一种用于飞行墨滴状态观测的装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于喷墨打印制造相关技术领域，并公开了一种用于飞行墨滴状态观测的装置，其包括支撑底板、第一单目视觉观测单元、第二单目视觉观测单元以及双反射镜单元等，其中支撑底板用于安装其它功能单元，并确定双目相机的夹角α；两个单目视觉观测单元各自由CCD视觉组件和配套的LED光源组成，并且共同组成以夹角α来执行实现双目相机观测功能的功能模块；双反射镜单元位于CCD视觉组件和LED光源组件之间，并用于改变光路传播的空间状态。通过本发明专利技术，可更全面精确地得到墨滴的体积、飞行轨迹等参数，满足形态多样的墨滴全面观测；此外还便于改变光束传播的空间路线，解决了墨滴竖直方向飞行距离很小导致测量空间不足问题。

A device for the observation of flying ink drops

【技术实现步骤摘要】
一种用于飞行墨滴状态观测的装置
本专利技术属于喷墨打印制造相关
，更具体地，涉及一种用于飞行墨滴状态观测的装置。
技术介绍
喷墨打印技术在信息、能源、医疗、国防等制造领域具有广泛的应用前景，并且在近年来，越来越多地应用于OLED、RFID、薄膜太阳能电池、可穿戴柔性设备、PCB、智能蒙皮等柔性器件领域。喷墨打印技术可按需喷印，喷射墨滴形成图案化器件或均匀致密的封装层，而墨滴的体积、速度等参数对喷印效果有很大的影响，需要重点进行检测分析。具体而言，在实际的工业级生产应用中，飞行墨滴测量技术是观察墨滴行为的重要技术手段，对于研究墨水特性、提高喷墨印刷精度具有重要意义。现有技术中已经提出了一些关于喷射墨滴状态的观测方案，但均存在一些技术上的不足。例如，称重测量的方法只能获得大量墨滴的平均体积，无法检测单个墨滴，也无法检测墨滴飞行状态；基于激光干涉的方法无法检测墨滴的形态，且成本非常高；而采用单目视觉的方法观测飞行墨滴，通常只能在一个方向观测，得到墨滴在一个平面内的投影的面积、速度和轨迹。考虑到在实际应用工况下，飞行墨滴体积小、速度高，且形态不规则，飞行距离小于相机镜头半径等实际情况下，如何设计一种新的观测装置，实现对飞行墨滴的观测，正构成本领域亟待解决的关键技术需求。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种用于飞行墨滴状态观测的装置，其中通过对该装置的内部构造组成及空间布局重新进行了设计，并且重点就多个关键组件如支撑底板、采用α夹角的双目视觉单元及其双反射镜单元等的具体结构及设置方式进行了针对性优化，相应不仅可更为全面地观测到飞行墨滴的体积、飞行轨迹等状态参数，而且能有效解决墨滴在竖直方向上飞行距离很小而造成的测量空间不足等问题，同时具备结构紧凑、使用方便、测量精度高等优点，因而尤其适用于高质量高效率的现代化柔性显示器件工业化制造场合。相应地，按照本专利技术，提供了一种用于飞行墨滴状态观测的装置，其特征在于，该装置包括支撑底板、第一单目视觉观测单元、第二单目视觉观测单元以及双反射镜单元，其中：所述支撑底板用于集成安装其它的功能单元，并确保该第一、第二单目视觉观测单元成夹角地布置及安装到位；该支撑底板包括第一特征单元定位面、第二特征单元定位面和定位孔，其中所述第一特征单元定位面位于该支撑底板的尾端部位，并由对置布置的第一定位面和第二定位面共同组成，这两个定位面之间呈α夹角且形成近似V型构造；所述第二特征单元定位面保持对应地位于该支撑底板的首端部位，并由对置布置的第三定位面和第四定位面共同组成，这两个定位面之间同样呈α夹角且形成近似V型构造；此外，所述定位孔用于使该双反射镜单元定位安装在所述支撑底板上；所述第一、第二单目视觉观测单元的结构相同，它们各自竖直安装于所述支撑底板上，由