CN110939834B - 一种激光器调节装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种激光器调节装置，包括支座、依次安装的Y向微调机构、Z向微调机构、X向微调机构和安装座；Y向微调机构包括第一固定座、第一滑块、第一微分头、第一弹性元件和第一锁定结构；第一固定座安装在支座上；第一滑块安装在第一固定座上；第一微分头的螺杆抵于第一滑块，且第一微分头的螺杆在伸出时推动第一滑块沿第一方向运动；第一弹性元件用于提供促使第一滑块沿第二方向运动的弹性应力；第一方向和第二方向互为相反方向，并均与Y向平行；第一锁定结构用于将第一滑块固定在第一固定座上；安装座用于安装激光器。本发明能直接获知激光器分别在X、Y、Z三向位置的变化值，以实现多种3D相机的设计。

Description

一种激光器调节装置

技术领域

本发明涉及一种调节装置，尤其涉及一种激光器调节装置。

背景技术

目前，国内工业3D视觉技术应用中使用3D相机获取物品的三维图像，使用时，3D相机通过其内部的平面相机和内部的激光器与被测物体之间构成三角关系，之后，激光器将结构光照射至待检测物品上，平面相机接收由待检测物品反射的结构光从而获得3D图像；其中，3D图像的质量由激光器和平面相机之间的位置关系决定，且，激光器和平面相机之间的位置关系固定后，其仅可获取对一种物品的清晰的三维图像。

现有在设计3D相机时，需要有一个调节装置，该调节装置可以固定激光器和平面相机，并可对固定激光器和相机的位置进行调整，以针对不同的物品模拟多种3D相机内部的激光器和平面相机之间的位置关系，即构建3D模拟相机；然而，在针对不同物品的检测时，在更换相机和激光器之后，需要对相机和激光器的位置重新进行调整，但是，现有的调节装置在对激光器的位置进行调整后，也无法直接确认调整后的当前位置与调整前的位置变化如何，从而无法直接获得调节后的激光器的位置，从而不能进行多种3D相机的设计。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种激光器调节装置，其能直接获知激光器分别在X、Y、Z三向位置的变化值，以实现多种3D相机的设计。

本发明的目的采用如下技术方案实现：

一种激光器调节装置，包括

支座；

Y向微调机构；所述Y向微调机构包括第一固定座、第一滑块、第一微分头、第一弹性元件和第一锁定结构；所述第一固定座安装在所述支座上；所述第一滑块安装在所述第一固定座上，并可相对所述第一固定座沿Y向运动；所述第一微分头的螺杆抵于所述第一滑块，且所述第一微分头的螺杆在伸出时能够推动所述第一滑块沿第一方向运动；所述第一弹性元件的两端分别固定在所述第一固定座和所述第一滑块上，并用于提供促使所述第一滑块沿第二方向运动的弹性应力；所述第一方向和所述第二方向互为相反方向，且分别与Y向平行；所述第一锁定结构用于将所述第一滑块固定在所述第一固定座上；

Z向微调机构；所述Z向微调机构包括第二固定座、第二滑块、第二微分头、第二弹性元件和第二锁定结构；所述第二固定座安装在所述第一滑块上；所述第二滑块安装在所述第二固定座上，并可相对所述第二固定座沿Z向运动；所述第二微分头的螺杆抵于所述第二滑块，且所述第二微分头的螺杆在伸出时能够推动所述第二滑块沿第三方向运动；所述第二弹性元件的两端分别固定在所述第二固定座和所述第二滑块上，并用于提供促使所述第二滑块沿第四方向运动的弹性应力；所述第三方向和所述第四方向互为相反方向，且分别与Z向平行；所述第二锁定结构用于将所述第二滑块固定在所述第二固定座上；

X向微调机构；所述X向微调机构包括第三固定座、第三滑块、第三微分头、第三弹性元件和第三锁定结构；所述第三固定座安装在所述第二滑块上；所述第三滑块安装在所述第三固定座上，并可相对所述第三固定座沿X向运动；所述第三微分头的螺杆抵于所述第三滑块，且所述第三微分头的螺杆在伸出时能够推动所述第三滑块沿第五方向运动；所述第三弹性元件的两端分别固定在所述第三固定座和所述第三滑块上，用于提供促使所述第三滑块沿第六方向运动的弹性应力；所述第五方向和所述第六方向互为相反方向，且分别与X向平行；所述第三锁定结构用于将所述第三滑块固定在所述第三固定座上；

