專利名稱：三維形貌痕跡比對測量儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及物體表面形貌重建的非接觸式測量裝置，特別涉及刑偵證據(jù)如槍彈、工具痕跡鑒識的三維形貌痕跡比對測量儀。
背景技術(shù)：
目前對刑偵物證，如槍彈的彈頭、彈殼及工具線條痕跡等方面的比對和檢測，尚處在以實物樣本存儲來分析的狀況，對痕跡信息的檢測仍停留在借助單一儀器直接觀察二維圖像比對的技術(shù)層面上，無法解決在三維空間物體形貌技術(shù)和痕跡比對技術(shù)中存在的精確定位測量難題。近年來，隨著原先主要用于工程方面的物體表面三維形貌重建的非接觸檢測技術(shù)的成熟及發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)出現(xiàn)有將物體三維形貌重建的非接觸移相檢測技術(shù)，應(yīng)用于刑偵 產(chǎn)生的正弦強(qiáng)度光柵條紋投射于物體上，CCD攝像機(jī)將含有被測物面大量信息的條紋圖像采集回來，計算機(jī)利用相移技術(shù)及二進(jìn)制編碼技術(shù)，計算求得相對應(yīng)點(diǎn)的高度值，進(jìn)而重建出被測物面的表面形貌。該裝置的C⑶攝像機(jī)及條紋投影儀以及物證工作臺通過支架安裝于底座上，但由于該裝置硬件結(jié)構(gòu)簡單，其功能尚不完善，如CCD攝像機(jī)、條紋投影儀以及物證工作臺的調(diào)整精度較低，影響力測量精度及效率。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的就是為了解決現(xiàn)有技術(shù)硬件部分中存在的調(diào)整精度較低的缺陷，提供的一種三維形貌痕跡比對測量裝置。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用了如下技術(shù)方案一種三維形貌痕跡比對測量儀，其特征在于包括a、基座；b、立柱，設(shè)置于基座上平面，立柱內(nèi)設(shè)有快速升降裝置，快速升降裝置上連接微調(diào)升降裝置；C、顯微攝像機(jī)，它通過攝像機(jī)支架與微調(diào)升降裝置聯(lián)接；d、投影儀，它通過五維調(diào)節(jié)裝置連接于攝像機(jī)支架上；e、云臺，設(shè)置在基座的上平面，云臺包括二維移動臺，二維移動臺上面連接一個橫向角位臺，橫向角位臺上面連接一個縱向角位臺，縱向角位臺上面連接一個旋轉(zhuǎn)臺，旋轉(zhuǎn)臺上設(shè)有工件夾具。所述的二維移動臺、橫向角位臺、縱向角位臺及旋轉(zhuǎn)臺都是公知產(chǎn)品，其兩兩之間采用定位銷配合聯(lián)接最終實現(xiàn)云臺具有沿X、Y軸的二維平移、繞Z軸的正交角位調(diào)整及360度旋轉(zhuǎn)功能。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，可以有一下進(jìn)一步的技術(shù)方案所述快速升降裝置包括設(shè)置在立柱內(nèi)的步進(jìn)絲桿，步進(jìn)絲桿上端與設(shè)置在立柱上方的步進(jìn)電機(jī)連接，步進(jìn)絲桿上連接第一滑塊螺母，第一滑塊螺母與微調(diào)升降裝置連接。[0014]所述微調(diào)升降裝置包括與第一滑塊螺母連接的蓋板，蓋板上連接一個微調(diào)箱，微調(diào)箱中設(shè)有帶有手輪的蝸桿，蝸桿與渦輪嚙合，渦輪中連接一根垂直螺桿，垂直螺桿與第二滑塊螺母連接配合，第二滑塊螺母與攝像機(jī)支架連接。所述五維調(diào)節(jié)裝置包括連接于攝像機(jī)支架上的箱體，箱體中垂直方向設(shè)有手輪絲桿，手輪絲桿上連接第三滑塊螺母，第三滑塊螺母上連接一個垂直移動塊，垂直移動塊中設(shè)置固定一個橫向螺母，通過手輪絲桿帶動第三滑塊螺母垂直移動，實現(xiàn)Y向(垂直方向)的調(diào)整。另設(shè)置一個橫向移動塊，橫向手輪螺桿穿過橫向移動塊、并且橫向手輪螺桿的螺桿部分與橫向固定螺母連接配合，通過手輪螺桿與橫向固定螺母配合，橫向移動塊側(cè)面連接一個導(dǎo)向板，導(dǎo)向板上設(shè)有導(dǎo)向槽，定位螺釘穿過導(dǎo)向槽與垂直移動塊中的螺釘孔連接配合，實現(xiàn)橫向移動塊X向(橫向)的調(diào)整。橫向移動塊上連接一個縱向螺桿，縱向螺桿與手輪螺母套筒中的螺母部分連接配合，手輪螺母套筒中的套筒上設(shè)有環(huán)形槽。