Thiết bị nội soi ôtô cầm tay ứng dụng công nghệ thu thập và xử lý ảnh

Trang v MỤC LỤC Lý lch khoa hc i Li cam đoan . ii Li cm n iii Tóm tắt iv Mc lc v Danh sách hình viii Danh sách các bng xii CHNG 1: TNG QUAN 1 1.1 LÝ DO CHN Đ TÀI 1 1.2 MC ĐệCH VÀ NHIM V NGHIÊN CU 2 1.2.1 Mc đích nghiên cu 2 1.2.2 Nhim v nghiên cu 2 1.3 ĐI TNG NGHIÊN CU 3 1.4 ĐIM MI CA Đ TÀI 3 1.5 PHNG PHÁP NGHIÊN CU 3 1.6 PHM VI NGHIÊN CU 3 1.7 TÌNH HÌNH NGHIÊN CU TRONG NC VÀ TRÊN TH GII 3 1.7.1 Tình hình trong nc 3 1.7.2 Tình hình nc ngoài 5 Chng 2: C S LÝ THUYT 8 2.1 MT S H HNG THNG GP TRÊN ÔTÔ 8 2.1.1 Mt s h hng thng gp trên đng c ôtô 8 2.1.2 Mt s h hng thng gp trên h thng bôi trn 16 2.2 GII THIU V THIT B NI SOI 17 2.2.1 Ni soi là gì? 17 Trang vi 2.2.2 ng dng 17 2.2.3 Các thành phn chính ca thit b ni soi 18 2.2.4 Phân loi 18 2.2.4.1 Thit b ni soi dng ng cng 18 2.2.4.2 Boroscopes ng mm 19 2.2.5 Camera 20 2.2.5.1 Thông s đánh giá 21 2.2.5.2 Mt s loi camera siêu nh 28 2.3 GII THIU PHN MM LABVIEW 31 2.4 GII THIU PHN MM X LÝ NH 34 2.4.1 NI Vision Development Module (VDM) 35 2.4.2 NI Vision Assistant 36 2.4.3 NI IMAQVision 38 CHNG 3: THIT K PHN CNG - XÂY DNG PHN MM CA THIT B NI SOI ÔTÔ CM TAY NG DNG CÔNG NGH THU THP VÀ X LÝ NH 41 3.1 THIT K PHN CNG 41 3.1.1 Gii thiu s đ, nguyên lý hot đng ca thit b ni soi ôtô cm tay ng dng công ngh thu thp và x lý nh 41 3.1.1.1 S đ 41 3.1.1.2 Nguyên lý hot đng 41 3.1.2 Phng pháp điu khin 42 3.1.3 Nhng khó khăn v kỹ thut ca thit b ni soi ôtô 42 3.1.4 Thit k c khí thit b ni soi ôtô cm tay ng dng công ngh thu thp và x lý nh 42 3.1.5 Mch đin điu khin Camera 43 3.1.5.1 S đ 43 3.1.5.2 Nguyên lý hot đng 43 3.1.5.3 Camera 43 3.2 THIT K GIAO DIN VÀ LP TRÌNH X LÝ NH 44 3.2.1 Thit k giao din 44 Trang vii 3.2.1.1 Thit k giao din nhp thông tin 45 3.2.1.2 Thit k giao din kim tra 46 3.2.1.3 Thit k giao din báo cáo kt qu vƠ lu tr d liu 49 3.2.2 Thit k chng trình thu thp và x lý nh 49 CHNG 4: KT QU THC NGHIM 52 4.1 KT QU 52 4.2 TIN HÀNH THC NGHIM 52 CHNG 5: KT LUN VÀ HNG NGHIÊN CU 61 5.1 KT LUN 61 5.2 HN CH CA Đ TÀI 62 5.3 HNG NGHIÊN CU CA Đ TÀI 62 TÀI LIU THAM KHO 63 Trang viii DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình Trang Hình 1.1: Máy ni soi công nghip (camera) CEM BS-100 6 Hình 1.2: Máy ni soi công nghip Extech-BR80 ầ.