磨斑视频测量仪的设计

　　1 引　言

　　磨斑视频测量仪主要用于四球磨斑试验中对磨斑的测量，是集光学、微电子学、计算机技术于一体的高技术产品。摩擦磨损产品需要配置磨斑视频测量仪的有四球摩擦试验机、杠杆四球摩擦试验机、立式万能试验机。该测量仪还能用于环块磨损试验机、高速环块磨损试验机的试样观察。

　　目前，济南时代试金试验机有限公司摩擦磨损产品使用的测量仪均直接采购显微镜生产厂家生产的成品，购进后再进行改造。视频测量仪也是在此基础上安装工业视频摄像头，配置计算机、软件、摄像头驱动及摄像头驱动板卡等。这种改造的测量仪外型不太美观，整体效果不太协调。

　　为了增强测量仪外观的整体性和协调性，济南时代试金试验机有限公司利用自身的技术优势，自主开发了磨斑视频测量仪，该测量仪的各项技术性能指标均达到了设计要求，外观新颖，使用方便，测

　　量精度高，重复性好;能将磨斑测量、数据处理、检测报告、文件存盘和报告打印一起完成，还可以对四球磨斑图像进行处理、编辑，并可以以图像文件方式保存图像。

　　2　磨斑视频测量仪的结构组成与工作原理

　　磨斑视频测量仪主要包括机座部分、工作台部分、镜筒调整机构、LED光源(2)和视频测量系统。机座部分包括机壳(10)、前底板、后挡板及下底板;工作台部分包括工作台(1)和油盒(9);镜筒调整机构由镜筒(3)、镜筒力臂(7)、齿轮齿条传动机构(6)、锁紧手轮(8)和调整手轮(11)组成;视频测量系统由2.5×物镜(12)、适配镜(4)、摄像头(5)以及相应测量软件、计算机组成(如图1所示)。

　　该测量仪采用底座弯臂结构。底座水平，底座即工作台上面放置四球油盒及其他试样夹持装置;摄像头固定在弯臂即镜筒力臂上，它与底座成54.74°夹角，摄像头移动距离满足测量要求。机壳水平放置，镜筒力臂固定在机壳上，2.5×物镜安装在镜筒下端，适配镜、摄像头安装在镜筒上端，镜筒通过齿轮齿条传动机构固定在镜筒力臂上，此时镜筒的观察轴线与水平面成54.74°夹角;油盒水平放置在工作台上并且可以旋转。齿轮齿条传动机构在调整手轮的作用下使镜筒上下移动，待调整好焦距后，旋转锁紧手轮使镜筒的位置固定，这样镜筒的观察轴线与磨斑所在平面垂直，保证了观察数据的真实性和准确性。计算机安装好软件后，用数据线将摄像头与计算机相连，钢球上的磨斑经光学系统成像于摄像头的CCD传感器上，CCD传感器把光学信号转化为数字信号，通过USB连线传送到计算机，计算机测量软件读取数据并把图像显示到屏幕上，然后就可以对图像进行测量和编辑。