CN214310114U - 一种内窥检测*** - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种内窥检测***，包括支撑台、三维电动平移台、旋转电机和内窥成像装置，三维电动平移台设置在支撑台上；旋转电机设置在三维电动平移台上，内窥成像装置的一端固定在旋转电机上，旋转电机配置为能够带动内窥成像装置沿旋转电机转轴转动；内窥检测***还包括用于控制三维电动平移台、旋转电机和内窥成像装置的计算机，计算机配置为处理内窥成像装置获取的图像。通过本实用新型的内窥检测***能够实现枪管内表面的二维成像和三维成像，能够自动进行枪管内表面的三维测量和图像缺陷检测，有效评估枪管内部磨损、凹槽、污垢和缺陷，自动化程度高，操作方便。

Description

一种内窥检测***

技术领域

本实用新型属于检测设备技术领域，特别涉及一种内窥检测***。

背景技术

枪管是枪械的主要组成零件之一，枪管内部状态的完好是保证武器可靠性的重要因素，所以枪管的检测与清洁是***设备保养的一个重要组成部分。目前的***在生产和使用的过程中存在不少问题，比如：在生产阶段，***设计存在问题、加工过程粗制滥造或是枪管先天存在缺陷等；***经过长时间使用，枪管出现磨损，同时枪管中也会出现油污和火药渣的堆积，而***长时间不使用会造成枪管灰层堆积、锈蚀等问题。这些问题轻则影响发***度，重则引起发射失败甚至炸膛，引发安全事故，所以需要定期对枪管进行检测和清洁，保证***的安全、精确以及使用寿命。

枪管检测的传统方法是将枪管拆卸，通过目视对枪管进行检测，便捷性差，而且主观性大，难以看清枪管内部微小结构。因此，非常有必要提供更加便捷、清晰、客观、自动化的检测手段。

对此专利申请CN202020175571.X公开了一种用于检查***等狭小管道侧壁的内窥镜装置，包括镜座组件、固定螺母、检查管件、摄像头以及接头部，所述镜座组件包括底座螺母、底座螺母侧壁延伸的连接片以及连接片前端延伸设置的镜子座，所述镜子座上设置有一个与螺纹管的开口端对应的安装斜面，安装斜面上贴附有平面镜；所述检查管件包括检查插管以及检查插管前端延伸的螺纹管，螺纹管的外周通过螺纹旋装有固定螺母和底座螺母，所述螺纹管的开口端内部安装有用于拍摄狭小管道侧壁的摄像头。

而专利申请CN201520229365.1的实用新型专利，公开了一种可拆装枪管内窥镜，由物镜部分、传像部分、目镜三部分组成；物镜部分包括一根一号管体，一号管体的前部内壁上安装有一个平凹透镜，平凹透镜的正下方设置有位于一号管体轴心线上的三棱透镜，三棱透镜的后方依次设置有平凸透镜、双胶合透镜；传像部分包括一根二号管体，二号管体内有两个对称设置的棒透镜；目镜部分包括一根套筒，套筒的内筒内设置三胶合透镜，套筒的外筒内设置平凸透镜；物镜部分、传像部分以及目镜部分依次连接形成一个整体。

然而，现有技术只能获取枪管内部的平面二维图像，无法生成三维图像，缺乏评估枪管内部磨损、凹槽、污垢和缺陷的必要手段，而且无法实现自动化检测，所以需要对现有技术进行改进。

实用新型内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种内窥检测***，能够获取枪管内部的二维图像和三维图像，并对枪管内部的缺陷进行自动检测分析。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

一种内窥检测***，包括支撑台、三维电动平移台、旋转电机和内窥成像装置，所述三维电动平移台设置在所述支撑台上，所述旋转电机设置在所述三维电动平移台上，所述内窥成像装置的一端固定在所述旋转电机上，所述旋转电机配置为能够带动所述内窥成像装置沿所述旋转电机转轴转动；

