[发明专利]磨粒自动分散及成像装置

说明书

技术领域

本专利涉及一种磨粒自动成像装置，该装置通过自动控制，将堆积的磨粒分散，并获得磨粒的显微图像，主要用于从磨粒监测的角度研究机械装置的磨损。 

背景技术

当前，磨粒图像分析已经成为研究磨损的新兴手段，将磨粒分散并拍照，得到磨粒显微图像，根据磨粒图像，获得磨粒数量、形状和材质可以判断机械零件的磨损部位和磨损程度，从而达到不用拆开机械就可以监测机械内部磨损情况的目的。从见诸报道的文献来看，目前获得磨粒图像的方法有两种：一种是手工将磨粒分散，然后放到显微镜下放大并通过相机拍照，再进行图像处理，该方法费时费力，不适用于机械磨损在线自动监测；另一种方法是利用磨粒的铁磁性分散磨粒，再对磨粒拍照，步骤复杂，控制元件繁多，成本高，易于出现故障，且只适用于铁磁性磨粒。因此，需要一种快速简单、对材质具有普适性的磨粒自动分散及成像装置，本专利产品正是为了满足这一需要。 

发明内容

为了克服目前获得磨粒图像方法的不足，本专利公开了一种磨粒自动分散及成像装置，可用于将磨粒分散并拍照获得磨粒的显微图像。该装置具有处理步骤少，结构紧凑，控制元件少，可靠性高，磨粒普适性强的优点。 

本专利主要由固定支架、控制部件、磨粒输送及分散部件、显微成像部件组成。 

控制部件由步进电机控制器及计算机组成，步进电机控制器一端与计算机通过通用接口联系，一端与步进电机连接。由计算机向步进电机控制器发出运转指令，步进电机控制器驱动步进电机运转。 

磨粒输送及分散部件由主动轮、从动轮、凹形皮带、挂杆、柔性分散片及步进电机组成，主动轮、从动轮、步进电机及挂杆固定通过螺纹连接固定在固定支架上，凹形皮带张紧在主动轮和从动轮上，凹形皮带物料输送面有两条凸起的筋，使中间形成凹槽，两侧为薄边缘。柔性分散片上端悬挂在凹形皮带上方的挂杆上，下端自由落在凹形皮带凹槽内，步进电机在计算机的控制下，带动皮带运转，凹槽内的磨粒随皮带经过柔性分散片下方，并在柔性分散片的摩擦力作用下被分散。 

显微成像部件由显微镜托架、带偏置光源的显微镜、两个压紧轮、工业相机组成。显微镜托架、压紧轮通过螺栓固定在固定支架上，螺栓孔为腰孔，上下位置可轻微调整。带偏置光源的显微镜固定在显微镜托架上，带偏置光源的显微镜镜头对准凹形皮带的凹槽，工业相机安装在带偏置光源的显微镜的镜筒上，并通过数据线与计算机接口相连。 

两个压紧轮压紧凹形皮带边缘，使凹形皮带紧贴在显微镜载物台上。皮带运转时，被分散过的磨粒随皮带运行到显微镜镜头下方，计算机控制步进电机停止，对工业相机发出拍照指令，获得磨粒的显微图像并保存到计算机指定目录。计算机再控制步进电机运转，周而复 始。 

本发明主要技术特点： 

(1)本装置集磨粒分散和磨粒成像于一体，结构紧凑。 

(2)通过一个步进电机驱动带轮，磨粒分散和磨粒输送到成像工位同步完成，控制元件少，故障率低，可靠性高。 

(3)在皮带运动时，通过悬挂的柔性分散片便可分散磨粒，结构简单，处理步骤少，根据磨粒的大小和材质可更换不同材质、不同厚度的柔性分散片，普适性强。 

(4)通过压紧轮使输送带平整，便于拍到清晰磨粒显微图片，不需要额外控制元件。 

附图说明

 

图1是磨粒自动分散及成像装置主视图； 

图2是磨粒自动分散及成像装置俯视图； 

图3是磨粒自动分散及成像装置侧视图。

1、主视图 

2、俯视图 

3、侧视图 

1、固定支架，2、计算机，3、压紧轮一，4、工业相机，5、带偏置光源的显微镜，6、压紧轮二，7、柔性分散片，8、挂杆，9、磨粒，10、从动轮，11、显微镜载物台，12、显微镜托架，13、凹形皮带，14、主动轮，15、步进电机控制器，16、步进电机 

具体实施方式

1、预处理：将带偏置光源的显微镜对焦，调整压紧轮一(3)、压紧轮二(6)的松紧程度，保证凹形皮带(13)平整置于显微镜载物台(11)之上，使凹形皮带(13)能正常运转；在计算机(1)中开启步进电机控制器(15)的驱动软件及工业相机(4)的驱动软件。 

2、计算机(2)对步进电机控制器(15)发出“运转”指令，步进电机控制器(15)驱动步进电机(16)运转，步进电机(16)带动主动轮(14)运转，主动轮(14)带动凹形皮带(13)同步运转，凹形皮带(13)带动从动轮(10)、压紧轮一(3)、压紧轮二(6)运转，凹形皮带(13)运转过程中，磨粒(9)经过柔性分散片(7)并被分散，磨粒被输送到带偏置光源的显微镜(5)镜头下时，计算机(2)对步进电机控制器(15)发出“停止”指令，所有运动件停止，计算机(1)对工业相机(4)驱动程序发出“拍照”指令，工业相机(4)拍照并将光学照片通过内置CCD转换成数字图片保存到计算机(2)的指定位置，保存完毕后，计算机(2)对步进电机控制器(15)发出“运转”指令，凹形皮带(13)运行一个显微镜视野范围后，计算机(2)对步进电机控制器(15)又发出“停止”指令，所有运动件停止，计算机(1)对工业相机(4)驱动程序发出“拍照”指令，工业相机(4)拍照并将光学照片通过内置CCD转换成数字图片保存到计算机(2)指定位置，周而复始，连续自动分散磨粒及对磨粒成像。