專利名稱：三維冰形檢測(cè)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種識(shí)別冰形的檢測(cè)器具，更特別地說(shuō)，是指一種適用于飛機(jī)部件結(jié) 冰地面試驗(yàn)中進(jìn)行模型結(jié)冰試驗(yàn)用的三維冰形檢測(cè)儀。
背景技術(shù)：
飛機(jī)表面結(jié)冰探測(cè)技術(shù)，主要是在飛機(jī)表面易于結(jié)冰的位置安裝結(jié)冰探測(cè)器，以 確定飛機(jī)在飛行中表面是否結(jié)冰以及結(jié)冰厚度，并提供結(jié)冰信號(hào)，但并不包括對(duì)結(jié)冰冰形 的測(cè)量，然而，飛機(jī)部件表面的結(jié)冰冰形對(duì)其氣動(dòng)、操穩(wěn)等特性有重要影響。飛機(jī)部件表面結(jié)冰冰形預(yù)測(cè)是飛機(jī)結(jié)冰研究的重要內(nèi)容。對(duì)于飛機(jī)部件表面的三 維結(jié)冰目前往往采用數(shù)值模擬的辦法獲得，但數(shù)值模擬結(jié)果的正確與否必須與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn) 行核對(duì)，才能得到進(jìn)一步的驗(yàn)證。對(duì)于地面結(jié)冰試驗(yàn)，目前尚無(wú)專用于三維冰形探測(cè)的專業(yè) 檢測(cè)設(shè)備。目前，在進(jìn)行飛機(jī)部件結(jié)冰地面試驗(yàn)時(shí)多采用切割法獲得冰形的二維輪廓形狀及 尺寸數(shù)據(jù)，但由于切割時(shí)易造成冰的破損所以很難獲得精度較高的冰形及其尺寸數(shù)據(jù)，并 且，切割法無(wú)法獲得三維冰形數(shù)據(jù)特征。

發(fā)明內(nèi)容
為了實(shí)現(xiàn)在飛機(jī)部件結(jié)冰地面試驗(yàn)中能夠采集到三維冰形，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種基 于計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)的三維冰形檢測(cè)儀。該三維冰形檢測(cè)儀包括有外部購(gòu)入器件(激光器、 CCD攝像頭、步進(jìn)電機(jī)、舵機(jī)等)，以及用于安裝外部構(gòu)入器件的移動(dòng)副平臺(tái)和轉(zhuǎn)動(dòng)副平臺(tái)。 移動(dòng)副平臺(tái)包括有C導(dǎo)軌、C滑塊、絲杠、基座、支架和步進(jìn)電機(jī)。轉(zhuǎn)動(dòng)副平臺(tái)包括有A導(dǎo)軌、 A滑動(dòng)組件、舵機(jī)座、角度調(diào)節(jié)座、B導(dǎo)軌、B滑動(dòng)組件、角度調(diào)節(jié)組件和舵機(jī)。步進(jìn)電機(jī)作為 移動(dòng)副平臺(tái)的驅(qū)動(dòng)源，在步進(jìn)電機(jī)、絲杠和滑塊的配合下，能夠使轉(zhuǎn)動(dòng)副平臺(tái)在水平方向上 移動(dòng)。舵機(jī)用于驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)副平臺(tái)上的兩根導(dǎo)軌之間的夾角(30° 180° )。兩根導(dǎo)軌上分 別安裝有激光器和CCD攝像頭。本發(fā)明設(shè)計(jì)的三維冰形檢測(cè)儀避免了采用切割法獲取二維 冰形、及尺寸數(shù)據(jù)時(shí)對(duì)冰本身造成的損壞以及測(cè)量精度不高的缺陷；并可縮短試驗(yàn)周期，提 高試驗(yàn)效率，有效防止了因時(shí)間拖延而造成的冰的融化。