ầầầầầầầầầầầ 7 Hình 2.1: Đng c trên xe ô tô 8 Hình 2.2: Đng c ôtô 9 Hình 2.3: H thng bôi trn 16 Hình 2.4: Ni soi con ngi 17 Hình 2.5: Ni soi đng c ôtô máy ni soi đng ng, đng c máy công nghip VE340N có xut x t Mỹ 18 Hình 2.6: Thit b ni soi ng cng - Model RIGID BORESCOPE 19 Hình 2.7: Máy ni soi công nghip FVE 150 xut x t Đc(Germany) 20 Hình 2.8: Các loi mini camera 21 Hình 2.9: Cm bin hình nh (Image sensor) 22 Hình 2.10: Cm bin CCD 22 Hình 2.11: Cm bin Cmos 23 Hình 2.12: Các loi ng kính camera quan sát 24 Hình 2.13: Kích thc cm bin vƠ đ m thu kính 26 Hình 2.14: Kích thc cm bin 26 Hình 2.15: S nh hng qua li gia 3 yu t 28 Hình 2.16: SuperMinicam -001 28 Hình 2.17: Camera TT-PIN34C 30 Hình 2.18: Camera Cmos USB 2.0 30 Hình 2.19: Giao din chính ca phn mm LabVIEW phiên bn 2013 32 Hình 2.20: Các lĩnh vc ng dng ca LabVIEW 33 Trang ix Hình 2.21: Mt robot di nc (Spider) đc phát trin da trên lp trình LabVIEW 33 Hình 2.22: Ca s Front Panel 33 Hình 2.23: Ca s Block Diagram 34 Hình 2.24: Th vin VDM 35 Hình 2.25: Môi trng NI Vision Assistant 37 Hình 3.1: S đ hot đng ca thit b ni soi ôtô cm tay ng dng công ngh thu thp và x lý nh 41 Hình 3.2: Bn v thit k thit b ni soi ôtô 42 Hình 3.3: S đ mch đin điu khin Camera 43 Hình 3.4a: Camera Super Minicam ậ 001 43 Hình 3.4b: Kích thc Cameraầ ầầầầầầầầầầầầầầầầầầ.44 Hình 3.5: Giao din hin th mã li đc điu khin trc tip trên máy tính 45 Hình 3.6: Giao din nhp thông tin 46 Hình 3.7: Giao din m nút kim tra piston đèn sáng mƠu xanh 46 Hình 3.8: Giao din m nút kim tra xilanh đèn sáng mƠu xanh 47 Hình 3.9: Giao din m nút kim tra ng dn du đèn sáng màu xanh 48 Hình 3.10: Giao din m nút kim tra lc nht đèn sáng mƠu xanh 48 Hình 3.11: Giao din hin th báo cáo kt qu vƠ lu tr d liu 49 Hình 3.12: Chng trình thu thp và nhn din chi tit b li 49 Hình 3.13: Chng trình báo mư li 50 Hình 3.14: Chng trình lu hình nh khi chi tit b li 50 Hình 3.15.a: Kt qu sau khi nh phân hóa nh 51 Hình 3.15.b: Kt qu sau khi điu chnh liên kt đim nh 51 Hình 4.1: Thit b ni soi ôtô cm tay ng dng công ngh thu thp và x lý nh. 53 Trang x Hình 4.2: Nhp thông tin vào giao din 54 Hình 4.3.a: Giao din hin th Piston còn tt 54 Hình 4.3.b: Giao din hin th Piston b đóng mui than 55 Hình 4.4.a: Giao din hin th xilanh còn tt 56 Hình 4.4.b: Giao din hin th xilanh b try xc 56 Hình 4.4.c: Giao din hin th xilanh b try xc và trên thành xilanh có ph lp du bôi trn 57 Hình 4.5.a: Giao din hin th ng dn du còn tt 58 Hình 4.5.b: Giao din hin th du b rò r 58 Hình 4.6.a: Giao din hin th mi ghép gia lc nht và thân máy còn tt 59 Hình 4.6.b: Giao din hin th mi ghép gia lc nht và thân máy b rò r nht 60 Hình 4.7: Giao din lu tr kt qu khi phát hin mã li 61 Hình 4.8: Giao din lu tr kt qu khi phát hin mã li 61 Hình 5.1: Thit b ni soi ôtô cm tay ng dng công ngh thu thp và x lý nh. 62 Trang xi DANH SÁCH CÁC BNG Bng Trang Bng 2.1: Nguyên nhơn, h hng, hu qu ca trc khuỷu 14 Bng 