基本信息
- 項目名稱：
- 彈體藥室容積的測量裝置
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 在火炮炮彈的加工工藝中，對彈體的藥室容積進行精密、快速的檢測是個重要過程。 本作品采用機器視覺技術測量出彈體外體積，通過稱重和彈體材料比重得到彈體實體部分體積，將二者相減得到彈體藥室容積。其中通過稱重測量彈體實體體積的原理和技術都是成熟的，可以達到很高的精度，這樣對內腔容積的測量就巧妙轉化為對外體積的測量，而對于回轉體外體積的測量采用機器視覺技術是快速而且可行的。
- 詳細介紹：
- 一.背景和目的 在火炮炮彈的加工工藝中,彈體內的裝藥密度是一個很關鍵的參數(shù), 因此對彈體的藥室容積進行精密的檢測就是一個重要的過程, 也是目前國內的軍工業(yè)的一個難題。長期以來，軍工企業(yè)在炮彈生產(chǎn)過程中，對彈體藥室容積的測量主要采用“稱水法”，即利用彈體藥室注入水的前后質量差除以水的密度間接測得彈體藥室的容積。然而這種方法操作繁瑣、效率低，適應不了現(xiàn)代軍工生產(chǎn)的要求。因此迫切需要一種能對彈體藥室容積進行快速、簡便、準確的智能化測量方法及儀器。 本作品應用機器視覺技術，進行彈體藥室容積的檢測，快速、準確、非接觸，克服了彈體內腔浸濕需要后續(xù)烘干的缺點，用在生產(chǎn)線上可以實現(xiàn)對藥室容積進行自動化逐件檢測，可以大大提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)的自動化程度，以取代傳統(tǒng)的“水稱重”法。而且機器視覺易于實現(xiàn)信息集成，能滿足數(shù)字化自動化生產(chǎn)的要求。 而且提出的容積測量方法和技術，原理正確，方便易行，測量速度快，還可以推廣應用到其它領域的容積測量。項目具有重要的技術意義、國防意義和急迫的推廣應用價值。 二.基本思路和工作原理 本作品基于機器視覺的彈體藥室容積檢測首先需要采用攝像機采集待測彈體圖像然后在軟件中進行圖像處理，并測量出沿彈體縱徑方向上每單位高度的彈體直徑尺寸，計算出單位高度彈體的體積最終累加得到彈體總的外形體積；然后通過稱重和彈體材料比重得到彈體實體部分的體積。最終將外形體積與實體體積相減即可得到彈體藥室容積。 （1）將待測彈體放置在攝像機鏡頭的前方，通過攝像機對處于光照的條件下彈體進行圖像采集，并將采集的圖像輸入計算機，通過計算機計算出彈體的外形體積V1； （2）將待測彈體放置在稱重傳感器上，通過稱重傳感器稱取彈體的凈重量，并將稱取的彈體的凈重量信號輸入計算機，利用彈體的比重材料通過計算機將彈體的凈重量轉換為實體體積V2； （3）通過計算機計算待測彈體藥室的容積V，V=V1-V2。 因此測量彈體藥室容積的關鍵就轉換為彈體外形體積的測量，而外體積的測量就是基于機器視覺技術完成的。 三.創(chuàng)新點和技術關鍵 本作品將內腔容積的測量巧妙轉化為外體積的測量。技術關鍵在于采用機器視覺技術完成彈體外體積的測量。 四.技術指標 容積測量精度高于1%，測量時間小于20秒。 五.技術特點和優(yōu)勢 本作品應用機器視覺技術，進行彈體藥室容積的檢測，快速、準確、非接觸；用在生產(chǎn)線上可以實現(xiàn)對藥室容積進行自動化逐件檢測；而且機器視覺易于實現(xiàn)信息集成，能滿足數(shù)字化自動化生產(chǎn)的要求。 六.應用范圍 本作品裝置主要用于彈體藥室容積測量，其方法原理和技術也可以推廣到其它領域的容積測量或體積測量。 七.推廣前景和社會效益 本課題來源于國內軍工企業(yè)生產(chǎn)需求，可以取代傳統(tǒng)的“稱水法”，有著直接的推廣應用價值。該作品彈體藥室容積測量的技術原理正確，方便易行，測量速度快，易于擴展、延伸到其它領域，具有重要的技術意義、國防意義和廣闊的推廣應用前景。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術關鍵和主要技術指標