一個調(diào)節(jié)板一側(cè)設(shè)有連接孔與手輪螺母套筒連接配合，并由調(diào)節(jié)板中設(shè)置的定位螺釘與環(huán)形槽形成定位配合，調(diào)節(jié)板中部設(shè)有投影儀連接孔，調(diào)節(jié)板另一側(cè)設(shè)有緊定螺釘與投影儀連接孔配合，通過手輪螺母套筒與縱向螺桿配合帶動調(diào)節(jié)板Z向(縱向)調(diào)整，通過手輪螺母套筒與調(diào)節(jié)板中連接孔及定位螺釘?shù)呐浜?，實現(xiàn)周向調(diào)整。另外，在顯微攝像機(jī)下端聯(lián)接有弧形光源支架，弧形光源支架下端設(shè)有可調(diào)節(jié)角度的聚光燈與顯微攝像機(jī)配合，使聚光燈光線照射到夾具中的物體上。使用時，將帶有觀測樣本的夾具置于旋轉(zhuǎn)臺上，將光源接在光源座上，啟動立柱組件的步進(jìn)電機(jī)，快速調(diào)整顯微攝像組件及顯微投影組件的大致高度，調(diào)整光源座角度使光源對準(zhǔn)觀測樣本，使用粗微調(diào)升降裝置調(diào)整顯微攝像組件的高度以獲得清晰的對焦；使用調(diào)節(jié)絲桿調(diào)整顯微投影組件的高度，使用調(diào)節(jié)螺桿調(diào)整顯微投影組件的左右位置，使用調(diào)節(jié)旋鈕調(diào)整顯微投影組件的前后位置，通過控制階梯軸軸端的圓柱面上開設(shè)平面的斜度可以調(diào)整顯微投影組件的投影方向。在觀測過程中，尚需要對云臺組件上的觀測樣本進(jìn)行位置調(diào)整，可以使用整體二維平臺實現(xiàn)樣本在x、Y軸向的平移，使用配對角位臺實現(xiàn)樣本繞Z軸的正交方位小角度調(diào)整，使用旋轉(zhuǎn)臺實現(xiàn)樣本在XY平面上360度范圍內(nèi)的旋轉(zhuǎn)。采用本實用新型的優(yōu)點(diǎn)是通過非接觸式測量，視場可變，分辨率可調(diào)，采用電動、手動相結(jié)合的多維調(diào)焦云臺及多種夾具，以適用于多種檢材夾持和測量姿態(tài)調(diào)整的需要，其結(jié)構(gòu)合理、性能穩(wěn)定、操作簡便，可用于微電子微機(jī)械精密件質(zhì)量檢測，從而提高質(zhì)量檢驗技術(shù)水平和工作效率。

圖I是本實用新型的主視圖；圖2是本實用新型的快速升降裝置及微調(diào)升降裝置剖視圖；圖3是本實用新型的五維調(diào)節(jié)裝置的立體圖；圖4是本實用新型的五維調(diào)節(jié)裝置另一個側(cè)面的立體圖；圖5是本實用新型的五維調(diào)節(jié)裝置的Y向及X向調(diào)整結(jié)構(gòu)原理圖；圖6是本實用新型的五維調(diào)節(jié)裝置的Z向調(diào)整結(jié)構(gòu)原理圖；圖7是本實用新型的云臺立體結(jié)構(gòu)圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本實用新型作詳細(xì)說明如圖1，為本實用新型提供的一種三維形貌痕跡比對測量儀，包括基座I、立柱2、顯微攝像機(jī)3、投影儀4、云臺5，以下分別對上述五個部分進(jìn)行詳細(xì)描述a、基座I,結(jié)構(gòu)明了，不需進(jìn)一步說明；b、立柱2，設(shè)置于基座上平面后側(cè)位置，立柱內(nèi)設(shè)有快速升降裝置2a，快速升降裝置2a上連接微調(diào)升降裝置2b。參見圖2，所述快速升降裝置2a包括設(shè)置在立柱2內(nèi)腔體中的步進(jìn)絲桿202，步進(jìn)絲桿202上端與設(shè)置在立柱上方的步進(jìn)電機(jī)201連接，步進(jìn)絲桿202上連接第一滑塊螺母203，第一滑塊螺母203與微調(diào)升降裝置2b連接，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動時，帶動步進(jìn)絲桿轉(zhuǎn)動，則第一滑塊螺母203沿著立柱2的內(nèi)腔上下移動，而第一滑塊螺母203則與蓋板209連接，·它一方面起到連接微調(diào)升降裝置2b的作用，另一方面起到封蓋立柱2內(nèi)腔體的作用。