CN110333233A - 一种相机试验设备 - Google Patents

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潘瑞
曾良才
伍世虔
王瑞平
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Wuhan University of Science and Engineering WUSE
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Abstract

本发明公开了一种相机试验设备，包括机架、遮光装置、载物板、光源装置和相机装置，所述载物板水平安装在所述机架上，所述光源装置安装在所述机架上，并位于所述载物板一侧的上方，所述相机装置安装在所述机架上，并位于所述光源装置一侧的上方，所述遮光装置具有一个罩口朝下的罩子，所述罩子位于所述机架上端，并将所述载物板、光源装置和相机装置罩设在其与所述机架围合形成的密闭空间内，所述遮光装置可调节其所述罩子与所述机架之间缝隙的大小来调整所述罩子内的光源强度。本发明所述相机试验设备可实现待检测物体在不同光强度下的视觉检测，所述相机试验设备的适用范围广。

Description

一种相机试验设备
技术领域
本发明涉及视觉检测技术领域，特别涉及一种相机试验设备。
背景技术
由检验人员靠目视来完成产品的质量检查，存在检测标准不统一，产品质量可靠性差等缺点。为此必须研制能够发现产品表面的划伤、变形或内部缺陷等的机器视觉检测系统。
机器视觉检测就是检测被测目标时，利用机器视觉手段获得被检测对象的图像，把图像当作检测和传递信息的手段或载体加以利用的检测方法，其目的是从图像中提取有用的信号，它是以现代光学为基础，融合电子学、计算机图像学、信息处理、计算机视觉等科学技术为一体的现代检测技术。
在产品质量检测中应用计算机视觉系统主要有以下优点：能进行无损检测和测量；具有一致性、高可靠性，而且其质量水平是可以预测的；可满足生产线上高速的需求；对每一缺陷能自动记录，分析检查的统计数据和记录，为管理人员进行质量管理提供决策的信息依据。
为了更快速、高效的开发针对不同工业应用环境的视觉检测系统，有必要构建一个通用的、适应性强的相机试验设备。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种通用的相机试验设备，采用的技术方案为：
一种相机试验设备，包括机架、遮光装置、载物板、光源装置和相机装置，所述载物板水平安装在所述机架上，所述光源装置安装在所述机架上，并位于所述载物板一侧的上方，所述相机装置安装在所述机架上，并位于所述光源装置一侧的上方，所述遮光装置具有一个罩口朝下的罩子，所述罩子位于所述机架上端，并将所述载物板、光源装置和相机装置罩设在其与所述机架围合形成的密闭空间内，所述遮光装置可调节其所述罩子与所述机架之间缝隙的大小来调整所述罩子内的光源强度。
优选地，所述遮光装置包括安装架和四个遮光组件，所述安装架为长方体形且上端封口的框架结构，所述安装架竖向安装在机架上，四个所述遮光组件分别安装在所述安装架的四侧，所述安装架和四个遮光组件围合成所述罩子。
优选地，每个所述遮光组件为电动卷帘，四个所述电动卷帘分别固定安装所述安装架的四侧上端，且每个所述电动卷帘两侧分别延伸至靠近所述安装架对应侧的两侧，四个所述电动卷帘可分别调节其与所述机架之间缝隙的大小来调整所述罩子内的光源强度。
优选地，所述光源装置包括第一水平旋转机构和多个第一安装机构，所述第一水平旋转机构安装在所述机架上，多个所述第一安装机构分别安装在所述第一水平旋转机构的驱动端，多个所述第一安装机构均用以安装发光方向朝下的光源，所述第一水平旋转机构可驱动多个所述第一安装机构同步水平旋转，以使多个所述第一安装机构带动其上的光源依次水平旋转至所述载物板的上方。
优选地，每个所述第一安装机构分别包括一个条形的横板、两个安装杆和两个锁紧组件，所述横板竖直安装在所述第一水平旋转机构的驱动端，且其长度方向与水平方向一致，所述横板上沿其长度方向设有水平贯穿其的第一腰圆孔，两个所述安装杆水平设置，且其同一端分别与所述第一腰圆孔的滑动连接，两个所述锁紧组件可分别安装在所述安装杆上，并分别可将两个所述安装杆锁紧固定在其滑动轨迹的任意位置。