此确保两者之间同样呈α夹角的空间布置来执行双目观测；所述第一、第二单目视觉观测单元各自均由CCD视觉组件和配套的LED光源组件共同组成，并且对于两个CCD视觉组件而言，它们各自均包括微调平台支撑架、微调平台、相机镜架、CCD相机和微调平台限位块，其中，两个微调平台支撑架分别竖直安装固定于所述第一定位面和第二定位面上，并且保持呈α夹角；各个微调平台分别安装在对应的所述微调平台支撑架的上部，并为对应的所述CCD相机提供单向自由度的滑动焦距调节；各个相机镜架分别通过相机安装支架安装在对应的所述微调平台上，并用于固定对应的所述CCD相机；各个微调平台限位块用于限位对应的所述微调平台沿着镜头方向的调整；而对于该配套的两个LED光源组件而言，它们各自均包括光源支架、光源调节架和LED光源头，其中，两个光源支架分别竖直安装固定于所述第三定位面和第四定位面上，并且同样保持呈α夹角；各个光源调节架可枢轴转动地安装在对应的光源支架上，且可执行俯仰角度的调节，该光源调节架上分别还设有周向孔位，由此用于调节对应的所述LED光源头的偏角；此外，各个LED光源头则用于发射光束且通过所述双反射镜单元后，分别进入到对应的所述CCD相机；所述双反射镜单元由相同结构且对称布置的两套模组共同组成，并且它们各自包括底座、光源侧支架、光源侧反射镜组件、相机侧反射镜组件和相机侧支架，其中底座通过销钉与所述定位孔的配合，由此安装定位于所述支撑底板上；各个光源侧支架分别竖直安装在所述底座的一侧，并通过调节对应的所述光源侧调整块，使得所述光源侧反射镜组件与所述相机侧反射镜组件正好对应；各个光源侧反射镜组安装于所述光源侧支架的上部，并且具备两个沿着竖直方向布置的45°反射镜也即第一反射镜和第二反射镜；各个相机侧支架分别竖直安装在所述底座的另一侧，所述相机侧反射镜组件则对应安装在所述相机侧支架的上部，并且同样具备两个沿着竖直方向布置的45°反射镜也即第三反射镜和第四反射镜，由此当光束射入到所述双反射镜单元后，会依次经所述第一至第四反射镜的反射作用后进入到对应的所述CCD相机内；此外，作为观测对象的飞行墨滴处于两个所述CCD相机共同的焦点范围之内。作为进一步优选地，上述装置优选还包括废液收集单元，该废液收集单元整体布置在墨水喷头的下方，并包括废液盒支架、废液盒和管接头，其中该废液盒支架安装在所述支撑底板上，它的上面安装固定所述废液盒，该管接头则安装在所述废液盒一侧，由此用于收集墨滴并将其排出观测区域。作为进一步优选地，上述装置优选还包括外接的控制模块，该控制模块包括控制卡、上位机、第一光源控制器、第二光源控制器和触发点；其中，该上位机通过所述控制卡与所述CCD相机保持信号连接，并用于设置相关的控制信号、触发信号的滞后时间，以及所述CCD相机与LED光源之间的滞后时间等一系列参数；该控制卡分别与所述触发点、所述CCD相机、所述第一光源控制器和所述第二光源控制器保持信号连接，并用于接收该触发点给出的墨滴触发信，同时输出相应的控制信号；所述第一、第二光源控制器分别与所述LED光源头保持信号相连。作为进一步优选地，所述α夹角的大小优选设计为大于不使得所述双目相机单元发生干涉的最小角度，并且小于等于90°。作为进一步优选地，所述第一至第四定位面优选均为精加工面，且依靠它们来确保所述第一、第二单目视觉观测单元两者之间呈α夹角的空间布置。作为进一步优选地，对于所述光源侧反射镜组件而言，它除了包括所述第一反射镜和所述第二反射镜之外，还优选包括反射镜支架、第一反射镜调节板、第二射镜调节板和调节旋钮，其中该第一反射镜通过所述第一反射镜调节板)安装在所述反射镜支架上；该第二反射镜通过第二射镜调节板同样安装在所述反射镜支架上；所述调节旋钮的数量为三个，它们各自安装在所述第一、第二反射镜调节板上并且成三角形布置，用于调整所述第一、第二反射镜的角度。