专利名称：手动高精度内孔光学检测仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种检测仪，尤其是涉及一种手动高精度内孔光学检测仪。
背景技术：
现有的各种各样的零件加工时，经常会遇到加工一些微小的内孔，而对这些微小内孔的内表面情况进行高精度的检测，则是保证加工质量的有效手段。传统技术中，人们采用望远系统对内孔壁进行直接观察，将内孔壁用光源照亮，利用光学系统收集、汇聚内孔壁的反射光，然后用人眼直接观察，由于光学系统的限制，每次的观察范围受到限制，同时还存在着人眼易疲劳，工作效率低，检测精度差，检测结果因人而异，重复性非常差。这种检测小孔内表面的方法在当今的一些高技术应用领域已经无法满足实现高精度检测的需要，如对于光通讯技术中使用的一种陶瓷插件，其零件本身的尺寸较小，而微小的轴向通孔又要求非常高的表面光洁度和同心度，而这却是传统检测手段所无法完成的。随着现代光学成像技术的发展，人们将其用于零件内孔的高精度检测，取得了非常理想的效果。如2001年10月24日公告授权的00264620.X号中国实用新型专利说明书中公开了一种深孔内膛质量检测装置，设置有光源、反射镜和CCD摄像头，检测时，使光源通电照明，使深孔内膛的质量经反射镜反射到CCD摄像头，然后将所摄情况传递到计算机，供其处理。这种检测装置结构简单紧凑，安装维修方便，操作直观简便，测量精度、重复性和稳定性都较好。但是，这种检测装置要利用被光照明的零件内膛的反射光信号进行检测，其输入的检测信号相对较弱，因此要求有较强的光源照明亮度，同时这种检测装置对检测如上所述的陶瓷插件等类似的小零件的内孔时，也还存在着操作不方便，受检测零件无法固定而影响稳定性，同时需要配置计算机，造成装置成本较高等缺陷。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种结构简单，成本较低，检测精度高，重复性和稳定性好的手动高精度内孔光学检测仪。
本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为一种手动高精度内孔光学检测仪，包括光源和CCD摄像头，它还包括一个工件夹具、一个显微物镜、一个适配镜和一台显示器，所述的工件夹具设置有V形夹口，所述的显微物镜对准所述的V形夹口，所述的适配镜设置在所述的CCD摄像头和所述的显微物镜之间，所述的显示器与所述的CCD摄像头连接，在所述的显示器的屏幕表面设置有数条相互平行的刻度线。
所述的光源包括光发生器、光纤和光纤固定座，所述的光发生器发出的光经准直后传输到所述的光纤，所述的光纤固定在所述的光纤固定座上，所述的光纤的出射端面对准所述的V形夹口，所述的光纤固定座通过调节杆与所述的工件夹具连接。
所述的光发生器可以是具有复色光频率成份的卤素灯。
所述的光纤是多束光纤。
所述的显微物镜是长工作距离的平场消色差显微镜物镜。
所述的适配镜是无畸变适配镜。
所述的显微物镜设置在显微镜筒上，所述的显微镜筒设置在三维平移台上。
它还包括一个标刻尺，所述的显微物镜的前端设置有标刻尺固定座。
所述的标刻尺的精度为0.01mm。
所述的刻度线设置在透明薄膜上，所述的透明薄膜是粘贴在所述的显示器的屏幕表面。