2.2: Nguyên nhơn, h hng, tác hi ca bc lót thanh truyn và trc khuỷuầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầ 15 Bng 2.3: Đ phân gii Camera 21 Bng 2.4: Ch s tng quan gia góc m và tiêu c 25 Bng 2.5: Đ nhy sáng 27 Bng 5.1: Bng cnh báo mã li v thông tin h hng ca các chi tit, khi thit b ni soi ôtô cm tay ng dng công ngh thu thp và x lý nh dò tìm và phát hin đc. 63 Trang 1 CHNG 1 TNG QUAN 1.1 Lý do chọn đ tài Hiện nay, ôtô là phương tiện giao thông rất cần thiết ca con ngưi. Theo thng kê trên thế giới, s lượng ngưi tham gia giao thông bằng ôtô chiếm tỉ lệ rất cao so với các phương tiện giao thông khác. Đồng thi công nghiệp ôtô có những sự thay đổi lớn lao. Trên xe ôtô hiện nay đã có bước phát triển vượt bậc nhằm đáp ng những nhu cầu trong quá trình kiểm tra phát hiện những hư hng được dễ dàng nhanh chóng và tăng tính an toàn trong quá trình kiểm tra hư hng trên xe ôtô. Từ những loi xe được sn xuất với những hệ thng và trang thiết bị hiện đi trên ôtô lần lượt ra đi và được ng dụng rộng rãi ti Việt Nam. Do đó, trong quá trình kiểm tra và sửa chữa trên động cơ ôtô ngày càng phc tp và việc đánh giá tình trng kỹ thuật cũng gặp nhiều khó khăn. Xuất phát từ vấn đề đã nêu trên và dưới sự hướng dẫn ca Thầy TS. Nguyễn Bá Hi, nhóm cao học quyết định chọn đề tài ‘‘Thiết bị nội soi ôtô cầm tay ng dụng công nghệ thu thập và xử lý nh’’. Đề tài này nghiên cu và phát triển thiết bị nhằm giúp việc kiểm tra trực tiếp sâu bên trong các bề mặt chi tiết ca động cơ ôtô có thể được thực hiện dễ dàng. Thiết bị có đầu dò gắn camera siêu nh đưa vào sâu bên trong chi tiết máy, đồng thi nhìn qua màn hình thiết bị này có kh năng tự phát hiện những hư hng và báo mã lỗi chúng ta biết về tình trng hư hng ca chi tiết. Thiết bị nội soi hot động nh chương trình được lập trình trên phần mềm xử lý nh với LabVIEW. Đề tài thiết bị nội soi ôtô cầm tay ng dụng công nghệ thu thập và xử lý nh gồm một đầu dò có góc quay quét rộng, trên đó gắn một camera siêu nh, độ nhy cao. Khi đưa đầu dò vào sâu bên trong chi tiết, hình nh được truyền về máy tính và được xử lý nh trên phần mềm LabVIEW. Thiết bị có kh năng tự phát hiện những hư hng và hiển thị mã lỗi trên giao diện phần mềm LabVIEW. Đồng thi nó cũng giúp cho kỹ thuật viên có thể nhận định, đánh Trang 2 giá rất rõ ràng các chi tiết máy về tình trng hư hng ca chi tiết. Thiết bị nội soi này cũng giúp cho chúng ta kiểm tra được các đưng ng có đưng kính nh. Khi có thiết bị nội soi chúng ta sẽ phát hiện được nhanh chóng, chính xác những hư hng và đề ra phương pháp sửa chữa phù hợp. Cắt gim được chi phí sửa chữa, tránh