所述的角度調(diào)節(jié)組件包括有第一半環(huán)齒輪、第二半環(huán)齒輪、第一齒輪軸、第二齒輪 軸、聯(lián)軸套、A帶座軸承、B帶座軸承、C帶座軸承、D帶座軸承；第一半環(huán)齒輪安裝在B導(dǎo)軌 的一端上，第二半環(huán)齒輪安裝在C導(dǎo)軌的一端上，且第一半環(huán)齒輪上的齒與第二半環(huán)齒輪 上的齒嚙合；第一半環(huán)齒輪套接在第一齒輪軸上；第一齒輪軸的一端套接在A帶座軸承上， 所述A帶座軸承的軸承座安裝在角度調(diào)節(jié)座的A支板的B通孔處；第一齒輪軸的另一端套 接在B帶座軸承上，所述B帶座軸承的軸承座安裝在角度調(diào)節(jié)座的B支板的D通孔處；第二 半環(huán)齒輪套接在第二齒輪軸上；第二齒輪軸的另一端套接在D帶座軸承上，所述D帶座軸承 的軸承座安裝在角度調(diào)節(jié)座的B支板的C通孔處；第二齒輪軸的一端套接有C帶座軸承，且 穿過(guò)C帶座軸承后與聯(lián)軸套的圓柱端連接，聯(lián)軸套的圓盤(pán)端與舵機(jī)的舵盤(pán)連接，所述C帶座軸承的軸承座安裝在角度調(diào)節(jié)座的A支板的A通孔處。本發(fā)明三維冰形檢測(cè)儀的優(yōu)點(diǎn)在于①將調(diào)節(jié)好導(dǎo)軌夾角的轉(zhuǎn)動(dòng)副平臺(tái)在移動(dòng)副平臺(tái)上沿水平方向移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了冰形圖像的水平方向采集，為后續(xù)利用該冰形圖像信息構(gòu)建三維冰形提供原始數(shù)據(jù)支持。②采用兩個(gè)CCD攝像頭形成一個(gè)雙目視覺(jué)進(jìn)行冰形表面上的光條曲線采集，避免 了視覺(jué)盲區(qū)。③在轉(zhuǎn)動(dòng)副平臺(tái)的兩根導(dǎo)軌上分別安裝激光器和CCD攝像頭，且兩根導(dǎo)軌上的兩 個(gè)激光器出射的光束共面，有利于形成冰形的二維輪廓。④采用舵機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)角度調(diào)節(jié)組件，使得與兩根導(dǎo)軌端部連接的半環(huán)齒輪形成相反 轉(zhuǎn)動(dòng)，有利于精確調(diào)整兩導(dǎo)軌的夾角。⑤角度調(diào)節(jié)組件采用導(dǎo)軌、齒輪以及軸的配合，可以以較小載荷的舵機(jī)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng) 副平臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)。⑥即插即用，當(dāng)需要檢測(cè)冰形時(shí)可以將CCD攝像頭、步進(jìn)電機(jī)上的接口與計(jì)算機(jī) 相連，實(shí)時(shí)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量。地面冰形實(shí)驗(yàn)完畢后可以斷開(kāi)連接并拆卸各模塊以便保養(yǎng)，使用 方便，便于攜帶。整個(gè)探測(cè)儀結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，質(zhì)量輕，能耗低。


圖1是本發(fā)明三維冰形檢測(cè)儀的結(jié)構(gòu)圖。圖2是本發(fā)明三維冰形檢測(cè)儀中轉(zhuǎn)動(dòng)副平臺(tái)的結(jié)構(gòu)圖。圖2A是本發(fā)明轉(zhuǎn)動(dòng)副平臺(tái)中角度調(diào)節(jié)座的結(jié)構(gòu)圖。圖2B是本發(fā)明轉(zhuǎn)動(dòng)副平臺(tái)中舵機(jī)座的結(jié)構(gòu)圖。圖2C是本發(fā)明轉(zhuǎn)動(dòng)副平臺(tái)中角度調(diào)節(jié)組件的結(jié)構(gòu)圖。圖2D是本發(fā)明轉(zhuǎn)動(dòng)副平臺(tái)中A滑動(dòng)組件的分解圖。圖2E是本發(fā)明A滑動(dòng)組件中A滑塊的剖視圖。圖2F是本發(fā)明轉(zhuǎn)動(dòng)副平臺(tái)中B滑動(dòng)組件的分解圖。圖2G是本發(fā)明A滑動(dòng)組件中B滑塊的剖視圖。圖3是本發(fā)明三維冰形檢測(cè)儀中移動(dòng)副平臺(tái)的分解圖。