安装座；所述安装座固定在所述第三滑块上，并用于安装激光器。

进一步地，所述第一锁定结构包括固定板、夹紧螺钉和螺纹孔；所述固定板固定在所述第一固定座上，并开设有沿Y向延伸的第一腰型槽；所述夹紧螺钉的杆部活动穿过所述第一腰型槽，并与所述螺纹孔螺接配合；所述螺纹孔开设在所述第一滑块上；所述夹紧螺钉的头部用于与所述第一滑块配合夹紧所述固定板。

进一步地，所述第一固定座通过Y向粗调机构安装在所述支座上；所述Y向粗调机构包括滑动座和松紧结构；所述滑动座安装在所述支座上，并可相对所述支座沿Y向运动；所述支座上设置有沿Y向延伸并位于所述滑动座的运动路径内的刻度标尺；所述滑动座上安装有指向所述刻度标尺的指示箭头；所述松紧结构用于将所述滑动座锁紧在所述支座上或松开所述滑动座；所述第一固定座安装在所述滑动座上。

进一步地，所述松紧结构包括抵紧件、第四弹性元件、传动组件、连接杆和转柄；所述抵紧件安装在所述滑动座上，并可相对所述滑动座在抵于所述支座和远离所述支座的位置之间移动；所述抵紧件抵于所述支座上时，在所述抵紧件和所述支座的摩擦力作用下可阻止所述滑动座相对所述支座运动；所述第四弹性元件安装在所述抵紧件和所述滑动座之间，并用于提供促使所述抵紧件抵紧所述支座的弹性应力；所述连接杆固定在所述滑动座上；所述转柄可转动地安装在所述连接杆上，并通过所述传动组件与所述抵紧件传动连接；所述转柄转动时能够通过所述传动组件联动所述抵紧件远离所述支座。

进一步地，所述抵紧件通过连接轴活动插装于所述滑动座上。

进一步地，所述第四弹性元件为弹簧，所述弹簧套设在所述连接轴上，且所述弹簧的两端分别抵于所述抵紧件和所述滑动座上。

进一步地，所述传动组件包括连接件、固定在所述连接轴远离所述抵紧件一端的转轴以及开设在所述连接件上的第二腰型槽；所述转轴和所述第二腰型槽活动插装配合；所述连接件一端铰接在所述连接杆上，所述转柄固定在所述连接件另一端。

进一步地，所述连接件开设有容纳槽；所述容纳槽的相对两槽壁分别开设有所述第二腰型槽；所述转轴的数量有两个，两个所述转轴分置于所述连接轴的相对两侧，并分别对应插装于两个所述第二腰型槽内。

进一步地，所述激光器调节装置还包括加固结构；所述加固结构包括旋转调节杆；所述旋转调节杆具有螺纹段，所述螺纹段穿设于所述滑动座内并与所述滑动座螺纹配合；所述旋转调节杆朝向所述支座的一端形成为抵紧端；所述抵紧端用于与所述支座摩擦接触，以阻止所述滑动座相对所述支座移动。

进一步地，所述支座的顶端固定有限位块；所述限位块用于与所述滑动座相抵碰，以阻止所述滑动座相对所述支座继续向上运动。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

本发明通过采用第一固定座、第一滑块、第一微分头、第一弹性元件的配合，通过第一微分头得螺杆的伸出与缩回来控制第一滑块相对第一固定座在Y向的运动，如此，通过读取第一微分头的读数，即可获知调整后第一滑动块在Y向的变化值；并采用第二固定座、第二滑块、第二微分头、第二弹性元件的配合，通过第二微分头得螺杆的伸出与缩回来控制第二滑块相对第二固定座在Z向的运动，如此，通过读取第二微分头的读数，即可获知调整后第二滑动块在Z向的变化值；再并采用第三固定座、第三滑块、第三微分头、第三弹性元件的配合，通过第三微分头得螺杆的伸出与缩回来控制第三滑块相对第三固定座在X向的运动，如此，通过读取第三微分头的读数，即可获知调整后第三滑动块在X向的变化值；如此，可直接获得安装在第三滑块上的安装座上的激光器分别在X、Y、Z三向上的变化值，以实现多种3D相机的设计。

