变径线线型测量装置的制作方法

1.本发明涉及激光测量技术领域，具体为一种对变径线的线型测量装置与方法。


背景技术：

2.随着人们的生活水平提高，人们爱上了各种舒适和轻快的娱乐休闲活动，而钓鱼就是其中的一种，为了配合钓鱼活动，各类钓鱼的工具和相应的耗材便成了不可缺少的工具。而随着人们对钓鱼活动的兴趣增加，对高级的钓鱼工具便成了人们的渴望，更高级的钓鱼工具能够给钓鱼者提供更大的娱乐性和钓鱼成就感；作为钓鱼工具，鱼线是其中的一个重要的组成部件，好的鱼线，既要有足够的抗拉能力，又要足够轻，并且容易收卷、释放和不发生缠绕；因此，作为钓鱼的鱼线，鱼线的直径并不是粗细完全一致的，在不同的线长方向上，会根据受力等原因，使得鱼线是变径的，如附图1示意图所示，包括wf型、wwf型、wf-x型、dt型st型ll型等以下几种。通常，鱼线的变径每一段长度在0.1-15米左右，根据钓鱼作业需要而改变。
3.同时，在生产完鱼线后，通常需要对鱼线的直径进行测量，以便对鱼线的质量进行检验。而目前鱼线在出厂前，为了对鱼线进行检验，人工需要测量每段鱼线的直径长度，人员拿着游标卡尺测量每段变径的长度，人工测量工作量大，不准确，人员容易疲劳。
4.而对于相应线型的直径测量方法，现有技术中，也存在一些基于电子化的测量方法和测量设备，如
5.专利申请cn 113561462a公开了一种可控单丝线径精度的生产专机，包括线径控制机构、单丝预热机构和空冷牵伸机构，线径控制机构包括主动牵伸辊、被动牵伸辊和用于驱动主动牵伸辊转动的动力机构，在主动牵伸辊与被动牵伸辊之间留有与单丝线配合的牵伸间隙；单丝预热机构的一端设置为进丝端，单丝预热机构的另一端设置为出丝端，在进丝端与出丝端之间依次设置有若干上下交错设置的单丝预热辊；空冷牵伸机构的一端设置为输入端，单丝预热机构的另一端设置为输出端，在输入端与输出端之间依次设置有若干上下交错设置的空冷牵伸辊。该专机能够避免变径线的粗端和细端同时牵伸受力的状况，保证拉伸效果，同时实现了等径线和变径线各段线型的精度控制，提升产品质量和生产效率。
6.专利申请cn2589934y公开了一种高精度激光扫描测径控制器，其用于控制和测量被测工件外径，包括激光传感器和控制电路部分；激光传感器包括，安置在调整座内的激光器，同步扫描棱镜，反射镜、透镜和聚光镜；在激光传感器右箱体窗口位置设置标准窗口；控制电路部分包括，单片微处理机、光电转换器、计数闸门逻辑电路、计数电路和与之连接键盘、显示、输入输出接口控制电路。由此使被测工件外径与光点扫描线速无关，从而消除光点线速不稳定的误差，降低了对扫描系统加工制造的技术要求；并且将扫描转镜设置呈外切圆较小的八面棱镜，使反射镜面上的扫描光点更接近光轴，减小光学系统非线性误差；铸铝传感器密封及散热性好，控制电路简单，因此极为实用。
7.专利申请cn102506720a公开一种测量短碳纳米管直径和长度的光散射装置及方法，氦氖激光器发射的光，通过格林-泰勒棱镜变成垂直方向的线偏振激光；入射线偏振激
光经平面镜反射，经透镜聚焦后照射在样品池内的颗粒样品上，被激光束照射的样品颗粒产生的90度方向的散射光依次进入两个正对的小孔；渥拉斯顿棱镜将散射光分解为垂直方向偏振散射光和水平方向偏振散射光；两个光电倍增管分别对两个方向的偏振散射光进行检测，将测得的光信号转换成ttl脉冲电压信号送入数学相关器得到测量直径及长度，相对于目前最普遍的显微镜测量法，是一种无接触式的测量方法，且测量速度快，成本低，操作要求低。相对于拉曼光谱检测法，可同时测量直径及长度，且适用于多壁碳纳米管的测量。
