一种骨料三维轮廓测量装置

1.本技术涉及骨料外形检测技术领域，尤其涉及一种骨料三维轮廓测量装置。


背景技术：

2.作为当代最主要的土木工程材料之一，混凝土是由胶凝材料，骨料，水构成的，必要时会加入外加剂和掺合料。其中，骨料是混凝土的主要材料之一，在混凝土中占据了大概70％-80％的体积，用量十分庞大。而骨料的级配、形状等参数不仅影响混凝土的配合比设计，而且对所配制混凝土的性能产生很大影响。因此，采用技术手段检测和分析骨料的外观尺寸、粒形、级配比等参数，对于提高混凝土的强度、抗渗性、坍落度等质量特性具有重要意义。目前，传统的骨料外部轮廓检测存在效率低，耗料多，费时费力等缺陷。


技术实现要素：

3.本技术所要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述不足，提出一种骨料三维轮廓测量装置。
4.该骨料三维轮廓测量装置包括：
5.支架，其用于承载和支撑其他部件；
6.激光器，其用于产生激光光束以照射待测量骨料表面；
7.摄像头，其用于对骨料表面进行激光成像；
8.能够在水平方向上平移调节所述激光器的位置以使激光器能够改变照射位置的位置调节机构。
9.在一些技术方案中，位置调节机构能够沿x轴方向和y轴方向调节所述激光器的位置；其中，x轴方向和y轴方向相互垂直。
10.在一些技术方案中，位置调节机构包括：
11.安装在支架上的横向调节组件，所述横向调节组件用于沿x轴方向调节所述激光器的位置；
12.设置在横向调节组件上的第一纵向调节组件，所述第一纵向调节组件用于沿y轴方向调节所述激光器的位置。
13.在一些技术方案中，横向调节组件包括：
14.沿x轴方向安装在所述支架上的若干第一轴体；
15.与所述第一轴体滑动配合且一一对应的第一滑块；
16.所述第一纵向调节组件包括：
17.沿y轴方向安装在所述第一滑块上的第二轴体；
18.与所述第二轴体滑动配合的第二滑块；所述激光器安装在所述第二滑块上。
19.在一些技术方案中，所述横向调节组件还包括与所述第一轴体滑动配合且一一对应的第四滑块；
20.所述位置调节机构还包括：设置在横向调节组件上的第二纵向调节组件，其包括：
21.沿y轴方向安装在所述第四滑块上的第三轴体；
22.与所述第三轴体滑动配合的第三滑块；所述摄像头安装在所述第三滑块上。
23.在一些技术方案中，第三滑块能够沿第三轴体周向转动以改变摄像头的角度。
24.在一些技术方案中，支架上沿x轴方向布置有刻度尺。
25.在一些技术方案中，所述摄像头的传感器类型为线阵ccd。
26.本技术所提出的骨料三维轮廓测量装置，利用激光对物体表面进行检测，大大提高了测量的效率，测量装置体积小，且与物体表面不接触，测量范围大，结构简单，易维护。
附图说明
27.图1是本技术实施例中骨料三维轮廓测量装置的结构示意图。
28.图2是本技术实施例中骨料三维轮廓测量装置的另一结构示意图。
具体实施方式
29.以下是本技术的具体实施例并结合附图，对本技术的技术方案作进一步的描述，但本技术并不限于这些实施例。在下面的描述中，提供诸如具体的配置和组件的特定细节仅仅是为了帮助全面理解本技术的实施例。因此，本领域技术人员应该清楚，可以对这里描述的实施例进行各种改变和修改而不脱离本技术的范围和精神。另外，为了清楚和简洁，省略了对已知功能和构造的描述。
30.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。
31.参考图1和图2，本技术实施例提出了一种骨料三维轮廓测量装置，包括：支架10、激光器20、摄像头30、位置调节机构40；其中，支架10用于承载和支撑其他部件；激光器20用于产生激光光束以照射待测量骨料表面；摄像头30用于对骨料表面进行激光成像；位置调节机构40能够在水平方向上平移调节所述激光器20的位置以使激光器20能够改变照射位置。在一些实施方式中，所述摄像头30采用线阵ccd进行成像，为工业相机。
32.在本技术实施例中，激光器20发出的激光垂直向下照射在骨料表面，激光经过骨料表面反射之后被摄像头30接收。激光器发出的光束垂直于参考平面入射到被测物体表面上，入射激光的部分漫反射光通过接收透镜成像于线阵ccd的光敏面上。如果物体表面深度发生变化，那么线阵ccd光敏面上的成像点也会随之相应变化。在该参考平面上作入射激光的投影点，连接投影点与成像透镜作直线，通过在线阵ccd成像来获得两组数据求出被测物体表面与参考平面的相对距离。
