本實用新型涉及測量儀器，尤其涉及一種布匹緯密測量儀，適用于測量生產(chǎn)線上布匹的緯線密度，也可用于其他。

背景技術：

面料的密度是指織物在單位長度內(nèi)所具有的經(jīng)紗或緯紗的根數(shù)。紡織纖維的線密度與紡織加工和制成的紗絲及織物的性能密切相關。一般情況下，纖維線密度較低、均勻度較好，則有利于紡織加工和產(chǎn)品質(zhì)量。在纖維線密度對織物服用性能的影響中，較細的纖維制成的織物較柔軟，光澤較柔和，用較細的纖維可以制得較為輕薄的織物，也可制造透氣性好和仿絲綢效果好的服裝面料。但細纖維制成的織物易起毛、起球、而粗纖維織物可用以制造為硬挺、粗獷和厚實的織物。

生產(chǎn)中測量布匹的密度，已有利用機器視覺進行檢測的技術。然而機器視覺檢測需基于高分辨率的CCD/CMOS圖像傳感器，并需要進行復雜的運算，成本較高。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是為了克服現(xiàn)有技術中的不足，提供一種簡單可靠、無需進行復雜運算的布匹緯密測量儀。

為實現(xiàn)以上目的，本實用新型通過以下技術方案實現(xiàn)：

一種布匹緯密測量儀，包括透光狹縫、第二透鏡、感光元件和驅(qū)動裝置，所述感光元件的感光面上有入射光照射時所述感光元件產(chǎn)生電信號，所述透光狹縫和所述第二透鏡設置于所述感光元件之前，入射光線依次經(jīng)過所述透光狹縫和所述第二透鏡后照射于所述感光元件的感光面，所述驅(qū)動裝置驅(qū)動所述透光狹縫繞其軸線轉(zhuǎn)動。

根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述第二透鏡為凸透鏡。

根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述布匹緯密測量儀還包括采光板，所述透光狹縫設置 于所述采光板上。

根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述布匹緯密測量儀還包括第一透鏡，所述透光狹縫設置于所述第一透鏡和所述第二透鏡之間。

根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述第一透鏡為柱面鏡，并且其軸平行于所述透光狹縫設置。

根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述布匹緯密測量儀還包括聯(lián)動裝置，所述第一透鏡和所述透光狹縫設置于所述聯(lián)動裝置，所述驅(qū)動裝置驅(qū)動所述聯(lián)動裝置轉(zhuǎn)動，從而驅(qū)動所述第一透鏡和所述透光狹縫同步轉(zhuǎn)動。

根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述布匹緯密測量儀還包括柱面鏡座和柱面鏡壓片，所述柱面鏡座固定安裝于所述聯(lián)動裝置，所述第一透鏡夾持于所述柱面鏡壓片和所述柱面鏡座之間；所述柱面鏡壓片和所述柱面鏡座均有開口，供光線經(jīng)所述第一透鏡入射和出射。

根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述柱面鏡為平凸柱面鏡。

根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述聯(lián)動裝置為鏡頭筒，所述柱面鏡座和所述透光狹縫分別固定設置于該鏡頭筒的兩端。

根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述布匹緯密測量儀還包括傳動裝置，所述驅(qū)動裝置通過所述傳動裝置驅(qū)動所述聯(lián)動裝置轉(zhuǎn)動。

根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述傳動裝置為齒輪、齒輪組、皮帶和鏈條中的一個或多個的組合。

根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述皮帶為同步帶。

根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述布匹緯密測量儀還包括角位置傳感器，所述角位置傳感器感受所述鏡頭筒的角位置從而提供初始化信息。

根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述鏡頭筒設置有缺口，在所述鏡頭筒的轉(zhuǎn)動過程中，所述角位置傳感器通過感知所述缺口的角位置變化而提供初始化信息。

根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述角位置傳感器為光電傳感器。

根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述驅(qū)動裝置為電動機。

根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述電動機為同步電機。

根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述布匹緯密測量儀還包括補光燈，所述補光燈用于照射布匹表面，反射光依次進入所述透光狹縫和所述第二透鏡。

根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述布匹緯密測量儀還包括殼體和蓋，所述殼體具有一容腔和一開口，所述開口與所述容腔相連通；所述蓋設置于所述開口，并設有通孔，所述通孔設置于所述透光狹縫、所述第二透鏡和所述感光元件的連線上，適于光線通過并進入所述殼體。

