CN103792244A - 一种任意角度实时成像的木材无损检测装置 - Google Patents

Abstract

一种任意角度实时成像的木材无损检测装置，它涉及一种木材检测装置。本发明为了解决现有的检测装置不能实现被测物的任意角度检测，通常只能检测二维平面内物体，存在采集图像时间长且清晰度差、图像的获得并不及时不连贯的问题。本发明的两根支架竖直并列设置，滑轨位于两根支架之间，载物车可滑动设置在滑轨上，径向移动滑板可滑动设置在两根支架的内侧壁上，摆动调整电机固定安装在径向移动滑板上，延伸臂的一端与摆动调整电机连接，延伸臂的另一端通过转动调整电机与支臂连接，支臂的两端分别与一个可移动铰接头连接，每个铰接头上设有一根支杆，射线发射器和接收器分别固定设置在一根支杆的下端。本发明用于木材检测。

Description

一种任意角度实时成像的木材无损检测装置

技术领域

本发明涉及一种木材检测装置，具体涉及一种任意角度实时成像的木材无损检测装置。

背景技术

木材无损检测技术是一门新兴的、综合性的木材非破坏性检测技术，近十几年得到迅速发展，传统的木材物理、力学性质检测大都是采用检测仪器或力学试验机对尺寸、规格、表面形状或所能承受的最大载荷进行检测。这种方法检测时间长、条件苛刻、稳定性和重现性差，且不适于非破坏、在线快速检测。无损检测木材或木质材料的物理力学性质，可在不破坏木材及木质材料的本身形状、原有结构和原有动力状态的前提下，利用当今的物理方法和手段快速检测出木材或木质材料内部缺陷的位置、大小、类别，材料的尺寸、规格、表面形状和基本物理力学性能等。

木材无损检测的主要方法有X射线摄影检测法：主要原理是利用射线穿透不同木材部位时的吸收和衰减效应的不同，并根据感光底片上的不同记录来分析和判断木材的某些性质，但是现有的检测装置不能实现被测物的任意角度检测，通常只能检测二维平面内物体，存在采集图像时间长且清晰度差的问题。

木材无损检测过程中通常获得的是二维检测图像，且图像的获得并不及时不连贯。实际检测过程中需要实时任意角度取得图像以精确判断被检测物中缺陷的情况，并将扫描检测的过程图像记录下来形成视频资料，以便对视频资料进行回放和分析。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的检测装置不能实现被测物的任意角度检测，通常只能检测二维平面内物体，存在采集图像时间长且清晰度差、图像的获得并不及时不连贯的问题，进而提供一种任意角度实时成像的木材无损检测装置。

本发明的技术方案是：一种任意角度实时成像的木材无损检测装置，包括滑轨、载物车和两根支架，两根支架竖直并列设置，滑轨位于两根支架之间，并垂直于两根支架设置，载物车可滑动设置在滑轨上，所述木材无损检测装置还包括径向移动滑板、摆动连接块、延伸臂、支臂、转动调整电机、射线发射器、接收器、两根支杆和两个可移动铰接头，径向移动滑板可滑动设置在两根支架的内侧壁上，摆动连接块固定安装在径向移动滑板上，延伸臂的一端与摆动连接块连接，延伸臂的另一端通过转动调整电机与支臂连接，支臂的两端分别与一个可移动铰接头连接，每个可移动铰接头上设有一根支杆，射线发射器和接收器分别固定设置在一根支杆的下端。

所述木材无损检测装置还包括两个机械爪，两个机械爪分别可滑动设置在两根支架的内侧壁下部。

所述每个机械爪均包括夹持滑块、液压缸、夹持旋转电机和夹持端，夹持滑块可滑动设置在一根支架的下部，液压缸固定设置在夹持滑块上，夹持端通过夹持旋转电机设置在液压缸的前端。

本发明与现有技术相比具有以下效果：

1.本发明的径向移动滑板能够调整竖直方向的位置，通过转动调整电机使得支臂以延伸臂为轴旋转，进而带动射线发射器和接收器的位置发生改变；配合使用载物车使被检测物移动、旋转和升降，使得检测过程中实时任意角度取得图像，用以精确判断被检测物中缺陷的情况，并可将扫描检测的过程图像记录下来形成视频资料，以便对视频资料进行回放和分析。克服了现有检测装置仅在二维平面采集图像的局限性，多方位，多角度采集图像，其清晰度提高了78-93%，准确度提高3倍，确定缺陷类别、位置及大小的快速提高2倍。