gây thiệt hi do quá trình tháo lắp. 1.2 Mc đích vƠ nhim v nghiên cu 1.2.1 Mc đích nghiên cu Nghiên cu và thiết kế ‘‘Thiết bị nội soi ô tô cầm tay ng dụng công nghệ thu thập và xử lý nh’’ thông qua thiết bị nội soi thực nghiệm đánh giá kết qu. Từ nhiệm vụ chính được đặt ra ca đề tài là thiết bị thực nghiệm, nên nội dung nghiên cu được thực hiện với các mục tiêu sau: Chọn phương án thiết kế kh thi và chế to nên sn phẩm hoàn chỉnh là một thiết bị nội soi ôtô nhằm mục đích phục vụ cho việc kiểm tra và phát hiện những hư hng dễ dàng và nhanh chóng. Kết hợp được tính thực tế và ưu điểm ca thiết bị như thẩm mỹ và hiệu qu khi làm việc. Thiết bị phi hot động tt, thể hiện rõ chc năng khi làm việc và phục vụ tt cho việc kiểm tra và phát hiện những hư hng. Tiến hành các thực nghiệm để nghiên cu quá trình hot động ca ‘‘Thiết bị nội soi ô tô cầm tay ng dụng công nghệ thu thập và xử lý nh’’ Nội dung ca đề tài trình bày một cách có thệ thng về thiết bị nội soi như: Cơ s lý thuyết, phương pháp điều khiển, cấu to và hot động ca thiết bị… Nội dung đề tài Thiết bị nội soi ôtô là một đề tài rất gần gũi và thực tế, phù hợp với sinh viên, học viên nghành Cơ Khí Động Lực. Nội dung thuộc phm vi nghiên cu đề tài còn rất mới mẻ cho nên đây sẽ là tài liệu hữu ích cho các bn sinh viên, học viên tham kho cho việc chẩn đoán để đề ra phương pháp sửa chữa xe ôtô. 1.2.2 Nhim v nghiên cu Đề tài thiết bị nội soi ôtô sẽ thực hiện thí nghiệm trên động cơ ôtô. Trong đề tài này tác gi ng dụng công nghệ xử lý nh với LabVIEW, kho sát đặc Trang 3 tính ca ‘‘Thiết bị nội soi ô tô cầm tay ng dụng công nghệ thu thập và xử lý nh’’, sau đó tiến hành thực nghiệm trên động cơ ôtô hoặc trên các chi tiết máy. 1.3 Đi tng nghiên cu - Thiết bị nội soi kết ni với máy tính, động cơ ôtô - Phần mềm LabVIEW và phần mềm xử lý nh 1.4 Điểm mi ca đ tài Thiết bị nội soi ôtô có kh năng tự phát hiện những hư hng và hiển thị mã lỗi trên giao diện phần mềm LabVIEW. Đồng thi nó cũng giúp cho kỹ thuật viên có thể nhận định, đánh giá rất rõ ràng về những hư hng ca các chi tiết trên động cơ ôtô. Tác gi ng dụng công nghệ xử lý nh với LabVIEW. Đây chính là điểm mới ca đề tài đã nghiên cu. 1.5 Phng pháp nghiên cu  Phương pháp nghiên cu tài liệu  Phương pháp thiết kế và chế to thiết bị nội soi ôtô  Nghiên cu thiết kế giao diện ca chương trình phần mềm LabVIEW với xử lý nh  Viết các chương trình hiển thị báo mã lỗi  Thực nghiệm trên động cơ ôtô thật 1.6 Phm vi nghiên cu Đề tài chỉ giới hn nghiên cu thiết kế thiết bị nội soi ôtô, hình nh thu thập được từ camera sẽ hiển thị và báo mã lỗi trên màn