优选地，所述相机装置包括第二水平旋转机构和多个第二安装机构，所述第二水平旋转机构安装在所述机架上，多个所述第二安装机构安装在所述第二水平旋转机构的驱动端的四周，且多个所述第二安装机构分别用以安装相机，所述第二水平旋转机构可驱动多个所述第二安装机构同步水平旋转，以使多个所述第二水平旋转机构带动其上的相机依次水平旋转至所述载物板的上方。
优选地，每个所述第二安装机构分别包括U形架和条形的支撑板，所述支撑板水平设置，其对应长度方向的一端与所述第二水平旋转机构的驱动端连接固定，所述U形架底壁的中部与所述支撑板另一端连接固定，且所述U形架水平分布，其开口背离所述支撑板，所述U形架的通槽方向竖向分布，相机分别安装在对应U形架的两端侧壁上。
优选地，所述载物板通过滑动组件滑动的安装在所述机架上，且所述载物板可在所述机架上沿前后方向滑动。
优选地，所述光源装置和相机装置通过三维驱动组件安装在所述机架上，所述三维驱动组件具有两个驱动端，且两个所述驱动端沿竖直方向间隔分布，所述光源装置和所述相机装置分别固定安装在两个所述驱动端上，且所述相机装置位于所述光源装置的上方，所述三维驱动组件用以驱动所述光源装置和相机装置沿前后方向同步移动，或分别沿上下方向移动，或分别左右移动。
本发明所述相机试验设备可实现待检测物体在不同光强度下的视觉检测，所述相机试验设备的适用范围广。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明所述相机试验设备的结构示意图之一；
图2为本发明所述相机试验设备的结构示意图之二；
图3为本发明所述遮光组件的结构示意图；
图4为本发明所述滑动组件的结构示意图；
图5为本发明所述二维驱动组件结构示意图；
图6为本发明所述光源装置的结构示意图；
图7为本发明所述相机装置的结构示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
以下结合附图1-7对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
参照图1-7，提出本发明的一实施例，本实施例所述相机试验设备包括机架1、遮光装置2、载物板3、光源装置4和相机装置5，所述载物板3水平安装在所述机架1上，所述光源装置4安装在所述机架1上，并位于所述载物板3一侧的上方，所述相机装置5安装在所述机架1上，并位于所述光源装置4一侧的上方，所述遮光装置2具有一个罩口朝下的罩子，所述罩子位于所述机架1上端，并将所述载物板3、光源装置4和相机装置5罩设在其与所述机架1围合形成的密闭空间内，所述遮光装置4可调节其所述罩子与所述机架1之间缝隙的大小来调整所述罩子内的光源强度。
工作原理为：待检测物体放置在所述载物板3上，所述遮光装置4增大其所述罩子与所述机架1之间的缝隙，所述罩子内的光强度提高，或所述遮光装置4增大其所述罩子与所述机架1之间的缝隙，所述罩子内的光强度降低，从而调整所述载物板3上待检测物体检测时的光强度。
本发明所述相机试验设备可实现待检测物体在不同光强度下的视觉检测，所述相机试验设备的适用范围广。
优选地，所述遮光装置2包括安装架21和四个遮光组件22，所述安装架21为长方体形且上端封口的框架结构，所述安装架21竖向安装在机架1上，四个所述遮光组件22分别安装在所述安装架21的四侧，所述安装架21和四个遮光组件22围合成所述罩子。
四个所述遮光组件22分别调节其在所述安装架21四侧的覆盖面积，从而实现所述安装架21内光源强度可调，且光源强度可调节范围广，所述相机试验设备的适用范围更广。
优选地，每个所述遮光组件22为电动卷帘，四个所述电动卷帘分别固定安装所述安装架21的四侧上端，且每个所述电动卷帘两侧分别延伸至靠近所述安装架21对应侧的两侧，四个所述电动卷帘可分别调节其与所述机架1之间缝隙的大小来调整所述罩子内的光源强度。
工作原理为：四个所述电动卷帘分别具有一个卷帘，四个所述电动卷帘可分别调节其卷帘下端与所述机架1之间的缝隙，从而调整所述罩子内的光源强度，结构简单可靠。