2.本发明结构简单，生产制造容易，成本低廉。

3.本发明的径向移动滑板、转动调整电机、延伸臂、支臂两根支杆和两个可移动铰接头，使得射线发射器和接收器的旋转更加灵活，增加了获取图像的角度，获取图像的效率提高了2倍。

4.本发明设有成对设置的机械爪，机械爪通过夹持滑块、液压缸、旋转电机和夹持端，实现对物品的夹持和旋转，以便实现对被检测物全方位检测。能够减少这一过程中不必要的人为操作，避免给操作者带来辐射危害，有效提高检测效率。具体的夹持的过程是这样的：首先判定物体的位置——在计算机中输入指令——液压缸启动——夹持端配合进行夹持——在计算机中输入旋转指令——旋转电机启动——物体旋转——人为判定位置——输入松开液压缸的指令——夹持端松开——物体旋转完成。

5.机械爪还具有辅助固定、辅助定位、校正被测物***置和角度的作用。

6.本发明设有可在支臂上移动的两个可移动铰接头，根据检测的实际情况（被检测物的大小、种类等），调整两个可移动铰接头在支臂上的相对位置来使得射线发射器和接收器做相向或背离运动，以调整拍摄焦距，使获得的图像更清晰准确。

7.本发明设有载物车、机械爪，载物车在滑轨上的移动、被检测物体在载物车上的升降、旋转以及机械爪夹持旋转被检测物都是通过电脑控制来实现的，这样避免了人受到射线辐射，提高了检测效率。

附图说明

图1是本发明的轴测图；图2是本发明的结构示意图；图3是图1的侧视图；图4是载物车的放大图；图5是载物车的的侧视图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1-图5说明本实施方式，本实施方式的一种任意角度实时成像的木材无损检测装置，它包括滑轨2、载物车3和两根支架1，两根支架1竖直并列设置，滑轨2位于两根支架1之间，并垂直于两根支架1设置，载物车3可滑动设置在滑轨2上，所述木材无损检测装置还包括径向移动滑板4、摆动连接块5、延伸臂6、支臂7、转动调整电机14、射线发射器9、接收器10、两根支杆8和两个可移动铰接头11，径向移动滑板4可滑动设置在两根支架1的内侧壁上，摆动连接块5固定安装在径向移动滑板4上，延伸臂6的一端与摆动连接块5连接，延伸臂6的另一端通过转动调整电机14与支臂7连接，支臂7的两端分别与一个可移动铰接头11连接，每个可移动铰接头11上设有一根支杆8，射线发射器9和接收器10分别固定设置在一根支杆8的下端。

本实施方式的滑轨2为电控滑轨。便于在检测图像成形时通过调整载物车3在滑轨2上滑动，满足检测需求。

本实施方式的射线发射器9、接收器10和电脑均为现有技术。

本实施方式的径向移动滑板4为电控径向移动组件。

具体实施方式二：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式的木材无损检测装置还包括两个机械爪12，两个机械爪12分别可滑动设置在两根支架1的内侧壁下部。如此设置，机械手能够实现对物品的夹持和旋转，来改变被检测物相对载物车的位置，以便实现对被检测物全方位检测。能够减少这一过程中不必要的人为操作，避免给操作者带来辐射危害，也可以提高检测效率。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式的每个机械爪12均包括夹持滑块12-1、液压缸12-2、夹持旋转电机12-4和夹持端12-3，夹持滑块12-1可滑动设置在一根支架1的下部，液压缸12-2固定设置在夹持滑块12-1上，夹持端12-3通过夹持旋转电机12-4设置在液压缸12-2的前端。如此设置，便于实现对物品的夹持和旋转。其它组成和连接关系与具体实施方式二相同。

具体实施方式四：结合图1-图5说明本实施方式，本实施方式的载物车3包括载物板3-1、旋转载物台3-2、多个载物夹3-3和多个车轮3-4，载物板3-1上设有多个矩形孔3-5，载物板3-1通过多个车轮3-4可滑动设置在滑轨2上，旋转载物台3-2设置在载物板3-1的上端面的中部，多个载物夹3-3均布在旋转载物台3-2的两端，每个矩形孔3-5上设有一个载物夹3-3。如此设置，便于针对木材的放置状态进行选择，如将切割好的待检测木材水平设置或竖直设置，水平设置通常将木材搭设在多个载物夹3-3上，竖直设置通常将木材放置在旋转载物台3-2上。其它组成和连接关系与具体实施方式一或三相同。