光電式傳感器是以光電器件作為轉(zhuǎn)換元件的傳感器。它可用于檢測直接引起光量變化的非電量，如光強、光照度、輻射測溫、氣體成分分析等；也可用來檢測能轉(zhuǎn)換成光量變化的其他非電量，如零件直徑、表面粗糙度、應變、位移、振動、速度、加速度，以及物體的形狀、工作狀態(tài)的識別等。光電式傳感器具有非接觸、響應快、性能可靠等特點，因此在工業(yè)自動化裝置和機器人中獲得廣泛應用。

定義所述第一透鏡的軸線方向，亦即所述采光板上狹縫的方向，為測量方向。該布匹緯密測量儀的一種控制和測量過程如下：

A.在需測量的布匹兩面分別放置透射光源和該布匹緯密測量儀；

B.校準布匹緯密測量儀，具體為所述電機驅(qū)動所述鏡頭筒轉(zhuǎn)動，獲取當前的測量方向，并使其垂直于布匹經(jīng)線方向，即大致平行于布匹的緯線方向；

C.打開透射光源照射布匹，光線透過布匹緯線之間的縫隙依次經(jīng)過所述第一透鏡和所述采光板的狹縫，再經(jīng)所述第二透鏡折射后照射在所述硅光電池的感光面上；

D.使需測量的布匹沿其經(jīng)線方向運行，運行速度為v；

E.統(tǒng)計時間長度t內(nèi)硅光電池采集到的光信號數(shù)量N，則該時間長度t內(nèi)，相鄰緯線之 間的平均距離為d＝vt/N，那么該時間長度t內(nèi)的緯密即為i＝單位長度/d；

F.每隔時間周期T檢查并調(diào)節(jié)測量方向，使其平行于當前測量的布匹的緯線；

G.重復E及F。

其中，步驟F包括：

F1.驅(qū)動所述鏡頭筒旋轉(zhuǎn)一角度-α，角度的正方向可任意指定；

F2.測量當前測量方向下所述硅光電池產(chǎn)生的電壓；

F3.驅(qū)動所述鏡頭筒轉(zhuǎn)動角度(α/k)，k為整數(shù)；

F4.重復F2-F3，直至所述鏡頭筒轉(zhuǎn)動2k次，記錄所述硅光電池電壓最高時的測量方向；

F5.驅(qū)動所述鏡頭筒轉(zhuǎn)動至被記錄的測量方向。

本實用新型提供的布匹緯密測量儀，通過簡單的光學元件及配套的控制器、伺服機構，在已知布匹的相對運動速度的前提下，可準確計數(shù)單位長度內(nèi)的緯線密度即緯密，以供控制產(chǎn)品質(zhì)量。

附圖說明

圖1為本實用新型一種布匹緯密測量儀的外觀結構；

圖2為圖1中布匹緯密測量儀的爆炸結構圖，為描述清楚略去了若干螺紋緊固件；

圖3為圖1中布匹緯密測量儀爆炸結構圖的一部分，示出了鏡頭筒在轉(zhuǎn)座上的支承方案；

圖4示出了圖1中布匹緯密測量儀的角位置傳感器的安裝位置和工作原理；

圖5示出了圖1中布匹緯密測量儀內(nèi)部傳動裝置的結構；

圖6為圖1中布匹緯密測量儀內(nèi)部光學系統(tǒng)的爆炸結構圖；

圖7為圖6中第一透鏡的結構示意圖，其為平凸柱面鏡，虛線為其柱面的軸；

圖8示出了圖1中布匹緯密測量儀中第二透鏡的安裝位置；

圖9示出了帶有補光燈的布匹緯密測量儀；

圖10示出了在1中布匹緯密測量儀的基礎上增加了補光燈的轉(zhuǎn)座。

具體實施方式

在本實用新型的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”、“順時針”、“逆時針”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。

此外，術語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本實用新型的描述中，“多個”的含義是兩個或兩個以上，除非另有明確具體的限定。

在本實用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。

在本實用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接觸，也可以包括第一和第二特征不是直接接觸而是通過它們之間的另外的特征接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面結合附圖對本實用新型進行詳細的描述：

實施例一

布匹緯密測量儀，總體結構如圖1所示，爆炸結構圖參考圖2。其具有一殼體108，殼體108蓋有前蓋102和后蓋110，其中前蓋102開設有一圓形開口供光線進入殼體108內(nèi)。該圓形開口處安裝有玻璃安裝座101，玻璃安裝座101和前蓋102之間固定有圓玻璃201和一系列密封墊圈、調(diào)整墊圈。

