专利名称：疲劳裂纹扩展试验摄像头安装调整机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及摄像头安装机构，特别是设计一种金属材料疲劳裂纹扩展试验中所用的摄像头安装调整机构。
背景技术：
疲劳裂纹扩展试验是一种通过实时测量试件在设定交变载荷作用下所产生疲劳裂纹的长度来研究金属材料疲劳断裂特性的一种测试方式，目前主要的疲劳裂纹扩展试验形式是国际标准规定的带有预制裂纹的C(T)紧凑拉伸试验和三点弯曲裂纹扩展试验，在这种情况下，在设定交变载荷作用下疲劳裂纹基本沿着预制裂纹的方向直线延伸。作为疲劳裂纹扩展试验的核心内容是精确测量在设定试验载荷的作用下每一时刻疲劳裂纹长度，从而得出所测材料疲劳裂纹长度随时间的变化规律及疲劳裂纹扩展速率、疲劳裂纹的扩展寿命等材料断裂力学数据。疲劳裂纹的萌生和扩展是一个复杂而缓慢的非线性演化过程，传统的显微镜法检测往往由人工来完成或大部分环节需要人工参与，不仅工作效率低，而且易受到检测人员主观因素的影响，不能保证检测的效率与精度，已经不能满足试验的要求。采用机器视觉技术的裂纹在线检测方法，可以直观、精确、实时地完成裂纹的检测和进一步的分析处理。机器视觉裂纹检测方法采用摄像头作为疲劳裂纹的实时检测机构，为保证裂纹试件图像采集及裂纹长度计算的准确性提高裂纹测量的精度，对摄像头的位置具有严格的要求，既必须保证摄像头中心线严格垂直于裂纹试件表面，除此之外，为满足试验要求，对光源也有严格的位置安装要求。
发明内容
为了克服已有机器视觉裂纹检测方法中的摄像头调整机构的机构庞大、稳定性降低、费用增加的不足，本发明提供一种结构简化、稳定性良好、费用降低、安装精度高的疲劳裂纹扩展试验摄像头安装调整机构。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是—种疲劳裂纹扩展试验摄像头安装调整机构，包括摄像头光源安装机构、高度位置调整机构和连接机构，摄像头光源安装机构的主体为PVC塑钢门窗型材，所述摄像头光源安装机构上安装有摄像头和光源组件，高度位置调整机构由水平连接架和垂直连接板组成，摄像头光源安装机构的一端和水平连接架相连，水平连接架可滑动地安装在垂直连接板的滑槽导轨中，所述垂直连接板滑槽导轨中加工有定位螺孔，垂直连接板和连接机构一端相连，连接机构的另一端与摄像头运动驱动机构连接。本发明提供一种结构简化、稳定性良好、费用降低、安装精度高的疲劳裂纹扩展试验摄像头安装调整机构。进一步，所述摄像头光源为环形光源，环形光源套在摄像头的镜头上并通过定位螺钉将环形光源固定在光源支撑架上，光源支撑架的另一端通过塑料螺钉和PVC塑钢门窗型材连接
再进一步，所述PVC塑钢门窗型材的型号是根据所选用摄像头和镜头的尺寸来确定的，在PVC塑钢门窗型材上根据CCD摄像头和镜头的尺寸加工出摄像头安装定位槽，并安装数个摄像头和光源连接线固定夹。更进一步，所述垂直连接板为滑槽导轨机构，所述滑槽导轨沿长度方向加工有数排定位螺栓孔，定位螺栓孔前一排或两排为半通孔用来和T型连接机构一端相连,其它定位螺栓孔均为通孔用来和水平连接架相连。所述水平连接架包括底座和盖板，底座包括安装摄像头光源安装机构的安装连接端和与垂直连接板相连的连接定位滑板，安装连接端和连接定位滑板可通过焊接方式连接，也可做成一体结构，安装连接端主体为导槽机构，槽壁上加工有摄像头和光源线引出孔和数个连接定位螺栓孔用来和盖板相连，连接定位滑板上加工有一排或两排连接定位螺栓孔用来和垂直连接板相连，将连接定位滑板插在垂直连接板上的滑槽导轨中，调整好高度位置后通过定位螺栓和垂直连接板固定。