专利名称：岩、矿芯图象高分辨率采集分析仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种对岩、矿芯表面图象扫描采集的岩、矿芯图象高分辨率采集分析仪，属地球物理及信息存贮技术领域。
背景技术：
地质岩、矿芯是进行地下矿藏资源研究的最珍贵的资料之一。目前国内对岩、矿芯地质结构特征的采集，是通过人用肉眼观察后记载描述实现的。肉眼观察，虽然具有直观、清楚、真实的优点，但是，很难避免从岩、矿芯上多次采样、岩、矿芯移动受到磨擦、碰撞所造成的岩、矿芯信息损失；另外，空气的各种成份，也会使岩、矿芯因风化而损失信息。因而，一般岩、矿芯取出时间超过五年以上的岩、矿芯都已无法进行岩、矿芯的重新描述工作，令科研人员感到惋惜。由于信息采集靠人工进行，人的主观因素的差异也常常影响对岩、矿芯地质结构特征的客观评价，降低了情报资料的准确性。当然人工采集岩、矿芯图象找取岩、矿芯的工作量之大也是不言而喻的。为了改变上述状况，德国研制了一种数字光学岩、矿芯图象采集仪，试图通过设置在旋转岩、矿芯工作台上方的摄影录象机，对刚采回的岩、矿芯进行图象采集，从而使岩、矿芯的全部地质资料保留下来。然而摄影机的摄影效果，受焦距和景深的制约，而对它们的掌握又决定于操作者的技术水平，所以常出现采集的岩、矿芯图象不够清晰，不如手拿着观察清楚的情况。同时，摄影时环境光线的调节不当也会直接影响所摄出的岩、矿芯图象的效果和质量。另外，摄影录象机进行岩、矿芯图象采集时，因镜头具有一个视角，所以被摄入的景物，不仅包括应被采集的岩、矿芯面，其它岩、矿芯面也会被摄入，这就破坏了岩、矿芯三维显示的效果，给进一步进行图象处理和测量带来误差。
发明内容
本实用新型技术的目的，在于提供一种显示清晰、高保真的岩、矿芯图象高分辨率采集分析仪，而且岩、矿芯图象的采集靠控制装置自动完成。
本实用新型是通过如下的技术方案来实现上述目的的该岩、矿芯图象高分辨率采集仪由摄象头、水平移动机构、垂直升降机构、岩、矿芯旋转机构组成，摄象头安装在水平移动机构相联的垂直升降机构上，岩、矿芯旋转机构位于摄象头的下方；摄象头上具有与计算机主机上的图象卡接口相连的图象传输接口；其特征在于所述的水平移动机构由水平配置的水平导轨、滑块I、同步带、同步带轮箱、减速箱及步进电机I组成，同步带置于两水平导轨之间，滑块I装在两水平导轨上，同步带轮箱由装有减速箱的步进电机I驱动，滑块I与垂直升降机构的升降导轨和升降丝杆相连；垂直升降机构的升降丝杆与手柄I相连；所述的岩、矿芯旋转机构具有二根平行并水平设置的辊轴，其中一辊轴上装有蜗轮蜗杆减速器和步进电机II，辊轴的支座处设置有横向移动的导轨和滑块I及由螺母II、螺杆和手柄II组成的纵向移动机构；水平移动机构的步进电机I和辊轴旋转的步进电机II与电机驱动器I和电机驱动器II的接口相连。水平运动、辊轴运动采用电机通过啮合传动驱动。
本实用新型与现有技术相比具有如下的有益效果1.分辨率高而且可调，不仅使采集的图象比手拿着岩、矿芯观察更清晰，而且便于对重点层段选择高分辨率采集，以利于细微地质特征的描述，对非重点层段则选用较低分辨率采集，以节约计算机存储空间。
2.由于摄象头与岩、矿芯表面的距离一致(39.5cm-40.5cm)，使采集到的岩、矿芯图象比例相同，具有真正的可对比性；由于摄象头与岩、矿芯之间的光源为平行光源，采集图象时，非采集对象的表面不会被采集，能真正实现岩、矿芯图象的三维显示，而且还采用自动的校正方法对环境光源的影响而进行校正，使采集的图象更真实，并能对图象进行测量和处理。
3.重要执行机构的驱动通过串口线与控制板的连接由计算机主机进行自动控制，使采集到的图象的质量和效果不受操作技术人员的影响。