圖中1.A導(dǎo)軌2· A滑動(dòng)組件 21. A滑塊211. A緊頂螺釘212. B緊頂螺釘213. C緊頂螺釘214.矩形通孔 215. A盲孔216. B盲孔217. A螺紋孔 218. B螺紋孔 219. C螺紋孔 22. A攝像頭夾具221. G通孔 222.圓柱連接頭23. A激光器夾具231. H通孔232.接合處 24. A連接件 241.手柄242.圓柱連接頭 3.舵機(jī)座31. A板面 32. B板面 33. E通孔34. F通孔35.矩形孔4.角度調(diào)節(jié)座 41. A支板 42. B支板43. A通孔44. B通孔
45. C通孔 46. D通孔 47.連板 5. B導(dǎo)軌 6. B滑動(dòng)組件61. B滑塊 611.D緊頂螺釘Θ12.Ξ緊頂螺釘 613.F緊頂螺釘 θ 14.矩形通孔615. C盲孔 616. D盲孔 617. D螺紋孔 618. E螺紋孔 619. F螺紋孔62· B攝像頭夾具621.1通孔622.圓柱連接頭 63. β激光器夾具631. J通孔 632.接合處 64 β連樹(shù)牛 641.手柄642.圓柱連接頭
7.C導(dǎo)軌 7A.A止動(dòng)開(kāi)關(guān) 7B. B止動(dòng)開(kāi)關(guān)7C.導(dǎo)軌座7D.壓片&C滑塊 8A.矩形通孔 8B.絲杠螺紋孔9.絲杠9Α·Ξ帶座軸承9B.聯(lián)軸套 10.基座 IOAA立板10B.B立板10C.矩形通孔10D.K通孔 11.角度調(diào)節(jié)組件111.第一半環(huán)齒輪112.第二半環(huán)齒輪 113.第一齒輪軸114.第二齒輪軸 115.聯(lián)軸套116. A帶座軸承117. B帶座軸承118. C帶座軸承 119. D帶座軸承 12.支架1A.A激光器 IB.第一 CCD攝像頭1C.舵機(jī)1C-1.舵盤(pán)1D.B激光器 1E.第二 CCD攝像頭1F.步進(jìn)電機(jī)
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明是一種適用于飛機(jī)部件結(jié)冰地面試驗(yàn)中進(jìn)行模型結(jié)冰試驗(yàn)用的三維冰形 檢測(cè)儀，其包括有外部購(gòu)入器件(激光器、CCD攝像頭、步進(jìn)電機(jī)、舵機(jī)等)，以及用于安裝外 部構(gòu)入器件的移動(dòng)副平臺(tái)和轉(zhuǎn)動(dòng)副平臺(tái)。所述外部購(gòu)入器件中的激光器用于提供有色線激光束(可以選用紅色線激光)， 該有色線激光束照射在結(jié)冰部件的結(jié)冰表面上，且形成光條曲線；當(dāng)激光照射到形狀復(fù)雜 的冰形上時(shí)，由于受到冰形形狀的調(diào)制，激光不在是一條直線，而是變成曲線，其彎曲的程 度與冰形的形狀有關(guān)，冰形形狀不同，就得到不同形狀的激光曲線，標(biāo)定出這種對(duì)應(yīng)的差別 便可以準(zhǔn)確將飛機(jī)部件上各個(gè)位置的不同冰形的二維輪廓提取出來(lái)，將各個(gè)位置的冰形二 維輪廓放到同一個(gè)坐標(biāo)系中，即可擬合出冰形的三維結(jié)構(gòu)數(shù)學(xué)模型。所述外部購(gòu)入器件中的CCD攝像頭用于拍攝激光器出射的激光照射在冰形表面 形成的光條曲線，并將獲得的圖像傳輸PC機(jī)中進(jìn)行存儲(chǔ)。移動(dòng)副平臺(tái)包括有C導(dǎo)軌7、C滑塊8、絲杠9、基座10、支架12和步進(jìn)電機(jī)1F?；?0的A立板IOA上安裝有E帶座軸承9A和導(dǎo)軌座7C，基座10的B立板IOB 上設(shè)有矩形通孔IOC和K通孔10D，該矩形通孔IOC用于C導(dǎo)軌7的一端穿過(guò)，該K通孔IOD 用于步進(jìn)電機(jī)IF的輸出軸穿過(guò)，且步進(jìn)電機(jī)IF的機(jī)殼安裝在B立板IOB外側(cè)上。