所述摄像头光源安装机构的PVC塑钢门窗型材连接杆插入到水平连接架底座导 槽中，盖上盖板将其压紧后通过定位螺栓和底座固定。所述连接机构为T型或直角型的连接板，由水平连接端和垂直连接端两部分组成，连接板的两端均加工有定位螺栓孔，连接板的垂直连接端与垂直连接板相连，连接板的水平连接端插在摄像头运动驱动机构的导向槽内。所述T型或直角型的连接板，连接板水平连接端和垂直连接端的定位螺栓孔均为对称排列。安装时连接机构的垂直连接端可向上也可向下，以适应不同机架高度的疲劳试验机。本发明的技术构思为疲劳裂纹扩展试验可在各种型号的高频和低频疲劳试验机上进行，为匹配各种机型，摄像头应可在高度方向能进行幅度调整，摄像头位置调整机构由摄像头运动驱动机构和摄像头安装机构组成，摄像头位置小量程的精确调整是由步进电机带动驱动机构来实现的，而大范围的位置调整尤其是高度方向的位置调整，如采用步进电机控制来实现则会造成机构庞大，稳定性降低，费用增加等问题，本发明通过设计精巧的安装机构来实现为保证图像采集的清晰稳定，摄像头的安装机架和摄像头之间必须是绝缘的，如果是大批量专业化生产，应采用塑料材料注塑成型，但要求有专业化设备及模具，成本很高，另一种方式是采用金属材料在摄像头和金属支撑架之间增加绝缘材料但这种方式结构复杂，绝缘性较差，本发明采用PVC塑钢门窗型材经过简单加工后作为摄像头安装支架，简单，绝缘性好，成本低，摄像头位置安装精度高。本发明的有益效果主要表现在简化结构、稳定性良好、降低费用。
图I为本发明疲劳裂纹扩展试验摄像头安装调整机构整体结构示意图，其中，(a)为结构正视图，(b)为结构俯视图。图2为本发明PVC塑钢门窗型材连接杆结构示意图，其中，(a)为结构正视图，(C)为结构俯视图，(b)为PVC塑钢门窗型材截面图。图3为本发明光源支架结构示意图，其中，(a)为结构正视图，(C)为结构俯视图，(b)为结构A向截面图。图4为本发明摄像头光源组件连接示意图。图5为本发明垂直连接板和T型连接板结构及连接示意图，其中，(b)为结构左视图，Ca)为B向结构截面视图，(C)为结构C向视图。图6为本发明水平连接架底座结构示意图，其中，(a)为结构主视图，(b)为A向结构视图，(C)为结构俯视图。图7为本发明水平连接架盖板结构示意图，其中，(a)为结构主视图，(b)为A向截面视图，(C)为结构俯视图。 图8为本发明垂直连接板和水平连接板底座连接示意图，其中，a)为结构主视图，(b)为B向结构视图，(C)为结构俯视图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步描述。参照图I 图8，一种疲劳裂纹扩展试验摄像头安装调整机构，(a)为结构正视图，(b)为结构俯视图，如图所示摄像头安装调整机构整体结构由摄像头光源安装机构1，高度位置调整机构2和3及连接机构4组成，摄像头光源安装机构I的主体是某种PVC塑钢门窗型材11，对PVC塑钢门窗型材进行简单加工，将摄像头12安装定位，通过光源支撑架14和定位螺钉将环形光源15进行安装，13是与摄像头相匹配的镜头。高度位置调整机构由水平连接架2和垂直连接板3组成，摄像头光源安装机构I的一端和水平连接架2相连，水平连接架2可在垂直连接板3的滑槽导轨中运动调整位置，定位后通过螺钉固定，垂直连接板3和连接机构4 一端相连,连接机构4的另一端插在摄像头运动驱动机构的导向槽内，通过螺栓定位。图2为本发明PVC塑钢门窗型材连接杆结构示意图，Ca)为结构正视图，(c)为结构俯视图，(b)为PVC塑钢门窗型材截面图。