8.专利申请cn108088379a公开了一种测量短碳纳米管直径和长度的光散射装置及方法，氦氖激光器发射的光，通过格林-泰勒棱镜变成垂直方向的线偏振激光；入射线偏振激光经平面镜反射，经透镜聚焦后照射在样品池内的颗粒样品上，被激光束照射的样品颗粒产生的90度方向的散射光依次进入两个正对的小孔；渥拉斯顿棱镜将散射光分解为垂直方向偏振散射光和水平方向偏振散射光；两个光电倍增管分别对两个方向的偏振散射光进行检测，将测得的光信号转换成ttl脉冲电压信号送入数学相关器得到测量直径及长度，相对于目前最普遍的显微镜测量法，是一种无接触式的测量方法，且测量速度快，成本低，操作要求低。相对于拉曼光谱检测法，可同时测量直径及长度，且适用于多壁碳纳米管的测量。
9.专利申请cn101571379a公开了一种无缝圆形钢管直径及直线度参数测量的方法：完成由1只摄像机和多线激光投射器组成多线结构光视觉传感器参数的校准；在被测无缝圆形钢管附近布设多线结构光视觉传感器；计算机分别控制激光投射器投射结构光平面到无缝圆形钢管被测截面，摄像机采集无缝圆形钢管表面光条图像，进行光条图像处理，并根据测量模型计算不同截面的三维坐标；确定空间截面椭圆中心，实现无缝圆形钢管直线度的测量，以及构建无缝圆形钢管的动态虚拟中心轴线；构建空间截面椭圆动态虚拟投影基准面；将空间截面椭圆向动态虚拟投影基准面正向投影，在基准面上进行圆拟合，得到钢管截面圆。本发明可以实现无缝圆形钢管直径及直线度参数的在线、实时、自动、非接触测量。
10.总体来说，目前，在管道或线进行电子化测量技术和测量方法方面，存在以下缺陷；
11.1.现有技术中，目前鱼线在出厂前，为了对鱼线进行检验，人工需要测量每段鱼线的直径长度，人员拿着游标卡尺测量每段变径的长度，人工测量工作量大，不准确，人员容易疲劳。
12.2.现有技术中，虽然存在利用激光设备等实现线径的方法，但是该测量方法复杂，而且无法测量变径线的直径，特别是无法对变径线进行直径的标识和记录。由于鱼线在使用中，通常直径是变化的，即是变径线，因此，不能很好的测量鱼线的直径，或者需要不停的调整测量位置，测量麻烦，工作量大，而且不准确，其在生成过程中，进行预先的精度控制，但是无法确保精度，特别是后续对鱼线进行检验。
13.3.现有技术中，即使对鱼线进行了多次测量，但是测量后，后续再次使用时，或者需要了解该测量数据时，并不能及时了解测量数据，因此，该测量的意义不大需要重复测量，显然不利于使用。
14.3.现有技术中，通常在进行测量时，一般只设置一组发送部件和接收部件，这样在鱼线的圆度并不好时，则容易导致测量错误或者测量不准确，不利于对鱼线的质量进行良好的评估。
15.面对上述技术问题，人们希望提供一种能够快速测量变径线的设备，该设备可以快速检测变径线的直径，并且可以记录变径线变径的位置和颜色的设备。但到目前为止，现有技术中并无有效办法解决上述技术难题。


技术实现要素：

16.本发明的目的在于提供一种对变径线的线型测量装置与方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
17.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
18.一种对变径线的线型测量装置，包括壳体，壳体内部设置有发射部件、接收部件、摄像部件、放线轮和卷线轮；所述发射部件内设置有激光部件、八面棱镜和发射镜；所述接收部件包括聚光镜和激光测量部件；所述发射镜和所述聚光镜均为光学透镜，所述八面棱镜为全反射棱镜，由电机驱动使得所述八面棱镜旋转；所述发射部件和所述接收部件隔开一定距离设置，从而在两者之间形成一个测量腔室。
19.更进一步地，所述变径线从放线轮释放出，以平行所述发射部件和所述接收部件的方向穿过所述测量腔室后，在所述卷线轮上收卷；
20.所述激光器发射激光至所述八面棱镜，所述八面棱镜通过镜面发射的方式将激光发射出，从而使得激光以水平方式经过所述发射镜，所述发射镜使得所述激光束成平行发射；所述激光穿过所述发射部件至所述测量腔室，当激光照射到所述变径线时，则所述激光被遮挡不能穿透并继续发射到所述接收部件，而未被所述变径线时时，则所述激光进入到所述接收部件；进入所述接收部件后，穿过所述聚光镜，所述聚光镜将所述激光进行汇集，并发送至所述激光测量部件，所述激光测量部件基于接收到的激光即测量出变径线的直径；
