CN110823908A - 一种柱面内壁检测设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种柱面内壁检测设备，包括内窥镜组件和装夹组件，内窥镜组件包括：设备主体，内部具有能够让光线通过的通道；照明设备，连接在设备主体的一侧，能够向通道内照射；照明管，照明管一侧设有进光口；相机组件，连接在设备主体的一端。照明管外部的光线能够从进光口进入内部并经过光线偏折组件后沿通道轴线方向传输而被相机组件接收；照明设备发出的光线能够经过光线偏折组件后沿通道传输并最终从进光口传出而照亮待测工件的内壁。本发明的相机以及照明组件只需要一端的照明管伸入圆筒内部即可进行检测，照明管直径小，因此能够测量内径很小的圆筒；照明管既能用于照明光线的导入，又能用于反射光线的接收，缩小了设备整体的体积占用。

Description

一种柱面内壁检测设备

技术领域

本申请属于工件表面检测技术领域，尤其是涉及一种柱面内壁检测设备。

背景技术

目前很多厂商检测小尺寸柱体内壁缺陷时采用人工检测的方法，即使用几十倍的发大镜进行人员观察内壁，这种方式不仅耗费大量的人力，且效率低下。作为机器视觉检测的一种，表面缺陷检测技术已经被运用到各行各业中。表面质量检测相对于肉眼来说具有精度更高、速度更快、能在狭小空间内作业的特点，节约成本的同时，使安全与高效并存，具有广阔的应用前景。表面质量检测基于机器视觉检测技术，可对工件表面存在的斑点、凹痕、微裂纹等外观缺陷进行检测。

公开号CN208012553U的中国实用新型公开了一种圆筒内壁检测系统，包括计算机、CCD相机、结构光控制器、反射镜和安装套筒；其特征在于，所述结构光控制器、反射镜中心、CCD相机均位于在安装套筒的中轴线上；结构光照射到圆筒内壁表面，发生漫反射，反射的光斑与当前视场角内的物体共同成像于CCD相机上，其中光斑成像为一段高亮度线段，其他背景成像为比较低亮度的数据，实现光信号转换为电信号，经计算机采集光斑映射所成的高亮线段，并计算其质心，进而计算出待测距离。该专利的CCD相机、结构光控制器和反射镜均固定安装在安装套筒内部，导致该设备的检测对象对大小有要求，不能检测内径小于相机直径的圆筒。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为解决现有技术中圆筒内壁检测的不足，从而提供一种柱面内壁检测设备。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种柱面内壁检测设备，包括内窥镜组件和装夹组件，所述内窥镜组件包括：

设备主体，内部具有能够让光线通过的通道；

照明设备，能够向所述通道内照射；

照明管，一端同轴连接在所述设备主体的一端，另一端的内部设有第一光线偏折组件，所述照明管一侧对齐所述第一光线偏折组件处设有进光口；所述照明管外部的光线能够从所述进光口进入内部并经过所述第一光线偏折组件后沿所述通道轴线方向传输；

光线传导组件，用于将所述照明设备发出的光线传导到所述进光口处并照射到所述照明管外部；

相机组件，连接在所述设备主体的一端，位于所述照明管对侧，所述相机组件的镜头对齐所述通道轴线方向。

优选地，本发明的柱面内壁检测设备，所述装夹组件包括：

底座；

旋转装置，安装在所述底座上；

转盘，同轴安装在所述旋转装置上；

卡盘，同轴连接在所述转盘上，用于装夹待监测圆筒；所述卡盘的中心中空；

垫高套，安装在所述卡盘的中心中空处，所述垫高套一端具有开口。

优选地，本发明的柱面内壁检测设备，所述光线传导组件为一组棱镜，安装在所述通道内，与所述照明设备的一端对齐，用于将所述照明设备发出的光线反射或折射而沿所述通道轴线方向传输，或将沿所述通道轴线方向传输的光线由所述通道的一端传输到另一端。

优选地，本发明的柱面内壁检测设备，所述光线传导组件包括：第一直角三棱镜和第二直角三棱镜，所述第一直角三棱镜和第二直角三棱镜的斜面相互拼合形成长方体，所述第一直角三棱镜和第二直角三棱镜各有一个直角边所在的面与所述通道轴线垂直，所述第一直角三棱镜和第二直角三棱镜各有一个直角边所在的面与照明设备照射出的光线垂直。

