[发明专利]一种拼接黑体平面度、夹角及间隙宽度测量装置

说明书

本发明涉及一种拼接黑体平面度、夹角及间隙宽度测量装置，包括摄像头、激光位移传感器、光源、二维精密运动平台、U型固定支座及控制处理机；二维精密运动平台固定在U型固定支座的一侧，摄像头、激光位移传感器、光源安装在U型固定支座的另一侧且处于同一高度，激光位移传感器和光源分别安装于摄像头的两边；摄像头、激光位移传感器、光源及二维精密运动平台通过线缆与控制处理机连接。本发明通过计算机视觉和激光技术融合的方式进行测量，其测量精度高，平面度和间隙宽度的测量误差在0.05mm内，夹角测量误差在0.5°内，且本发明通过控制处理机实现自动化测量，提高了参数测量的效率，受人工操作影响小。

技术领域

本发明涉及精密测量技术领域，尤其是涉及计算机视觉及激光技术的非接触测量。

背景技术

在红外制导武器中，导引头的红外黑体需要通过红外摄像头进行校准验证导引头的灵敏度及跟踪特性等性能。为了保证导引系统的功能可靠性，红外黑体作为其校准导引系统的必备仪器变得尤为重要，针对它的温控系统的研究，也随之成为热门的科研方向。黑体幅射源是红外制导、雷达测试等控制系统的主要校准和检测鉴定的仪器，是军事和国防必不可少的关键设备。它需要恒温的工作环境，温度对它的影响很大。

而本发明中被校准的导引头红外黑体是两个半圆黑体拼接而成，该拼接黑体安装于导引头的防护壳内并随着导弹发射后与防护壳共同脱落。两个半圆黑体在拼接后，由于拼接配合误差等，而产生宽度不大于0.5mm的拼接缝隙，且一些形状公差参数会发生变化，包括两半圆黑体平面间的夹角、拼接后整圆黑体的平面度。这些形位特征变化将对红外成像系统的校准产生影响，因此针对拼接后黑体的表面形位公差参数测量研究对于验证、校准以及保证我国导弹武器质量、安全、精度以及自动化水平具有重大的理论与实际意义。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种拼接黑体平面度、夹角及间隙宽度测量设备，精确测量拼接黑体的平面度、两半黑体平面间的夹角以及间隙宽度。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

一种拼接黑体平面度、夹角及间隙宽度测量装置，包括摄像头2、激光位移传感器3、光源4、二维精密运动平台5、U型固定支座6及控制处理机7；二维精密运动平台5固定在U型固定支座6的一侧，摄像头2、激光位移传感器3、光源4安装在U型固定支座6的另一侧且处于同一高度，激光位移传感器3和光源4分别位于摄像头2的两边；摄像头2、激光位移传感器3、光源4及二维精密运动平台5通过线缆与控制处理机7连接。

所述的拼接黑体平面度、夹角及间隙宽度测量装置，所述拼接黑体1为两个机械加工后的半圆黑体拼接而成，直径为70mm，其圆形被测面与二维精密运动平台的运动平面平行。

测量时，将拼接黑体1安装于二维精密运动平台5上，并由控制处理机7控制二维精密运动平台5带动拼接黑体1改变位置。

所述的拼接黑体平面度、夹角及间隙宽度测量装置，所述二维精密运动平台5的全行程直线度为±0.2μm，每个方向的最大行程为100mm。

所述的拼接黑体平面度、夹角及间隙宽度测量装置，所述光源4为面光源，发光面积为100×100mm²，可由所述控制处理机7控制光源(4)的开关。光源4的有效发光面积足以覆盖拼接黑体1的被测圆形面积。

所述的拼接黑体平面度、夹角及间隙宽度测量装置，所述摄像头2能够获取黑白或彩色图像，最高分辨率为3312×2496。

所述的拼接黑体平面度、夹角及间隙宽度测量装置，所述激光位移传感器3的激光为蓝紫激光，可达0.005mm的检测精度，且激光位移传感器3的激光路径垂直于拼接黑体圆形被测面且激光初始照射点与圆形被测面几何中心重合。