具体实施方式五：结合图1-图5说明本实施方式，本实施方式的每个载物夹3-3均包括左载物夹和右载物夹，左载物夹和右载物夹可滑动相对设置，且左载物夹和右载物夹结构相同，左载物夹和右载物均包括载物滑块3-3-1、载物支杆3-3-2和弧形块3-3-3，载物滑块3-3-1、载物支杆3-3-2和弧形块3-3-3由下至上依次设置。如此设置，便于木材搭设，防止载物车3在行进过程中，木材因晃动而发生滚落的问题。其它组成和连接关系与具体实施方式四相同。

本实施方式的载物夹3-3为手动或电动载物夹。根据实际检测需要，手动载物夹在检测前根据待检测木材的大小直接调整好，即可检测。电动载物夹无需事先调节，待检测时，直接电动控制调节即可。

具体实施方式六：结合图1-图5说明本实施方式，本实施方式的左载物夹和右载物夹还包括多个防滑胶层3-3-4，每个弧形块3-3-3上贴附一个防滑胶层3-3-4。如此设置，增大被检测物与载物车间的摩擦力。其它组成和连接关系与具体实施方式五相同。

具体实施方式七：结合图1-图5说明本实施方式，本实施方式的旋转载物台3-2包括载物台旋转电机3-2-3、升降台3-2-1和防滑载物层3-2-2，升降台3-2-1设置在载物板3-1上，防滑载物层3-2-2设置在升降台3-2-1上，载物台旋转电机3-2-3设置在升降台3-2-1的下端，通过内置的载物台旋转电机使旋转载物台3-2旋转。如此设置，便于根据木材的高度选择升降台3-2-1的升降高度，从而满足木材检测的位置需求；还能够根据需要进行旋转，以确定缺陷的准确位置。其它组成和连接关系与具体实施方式四相同。

具体实施方式八：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式的支臂7包括横梁7-1、拱形连接梁7-2和多个辐条7-3，横梁7-1水平设置，拱形连接梁7-2固定设置在横梁7-1上端；多个辐条7-3的一端与转动调整电机14固定连接，多个辐条7-3的另一端呈辐射状与拱形连接梁7-2固定连接。如此设置，能够将支臂所受的力分散到多根辐条上，减小单个支点所受的力，使整体结构更稳定、更耐用，也便于保证射线发射器9和接收器10在操作过程中的平稳，提高图像质量。其它组成和连接关系与具体实施方式一或七相同。

具体实施方式九：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式的木材无损检测装置还包括两个支架底座13，两根支架1的底端面上分别设有一个支架底座13。如此设置，有效的增强门字形支架的牢固性。其它组成和连接关系与具体实施方式八相同。

具体实施方式十：结合图1-图5说明本实施方式，本实施方式的多个载物夹3-3的数量为2个-6个。如此设置，便于满足不同长度的待检测木材需求。其它组成和连接关系与具体实施方式四相同。

本实施方式的检测过程中无需人进行手工干预，全部实现机器操控，避免了检测过程中辐射物对人体造成的伤害。

本实施方式的图像处理模块和控制中心与设备分离，保护实验操作者的安全。

本发明在使用时：

本发明的木材无损检测装置与图像处理模块和控制中心相结合应用，组成完整的检测过程。其中图像处理模块和控制中心与本发明的木材无损检测装置通过含有铅的墙体、玻璃分隔设置，以确保操作者的人身安全。

图像处理模块和控制中心包括X射线检测部分、图像传感部分、图像采集部分和图像处理部分，其工作原理是：选择X射线作为检测源，射线发射器9的检测源照射在被检测物上，利用X射线的荧光成像效应，使被检测物的内部特征在接收器10上成像，再将图像输入到电脑中，最终形成视频资料。使用时，先将待检测木材按照检测位置的需要放置在载物车3的旋转载物台3-2或多个载物夹3-3上，图像处理模块和控制中心发出指令控制载物车3在滑轨2上滑动，直至滑动到所需位置，根据检测位置需求，先通过控制中心电动控制径向移动滑板4移动，将支臂7停留在所需位置，调整延伸臂6的摆动角度、支臂的旋转角度，再通过两根支杆8和两个可移动铰接头11调整射线发射器9和接收器10的位置，配合使用载物车使被检测物移动、旋转和升降实现对待测木材的检测，根据被检测物的实际情况，可以用机械爪12对被检测物进行夹持和旋转来改变其相对检测车的角度及位置，检测具体过程同上一自然段内容。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明的，本领域技术人员还可以在本发明精神内做其他变化，以及应用到本发明未提及的领域中，当然，这些依据本发明精神所做的变化都应包含在本发明所要求保护的范围内。