作为进一步优选地，通过所述第一、第二单目视觉观测单元之间的配合，可同时对进入共同视场的墨滴执行包括体积、轨迹等多种状态参数的观测，同时解决了墨滴竖直方向飞行距离很小导致测量空间不足的问题。总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于飞行墨滴状态观测的装置，其特征在于，该装置包括支撑底板、第一单目视觉观测单元、第二单目视觉观测单元以及双反射镜单元，其中：/n所述支撑底板(10)用于集成安装其它的功能单元，并确保该第一、第二单目视觉观测单元成夹角地布置及安装到位；该支撑底板包括第一特征单元定位面、第二特征单元定位面和定位孔，其中所述第一特征单元定位面位于该支撑底板的尾端部位，并由对置布置的第一定位面(10-1)和第二定位面(10-2)共同组成，这两个定位面之间呈α夹角且形成近似V型构造；所述第二特征单元定位面保持对应地位于该支撑底板的首端部位，并由对置布置的第三定位面(10-3)和第四定位面(10-4)共同组成，这两个定位面之间同样呈α夹角且形成近似V型构造；此外，所述定位孔(10-5,10-6)用于使该双反射镜单元(40)定位安装在所述支撑底板上；/n所述第一、第二单目视觉观测单元的结构相同，它们各自竖直安装于所述支撑底板(10)上，由此确保两者之间同样呈α夹角的空间布置来执行双目观测；所述第一、第二单目视觉观测单元各自均由CCD视觉组件(20,30)和配套的LED光源组件(60,70)共同组成，并且对于两个CCD视觉组件而言，它们各自均包括微调平台支撑架、微调平台、相机镜架、CCD相机和微调平台限位块，其中，两个微调平台支撑架分别竖直安装固定于所述第一定位面(10-1)和第二定位面(10-2)上，并且保持呈α夹角；各个微调平台分别安装在对应的所述微调平台支撑架的上部，并为对应的所述CCD相机提供单向自由度的滑动焦距调节；各个相机镜架分别通过相机安装支架安装在对应的所述微调平台上，并用于固定对应的所述CCD相机；各个微调平台限位块用于限位对应的所述微调平台沿着镜头方向的调整；而对于该配套的两个LED光源组件而言，它们各自均包括光源支架、光源调节架和LED光源头，其中，两个光源支架分别竖直安装固定于所述第三定位面(10-3)和第四定位面(10-4)上，并且同样保持呈α夹角；各个光源调节架可枢轴转动地安装在对应的光源支架上，且可执行俯仰角度的调节，该光源调节架上分别还设有周向孔位，由此用于调节对应的所述LED光源头的偏角；此外，各个LED光源头则用于发射光束且通过所述双反射镜单元后，分别进入到对应的所述CCD相机；/n所述双反射镜单元(40)由相同结构且对称布置的两套模组共同组成，并且它们各自包括底座(41)、光源侧支架(43)、光源侧反射镜组件(44)、相机侧反射镜组件(45)和相机侧支架(46)，其中底座(41)通过销钉与所述定位孔的配合，由此安装定位于所述支撑底板(10)上；各个光源侧支架(43)分别竖直安装在所述底座(41)的一侧，并通过调节对应的所述光源侧调整块(42)，使得所述光源侧反射镜组件(44)与所述相机侧反射镜组件(45)正好对应；各个光源侧反射镜组(44)安装于所述光源侧支架(43)的上部，并且具备两个沿着竖直方向布置的45°反射镜也即第一反射镜(44-1)和第二反射镜(44-2)；各个相机侧支架(46)分别竖直安装在所述底座的另一侧，所述相机侧反射镜组件(45)则对应安装在所述相机侧支架的上部，并且同样具备两个沿着竖直方向布置的45°反射镜也即第三反射镜(45-1)和第四反射镜(45-2)，由此当光束射入到所述双反射镜单元后，会依次经所述第一至第四反射镜的反射作用后进入到对应的所述CCD相机内；/n此外，作为观测对象的飞行墨滴(80)处于两个所述CCD相机共同的焦点范围之内。/n...

