(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211261877.7 (22)申请日 2022.10.14 (71)申请人 龙岩学院 地址 364012 福建省龙岩市新罗区东肖北 路1号 (72)发明人 范秋月　林羿杰　孙志攀　 (74)专利代理 机构 吉林长春新纪元专利代理有 限责任公司 2 2100 专利代理师 王怡敏 (51)Int.Cl. G01N 21/88(2006.01) G01N 21/954(2006.01) G01N 21/01(2006.01) (54)发明名称 适用于不同尺寸的缸套表面缺陷检测装置 及检测方法 (57)摘要 本发明涉及一种适用于不同尺寸的缸套表 面缺陷检测装置及检测方法， 属于缸套表面检测 领域。 包括缸套定位伸缩模块、 电机齿轮旋转机 构、 内壁检测视觉相机、 两个外壁检测视觉相机、 激光测距传感器， 所述内壁检测视觉相机为小尺 寸高速视觉相机， 通过固定件安装在长伸缩杆 上， 长伸缩杆、 环形光源分别固定在内壁检测导 轨上， 长伸缩 杆与环形光源在内壁检测导轨上相 对移动， 以调节内壁检测视觉相机与环形光源之 间的距离； 内壁检测导轨的一端与内壁检测支撑 杆连接， 内壁检测支撑杆固定在底座上。 本发明 具有智能定位， 智 能识别的特点， 在保证检测高 精度的同时， 有效提高了 检测效率。 权利要求书3页 说明书6页 附图2页 CN 115406899 A 2022.11.29 CN 115406899 A 1.一种适用于不同尺寸的缸套内表面缺陷检测装置， 其特征在于： 包括缸套定位伸缩 模块、 电机齿轮旋转机构、 内壁检测 视觉相机 （3） 、 两个外壁检测 视觉相机 （9） 、 激光测距传 感器 （10） ， 所述内壁检测视觉相机 （3） 为小尺 寸高速视觉相机， 安装在长伸缩杆 （1） 上， 长伸 缩杆 （1） 、 环形光源 （4） 分别固定在内壁检测导轨 （2） 上， 长伸缩 杆 （1） 与环形光源 （4） 在内壁 检测导轨 （2） 上相对移动， 以调节内壁检测视觉相机 （3） 与环形光源 （4） 之间的距离； 内壁检 测导轨 （2） 的一端与内壁检测支撑杆 （5） 连接， 内壁检测支撑杆 （5） 固定在底座 （13） 上。 2.根据权利要求1所述的适用于不同尺寸的缸套内表面缺陷检测装置， 其特征在于： 所 述的两个外壁检测视觉相机 （9） 分别安装在两个 短伸缩杆 （8） 上， 工业一体机 （15） 通过系统 控制模块 （16） 控制两个短伸缩杆 （8） 分别在两个外壁检测支撑导轨 （7） 上根据待检测缸套 （6） 的高度进行移动， 以保证两个外壁检测 视觉相机 （9） 位于待检测缸套 （6） 的高度的中间 位置， 实现高质量图像获取。 3.根据权利要求1所述的适用于不同尺寸的缸套内表面缺陷检测装置， 其特征在于： 所 述的激光测距传感器 （10） 固定在其中一个外壁检测支撑导轨 （7） 的外侧， 测量方向与长伸 缩杆 （1） 的轴线 方向处于同一平 面， 并与长伸缩杆 （1） 的轴线 方向垂直， 探测待检测缸套 （6） 是否放置 于旋转台 （17） 上。 4.根据权利要求1所述的适用于不同尺寸的缸套内表面缺陷检测装置， 其特征在于： 所 述的缸套定位伸缩模块包括六个相同规格、 同步控制的缸套定位伸缩杆 （11） ， 分别固定在 底座 （13） 上； 六个压力传感器 （12） 分别固定在六个缸套定位伸缩杆 （11） 上， 检测各缸套定 位伸缩杆 （11） 顶在待检测缸套 （6） 的力， 工业一体机 （15） 通过系统控制模块 （16） 控制缸套 定位伸缩模块， 对待检测缸套 （6） 进行中心定位， 实现待检测缸套 （6） 、 内壁检测视觉相机 （3） 、 环形光源 （4） 处于同一轴线， 以保证内壁检测视觉相机 （3） 的视场在待检测缸套 （6） 内 壁同一高度处均匀分布。 