Claims (10)

1.一种任意角度实时成像的木材无损检测装置，它包括滑轨（2）、载物车（3）和两根支架（1），两根支架（1）竖直并列设置，滑轨（2）位于两根支架（1）之间，并垂直于两根支架（1）设置，载物车（3）可滑动设置在滑轨（2）上，其特征在于：所述木材无损检测装置还包括径向移动滑板（4）、摆动连接块（5）、延伸臂（6）、支臂（7）、转动调整电机（14）、射线发射器（9）、接收器（10）、两根支杆（8）和两个可移动铰接头（11），径向移动滑板（4）可滑动设置在两根支架（1）的内侧壁上，摆动连接块（5）固定安装在径向移动滑板（4）上，延伸臂（6）的一端与摆动连接块（5）连接，延伸臂（6）的另一端通过转动调整电机（14）与支臂（7）连接，支臂（7）的两端分别与一个可移动铰接头（11）连接，每个可移动铰接头（11）上设有一根支杆（8），射线发射器（9）和接收器（10）分别固定设置在一根支杆（8）的下端。

2.根据权利要求1所述一种任意角度实时成像的木材无损检测装置，其特征在于：所述木材无损检测装置还包括两个机械爪（12），两个机械爪（12）分别可滑动设置在两根支架（1）的内侧壁下部。

3.根据权利要求2所述一种任意角度实时成像的木材无损检测装置，其特征在于：所述每个机械爪（12）均包括夹持滑块（12-1）、液压缸（12-2）、夹持旋转电机（12-4）和夹持端（12-3），夹持滑块（12-1）可滑动设置在一根支架（1）的下部，液压缸（12-2）固定设置在夹持滑块（12-1）上，夹持端（12-3）通过夹持旋转电机（12-4）设置在液压缸（12-2）的前端。

4.根据权利要求1所述一种任意角度实时成像的木材无损检测装置，其特征在于：所述载物车（3）包括载物板（3-1）、旋转载物台（3-2）、多个载物夹（3-3）和多个车轮（3-4），载物板（3-1）上设有多个矩形孔（3-5），载物板（3-1）通过多个车轮（3-4）可滑动设置在滑轨（2）上，旋转载物台（3-2）设置在载物板（3-1）的上端面的中部，多个载物夹（3-3）均布在旋转载物台（3-2）的两端，每个矩形孔（3-5）上设有一个载物夹（3-3）。

5.根据权利要求4所述一种任意角度实时成像的木材无损检测装置，其特征在于：所述每个载物夹（3-3）均包括左载物夹和右载物夹，左载物夹和右载物夹可滑动相对设置，且左载物夹和右载物夹结构相同，左载物夹和右载物均包括载物滑块（3-3-1）、载物支杆（3-3-2）和弧形块（3-3-3），载物滑块（3-3-1）、载物支杆（3-3-2）和弧形块（3-3-3）由下至上依次设置。

6.根据权利要求5所述一种任意角度实时成像的木材无损检测装置，其特征在于：所述左载物夹和右载物夹还包括多个防滑胶层（3-3-4），每个弧形块（3-3-3）上贴附一个防滑胶层（3-3-4）。

7.根据权利要求4所述一种任意角度实时成像的木材无损检测装置，其特征在于：所述旋转载物台（3-2）包括载物台旋转电机（3-2-3）、升降台（3-2-1）和防滑载物层（3-2-2），升降台（3-2-1）设置在载物板（3-1）上，防滑载物层（3-2-2）设置在升降台（3-2-1）上，载物台旋转电机（3-2-3）设置在升降台（3-2-1）的下端。

8.根据权利要求1或7所述一种任意角度实时成像的木材无损检测装置，其特征在于：所述支臂（7）包括横梁（7-1）、拱形连接梁（7-2）和多个辐条（7-3），横梁（7-1）水平设置，拱形连接梁（7-2）固定设置在横梁（7-1）上端；多个辐条（7-3）的一端与转动调整电机（14）固定连接，多个辐条（7-3）的另一端呈辐射状与拱形连接梁（7-2）固定连接。

9.根据权利要求8所述一种任意角度实时成像的木材无损检测装置，其特征在于：所述木材无损检测装置还包括两个支架底座（13），两根支架（1）的底端面上分别设有一个支架底座（13）。

10.根据权利要求4所述一种任意角度实时成像的木材无损检测装置，其特征在于：所述多个载物夹（3-3）的数量为2个-6个。

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