所述内窥检测***还包括用于控制所述三维电动平移台、旋转电机和所述内窥成像装置的计算机，所述计算机配置为处理所述内窥成像装置获取的图像。

进一步，所述内窥成像装置包括内窥支撑架、圆结构光视觉模块和白光照明成像模块，所述圆结构光视觉模块和所述白光照明成像模块设置在所述内窥支撑架上，所述圆结构光视觉模块用于获取三维图像，所述白光照明成像模块用于获取二维图像。

进一步，所述圆结构光视觉模块包括第一微型相机和微型激光投射器，所述第一微型相机和所述微型激光投射器的中心连线与所述旋转电机的转轴对齐。

进一步，所述白光照明成像模块包括第二微型相机和光纤光源，所述光纤光源包括白光LED和导光光纤，所述白光LED配置为通过所述导光光纤照射所述第二微型相机的拍摄区域。

进一步，所述第二微型相机的镜头所对的方向与所述旋转电机的转轴垂直。

进一步，所述支撑台包括第一级阶梯和第二级阶梯，所述支撑台放置在水平面上时，所述第二级阶梯高于所述第一级阶梯，所述三维电动平移台设置在所述第一级阶梯上，所述第二级阶梯还包括固定部，所述固定部用于放置待测物体。

进一步，所述三维电动平移台包括垂直调节装置和水平移动装置，所述水平移动装置设置在所述第一级阶梯上，所述垂直调节装置设置在所述水平移动装置上，所述内窥成像装置通过所述旋转电机设置在所述垂直调节装置上。

进一步，所述三维电动平移台包括配备有摄像头的定位装置，所述定位装置与所述计算机相连，所述定位装置配置为获取所述内窥成像装置的位置。

进一步，所述圆结构光视觉模块和所述白光照明成像模块的尺寸均小于5.45mm。

进一步，所述内窥支撑架的长度大于799mm。

本实用新型至少具有以下有益效果：通过本实用新型的内窥检测***能够实现枪管内表面的二维成像和三维成像，能够自动进行枪管内表面的三维测量和图像缺陷检测，有效评估枪管内部磨损、凹槽、污垢和缺陷，自动化程度高，操作方便。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1是本实用新型实施例枪管内窥检测***的示意图。

图2是本实用新型实施例枪管内窥检测***的内窥成像装置在枪管内的剖视图。

图中：1-支撑台、11-第一级阶梯、12-第二级阶梯、2-三维电动平移台、3-内窥成像装置、31-内窥支撑架、32-第一微型相机、33-微型激光投射器、34-第二微型相机、35-光纤光源、4-旋转电机、5-固定部、6-定位装置、A-***。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

以下结合具体实施例对本实用新型的具体实现进行详细描述，虽然以下实施例以枪管为例，但显然类似的管状结构也可以使用本实用新型的内窥检测***，因而实施例的检测对象并不用于限定本实用新型。

内窥检测***的组成

参见说明书附图1，为枪管内窥检测***，包括支撑台1、三维电动平移台2、内窥成像装置3和旋转电机4。支撑台1用于放置待检测的***A和三维电动平移台2。旋转电机3的一端设置在三维电动平移台2上，另一端与内窥成像装置3连接。三维电动平移台2能够带动旋转电机4和内窥成像装置3在支撑台1上平移，使内窥成像装置3进入待检测枪管并处于中心。旋转电机4带动内窥成像装置3沿枪管轴心转动。本实施例的枪管内窥检测***还包括计算机，通过计算机控制本实施例的枪管内窥检测***的三维电动平移台2、内窥成像装置3和旋转电机4协同完成枪管检测。