C滑塊8上設(shè)有矩形通孔8A和絲杠螺紋孔8B，該矩形通孔8A用于C導(dǎo)軌7的一 端穿過(guò)，該絲杠螺紋孔8B用于絲杠9的一端穿過(guò)；支架12安裝在C滑塊8的上部；步進(jìn)電機(jī)IF的輸出軸套接在聯(lián)軸套9B的一端，聯(lián)軸套9B的另一端與絲杠9的另 一端連接，絲杠9的一端穿過(guò)C滑塊8上的絲杠螺紋孔8B后安裝在E帶座軸承9A上；C導(dǎo)軌7的一端順次穿過(guò)基座10的B立板IOB上的矩形通孔10C、C滑塊8上的 矩形通孔8A后安裝在導(dǎo)軌座7C上；C導(dǎo)軌7的另一端通過(guò)壓片7D頂緊，且壓片7D安裝在 B立板IOB的外側(cè)板面上；在本發(fā)明中，為了對(duì)C導(dǎo)軌7的行程進(jìn)行限定，在C導(dǎo)軌7的一端安裝了 A止動(dòng)開(kāi) 關(guān)7A，C導(dǎo)軌7的另一端安裝了 B止動(dòng)開(kāi)關(guān)7B。轉(zhuǎn)動(dòng)副平臺(tái)包括有A導(dǎo)軌1、A滑動(dòng)組件2、舵機(jī)座3、角度調(diào)節(jié)座4、B導(dǎo)軌5、B滑 動(dòng)組件6、角度調(diào)節(jié)組件11和舵機(jī)IC ；A滑動(dòng)組件2包括有A滑塊21、A攝像頭夾具22、A激光器夾具23、連接件24 ；A攝像頭夾具22上設(shè)有G通孔221和圓柱連接頭222 ；該G通孔221用于第一 CXD攝像頭IB的連接端穿過(guò)，且通過(guò)螺母安裝在A攝像頭夾具22上；該圓柱連接頭222安裝在A滑塊21 的A盲孔215內(nèi)，且通過(guò)B緊頂螺釘212實(shí)現(xiàn)A攝像頭夾具22與A滑塊21的安裝；A激光 器夾具23采用軟質(zhì)材料(鋁薄板、塑料等)彎曲形成一 H通孔231(H通孔231內(nèi)放置A激 光器1A，軟質(zhì)材料包裹在A激光器IA外部)，且接合處232通過(guò)螺釘與螺母的配合連接在 連接件24的手柄241上；連接件24的圓柱連接頭242安裝在A滑塊21的B盲孔216內(nèi)， 且通過(guò)C緊頂螺釘213實(shí)現(xiàn)連接件24與A滑塊21的安裝；A滑塊21在X軸方向上設(shè)有B盲孔216和A盲孔215，B盲孔216用于放置連接 件24的圓柱連接頭242，A盲孔215用于放置A攝像頭夾具22的圓柱連接頭222 ；A滑塊 21在Y軸方向上設(shè)有C螺紋孔219、A螺紋孔217和B螺紋孔218，C螺紋孔219用于放置 C緊頂螺釘213，A螺紋孔217用于放置A緊頂螺釘211，B螺紋孔218用于放置B緊頂螺釘 212 ；A滑塊21在Z軸方向上設(shè)有矩形通孔214，該矩形通孔214用于A導(dǎo)軌1通過(guò)。舵機(jī)座3設(shè)計(jì)成空心長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，舵機(jī)座3的A板面31上設(shè)有E通孔33和F通 孔34，舵機(jī)座3的B板面32上設(shè)有矩形孔35 ；舵機(jī)座3的A板面31上安裝有舵機(jī)1C，舵 機(jī)座3的B板面32安裝在角度調(diào)節(jié)座4的A支板41上。在本發(fā)明中，矩形孔35用于舵機(jī) IC的舵盤(pán)IC-I穿過(guò)。E通孔33處安裝有C帶座軸承118的軸承座，F(xiàn)通孔34處安裝有A 帶座軸承116的軸承座。角度調(diào)節(jié)座4設(shè)計(jì)成U形結(jié)構(gòu)的一體成型件，角度調(diào)節(jié)座4的A支板41上設(shè)有A 通孔43和B通孔44，角度調(diào)節(jié)座4的B支板42上設(shè)有C通孔45和D通孔46，角度調(diào)節(jié) 座4的連板47安裝在移動(dòng)副平臺(tái)的支架12上。在本發(fā)明中，A通孔43用于放置C帶座軸 承118 ；C通孔45用于放置D帶座軸承119，且D帶座軸承119的軸承座安裝在角度調(diào)節(jié)座 4的B支板42的外側(cè)；B通孔44用于放置A帶座軸承116 ；D通孔46用于放置B帶座軸承 117，且B帶座軸承117的軸承座安裝在角度調(diào)節(jié)座4的B支板42的外側(cè)。