The invention provides a tool face angle sensor based on machine vision, which comprises a base and a guide rail, a base connecting one end of the guide rail, a circular cavity inside the guide rail, a magnetic ball placed in the circular cavity, a pointer seat fixed in the center of one end face of the circular cavity, a scale set around the circumference of the edge, a rotating shaft installed on the pointer seat, and one end of the rotating shaft. Connect the magnetic pointer and the magnetic pointer extends into the ring cavity. The guide rail, the pointer pedestal and the rotating shaft are non-magnetic. A camera is mounted on the other side of the ring cavity. A circuit board is fixed on the inner side of the base. The circuit board is connected with the camera. The rotation of the tool surface angle sensor makes the magnetic ball roll in the ring cavity. The magnetic pointer follows the magnetic ball. Moving, the camera takes pictures before and after the tool face angle sensor rotates. The circuit board processes the pictures and calculates the rotation angle of the magnetic ball around the axis of the ring cavity, that is, the tool face angle. The invention has the advantages of accurate measurement, high precision and strong environmental adaptability by using the visual principle to measure the tool face angle.
【技术实现步骤摘要】
一种基于机器视觉的工具面角传感器
本专利技术涉及油气钻井非开挖施
,尤其涉及一种基于机器视觉的工具面角传感器。
技术介绍
近年来,随着中国城镇化的加快,城市管道施工项目与日俱增,而传统的开挖式的管道铺设方式由于存在损坏道路、影响交通及干扰居民等缺点,越来越不适用现代化建设的需求,在此背景下,非开挖技术应用而生。非开挖技术是一种利用非开挖钻机等工具,在不开挖地表的情况下,在地下进行管道铺设的技术。在非开挖施工过程中,当钻机给钻杆提供向前的推力及旋转动力时,此时钻头均匀受到围岩的推力,从而实现直线钻进,当钻机给钻杆仅提供向前的推力时,由于钻头的特殊结构设计,使得钻头受力不均,导致钻孔轨迹研受力方向发生倾斜,此时可通过调整钻头高边工具面角(简称工具面角)来实现钻孔轨迹方位的变化,从而实现钻孔轨迹的造斜。工具面角通过工具面角传感器测得,而现有的传感器受到诸如精度不高、温漂过大、体积过大及安装精度要求过高等因素限制,无法满足更加精确化的非开挖导向需求,因此,急需研制一种精度较高,且适合非开挖工况环境要求的工具面角传感器。
技术实现思路
有鉴于此,本专利技术的实施例提供了一种基于机器视觉的工具面角传感器。本专利技术的实施例提供一种基于机器视觉的工具面角传感器,包括底座和导轨,所述底座连接所述导轨一端,所述导轨内部设有环形腔,所述环形腔内放置磁性球,所述环形腔一端面中心固定有指针座,边缘环绕圆周设有刻度尺,所述指针座上安装可绕着所述环形腔轴线转动的转轴,所述转轴一端连接磁性指针且所述磁性指针伸入所述环形腔内,所述导轨、所述指针座和所述转轴均无磁性,所述环形腔另一端面上 ...
【技术保护点】
1.一种基于机器视觉的工具面角传感器,其特征在于:包括底座和导轨,所述底座连接所述导轨一端,所述导轨内部设有环形腔,所述环形腔内放置磁性球,所述环形腔一端面中心固定有指针座,边缘环绕圆周设有刻度尺,所述指针座上安装可绕着所述环形腔轴线转动的转轴,所述转轴一端连接磁性指针且所述磁性指针伸入所述环形腔内,所述导轨、所述指针座和所述转轴均无磁性,所述环形腔另一端面上安装与所述磁性指针相对的摄像头,所述底座内端面固定有电路板,所述电路板连接所述摄像头,所述工具面角传感器转动会使所述磁性球在所述环形腔内滚动,所述磁性指针跟随所述磁性球转动,所述摄像头于所述工具面角传感器转动前后拍照,所述电路板对照片进行处理并计算出所述磁性球绕着所述环形腔轴线转动角度,即为工具面角。
【技术特征摘要】
1.一种基于机器视觉的工具面角传感器,其特征在于:包括底座和导轨,所述底座连接所述导轨一端,所述导轨内部设有环形腔,所述环形腔内放置磁性球,所述环形腔一端面中心固定有指针座,边缘环绕圆周设有刻度尺,所述指针座上安装可绕着所述环形腔轴线转动的转轴,所述转轴一端连接磁性指针且所述磁性指针伸入所述环形腔内,所述导轨、所述指针座和所述转轴均无磁性,所述环形腔另一端面上安装与所述磁性指针相对的摄像头,所述底座内端面固定有电路板,所述电路板连接所述摄像头,所述工具面角传感器转动会使所述磁性球在所述环形腔内滚动,所述磁性指针跟随所述磁性球转动,所述摄像头于所述工具面角传感器转动前后拍照,所述电路板对照片进行处理并计算出所述磁性球绕着所述环形腔轴线转动角度,即为工具面角。2.如权利要求1所述的一种基于机器视觉的工具面角传感器,其特征在于:所述转轴为固定螺栓,所述指针座为轴承座,所述轴承座内装入轴承,所述固定螺栓的螺杆依次穿过所述磁性指针、垫台和所述轴承后连接锁紧螺母,且使所述磁性指针可绕所述...
【专利技术属性】
技术研发人员:吴川,丁华锋,潘健,袁成翔,韩磊,樊辰星,
申请(专利权)人:中国地质大学武汉,
类型:发明
国别省市:湖北,42
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