平动式光电轮廓曲线仪.pdf

一种平动式光电轮廓曲线仪，包括用于探测物体表面的探针，所述平动式光电轮廓曲线仪还包括轨道、滑行卡模、光电传感器和用于按照光电传感器的移位信号记录物体的轮廓曲线图的轮廓曲线成形模块，所述轨道两端安装支脚，所述滑行卡模可滑动地安装在所述轨道上，所述探针安装在所述滑行卡模上，所述光电传感器安装在所述探针上，所述光电传感器与所述轮廓曲线成形模块连接。本发明提供一种提高轮廓曲线的测量精度的平动式光电轮廓曲线仪。

1、  一种平动式光电轮廓曲线仪，包括用于探测物体表面的探针，其特征在于：所述平动式光电轮廓曲线仪还包括轨道、滑行卡模、光电传感器和用于按照光电传感器的移位信号记录物体的轮廓曲线图的轮廓曲线成形模块，所述轨道两端安装支脚，所述滑行卡模可滑动地安装在所述轨道上，所述探针安装在所述滑行卡模上，所述光电传感器安装在所述探针上，所述光电传感器与所述轮廓曲线成形模块连接。

2、  如权利要求1所述的平动式光电轮廓曲线仪，其特征在于：所述滑行卡模开有斜向通孔，所述探针安装在所述斜向通孔内。

3、  如权利要求1或2所述的平动式光电轮廓曲线仪，其特征在于：所述光电传感器安装在所述探针的上端。

平动式光电轮廓曲线仪
技术领域
本发明涉及一种用于物体表面轮廓曲线测量的仪器，尤其是一种轮廓曲线仪。
背景技术
如专利号为92226138.5，发明名称为轮廓曲线仪的中国实用新型专利，公开了一种轮廓曲线仪，由探头、绘图笔、平衡块、固定板组成，探头、绘图笔、平衡块做成一体，固定板为分开的另一部分，使用时，绘图笔垂直紧顶固定板、探头垂直落在岩石表面上。移动平衡块，探头在岩石表面上滚动，绘图笔则在固定板上连续绘制岩石表面曲线。这种轮廓曲线仪适用于野外任意产状的岩石节理面，可连续地绘制任意方向的节理表面轮廓曲线，具有精度满足要求(0.1mm)、重量轻、体积小、携带方便、操作简便、绘制速度快等特点。但是，此轮廓曲线仪存在操作过程对结果的影响很大这样一个问题。具体分析如下：如图1所示由探头、绘图笔、平衡块构成的整体，其中，OA和AB为探头和绘图笔的定位线。当整体向前倾斜时，状态如图2虚线所示，定位线变化状况如图3所示。
由此可计算出由于向前倾斜α时，所引起的测量误差如下：
∵OG＝OCcosα，AO＝OC
∴AG＝AO-OG＝AO-OCcosα＝AO(1-cosα)
∵CD＝AB
∴ED＝CDsinα＝ABsinα
∵EF＝AG
∴FD＝FE+ED＝ABsinα+AO(1-cosα)
当AO＝10cm，α＝2°时，误差与AB长度的关系曲线如图4所示，从图中可以看出随AB轴线长度的增加，由OA轴线产生的误差不变，由AB轴线产生的误差和总误差直线增加，当AB＝5cm，AG＝0.061mm，ED＝1.745mm，FD＝1.806mm；由此可见，对于杜时贵的轮廓曲线仪会由探头、绘图笔、平衡块构成的整体前倾和后倾，产生不可忽略的误差。
发明内容
为了克服已有的轮廓曲线仪的测量误差较大的不足，本发明提供一种提高轮廓曲线的测量精度的平动式光电轮廓曲线仪。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种平动式光电轮廓曲线仪，包括用于探测物体表面的探针，所述平动式光电轮廓曲线仪还包括轨道、滑行卡模、光电传感器和用于按照光电传感器的移位信号记录物体的轮廓曲线图的轮廓曲线成形模块，所述轨道两端安装支脚，所述滑行卡模可滑动地安装在所述轨道上，所述探针安装在所述滑行卡模上，所述光电传感器安装在所述探针上，所述光电传感器与所述轮廓曲线成形模块连接。
进一步，所述滑行卡模开有斜向通孔，所述探针安装在所述斜向通孔内。
再进一步，所述光电传感器安装在所述探针的上端。
本发明的技术构思为：光电板内部有一个发光二极管，通过该发光二极管发出的光线，照亮光电板底部表面。然后将光电板底部表面反射回的一部分光线，经过一组光学透镜，传输到一个光感应器件(微成像器)内成像。这样，当光电板移动时，其移动轨迹便会被记录为一组高速拍摄的连贯图像。最后利用光电板内部的一块专用图像分析芯片(DSP，即数字微处理器)对移动轨迹上摄取的一系列图像进行分析处理，通过对这些图像上特征点位置的变化进行分析，来判断光电板的移动方向和移动距离，从而完成光标的定位。
本发明的有益效果主要表现在：提高轮廓曲线的测量精度，使用方便。
附图说明
图1是现有技术的轮廓曲线仪的结构图。
图2是图1所示轮廓曲线仪整体向前倾斜后的状态图。
图3是当向前倾斜α时定位线变化状况的示意图。
图4是误差与AB长度之间的关系曲线图。
图5是本发明的平动式光电轮廓曲线仪的结构示意图。
图6是滑行卡模的主视图。
图7是图6的侧视图。
图8是图6的俯视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。
参照图5-图8，一种平动式光电轮廓曲线仪，包括用于探测物体7表面的探针8，所述平动式光电轮廓曲线仪还包括轨道5、滑行卡模3、光电传感器4和用于按照光电传感器的移位信号记录物体的轮廓曲线图的轮廓曲线成形模块，所述轨道5两端安装支脚6，所述滑行卡模3可滑动地安装在所述轨道5上，所述探针8安装在所述滑行卡模3上，所述光电传感器4安装在所述探针8上，所述光电传感器4与所述轮廓曲线成形模块连接。
所述滑行卡模3开有斜向通孔，所述探针8安装在所述斜向通孔内。所述光电传感器4安装在所述探针8的上端。
使用时，将曲线仪器架在结构面7上，光电器底部紧顶轨道5、探头落在岩石表面上。移动滑动卡模3，探头在岩石表面上滚动，探头和带有USB接口的光电传感器4沿水平方向运动的同时上下震动，记录了轮廓曲线，计算机可以用软件连续绘制岩石表面曲线。这种轮廓曲线仪适用于野外任意产状的岩石节理面，可连续地绘制任意方向的节理表面轮廓曲线，具有精度满足要求、重量轻、体积小、携带方便、操作简便、绘制速度快等特点，还可以在绘制粗糙度曲线后直接将曲线进行数字化处理，这可以大大减小对轮廓曲线分析的时间，有利于人们加深对轮廓曲线的认识。
轮廓曲线成形模块采用电脑的画图软件来实现，当然，也可以采用专门的画图装置来实现。光电传感器4与计算机1相连接，用鼠标选择铅笔，将轮廓曲线仪架在结构面上。移动滑动卡模，探头在岩石表面上滚动，计算机可以用画图软件连续绘制岩石表面曲线。