CN106016181B - 一种用于机器视觉系统的自动化调节光源装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于机器视觉系统的自动化调节光源装置，所述光源装置包括套筒固定组件、支撑环滑动组件、控制模块，套筒固定组件设有直线电机定子部件，固定在套筒内壁凹槽，支撑环滑动组件包括支撑环和LED灯组件，并设有直线电机动子部件，固定在支撑环外壁凹槽，设置伺服电机及减速器一体化组件连接特征沉槽和LED灯组件尾部孔，通过控制模块控制直线电机带动动子组件在定子组件上移动，从而带动支撑环滑动组件移动，实现对光源距离的调节；通过控制模块控制伺服电机及减速器一体化组件工作，带动LED灯组件旋转，实现对光源角度的调节。满足了一个光源可以应用于不同视觉检测系统的需求，同时可调节最佳光照距离和角度，提高光照的均匀性和打光质量。

Description

一种用于机器视觉系统的自动化调节光源装置

本发明涉及照明领域，具体涉及一种用于机器视觉系统的自动化调节光源照明装置。

背景技术

机器视觉系统通过图像采集硬件(相机、镜头、光源等)将被摄取目标转换成图像信号，并传送给专用的图像处理系统。图像处理系统根据像素亮度、颜色分布等信息，对目标进行特征提取，并做相应的判断，进而根据结果来控制现场的设备。最终实现使机器具有像人一样的视觉功能，从而实现各种检测、判断、识别、测量等功能。

机器视觉系统具有高效率、高柔性、高自动化等特点。在大批量生产过程中，如果用人工视觉检查产品质量，往往效率低且精度不高，用机器视觉检测可以大幅度提高检测效率和生产的自动化程度；同时，在一些不适合人工作业的危险工作环境或人眼难以满足要求的场合中，也常用机器视觉来替代人眼，如核电站监控、晶圆缺陷检测；而且，机器视觉是实现信息集成，是实现计算机集成制造技术之一。因此在自动化生产过程中，人们将机器视觉系统广泛低应用于装备定位、产品质量检测、产品识别、产品尺寸测量等方面。

照明系统是机器视觉系统最为关键的部分之一，所有的信息均来源于图像，图像质量对整个视觉系统极为关键，直接关系到系统的成败。而光源又是整个照明系统的核心部分。目前，市面上应用的环形照明光源基本上都是固定角度，并且距离调节需要辅助实验架手动调节。不能满足不同视觉检测项目的需求，并且光照均匀度的调节颇为繁琐，不利于视觉系统的自动化和柔性化。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出了一种用于机器视觉系统的自动化调节光源装置，其能够实现光源距离的自动调节，进一步还可实现光源角度的自动调节，从而满足不同视觉检测环境下对于光源强度和光照角度的自动化调节需求，对于不同的视觉检测项目大大提高了光照的均匀度和光源调节的效率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种用于机器视觉系统的自动化调节光源装置，包括套筒固定组件、支撑环滑动组件、连接控制线和控制模块；其中所述套筒固定组件包括套筒、直线电机定子部件，所述套筒的内壁上开设的套筒内壁凹槽，所述直线电机定子部件固定在所述套筒内壁凹槽内；其中所述支撑环滑动组件包括LED灯组件，支撑环，直线电机动子部件，所述LED灯组件与支撑环连接，所述支撑环外壁设有支撑环外壁凹槽，所述直线电机动子部件固定在支撑环外壁凹槽内；所述控制模块可控制直线电机带动所述直线电机动子部件沿所述直线电机定子部件轴向移动，同时带动支撑环及支撑环滑动组件同步移动。

进一步的，所述套筒固定组件还包括挡块，设置在直线电机定子部件端部。

进一步的，所述直线电机定子部件通过胶水粘结固定在所述套筒内壁凹槽内。

进一步的，所述挡块通过胶水粘结固定在直线电机定子部件端部。

进一步的，所述控制模块上设有光源距离自动调节按钮A，通过所述光源距离自动调节按钮A控制直线电机动子部件轴线移动。

进一步的，所述支撑环滑动组件包括伺服电机及减速器一体化组件，特征沉槽，所述特征沉槽设置在支撑环上，所述伺服电机及减速器一体化组件一端与所述特征沉槽固定，另一端电机轴头与所述LED灯组件的尾部灯座底部孔固定，所述控制电机可控制伺服电机及减速器一体化组件带动LED灯组件旋转。

进一步的，所述伺服电机及减速器一体化组件一端与特征沉槽通过粘结固定。所述伺服电机及减速器一体化组件另一端电机轴头与所述LED灯组件的尾部灯座底部孔通过粘结配合的方式固定。

