基于机器视觉的芯片快速识别定位系统的设计与实现-机械结构设计.docx
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1、用中国HIKIVISION公司的MV-CA013-20GMGC工业相机,此相机有很多优点且更适合做本系统的工业相机(如图2.1所示),它是采用CMOS成像相机,具有性价比高的优势、图像采集速度快、相对易开发等特点。 图 2.1 工业相机2.2芯片识别系统的设计要求本设计所应达到的要求有:能够适应多种芯片型号;能够保证转盘旋转过程中芯片的稳固;能够保证芯片在经过传感器时被准确检测;动态识别、LED光源与工业相机能够巧妙配合;后台图像检测算法能够筛选数据库数据并成功传送到程序界面;硬件和软件能够协调搭配,达到快速、精准、灵活、可靠的设计目的。2.3芯片识别系统的总体方案2.3.1芯片识别系统的组成
2、基于机器视觉的芯片快速识别定位系统是以机器视觉架和芯片承载台为基础,结合计算机、传感器与工业相机,对芯片引脚进行图像采集检测、特征预处理、图像特征提取以及匹配识别。在机器视觉架上有以MV-CA013-20GMGC工业相机为核心,将光源镜头加此架上,芯片承载台可放多种型号芯片,在台边缘放传感器来触发相机拍照。2.3.2芯片识别系统的硬件结构图整个系统包含硬件模块和软件模块,系统的框架图如图2.2所示,其中硬件模块是有工业相机、镜头和光源组成,主要作用是对被测芯片进行高质量成像;软件模块包含界面显示、数据库和机器视觉检测算法,主要作用是对被测芯片字符引脚的自动化、智能化、高精度、高效率检测。图 2
3、.2系统框架图2.4本章小结本章概述了芯片快速识别系统的总体方案、设计要求、系统组成、软硬件结构图概述。3芯片识别系统的相关元器件3.1步进电机的选定(1)依据电机所需转矩的选定遵循本设计所须要之转矩大小,以此需而择电机型号。当扭力在0.8Nm及以下,则可对应选定20、28、35、39、42等型号的电机;当扭力在1Nm左右时,则可选定57型号的电机。当扭力在几Nm以及更甚之,则需选定86、110、130等规格型号的电机。(2)依据电机所需转速的选定当转速居于每min几百r甚至更低转速旋转时,我们称其为低速,此时的输出转矩较大;当转速居于1000r/min9000rmin时,我们称其为高速,此时
4、的输出转矩极小。可见,步进电机的输出转矩与转速是形成反比的。进而,有些工作环境亦是须要对步进电机的线圈电阻、电感等参数指标进行度量。与转速比量,电感也与转矩成反比。当电机处于速度高、电感小的情况下,可以取得较大的输出转矩;反之,当电机处于速度低、力矩大的情形下,则是选择大电感、大电阻最佳。(3)依据所需相数对电机的选定当相数愈多时,步距角则愈小,工作时的震动在比拟下就愈加小。在诸多工业领域的实操场合下我们频频使用的是两相电机,若想选定三相步进电机,则需在高速大力矩的情形下才显得尤为实用、恰当。(4)依据使用环境对电机的选定特殊的步进电机在某些特殊的场合下可以达到防水、防油等诸多功效。本设计扭力
5、在0.8N.m以下,综合各种资料显示,选择42步进电机;本设计需要满足转盘高速旋转,每秒旋转达到7-10转的设计目的,由于蜗轮蜗杆所设计的传动比为1:6.75,需要选择转速较高转矩较小的步进电机;本设计的相数选择采用两相电机较为合适,由于本设计工作环境较为普通,因此不须考虑第四点特殊场合的特种电机。综上所述,选择的步进电机相关参数为:品牌:山社电机型号:SS1704A20A规格:42*42*49.5mm保持力矩:0.54N.m供电电压:12-24VDC额定电流:2.0A重量:0.38KG(电机外观如图3.1所示)图 3.1 42步进电机3.2芯片承载台芯片固定方案的选择(1)方案一:当自动旋转
6、转盘转速不快时,只需铣一个槽,槽的设计配合芯片的形状,刚好能卡住芯片。(如图3.2所示)图 3.2芯片槽*4(2)方案二:当自动旋转盘转速较快时,则需要设计装置固定,在每个槽的一侧安装一个弹性压片夹,压住芯片。(如图3.3、图3.4所示)图 3.3压片夹图 3.4压片夹装配(3)方案三:使用卡扣,考虑好槽的深度、槽的长宽以及卡扣的厚度,刚好卡住芯片达到芯片固定的目的。(如图3.5、图3.6所示)图 3.5卡扣图 3.6卡扣装配3.3自动旋转转盘传动方案的选择在设计自动旋转转盘的时候有以下三种传动方案可以选择:(1)方案一:齿轮传动从动齿轮轴与步进电机之间有联轴器相连,从动轮轴旋转带动契合从动齿
7、轮的主动轮轴旋转,主动齿轮轴连接转盘以达到设计目的。(2)方案二:直接相连驱动设计一个机构直接将步进电机与转盘相连以达到旋转目的,类似于唱片机的结构。(3)方案三:蜗轮蜗杆传动蜗轮与蜗杆相契合,蜗杆轴与蜗轮轴之间用梅花联轴器联合相接,芯片承载台进而与蜗轮相接,步进电机旋转带动蜗杆传动蜗轮旋转,蜗轮带动相契合的芯片承载台旋转以达到本设计之设计目的。方案总结:本设计采用方案三的传动方案,由于选择的42步进电机转速较高,通过蜗轮蜗杆传动配合,降低转盘转速,达到设计目的。3.4本章小结本章主要是对步进电机、芯片承载台芯片固定装置、传动方案三个部分的设计选择,最终选定的方案是:42步进电机;卡扣固定装置
8、;蜗轮蜗杆传动。4芯片识别系统的硬件设计4.1机械视觉架的设计机械视觉架分为底板、光源架、CCD架、连接装置四部分。(1)底板部分(如图4.1、图4.2所示)图 4.1底板*1图 4.2长杆*1(2)光源架部分(如图4.3图4.6所示)图 4.3横向支撑架*1图 4.4旁支撑架*2图 4.5光源架螺栓*2图 4.6光源架螺栓盖帽*2(3)CCD架部分(如图4.7图4.10所示)图 4.7 CCD横架*1图 4.8 CCD架橡胶夹块*2图 4.9 CCD架长螺栓*2图 4.10 CCD架长螺栓*2(4)连接装置部分(如图4.11图4.15所示)图 4.11手拧十字固定夹*2图 4.12手拧十字固
9、定夹短螺栓*2图 4.13手拧十字固定夹短螺栓盖帽*2图 4.14短杆连接块*2图 4.15连接短杆*2具体尺寸数据详见附录1零件图。4.2蜗轮蜗杆的设计4.2.1蜗轮蜗杆的作用蜗轮蜗杆传动副普遍存在于减速机构,同时也可以运用到空间90传递动力的机构当中8。众人周知,通常情况之下,蜗轮蜗杆传动结构屡屡适用于传递交错轴之间的运动及动力。本设计选用蜗轮蜗杆传动方案的缘由在于其存在诸多优势:1.比之交错轴的斜齿轮结构更为紧凑,能够取得较大的传动比;2.属于螺旋传动,故噪音极小,较为平稳;3.蜗杆可以契合蜗轮带动其旋转,反之,蜗轮无法带动蜗杆旋广东东软学院本科生毕业设计(论文)本科毕业设计(论文)三维
