专利名称：岩心岩矿成像仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种对岩心、岩矿表面图象进行扫描成像的装置，尤其是岩心岩矿成像仪。
二背景技术：
目前同类设备在成像原理采用的是岩心图像采集部件为面成像的数字化摄影录象机安装在垂直升降调动装置上，垂直升降调动装置与水平移动机械装置相连，采集岩心自动旋转控制装置在岩心采集装置下方。摄像头具有与计算机主机相联的图像传输接口；辊轴采用齿轮传动，岩心自动旋转控制装置由两根平行水平辊轴，其中一辊轴固定，一辊轴由步进电机经增速齿轮驱动，辊轴支架设置有间距直线移动装置，由丝杆和旋转手柄构成；水平移动机械装置和岩心自动旋转控制装置的驱动电机各与计算机接口相连。控制系统由计算机控制。现有的设备中采用面成像的数字化摄影录象机进行图象采集成像时，由于镜头视角的影响，被摄入的景物不仅包括被采集的岩心面，同时其它岩心面也被摄入，造成图象不够清晰，影响三维显示效果，也给进一步进行图象处理和外表面面积测量带来误差。而平板式数字扫描仪由于距离所扫描的岩心表面仅有0.3-0.5厘米，成像景深只有1厘米，对于岩心外径变化较大和破碎的岩心无法清晰成像，现场使用中受到很大的限制，另外在成像时如果岩心晃动会擦伤扫描仪，擦伤以后只能换扫描仪。另外扫描仪在工作十多分钟以后就因为发热而严重偏色。水平装置和辊轴控制部分现有的设备采用齿轮增速丝杆传动，设备长期使用易于生锈和变形，设备运转不够平稳，造成图象出现条纹，造成图象质量不合格。由于设备的辊轴传动部位封闭不严，操作过程中岩心碎屑易于落入，造成丝杆卡死或传动带拉断，易损坏设备。
三
发明内容
本实用新型的目的是提供岩心岩矿成像仪，它是由从动轮、齿形皮带、导轨、无闪烁灯、灯架、辊轴、机架、主动轮、减速箱、步进电机、手柄、滑板、升降座、升降丝杆、升降手柄、摄像头、镜头、辊轴皮带轮、齿形皮带、减速箱、步进电机、异物弹出装置、拉簧连接而成。从动轮和主动轮由齿型皮带连接；主动轮安装在减速箱的轴上，减速箱安装在步进电机的上方；导轨穿插在滑板的孔里；升降座固定在滑板上；升降丝杆安装在升降座内；升降手柄安装在升降丝杆的上端；灯架固定在升降座的右侧；无闪烁灯安装在灯架的下方；镜头安装在摄像头的下端；镜头、摄像头由镜头架套装在升降丝杆上；辊轴皮带轮安装在辊轴上；辊轴皮带轮与步进电机由齿型皮带相连；减速箱安装在步进电机的轴上；异物弹出装置在步进电机的下方，拉簧套装在异物弹出装置的内部；手柄通过机架与辊轴连接。
该设备分为外表面图象采集和平面图象采集，采集外表面时，首先将岩心或岩矿放在两个辊轴上，并在摄像头的正下方，转动前面的手柄，调节两个棍轴之间的距离到适当位置，而后转动成像装置上的升降手柄，调节成像装置和光源上下移动，用直尺测量成像装置到岩心或岩矿的距离为一个定值。而后调节摄像头为外表面采集方向。调节好镜头的光圈、焦距以后，计算机发送命令控制下面步进电机匀速转动，同时带动岩心或岩矿匀速转动，而后计算机控制成像装置上的摄像头开始采集岩心或岩矿的外表面图象。当岩心或岩矿转动超过一周以后计算机自动控制下面电机停止转动，同时控制摄像头停止采集，而后通过软件的自动识别和裁剪，就可以采集一副完整的岩心或岩矿的外表面图象。由于摄像头采集的长度有限，一般为30厘米，对于大于30厘米长的岩心或岩矿可以通过软件控制岩心岩矿成像仪从右到左依次采集几幅图象，而后自动拼接成一幅完整的图象。
采集平面时，将岩心或岩矿放在两个辊轴上，转动前面的手柄，调节两个棍轴之间的距离到适当位置，而后按上面的方法调节光源、摄像头到适当位置，调节好焦距、光圈后，计算机发送命令控制上面电机匀速转动，同时带动摄像装置匀速水平运动，而后在计算机上设置岩心或岩矿的长度，并控制成像装置上的摄像头开始从右到左采集平面图象。采集完后计算机自动控制上面电机将摄像装置回位到最右边，同时控制摄像头停止采集，而后通过软件的自动识别和裁剪，就可以采集一副完整的岩心或岩矿的平表面图象。
该设备最上面是用来控制线阵成像装置水平和垂直位移，主要有高精度导轨、精密减速装置、直线轴承、皮带、固定装置、限位开关主动轮，从动轮等。在右面装有电机、减速装置和限位开关，左边装有固定装置和限位开关。因为电机在启动时加速度大，原有技术使得成像装置运动抖动厉害，从而影响图象效果，本设备设计了减速装置，能够平稳加速，成像装置装在导轨上，并用皮带将导轨、减速装置和固定装置连接成回形，固定装置可以调节皮带的松紧。另外采用上下双导轨，能够保证在很长时间内不变形。在成像装置最上面设计一个手柄，装有高精度导轨，直线轴承以及丝杆，光源和成像装置用螺母相连，中间有槽，松开螺母可以调节光源与成像装置之间的距离。转动手柄可以带动成像装置和光源上下移动。成像装置上装有摄像头、镜头、升降板、散热片，散热片可以克服因长时间持续工作发热而影响的图像质量，升降板可以转动，用来改变摄像头采集图象的方向。该设备下面部分主要由辊轴、异物自动弹出装置、电机、精密减速装置、辊轴距离调节装置、采集自动控制装置等构成，电机带动减速装置，而后通过皮带带动一个辊轴转动，另一个辊可以转动，辊轴距离调节装置由手柄、导轨、直线轴承、皮带以及丝杆组成，能够带动两根辊轴同时水平移动来调节距离，并保证两边移动距离相等。采集自动控制通过设计的电路，控制上下两个电机转动的速度和成像装置碰到限位开关以后自动停下。异物自动弹出装置利用弹簧将掉在皮带或丝杆上的异物自动弹出。