附图说明

图1为本发明激光器调节装置的结构示意图；

图2为本发明松紧结构的结构示意图；

图3为本发明X向微调机构、Y向微调机构和Z向微调机构的立体结构示意图；

图4为本发明X向微调机构、Y向微调机构和Z向微调机构的后视图。

图中：10、支座；20、Y向微调机构；21、第一固定座；22、第一滑块；23、第一微分头；231、第一微分头的螺杆；24、第一锁定结构；241、固定板；242、夹紧螺钉；243、第一腰型槽；30、Z向微调机构；31、第二固定座；32、第二滑块；33、第二微分头；34、第二锁定结构；40、X向微调机构；41、第三固定座；42、第三滑块；43、第三微分头；44、第三锁定结构；50、安装座；60、激光器；70、Y向粗调机构；71、滑动座；72、松紧结构；721、抵紧件；722、第四弹性元件；723、传动组件；7231、连接件；7232、转轴；7233、第二腰型槽；724、连接杆；725、转柄；726、连接轴；727、容纳槽；73、刻度标尺；74、指示箭头；80、加固结构；81、抵紧端；90、限位块。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

如图1-4所示的一种激光器调节装置，包括支座10、Y向微调机构20、Z向微调机构30、X向微调机构40和安装座50；其中，

Y向微调机构20包括第一固定座21、第一滑块22、第一微分头23、第一弹性元件和第一锁定结构24；第一固定座21安装在支座10上；第一滑块22安装在第一固定座21上，并可相对第一固定座21沿Y向运动；第一微分头的螺杆231抵于第一滑块22，且第一微分头的螺杆231在伸出时能够推动第一滑块22沿第一方向(如图3中箭头A所示方向)运动；第一弹性元件的两端分别固定在第一固定座21和第一滑块22上，并用于提供促使第一滑块22沿第二方向(如图3中箭头B所示方向)运动的弹性应力；第一方向和第二方向互为相反方向，且分别与Y向平行；第一锁定结构24用于将第一滑块22固定在第一固定座21上；

Z向微调机构30；Z向微调机构30包括第二固定座31、第二滑块32、第二微分头33、第二弹性元件和第二锁定结构34；第二固定座31安装在第一滑块22上；第二滑块32安装在第二固定座31上，并可相对第二固定座31沿Z向运动；第二微分头33的螺杆抵于第二滑块32，且第二微分头33的螺杆在伸出时能够推动第二滑块32沿第三方向运动；第二弹性元件的两端分别固定在第二固定座31和第二滑块32上，并用于提供促使第二滑块32沿第四方向运动的弹性应力；第三方向和第四方向互为相反方向，且分别与Z向平行；第二锁定结构34用于将第二滑块32固定在第二固定座31上；

X向微调机构40；X向微调机构40包括第三固定座41、第三滑块42、第三微分头43、第三弹性元件和第三锁定结构44；第三固定座41安装在第二滑块32上；第三滑块42安装在第三固定座41上，并可相对第三固定座41沿X向运动；第三微分头43的螺杆抵于第三滑块42，且第三微分头43的螺杆在伸出时能够推动第三滑块42沿第五方向运动；第三弹性元件的两端分别固定在第三固定座41和第三滑块42上，用于提供促使第三滑块42沿第六方向运动的弹性应力；第五方向和第六方向互为相反方向，且分别与X向平行；第三锁定结构44用于将第三滑块42固定在第三固定座41上；

安装座50；安装座50固定在第三滑块42上，并用于安装激光器60。

上述结构中，Y向微调机构20、Z向微调机构30、X向微调机构40均为相同的结构，因此，此处仅对Y向微调机构20的使用进行展开阐述；如此，在需要进行Y向的调整时，先记录第一微分头23此时的读数，通过旋转第一微分头23的旋钮，使第一微分头的螺杆231伸出，克服第一弹性元件的弹性应力，第一微分头的螺杆231抵推第一滑块22沿第一方向运动；而在第一微分头的螺杆231缩回，即，第一微分头的螺杆231往第二方向缩回时，此时，第一滑块22在第一弹性元件的弹性应力向第二方向运动；上述结构中，通过第一微分头23可实现第一滑块22在Y向的调整，此时，读取第一微分头23的读数，第一微分头23的两次读数的变化值即为第一滑块22的在Y向的位置变化值，即，获知激光器60在Y向的位置变化值，由此，通过上述结构，可直接获得安装在第三滑块42上的安装座50上的激光器60分别在X、Y、Z三向上的变化值，以实现多种3D相机的设计。