hình máy tính, ng dụng phần mềm xử lý nh với LabVIEW và được thử nghiệm trên xe ôtô. 1.7 Tình hình nghiên cu trong nc và trên th gii 1.7.1 Tình hình trong nc Theo tìm hiểu thông tin ca tác gi, hiện nay  nước ta vẫn chưa có ‘‘Thiết bị nội soi ôtô cầm tay ng dụng công nghệ thu thập và xử lý nh’’. Các thiết bị nội soi ôtô được thiết kế và ng dụng ch yếu là hình nh được truyền trực tiếp từ camera về màn hình máy tính để giúp kỹ thuật viên quan sát và nhận định hư hng. [...]... tượng đến ngư i xem 2.2.4 Phân lo i Thiết bị nội soi được phân làm hai lo i: - Thiết bị nội soi d ng ng c ng - Thiết bị nội soi d ng ng mềm Thiết bị nội soi d ng ng c ng ít t n kém hơn nhưng bị h n chế trong sử dụng vì kh năng linh ho t u n cong và xoắn c a ng mềm hữu ích hơn 2.2.4.1 Thi t b n i soi d ng ng c ng Thiết bị nội soi ng c ng Model RIGID BORESCOPE sử dụng thấu kính, lăng kính có kết cấu... cáo về phẫu thu t nội soi và nội soi lồng ngực ngư i trong Münchener Medizinische Wochenschrift Ông cũng gợi ý sử dụng kỹ thu t tương tự để kiểm tra khoang cơ thể nội soi Vào năm 1911, ông tuyên b rằng nội soi lồng ngực là một th tục có triển vọng hơn phẫu thu t nội soi Bertram M Berheim, một trợ lý bác sĩ phẫu thu t t i bệnh viện Johns Hopkins, thực hiện phẫu thu t nội soi đầu tiên Mỹ vào năm 1911... hình và lưu vào thể nhớ SD 2GB, đầu dò và cáp nội soi ch ng vô nước, hình nh được xoay 1800 khi nhấn nút trên bàn phím điều khiển… Trang 19 Hình 2.7: Máy nội soi công nghiệp FVE 150 xuất x từ Đ c(Germany)[4] Thiết bị nội soi d ng ng mềm có sự đa d ng và linh ho t hơn ng c ng Thiết bị nội soi ng mềm cho phép kiểm tra từ xa bằng hình nh t i những vị trí có nhiều đo n gấp khúc hoặc có chiều sâu mà nội soi. .. v Thi t b n i soi 2.2.1 N i soi là gì? Nội soi nghĩa là ta dùng một dụng cụ gi ng như ng đưa vào bên trong c a nơi ta mu n xem mà bên trong đó ta không thể nhìn bằng trực tiếp mắt Từ đó ta có thể xem được bên trong nh một dụng cụ gi ng như ng 2.2.2 ng d ng Trong y học dùng để nội soi con ngư i Hình 2.4: Nội soi con ngư i Máy n i soi trong công nghi p Máy nội soi đư ng ng, động cơ máy công nghiệp VE340N... mật Năm 1934, một nội khoa Mỹ, John C Ruddock, mô t phẫu thu t nội soi là một phương pháp chẩn đoán t t, nhiều lần so với m bụng Ông đổi mới một dụng cụ có sẵn trong kẹp với công suất đ t điện Trên thế giới hiện nay đã có những thiết bị nội soi ôtô nhưng chưa qua xử lý b i các phần mềm để tự phát hiện ra những hư h ng, ví dụ như: Máy nội soi công nghiệp (camera) CEM BS-100, xuất x từ Trung qu c giúp... khoang phúc m c để sử dụng trong chẩn đoán XTrang 5 