每个所述电动卷帘分别包括管状电机221、驱动轮222、卷筒223、卷帘224和尾塞225，四个所述管状电机221分别水平固定安装在所述安装架21四侧的上端，且四个所述管状电机221的驱动轴分别位于所述安装架21对应侧的中部，四个所述驱动轮222分别同轴安装在对应所述管状电机221的驱动端，四个所述卷筒223分别同轴套设在对应所述管状电机221和所述驱动轮222外，并与对应所述驱动轮222连接固定，且每个所述卷筒223的两端分别水平延伸至靠近所述安装架21对应的一侧上端的两侧，四个所述尾塞225分别固定安装在所述安装架21对应的一侧上端背离对应所述管状电机221的一侧，并与对应所述卷筒223背离所述管状电机221的一端转动连接，四个卷帘224分别竖向设置在所述安装架21的四侧，其上端与所述卷筒223外周连接固定，其下端固定有配重条，所述管状电机221可驱动所述卷筒223转动以卷绕或放卷所述卷帘224，所述卷帘224的下端上升或下降以调整所述安装架21内的光源强度。
本申请所述遮光组件22通过四个所述卷帘224实现所述罩子内部光照强度的变化，结构简单可靠。
所述安装架21每个侧面的两侧分别设有导轨，每个所述卷帘224下端的两侧分别设有滑块，每个所述卷帘224对应的两个所述滑块分别滑动安装在对应两个所述导轨上，并可沿所述导轨上下滑动。
四个所述卷帘224分别沿对应的两个所述导轨上下移动，避免四个所述卷帘224飘动，从而保证视觉测试的准确性。
优选地，所述光源装置4包括第一水平旋转机构41和多个第一安装机构42，所述第一水平旋转机构41安装在所述机架1上，多个所述第一安装机构42分别安装在所述第一水平旋转机构41的驱动端，多个所述第一安装机构42均用以安装发光方向朝下的光源，所述第一水平旋转机构41可驱动多个所述第一安装机构42同步水平旋转，以使多个所述第一安装机构42带动其上的光源依次水平旋转至所述载物板3的上方。
所述第一水平旋转机构41可驱动至少两个所述多个所述第一安装机构42同步水平旋转，以将需要的光源水平旋转至所述载物板3的上方，实现了光源的更换，提高了所述试验设备的适用范围。
优选地，每个所述第一安装机构42分别包括一个条形的横板421、两个安装杆422和两个锁紧组件，所述横板421竖直安装在所述第一水平旋转机构41的驱动端，且其长度方向与水平方向一致，所述横板421上沿其长度方向设有水平贯穿其的第一腰圆孔，两个所述安装杆422水平设置，且其同一端分别与所述第一腰圆孔的滑动连接，两个所述锁紧组件可分别安装在所述安装杆上，并分别可将两个所述安装杆422锁紧固定在其滑动轨迹的任意位置。
两个所述安装杆422可用以安装线光源、环形光源或碗光源，有利于增加所述光源装置4中光源的种类，从而提高所述试验设备的适用范围。
所述锁紧组件为螺栓，两个所述安装杆422均为条形杆，每个所述安装杆422分别包括水平部和竖直部，每个所述安装杆422竖直部的一端设有螺孔，两个所述螺栓远离其头部的一端分别穿过所述第一腰圆孔并旋合在两个所述螺孔内，拧紧两个所述螺栓，两个所述螺栓的头部分别与所述第一腰圆孔四周相抵，以将两个所述安装杆422分别锁紧在所述第一腰圆孔上，或拧松所述螺栓，两个所述安装杆422可分别沿所述第一腰圆孔滑动。
两个所述安装杆422可分别沿所述第一腰圆孔滑动，适用于不同大小的光源。
两个所述安装杆422的头部分别设有第二腰圆孔，光源可通过螺栓安装在所两个所述第二腰圆孔处。
优选地，所述光源包括线光源、环形光源或碗光源。
每个所述第一安装机构42分别包括两个线光源，两个所述线光源分别安装在对应两个所述条形杆上。
所述光源为环形光源或碗光源时，所述环形光源或碗光源设有一个，一个所述环形光源或碗光源通过螺栓安装对应的两个所述第二腰圆孔处。
优选地，所述第一水平旋转机构41包括第一电机411和第一安装板412，所述第一电机411安装在所述机架1上，且其驱动端竖直向上，所述第一安装板412水平安装在所述第一电机411的驱动端，至少两个所述横板421分别水平安装在所述第一安装板412的侧面。
采用上述方案的有益效果为：至少两个所述横板421分别水平安装在所述第一安装板的侧面，避免所述第一安装板影响光源的照明效果。
优选地，所述相机装置5包括第二水平旋转机构51和多个第二安装机构52，所述第二水平旋转机构51安装在所述机架1上，多个所述第二安装机构52安装在所述第二水平旋转机构51的驱动端的四周，且多个所述第二安装机构52分别用以安装相机，所述第二水平旋转机构51可驱动多个所述第二安装机构52同步水平旋转，以带动多个所述第二水平旋转机构51带动其上的相机依次水平旋转至所述载物板3的上方。
