CN109187592A - 木材内部结构成像*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种木材内部结构成像***，属于木材检测领域。其包括载物支架车、载物单元、X射线发射单元、X射线接收单元和双向可移动滑台，其中：所述载物单元设置在所述载物支架车内部，所述载物单元包括载物圆盘和旋转升降机构，所述旋转升降机构与所述载物圆盘连接并驱动所述载物圆盘旋转和升降；所述双向可移动滑台设置在所述载物支架车上部，所述X射线发射单元和X射线接收单元设置在所述双向可移动滑台上并位于所述载物单元两侧，所述X射线发射单元和/或X射线接收单元可沿所述双向可移动滑台滑动。本发明可重建不同尺寸的被检测木材的三视图图像，自动检测木材内部结构特征。
Description
技术领域
本发明涉及木材检测领域，特别是指一种木材内部结构成像***。
背景技术
木材无损检测是一种对木材非破坏性的检测技术。目前，国内外已出现设计成型的木材无损检测***，如专利CN201410076803中提到的一种任意角度实时成像的木材无损检测装置，但该木材无损检测装置对木材扫描检测后，只能呈现二维图像，并且是通过升降射线发射器和射线接收器的方法实现对木材不同部位的检测，进而重建木材扫描后的内部图像，达到木材无损检测的目的。这种木材无损检测装置具有一定局限性，由于装置设计尺寸较小，只能检测半径较小的木材，且装置不能根据需要移动位置等。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种木材内部结构成像***，本发明可重建不同尺寸的被检测木材的三视图图像，自动检测木材内部结构特征。
本发明提供技术方案如下：
一种木材内部结构成像***，包括载物支架车、载物单元、X射线发射单元、X射线接收单元和双向可移动滑台，其中：
所述载物单元设置在所述载物支架车内部，所述载物单元包括载物圆盘和旋转升降机构，所述旋转升降机构与所述载物圆盘连接并驱动所述载物圆盘旋转和升降；
所述双向可移动滑台设置在所述载物支架车上部，所述X射线发射单元和X射线接收单元设置在所述双向可移动滑台上并位于所述载物单元两侧，所述X射线发射单元和/或X射线接收单元可沿所述双向可移动滑台滑动。
进一步的，所述双向可移动滑台包括两根相互平行的水平直导轨和两个C型工件；所述C型工件的两端各设置有两个滑块，所述滑块卡在所述水平直导轨上并可沿所述水平直导轨滑动，所述滑块上设置有锁死装置；其中一个C型工件通过X射线发射器支架与所述X射线发射单元连接，另一个C型工件通过X射线接收器支架与所述X射线接收单元连接。
进一步的，至少一个C型工件的中部通过连接杆连接有螺纹套筒，所述螺纹套筒套在第一螺杆上，所述第一螺杆连接有电机。
进一步的，所述电机连接有第一减速机，所述第一减速机通过第一皮带连接所述第一螺杆，所述第一减速机设置在第一减速机支架上，所述第一螺杆两端连接有支撑所述第一螺杆的第一套筒。
进一步的，所述水平直导轨的两端和所述载物圆盘中心垂直于水平直导轨处设置有接近开关和行程开关。
进一步的，所述旋转升降机构包括旋转电机和升降电机，所述旋转电机通过第二皮带连接载物圆盘并驱动所述载物圆盘旋转，所述升降电机连接有第二螺杆，所述第二螺杆与所述载物圆盘螺纹连接，所述升降电机通过第二螺杆驱动所述载物圆盘升降。
进一步的，所述载物圆盘下方设置有连接板，所述旋转电机通过第二减速机连接在所述连接板上，所述连接板的对角线上设置有两根导向杆，所述导向杆外套有第二套筒，所述第二套筒与所述载物支架车连接，所述第二螺杆外套有螺杆保护套。
进一步的，其中一个导向杆上设置有传感器支架，所述传感器支架上端设置有接近开关，下端设置有行程开关，其中一个导向杆底端设置有限位挡板。
进一步的，所述载物圆盘上设置有多组夹紧装置，所述夹紧装置可沿径向的滑槽移动，所述载物圆盘上设置有360°的刻线。
进一步的，所述载物支架车包括支架，所述支架侧面设置有防护板，所述支架底部设置有万向轮。
本发明具有以下有益效果：
本发明的木材内部结构成像***在使用时，将被测木材600放置在载物圆盘上，X射线发射单元和X射线接收单元位于被测木材两侧，扫描被测木材。通过旋转升降机构对被测木材进行旋转和升降，实现承载被检测木材顺、逆时针旋转，上升、下降等功能，自动对被测木材不同部位进行检测，进而重建木材扫描后的内部图像，呈现被测木材内部结构三视图。
并且，本发明可以检测不同尺寸的木材，当被检测木材直径小于100mm时，可视为小体积被检样品，适当减小X射线发射器和X射线接收器到载物圆盘旋转中心的距离，利于提高重建图像的分辨率，当被检测木材直径较大时，增大X射线发射器和X射线接收器到载物圆盘旋转中心的距离。
综上所述，本发明的木材内部结构成像***可重建不同尺寸的被检测木材的三视图图像，自动检测木材内部结构特征。
附图说明
