[发明专利]基于树莓派的动态磨粒图像采集装置及其操作方法

权利要求书

1.一种基于树莓派的动态磨粒图像采集装置，其特征在于，包括：对焦系统、滑油管道系统、光源系统和图像采集系统，其中，对焦系统用来实现图像采集系统的标定及对焦；滑油管道系统用来为带有磨粒的滑油提供流动管道；光源系统用来照射滑油管道系统，以实现对焦系统的对焦和图像采集系统的相机标定；图像采集系统用来采集磨粒图像和实现相机对磨粒的精准对焦。

2.根据权利要求1所述的一种基于树莓派的动态磨粒图像采集装置，其特征在于，对焦系统包括：水平操作台(116)、垂直臂(101)、载物台(103)、粗对焦螺旋(106)、细对焦螺旋(107)和载物台旋钮(104)；其中，水平操作台与垂直臂固定为一体；载物台水平设置，且固定在垂直臂上，粗对焦螺旋设置在载物台下方的垂直臂一侧，细对焦螺旋设置在粗对焦螺旋外端，并与粗对焦螺旋同轴设置，通过旋转粗对焦螺旋来粗略调整载物台的垂直高度，通过旋转细对焦螺旋来精确调整载物台的垂直高度；所述的载物台旋钮固定在载物台的侧边，通过旋转载物台旋钮来调节载物台在水平方向的运动。

3.根据权利要求1所述的一种基于树莓派的动态磨粒图像采集装置，其特征在于，滑油管道系统包括：油箱(108)、油管(111)、第一固定支架(110)、第一固定支架底座(112)、卡扣(109)、矩形玻璃芯片(115)、第二固定支架(113)和注射泵(118)；所述的油箱通过卡扣固定在第一固定支架上端，第一固定支架的下端通过第一固定支架底座固定设置在水平操作台上；矩形玻璃芯片两端分别与油管粘连在一起，油管再分别与油箱和注射泵连接；第二固定支架有两个，平行设置，且均垂直固定在水平操作台上，两个第二固定支架上分别开有和矩形玻璃芯片外截面大小相同的槽，使矩形玻璃芯片正好卡在第二固定支架上；注射泵放置在水平操作台上。

4.根据权利要求3所述的一种基于树莓派的动态磨粒图像采集装置，其特征在于：注射泵流速范围为：0.01-99.9毫升/时；油箱截面为三角形形状；油管材质为PTFE。

5.根据权利要求3所述的一种基于树莓派的动态磨粒图像采集装置，其特征在于：玻璃芯片为矩形玻璃芯片，其矩形内流道深度为3毫米；矩形玻璃芯片材质为耐高温石英玻璃，玻璃厚度为1毫米。

6.根据权利要求1所述的一种基于树莓派的动态磨粒图像采集装置，其特征在于，光源系统包括：黄色环形光源(114)；黄色环形光源放置在对焦系统的水平操作台上，并且在滑油管道系统的矩形玻璃芯片的正下方；且黄色环形光源通过电源连接线与电源相连接。

7.根据权利要求1所述的一种基于树莓派的动态磨粒图像采集装置，其特征在于，图像采集系统包括：电源(105)、电源线(102)、树莓派(124)、CSI线(122)、相机(120)、镜头(119)、HDMI线(123)和显示屏(121)；其中，树莓派通过电源线与电源相连接，CSI线用来连接相机与树莓派，镜头通过螺纹安装在相机上，HDMI线用来连接树莓派与显示屏，显示屏用来显示镜头采集到的磨粒图像。

8.根据权利要求7所述的一种基于树莓派的动态磨粒图像采集装置，其特征在于：树莓派型号为3B+，安装Raspbian系统，通过无线WIFI模块连接Internet网络。

9.根据权利要求7所述的一种基于树莓派的动态磨粒图像采集装置，其特征在于：镜头放大倍数为4倍，工作距离为1厘米。

10.一种基于树莓派的动态磨粒图像采集装置的操作方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)把128G的TF卡插入读卡器，通过读卡器在PC机上为树莓派3B+安装Raspbian系统，然后把TF卡插入树莓派，并连接电源、显示屏、键盘与鼠标，通过树莓派中内置的无线WIFI模块连接Internet网络，并安装TeamViewer程序，在Python中编写磨粒图像的采集程序；

(2)把定制的镜头通过螺纹安装在相机底板上，把CSI线插入树莓派的相机模块插口，并安装用来保护树莓派避免静电击穿的外壳，然后将其放置于载物台上，相机底板与载物台通过双面胶固定；

(3)把矩形玻璃芯片卡入第二固定支架中，把油箱与矩形玻璃芯片通过油管放在第一固定支架的卡扣上，把矩形玻璃芯片另一端与注射泵通过油管连接起来；

(4)开启黄色环形光源，在矩形玻璃芯片上方放置0.1毫米的标尺，通过调节垂直臂上的粗对焦螺旋、细对焦螺旋以及载物台旋钮，借助显示屏显示的标尺图像来对相机进行标定；

(5)制备磨损颗粒，把磨粒加入滑油中并进行充分混合，然后将其混合液加入油箱中，开启注射泵，通过调节垂直臂上的粗对焦螺旋、细对焦螺旋以及载物台旋钮，借助显示屏实时显示的磨粒运动画面来实现相机对磨粒的精准对焦；

(6)打开TeamViewer程序，记录树莓派的ID与密码，在远程操控的PC机上输入该ID与密码，成功连接后，远程计算机屏幕上可实时显示运动磨粒的图像。