Комплект технических средств для бесконтактных геометрических измерений объектов

Комплект технических средств для бесконтактных геометрических измерений объектов относится к техническим средствам бесконтактного измерения малых объектов и может быть использован для измерения и контроля размеров (форм, поверхностей, пазов) любых объектов. Комплект снабжен трансформируемым устройством для фотографирования, содержащим две планки, скрепленные с возможностью взаимного поворота и фиксации, на одной из которых размещена съемная платформа с закрепленным на ней фотоаппаратом, а на другой установлен поворотный кронштейн, в котором размещена поворотная рамка с контрольными точками (метками) и механизм зажима объекта измерений; при этом кронштейн и планка снабжены механизмами контролируемого поворота и фиксации положения. Реализованный в комплекте технических средств алгоритм позволяет производить съемку объекта с помощью любого бытового фотоаппарата, без выполнения юстировочных операций комплекта и производить оперативное измерение 3-х мерных размеров без предварительной подготовки объекта съемки, а именно непосредственного нанесения маркеров (меток) на измеряемый объект. 2 ил.

Заявляемая полезная модель относится к техническим средствам бесконтактного измерения малых механических объектов.

Из известных технических средств наиболее близким по технической сущности к полезной модели является «фотограмметрическая измерительная система V-Stars», представленная компанией Geodetic Systems Inc. (США) в 1994 г. (www.tesis.com.ru). Основным элементом системы V-STARS является специально спроектированная цифровая камера INCA 3. Система V-STARS содержит одну или несколько фотокамер INCA 3 (или NIKOND2X), проектор Pro-spot направляющий на объект мощный поток света, либо проецирующий через специальные слайды до 23000 светящихся точек, а также большое количество различных маркеров. Для проведения процесса измерения объект обклеивается единичными отражающими маркерами и специальными закодированными мишенями для сшивки снимков и получения облака точек. Если необходимо получить облако точек с большим количеством точек, то на объект с помощью проектора Pro-spot проецируется частая сетка из ярких светящихся точек. Для контроля мелких элементов (окружностей, пазов и т.д.) имеются специальные щупы с различными наконечниками. В дальнейшем изображения обрабатываются программой V-stars для получения 3-х мерных координат замеренных точек.

Общими признаками с заявленным устройством является: фотоаппарат и маркеры (метки).

Отличительными признаками заявленного устройства является наличие складной, поворотной рамки с контрольными точками (метками) и механизма зажима объекта измерений, которые позволяют производить измерения:

- без предварительной подготовки объекта съемки, т.е. нанесения маркеров на объект для получения 3-х мерных координат объекта;

- без непосредственного предварительного указания точек измерения на объекте съемки с помощью специальных маркеров.

Задача, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, заключается в создании трансформируемой, портативной конструкции комплекта технических средств, обеспечивающего компактное размещение (в том числе и в одежде) и позволяющего производить измерения трехмерных размеров различных объектов (в том числе окружностей и пазов) без предварительной подготовки измеряемого объекта и проведения котировочных операций.

Это достигается тем, что комплект снабжен трансформируемым устройством для фотографирования, содержащим две планки, скрепленные с возможностью взаимного поворота и фиксации, на одной из которых размещена съемная платформа с закрепленным на ней фотоаппаратом, а на другой установлен поворотный кронштейн, в котором размещена поворотная рамка с контрольными точками (метками) и механизмом зажима объекта измерений; при этом кронштейн и планка снабжены механизмами контролируемого поворота и фиксации положения. А реализованный в комплекте технических средств алгоритм позволяет производить съемку объекта с помощью любого бытового фотоаппарата, без выполнения юстировочных операций комплекта и производить оперативное измерение 3-х мерных размеров без предварительной подготовки объекта съемки, а именно непосредственного нанесения маркеров (меток) на измеряемый объект.

Указанные особенности полезной модели представляют отличия от прототипа и обуславливают новизну предложения; данные отличия являются существенными, поскольку именно они обеспечивают достижение необходимого результата, отраженного в задаче, и отсутствуют в известном техническом решении.

Совокупность существенных признаков обеспечивает решение поставленной задачи, а именно - создание трансформируемой, портативной конструкции комплекта технических средств, обеспечивающего компактное размещение (в том числе и в одежде) и позволяющего производить измерения трехмерных размеров различных объектов (в том числе окружностей и пазов) без предварительной подготовки измеряемого объекта и выполнения юстировочных операций.

Предлагаемый комплект технических средств иллюстрируется чертежами, представленными на фиг. 1-2.

На фиг. 1 представлен общий вид комплекта технических средств. На фиг.2 представлено приспособление для фотографирования.

Комплект технических средств состоит из фотоаппарата 3 и приспособления для фотографирования которое состоит из следующих основных элементов (фиг 2): металлическая поворотная рамка 4, выполненная с квадратным отверстием в центре, которое необходимо для дополнительной съемки объекта с противоположной стороны, механизм зажима 5 для закрепления объекта съемки 2 на рамке 4. Пластины с контрольными точками 6 вклеены с обеих сторон рамки 4. На внутренних стенках квадратного отверстия рамки 4, справа и слева вклеены контрольные точки 7, необходимые для программной связи с контрольными точками поз. 6 на передней и задней части рамки 4. Рамка 4 установлена на кронштейне 8 и при помощи бокового лимба 9 имеет возможность вращаться по горизонтали на угол ±75°, с дискретностью фиксации угла 15°. Кронштейн крепится к складному основанию 10 через нижний поворотный лимб 11, имеющий возможность поворота по вертикали на угол 360°, с дискретностью фиксации угла 15°.

На планке 1, скрепленной с возможностью поворота и фиксации с основанием 10, с помощью винта фиксатора закрепляется платформа 12, на которой закреплен фотоаппарат 3.

С помощью фотоаппарата 3 производится съемка объекта 2 с различных ракурсов. Для достоверного измерения объект должен отображаться, по крайней мере, на двух снимках с относительным разворотом 15-45 градусов, а для повышения надежности измерений желательно производить 3-5 снимков с последующей их обработкой и получением размеров измеряемого объекта.

Комплект технических средств для бесконтактных геометрических измерений объектов, содержащий фотоаппарат, контрольные точки, отличающийся тем, что комплект снабжен трансформируемым устройством, содержащим две планки, скрепленные с возможностью взаимного поворота и фиксации, на одной из которых размещена съемная платформа, с закрепленным на ней фотоаппаратом, а на другой установлен поворотный кронштейн, в котором размещена поворотная рамка с контрольными точками и механизмом зажима объекта измерений, при этом кронштейн и планка снабжены механизмами контролируемого поворота и фиксации положения.

РИСУНКИ