进一步的，控制模块对伺服电机及减速器一体化组件的控制是同步同向的。

进一步的，所述控制模块设有光源角度自动调节按钮B，通过所述光源自动调节按钮B控制伺服电机及减速器一体化组件工作。

进一步的，所述控制电机通过连接控制线3与直线电机、伺服电机及减速器一体化组件和LED灯组件连接。

进一步的，所述控制电机设有光源亮度自动调节按钮，通过所述光源亮度自动调节按钮调节光源的亮度。

本发明的有益效果是：

本发明自动化调节光源装置，支撑环滑动组件在直线电机动子的带动下沿着套筒固定组件上的直线电机定子导轨实现轴向移动从而实现光源距离的自动调节功能。LED灯组件在伺服电机及减速器一体化组件的带动下实现光源角度的自动调节功能。克服市场上单一光源角度固定和距离调节不便以及仅适用固定视觉检测环境的弊端。同时自动化同步调节使最佳照明方案更容易得到，实现照明的均匀化和打光方案确定的高效化。

通过控制模块上的光源距离调节、光源角度调节，以及光源亮度调节三个按钮控制，从而将光源的调节高效化的同时实现了光源照明均匀度的提升和光照效果的优化；使用该光源后能够更快更好的调节到最佳光照角度和距离，实现最佳照明效果。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。附图中：

图1为本发明装置的立体结构示意图；

图2为本发明装置的套筒固定组件结构示意图；

图3为本发明装置的支撑环滑动组件结构示意图；

图中：1、套筒固定组件；2、支撑环滑动组件；3、连接控制线；4、控制模块；A、光源距离自动调节按钮；B、光源角度自动调节按钮；C、光源亮度自动调节按钮；a、套筒内壁凹槽；b、支撑环外壁凹槽；c、电机轴头；d、灯座底部孔；e、特征沉槽；1-1、挡块；1-2、直线电机定子部件；1-3、套筒；2-1、LED灯组件；2-2、支撑环；2-3、伺服电机及减速器一体化组件；2-4、直线电机动子部件。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

实施例一：

参照附图1，本实施例自动调节调光源装置包括：套筒固定组件1，支撑环滑动组件2，连接控制线3，控制模块4。控制模块4包括：光源距离自动调节按钮A。

参照附图2，其中套筒固定组件1包括：直线电机定子部件1-2，套筒1-3。套筒内壁上设有套筒内壁凹槽a。直线电机定子部件1-2固定在套筒1-3内部的套筒内壁凹槽a内；参照附图3，支撑环滑动组件2包括：LED灯组件2-1，支撑环2-2，直线电机动子部件2-4。LED灯组件2-1与支撑环2-2连接,支撑环2-2外壁上的设有支撑环外壁凹槽b，直线电机动子部件2-4固定在支撑环2-2外壁上的支撑环外壁凹槽b内。

控制模块4通过连接控制线3与直线电机连接。这样通过光源距离自动调节按钮A控制直线电机动子部件2-4沿直线电机定子部件1-2轴向移动，同时带动支撑环2-2及支撑环滑动组件2同步移动，实现光源距离的自动调节功能。

实施例二：

参照附图1-3，本发明自动调节调光源装置包括：套筒固定组件1，支撑环滑动组件2，连接控制线3，控制模块4。其中控制模块4包括：光源角度自动调节按钮B。

支撑环滑动组件2包括：LED灯组件2-1，支撑环2-2，伺服电机及减速器一体化组件2-3，特征沉槽e设置在支撑环2-2上，伺服电机及减速器一体化组件2-3与特征沉槽e固定，并且伺服电机及减速器一体化组件2-3的另一端电机轴头c与LED灯组件2-1的尾部灯座底部孔d配合固定。

控制模块4通过连接控制线3与伺服电机及减速器一体化组件2-3连接，这样通过光源角度自动调节按钮B控制伺服电机及减速器一体化组件2-3工作，从而带动LED灯组件2-1旋转，从而实现了光源角度的调节。

实施例三：

再次参照附图1-3。本实施例自动调节调光源装置包括：套筒固定组件1，支撑环滑动组件2，连接控制线3，控制模块4。控制模块4包括：光源距离自动调节按钮A，光源角度自动调节按钮B，光源亮度自动调节按钮C。