21.所述放线轮和所述卷线轮均设置有存线槽，所述鱼线卷存于所述放线轮和所述卷线轮上。
22.更进一步地，在进行变径线的直径测量时，通过所述放线轮将鱼线从存线槽中放出，同时，所述卷线轮将放出的鱼线收卷，并存储于所述卷线轮的存线槽，使得所鱼线以竖直的方向穿过所述测量腔室；在鱼线经过所述测量腔室时，通过所述发送部件发射激光，并扫过所述鱼线后到达所述接收部件，进而感知得到所述鱼线的直径；并且，随着所述放线轮和所述卷线轮的持续放线和卷线工作，以及持续的测量，进而得到所述变径线的各长度范围的直径数据；
23.所述卷线轮一侧设置有长度检测部件，其用于检测卷入所述卷线轮的鱼线长度；所述卷线轮通过步进电机驱动，所述放线轮也连接有驱动电机，所述步进电机和所述驱动电机均和控制器连接，从而控制卷线和放线速度，所述卷线轮上还设置有扭矩传感器，从而所述扭矩传感器测量所述卷线轮收到的扭矩，判断所述鱼线的张紧程度，进而通过所述控制器控制所述卷线轮的所述步进电机的转速。
24.更进一步地，所述线型测量装置还包括存储模块，所述存储模块分别连接至所述激光测量部件和所述长度测量部件，从而同时存储所述鱼线的直径和对应的测量长度值，形成在鱼线的各长度处的直径值；
25.所述发射部件和接收部件成对布置，并且包括两对所述发射部件和接收部件，两
对所述发射部件和接收部件平行间隔设置，所述变径线位于两对所述发射部件和接收部件的间隔空间中，从而两对所述发射部件和接收部件分别在所述变径线的两侧发射和接收测量激光，进而测量出所述变径线的宽度。
26.更进一步地，所述发射部件和接收部件成对布置，并且包括至少三对所述发射部件和接收部件，所述发射部件和接收部件成围绕所述变径线的径向分别设置，从而测量所述变径线的同一截面的多个方向的宽度，进而能够检验所述变径线的圆形程度。
27.更进一步地，所述线型测量装置还包括颜色识别模块，所述颜色识别模块为高速摄像机，通过用于获取所述变径线的颜色，并将获取的颜色信息发送至所述存储模块，从而使得形成鱼线的各长度处的直径值和颜色值的测量数据。
28.更进一步地，所述线型测量装置还包括打印喷涂单元，所述打印喷涂单元能够对所述鱼线进行打印喷涂标志，从而在所述线型测量装置进行测量得到了鱼线长度值和所述直径时，通过并发送至所述打印喷涂单元在所述鱼线上喷涂直径标志和长度标志。
29.更进一步地，所述卷线轮为可快拆的方式设置于所述线型测量装置上，并设置有显示模块和放线长度模块，从而在完成所述鱼线的直径、颜色和长度数据的测量后，当在使用时随着将所述鱼线放出，可通过显示模块自动显示出所述鱼线的正在放出处的直径和已经放出的长度数据。
30.本发明还提供了一种变径线的线型测量方法，包括上述对变径线的线型测量装置，具体的变径线测量方法如下；
31.步骤s1，将所述变径线从所述放线轮释放并且使所述变径线一端穿过所述测量腔室，并卷设固定在所述卷线轮；
32.步骤s2，启动所述激光器，从而所述激光经过八面棱镜的发射后透过所述发射镜，然后穿过所述变径线后经过所述接收部件的聚光镜后，到达所述激光测量部件；
33.步骤s3，所述激光测量部件获得所述变径线的直径，并将所述直径数据存储于所述存储模块；从而同时存储所述鱼线的直径和对应的测量长度值，形成在鱼线的各长度处的直径值；
34.步骤s4，所述卷线轮的步进电机启动，进而带动所述线缆卷摄于所述卷线轮，同时所述长度测量模块测量所述变径线的长度，并将长度数据发送至所述存储模块；
35.步骤s5，所述打印喷涂单元能够对所述鱼线进行打印喷涂标志，从而在所述线型测量装置进行测量得到了鱼线长度值和所述直径时，通过并发送至所述打印喷涂单元在所述鱼线上喷涂直径标志和长度标志。