33.参考图2，位置调节机构40能够沿x轴方向和y轴方向调节所述激光器20的位置；其中，x轴方向和y轴方向相互垂直。位置调节机构40沿x轴方向和y轴方向在一水平面内调节位置，从而使得激光器20能够在水平面的各个位置对骨料进行照射，从而获得一个区域内的骨料三维表面轮廓。
34.位置调节机构40包括：横向调节组件41、第一纵向调节组件42。横向调节组件41安装在支架10上，用于沿x轴方向调节所述激光器20的位置。第一纵向调节组件42设置在横向调节组件41上，用于沿y轴方向调节所述激光器20的位置。
35.横向调节组件41包括：沿x轴方向安装在所述支架10上的若干第一轴体411、与所
述第一轴体411滑动配合且一一对应的第一滑块412；第一纵向调节组件42包括：沿y轴方向安装在所述第一滑块412上的第二轴体421、与所述第二轴体421滑动配合的第二滑块422；所述激光器20安装在所述第二滑块422上。参考图1和图2，横向调节组件41具有两根相互平行的第一轴体411，并各安装有一个第一滑块412。第二轴体421横向安装在两个第一滑块412上。因此，当第一滑块412在第一轴体411上沿x轴方向移动时，带动第一纵向调节组件42沿x轴方向同步移动，从而使激光器20沿x轴方向改变位置。当第二滑块422在第二轴体421上沿y轴方向移动时，带动激光器20沿y轴方向改变位置。因此，通过以上横向调节组件41和第一纵向调节组件42可实现激光器20在水平面的位置调节。
36.横向调节组件41还包括与所述第一轴体411滑动配合且一一对应的第四滑块413；所述位置调节机构40还包括设置在横向调节组件41上的第二纵向调节组件43。所述第二纵向调节组件43包括：沿y轴方向安装在所述第四滑块413上的第三轴体431、与所述第三轴体431滑动配合的第三滑块432；所述摄像头30安装在所述第三滑块432上。第四滑块413能够沿着第一轴体411朝x轴方向移动，从而带动第二纵向调节组件43沿x轴方向移动，从而改变摄像头30在x轴方向上的位置。
37.应当理解，横向调节组件41、第一纵向调节组件42、第二纵向调节组件43均可采用动力源驱动。动力源可以为电机、气缸、油缸等。
38.在一些实施方式中，第三滑块432能够沿第三轴体431周向转动以改变摄像头30的角度。此处，可通过调节第三轴体431上摄像头30的安放角度，以改变线阵ccd的成像。从而获得该骨料其他方向上三维特征的各项数据。在一些实施方式中，支架10上沿x轴方向布置有刻度尺11。
39.具体地，骨料将放置与该装置机架中间位置。开启激光器20，激光照射于骨料上，摄像头30捕获反射激光并在成像于线阵ccd的光敏面上。通过位置调节机构40调节激光器20的位置从而照射不同位置的骨料表面，从而改变线阵ccd光敏面上的成像点。再通过测量激光器与摄像头的相对距离，以及已知的工业相机所在平面与参考平面的垂直距离来计算骨料表面与参考平面的相对距离。具体计算利用三角形相似原理，来得到各组数据之间的关系式。
40.本技术实施例所提出的技术方案中，利用激光对物体表面进行检测，大大提高了测量的效率，测量装置体积小，且与物体表面不接触，测量范围大，结构简单，易维护。
41.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。
42.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
43.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三
个等，除非另有明确具体的限定。
44.本文中所描述的具体实施例仅仅是对本技术精神作举例说明。本技术所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本技术的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。