根据摄像头和镜头的尺寸选择截面形状如图2b所示的合适型号的PVC塑钢门窗型材11，在PVC塑钢门窗型材11上根据CXD摄像头的尺寸加工出摄像头定位槽111，112为摄像头定位槽底面，113为摄像头和光源连接线固定夹。图3 :为本发明光源支架14结构示意图，Ca)为结构正视图，(C)为结构俯视图，(b)为结构A向截面图，本专利所选光源为环形光源，141为光源支架与环形光源连接端，上面加工有允许镜头通过的中心圆孔1412和光源连接定位的螺孔1411，中心圆孔1412的尺寸与所选用镜头匹配，光源连接定位的螺孔1411和所选用环形光源尺寸匹配。142为光源支架与摄像头及PVC塑钢门窗型材的连接端，定位的螺孔1421应与所选用摄像头匹配。图4为本发明摄像头光源组件连接示意图，摄像头12和所匹配镜头13通过标准接口相连组成摄像头组件，将摄像头组件放入如图2所示塑钢门窗型材连接杆11的摄像头定位槽111中，环形光源15和光源支架14的连接端141通过定位螺钉1411固定连接组成光源组件，所组成光源组件通过中心孔1412套在镜头上，光源支架连接端142通过4个塑料定位螺钉1421穿过PVC塑钢门窗型材的定位表面与摄像头相连。图5 :为本发明垂直连接板3和T型连接板4结构及连接示意图，(b)为结构左视图，Ca)为B向结构截面视图，(c)为结构C向视图，T型连接板4由水平连接端41和垂直连接端42组成，水平连接端41上加工有数个定位螺孔411，将T型连接板水平连接端41插入摄像头运动驱动机构工作台的导向槽内通过螺栓固定定位，T型连接板4的垂直连接端42上加工有一排或两排定位螺孔和垂直连接板3通过螺栓421连接定位，安装时连接机构4的垂直连接端42可向上也可向下，以适应不同机架高度的疲劳试验机。垂直连接板3上加工有导向及定位滑槽31，定位螺孔32和33，定位螺孔32为一排或两排用于和T型连接板4相连，为半通孔，定位螺孔33为数排，用于和水平连接架2相连，为通孔。水平连接架2包括底座21如图6所示，Ca)为结构主视图，(b)为A向结构视图，(C)为结构俯视图；盖板22如图7所示，Ca)为结构主视图，(b)为A向截面视图，(C)为结构俯视图。底座21包括安装摄像头光源安装机构的安装连接端212和连接定位滑板211，安装连接端212和连接定位滑板211可通过焊接方式连接，当然也可做成一整体结构，安装连接端212上加工有摄像头和光源线引出孔2121和数个连接定位螺栓孔2122用来和盖板
22相连，连接定位滑板211上加工有一排或两排连接定位螺栓孔2111用来和垂直连接板3相连。盖板22是为了固定插入到底座滑槽中的PVC塑钢门窗型材连接杆而设计的，通过定位螺栓和底座固定。图8为垂直连接板和水平连接板底座连接示意图，Ca)为结构主视图，(b)为B向结构视图，(c)为结构俯视图，水平连接架2的连接定位滑板211插在垂直连接板3上的滑槽导轨31中，调整好高度位置后通过定位螺栓2112和垂直连接板3固定。摄像头安装调整机构整体结构由摄像头光源安装机构1，高度位置调整机构2和3及连接机构4组成，摄像头光源安装机构I的主体是某种PVC塑钢门窗型材11，对PVC塑钢门窗型材进行简单加工，将摄像头12安装定位，并通过光源支撑架14和定位螺钉将环形光源15进行安装。高度位置调整机构由水平连接架2和垂直连接板3组成，摄像头光源安装机构I的一端和水平连接架2相连，水平连接架2可在垂直连接板3的滑槽导轨中运动调整位置，定位后通过螺钉固定，垂直连接板3和连接机构4 一端相连，连接机构4的另一端插在摄像头运动驱动机构的导向槽内，通过螺栓定位。本发明采用PVC塑钢门窗型材经过简单加工后作为摄像头安装支架，简单，绝缘性好，成本低，摄像头位置安装精度高。
