粗糙度传感器及粗糙度等级评估与三维评价装置与方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种粗糙度传感器及粗糙度等级评估与三维评价装置与方法，所述粗糙度传感器包括保护膜、红外反射膜、力敏感层、支撑板、微透镜阵列和基底，所述装置包括粗糙度传感器以及侧开成像口的硬管内窥镜，所述装置通过深度学习算法实时给出接触探测表面的粗糙度等级，并可通过抽取视频帧得到单帧图片下接触位置的粗糙度三维评价参数值，通过矩阵均衡化方法进行被测表面形貌的三维参数评价，对物体表面感知的高触觉灵敏度，图像视觉的立体维度、等级评估的实时性和参数评价的全面性等方面具有较大优势，为内壁、孔洞等狭小空间物体表面探测和粗糙度评估提供技术支持。表面探测和粗糙度评估提供技术支持。表面探测和粗糙度评估提供技术支持。

【技术实现步骤摘要】
粗糙度传感器及粗糙度等级评估与三维评价装置与方法


[0001]本专利技术涉及物体识别、光学成像技术和人工智能
，尤其是一种粗糙度传感器及粗糙度等级评估与三维评价装置与方法。

技术介绍

[0002]现阶段，在人工智能领域对于表面纹理触觉感知方面的研究已日渐深入，但作为表面纹理主要组成部分的粗糙度却很少被探索。粗糙度检测方法可以分为两类: 接触式方法和非接触式方法。接触式方法一般为触针法，具有稳定可靠、测量范围大、检测成本低等优势，但触针尖端容易在测试表面上造成划痕，且受到触针尖端圆弧半径的限制，其测量精度较低。非接触式方法主要基于光学检测原理，包括散射法、干涉法、散斑法、计算机视觉法等。与接触法相比，非接触法是一种无损快速的表面检测方法，测量精度高且响应速度快，与计算机算法的结合也成为目前粗糙度检测的主要趋势。但一般的非接触式粗糙度仪设备尺寸难以小型化，且价格较为昂贵，故在使用场景上受到很多限制。
[0003]同时，基于光学原理的粗糙度仪对环境干扰和被测表面的反射性条件要求较高，也不会直接呈现物体表面的三维形状和位置信息。尽管非接触本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种粗糙度传感器，其特征在于：包括保护膜（1）、红外反射膜（2）、力敏感层（3）、支撑板（4）、微透镜阵列（5）、基底（6），所述保护膜（1）、红外反射膜（2）和力敏感层（3）均为半球状，且由外及内依次贴合固定连接构成传感器接触软体，所述支撑板（4）中部呈半球状凸起且凸起部分为中空结构，所述力敏感层（3）与支撑板（4）的半球状凸起处贴合固定，所述基底（6）为平面薄板且中心设有圆形凹槽，所述支撑板（4）的半球状凸起与基底（6）的圆形凹槽之间设有微透镜阵列（5）。2.根据权利要求1所述的粗糙度传感器，其特征在于：所述保护膜（1）为均匀高分子透明薄膜；所述红外反射膜（2）为氧化锡锑薄膜；所述力敏感层（3）为无色透明半球壳，其材料为聚二甲基硅氧烷；所述支撑板（4）和基底（6）的材质为聚甲基丙烯酸甲酯。3.根据权利要求1所述的粗糙度传感器，其特征在于：所述微透镜阵列（5）由7个子透镜和微透镜座体（13）组成，所述子透镜为圆柱形自聚焦透镜（L1），所述微透镜座体（13）的材质为不透明铝合金材料，其内部设有7个通孔，各通孔按照六边形排列方式均匀排布，所述子透镜固定排布在通孔上。4.一种粗糙度等级评估与三维评价装置，其特征在于：包括权利要求1
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3之一所述的粗糙度传感器（16）、内窥镜成像端（7）、红外光纤束（8）、照明光纤束（9）和镜管（12），所述镜管（12）上设有内窥镜成像端（7），该内窥镜成像端（7）的开口大小与所述粗糙度传感器的基底（6）大小一致，粗糙度传感器置于所述内窥镜成像端（7）的开口上方，所述红外光纤束（8）位于内窥镜成像端开口内侧，所述照明光纤束（9）位于内窥镜成像端开口外侧。5.根据权利要求4所述的粗糙度等级评估与三维评价装置，其特征在于：所述红外光纤束（8）分为8束，均匀排列呈圆环状，输出光照亮传感器接触软体内侧；所述照明光纤束（9）分为2束，对称位于内窥镜成像端开口两侧，输出光照亮传感器接触软体外侧。6.根据权利要求4所述的粗糙度等级评估与三维评价装置，其特征在于：还包括卡扣（17），所述卡扣对称设置于粗糙度传感器两侧，用于将粗糙度传感器的基底（6）与镜管（12）固定连接。7.根据权利要求4所述的粗糙度等级评估与三维评价装置，其特征在于：还包括内窥镜主体（14）、用于通入红外光纤束（8）和照明光纤束（9）的光纤接口（15）、物镜玻璃（L2）、物镜（L3）、反射镜（L4）、柱透镜组（L5）和目镜（L6），所述内窥镜主体（14）、光纤接口（15）和目镜（L6）置于镜管（12）后端，其中，所述内窥镜主体（14）与镜管（12）...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋乐，路斯莹，于德鑫，刘益维，陶乐颖，陈佳一，陈伟民，杨永，郑叶龙，房丰洲，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：