quang Ông nói trong bài viết c a mình rằng điều này có thể được sử dụng trong phẫu thu t nội soi Heinz Kalk, ruột và d dày c a Đ c, được coi là ngư i sáng lập trư ng c a Đ c phẫu thu t nội soi Trong năm 1929, Kalk phát triển một hệ th ng ng kính 135 độ Ông đã sử dụng phẫu thu t nội soi để chẩn đoán bệnh gan và bệnh túi mật Năm 1934, một nội khoa Mỹ, John... Hình 2.6: Thiết bị nội soi ng c ng - Model RIGID BORESCOPE Thiết bị nội soi d ng ng c ng không có sự đa d ng linh ho t nhưng nó l i có ưu điểm là đơn gi n, ít t n kém Nó thư ng được sử dụng để kiểm tra trên bề mặt phẳng giúp cho việc phát hiện các khuyết tật nh nhất giúp chúng ta có thể nhìn thấy dễ dàng 2.2.4.2 Boroscopes ng m m Máy nội soi công nghiệp FVE 150 xuất x từ Đ c (Germany), sử dụng dùng... ng, bình ga, t điện, động cơ, máy và thiết bị khác…Giá kho ng 2.749.950 VND (Xem hình 1.1) Hình 1.1: Máy nội soi công nghiệp (camera) CEM BS-100 [1] Máy nội soi công nghiệp Extech-BR80 có xuất x từ Mỹ Giúp ta kiểm tra trong những b c tư ng bị nấm m c, côn trùng phá ho i hoặc vị trí đư ng ng nước… Giá kho ng 2.279.000VND (Xem hình 1.2) Trang 6 Hình 1.2: Máy nội soi công nghiệp Extech- BR80 [2] Trang... b n i soi trong n c đư đ c công b : Đề tài ‘ Thiết bị nội soi ôtô phục vụ kiểm tra và sửa chữa’’ c a hai sinh viên : Trần Trung Dũng và Nguyễn Hữu Liêm Chánh c a trư ng ĐHSPKT- TP HCM ,tháng 07/ 2013 Đề tài này đã thực hiện được việc kiểm tracác bộ phận trong động cơ ôtô, kiểm tra các đư ng ng có đư ng kính nh H n chế c a đề tài này là hình nh từ camera đưa về màn hình máy tính chưa được xử lý, chưa... cho thiết bị nội soi Một lần nữa điều này chỉ được sử dụng cho các th tục tiết niệu Trong năm 1883, Newman c a Glasgow mô t sử dụng một phiên b n thu nh nguồn sáng trong một cystoscope George Kelling, một bác sĩ phẫu thu t từ Dresden mô t kỹ thu t được sử dụng một cystoscope để kiểm tra ổ bụng c a con chó là "coelioskope" H.C Jacobaeus ( Stockholm vào cu i năm 1910 và đầu năm 1911) sử dụng thu t ngữ "laparothorakoskopie" . gi, hiện nay  nước ta vẫn chưa có ‘ Thiết bị nội soi ôtô cầm tay ng dụng công nghệ thu thập và xử lý nh’’. Các thiết bị nội soi ôtô được thiết kế và ng dụng ch yếu là hình nh được truyền. và thiết kế ‘ Thiết bị nội soi ô tô cầm tay ng dụng công nghệ thu thập và xử lý nh’’ thông qua thiết bị nội soi thực nghiệm đánh giá kết qu. Từ nhiệm vụ chính được đặt ra ca đề tài là thiết. ‘ Thiết bị nội soi ô tô cầm tay ng dụng công nghệ thu thập và xử lý nh’’, sau đó tiến hành thực nghiệm trên động cơ ôtô hoặc trên các chi tiết máy. 1.3 Đi tng nghiên cu - Thiết bị nội