒形帶傳動等。
采集巖心圓柱面圖象時，將巖心放置于兩根輥軸之上，視巖心直徑的大小調(diào)節(jié)兩根輥軸中心的距離，計算機(jī)控制電動機(jī)驅(qū)動輥軸旋轉(zhuǎn)，使巖心轉(zhuǎn)動；旋轉(zhuǎn)垂直升降機(jī)構(gòu)的手柄使掃描頭接近巖心表面(相距3～5mm)，計算機(jī)控制掃描頭工作，并使其分辯率，光線處于適當(dāng)狀態(tài)，將掃描的巖心圓柱面圖象錄入計算機(jī)。根據(jù)巖心的長度，計算機(jī)控制水平絲桿的驅(qū)動電機(jī)將掃描頭水平移動，逐段對巖心進(jìn)行掃描采集，直至完成全長圓柱面的圖象采集。
采集巖心軸向切面圖象時，將巖心放置在兩根輥軸之上，并使該切面處于水平位置，轉(zhuǎn)動掃描頭使其掃描寬度與輥軸軸線垂直，下降掃描頭至接近切面(相距3～5mm)，計算機(jī)控制掃描頭工作，并使驅(qū)動電機(jī)水平移動掃描頭，將巖心切面圖象錄入計算機(jī)。
本實用新型由于采用彩色光電掃描頭作為巖心圖象采集部件，并通過計算機(jī)控制，明顯地展現(xiàn)出以下優(yōu)點一、分辨率高而且可調(diào)，不僅使采集的圖象比手拿著巖心觀察更清晰，而且便于對重點層段選擇高分辯率采集，以利于細(xì)微地質(zhì)特征的描述，對非重點層段則選用較低分辯率采集，以節(jié)約計算機(jī)存儲空間。
二、由于掃描頭可貼近巖心表面(相距3～5mm)采集圖象，能保持不同巖心、不同巖心面與掃描頭距離一致，使采集到的圖象比例相同，具有真正的可對比性；由于掃描頭貼近巖心表面，掃描頭與巖心之間的光線為平行光線，采集圖象時，非采集對象的表面不會被采集，能真正實現(xiàn)巖心圖象的三維顯示，在進(jìn)一步進(jìn)行圖象處理和外表面積測量時不失真。
三、重要執(zhí)行機(jī)構(gòu)的驅(qū)動在計算機(jī)控制下自動完成，使采集到的圖象的質(zhì)量和效果不受操作技術(shù)和外界環(huán)境的影響。
以下結(jié)合附圖談一實施例。


圖1為本實用新型主視圖；圖2為本實用新型俯視圖；圖3為本實用新型左視圖。
將由水平導(dǎo)軌1和水平絲桿2及其螺母拖板3組成的水平移動機(jī)構(gòu)設(shè)置在機(jī)身4的上部，水平絲桿2的驅(qū)動電機(jī)5采用步進(jìn)電機(jī)，安裝在水平絲桿2一端的機(jī)身上，螺母拖板3上制作與螺母軸線相垂直的升降導(dǎo)軌6，并在升降導(dǎo)軌6的中部安裝升降絲桿7，在掃描頭安裝座8上制作與升降導(dǎo)軌6和升降絲桿7相配合的導(dǎo)槽和螺母，使之能與拖板3構(gòu)成垂直升降機(jī)構(gòu)，升降絲桿7的上端安裝手柄9。為了使掃描頭能快速接近巖心，在升降絲桿7與手柄9之間，可設(shè)置一對增速齒輪10。在機(jī)身4下部的水平臺上安裝兩根輥軸11，其中一根輥軸的一端通過蝸桿蝸輪減速器12與步進(jìn)電機(jī)13相聯(lián)，輥軸的支座處安裝具有導(dǎo)槽及推進(jìn)機(jī)構(gòu)的直線移動裝置14。掃描頭15采用HPScanJet IIc掃描頭，通過一能實現(xiàn)自轉(zhuǎn)的接頭16固定到安裝座8上。將掃描頭15，水平絲桿驅(qū)動電機(jī)5、輥軸驅(qū)動電機(jī)13均與計算機(jī)接口相連。
權(quán)利要求1.巖心圖象掃描采集儀，由巖心圖象采集部件、水平移動機(jī)構(gòu)、垂直升降機(jī)構(gòu)、巖心旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)組成，巖心圖象采集部件安裝在與水平移動機(jī)構(gòu)相聯(lián)的垂直升降機(jī)構(gòu)上，巖心旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)位于巖心圖象采集部件的下方，其特征在于所述巖心圖象采集部件采用彩色光電掃描頭，掃描頭上具有與計算機(jī)主機(jī)相聯(lián)的圖象傳輸接口，所述水平移動機(jī)構(gòu)由水平配置的導(dǎo)軌和絲桿及其螺母拖板組成，水平絲桿由步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)驅(qū)動，螺母拖板上設(shè)置與螺母軸線垂直的升降導(dǎo)軌和絲桿，它們與掃描頭安裝座上的導(dǎo)槽及螺母相配合，構(gòu)成垂直升降機(jī)構(gòu)，升降絲桿與手柄相聯(lián)，所述巖心旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)具有二根平行并水平設(shè)置的輥軸，其中一輥軸由步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)驅(qū)動，輥軸的支座處設(shè)置直線移動裝置，水平絲桿的驅(qū)動電機(jī)和輥軸的驅(qū)動電機(jī)各與計算機(jī)接口相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的巖心圖象掃描采集儀，其特征在于升降絲桿與手柄之間具有增速齒輪。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的巖心圖象掃描采集儀，其特征在于水平絲桿、輥軸采用電動機(jī)通過嚙合傳動驅(qū)動。
專利摘要本實用新型是一種對巖心表面圖象進(jìn)行掃描采集的裝置,由采用掃描頭的巖心圖象采集部件、水平移動機(jī)構(gòu)、垂直升降機(jī)構(gòu)和巖心旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)組成,掃描頭安裝于與水平移動機(jī)構(gòu)相聯(lián)的垂直升降機(jī)構(gòu)上,巖心旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)位于掃描頭的下方,掃描頭、水平移動機(jī)構(gòu)和巖心旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)均在計算機(jī)控制下工作,并將采集到的巖心全部地質(zhì)結(jié)構(gòu)特征的圖象資料錄入在計算機(jī)中,以便于進(jìn)行永久性保存和有效管理。
文檔編號H04N1/04GK2379980SQ9923782
公開日2000年5月24日 申請日期1999年5月31日 優(yōu)先權(quán)日1999年5月31日
發(fā)明者李建華, 胡述龍, 李緒炎, 楊三清, 眭滿倉, 沈疆海, 易覺非, 張于東 申請人:李建華, 胡述龍, 李緒炎