权利要求
1.一种疲劳裂纹扩展试验摄像头安装调整机构，其特征在于所述摄像头安装调整机构包括摄像头光源安装机构、高度位置调整机构和连接机构，摄像头光源安装机构的主体为PVC塑钢门窗型材，所述摄像头光源安装机构上安装摄像头和光源组件，高度位置调整机构由水平连接架和垂直连接板组成，摄像头光源安装机构的一端和水平连接架相连，水平连接架可滑动地安装在垂直连接板的滑槽导轨中，所述垂直连接板的滑槽导轨中加工有连接定位螺孔，垂直连接板和连接机构一端相连，连接机构的另一端与摄像头运动驱动机构连接。
2.如权利要求I所述的疲劳裂纹扩展试验摄像头安装调整机构，其特征在于所述摄像头光源为环形光源，环形光源套在摄像头的镜头上并通过定位螺钉将环形光源固定在光源支撑架上，光源支撑架的另一端通过塑料螺钉和PVC塑钢门窗型材连接。
3.如权利要求I或2所述的疲劳裂纹扩展试验摄像头安装调整机构，其特征在于在PVC塑钢门窗型材上根据CCD摄像头和镜头的尺寸加工出摄像头安装定位槽，并安装数个摄像头和光源连接线固定夹。
4.如权利要求I或2所述的疲劳裂纹扩展试验摄像头安装调整机构，其特征在于所述垂直连接板为滑槽导轨机构，滑槽导轨沿长度方向加工有数排定位螺栓孔，定位螺栓孔前一排或两排为半通孔用来和T型连接机构一端相连，其它定位螺栓孔均为通孔用来和水平连接架相连。
5.如权利要求I或2所述的疲劳裂纹扩展试验摄像头安装调整机构，其特征在于所述水平连接架包括底座和盖板，底座包括安装连接端和连接定位滑板，安装连接端和连接定位滑板连接，安装连接端主体为导槽机构，槽壁上加工有摄像头和光源线引出孔和数个连接定位螺栓孔用来和盖板相连，连接定位滑板上加工有一排或两排螺栓孔用来和垂直连接板相连，将连接定位滑板插在垂直连接板上的滑槽导轨中，调整好高度位置后通过定位螺栓和垂直连接板固定。
6.如权利要求I或2所述的疲劳裂纹扩展试验摄像头安装调整机构，其特征在于所述摄像头光源安装机构的PVC塑钢门窗型材连接杆插入到水平连接架底座安装连接端的导槽中，盖上盖板将其压紧后通过定位螺栓将盖板和底座固定。
7.如权利要求I或2所述的疲劳裂纹扩展试验摄像头安装调整机构，其特征在于所述连接机构为T型或直角型的连接板，由水平连接端和垂直连接端两部分组成，连接板的两端均加工有定位螺栓孔，连接板的垂直连接端与垂直连接板相连，连接板的水平连接端插在摄像头运动驱动机构的导向槽内与驱动机构相连。
8.如权利要求7所述的疲劳裂纹扩展试验摄像头安装调整机构，其特征在于所述T型或直角型的连接板，连接板水平连接端和垂直连接端的定位螺栓孔均为对称排列。
全文摘要
一种疲劳裂纹扩展试验摄像头安装调整机构，包括摄像头光源安装机构、高度位置调整机构和连接机构，摄像头光源安装机构的主体为PVC塑钢门窗型材，所述摄像头光源安装机构上安装有摄像头和光源组件，高度位置调整机构由水平连接架和垂直连接板组成，摄像头光源安装机构的一端和水平连接架相连，水平连接架可滑动地安装在垂直连接板的滑槽导轨中，所述垂直连接板滑槽导轨中加工有定位螺孔，垂直连接板和连接机构一端相连，连接机构的另一端与摄像头运动驱动机构连接。本发明提供一种结构简化、稳定性良好、费用降低、安装精度高的疲劳裂纹扩展试验摄像头安装调整机构。
文档编号G01N3/02GK102661893SQ201210140589
公开日2012年9月12日 申请日期2012年5月8日 优先权日2012年5月8日
发明者周寅, 李伟荣, 沈姗姗, 裘信国, 钟建飞, 高红俐 申请人:浙江工业大学
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