- 目的：目前，現(xiàn)有的軍工企業(yè)在生產(chǎn)時大多采用“稱水法”測量彈體藥室容積，該方法檢測周期長，效率低，手段落后，還需要經(jīng)過烘干等多道工序，不能逐件檢測，不能實現(xiàn)生產(chǎn)線上的自動檢測。 本項目的目的就是針對這個貌似簡單但長期以來卻未能很好解決的技術難題，發(fā)明一種新的檢測方法及其裝置，實現(xiàn)對測量彈體藥室容積的快速、準確的測量。 基本思路：采用機器視覺技術測量出彈體外體積，通過稱重和彈體材料比重得到彈體實體部分體積，將二者相減得到彈體藥室容積。 創(chuàng)新點和技術關鍵：本作品將內腔容積的測量巧妙轉化為外體積的測量。技術關鍵在于采用機器視覺技術完成彈體外體積的測量。 主要技術指標：容積測量精度高于1%，測量時間小于20秒。
科學性、先進性
- 該作品已申請發(fā)明專利，其科學性、先進性、和實用性在于： 1、本作品的方案是對物理知識的靈活應用，符合科學原理；通過稱重測量彈體實體體積無論原理還是技術都是成熟的，可以達到很高的精度，而對于回轉體外體積的測量采用機器視覺技術是快速而且可行的； 2、該測量彈體藥室容積的裝置完全克服了現(xiàn)有技術中采用“稱水法”打濕彈體內腔的缺點，減少了烘干流程； 3、本作品裝置易實現(xiàn)在線自動化逐件檢測，克服了“稱水法”手段落后，操作繁瑣，效率低，只能對批量生產(chǎn)的彈體作抽樣檢查的不足。 不難看出，本作品從方法原理到采用技術以及實現(xiàn)效果都與現(xiàn)有技術實質性的區(qū)別和顯著進步。
獲獎情況及鑒定結果
- 無
作品所處階段
- 實驗室階段
技術轉讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 實物、現(xiàn)場演示、圖片
使用說明,技術特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預測
- 技術特點和優(yōu)勢：本作品應用機器視覺技術，進行彈體藥室容積的檢測，快速、準確、非接觸；用在生產(chǎn)線上可以實現(xiàn)對藥室容積進行自動化逐件檢測；而且機器視覺易于實現(xiàn)信息集成，能滿足數(shù)字化自動化生產(chǎn)的要求。 應用范圍：本作品裝置主要用于彈體藥室容積測量，其方法原理和技術也可以推廣到其它領域的容積測量或體積測量。 推廣前景和社會效益：本課題來源于國內軍工企業(yè)生產(chǎn)需求，可以取代傳統(tǒng)的“稱水法”，有著直接的推廣應用價值。該作品彈體藥室容積測量的技術原理正確，方便易行，測量速度快，易于擴展、延伸到其它領域，具有重要的技術意義、國防意義和廣闊的推廣應用前景。
同類課題研究水平概述
- 研究背景 在火炮炮彈的加工工藝中,彈體內的裝藥密度是一個很關鍵的參數(shù), 因此對彈體的藥室容積進行精密的檢測就是一個重要的過程, 也是目前國內的軍工業(yè)的一個難題。長期以來，軍工企業(yè)在炮彈生產(chǎn)過程中，對彈體藥室容積的測量主要采用“稱水法”，即利用彈體藥室注入水的前后質量差除以水的密度間接測得彈體藥室的容積，進而估測其裝藥量和裝藥密度。這種方法由于需要注入液體測量后還需對炮彈本體進行烘干等處理，手段落后，操作繁瑣，檢測周期長，效率低，只能對批量生產(chǎn)的彈體作抽樣檢查，不能實現(xiàn)生產(chǎn)線上的自動檢測，適應不了現(xiàn)代軍工生產(chǎn)的要求。因此迫切需要一種能對彈體藥室容積進行快速、簡便、準確的智能化測量方法及儀器。 國內外研究現(xiàn)狀 針對現(xiàn)有“稱水法”的不足，也有研究人員提出了一些新的檢測方法，見于文獻的主要有氣體輔助檢測法和音頻檢測法。 氣體輔助檢測法利用氣體充入，通過測量氣體壓強的方法間接測出彈體容積。但此種方法對外部環(huán)境要求較高，且影響也較大，如氣體溫度、氣源溫度、充氣口流量，又有氣體泄漏等誤差，還對充氣口即彈體口接口要求密封性較高，可操作性較小。 查閱資料，還見到一種運用音頻檢測儀的檢測方法，依據(jù)音頻共振原理利用共振頻率和內耗兩個音頻參數(shù)的共同作用檢測彈體藥室容積，但該方法受影響因素多，測量結果不夠穩(wěn)定，尚未見到應用于生產(chǎn)實際的報道。 本作品應用機器視覺技術，進行彈體藥室容積的檢測，快速、準確、非接觸，克服了稱水法效率低、浸濕彈體內腔需進行后續(xù)烘干處理的缺點，可以大大提高生產(chǎn)效率和自動化程度。
