[发明专利]一种基于双目视觉的微丝拉伸装置及微丝拉伸方法

权利要求书

1.一种基于双目视觉的微丝拉伸装置，包括微丝拉伸系统，所述微丝拉伸系统包括用于夹装试样的上夹具、下夹具，其特征在于，还包括双目视觉图像采集系统、信号处理控制系统；

所述双目视觉图像采集系统包括四个相机，用于实时采集试样的图像信息；其中两个相机光轴对准拉伸装置上夹具，对上夹具与试样上部超过1/2长度进行图像采集，另外两个相机对准拉伸装置下夹具，对下夹具与试样下部超过1/2长度进行图像采集；所述四个相机采集到的试样图像信息存在部分重叠；

所述信号处理控制系统包括信号采集模块、处理器、运动控制模块：

其中信号采集模块用于接收四个相机所采集的图像信息，并传送给处理器处理；

处理器用于接收经信号采集模块采集的数据，并计算试样的矢量L、以及试样在前后两次图像中的伸长量S；

运动控制模块用于接收接收处理器的数据，并根据矢量L、伸长量S对微丝拉伸系统进行运动控制。

2.如权利要求1所述的一种基于双目视觉的微丝拉伸装置，其特征在于：所述微丝拉伸系统还包括底板、电控XY微调平台、微力传感器、Z向运动台、Z向运动导轨，电控XY微调平台位于底板上，微力传感器安装在电控XY微调平台上，下夹具安装在微力传感器上，上夹具安装在Z向运动台上，Z向运动台安装在Z向运动导轨上。

3.如权利要求2所述的一种基于双目视觉的微丝拉伸装置，其特征在于：所述微丝拉伸系统之电控XY微调平台信号输入端与运动控制模块信号输出端连接，Z向运动导轨信号输入端与运动控制模块信号输出端连接，微力传感器信号输出端与信号采集模块输入端连接，双目视觉图像采集系统输出端与处理器输入端连接。

4.基于权利要求1至3中任一项微丝拉伸装置的微丝拉伸方法，其特征在于，包括以下步骤：

(a)将试样装夹到上夹具和下夹具上，低速拉伸试样，直至微力传感器示数发生变化，以试样轴线为Z轴建立空间直角坐标系；

(b)通过双目视觉图像采集系统对试样进行图像采集，根据所采集的图像得到试样的边缘轮廓；

(c)通过边缘轮廓，由处理器拟合出试样的矢量L；

(d)根据试样的矢量L计算出下夹具的在Z轴方向上的偏移修正量，根据所得到的偏移修正量通过电控XY微调平台以调整下夹具在XY平面内的位置进行修正；

(e)修正完成后，低速拉伸试样，直至传感器示数发生变化，将拉力值T与伸长量S清零，作为拉伸初始状态；

(f)对试样施加Z轴方向的位移，对试样进行拉伸；

(g)拉伸过程中，以固定时间间隔通过双目视觉图像采集系统对上夹具连续进行图像采集，根据前后两次所采集的图像，由特征识别算法得到上夹具的实时位移量；

(h)实时采集拉伸过程中的拉力值T，根据所采集的实时位移量与拉力得到应力应变曲线。

5.如权利要求4所述的微丝拉伸方法，其特征在于：步骤(a)、(e)中对试样的拉伸速度为0.3um/s。

6.如权利要求4所述的微丝拉伸方法，其特征在于：步骤(b)中的边缘轮廓根据canny算法得到。

7.如权利要求4所述的微丝拉伸方法，其特征在于：步骤(f)中对试样的拉伸速度为1um/s。

8.如权利要求6所述的微丝拉伸方法，其特征在于：步骤(g)所述固定时间间隔为1s。

9.如权利要求4所述的微丝拉伸方法，其特征在于：步骤(h)中的拉力通过微力传感器进行采集。