殼體108內(nèi)設有安裝板107。安裝板107和前蓋102均通過螺紋緊固件與轉(zhuǎn)座105固定連接。結合參考圖3，轉(zhuǎn)座105中央有一圓形通孔，該通孔內(nèi)置入第一軸承104和第二軸承106。在轉(zhuǎn)座上圓形通孔的軸線上、安裝板107的相應位置也設有一圓形通孔，安裝有光學元件的鏡頭筒305穿過安裝板107上的圓形通孔，再分別穿入第二軸承106和第一軸承104，從而，電機301的輸出軸穿過安裝板107并通過傳動裝置3驅(qū)動鏡頭筒305轉(zhuǎn)動時，第一軸承104和第二軸承106支承鏡頭筒305的轉(zhuǎn)動，減少噪音、震動和磨損，并提高測量精度。

再參考圖4，電機301通過傳動裝置3驅(qū)動鏡頭筒305轉(zhuǎn)動時，其角位置由安裝于控制單元401上的光電傳感器402感知。鏡頭筒305具有一圓筒狀底部，并在該圓筒狀底部設置有缺口3052，缺口3052占據(jù)圓筒狀底部周向的一半即180°，具體請補充參考圖5。電機301的輸出軸裝有電機同步輪302，而鏡頭筒305則一體成型地在其周向設置有鏡頭筒同步輪304。電機同步輪302和鏡頭筒同步輪304通過同步帶303傳動，從而電機301的輸出軸轉(zhuǎn)動即可驅(qū)動鏡頭筒305轉(zhuǎn)動，缺口3052的角位置也隨之轉(zhuǎn)動。同步帶是以鋼絲繩或玻璃纖維為強力層，外覆以聚氨酯或氯丁橡膠的環(huán)形帶，帶的內(nèi)周制成齒狀，使其與齒形帶輪嚙合。同步帶傳動時，綜合了帶傳動、鏈傳動和齒輪傳動各自的優(yōu)點，通過帶齒與輪的齒槽相嚙合來傳遞動力，具有準確的傳動比，無滑差，可獲得恒定的速比，傳動平穩(wěn)，能吸振，噪音小，傳動比范圍大，傳動效率高，不需潤滑，無污染，因此可在不允許有污染和工作環(huán)境較為惡劣的場所下正常工作。

對射式的光電傳感器402設置在前述鏡頭筒305的圓筒狀底部位置，隨著鏡頭筒305的轉(zhuǎn)動，當光電傳感器402處于缺口3052的位置時，光電傳感器402的光線不會被鏡頭筒305阻斷；當鏡頭筒305轉(zhuǎn)過一定角度，光電傳感器402的光線被鏡頭筒305的圓筒狀底部阻隔。這兩種狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)變可用于判斷目前鏡頭筒305所處的角位置及運動趨勢，進行初始化， 亦即對光學系統(tǒng)的角位置初始化。

鏡頭筒305在缺口3052所在端的另一端，還設置有限位槽3051，限位槽3051關于鏡頭筒305的轉(zhuǎn)軸對稱設置有兩個。

光學系統(tǒng)的爆炸結構圖參考圖6。其包括帶有長條狀開槽的柱面鏡壓片202、第一透鏡203、柱面鏡座204、內(nèi)連接筒205、采光板206、第二透鏡207和第二透鏡座208，其中第一透鏡203為平凸柱面鏡，并且采光板206在其中央設有一透光狹縫用于透光，雜光被內(nèi)連接筒205和采光板206遮擋。圖7示出了第一透鏡203的結構，其中點劃線為其柱面的軸。

結合圖2和圖6，柱面鏡壓片202和柱面鏡座204通過壓片螺栓2021固定連接，其間夾持有第一透鏡203，并且第一透鏡203位于柱面鏡座204中央，柱面鏡壓片202的長條狀開槽沿第一透鏡203的軸向設置。內(nèi)連接筒205的兩端分別設置有兩個第一輔助限位槽2051和兩個第二輔助限位槽2052，并且第一輔助限位槽2051和第二輔助限位槽2052連線方向平行。柱面鏡座204在垂直于第一透鏡203軸向的兩側設置有第一突起，而采光板206在垂直于透光狹縫的兩側設置有第二突起，分別適于嵌入第一輔助限位槽2051和第二輔助限位槽2052。裝配時，先在柱面鏡座204上裝配好第一透鏡203，將采光板206嵌入地安裝于內(nèi)連接筒205，再將內(nèi)連接筒穿入鏡頭筒305，并對齊第一輔助限位槽2051和限位槽3051，方可將柱面鏡座204的兩只第一突起同時壓入第一輔助限位槽2051和限位槽3051，于是電機301驅(qū)動鏡頭筒305轉(zhuǎn)動時，也同時驅(qū)動第一透鏡203和采光板206轉(zhuǎn)動，并在轉(zhuǎn)動過程中保持第一透鏡203的軸線平行于采光板206的透光狹縫。