B滑動(dòng)組件6包括有B滑塊61、B攝像頭夾具62、B激光器夾具63、連接件64 ；B 攝像頭夾具62上設(shè)有I通孔621和圓柱連接頭622 ；該I通孔621用于第二 CXD攝像頭ID 的連接端穿過(guò)，且通過(guò)螺母安裝在B攝像頭夾具62上；該圓柱連接頭622安裝在B滑塊61 的C盲孔615內(nèi)，且通過(guò)E緊頂螺釘612實(shí)現(xiàn)B攝像頭夾具62與B滑塊61的安裝；B激光 器夾具63采用軟質(zhì)材料(鋁薄板、塑料等)彎曲形成一 J通孔631 (J通孔631內(nèi)放置B激 光器1C，軟質(zhì)材料包裹在B激光器IC外部)，且接合處632通過(guò)螺釘與螺母的配合連接在 連接件64的手柄641上；連接件64的圓柱連接頭642安裝在B滑塊61的D盲孔616內(nèi)， 且通過(guò)F緊頂螺釘613實(shí)現(xiàn)連接件64與B滑塊61的安裝；B滑塊61在X軸方向上設(shè)有D盲孔616和C盲孔615，D盲孔616用于放置連接 件64的圓柱連接頭642，C盲孔615用于放置B攝像頭夾具62的圓柱連接頭622 ；B滑塊 61在Y軸方向上設(shè)有D螺紋孔619、D螺紋孔617和E螺紋孔618，F(xiàn)螺紋孔619用于放置 F緊頂螺釘613，D螺紋孔617用于放置D緊頂螺釘611，E螺紋孔618用于放置E緊頂螺釘 612 ；B滑塊61在Z軸方向上設(shè)有矩形通孔614，該矩形通孔614用于B導(dǎo)軌5通過(guò)。角度調(diào)節(jié)組件11包括有第一半環(huán)齒輪111、第二半環(huán)齒輪112、第一齒輪軸113、 第二齒輪軸114、聯(lián)軸套115、A帶座軸承116、B帶座軸承117、C帶座軸承118、D帶座軸承 119 ；
第一半環(huán)齒輪111安裝在B導(dǎo)軌1的一端上，第二半環(huán)齒輪112安裝在C導(dǎo)軌5 的一端上，且第一半環(huán)齒輪111上的齒與第二半環(huán)齒輪112上的齒嚙合；第一半環(huán)齒輪111套接在第一齒輪軸113上；第一齒輪軸113的一端套接在A帶 座軸承116上，所述A帶座軸承116的軸承座安裝在角度調(diào)節(jié)座4的A支板41的B通孔44 處；第一齒輪軸113的另一端套接在B帶座軸承117上，所述B帶座軸承117的軸承座安裝 在角度調(diào)節(jié)座4的B支板42的D通孔46處；第二半環(huán)齒輪112套接在第二齒輪軸114上；第二齒輪軸114的另一端套接在D 帶座軸承119上，所述D帶座軸承119的軸承座安裝在角度調(diào)節(jié)座4的B支板42的C通孔 45處；第二齒輪軸114的一端套接有C帶座軸承118，且穿過(guò)C帶座軸承118后與聯(lián)軸套 115的圓柱端連接，聯(lián)軸套115的圓盤(pán)端與舵機(jī)1C的舵盤(pán)1C-1連接，所述C帶座軸承118 的軸承座安裝在角度調(diào)節(jié)座4的A支板41的A通孔43處。在本發(fā)明中，A導(dǎo)軌1與B導(dǎo)軌5之間的夾角為30° 180°，即在舵機(jī)1C的驅(qū) 動(dòng)下，第二齒輪軸1104沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，則B導(dǎo)軌5向下運(yùn)動(dòng)；由于B導(dǎo)軌5端部的第二 半環(huán)齒輪1102與A導(dǎo)軌1端部的第一半環(huán)齒輪1101嚙合，致使在第一齒輪軸1103為逆時(shí) 針轉(zhuǎn)動(dòng)，則A導(dǎo)軌1向上運(yùn)動(dòng)；這一過(guò)程在本發(fā)明中稱為兩導(dǎo)軌的開(kāi)，即兩導(dǎo)軌的夾角最大 能夠達(dá)到180°。反之，當(dāng)舵機(jī)1C驅(qū)動(dòng)第二齒輪軸1104沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，則B導(dǎo)軌5向 上運(yùn)動(dòng)；由于B導(dǎo)軌5端部的第二半環(huán)齒輪1102與A導(dǎo)軌1端部的第一半環(huán)齒輪1101嚙 合，致使在第一齒輪軸1103為順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，則A導(dǎo)軌1向下運(yùn)動(dòng)；這一過(guò)程在本發(fā)明中稱為 兩導(dǎo)軌的合，即兩導(dǎo)軌的夾角最小能夠達(dá)到30°。