[发明专利]一种小口径火炮膛线测量仪及测量方法

说明书

本发明属于火炮膛线测量领域，并公开了一种小口径火炮膛线测量仪及测量方法。该测量仪包括测量仪本体、环形激光器和相机，测量仪本体呈圆柱状，环形激光器和相机相对设置并且分别固定在该测量仪本体的两端，环形激光器用于发射激光并在待测量火炮膛线内壁上形成环形激光光带，测量仪本体介于环形激光器和相机之间的侧面上设置有可视视窗，在待测量火炮膛线内壁上形成环形激光光带经待测量火炮膛线内壁反射，反射光从可视视窗中进入测量仪，并被所述相机捕捉成像。本发明还公开了该测量仪的测量方法。本发明的特点在于，结构简单，成本低廉，无复杂光学透镜，无微型传感器，可一次性测量整个截面，无旋转扫描运动，测量速度快，测量精度高。

技术领域

本发明属于火炮膛线测量领域，更具体地，涉及一种小口径火炮膛线测量仪及测量方法。

背景技术

膛线是炮管、枪管的灵魂，它赋予弹头旋转的能力，保证了弹头的射程及精度，枪炮在使用过程中，膛线会发生磨损，达到一定程度后就会报废，因此，实现对膛线的便捷式实时测量就显得尤为重要。

相比于过去老旧的专业人员利用内窥镜定性观察，内径百分表、长杆量规等接触式测量，在测量速度、测量精度等方面均有很大的局限性，目前国内外已经发展出比较成熟的火炮膛线光电检测技术，大多采用点测量(激光位移、电感、电容等位移传感器)加上步进电机的旋转扫描动，实现对整个截面参数的测量，测量速度较快，测量精度很高，但是这种光电检测方法由于传感器较大(一般都在40mm以上)，或者微型传感器造价昂贵(直径8mm的色散共焦传感器售价高达8W)，或者精度达标但量程有限(量程一般在5mm以内)，很难实现对小口径火炮膛线(40mm～70mm)的便捷式测量。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种小口径火炮膛线测量仪及测量方法，通过采用激光器和相机的相互配合成像，从而获得待测量火炮膛线的图像，对该图像进行处理获得膛线的阴线半径和阳线半径，由此解决测量仪器昂贵及量程有限的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种小口径火炮膛线测量仪，该测量仪包括测量仪本体、环形测量器和相机，其特征在于，

所述测量仪本体呈圆柱状，所述环形激光器和相机相对设置并且分别固定在该测量仪本体的两端，所述环形激光器被设置在测量仪上的紧固螺钉夹持，用于发射激光并在待测量火炮膛线内壁上形成环形激光光带，所述测量仪本体介于所述环形激光器和相机之间的侧面上设置有可视视窗，在待测量火炮膛线内壁上形成环形激光光带经待测量火炮膛线内壁反射，反射光从所述可视视窗中进入测量仪，并被所述相机捕捉成像。

进一步优选地，所述本体靠近所述相机的一端设置有接口，用于将测量仪与外界连接。

进一步优选地，所述环形激光器与相机之间的距离与待测量火炮口径的半径之比等于所述相机的焦距与该相机像元面的宽度之比。

进一步优选地，所述待测量火炮的口径为37mm～67mm。

进一步优选地，所述环形激光器包括扩束系统，用于调节在所述火炮膛线内壁上的环形激光的宽度。

按照本发明的另一方面，提供了一种利用上述的小口径火炮膛线测量仪的测量方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：

(a)将测量仪放置在待测量火炮中，使得测量仪的中心轴线与火炮中心轴线重合，打开测量仪并调整环形激光器的扩束系统，使得待测量火炮膛线内壁上形成环形激光带，该环形激光带在相机中成像，由此获得带测量火炮膛线截面图；

(b)将所述截面图进行图像处理获得由多个点形成的火炮膛线截面轮廓以及该截面轮廓的几何中心，将截面轮廓上各个点到所述几何中心的距离与点的数量关系绘制为曲线图，其中，该曲线图包括两个峰值，第一个峰值对应的点到几何中心的距离为待测的膛线阳线半径，第二个峰值对应的点到几何中心的距离为待测膛线阴线半径，至此完成火炮膛线口径的测量。