采集控制板主要是精确控制上下两个电机，并返回信号给计算机，通过电路设计和软件，可以实现实时跟踪摄像置，能够精确定位摄像装置所在的位置及运动状态以及运动的方向，包括加速、减速、运动；有完善的纠错机制保证控制信号的完整，即使发生故障也可以迅速停止电机。
本实用新型解决了线性成像和取景深度的问题，防止岩心在晃动的时候能檫伤镜头；该发明解决了水平装置和辊轴控制部分运转平稳问题和丝杆卡死或传动带拉断问题；另外能够实时跟踪摄像置，能够精确定位摄像装置所在的位置及运动状态以及运动的方向，包括加速、减速、运动；有完善的纠错机制保证控制信号的完整，即使发生故障也可以迅速停止电机，防止电机拉断传动带或烧毁其他仪器。
四

图1是岩心岩矿成像仪的主视图图中1.从动轮，2.齿形皮带，3.导轨，4.无闪烁灯，5.灯架，6.辊轴，7.机架，8.主动轮，9.减速箱，10步进电机，11.手柄图2是岩心岩矿成像仪的右视图图中12.滑板，13升降座，14.升降丝杆，15.升降手柄，16.摄像头，17.镜头，18.辊轴皮带轮，19.齿形皮带，20.减速箱，21.步进电机，22.异物弹出装置，23.拉簧五具体实施方式
在图1和图2中，从动轮1和主动轮8由齿型皮带2连接；主动轮1安装在减速箱9的轴上，减速箱9安装在步进电机10的上方；导轨3穿插在滑板12的孔里；升降座13固定在滑板12上；升降丝杆14安装在升降座13内；升降手柄15安装在升降丝杆14的上端；灯架5固定在升降座13的右侧；无闪烁灯4安装在灯架5的下方；镜头17安装在摄像头16的下端；镜头17、摄像头16由镜头架套装在升降丝杆14上；辊轴皮带轮18安装在辊轴6上；辊轴皮带轮18与步进电机21由齿型皮带19相连；减速箱20安装在步进电机21的轴上；异物弹出装置22在步进电机21的下方，拉簧23套装在异物弹出装置22的内部；手柄11通过机架7与辊轴6连接。
权利要求1.岩心岩矿成像仪是由从动轮(1)、齿形皮带(2)、导轨(3)、无闪烁灯(4)、灯架(5)、辊轴(6)、机架(7)、主动轮(8)、减速箱(9)、步进电机(10)、手柄(11)、滑板(12)、升降座(13)、升降丝杆(14)、升降手柄(15)、摄像头(16)、镜头(17)、辊轴皮带轮(18)、齿形皮带(19)、减速箱(20)、步进电机(21)、异物弹出装置(22)、拉簧(23)连接而成，其特征是从动轮(1)和主动轮(8)由齿型皮带(2)连接；主动轮(1)安装在减速箱(9)的轴上，减速箱(9)安装在步进电机(10)的上方；导轨(3)穿插在滑板(12)的孔里；升降座(13)固定在滑板(12)上；升降丝杆(14)安装在升降座(13)内；升降手柄(15)安装在升降丝杆(14)的上端；灯架(5)固定在升降座(13)的右侧；无闪烁灯(4)安装在灯架(5)的下方；镜头(17)安装在摄像头(16)的下端；镜头(17)、摄像头(16)由镜头架套装在升降丝杆(14)上；辊轴皮带轮(18)安装在辊轴(6)上；辊轴皮带轮(18)与步进电机(21)由齿型皮带(19)相连；减速箱(20)安装在步进电机(21)的轴上；异物弹出装置(22)在步进电机(21)的下方，拉簧(23)套装在异物弹出装置(22)的内部；手柄(11)通过机架(7)与辊轴(6)连接。
专利摘要岩心岩矿成像仪是一种对岩心、岩矿表面图象进行扫描成像的装置，主要由精密减速装置、固定装置、成像装置、异物自动弹出装置、光源、采集控制板、辊轴组成，主要解决了线性成像和取景深度的问题，防止岩心在晃动的时候能檫伤镜头；水平装置和辊轴控制部分运转平稳问题和丝杆卡死或传动带拉断问题；另外能够实时跟踪摄像装置，能够精确定位摄像装置所在的位置及运动状态以及运动的方向；并有完善的纠错机制保证控制信号的完整。
文档编号G01N21/84GK2699292SQ20042001086
公开日2005年5月11日 申请日期2004年5月24日 优先权日2004年5月24日
发明者胡述龙, 夏云厚, 刘电, 韩如意, 傅强华 申请人:夏云厚, 胡述龙, 刘电