优选地，本发明的柱面内壁检测设备，所述光线传导组件为一端连接所述照明设备，另一端连接所述进光口边缘的光纤。

优选地，本发明的柱面内壁检测设备，所述设备主体的一端具有用于装夹所述照明管的装夹部，所述照明管的侧壁标记有长度的刻度，所述装夹部端面能够和所述刻度对齐。

优选地，本发明的柱面内壁检测设备，所述底座具有底座主体和调节座，所述调节座能够活动并能够通过固定件固定在所述底座主体上，所述旋转装置安装在所述调节座上。

优选地，本发明的柱面内壁检测设备，所述底座主体的两侧设有轨道，所述调节座的两侧限位在两侧的所述轨道之间，所述调节座能够沿所述轨道滑动。

优选地，本发明的柱面内壁检测设备，所述轨道上设有标尺，所述调节座的两侧设有用于对齐所述标尺的刻度的标记。

优选地，本发明的柱面内壁监测设备，所述底座主体上还设有用于调节所述调节座位置的调节机构；

所述调节机构包括：

固定块，固定在所述底座主体上；

转动杆，一端可转动地安装在所述固定块上并通过限位块限制轴向的活动，另一端具有螺纹；

推动块，固定在所述调节座上，所述推动块具有对应所述转动杆上螺纹的螺纹孔。

本发明的有益效果是：相机以及照明组件均无需进入圆筒内部，只需要一端的照明管伸入圆筒内部即可进行检测，照明管直径小，因此能够测量内径很小的圆筒；照明管既能用于照明光线的导入，又能用于反射光线的接收，缩小了设备整体的体积占用；

能够带动待检测圆筒进行转动，方便内壁的检测，卡盘内具有垫高套，能够增加待检测圆筒底端的空间，使进光口可以采集待检测圆筒底端的图像。

附图说明

下面结合附图和实施例对本申请的技术方案进一步说明。

图1是本申请实施例的柱面内壁检测设备整体结构示意图；

图2是本申请实施例的内窥镜组件剖面结构示意图；

图3是本申请实施例的光线传导组件结构示意图；

图4是本申请实施例的照明管的侧壁结构示意图；

图5是本申请实施例的装夹组件外部结构立体图；

图6是本申请实施例的装夹组件结构剖面示意图；

图7是本申请实施例的调节座的结构示意图。

图中的附图标记为：

10 内窥镜组件

20 装夹组件

100 设备主体

101 通道

102 装夹部

110 照明设备

120 照明管

121 第一光线偏折组件

122 进光口

130 光线传导组件

140 相机组件

200 底座

201 底座主体

202 调节座

203 调节机构

204 轨道

210 旋转装置

220 转盘

230 卡盘

240 垫高套

300 直线模组

1301 第一直角三棱镜

1302 第二直角三棱镜

2021 标记

2031 固定块

2032 转动杆

2033 推动块

2041 标尺

A 被测圆筒。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请的技术方案。

实施例1

本实施例提供一种柱面内壁检测设备，如图1-2所示，包括内窥镜组件10和装夹组件20，所述内窥镜组件10包括：

设备主体100，内部具有能够让光线通过的通道101；

照明设备110，能够向所述通道101内照射；

照明管120，一端同轴连接在所述设备主体100的一端，另一端的内部设有第一光线偏折组件121，所述照明管120一侧对齐所述第一光线偏折组件121处设有进光口122；所述照明管120外部的光线能够从所述进光口122进入内部并经过所述第一光线偏折组件121后沿所述通道101轴线方向传输；

光线传导组件130，用于将所述照明设备110发出的光线传导到所述进光口122处并照射到所述照明管120外部；

相机组件140，连接在所述设备主体100的一端，位于所述照明管120对侧，所述相机组件140的镜头对齐所述通道101轴线方向。

本实施例的柱面内壁检测设备，安装方法如图1所示，提供一个安装台，所述安装台具有一个水平台面和一个垂直板面。垂直板面上竖直的设置有直线模组300，将内窥镜组件10安装到所述直线模组300的移动块上，并调整设备主体100与下方的卡盘230同轴。

使用以上设备能够进行圆柱零件的内壁表面缺陷检测，操作步骤为，使用卡盘230夹持被测圆筒A，使用直线模组300带动内窥镜组件10往下移动，使照明管120伸入被测圆筒A内部。照明设备110照射的光线沿通道101传输并从进光口122传出，将管件内壁照亮，同时管件内壁反射光线，从进光口122进入通道101并传输到相机组件140；随着直线模组300的上下移动，和卡盘230的旋转，相机组件140将被测圆筒A的内壁完整扫描，利用软件将轴向不同距离处的圆周形貌图片拼接，以形成被测圆筒A内表面整体形貌的图片，供检测中空管件内表面缺陷使用。根据管件内表面整体形貌的图片找出其中的斑点、凹痕、微裂纹等外观缺陷，判断被测圆筒A内表面存在该缺陷。