图1为岩、矿芯图象高分辨率采集分析仪的主视图；图2为岩、矿芯图象高分辨率采集分析仪的左视图；图3为岩、矿芯图象高分辨率采集分析仪的控制流程图；图中1、水平导轨，2、同步带，3、滑块I，4、机身，5、减速箱，6、同步带轮箱，7、步进电机I，8、升降导轨，9、升降丝杆，10、螺母I，11、托盘，12、手柄I，13、辊轴，14、蜗轮蜗杆减速器，15、步进电机II，16、连接块，17、同步带轮和同步带，18、螺母II，19、螺杆，20、手柄II，21、导轨，22、滑块II，23、摄象头，23-1、CameraLink连接口，24、灯具，25、计算机主机，25-1、计算机COM1口，25-2、Matrox Meteor-II卡Frame Grabber连接口，26、控制板，26-1、串口，26-2、驱动器I接口，26-3、驱动器II接口，27、串口线，28、CameraLink线，29、电机驱动器I，30、电机驱动器II。
具体实施方案该岩、矿芯图象高分辨率采集分析仪是以高分辨率的数字摄象头(23)作为岩、矿芯图象的采集部件，将摄象头(23)安装在与水平移动机构相连接的垂直升降机构上，在摄象头(23)的下方设置岩、矿芯旋转机构。所述的摄象头(23)的水平移动机构由水平导轨(1)、同步带(2)、滑块I(3)、同步带轮箱(6)、齿轮减速箱(5)、步进电机I(7)等组成。同步带轮箱(6)和齿轮减速箱(5)分别安装在机身(4)的两端，齿轮减速箱(5)与步进电机I(7)连接，带动滑块I(3)做横向水平运动。摄象头(23)安装在与滑块I(3)连接的垂直升降机构上，垂直升降机构由垂直升降导轨(8)、升降丝杆(9)、螺母I(10)、手柄I(12)、托盘(11)组成，转动手柄I(12)，丝杆(9)也随其转动，并带动螺母I(10)和托盘(11)上下垂直运动，使摄象头(23)同步做上下垂直运动，达到调节摄象头(23)与岩、矿芯的距离的目的。步进电机I(7)与电机驱动器I(29)相连，其运动由计算机主机(25)的计算机COM1口(25-1)通过串口线(27)与控制板(26)的串口(26-1)连接发送指令给控制板(26)。控制板(26)通过驱动器I接口(26-2)与电机驱动器I(29)连接驱动步进电机I(7)运动。
所述的岩、矿芯旋转机构，由两根平行并且水平放置的两辊轴(13)、蜗轮蜗杆箱(14)、步进电机II(15)、连接块(16)、同步带轮和同步带(17)、滑块II(22)、导轨(21)、螺母II(18)、螺杆(19)及手柄II(20)组成。为了适用不同直经大小的岩、矿芯，通过转动旋转机构中的手柄II(20)使其螺杆(19)旋转，带动滑块II(22)移动，达到移动两辊轴(13)间距的目的，用于不同直经大小的岩、矿芯。两辊轴(13)的转动是由步进电机II(15)驱动蜗轮蜗杆减速器(14)转动、带动同步带轮和同步带(17)转动而驱动的。步进电机II(15)与电机驱动器II(30)相连，其运动由计算机主机(25)的计算机COM1口(25-1)通过串口线(27)与控制板(26)的串口(26-1)连接发送指令给控制板(26)。控制板(26)通过驱动器II接口(26-3)与电机驱动器II(30)连接驱动步进电机II(15)运动。
摄象头的水平运动机构和岩、矿芯旋转机构可以采用电机通过啮合传动驱动，也可以直接与步进电机连接；所述的啮合传动驱动为蜗轮蜗杆传动、齿轮传动、丝杆螺母传动、链传动及同步带传动。