具体地，如图1所示，支撑台1为阶梯状，包括第一级阶梯11和第二级阶梯12，支撑台1放置在水平面上时，第二级阶梯12高于第一级阶梯11。第二级阶梯还包括固定部5，***A放置在第二级阶梯12上，通过固定部5固定在第二级阶梯上防止在检测过程中发生偏移，并且第二级阶梯12可以容纳常见的最大尺寸的***A。三维电动平移台2包括垂直调节装置和水平移动装置，水平移动装置设置在第一级阶梯11上，垂直调节装置设置水平移动装置上，使三维电动平移台2在能够在第一级阶梯11上平移并且调节自身高度。内窥成像装置3通过旋转电机4设置在垂直调节装置上，并通过三维电动平移台2调节在空间中的位置，使得内窥成像装置3能够进入待检测枪管并处于中心位置，然后通过前后移动实现对枪管轴向的步进推扫。具体地，三维电动平移台2还包括配备有摄像头的定位装置6，并与计算机相连。定位装置6用于获取内窥成像装置的当前位置，并通过计算机实时调整三维电动平移台2的水平和垂直距离，确保内窥成像装置3能够精确进入枪管。进一步，旋转电机4能够带动内窥成像装置3沿枪管轴心旋转，实现对枪管内表面的圆周扫描成像。

为了获取枪管内部的二维和三维图像，以便于对枪管内部的缺陷进行自动检测分析，如图2所示，本实施例的内窥成像装置3包括内窥支撑架31、圆结构光视觉模块、白光照明成像模块。目前已知日本的三八式步枪枪管长度最长，为799mm。为使本实施例的内窥检测***可以覆盖所有常见的***，本实施例内窥支撑架31的长度大于799mm。在材质方面，内窥支撑架31选用高刚性材料制成，如POM、PVC、钛合金等，表面发黑处理。内窥支撑架31的一端连接旋转电机4，另一端用于支撑圆结构光视觉模块和白光照明成像模块并伸入枪管内部，其中白光照明模块位于内窥支撑架31的末端。

圆结构光视觉模块用于拍摄枪管内表面的三维视觉图像，并进行三维测量，最后重建枪管内表面的三维图像。圆结构光视觉模块包括第一微型相机32和微型激光投射器33，第一微型相机32和微型激光投射器33位于内窥支撑架31上，第一微型相机32和微型激光投射器33的中心连线与旋转电机转轴对齐，其中微型激光投射器33位于第一微型相机32远离旋转电机4的一侧，第一微型相机32更靠近旋转电机并且第一微型相机32和微型激光投射器33的尺寸均小于常见枪管的最小内径。目前常见***的最小内径为5.45mm，所以第一微型相机32和微型激光投射器33的尺寸均小于5.45mm。

微型激光投射器33包括圆圈玻璃透镜和激光二极管，微型激光投射器33配置为能够在枪管内表面投射出一个环形激光束，圆环直径与照射的距离成比例，圆环的粗细可以调节。环形激光束在枪管内表面形成光条，枪管内表面的凹槽、凸起等形状变化将引起光条形变。第一微型相机32用于拍摄投射到枪管内表面的光条图像，并将光条图像信息上传到计算机，进行图像处理和计算，重建枪管内表面光条拍摄位置的三维形貌。进一步，第一微型相机32还包括微型成像探测器、微型镜头模组和滤光片。微型成像探测器可以为CCD或者CMOS探测器，用于成像传感和模拟信号的存贮及处理，并且具有体积小、像素分辨率高的特点。微型镜头模组具有体积小、分辨率高、景深大的优点。滤光片用于过滤环形激光束之外的背景光，避免对图像进行干扰。

白光照明成像模块用于拍摄枪管内表面的白光照明图像，再通过计算机进行图像处理，自动鉴别磨损、凹槽、污垢、缺陷等。白光照明成像模块包括第二微型相机34和光纤光源35，第二微型相机34和光纤光源35的尺寸均小于常见枪管的最小内径5.45mm。光纤光源35包括白光LED和导光光纤，白光LED发射白光，耦合进入导光光纤后传导到导光光纤的发射端，照射枪管内表面，再通过第二微型相机34拍摄枪管内表面图像。另外，第二微型相机34镜头所对的方向与枪管轴心垂直，导光光纤靠近第二微型相机34，使第二微型相机34拍摄的图像具有足够的亮度。

枪管内窥检测过程

将待检测***A放置在第二级阶梯12上，枪口露出第二级阶梯12。通过计算机控制三维电动平移台2在第一级阶梯11上水平和垂直方向上进行调整，使内窥成像装置3进入枪管内部，并处于枪管中心位置。内窥成像装置3到达枪管末端后，启动自动成像检测流程：