所述微調(diào)升降裝置2b包括與第一滑塊螺母203連接的蓋板209，蓋板209上連接一個微調(diào)箱204，微調(diào)箱中設(shè)有帶有手輪的蝸桿205，蝸桿205與渦輪206嚙合，渦輪中連接一根垂直螺桿207，垂直螺桿與第二滑塊螺母208連接配合，第二滑塊螺母208與L形的攝像機(jī)支架3a連接，通過轉(zhuǎn)動帶有手輪的蝸桿205，最終可以帶動第二滑塊螺母208上下移動，使攝像機(jī)支架3a達(dá)到上下微量位移調(diào)整的目的。C、顯微攝像機(jī)3，它是公知技術(shù)，如圖I、圖2所示，它連接于L形的攝像機(jī)支架3a上邊的孔中。在顯微攝像機(jī)下端聯(lián)接有可以繞攝像機(jī)軸心轉(zhuǎn)動的弧形光源支架8，弧形光源支架下端設(shè)有可調(diào)節(jié)角度的聚光燈8a與顯微攝像機(jī)配合，使聚光燈8a光線可以以任何角度照射到夾具6中的被測物上。d、投影儀4，它通過五維調(diào)節(jié)裝置7連接于攝像機(jī)支架3a上。參見圖3、圖4、圖5及圖6，所述五維調(diào)節(jié)裝置7包括連接于攝像機(jī)支架3a上的箱體701，箱體701中垂直方向設(shè)有手輪絲桿707，手輪絲桿707上連接第三滑塊螺母702，第三滑塊螺母702上連接一個垂直移動塊703，垂直移動塊703中設(shè)置固定一個橫向螺母704，通過手輪絲桿707、第三滑塊螺母702的轉(zhuǎn)動配合，帶動垂直移動塊703的垂直移動，實現(xiàn)Y向(垂直方向)的調(diào)整。另設(shè)置一個橫向移動塊705,橫向手輪螺桿706穿過橫向移動塊、并且橫向手輪螺桿706的螺桿部分與橫向螺母704連接配合，橫向移動塊705側(cè)面連接一個導(dǎo)向板75a，導(dǎo)向板75a上設(shè)有導(dǎo)向槽75b，定位螺釘75c穿過導(dǎo)向槽75b與垂直移動塊703中的螺釘孔連接配合；通過轉(zhuǎn)動橫向手輪螺桿706可以帶動橫向移動塊705在X方向移動，然后由定位螺釘75c固定調(diào)整好的位置。如圖6所示，橫向移動塊705上連接一個縱向螺桿708，縱向螺桿708與手輪螺母套筒709中的螺母部分連接配合，手輪螺母套筒709中的套筒上設(shè)有環(huán)形槽711。調(diào)節(jié)板712 —側(cè)設(shè)置的連接孔710與手輪螺母套筒709連接配合，并由調(diào)節(jié)板712中設(shè)置的定位螺釘713與環(huán)形槽711形成定位配合，通過旋轉(zhuǎn)手輪螺母套筒709與縱向螺桿708配合，可以帶動調(diào)節(jié)板712在縱向(Z向)移動，另一方面通過手輪螺母套筒與調(diào)節(jié)板712中連接孔710及定位螺釘713的配合，還可以調(diào)整調(diào)節(jié)板軸向的旋轉(zhuǎn)角度(周向調(diào)整)，最終實現(xiàn)投影儀的四維調(diào)整功能。調(diào)節(jié)板712中部設(shè)有投影儀連接孔714，連接孔714中設(shè)有投影儀4，調(diào)節(jié)板712另一側(cè)設(shè)有緊定螺釘715與投影儀連接孔配合將投影儀固定。e、云臺5，如圖I、圖7所示，它設(shè)置在基座的上平面。云臺5包括二維移動臺501，二維移動臺501上面連接一個橫向角位臺502，它可以在XY平面內(nèi)調(diào)整角度；橫向角位臺502上面連接一個縱向角位臺503，它可以在YZ平面內(nèi)調(diào)整角度；縱向角位臺503上面連接一個旋轉(zhuǎn)臺504，它可以在XZ平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)角度；旋轉(zhuǎn)臺504上連有有工件夾具6，夾具6中裝夾有被測物證。所述二維移動臺、橫向角位臺、縱向角位臺及旋轉(zhuǎn)臺都是公知產(chǎn)品，其兩兩之間采用定位銷配合聯(lián)接，最終實現(xiàn)云臺具有沿Χ、γ軸的二維平移、繞Z軸的正交角位調(diào)整及360 度旋轉(zhuǎn)功能。