再者，采用第一微分头23、第二微分头33和第三微分头43进行调节，可实现精准调节。

需要说明的是，上述第一微分头23可为现有的千分尺头或百分尺头，上述的第二微分头33可为现有的千分尺头或百分尺头，上述的第三微分头43也可为现有的千分尺头或百分尺头。

具体地，第一弹性元件、第二弹性元件、第三弹性元件均可为弹簧，当然，也可为现有的弹力片、弹力柱等等。

具体地，第一锁定结构24包括固定板241、夹紧螺钉242和螺纹孔；固定板241固定在第一固定座21上，并开设有沿Y向延伸的第一腰型槽243；夹紧螺钉242的杆部活动穿过第一腰型槽243，并与螺纹孔螺接配合；螺纹孔开设在第一滑块22上；夹紧螺钉242的头部用于与第一滑块22配合夹紧固定板241；如此，在旋转夹紧螺钉242，并使夹紧螺钉242的头部和滑块松开固定板241时，即可调节该第一滑块22。

进一步地，第一固定座21通过Y向粗调机构70安装在支座10上；Y向粗调机构70包括滑动座71和松紧结构72；滑动座71安装在支座10上，并可相对支座10沿Y向运动；支座10上设置有沿Y向延伸并位于滑动座71的运动路径内的刻度标尺73；滑动座71上安装有指向刻度标尺73的指示箭头74；松紧结构72用于将滑动座71锁紧在支座10上或松开滑动座71；第一固定座21安装在滑动座71上。

上述的滑动座71和支座10可通过导轨和导槽的方式实现活动连接，具体地，导轨和导槽彼此抱接，从而避免滑动座71脱离支座10。

如此，在需要在Y向进行粗调时，先记录此时指示箭头74所指的刻度标尺73上的刻度值，之后通过松紧结构72松开滑动座71，可实现滑动座71在Y向的位置的调整，即，实现安装座50在Y向位置的粗调，以提高调节效率，此时，读取指示标示所指的刻度标尺73上的刻度值，两者的刻度值的差值即为激光器60在Y向的变化值。

具体地，如图2所示，松紧结构72包括抵紧件721、第四弹性元件722、传动组件723、连接杆724和转柄725；抵紧件721安装在滑动座71上，并可相对滑动座71在抵于支座10和远离支座10的位置之间移动；抵紧件721抵于支座10上时，在抵紧件721和支座10的摩擦力作用下可阻止滑动座71相对支座10运动；第四弹性元件722安装在抵紧件721和滑动座71之间，并用于提供促使抵紧件721抵紧支座10的弹性应力；连接杆724固定在滑动座71上；转柄725可转动地安装在连接杆724上，并通过传动组件723与抵紧件721传动连接；转柄725转动时能够通过传动组件723联动抵紧件721远离支座10；如此，在转动该转动而联动抵紧件721远离支座10的过程中，第四弹性元件722促使抵紧件721抵紧支座10的弹性应力被克服，即，解除抵紧件721和支座10摩擦力，从而可移动滑动座71；且，在松开转柄725，在第四弹性元件722的作用下，抵紧件721抵紧支座10，此时，在抵紧件721和支座10的摩擦力下阻止滑动座71相对支座10运动，同时，转柄725在抵紧件721的作用下复位。

由于在调节激光器60的位置过程中，需要进行多次的移位操作，并不能一次到位，如此，由上述结构可知，在需要移动滑动座71时，仅需要转动该转柄725，且松开转柄725即可实现滑动座71的固定，使得操作更便捷。

