CN106053480A - 用于自动光学检测系统的四转动检测平台 - Google Patents

Abstract

一种四转动检测平台，包含检测平台(1)、静平台(0)、四个结构完全相同的UPS分支和一个中间分支，中间分支位于检测平台(1)和静平台(0)的正中心，该中间分支中的连杆一(2)的一端与静平台(0)固连，其另一端与球副一(S₅)连接，该球副一(S₅)与检测平台(1)连接；四个UPS分支均位于静平台(0)的四个顶端，每个分支的一端通过虎克铰(U₁₁)与静平台(0)连接，该虎克铰(U₁₁)通过连杆二(3)与移动副一(P₁₂)连接，该移动副一(P₁₂)通过连杆三(4)与球副二(S₁₃)连接，而球副二(S₁₃)又与检测平台(1)连接；四个UPS分支中的移动副为驱动副。检测平台(1)可分别实现绕检测平台(1)的两条中心对称轴线和两条对角线轴线的转动自由度，适合于自动视觉检测系统的调姿要求。

Description

用于自动光学检测系统的四转动检测平台

技术领域

本发明涉及一种用于自动光学检测系统的四转动检测平台。

背景技术

基于自动光学检测技术的表面缺陷检测方法，由于不需要或较少需要人工干预，是一种自动化、高性能的检测方法，已经在液晶显示屏、钢板轧制、纺织品、印刷品等生产过程中得到逐步应用。自动光学检测系统中图像采集模块采集到的图像质量的高低，不仅会影响后续图像处理和分析工作的难易程度，甚至会决定整个机器识别任务的成败。

现有的自动视觉检测系统大都藉由单方向静态成像，会因光源角度投射的位置不佳或显示面板的摆放位置不佳，在低分辨率情况下无法有效检测瑕疵。随着表面缺陷检测技术的研究发展，采用多角度分辨扫描技术以模拟人工视觉成为必要。

现有的多角度分辨扫描技术，通常包含两种方案：(1)不同的角度布置多个相机；(2)采用多轴运动工作台，实现被测件或相机的定位及调姿。2015年，史艳琼在液晶显示屏背光模组表面缺陷光学检测系统设计中，选用3组高分辨率相机分别布置在3个不同角度，成像角度受限且成本高；专利201310071403.0提出了采用3个相机分别布置在90°、60°、30°，以及采用1个相机配以回转载物台的两种设计方案，但并未提出具体的回转载物台的结构设计方案；专利201420103362.9提出了一种单自由度角度调整的支撑板，供检测人员通过不同角度来观察背光模组，其单轴调整的特性并不符合视觉检测的运动特性；专利201220570304.8提出了一种4自由度调整平台，可实现被检测件两个方向的移动及绕两个固定轴的转动，但采用手动控制；2015年，章宇东等设计了一种5自由度串联机器人，用于调整相机的位置和姿态以获得清晰的图像，结构复杂、成本高。

因此，需要提出一种实用的、自动控制的多轴运动检测平台，以满足基于自动视觉检测系统的要求。

发明内容

本发明的目的是要克服现有技术的不足而提供一种新的四转动检测平台，这种机构具有刚性好、结构简单、易于控制等优点。

本发明提供的一种四转动检测平台，包含检测平台(1)、静平台(0)、以及连接这两个平台的四个结构完全相同的UPS分支和一个中间分支，其特征是：中间分支位于检测平台(1)和静平台(0)的正中心，该中间分支中的连杆一(2)的一端与静平台(0)固连，其另一端与球副一(S₅)连接，该球副一(S₅)与检测平台(1)连接；四个UPS分支均位于静平台(0)的四个顶端，每个分支的一端通过虎克铰(U₁₁)与静平台(0)连接，该虎克铰(U₁₁)通过连杆二(3)与移动副一(P₁₂)连接，该移动副一(P₁₂)通过连杆三(4)与球副二(S₁₃)连接，而球副二(S₁₃)又与检测平台(1)连接；上述四个UPS分支的移动副为驱动副；同时，四条UPS分支中与静平台(0)连接的虎克铰都可以用球铰替代；

进一步，当同时伸长(或缩短)移动副一(P₁₂)、移动副二(P₂₂)及缩短(或伸长)移动副三(P₃₂)、移动副四(P₄₂)时，检测平台(1)可实现绕中心对称轴线一(11-11)的转动；当同时伸长(或缩短)移动副一(P₁₂)、移动副四(P₄₂)及缩短(或伸长)移动副二(P₂₂)、移动副三(P₃₂)时，检测平台(1)可实现绕中心对称轴线二(12-12)的转动；当固定移动副一(P₁₂)、移动副三(P₃₂)，同时伸长移动副二(P₂₂)或缩短移动副四(P₄₂)时，检测平台(1)可实现绕对角线一(13-13)的转动；当固定移动副二(P₂₂)、移动副四(P₄₂)，同时伸长移动副一(P₁₂)或缩短移动副三(P₃₂)时，检测平台(1)可实现绕对角线二(14-14)的转动。