【技术特征摘要】
1.一种用于飞行墨滴状态观测的装置，其特征在于，该装置包括支撑底板、第一单目视觉观测单元、第二单目视觉观测单元以及双反射镜单元，其中：
所述支撑底板(10)用于集成安装其它的功能单元，并确保该第一、第二单目视觉观测单元成夹角地布置及安装到位；该支撑底板包括第一特征单元定位面、第二特征单元定位面和定位孔，其中所述第一特征单元定位面位于该支撑底板的尾端部位，并由对置布置的第一定位面(10-1)和第二定位面(10-2)共同组成，这两个定位面之间呈α夹角且形成近似V型构造；所述第二特征单元定位面保持对应地位于该支撑底板的首端部位，并由对置布置的第三定位面(10-3)和第四定位面(10-4)共同组成，这两个定位面之间同样呈α夹角且形成近似V型构造；此外，所述定位孔(10-5,10-6)用于使该双反射镜单元(40)定位安装在所述支撑底板上；
所述第一、第二单目视觉观测单元的结构相同，它们各自竖直安装于所述支撑底板(10)上，由此确保两者之间同样呈α夹角的空间布置来执行双目观测；所述第一、第二单目视觉观测单元各自均由CCD视觉组件(20,30)和配套的LED光源组件(60,70)共同组成，并且对于两个CCD视觉组件而言，它们各自均包括微调平台支撑架、微调平台、相机镜架、CCD相机和微调平台限位块，其中，两个微调平台支撑架分别竖直安装固定于所述第一定位面(10-1)和第二定位面(10-2)上，并且保持呈α夹角；各个微调平台分别安装在对应的所述微调平台支撑架的上部，并为对应的所述CCD相机提供单向自由度的滑动焦距调节；各个相机镜架分别通过相机安装支架安装在对应的所述微调平台上，并用于固定对应的所述CCD相机；各个微调平台限位块用于限位对应的所述微调平台沿着镜头方向的调整；而对于该配套的两个LED光源组件而言，它们各自均包括光源支架、光源调节架和LED光源头，其中，两个光源支架分别竖直安装固定于所述第三定位面(10-3)和第四定位面(10-4)上，并且同样保持呈α夹角；各个光源调节架可枢轴转动地安装在对应的光源支架上，且可执行俯仰角度的调节，该光源调节架上分别还设有周向孔位，由此用于调节对应的所述LED光源头的偏角；此外，各个LED光源头则用于发射光束且通过所述双反射镜单元后，分别进入到对应的所述CCD相机；
所述双反射镜单元(40)由相同结构且对称布置的两套模组共同组成，并且它们各自包括底座(41)、光源侧支架(43)、光源侧反射镜组件(44)、相机侧反射镜组件(45)和相机侧支架(46)，其中底座(41)通过销钉与所述定位孔的配合，由此安装定位于所述支撑底板(10)上；各个光源侧支架(43)分别竖直安装在所述底座(41)的一侧，并通过调节对应的所述光源侧调整块(42)，使得所述光源侧反射镜组件(44)与所述相机侧反射镜组件(45)正好对应；各个光源侧反射镜组(44)安装于所述光源侧支架(43)的上部，并且具备两个沿着竖直方向布置的45°反射镜也即第一反射镜(44-1)和第二反射镜(44-2)；各个相机侧支架(46)分别竖直安装在所述底座的另一侧，所述相机侧反射镜组件(45)则对应安装在所述相机侧支架的上部，并且同样具备两个沿着竖直方向...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈建魁，尹周平，黄永安，杨华，段永青，王一新，刘强强，李华阳，宋开友，邵志龙，吕佳超，张舟，欧闻，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42