三维电动平移台2带动内窥成像装置3按照设定的步进距离逐步退出枪管。打开微型激光投射器33，旋转电机4旋转一定角度，微型激光投射器33投射圆环光斑到枪管内表面上，第一微型相机32拍摄枪管内表面的光条图像，并将图像传输到计算机，根据圆结构光视觉测量模型计算三维数据；关闭微型激光投射器33，打开白光LED，第二微型相机34拍摄枪管内表面二维图像，关闭白光LED并将图像传输到计算机，对图像进行处理、分析并判断是否存在缺陷。旋转电机4旋转到下一个角度，重复上述获取三维数据和二维图像的步骤，直到获取所有设定角度的三维数据和二维图像。当所有步进距离下的图像采集完毕，根据三维数据重建枪管内表面的三维形貌图像，将白光照明图像拼接成枪管内表面的全幅图像并标记缺陷，进而能够评估枪管内部磨损、凹槽、污垢、缺陷的具体尺寸。

由此，本实用新型提供了一种内窥检测***，通过本实用新型的内窥检测***能够实现枪管内表面的二维成像和三维成像，能够自动进行枪管内表面的三维测量和图像缺陷检测，有效评估枪管内部磨损、凹槽、污垢和缺陷，自动化程度高，操作方便。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种内窥检测***，包括支撑台和三维电动平移台，所述三维电动平移台设置在所述支撑台上，其特征在于，还包括旋转电机和内窥成像装置，所述旋转电机设置在所述三维电动平移台上，所述内窥成像装置的一端固定在所述旋转电机上，所述旋转电机配置为能够带动所述内窥成像装置沿所述旋转电机转轴转动；

所述内窥检测***还包括用于控制所述三维电动平移台、旋转电机和所述内窥成像装置的计算机，所述计算机配置为处理所述内窥成像装置获取的图像。

2.根据权利要求1所述的内窥检测***，其特征在于，所述内窥成像装置包括内窥支撑架、圆结构光视觉模块和白光照明成像模块，所述圆结构光视觉模块和所述白光照明成像模块设置在所述内窥支撑架上，所述圆结构光视觉模块用于获取三维图像，所述白光照明成像模块用于获取二维图像。

3.根据权利要求2所述的内窥检测***，其特征在于，所述圆结构光视觉模块包括第一微型相机和微型激光投射器，所述第一微型相机和所述微型激光投射器的中心连线与所述旋转电机的转轴对齐。

4.根据权利要求2所述的内窥检测***，其特征在于，所述白光照明成像模块包括第二微型相机和光纤光源，所述光纤光源包括白光LED和导光光纤，所述白光LED配置为通过所述导光光纤照射所述第二微型相机的拍摄区域。

5.根据权利要求4所述的内窥检测***，其特征在于，所述第二微型相机的镜头所对的方向与所述旋转电机的转轴垂直。

6.根据权利要求1所述的内窥检测***，其特征在于，所述支撑台包括第一级阶梯和第二级阶梯，所述支撑台放置在水平面上时，所述第二级阶梯高于所述第一级阶梯，所述三维电动平移台设置在所述第一级阶梯上，所述第二级阶梯设置有固定部，所述固定部用于固定待测物体。

7.根据权利要求6所述的内窥检测***，其特征在于，所述三维电动平移台包括垂直调节装置和水平移动装置，所述水平移动装置设置在所述第一级阶梯上，所述垂直调节装置设置在所述水平移动装置上，所述内窥成像装置通过所述旋转电机设置在所述垂直调节装置上。

8.根据权利要求1-7任一项所述的内窥检测***，其特征在于，所述三维电动平移台包括配备有摄像头的定位装置，所述定位装置与所述计算机相连，所述定位装置配置为获取所述内窥成像装置的位置。

9.根据权利要求4所述的内窥检测***，其特征在于，所述圆结构光视觉模块和所述白光照明成像模块的尺寸均小于5.45mm。

10.根据权利要求4所述的内窥检测***，其特征在于，所述内窥支撑架的长度大于799mm。

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