所述第二水平旋转机构51可驱动多个所述第二安装机构52依次水平旋转至所述载物板3的上方，以使不同的相机水平旋转至所述载物板3的上方，实现了相机旋转更换，适用于不同待检测物体的测试需求。
第二水平旋转机构51包括第二电机511和第二安装板512，所述第二电机511安装在所述机架1上，且其驱动端竖直向上，所述第二安装板512安装在所述第二电机511的驱动端上，启动所述第二电机511，所述第二电机511可驱动所述第二安装板512驱动多个相机水平旋转。
优选地，每个所述第二安装机构52分别包括U形架521和条形的支撑板522，所述支撑板522水平设置，其对应长度方向的一端与所述第二水平旋转机构51的驱动端连接固定，所述U形架521底壁的中部与所述支撑板522另一端连接固定，且所述U形架521水平分布，其开口背离所述支撑板522，所述U形架521的通槽方向竖向分布，相机分别安装在对应U形架521的两端侧壁上。
每个不同的相机分别安装在对应所述U形架521的两端侧壁上，所述U形架521可稳定的夹持相机，避免相机产生抖动。
所述U形架521两端侧壁上设有水平贯穿二者的内螺孔，每个所述相机分别通过螺栓安装在对应所述U形架521的两端侧壁上。
所述U形架521两端侧壁相互靠近的一侧分别设有垫块，避免损坏相机。
优选地，所述载物板3通过滑动组件6滑动的安装在所述机架1上，且所述载物板3可在所述机架1上沿前后方向滑动。
所述滑动组件6可驱动所述载物板3前后移动，以根据所述载物板3上的待检测物件调整至最佳检测位置。
所述滑动组件6包括直线模组61和两个直线导轨62，所述机架1为内部中空的长方体形，所述直线模组沿61前后方向水平安装在机架1内，所述载物板3的下端中部设有连接件，所述连接件穿过所述机架1的上端并伸入所述机架1内且与所述直线模组61的驱动端连接固定，两个所述直线导轨62分别沿前后方向安装在所述机架1上端，且二者分别位于所述直线模组61的左右两侧，所述载物板3的下端左右两侧分别安装有两个滑块，两个所述滑块下端向下延伸至穿过所述机架1的上端并滑动安装在两个所述直线导轨62上。
优选地，所述光源装置4和相机装置5通过三维驱动组件7安装在所述机架1上，所述三维驱动组件7具有两个驱动端，且两个所述驱动端沿竖直方向间隔分布，所述光源装置4和所述相机装置5分别固定安装在两个所述驱动端上，且所述相机装置5位于所述光源装置4的上方，所述三维驱动组件7用以驱动所述光源装置4和相机装置5沿前后方向同步移动，或分别沿上下方向移动，或分别左右移动。
所述三维驱动机构7包括两根前后直线导轨71、两根竖向直线导轨72和两根左右直线导轨73，两根所述水平直线导轨71分别沿前后方向安装在所述机架1的上端面，且二者分别位于两个所述直线导轨62的左右两侧，两根所述竖向直线导轨72的下端分别滑动安装在所述两根所述前后直线导轨71上，两根所述左右直线导轨73分别沿左右方向水平设置在两根所述竖向直线导轨72之间，且二者竖向间隔分布，两根所述左右直线导轨73的左右两端分别与两根所述竖向直线导轨72滑动连接，两根竖向直线导轨72可分别沿两根所述前后直线导轨72前后移动，两个所述左右直线导轨73构成所述三维驱动组件7的两个驱动端，所述第一电机411安装在位于下方的所述左右直线导轨73的滑块上，所述第二电机511安装在另一个所述左右直线导轨73的滑块上。
所述相机装置5和所述光源装置4可同步前后移动，或可分别左右移动，或可分别上下移动，从而根据不同的检测条件调整所述相机装置5和所述光源装置4与所述载物台3之间的距离和位置，保证视觉检测的准确性。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上所述而顺畅地实施本发明；但是，凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种相机试验设备，其特征在于，包括机架(1)、遮光装置(2)、载物板(3)、光源装置(4)和相机装置(5)，所述载物板(3)水平安装在所述机架(1)上，所述光源装置(4)安装在所述机架(1)上，并位于所述载物板(3)一侧的上方，所述相机装置(5)安装在所述机架(1)上，并位于所述光源装置(4)一侧的上方，所述遮光装置(2)具有一个罩口朝下的罩子，所述罩子位于所述机架(1)上端，并将所述载物板(3)、光源装置(4)和相机装置(5)罩设在其与所述机架(1)围合形成的密闭空间内，所述遮光装置(4)可调节其所述罩子与所述机架(1)之间缝隙的大小来调整所述罩子内的光源强度。