当采集岩、矿芯外表面图象时，将岩、矿芯放置于两根辊轴(13′)之上，视岩、矿芯直径的大小通过旋转手柄II(20)调节两根辊轴(13)中心的间距，计算机主机(25)控制步进电机II(15)驱动辊轴(13)旋转，使岩、矿芯转动；旋转垂直升降机构的手柄I(12)使摄象头(23)垂直运动调整与岩、矿芯表面的距离，计算机主机(25)通过串口线(27)控制岩、矿芯高分辨率采集分析仪工作，并使其分辨率、光线处于最佳状态。根据岩、矿芯的直径在采集界面上进行设置，计算机主机(25)通过串口线(27)发送指令使控制板(26)控制电机驱动器II(30)驱动步进电机II(15)使辊轴(13)旋转，直至完成全部的外表面采集，然后将摄象头(23)采集的岩、矿芯外表面图象数据通过CameraLink线(28)连接摄象头(23)上的CameraLink连接口(23-1)和计算机主机(25)上的MatroxMeteor-II卡Frame Grabber连接口(25-2)录入计算机。
当采集岩、矿芯纵切面图象时，将岩、矿芯放置在两根辊轴(13)之上，并使该切面处于水平位置，转动摄象头(23)和灯具(24)的方向使其与岩、矿芯长度方向垂直且水平，调节摄象头(23)到最佳的位置。根据岩、矿芯的长度在采集界面上进行设置，计算机主机(25)通过串口线(27)发送指令使控制板(26)控制电机驱动器I(29)驱动步进电机I(7)使摄象头(23)移动，直至完成全部纵切面采集，然后将摄象头(23)采集的岩、矿芯纵切面图象数据通过CameraLink线(28)连接摄象头(23)上的CameraLink连接口(23-1)和计算机主机(25)上的Matrox Meteor-II卡Frame Grabber连接口(25-2)录入计算机。
权利要求1.一种岩、矿芯图象高分辨率采集仪，它由摄象头、水平移动机构、垂直升降机构、岩、矿芯旋转机构组成，摄象头安装在水平移动机构相联的垂直升降机构上，岩、矿芯旋转机构位于摄象头的下方；摄象头上具有与计算机主机上的图象卡相连的图象传输接口；其特征在于所述的水平移动机构由水平配置的水平导轨、滑块I、同步带、同步带轮箱、减速箱及步进电机I组成，同步带置于两水平导轨之间，滑块I装在两水平导轨上，同步带轮箱由装有减速箱的步进电机I驱动，滑块I与垂直升降机构的升降导轨和升降丝杆相连；垂直升降机构的升降丝杆与手柄I相连；所述的岩、矿芯旋转机构具有二根平行并水平设置的辊轴，其中一辊轴上装有蜗轮蜗杆减速器和步进电机II，辊轴的支座处设置有横向移动的导轨和滑块I及由螺母II、螺杆和手柄II组成的纵向移动机构；水平移动机构的电机I和辊轴旋转的步进电机II与电机驱动器I和电机驱动器II的接口相连。
2.根据权利要求1所述的岩、矿芯图象高分辨率采集仪，其特征在于所述的摄象头的水平运动机构和岩、矿芯旋转机构可以采用电机通过啮合传动驱动，也可以直接与步进电机连接；所述的啮合传动驱动为蜗轮蜗杆传动、齿轮传动、丝杆螺母传动、链传动及同步带传动。
专利摘要本实用新型涉及一种对岩、矿芯表面图象进行采集的岩、矿芯图象高分辨率采集分析仪，属地球物理及信息存贮技术领域。它是由高分辨率的数字摄象头、水平移动机构、垂直升降机构和岩、矿芯旋转机构组成，摄象头安装于与水平移动机构相联的垂直升降机构上，岩、矿芯旋转机构位于摄象头的下方，摄象头、水平移动机构和岩、矿芯旋转机构均在计算机控制下工作，并将采集到的岩、矿芯全部地质结构特征的图象录入计算机中，以便于进行永久性的保存和有效管理。解决了现行岩、矿芯图象采集中图象处理及表面面积测量准确性差，岩、矿芯图象损失大的问题。适用于各种地下矿藏岩、矿芯的图象采集分析。
文档编号H04N1/04GK2809634SQ20052009585
公开日2006年8月23日 申请日期2005年4月7日 优先权日2005年4月7日
发明者李建华, 沈疆海, 关锦鸣 申请人:荆州市华孚信息技术有限公司