ОПТИКО-МЕХАНИЧЕСКИЙ СКАНЕР

ОПТИКО-МЕХАНИЧЕСКИЙ СКАНЕР ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Полезная модель относится к области оптико-электронного приборостроения и может быть использована при проведении баллистических исследований, точнее при проведении идентификации огнестрельного оружия в экспертно-криминалистических подразделениях органов внутренних дел.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
К известным устройствам аналогичного назначения относится интегрированная баллистическая идентификационная система IBIS фирмы Forensic technology Inc., Канада (см. IBIS Training Manual, 1995 г. - руководство по работе с аппаратурой) . Данная система содержит отдельное приспособление для центровки пули и фиксации пули, содержащее набор специальных упругих зажимов для пуль разных калибров, направляющий и центрирующий валы и набор оправок для каждой пули. Оправки имеют на одном из торцов отверстие, совпадающее по размерам с центрирующим валом. Пулю устанавливают в зажим подходящего размера и вместе с ним надевают на направляющий вал. Оправку устанавливают отверстием на центрирующий вал. Затем пулю вместе с зажимом прижимают к торцу оправки, покрытому клеем; узел вращения, содержащий щаговый двигатель с редуктором и приводной вал, совпадающий по размерам с центрирующим валом. После полимеризации клея оправку с пулей вынимают из центриОПИСАНИЕ
рующего приспособления и устанавливают на вращающий вал; лазерный узел фокусировки; осветитель; средства формирования и записи изображения (объектив и телекамеру) с линейным разрешением 2 мкм. Недостатками данной системы являются:
-необходимость центрирующей оправки для каждой пули;
-необходимость дополнительных расходных материалов (клей);
-длительность процесса центровки и фиксации пули;
-погрешности центровки, обусловленные наличием упругих зажимов ;
-наличие специального устройства фокусировки;
-система обеспечивает запись изображения ограниченного участка поверхности, при этом изображение состоит из узких и несостыкованных между собой полосок вдоль оси пули. Известна также система компьютерного автоматизированного анализа пули (заявка РСТ 92/20988 кл. F 42 В 35/00, опубл. 26.11.1992 г.), включающая оптико-электронную систему и мощную ЭВМ со специализированным программным обеспечением и позволяющая получать характеристики поверхностей пули, преобразовывать их в цифровую форму и хранить в блоке памяти. Закодированные цифровые характеристики одной пули могут сравниваться с закодированными цифровыми характеристиками других пуль и далее обработаны в ЭВМ. Недостатками этой системы является невозможность получения неискаженных разверток деформированных пуль, неудобство установки и центрировки исследуемой пули.
(патент РФ, 2130628 кл. G 02 В 21/36, опубл. 20.05.1999 г.). Устройство для получения изображения развертки цилиндрических тел содержит осветитель, объектодержатель, механизмы продольного сканирования, поворота объекта  фокусировочной подвижки, систему автофокусировки, телевизионную камеру с ПЗС-матрицей, АЦП и ЭВМ, причем привод фокусировочной подвижки снабжен датчиком позиционирования в исходном положении. ПЗС-матрица установлена с возможностью поворота вокруг оси, лежащей в ее плоскости и параллельной оси исследуемого объекта снабжена приводом для вращения. Недостатками данного устройства являются погрещности центрировки пули, низкое качество изображения вследствие недостаточного линейного разрещения, а также трудоемкость процесса подготовки к сканированию, связанного с необходимостью визуального контроля за точностью центровки пули в объектодержателе и ручной корректировки ее положения.
СУЩНОСТЬ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
В соответствии с выщеизложенным, задачей настоящей полезной модели является создание оптико-механического сканера, обеспечивающего получение неискаженного изображения полной развертки поверхности пули с высоким линейным разрешением за счет повыщения точности центровки и предотвращения проскальзывания пули в процессе сканирования, а также снижение трудоемкости процесса подготовки к сканированию.
y
-г/ - mmjf
НИИ узел освещения, узел формирования изображения, узел автофокусировки, узел позиционирования с приводным валом
узел фиксации пули в сканере, узел центровки пули, телевизионную камеру и блок управления, а узел центровки пули содержит центрирующий вал, цанговый зажим, установленный с возможностью осевого перемещения относительно центрирующего вала, при этом на центрирующем валу выполнены четыре продольных паза, а узел фиксации пули содержит основание с двумя цилиндрическими направляющими, корпус, установленный с возможностью перемещения по указанным цилиндрическим направляющим вдоль оси пули и с возможностью жесткой фиксации в заданном положении, вращающийся прижим, установленный в отверстии корпуса с возможностью вращения относительного указанного корпуса, а также откидной кронщтейн с плоской пружиной и стопором, установленный в корпусе, при этом при повороте указанного откидного кронщтейна в сторону корпуса стопор осуществляет фиксацию корпуса относительно цилиндрических направляющих, а плоская пружина поджимает вращающий прижим к пуле с постоянным усилием, причем указанный вращающийся прижим установлен с возможностью синхронного вращения с приводным валом сканера.