本發(fā)明設(shè)計(jì)的三維冰形檢測(cè)儀，在步進(jìn)電機(jī)1F的驅(qū)動(dòng)下，絲杠9轉(zhuǎn)動(dòng)，絲杠9通過(guò) 螺紋驅(qū)動(dòng)滑塊8沿導(dǎo)軌7移動(dòng)，當(dāng)移動(dòng)至靠近A立板一端時(shí)，滑塊8壓下A止動(dòng)開(kāi)關(guān)7A，滑 塊8停止移動(dòng)；當(dāng)滑塊8在絲杠的帶動(dòng)下移動(dòng)至靠近B立板時(shí)，滑塊8壓下B止動(dòng)開(kāi)關(guān)7B， 滑塊8停止移動(dòng)，A止動(dòng)開(kāi)關(guān)和B止動(dòng)開(kāi)關(guān)限定了滑塊8的移動(dòng)范圍。在舵機(jī)1C的驅(qū)動(dòng)下，帶動(dòng)B導(dǎo)軌5端部的第二半環(huán)齒輪1102轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)第二半環(huán) 齒輪1102與第一半環(huán)齒輪1101嚙合，將轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞給A導(dǎo)軌1末端的第一半環(huán)齒輪1101，致 使兩個(gè)導(dǎo)軌(A導(dǎo)軌1和B導(dǎo)軌5)沿相反的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)兩導(dǎo)軌之間夾角(30° 180° )的調(diào)節(jié)。
8
權(quán)利要求
一種三維冰形檢測(cè)儀，其包括有外部購(gòu)入器件，其特征在于還包括有用于安裝外部構(gòu)入器件的移動(dòng)副平臺(tái)和轉(zhuǎn)動(dòng)副平臺(tái)；所述外部購(gòu)入器件包括有A激光器(1A)、B激光器(1D)、第一CCD攝像頭(1B)、第二CCD攝像頭(1E)、步進(jìn)電機(jī)(1F)、舵機(jī)(1C)；所述移動(dòng)副平臺(tái)包括有C導(dǎo)軌(7)、C滑塊(8)、絲杠(9)、基座(10)、支架(12)和步進(jìn)電機(jī)(1F)；基座(10)的A立板(10A)上安裝有E帶座軸承(9A)和導(dǎo)軌座(7C)，基座(10)的B立板(10B)上設(shè)有矩形通孔(10C)和K通孔(10D)，該矩形通孔(10C)用于C導(dǎo)軌(7)的一端穿過(guò)，該K通孔(10D)用于步進(jìn)電機(jī)(1F)的輸出軸穿過(guò)，且步進(jìn)電機(jī)(1F)的機(jī)殼安裝在B立板(10B)外側(cè)上；C滑塊(8)上設(shè)有矩形通孔(8A)和絲杠螺紋孔(8B)，該矩形通孔(8A)用于C導(dǎo)軌(7)的一端穿過(guò)，該絲杠螺紋孔(8B)用于絲杠(9)的一端穿過(guò)；支架(12)安裝在C滑塊(8)的上部；步進(jìn)電機(jī)(1F)的輸出軸套接在聯(lián)軸套(9B)的一端，聯(lián)軸套(9B)的另一端與絲杠(9)的另一端連接，絲杠(9)的一端穿過(guò)C滑塊(8)上的絲杠螺紋孔(8B)后安裝在E帶座軸承(9A)上；C導(dǎo)軌(7)的一端順次穿過(guò)基座(10)的B立板(10B)上的矩形通孔(10C)、C滑塊(8)上的矩形通孔(8A)后安裝在導(dǎo)軌座(7C)上；C導(dǎo)軌(7)的另一端通過(guò)壓片(7D)頂緊，且壓片(7D)安裝在B立板(10B)的外側(cè)板面上；C導(dǎo)軌(7)的一端上安裝有A止動(dòng)開(kāi)關(guān)(7A)，C導(dǎo)軌(7)的另一端上安裝有B止動(dòng)開(kāi)關(guān)(7B)；轉(zhuǎn)動(dòng)副平臺(tái)包括有A導(dǎo)軌(1)、A滑