10、动画创作中场景设计的应用以环保题材动画短片为例 The application of scene design in 3d animation creation - a case study of environmental protection animated short films院 (系)数字媒体与设计学院专 业数字媒体艺术班 级16数字媒体艺术1班学 号16230420120学生姓名胡慧指导教师孔紫菲提交日期2020年 04月 10日毕业设计(论文)原创性声明本人郑重声明:所呈交的毕业设计(论文),是本人在指导老师的指导下,独立进行的设计(研究)工作及取得的成果,论文中引用他人的文献
11、、数据、图件、资料均已明确标注出,论文中的结论和结果为本人独立完成,不包含他人已经发表或撰写的作品及成果。对本文的研究作出贡献的个人和集体,均已在论文中作了明确的说明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。毕业论文作者(签字): 签字日期: 年 月 日成绩评定 成绩项论文成绩(百分制)折合比例实得成绩(折合分)指导教师成绩30%评阅教师成绩20%答辩成绩50%总评成绩注:毕业设计(论文)成绩按百分制评定。答辩成绩不及格的(评分低于60分的),则该毕业设计(论文)总评成绩为答辩成绩。内容摘要随着三维动画行业的快速发展,场景设计的地位越发重要,其设计风格对整部短片的画面效果起着主导性作用。场景
12、是短片中的主要环境,是连接角色与剧情的主要因素,影响着整个故事情节的空间发展,因此可以看得出场景在三维动画短片中占据着极为重要的地位。在社会经济的发展过程中,一直伴随着难以根治的环境污染问题,而这些问题的根源在于人们的环保意识不够强烈,总是会在无意间做出破坏环境的行为。本文基于我国环保题材的三维动画现状的研究与分析,结合三维动画场景设计的创作手法和功能,对国内外环保题材的三维动画创意案例进行研究,针对现存的环境污染行为所带来的严重后果,对环境污染场景空间以及人物角色造型进行创新设计,在空间设计上利用虚拟、夸张等表现手法进行创作,并通过环境污染的场景设计来放大破坏环境的行为,力图唤醒人们的环保意
13、识,提高人们的环保行为的参与度,为推动生态文明和美丽中国的建设出一份力,对人们在娱乐中提高环保意识观念具有实际的意义和作用。关键词:三维动画;场景设计;环保意识AbstractWith the rapid development of 3D animation, the position of scene design becomes more and more important. Its design style and spatial structure play a leading role in the picture effect of the whole short film.
14、Scene is the main environment in the short film, is the main factor connecting roles and plots, and affects the spatial development of the whole story. Therefore, it can be seen that the main scene occupies an extremely important position in the short film of 3D animation. In the process of social a
15、nd economic development, there have always been problems of environmental pollution that are difficult to cure, and the root of these problems lies in the fact that peoples environmental awareness is not strong enough, and they will always act unintentionally to destroy the environment. Based on the
16、 research and analysis of the current situation of three-dimensional animation on environmental protection topics in our country, combined with the creation methods and functions of three-dimensional animation scene design, this paper studies the creative cases of three-dimensional animation on envi
17、ronmental protection topics at home and abroad. aiming at the serious consequences brought by the existing environmental pollution behaviors, it innovatively designs the space of environmental pollution scenes and the modeling of characters, creates the space design by using the expression methods o
18、f virtualization, exaggeration and the like, and amplifies the behaviors of destroying the environment through the design of environmental pollution scenes.Trying to arouse peoples awareness of environmental protection, improving peoples participation in environmental protection activities, contribu
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