Кроме того, оптико-механический сканер содержит набор цанговых зажимов в зависимости от диаметра пули для установки в узле центровки.
Полезная модель поясняется на примере предпочтительного варианта его осуществления со ссылками на чертежи, на которых представлено следующее:
Фиг.1- изображен перспективный вид оптико-механического сканера.
Фиг.2 - изображен фронтальный вид узла центровки пуль с разрезом по оси симметрии.
Фиг.З - изображен фронтальный вид (За) и вид сверху (36) узла фиксации пули в сканере.
Фиг.4 - изображен перспективный вид оптико-механической части сканера, иллюстрирующий взаимное расположение основных конструктивных элементов сканера.
ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНОГО ВАРИАНТА
ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
На фиг.1 изображен перспективный вид корпуса сканера, содержащего три отсека. В одном из боковых отсеков, снабженном съемной крыщкой, размещается узел центровки пуль. В центральном отсеке размещены оптическая часть и все механизмы сканера. Передняя часть корпуса имеет откидную крыщку для установки пули в сканер и извлечения ее из него.
На фиг.2 изображен фронтальный вид узла центровки пуль (с разрезом по оси симметрии). Типовой элемент узла центровки пуль представляет собой цанговый зажим, содержащий цангу поз.2 с резьбой и гайку поз.З. Цанга имеет 4 упругих лепестка (не показаны на чертеже), расстояние между которыми уменьщается при завинчивании гайки поз.З (для центровки и
крепления пули поз.1 в зажиме) м увеличивается при отвинчивании гайки поз.З за счет упругости материала цанги (при освобождении пули из зажима), центрирующий вал обозначен поз.5 с регулировочной гайкой поз.4. Для предотвращения проворачивания при креплении и освобождении пули цанга поз.2 снабжена радиальным штифтом поз.б, а на центрирующем валу поз.5 выполнены 4 продольных паза, в один из которых входит щтифт поз.6. Аналогичные пазы имеются и на приводном валу сканера.
Цанга поз.2 изготовлена из полимерного материала (полиамида) для предотвращения повреждения поверхности пули. Регулировочная гайка поз.4 служит для изменения положения цанги поз. 2 относительно торца центрирующего вала поз.5. Узел центровки пуль содержит 5 основных элементов центровки и 4 вспомогательных (фиг.4). Элементы отличаются друг от друга диаметром отверстия в цанге, в которое вставляется пуля поз.1. Основные элементы выполнены под калибры 5,45, 6,35, 7,62, 9, и 11,4 мм, а вспомогательные - под калибры 5,45, 6,35, 7,62 и 9 мм. Калибры пуль могут отличаться от указанных значений на величину 0,2 мм.
На фиг.3 представлен фронтальный вид За и вид сверху 36 узла фиксации пули в сканере. Узел фиксации пули содержит опору поз.7, корпус поз.8, вращающийся прижим поз. 9, щестерню поз.10, откидной кронщтейн 11 с плоской пружиной поз.12 и стопором поз.13, и имеет возможность перемещения вдоль оси пули по двум цилиндрическим направляющим 14. Откидной кронщтейн поз.11 крепится к корпусу поз.8 с возможностью поворота в вертикальной плоскости. При повороте кронщтейна
поз.11 вверх стопор поз.13 фиксирует корпус поз.8 на направляющих поз.14 и пружиной перемещает вращающийся прижим поз.9 в сторону пули, обеспечивая поджатие ее доныщка к приводному валу. Приводной вал (не показан на чертеже) и вращающийся прижим поз.9 имеют антифрикционное покрытие на торцах, которые контактируют с доныщком и головкой пули. Синхронное вращение вала и прижима (для предотвращения проскальзывания пули) обеспечивается щестерней поз.10 и синхронизирующим зубчатым валом, обозначенным поз.15.