参照附图2，其中套筒固定组件1包括：直线电机定子部件1-2，套筒1-3，套筒内壁上设有套筒内壁凹槽a，直线电机定子部件1-2通过胶水固定在套筒1-3内部的套筒内壁凹槽a内。参照附图3，支撑环滑动组件2包括：LED灯组件2-1，支撑环2-2，直线电机动子部件2-4，LED灯组件2-1与支撑环2-2连接，LED支撑环2-2外壁上的设有支撑环外壁凹槽b，直线电机动子部件2-4利用胶水粘结在支撑环2-2外壁上的支撑环外壁凹槽b内。

参照附图3，撑环滑动组件2还包括伺服电机及减速器一体化组件2-3，特征沉槽e设置在支撑环2-2上，伺服电机及减速器一体化组件2-3与特征沉槽e粘结固定，并且伺服电机及减速器一体化组件2-3的另一端电机轴头c与LED灯组件2-1的尾部灯座底部孔d通过粘结孔配合的方式固定。

参照附图1，挡块1-1设置在直线电机定子部件1-2端部，起到限定直线电机定子部件1-2的位置，并且防止直线电机动子部件2-4滑落的作用。

控制模块4通过相关连接控制线3与直线电机、伺服电机及减速器一体化组件2-3、LED灯组件2-1连接。

这样通过光源距离自动调节按钮A控制直线电机动子部件2-4沿直线电机定子部件1-2轴向移动，同时带动支撑环2-2及支撑环滑动组件2同步移动，实现光源距离的自动调节功能；通过光源角度自动调节按钮B控制伺服电机及减速器一体化组件2-3工作，从而带动LED灯组件2-1旋转，从而实现了光源角度的调节，对伺服电机及减速器一体化组件2-3的控制是同步同向的，所以对于光源角度的调节也是同步同向的；通过光源亮度自动调节按钮C可控制光源的亮度。保证整个光源调节过程中光源照明的均匀性和可调性。

需要说明的是，上述实施例的自动调节调光源装置除了适用于机器视觉系统外，还可以用于其他需要自动调节光源的LED灯具及常见的家具照明系统。

以上是对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于上述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (9)

1.一种用于机器视觉系统的自动化调节光源装置，其特征在于，包括套筒固定组件、支撑环滑动组件、连接控制线和控制模块；其中所述套筒固定组件包括套筒、直线电机定子部件，所述套筒的内壁上开设的套筒内壁凹槽，所述直线电机定子部件固定在所述套筒内壁凹槽内；其中所述支撑环滑动组件包括LED灯组件，支撑环，直线电机动子部件，所述LED灯组件与支撑环连接，所述支撑环外壁上设有支撑环外壁凹槽，所述直线电机动子部件固定在支撑环外壁凹槽内；所述控制模块控制直线电机带动所述直线电机动子部件沿所述直线电机定子部件轴向移动，同时带动支撑环及支撑环滑动组件同步移动，所述支撑环滑动组件还包括伺服电机及减速器一体化组件、特征沉槽，所述特征沉槽设置在支撑环上，所述伺服电机及减速器一体化组件一端与所述特征沉槽固定，另一端电机轴头与所述LED灯组件的尾部灯座底部孔固定，所述控制电机控制伺服电机及减速器一体化组件工作，从而带动LED灯组件旋转。

2.根据权利要求1所述的自动化调节光源装置，其特征在于，所述套筒固定组件还包括挡块，设置在所述直线电机定子部件端部。

3.根据权利要求2所述的自动化调节光源装置，其特征在于，所述直线电机定子部件通过胶水粘结固定在所述套筒内壁凹槽内。

4.根据权利要求3所述的自动化调节光源装置，其特征在于，所述挡块通过胶水粘结固定在直线电机定子部件端部。

5.根据权利要求4所述的自动化调节光源装置，其特征在于，所述控制模块上设有光源距离自动调节按钮A，通过所述光源距离自动调节按钮A控制所述直线电机动子部件轴线移动。

6.根据权利要求5所述的自动化调节光源装置，其特征在于，所述伺服电机及减速器一体化组件一端与特征沉槽通过粘结固定，所述伺服电机及减速器一体化组件另一端电机轴头与所述LED灯组件的尾部灯座底部孔通过粘结配合的方式固定。

7.根据权利要求6所述的自动化调节光源装置，其特征在于，所述控制模块设有光源角度自动调节按钮B，通过所述光源自动调节按钮B控制伺服电机及减速器一体化组件工作。

8.根据权利要求7所述的自动化调节光源装置，其特征在于，所述控制电机通过连接控制线3与直线电机、伺服电机及减速器一体化组件、LED灯组件连接。

9.根据权利要求8所述的自动化调节光源装置，其特征在于，所述控制电机设有光源亮度自动调节按钮，通过所述光源亮度自动调节按钮调节光源的亮度。

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