优选地，本实施例的柱面内壁检测设备，所述装夹组件20包括：

底座200；

旋转装置210，安装在所述底座200上；

转盘220，同轴安装在所述旋转装置210上；

卡盘230，同轴连接在所述转盘220上，用于装夹待监测圆筒；所述卡盘230的中心中空；

垫高套240，安装在所述卡盘230的中心中空处，所述垫高套240一端具有开口。

本实施例的装夹组件20用于装夹被测圆筒A，内窥镜组件10的照明管120伸入被测圆筒A内部进行图像的采样。如图6所示，照明管120的进光口122位于照明管120的下端，但是与端部有一定距离，所以为了让被测圆筒A的底端能够被进光口122采样，需要照明管120的端部进一步往下伸，如图6所示，垫高套240的上端开口，可以容纳照明管120的端部，垫高套240的侧壁进行对被测圆筒A的侧壁的支撑。

优选地，本实施例的柱面内壁检测设备，所述光线传导组件为一组棱镜，安装在所述通道101内，与所述照明设备110的一端对齐，用于将所述照明设备110发出的光线反射或折射而沿所述通道101轴线方向传输，或将沿所述通道101轴线方向传输的光线由所述通道101的一端传输到另一端。

优选地，本实施例的柱面内壁检测设备，如图2、3所示，所述光线传导组件130包括：第一直角三棱镜1301和第二直角三棱镜1302，所述第一直角三棱镜1301和第二直角三棱镜1302的斜面相互拼合形成长方体，所述第一直角三棱镜1301和第二直角三棱镜1302各有一个直角边所在的面与所述通道101轴线垂直，所述第一直角三棱镜1301和第二直角三棱镜1302各有一个直角边所在的面与照明设备110照射出的光线垂直。通过两个拼接的直角三棱镜，经过对光线的反射或折射，实现了将所述照明设备110发出的光线反射或折射而沿所述通道101轴线方向传输，或将沿所述通道101轴线方向传输的光线由所述通道101一端传输到另一端。

优选地，本实施例的柱面内壁检测设备，如图3所示，所述第一直角三棱镜1301和第二直角三棱镜1302均为等腰直角三棱镜。

优选地，本实施例的柱面内壁检测设备，所述照明设备110照射出的光线与所述第一直角三棱镜1301和第二直角三棱镜1302的斜面的入射角小于发生全反射的临界角。该参数要求使所述照明设备110发出的光线进入光线传导组件130后，在所述第一直角三棱镜1301和第二直角三棱镜1302的斜面处同时发生反射和折射，使一部分光线沿所述通道101轴线方向传输；使从所述进光口122进入照明管120内并沿所述通道101轴线方向传输的光线进入光线传导组件130后，一部分保持直线方向传输，从所述通道101一端传输到另一端。

优选地，本实施例的柱面内壁检测设备，如图4所示，所述设备主体100的一端具有用于装夹所述照明管120的装夹部102，所述照明管120的侧壁标记有长度的刻度，所述装夹部102端面能够和所述刻度对齐。可以根据待检测管件的长度，预先调节照明管120露出装夹部102的长度，以便在检测过程中能够伸入到被测圆筒A的底端和顶端。

优选地，本实施例的柱面内壁检测设备，如图1所示，所述底座200具有底座主体201和调节座202，所述调节座202能够活动并能够通过固定件固定在所述底座主体201上，所述旋转装置210安装在所述调节座202上。调节所述调节座202在底座主体201上的位置，用于间接调节装夹的被测圆筒A的位置，以便于更好地与内窥镜组件10的照明管120对齐。

优选地，本实施例的柱面内壁检测设备，如图5、7所示，所述底座主体201的两侧设有轨道204，所述调节座202的两侧限位在两侧的所述轨道204之间，所述调节座202能够沿所述轨道204滑动。轨道204便于所述调节座202的调节。

优选地，本实施例的柱面内壁检测设备，如图7所示，所述轨道204上设有标尺2041，所述调节座202的两侧设有用于对齐所述标尺2041的刻度的标记2021。通过标记2021向标尺2041的刻度对齐，便于精确调整调节座202的位置。