На фиг.4 изображен перспективный вид оптикомеханической части сканера, иллюстрирующий взаимное расположение основных конструктивных элементов сканера, где поз.16 представлен узел центровки пули, поз.17 узел позиционирования пули, поз.18 узел фиксации пули, поз.19 узел освещения пули, поз.20 узел формирования изображения, поз.21 узел автофокусировки, поз.22 телекамера, поз. 23 основание сканера.
Узел позиционирования пули поз.17 не является объектом данной заявки на полезную модель, но может быть выполнен (не показано на чертеже), например, из рамы, механизма вращения и механизма подачи. Механизм вращения установлен на раме и содержит щаговый двигатель, редуктор и приводной вал. Механизм подачи содержит щаговый двигатель, ходовой винт, гайку и кронщтейн. Двигатель с винтом жестко закреплены на основании сканера, а кронщтейн с гайкой установлены на раме с возможностью перемещения относительно нее в направлении, перпендикулярном направлению подачи.
Узел освещения поз.19 является стандартным осветителем и включает конденсор, плоское зеркало и цилиндрическое вогнутое зеркало, светодиод (не показаны на чертеже).Радиус
цилиндрического зеркала выбран из условия равномерного освещения выпуклой цилиндрической поверхности пули. Ось зеркала параллельна оси вращения пули.
Узел формирования изображения поз.20 выполнен в виде объектива, например, типа Гелиос-3 и обеспечивающий формирование изображения на мишени фотокамеры в масштабе 4:1. Поле зрения составляет 1.5 х 1.2 мм.
Узел автофокусировки (не показан на чертеже) содержит основание, шаговый двигатель с редуктором, ходовой винт и гайку. На основании закреплены узел освещения, узел формирования изображения, телекамера и ходовой винт. Двигатель закреплен на основании сканера и приводит во вращение гайку.
Оптико-механический сканер работает следующим образом.
Перед началом процесса сканирования пулю 1 устанавливают в узел центровки пуль фиг.2, а именно в цанговый зажим поз.2 и поворотом гайки поз.3 закрепляют в нет. Зажим с пулей снимают с центрирующего вала поз.5 и устанавливают на приводном вале оптико-механического сканера (не показан на чертеже), совместив штифт цанги поз.б с одним из его пазов. Откидывают кронштейн поз.11 (фиг.З) и перемещают корпус поз.8 по цилиндрическим направляющим поз.14 до упора вращающегося прижима поз.9 в головку пули. После этого поворачивают откидной кронштейн поз.11 в сторону корпуса поз.8. В одном из промежуточных положений срабатывает стопор поз.13,
предотвращая смещение корпуса поз.7. При дальнейщем повороте откидного кронщтейна поз.11, плоская пружина поз.12 входит в контакт с задним сферическим торцем вращающегося прижима поз. 9 и за счет своего прогиба обеспечивает постоянное усилие фиксации пули (поджатием прижима поз.9 к головке пули) . Таким образом, усилие фиксации прикладывается к головке и доныщку пули. После этого поворотом гайки поз.3 (фиг.2) пуля освобождается от воздействия лепестков цанги (не показано на чертеже) и цанговый зажим поз.2 сдвигается по приводному валу (не показан на чертеже) назад, открывая поверхность пули для сканирования.
При вращении приводного вала в процессе сканирования синхронизирующий зубчатый вал поз.15 (фиг.З) через шестерню поз.10 обеспечивает вращение прижима поз.9, исключая поворот приводного вала относительно прижима и проскальзывание пули.
Процесс сканирования заключается в последовательной записи цифровых изображений в памяти компьютера (не изображен на чертеже). Перед записью каждого фрагмента пули поз. 1 фиг. 2 производится автоматическая фокусировка изображения. После записи фрагмента пуля поворачивается на угол от 10 до 7,5 градусов (в зависимости от калибра). После записи полного кольца щириной 1,5 мм пуля вращается вдоль своей оси и таким образом осуществляется сканирование всей ведущей поверхности пули. После записи изображений всех фрагментов поверхности пули из них формируется изображение полной развертки пули и определяются общие признаки пули (угол подъема нарезов, щирина следов полей нарезов). Все указанные операf fr/ r
L i - / & У ч
i,
ции выполняются автоматически под управлением компьютерной программы.
ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ
Оптико-механический сканер может быть применен при проведении идентификации огнестрельного оружия в экспертнокриминалистических подразделениях органов внутренних дел. Сканер может быть использован для получения изображений развертки поверхности любых других осесимметричных объектов диаметром до 30 мм и длиной до 35 мм.
--7 t , / - у у П ///fi / y rJ