36.更进一步地，所述发射部件和接收部件成对布置，并且包括至少三对所述发射部件和接收部件，所述发射部件和接收部件成围绕所述变径线的径向分别设置，从而测量所述变径线的同一截面的多个方向的宽度，进而能够检验所述变径线的圆形程度。
37.与现有技术相比，本发明的对变径线的线型测量装置与方法有益效果是：
38.1、本发明的对变径线的线型测量装置与方法，采用激光设备对变径线进行直径的测量和长度方向上的测量，从而可以快速获取各长度上的线型的特点，以及不同的长度上的直径，以便后续的快速使用。
39.2.本发明的对变径线的线型测量装置与方法，本发明通过拉紧传感器/扭距传感器检测卷线轮的扭矩，进而可以得出张紧程度，从而在放线速度大于卷线速度时，扭矩过
小，则说明需要适当加快卷线速度，反之，则降低卷线速度线缆配合释放，以免拉扯鱼线。
40.3.本发明的对变径线的线型测量装置与方法，所述发送部件和接收部件多组，分布在所述鱼线的径向方向的不同角度布置，可以同时测量一个剖面的多个径向的直径，从而检测变径线的圆形程度，在进行鱼线直径测量的同时，检测鱼线的质量。
41.4.本发明的对变径线的线型测量装置与方法，考虑的变径线的特点，对变径部分进行喷涂标记，从而方便后续的使用中，只需要通过观察标记既可以获得当前鱼线的直径和变径的长度等参数。
附图说明
42.图1为本发明的各类变径线的结构示意图；
43.图2为本发明的整体结构示意图。
44.图中：1、壳体；2、发射部件；3、接收部件；4、摄像部件；5、放线轮；6、卷线轮；7、激光部件；8、八面棱镜；9、发射镜；10、聚光镜；11、激光测量部件；12、测量腔室；13、长度检测部件；14、扭矩传感器；15、存储模块。
具体实施方式
45.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
46.具体实施例一：
47.请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种对变径线的线型测量装置，其特征在于：包括壳体1，壳体1内部设置有发射部件2、接收部件3、摄像部件4、放线轮5和卷线轮6；所述发射部件2内设置有激光部件7、八面棱镜8和发射镜9；所述接收部件3包括聚光镜10和激光测量部件11；所述发射镜和所述聚光镜均为光学透镜，所述八面棱镜为全反射棱镜，由电机驱动使得所述八面棱镜旋转；所述发射部件2和所述接收部件3隔开一定距离设置，从而在两者之间形成一个测量腔室12；
48.所述变径线从放线轮5释放出，以平行所述发射部件2和所述接收部件3的方向穿过所述测量腔室12后，在所述卷线轮6上收卷；
49.所述激光器发射激光至所述八面棱镜8，所述八面棱镜8通过镜面发射的方式将激光发射出，从而使得激光以水平方式经过所述发射镜9，所述发射镜9使得所述激光束成平行发射；所述激光穿过所述发射部件至所述测量腔室12，当激光照射到所述变径线时，则所述激光被遮挡不能穿透并继续发射到所述接收部件，而未被所述变径线时时，则所述激光进入到所述接收部件3；进入所述接收部件3后，穿过所述聚光镜10，所述聚光镜10将所述激光进行汇集，并发送至所述激光测量部件11，所述激光测量部件11基于接收到的激光即测量出变径线的直径；
50.所述放线轮5和所述卷线轮6均设置有存线槽，所述鱼线卷存于所述放线轮5和所述卷线轮6上；
51.在进行变径线的直径测量时，通过所述放线轮5将鱼线从存线槽中放出，同时，所
述卷线轮6将放出的鱼线收卷，并存储于所述卷线轮6的存线槽，使得所鱼线以竖直的方向穿过所述测量腔室12；在鱼线经过所述测量腔室12时，通过所述发送部件2发射激光，并扫过所述鱼线后到达所述接收部件3，进而感知得到所述鱼线的直径；并且，随着所述放线轮5和所述卷线轮6的持续放线和卷线工作，以及持续的测量，进而得到所述变径线的各长度范围的直径数据。