图1为本发明的木材内部结构成像***的示意图；
图2为载物支架车的示意图；
图3为载物圆盘的示意图；
图4、5为双向可移动滑台示意图；
图6为载物单元的示意图；
图7为旋转升降机构与载物支架车的连接示意图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明提供一种木材内部结构成像***，如图1-7所示，包括载物支架车100、载物单元200、X射线发射单元300、X射线接收单元400和双向可移动滑台500，其中：
载物单元200设置在载物支架车100内部，载物单元200包括载物圆盘201和旋转升降机构202，旋转升降机构202与载物圆盘201连接并驱动载物圆盘201旋转和升降；
双向可移动滑台500设置在载物支架车100上部，X射线发射单元300和X射线接收单元400设置在双向可移动滑台500上并位于载物单元100两侧，X射线发射单元300和/或X射线接收单元400可沿双向可移动滑台500滑动。
本发明的木材内部结构成像***在使用时，将被测木材600放置在载物圆盘上，X射线发射单元和X射线接收单元位于被测木材两侧，扫描被测木材。通过旋转升降机构对被测木材进行旋转和升降，实现承载被检测木材顺、逆时针旋转，上升、下降等功能，自动对被测木材不同部位进行检测，进而重建木材扫描后的内部图像，呈现被测木材内部结构三视图。
并且，本发明可以检测不同尺寸的木材，当被检测木材直径小于100mm时，可视为小体积被检样品，适当减小X射线发射器和X射线接收器到载物圆盘旋转中心的距离，利于提高重建图像的分辨率，当被检测木材直径较大时，增大X射线发射器和X射线接收器到载物圆盘旋转中心的距离。
综上所述，本发明的木材内部结构成像***可重建不同尺寸的被检测木材的三视图图像，自动检测木材内部结构特征。
作为本发明的一种改进，如图4、5所示，双向可移动滑台500包括两根相互平行的水平直导轨501和两个C型工件502；C型工件502的两端各设置有两个滑块503，4个滑块可以保证X射线发射单元能够平稳滑动不卡顿，在移动过程中能够始终保持与X射线接收单元平行，检测过程中保持X射线发射单元稳定、不抖动。
滑块503卡在水平直导轨501上并可沿水平直导轨501滑动，滑块503上设置有锁死装置504；在调节完X射线发射单元和X射线接收单元的位置之后，可通过锁死装置将C型工件下方的滑块锁死，从而将X射线发射单元和X射线接收单元位置固定，防止检测过程中位置发生变化，提高整个扫描过程的稳定性，锁死装置优选为锁扣。
其中一个C型工件通过X射线发射器支架505与X射线发射单元300连接，另一个C型工件通过X射线接收器支架506与X射线接收单元400连接，优选通过螺丝507连接。实现X射线发射器和X射线接收器到旋转中心的距离在一定范围内可调，能检测不同半径的木材。
进一步的，至少一个C型工件502的中部通过连接杆508连接有螺纹套筒509，螺纹套筒509套在第一螺杆510上，第一螺杆510连接有电机511。电机驱动第一螺杆转动，进而带动X射线发射单元沿直线导轨移动。根据被测木材的半径尺寸，自动调节X射线发射单元和X射线接收单元的位置，如若被测木材半径较小，适当减小X射线发射单元到旋转中心的距离，利于提高重建图像的分辨率。若被测木材半径较大，适当增大X射线发射单元到载物圆盘中心的距离，可实现被检测物体扫描区域整体覆盖。
优选的，电机511连接有第一减速机512，第一减速机512的减速机齿轮513通过第一皮带514连接第一螺杆510，第一减速机512设置在第一减速机支架515上，第一螺杆510两端连接有支撑第一螺杆510的第一套筒516。
本发明中，水平直导轨501的两端和载物圆盘201中心垂直于水平直导轨501处设置有接近开关700和行程开关800。很好的防止X射线发射单元和X射线接收单元上的C型工件位移过度，而损害双向可移动水平滑台以及第一螺杆。
作为本发明的另一种改进，如图6、7所示，旋转升降机构202包括旋转电机203和升降电机204，旋转电机203通过第二皮带205连接载物圆盘201并驱动载物圆盘201旋转，升降电机204连接有第二螺杆206，第二螺杆206与载物圆盘201螺纹连接，升降电机204通过第二螺杆206驱动载物圆盘201升降。该结构可同时旋转和升降，从而实现对被检测木材同时升降和旋转，提高了检测效率，升降精度不大于0.5mm，旋转精度为0.1°。
进一步的，载物圆盘201下方设置有连接板207，旋转电机203通过第二减速机208连接在连接板207上，连接板207的对角线上设置有两根导向杆209，导向杆209外套有第二套筒210，第二套筒210与载物支架车100连接，升降转动进而驱动第二螺杆的转动，通过与导向杆的配合，控制载物圆盘的竖直升降，并且导向杆使载物圆盘可以保持垂直上升或者下降，能有效的避免升降过程中被测木材发生抖动。第二螺杆206外套有螺杆保护套211。