權(quán)利要求1.一種三維形貌痕跡比對測量儀，其特征在于包括 a、基座(I)； b、立柱(2)，它設(shè)置于基座上平 面，立柱內(nèi)設(shè)有快速升降裝置(2a)，快速升降裝置(2a)上連接微調(diào)升降裝置(2b); C、顯微攝像機(jī)(3),它通過攝像機(jī)支架(3a)與微調(diào)升降裝置(2b)聯(lián)接； d、投影儀(4)，它通過五維調(diào)節(jié)裝置(7)連接于攝像機(jī)支架(3a)上； e、云臺(5)，設(shè)置在基座的上平面，云臺(5)包括二維移動臺(501)，二維移動臺(501)上面連接一個橫向角位臺(502),橫向角位臺(502)上面連接一個縱向角位臺(503),縱向角位臺(503)上面連接一個旋轉(zhuǎn)臺(504)，旋轉(zhuǎn)臺(504)上連有工件夾具(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的三維形貌痕跡比對測量儀，其特征在于所述快速升降裝置(2a)包括設(shè)置在立柱(2 )內(nèi)的步進(jìn)絲桿(202 )，步進(jìn)絲桿(202 )上端與設(shè)置在立柱上方的步進(jìn)電機(jī)(201)連接，步進(jìn)絲桿(202 )上連接第一滑塊螺母(203 )，第一滑塊螺母(203 )與微調(diào)升降裝置(2b)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三維形貌痕跡比對測量儀，其特征在于所述微調(diào)升降裝置(2b )包括與第一滑塊螺母(203 )連接的蓋板(209 )，蓋板(209 )上連接一個微調(diào)箱(204)，微調(diào)箱中設(shè)有帶有手輪的蝸桿(205)，蝸桿(205)與渦輪(206)嚙合，渦輪中連接一根垂直螺桿(207)，垂直螺桿與第二滑塊螺母(208)連接配合，第二滑塊螺母(208)與攝像機(jī)支架(3a)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的三維形貌痕跡比對測量儀，其特征在于所述五維調(diào)節(jié)裝置(7)包括 連接于攝像機(jī)支架(3a)上的箱體(701)，箱體(701)中垂直方向設(shè)有手輪絲桿(707)，手輪絲桿(707)上連接第三滑塊螺母(702)，第三滑塊螺母(702)上連接一個垂直移動塊(703)，垂直移動塊(703)中設(shè)置固定一個橫向螺母(704)； 另設(shè)置一個橫向移動塊(705 ),橫向手輪螺桿(706 )穿過橫向移動塊、并且橫向手輪螺桿(706)的螺桿部分與橫向螺母(704)連接配合，橫向移動塊(705)側(cè)面連接一個導(dǎo)向板(75a),導(dǎo)向板(75a)上設(shè)有導(dǎo)向槽(75b)，定位螺釘(75c)穿過導(dǎo)向槽(75b)與垂直移動塊(703 )中的螺釘孔連接配合；橫向移動塊(705 )上連接一個縱向螺桿(708 )，縱向螺桿(708 )與手輪螺母套筒(709)中的螺母部分連接配合，手輪螺母套筒(709)中的套筒上設(shè)有環(huán)形槽(711)； 調(diào)節(jié)板(712)，調(diào)節(jié)板(712) —側(cè)設(shè)有連接孔(710)與手輪螺母套筒(709)連接配合，并由調(diào)節(jié)板(712)中設(shè)置的定位螺釘(713)與環(huán)形槽(711)形成定位配合，調(diào)節(jié)板(712)中部設(shè)有投影儀連接孔(714)，調(diào)節(jié)板(712)另一側(cè)設(shè)有緊定螺釘(715)與投影儀連接孔配合。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4任一項所述的三維形貌痕跡比對測量儀，其特征在于顯微攝像機(jī)下端聯(lián)接有弧形光源支架(8)，弧形光源支架下端設(shè)有可調(diào)節(jié)角度的聚光燈(8a)與顯微攝像機(jī)配合。
專利摘要本實用新型涉及一種物體表面形貌重建的非接觸式測量裝置，特別是涉及刑偵證據(jù)如槍彈、工具痕跡鑒識的三維形貌痕跡比對測量儀，包括基座(1)、立柱(2)、云臺(5)、顯微攝像機(jī)(3)和顯微投影儀(4)。本實用新型的優(yōu)點(diǎn)是通過對觀測樣本進(jìn)行非接觸式測量，視場可變，分辨率可調(diào)，采用電動、手動相結(jié)合的多維調(diào)焦云臺及多種夾具，以適用于多種檢材夾持和測量姿態(tài)調(diào)整的需要，其結(jié)構(gòu)合理、性能穩(wěn)定、操作簡便。
文檔編號G01B11/24GK202599359SQ201220168570
公開日2012年12月12日 申請日期2012年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月20日
發(fā)明者嚴(yán)繼華, 路振濤, 孟凡忠, 梁玉清 申請人:安徽國盾三維高科技有限公司