52.优选的，所述卷线轮6一侧设置有长度检测部件13，其用于检测卷入所述卷线轮6的鱼线长度；所述卷线轮6通过步进电机驱动，所述放线轮5也连接有驱动电机，所述步进电机和所述驱动电机均和控制器连接，从而控制卷线和放线速度，所述卷线轮7上还设置有扭矩传感器14，从而所述扭矩传感器14测量所述卷线轮收到的扭矩，判断所述鱼线的张紧程度，进而通过所述控制器控制所述卷线轮6的所述步进电机的转速。
53.优选的，所述线型测量装置还包括存储模块15，所述存储模块15分别连接至所述激光测量部件11和所述长度测量部件14，从而同时存储所述鱼线的直径和对应的测量长度值，形成在鱼线的各长度处的直径值。
54.优选的，所述发射部件2和接收部件3成对布置，并且包括两对所述发射部件2和接收部件3，两对所述发射部件2和接收部件3平行间隔设置，所述变径线位于两对所述发射部件2和接收部件3的间隔空间中，从而两对所述发射部件2和接收部件3分别在所述变径线的两侧发射和接收测量激光，进而测量出所述变径线的宽度。
55.优选的，所述发射部件2和接收部件3成对布置，并且包括至少三对所述发射部件2和接收部件3，所述发射部件2和接收部件3成围绕所述变径线的径向分别设置，从而测量所述变径线的同一截面的多个方向的宽度，进而能够检验所述变径线的圆形程度。
56.优选的，所述线型测量装置还包括颜色识别模块16，所述颜色识别模块16为高速摄像机，通过用于获取所述变径线的颜色，并将获取的颜色信息发送至所述存储模块15，从而使得形成鱼线的各长度处的直径值和颜色值的测量数据。
57.优选的，所述线型测量装置还包括打印喷涂单元，所述打印喷涂单元能够对所述鱼线进行打印喷涂标志，从而在所述线型测量装置进行测量得到了鱼线长度值和所述直径时，通过并发送至所述打印喷涂单元在所述鱼线上喷涂直径标志和长度标志。
58.优选的，所述卷线轮6为可快拆的方式设置于所述线型测量装置上，并设置有显示模块和放线长度模块，从而在完成所述鱼线的直径、颜色和长度数据的测量后，当在使用时随着将所述鱼线放出，可通过显示模块自动显示出所述鱼线的正在放出处的直径和已经放出的长度数据。
59.具体实施例二：
60.本技术还提供一种变径线的线型测量方法，包括权利要求3、6-7中任意一项的对变径线的线型测量装置，其特征在于，具体的变径线测量方法如下；
61.步骤s1，将所述变径线从所述放线轮5释放并且使所述变径线一端穿过所述测量腔室12，并卷设固定在所述卷线轮6；
62.步骤s2，启动所述激光器，从而所述激光经过八面棱镜8的发射后透过所述发射镜9，然后穿过所述变径线后经过所述接收部件3的聚光镜10后，到达所述激光测量部件11；
63.步骤s3，所述激光测量部件11获得所述变径线的直径，并将所述直径数据存储于所述存储模块15；从而同时存储所述鱼线的直径和对应的测量长度值，形成在鱼线的各长
度处的直径值；
64.步骤s4，所述卷线轮6的步进电机启动，进而带动所述线缆卷摄于所述卷线轮6，同时所述长度测量模块15测量所述变径线的长度，并将长度数据发送至所述存储模块15；
65.步骤s5，所述打印喷涂单元能够对所述鱼线进行打印喷涂标志，从而在所述线型测量装置进行测量得到了鱼线长度值和所述直径时，通过并发送至所述打印喷涂单元在所述鱼线上喷涂直径标志和长度标志。
66.优选的，所述发射部件2和接收部件3成对布置，并且包括至少三对所述发射部件2和接收部件3，所述发射部件2和接收部件3成围绕所述变径线的径向分别设置，从而测量所述变径线的同一截面的多个方向的宽度，进而能够检验所述变径线的圆形程度。
67.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
68.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。