优选地，本实施例的柱面内壁监测设备，如图7所示，所述底座主体201上还设有用于调节所述调节座202位置的调节机构203；

所述调节机构203包括：

固定块2031，固定在所述底座主体201上；

转动杆2032，一端可转动地安装在所述固定块2031上并通过限位块限制轴向的活动，另一端具有螺纹；

推动块2033，固定在所述调节座202上，所述推动块2033具有对应所述转动杆2032上螺纹的螺纹孔。

通过转动所述转动杆2032能够细微调节推动块2033靠近或远离固定块2031，从而实现对调节座202的细微调节，即细微调节了装夹的被测圆筒A的位置。

实施例2

本实施例提供一种柱面内壁检测设备，与实施例1的区别在于，本实施例中，光线传导组件130为一端连接所述照明设备110，另一端连接所述进光口122边缘的光纤。

以上述依据本申请的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项申请技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项申请的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种柱面内壁检测设备，其特征在于，包括内窥镜组件(10)和装夹组件(20)，所述内窥镜组件(10)包括：

设备主体(100)，内部具有能够让光线通过的通道(101)；

照明设备(110)，能够向所述通道(101)内照射；

照明管(120)，一端同轴连接在所述设备主体(100)的一端，另一端的内部设有第一光线偏折组件(121)，所述照明管(120)一侧对齐所述第一光线偏折组件(121)处设有进光口(122)；所述照明管(120)外部的光线能够从所述进光口(122)进入内部并经过所述第一光线偏折组件(121)后沿所述通道(101)轴线方向传输；

光线传导组件(130)，用于将所述照明设备(110)发出的光线传导到所述进光口(122)处并照射到所述照明管(120)外部；

相机组件(140)，连接在所述设备主体(100)的一端，位于所述照明管(120)对侧，所述相机组件(140)的镜头对齐所述通道(101)轴线方向。

2.根据权利要求1所述的柱面内壁检测设备，其特征在于，所述装夹组件包括：

底座(200)；

旋转装置(210)，安装在所述底座(200)上；

转盘(220)，同轴安装在所述旋转装置(210)上；

卡盘(230)，同轴连接在所述转盘(220)上，用于装夹待监测圆筒；所述卡盘(230)的中心中空；

垫高套(240)，安装在所述卡盘(230)的中心中空处，所述垫高套(240)一端具有开口。

3.根据权利要求2所述的柱面内壁检测设备，其特征在于，所述光线传导组件为一组棱镜，安装在所述通道(101)内，与所述照明设备(110)的一端对齐，用于将所述照明设备(110)发出的光线反射或折射而沿所述通道(101)轴线方向传输，或将沿所述通道(101)轴线方向传输的光线由所述通道(101)的一端传输到另一端。

4.根据权利要求3所述的柱面内壁检测设备，其特征在于，所述光线传导组件(130)包括：第一直角三棱镜(1301)和第二直角三棱镜(1302)，所述第一直角三棱镜(1301)和第二直角三棱镜(1302)的斜面相互拼合形成长方体，所述第一直角三棱镜(1301)和第二直角三棱镜(1302)各有一个直角边所在的面与所述通道(101)轴线垂直，所述第一直角三棱镜(1301)和第二直角三棱镜(1302)各有一个直角边所在的面与照明设备(110)照射出的光线垂直。

5.根据权利要求1或2所述的柱面内壁检测设备，其特征在于，所述光线传导组件(130)为一端连接所述照明设备(110)，另一端连接所述进光口(122)边缘的光纤。

6.根据权利要求2-5任一项所述的柱面内壁检测设备，其特征在于，所述设备主体(100)的一端具有用于装夹所述照明管(120)的装夹部(102)，所述照明管(120)的侧壁标记有长度的刻度，所述装夹部(102)端面能够和所述刻度对齐。

7.根据权利要求2-5任一项所述的柱面内壁检测设备，其特征在于，所述底座(200)具有底座主体(201)和调节座(202)，所述调节座(202)能够活动并能够通过固定件固定在所述底座主体(201)上，所述旋转装置(210)安装在所述调节座(202)上。

8.根据权利要求7所述的柱面内壁检测设备，其特征在于，所述底座主体(201)的两侧设有轨道(204)，所述调节座(202)的两侧限位在两侧的所述轨道(204)之间，所述调节座(202)能够沿所述轨道(204)滑动。

9.根据权利要求8所述的柱面内壁检测设备，其特征在于，所述轨道(204)上设有标尺(2041)，所述调节座(202)的两侧设有用于对齐所述标尺(2041)的刻度的标记(2021)。

10.根据权利要求9所述的柱面内壁检测设备，其特征在于，所述底座主体(201)上还设有用于调节所述调节座(202)位置的调节机构(203)；

所述调节机构(203)包括：

固定块(2031)，固定在所述底座主体(201)上；

转动杆(2032)，一端可转动地安装在所述固定块(2031)上并通过限位块限制轴向的活动，另一端具有螺纹；

推动块(2033)，固定在所述调节座(202)上，所述推动块(2033)具有对应所述转动杆(2032)上螺纹的螺纹孔。

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