動(dòng)組件(2)、舵機(jī)座(3)、角度調(diào)節(jié)座(4)、B導(dǎo)軌(5)、B滑動(dòng)組件(6)、角度調(diào)節(jié)組件(11)和舵機(jī)(1C)；A滑動(dòng)組件(2)包括有A滑塊(21)、A攝像頭夾具(22)、A激光器夾具(23)、連接件(24)；A攝像頭夾具(22)上設(shè)有G通孔(221)和圓柱連接頭(222)；該G通孔(221)用于第一CCD攝像頭(1B)的連接端穿過(guò)，且通過(guò)螺母安裝在A攝像頭夾具(22)上；該圓柱連接頭(222)安裝在A滑塊(21)的A盲孔(215)內(nèi)，且通過(guò)B緊頂螺釘(212)實(shí)現(xiàn)A攝像頭夾具(22)與A滑塊(21)的安裝；A激光器夾具(23)采用軟質(zhì)材料彎曲形成一H通孔(231)，且接合處(232)通過(guò)螺釘與螺母的配合連接在連接件(24)的手柄(241)上；連接件(24)的圓柱連接頭(242)安裝在A滑塊(21)的B盲孔(216)內(nèi)，且通過(guò)C緊頂螺釘(213)實(shí)現(xiàn)連接件(24)與A滑塊(21)的安裝；A滑塊(21)在X軸方向上設(shè)有B盲孔(216)和A盲孔(215)，B盲孔(216)用于放置連接件(24)的圓柱連接頭(242)，A盲孔(215)用于放置A攝像頭夾具(22)的圓柱連接頭(222)；A滑塊(21)在Y軸方向上設(shè)有C螺紋孔(219)、A螺紋孔(217)和B螺紋孔(218)，C螺紋孔(219)用于放置C緊頂螺釘(213)，A螺紋孔(217)用于放置A緊頂螺釘(211)，B螺紋孔(218)用于放置B緊頂螺釘(212)；A滑塊(21)在Z軸方向上設(shè)有矩形通孔(214)，該矩形通孔(214)用于A導(dǎo)軌(1)通過(guò)；舵機(jī)座(3)設(shè)計(jì)成空心長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，舵機(jī)座(3)的A板面(31)上設(shè)有E通孔(33)和F通孔(34)，舵機(jī)座(3)的B板面(32)上設(shè)有矩形孔(35)；舵機(jī)座(3)的A板面(31)上安裝有舵機(jī)(1C)，舵機(jī)座(3)的B板面(32)安裝在角度調(diào)節(jié)座(4)的A支板(41)上；角度調(diào)節(jié)座(4)設(shè)計(jì)成U形結(jié)構(gòu)的一體成型件，角度調(diào)節(jié)座(4)的A支板(41)上設(shè)有A通孔(43)和B通孔(44)，角度調(diào)節(jié)座(4)的B支板(42)上設(shè)有C通孔(45)和D通孔(46)，角度調(diào)節(jié)座(4)的連板(47)安裝在移動(dòng)副平臺(tái)的支架(12)上；B滑動(dòng)組件(6)包括有B滑塊(61)、B攝像頭夾具(62)、B激光器夾具(63)、連接件(64)；B攝像頭夾具(62)上設(shè)有I通孔(621)和圓柱連接頭(622)；該I通孔(621)用于第二CCD攝像頭(1D)的連接端穿過(guò)，且通過(guò)螺母安裝在B攝像頭夾具(62)上；該圓柱連接頭(622)安裝在B滑塊(61)的C盲孔(615)內(nèi)，且通過(guò)E緊頂螺釘(612)實(shí)現(xiàn)B攝像頭夾具(62)與B滑塊(61)的安裝；B激光器夾具(63)采用軟質(zhì)材料彎曲形成一J通孔(631)，且接合處(632)通過(guò)螺釘與螺母的配合連接在連接件(64)的手柄(641)上；連接件(64)的圓柱連接頭(642)安裝在B滑塊(61)的D盲孔(616)內(nèi)，且通過(guò)F緊頂螺釘(613)實(shí)現(xiàn)連接件(64)與B滑塊(61)的安裝；B滑塊(61)在X軸方向上設(shè)有D盲孔(616)和C盲孔(615)，D盲孔(616)用于放置連接件(64)的圓柱連接頭(642)，C盲孔(615)用于放置B攝像頭夾具(62)的圓柱連接頭(622)；B滑塊(61)在Y軸方向上設(shè)有D螺紋孔(619)、D螺紋孔(617)和E螺紋孔(618)，F(xiàn)螺紋孔(619)用于放置F緊頂螺釘(613)，D螺紋孔(617