5.根据权利要求1所述的适用于不同尺寸的缸套内表面缺陷检测装置， 其特征在于： 所 述的电机齿轮旋转机构由电机 （18） 和两个齿轮 （19） 组成， 共同置于底座 （13） 及保护壳 （14） 内， 旋转台 （17） 放置在底座 （13） 上， 且在电机齿轮旋转机构的带动下， 实现旋转功能。 6.根据权利要求1所述的适用于不同尺寸的缸套内表面缺陷检测装置， 其特征在于： 所 述的系统控制模块 （16） 同步控制内壁检测导轨 （2） 、 电机齿轮旋转机构。 7.根据权利要求1所述的适用于不同尺寸的缸套内表面缺陷检测装置， 其特征在于： 所 述的内壁检测视 觉相机 （3） 、 两个外壁检测视 觉相机 （9） 获得的图像送入工业 一体机15 。 8.一种利用根据权利要求1至7任一项所述的适用于不同尺寸的缸套内表面缺陷检测 装置实现的检测方法， 其特 征在于： 步骤一、 激光测距传感器 （10） 测量到Dn<Dl， 则待检测缸套 （6） 已放置于旋转台 （17） 上； 其中Dn为激光测距传感器 （10） 测量的到最近物体的距离， Dl为激光测距传感器到内壁检测 视觉相机 （3） 的长伸缩杆 （1） 的轴线的垂直距离； 步骤二、 系统控制模块 （16） 通过压力传感器 （12） 获得缸套定位伸缩模块中各缸套定位 伸缩杆 （11） 对待检测缸套 （6） 的压力值矩阵为F=[f1,f2,f3,f4,f5,f6]， 如果 ≤k， 则代表待检测 缸套 （6） 定位完成， 即将进入图像检测状态； 其中i代表1、 2、 3、 4、 5、 6， 代表权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115406899 A 2压力值矩阵F内元 素和的均值， k代 表根据不同尺寸的缸套时， 设定的容差值； 步骤三、 工业一体机 （15） 通过两个外壁检测视觉相机 （9） 获得两个缸套外壁矩阵图像 P、 Q： P= 、 Q= 其中P与Q的行代表水平方向图像值， 列为缸套高度方向图像值； 通过各列 , … 公式确定每列中最大差值与 第二大差值， 确定获得差值的两个元素在矩阵P中各列的两个坐标值， 并计算二者坐标值之 间的差值； 设各列差值的中心位置坐标为h0， 当h0>t0时， 外壁检测视觉相机向下移动； 当h0 ＜t0时， 外壁检测 视觉相机向上移动； 当h0=t0时， 外壁检测 视觉相机与缸套高度方向的中 心位置一 致， 外壁检测视 觉相机位置调整完毕； 其中t0为整个矩阵中心的坐标位置； 步骤四、 系统控制模块 （16） 同步控制内壁检测导轨 （2） 与电机齿轮旋转机构， 开始缸套 表面质量检测； 内壁检测视觉相机 （3） 获得图像序列为PI1、 PI2…PIj， 两个外壁检测视觉相 机 （9） 中的一个外壁检测视觉相机获得缸套外壁矩阵图像序列为PO1、 PO2…POm， 另一个外壁 检测视觉相机获得 缸套外壁矩阵 图像序列为 QO1、 QO2…QOm； ; ; 其中矩阵 、 、 的行代表水平方向图像， 列为缸套高度方向图像值； 步骤五、 通过各列 , … 公 式确定每列中四个最大差值， 确定获得差值的四个元素在矩阵 中各列的四个坐标值， 共 4k个坐标， 对每列中最大与最小坐标值进行圆曲线拟合C1， 然后对每列中次大与次小坐标 值， 进行圆曲线拟合C2， 在C1与C2之间的元素进行均值计算， 得到均值mv， 以均值mv与C1与 C2之间的各元素进行差值计算， 得到差值D_value， 当D_v alue<ε， ε根据缸套表面加工状态 实际调整， 则认为此缸套内表面的当前检测位置无缺陷； 当连读出现多次D_value>ε， 则认权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115406899 A 3