与现有技术相比，本实用新型的优点在于将工件设置在具有V形夹口的工件夹具上，利用具有长工作距离的平场消色差显微镜物镜进行放大，并通过无畸变适配镜将图像输入CCD摄像头，成像在显示器上，通过粘贴在显示器屏幕表面的透明薄膜上的刻度线，可以很清晰地对工件微小内孔的表面情况进行高精度检测；0.01mm精度的标刻尺可用于初期刻度线的分划，确定工件图像放大的比例，同时还可用于使用过程中对显微物镜和适配镜的放大倍数进行修正；将标刻尺标定后的刻度线进一步细分成若干等分，可以在微米级的精度上对工件的同轴度进行高精度的检测；由具有复色光频率成份的卤素灯和多束光纤构成冷光纤光源，在节约能源的基础上，确保具有较强的检测光源的亮度；显微镜筒设置在三维平移台上，可以调节显微物镜的焦距，并可以调整被测工件的图像的显示器中的显示位置。总之，该检测仪结构简单，操作方便，检测精度高，重复性和稳定性都非常好。
图1为本实用新型的结构示意图；图2为本实用新型工件夹具的V形夹口的局部视图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。
实施例一如图所示，一种手动高精度内孔光学检测仪，包括光源1和CCD摄像头2，工件夹具3、显微物镜4、适配镜5和显示器6，工件夹具3设置有V形夹口31，显微物镜4对准V形夹口31，适配镜5设置在CCD摄像头2和显微物镜4之间，显示器6与CCD摄像头2连接，在显示器6的屏幕表面设置有数条相互平行的刻度线7。光源1由光发生器11、光纤12和光纤固定座13组成，光发生器11是具有复色光频率成份的卤素灯，发出的光经准直后传输到光纤12，光纤12是固定在光纤固定座13上的多束光纤，光纤12的出射端面对准V形夹口31，光纤固定座13通过调节杆14与工件夹具3连接。显微物镜4是长工作距离的平场消色差显微镜物镜，它设置在显微镜筒41上，显微镜筒41固定在三维平移台8上，三维平移台8具有X轴测微头81、Y轴测微头82和Z轴测微头83，X轴测微头81用于调节显微物镜4的焦距，Y轴测微头82和Z轴测微头83则用于调节被测工件的图像在显示器6的屏幕上的显示位置，适配镜5是无畸变适配镜，刻度线7是设置在一块透明薄膜上，将透明薄膜粘贴在显示器6的屏幕表面，就成为显示器6的屏幕表面的刻度线。
实施例二如图所示，一种手动高精度内孔光学检测仪，包括光源1和CCD摄像头2，工件夹具3、显微物镜4、适配镜5和显示器6，工件夹具3设置有V形夹口31，显微物镜4对准V形夹口31，适配镜5设置在CCD摄像头2和显微物镜4之间，显示器6与CCD摄像头2连接，在显示器6的屏幕表面设置有数条相互平行的刻度线7。光源1由光发生器11、光纤12和光纤固定座13组成，光发生器11是具有复色光频率成份的卤素灯，发出的光经准直后传输到光纤12，光纤12是固定在光纤固定座13上的多束光纤，光纤12的出射端面对准V形夹口31，光纤固定座13通过调节杆14与工件夹具3连接。显微物镜4是长工作距离的平场消色差显微镜物镜，它设置在显微镜筒41上，显微镜筒41固定在三维平移台8上，三维平移台8具有X轴测微头81、Y轴测微头82和Z轴测微头83，X轴测微头81用于调节显微物镜4的焦距，Y轴测微头82和Z轴测微头83则用于调节被测工件的图像在显示器6的屏幕上的显示位置，适配镜5是无畸变适配镜，刻度线7是设置在一块透明薄膜上，将透明薄膜粘贴在显示器6的屏幕表面，就成为显示器6的屏幕表面的刻度线。它还包括一个标刻尺9，显微物镜4的前端设置有标刻尺固定座42，精度为0.01mm标刻尺9设置在标刻尺固定座42。