本发明用于自动视觉检测系统的四转动检测平台，由于采用了以上技术方案，使其与现有技术相比，具有以下的优点和特点：

1.具有绕检测平台中心点的转动自由度，易于保证自动视觉检测系统的物距不变。

2.沿检测平台两个中心对称轴线和两个对角线轴线的转动，可以满足绝大多数视觉检测的需求；且绕该四个轴线转动运动，控制简单。

3.所发明并联机构仅含少量运动副，结构简单、安装方便。

附图说明

附图1为本发明的四转动检测平台的实施例之一的结构简图示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实例对本发明的技术给予进一步地说明。

附图1所示的检测平台可为本发明的实施例之一，其技术方案是这样的：一种四转动检测平台，包含检测平台1、静平台0、以及连接这两个平台的四个结构完全相同的UPS分支和一个中间分支，其特征是：中间分支位于检测平台1和静平台0的正中心，该中间分支中的连杆一2的一端与静平台0固连，其另一端与球副一S₅连接，该球副一S₅与检测平台1连接；四个UPS分支均位于静平台0的四个顶端，每个分支的一端通过虎克铰U₁₁与静平台0连接，该虎克铰U₁₁通过连杆二3与移动副一P₁₂连接，该移动副一P₁₂通过连杆三4与球副二S₁₃连接，而球副二S₁₃又与检测平台1连接；上述四个UPS分支的移动副为驱动副；

同时，四条UPS分支中与静平台0连接的虎克铰都可以用球铰替代；

进一步，当同时伸长(或缩短)移动副一P₁₂、移动副二P₂₂及缩短(或伸长)移动副三P₃₂、移动副四P₄₂时，检测平台1可实现绕中心对称轴线一11-11的转动；当同时伸长(或缩短)移动副一P₁₂、移动副四P₄₂及缩短(或伸长)移动副二P₂₂、移动副三P₃₂时，检测平台1可实现绕中心对称轴线二12-12的转动；当固定移动副一P₁₂、移动副三P₃₂，同时伸长移动副二P₂₂或缩短移动副四P₄₂时，检测平台1可实现绕对角线一13-13的转动；当固定移动副二P₂₂、移动副四P₄₂，同时伸长移动副一P₁₂或缩短移动副三P₃₂时，检测平台1可实现绕对角线二14-14的转动。

本发明所涉及的四转动检测平台，具有完全对称的结构和优良的运动学性能、高刚度；绕固定点的转动，有利于视觉检测系统的物距保持；绕四条特定轴线的转动可以满足绝大多数视觉检测的需求，控制简单。

Claims (3)

1.一种用于自动光学检测系统的四转动检测平台，包含检测平台(1)、静平台(0)、以及连接这两个平台的四个结构完全相同的UPS分支和一个中间分支，其特征是：中间分支位于检测平台(1)和静平台(0)的正中心，该中间分支中的连杆一(2)的一端与静平台(0)固连，其另一端与球副一(S₅)连接，该球副一(S₅)与检测平台(1)连接；

四个UPS分支均位于静平台(0)的四个顶端，每个分支的一端通过虎克铰(U₁₁)与静平台(0)连接，该虎克铰(U₁₁)通过连杆二(3)与移动副一(P₁₂)连接，该移动副一(P₁₂)通过连杆三(4)与球副二(S₁₃)连接，而球副二(S₁₃)又与检测平台(1)连接；四个UPS分支中的移动副为驱动副。

2.按权利要求1所述的用于自动光学检测系统的四转动检测平台，其特征在于：四条UPS分支中与静平台(0)连接的虎克铰都可以用球铰替代。

3.按权利要求1所述的用于自动光学检测系统的四转动检测平台，其特征在于：当同时伸长(或缩短)移动副一(P₁₂)、移动副二(P₂₂)及缩短(或伸长)移动副三(P₃₂)、移动副四(P₄₂)时，检测平台(1)可实现绕中心对称轴线一(11-11)的转动；当同时伸长(或缩短)移动副一(P₁₂)、移动副四(P₄₂)及缩短(或伸长)移动副二(P₂₂)、移动副三(P₃₂)时，检测平台(1)可实现绕中心对称轴线二(12-12)的转动；当固定移动副一(P₁₂)、移动副三(P₃₂)，同时伸长移动副二(P₂₂)或缩短移动副四(P₄₂)时，

检测平台(1)可实现绕对角线一(13-13)的转动；当固定移动副二(P₂₂)、移动副四(P₄₂)，同时伸长移动副一(P₁₂)或缩短移动副三(P₃₂)时，检测平台(1)可实现绕对角线二(14-14)的转动。