需要指出的是，第一突起及相應的第一輔助限位槽2051、限位槽3051，以及第二突起及相應的第二輔助限位槽2052，它們的數(shù)量在本例中均設置為兩個且對稱，但是這并不是必須的，而是出于便于加工制造的目的。其他能實現(xiàn)固定相互位置及同步轉(zhuǎn)動的固定結構也應在本實用新型保護范圍之內(nèi)。

參考圖8，光線自第一透鏡203射入內(nèi)連接筒205并經(jīng)采光板206上的透光狹縫射出后，進入第二透鏡207。第二透鏡207為凸透鏡，安裝在控制單元401上的第二透鏡座208上?？刂茊卧?01為一組電路板，并在第二透鏡207的焦點位置設有一硅光電池作為感光元件(未示出)，控制單元401采集感光元件受到光照后產(chǎn)生的電信號作為信號輸入。

前蓋102和后蓋110分別通過螺栓緊固于殼體108的兩端，前蓋102與殼體108之間墊 有前蓋密封墊103，后蓋110與殼體108之間墊有后蓋密封墊109。前蓋密封墊103和后蓋密封墊109起到密封防塵的作用。

上述布匹緯密測量儀的一種控制過程如下：

A.在需測量的布匹兩面分別放置透射光源和該布匹緯密測量儀；

B.校準布匹緯密測量儀，具體為電機301驅(qū)動鏡頭筒305轉(zhuǎn)動，獲取當前的測量方向，并使其垂直于布匹運動方向，即大致平行于布匹的緯線方向；

C.打開透射光源照射布匹，光線透過布匹緯線之間的縫隙依次經(jīng)過第一透鏡203、采光板206的透光狹縫，再經(jīng)第二透鏡207折射后照射在硅光電池的感光面上；

D.使需測量的布匹沿其經(jīng)線方向運行，運行速度為2m/s；

E.統(tǒng)計0.2s內(nèi)硅光電池采集到的光信號數(shù)量N，則在這0.2s內(nèi)，相鄰緯線之間的平均距離為d＝0.4(m)/N，那么該0.2s內(nèi)的緯密即為i＝單位長度/d，若單位長度為10cm，則該0.2s內(nèi)布料的緯密為0.25N；

F.每隔時間周期0.5s檢查并調(diào)節(jié)測量方向，使其平行于當前測量的布匹的緯線；

G.重復E和F。

其中，步驟F包括：

F1.驅(qū)動鏡頭筒305旋轉(zhuǎn)-15°，角度的正方向可任意指定；

F2.測量當前測量方向下硅光電池產(chǎn)生的電壓；

F3.驅(qū)動鏡頭筒305轉(zhuǎn)動1°；

F4.重復F2-F3，直至鏡頭筒305轉(zhuǎn)動30次，記錄硅光電池電壓最高時的測量方向；

F5.驅(qū)動鏡頭筒305轉(zhuǎn)動至硅光電池電壓最高時的測量方向。

實施例二

本實施例與實施例一類似。區(qū)別在于，實施例一在被測布料的兩側分別放置透射光源與該布匹緯密測量儀，而本實施例中取消了透射光源，并在布匹緯密測量儀內(nèi)部設置了反射光源。

參考圖9和圖10，在圖2中布匹緯密測量儀的基礎上，轉(zhuǎn)座105上還由燈座螺栓固定有補光燈座209，補光燈座209安裝有由三顆LED燈珠組成的補光燈210作為測量緯密時使用的反射光源，最終到達控制單元401上硅光電池的光線由穿過緯線之間的透射光變?yōu)檠a光燈210照射到緯線上并反射的反射光，其余部件和原理完全相同。進行測量時，控制和測量計算的方法也完全一致，不再贅述。

本實用新型中的實施例僅用于對本實用新型進行說明，并不構成對權利要求范圍的限制，本領域內(nèi)技術人員可以想到的其他實質(zhì)上等同的替代，均在本實用新型保護范圍內(nèi)。