优选的其中一个导向杆209上设置有传感器支架212，传感器支架212上端设置有接近开关213，下端设置有行程开关214，其中一个导向杆209底端设置有限位挡板215。
接近开关连接于PLC控制器，载物圆盘上升或下降到限定位置，程序控制点检测到开关量输入高电平信号即控制电机停止转动。行程开关接于伺服驱动器的供电线路继电器信号控制端，在接近开关失灵的情况下，触发行程开关，常闭继电器因接收高电平信号而跳变成开路，导致电机断电立即停止转动。
通过程序控制点的设置和行程开关的设置，有效的限定了旋转升降结构里的高精度螺杆的行程，防止了高精度螺杆在旋转下降过程中下降位移过大，造成螺杆螺纹以及装置的损害，同时也防止了高精度螺杆在旋转上升位移过大，超出行程，从而发生被测木材高度过高，超出被测木材检测范围，使被测木材在旋转过程中发生抖动，从而影响检测结果。
本发明的载物圆盘201上设置有多组夹紧装置216，优选为3组，每组夹紧装置可对被测木材进行夹紧固定，防止载物圆盘在开始旋转和停止旋转的瞬间，被测木材发生滑动。夹紧装置216可沿径向的滑槽217移动，达到远离或靠近旋转中心的目的，进而将被测木材牢牢固定在载物圆盘上，随着载物圆盘旋转升降的过程，被测木材能够保持稳定、不发生滑动。载物圆盘201上设置有360°的刻线，被测木材在检测前在其外侧进行无痕标记，从而有利于检测完成后对被测木材内部结构或缺陷进行具体准确分析。
载物支架车可以是多种结构，优选的，载物支架车100包括支架101，支架101侧面设置有防护板102，支架101底部设置有万向轮103，防护板102通过活页104与支架连接。在检测过程中，防护板可以防止操作员直接接触到旋转电机、升降电机以及第二螺杆，保护人员安全，万向轮可以将该检测装置进行移动，便于室外检测。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种木材内部结构成像***，其特征在于，包括载物支架车、载物单元、X射线发射单元、X射线接收单元和双向可移动滑台，其中：
所述载物单元设置在所述载物支架车内部，所述载物单元包括载物圆盘和旋转升降机构，所述旋转升降机构与所述载物圆盘连接并驱动所述载物圆盘旋转和升降；
所述双向可移动滑台设置在所述载物支架车上部，所述X射线发射单元和X射线接收单元设置在所述双向可移动滑台上并位于所述载物单元两侧，所述X射线发射单元和/或X射线接收单元可沿所述双向可移动滑台滑动。
2.根据权利要求1所述的木材内部结构成像***，其特征在于，所述双向可移动滑台包括两根相互平行的水平直导轨和两个C型工件；所述C型工件的两端各设置有两个滑块，所述滑块卡在所述水平直导轨上并可沿所述水平直导轨滑动，所述滑块上设置有锁死装置；其中一个C型工件通过X射线发射器支架与所述X射线发射单元连接，另一个C型工件通过X射线接收器支架与所述X射线接收单元连接。
3.根据权利要求2所述的木材内部结构成像***，其特征在于，至少一个C型工件的中部通过连接杆连接有螺纹套筒，所述螺纹套筒套在第一螺杆上，所述第一螺杆连接有电机。
4.根据权利要求3所述的木材内部结构成像***，其特征在于，所述电机连接有第一减速机，所述第一减速机通过第一皮带连接所述第一螺杆，所述第一减速机设置在第一减速机支架上，所述第一螺杆两端连接有支撑所述第一螺杆的第一套筒。
5.根据权利要求2所述的木材内部结构成像***，其特征在于，所述水平直导轨的两端和所述载物圆盘中心垂直于水平直导轨处设置有接近开关和行程开关。
6.根据权利要求1所述的木材内部结构成像***，其特征在于，所述旋转升降机构包括旋转电机和升降电机，所述旋转电机通过第二皮带连接载物圆盘并驱动所述载物圆盘旋转，所述升降电机连接有第二螺杆，所述第二螺杆与所述载物圆盘螺纹连接，所述升降电机通过第二螺杆驱动所述载物圆盘升降。
7.根据权利要求6所述的木材内部结构成像***，其特征在于，所述载物圆盘下方设置有连接板，所述旋转电机通过第二减速机连接在所述连接板上，所述连接板的对角线上设置有两根导向杆，所述导向杆外套有第二套筒，所述第二套筒与所述载物支架车连接，所述第二螺杆外套有螺杆保护套。
8.根据权利要求6所述的木材内部结构成像***，其特征在于，其中一个导向杆上设置有传感器支架，所述传感器支架上端设置有接近开关，下端设置有行程开关，其中一个导向杆底端设置有限位挡板。
9.根据权利要求1-8任一所述的木材内部结构成像***，其特征在于，所述载物圆盘上设置有多组夹紧装置，所述夹紧装置可沿径向的滑槽移动，所述载物圆盘上设置有360°的刻线。
10.根据权利要求9所述的木材内部结构成像***，其特征在于，所述载物支架车包括支架，所述支架侧面设置有防护板，所述支架底部设置有万向轮。
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