本实用新型的检测原理是这样的光发生器产生的自然光，经准直后由光纤传输，照射到被检测工件的端部，被检测工件置于工件夹具的V形夹口上，用手指轻压工件，带动工件旋转，光通过被检测工件的微小内孔，工件内孔经一定放大倍数的显微镜放大，再经一定缩放比例的适配镜缩放成合适的比例，由CCD摄像头摄取小孔图像，产生视频图像。由显示器显示内孔图像边缘，同心度即为刻度线上内孔图像边缘的跳动量。在此要说明的是在显微物镜和被检测工件夹具之间，利用0.01mm精度的标刻尺，显示器的屏幕上分划一组平行的刻度线，刻度线的比例即为图像放大的比例。
透过被检测工件内孔光强弱和照射角度，是通过调节光纤固定座和调节杆来调节。三维平移台用来固定显微镜筒，三维平移台由X轴测微头、Y轴测微头和Z轴测微头组成，X轴测微头用于调节显微物镜的焦距，Y轴测微头和Z轴测微头用于调节图像在显示器屏幕上的显示位置，通过微调CCD摄像头的后焦距，还可以来微调图像的清晰度和大小。
权利要求1.一种手动高精度内孔光学检测仪，包括光源和CCD摄像头，其特征在于它还包括一个工件夹具、一个显微物镜、一个适配镜和一台显示器，所述的工件夹具设置有V形夹口，所述的显微物镜对准所述的V形夹口，所述的适配镜设置在所述的CCD摄像头和所述的显微物镜之间，所述的显示器与所述的CCD摄像头连接，在所述的显示器的屏幕表面设置有数条相互平行的刻度线。
2.如权利要求1所述的手动高精度内孔光学检测仪，其特征在于所述的光源包括光发生器、光纤和光纤固定座，所述的光发生器发出的光经准直后传输到所述的光纤，所述的光纤固定在所述的光纤固定座上，所述的光纤的出射端面对准所述的V形夹口，所述的光纤固定座通过调节杆与所述的工件夹具连接。
3.如权利要求2所述的手动高精度内孔光学检测仪，其特征在于所述的光发生器是具有复色光频率成份的卤素灯。
4.如权利要求2所述的手动高精度内孔光学检测仪，其特征在于所述的光纤是多束光纤。
5.如权利要求1所述的手动高精度内孔光学检测仪，其特征在于所述的显微物镜是长工作距离的平场消色差显微镜物镜。
6.如权利要求1所述的手动高精度内孔光学检测仪，其特征在于所述的适配镜是无畸变适配镜。
7.如权利要求1所述的手动高精度内孔光学检测仪，其特征在于所述的显微物镜设置在显微镜筒上，所述的显微镜筒设置在三维平移台上。
8.如权利要求1所述的手动高精度内孔光学检测仪，其特征在于它还包括一个标刻尺，所述的显微物镜的前端设置有标刻尺固定座。
9.如权利要求8所述的手动高精度内孔光学检测仪，其特征在于所述的标刻尺的精度为0.01mm。
10.如权利要求1所述的手动高精度内孔光学检测仪，其特征在于所述的刻度线设置在透明薄膜上，所述的透明薄膜是粘贴在所述的显示器的屏幕表面。
专利摘要本实用新型公开了一种手动高精度内孔光学检测仪，包括光源和CCD摄像头，特点是它还包括工件夹具、显微物镜、适配镜和显示器，工件夹具设置有V形夹口，显微物镜对准V形夹口，适配镜设置在CCD摄像头和显微物镜之间，显示器与CCD摄像头连接，显示器的屏幕表面设置有数条相互平行的刻度线，优点在于将工件设置在具有V形夹口的工件夹具上，利用具有长工作距离的平场消色差显微镜物镜进行放大，并通过无畸变适配镜将图像输入CCD摄像头，成像在显示器上，通过粘贴在显示器屏幕表面的透明薄膜上的刻度线，可以很清晰地对工件微小内孔的表面情况和工件的同轴度进行高精度的检测，结构简单，操作方便，检测精度高，重复性和稳定性都非常好。
文档编号G01N21/954GK2660522SQ20032010828
公开日2004年12月1日 申请日期2003年11月21日 优先权日2003年11月21日
发明者张舜德, 陈阿三, 史锦, 戴积峰 申请人:宁波韵升股份有限公司