)用于放置D緊頂螺釘(611)，E螺紋孔(618)用于放置E緊頂螺釘(612)；B滑塊(61)在Z軸方向上設(shè)有矩形通孔(614)，該矩形通孔(614)用于B導(dǎo)軌(5)通過(guò)；角度調(diào)節(jié)組件(11)包括有第一半環(huán)齒輪(111)、第二半環(huán)齒輪(112)、第一齒輪軸(113)、第二齒輪軸(114)、聯(lián)軸套(115)、A帶座軸承(116)、B帶座軸承(117)、C帶座軸承(118)、D帶座軸承(119)；第一半環(huán)齒輪(111)安裝在B導(dǎo)軌1的一端上，第二半環(huán)齒輪(112)安裝在C導(dǎo)軌(5)的一端上，且第一半環(huán)齒輪(111)上的齒與第二半環(huán)齒輪(112)上的齒嚙合；第一半環(huán)齒輪(111)套接在第一齒輪軸(113)上；第一齒輪軸(113)的一端套接在A帶座軸承(116)上，所述A帶座軸承(116)的軸承座安裝在角度調(diào)節(jié)座(4)的A支板(41)的B通孔(44)處；第一齒輪軸(113)的另一端套接在B帶座軸承(117)上，所述B帶座軸承(117)的軸承座安裝在角度調(diào)節(jié)座(4)的B支板(42)的D通孔(46)處；第二半環(huán)齒輪(112)套接在第二齒輪軸(114)上；第二齒輪軸(114)的另一端套接在D帶座軸承(119)上，所述D帶座軸承(119)的軸承座安裝在角度調(diào)節(jié)座(4)的B支板(42)的C通孔(45)處；第二齒輪軸(114)的一端套接有C帶座軸承(118)，且穿過(guò)C帶座軸承(118)后與聯(lián)軸套(115)的圓柱端連接，聯(lián)軸套(115)的圓盤(pán)端與舵機(jī)(1C)的舵盤(pán)(1C-1)連接，所述C帶座軸承(118)的軸承座安裝在角度調(diào)節(jié)座(4)的A支板(41)的A通孔(43)處。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維冰形檢測(cè)儀，其特征在于A導(dǎo)軌⑴與B導(dǎo)軌(5)之間 的夾角為30° 180°。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維冰形檢測(cè)儀，其特征在于激光器用于提供有色線激光 束，該有色線激光束照射在結(jié)冰部件的結(jié)冰表面上，且形成光條曲線。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種三維冰形檢測(cè)儀，其包括有外部購(gòu)入的激光器、CCD攝像頭、步進(jìn)電機(jī)、舵機(jī)等，以及用于安裝外部構(gòu)入器件的移動(dòng)副平臺(tái)和轉(zhuǎn)動(dòng)副平臺(tái)。移動(dòng)副平臺(tái)用于支撐起轉(zhuǎn)動(dòng)副平臺(tái)，并且使轉(zhuǎn)動(dòng)副平臺(tái)在水平方向上移動(dòng)，而轉(zhuǎn)動(dòng)副平臺(tái)上的兩根導(dǎo)軌則能夠使激光器和CCD攝像頭調(diào)節(jié)到滿足采集的角度。本發(fā)明設(shè)計(jì)的三維冰形檢測(cè)儀是基于視覺(jué)的冰形，能使結(jié)冰形狀以圖像的形式直觀地顯示，為研究人員準(zhǔn)確識(shí)別三維冰形并獲取冰形的尺寸數(shù)據(jù)提供了可視化的技術(shù)解決方案，對(duì)后期研究結(jié)冰對(duì)飛機(jī)氣動(dòng)性能的影響有重要意義和實(shí)用價(jià)值，并為計(jì)算所得出的三維冰形提供了試驗(yàn)驗(yàn)證檢測(cè)手段。
文檔編號(hào)G01B11/24GK101865668SQ201010159240
公開(kāi)日2010年10月20日 申請(qǐng)日期2010年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月29日
發(fā)明者劉朝陽(yáng), 常士楠 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)