2.根据权利要求1所述的相机试验设备，其特征在于，所述遮光装置(2)包括安装架(21)和四个遮光组件(22)，所述安装架(21)为长方体形且上端封口的框架结构，所述安装架(21)竖向安装在机架(1)上，四个所述遮光组件(22)分别安装在所述安装架(21)的四侧，所述安装架(21)和四个遮光组件(22)围合成所述罩子。
3.根据权利要求2所述的相机试验设备，其特征在于，每个所述遮光组件(22)为电动卷帘，四个所述电动卷帘分别固定安装所述安装架(21)的四侧上端，且每个所述电动卷帘两侧分别延伸至靠近所述安装架(21)对应侧的两侧，四个所述电动卷帘可分别调节其与所述机架(1)之间缝隙的大小来调整所述罩子内的光源强度。
4.根据权利要求1-3任一项所述的相机试验设备，其特征在于，所述光源装置(4)包括第一水平旋转机构(41)和多个第一安装机构(42)，所述第一水平旋转机构(41)安装在所述机架(1)上，多个所述第一安装机构(42)分别安装在所述第一水平旋转机构(41)的驱动端，多个所述第一安装机构(42)均用以安装发光方向朝下的光源，所述第一水平旋转机构(41)可驱动多个所述第一安装机构(42)同步水平旋转，以使多个所述第一安装机构(42)带动其上的光源依次水平旋转至所述载物板(3)的上方。
5.根据权利要求4所述的相机试验设备，其特征在于，每个所述第一安装机构(42)分别包括一个条形的横板(421)、两个安装杆(422)和两个锁紧组件，所述横板(421)竖直安装在所述第一水平旋转机构(41)的驱动端，且其长度方向与水平方向一致，所述横板(421)上沿其长度方向设有水平贯穿其的第一腰圆孔，两个所述安装杆(422)水平设置，且其同一端分别与所述第一腰圆孔的滑动连接，两个所述锁紧组件可分别安装在所述安装杆上，并分别可将两个所述安装杆(422)锁紧固定在其滑动轨迹的任意位置。
6.根据权利要求4所述的相机试验设备，其特征在于，所述相机装置(5)包括第二水平旋转机构(51)和多个第二安装机构(52)，所述第二水平旋转机构(51)安装在所述机架(1)上，多个所述第二安装机构(52)安装在所述第二水平旋转机构(51)的驱动端的四周，且多个所述第二安装机构(52)分别用以安装相机，所述第二水平旋转机构(51)可驱动多个所述第二安装机构(52)同步水平旋转，以使多个所述第二水平旋转机构(51)带动其上的相机依次水平旋转至所述载物板(3)的上方。
7.根据权利要求6所述的相机试验设备，其特征在于，每个所述第二安装机构(52)分别包括U形架(521)和条形的支撑板(522)，所述支撑板(522)水平设置，其对应长度方向的一端与所述第二水平旋转机构(51)的驱动端连接固定，所述U形架(521)底壁的中部与所述支撑板(522)另一端连接固定，且所述U形架(521)水平分布，其开口背离所述支撑板(522)，所述U形架(521)的通槽方向竖向分布，相机分别安装在对应U形架(521)的两端侧壁上。
8.根据权利要求4所述的相机试验设备，其特征在于，所述载物板(3)通过滑动组件(6)滑动的安装在所述机架(1)上，且所述载物板(3)可在所述机架(1)上沿前后方向滑动。
9.根据权利要求4所述的相机试验设备，其特征在于，所述光源装置(4)和相机装置(5)通过三维驱动组件(7)安装在所述机架(1)上，所述三维驱动组件(7)具有两个驱动端，且两个所述驱动端沿竖直方向间隔分布，所述光源装置(4)和所述相机装置(5)分别固定安装在两个所述驱动端上，且所述相机装置(5)位于所述光源装置(4)的上方，所述三维驱动组件(7)用以驱动所述光源装置(4)和相机装置(5)沿前后方向同步移动，或分别沿上下方向移动，或分别左右移动。
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