为了确保摩擦力大到足以阻止滑动座71相对支座10运动，优选地，抵紧件721可采用橡胶材料制成，更优选地，该支座10包括支座10本体和固定在支座10本体上的橡胶垫，橡胶垫用于抵紧件721抵接。具体地，抵紧件721通过连接轴726活动插装于滑动座71上，即，抵紧件721和连接轴726固定连接，连接轴726活动插装于滑动座71上；此时，连接轴726支撑滑动座71，可以理解的是，连接轴726可采用强度较强的材料制成。

更具体地，第四弹性元件722为弹簧，弹簧套设在连接轴726上，弹簧的两端分别抵于抵紧件721和滑动座71上，实现弹簧的固定，无需将弹簧的两端固定，从而简化安装程序。

进一步地，传动组件723包括连接件7231、固定在连接轴726远离抵紧件721一端的转轴7232以及开设在连接件7231上的第二腰型槽7233；转轴7232和第二腰型槽7233活动插装配合；连接件7231一端铰接在连接杆724上，转柄725固定在连接件7231另一端；如此，在转动该转柄725时，转动带动连接件7231绕连接件7231的铰接点转，此时连接件7231的第二腰型槽7233的槽壁抵推转轴7232，转轴7232通过连接轴726带动抵紧件721运动；上述结构中，连接件7231和转轴7232之间为活动插装配合，便于维修和更换。

为了避免在使用中，连接件7231与转轴7232脱离，优选地，连接件7231开设有容纳槽727；容纳槽727的相对两槽壁分别开设有第二腰型槽7233；转轴7232的数量有两个，两个转轴7232分置于连接轴726的相对两侧，并分别对应插装于两个第二腰型槽7233内，从而将连接轴726固定在连接件7231内。

为了进一步阻止滑动座71相对支座10移动，进一步地，本激光器调节装置还包括加固结构80；加固结构80包括旋转调节杆；旋转调节杆具有螺纹段，螺纹段穿设于滑动座71内并与滑动座71螺纹配合，此处，旋转调节杆进一步对滑动座71起支撑作用；旋转调节杆朝向支座10的一端形成为抵紧端81；抵紧端81用于与支座10摩擦接触，以阻止滑动座71相对支座10移动。如此，在完成滑动座71的最终定位之后，通过转动该旋转调节杆，使得抵紧端81抵于支座10，从而可进一步稳固该滑动座71。

进一步地，支座10的顶端固定有限位块90；限位块90用于与滑动座71相抵碰，以阻止滑动座71相对支座10继续向上运动。

上述的第二锁定结构34、第三锁定结构44均可采用与上述第一锁定结构24相同的结构。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种激光器调节装置，其特征在于：包括

支座；

Y向微调机构；所述Y向微调机构包括第一固定座、第一滑块、第一微分头、第一弹性元件和第一锁定结构；所述第一固定座安装在所述支座上；所述第一滑块安装在所述第一固定座上，并可相对所述第一固定座沿Y向运动；所述第一微分头的螺杆抵于所述第一滑块，且所述第一微分头的螺杆在伸出时能够推动所述第一滑块沿第一方向运动；所述第一弹性元件的两端分别固定在所述第一固定座和所述第一滑块上，并用于提供促使所述第一滑块沿第二方向运动的弹性应力；所述第一方向和所述第二方向互为相反方向，且分别与Y向平行；所述第一锁定结构用于将所述第一滑块固定在所述第一固定座上；

Z向微调机构；所述Z向微调机构包括第二固定座、第二滑块、第二微分头、第二弹性元件和第二锁定结构；所述第二固定座安装在所述第一滑块上；所述第二滑块安装在所述第二固定座上，并可相对所述第二固定座沿Z向运动；所述第二微分头的螺杆抵于所述第二滑块，且所述第二微分头的螺杆在伸出时能够推动所述第二滑块沿第三方向运动；所述第二弹性元件的两端分别固定在所述第二固定座和所述第二滑块上，并用于提供促使所述第二滑块沿第四方向运动的弹性应力；所述第三方向和所述第四方向互为相反方向，且分别与Z向平行；所述第二锁定结构用于将所述第二滑块固定在所述第二固定座上；

X向微调机构；所述X向微调机构包括第三固定座、第三滑块、第三微分头、第三弹性元件和第三锁定结构；所述第三固定座安装在所述第二滑块上；所述第三滑块安装在所述第三固定座上，并可相对所述第三固定座沿X向运动；所述第三微分头的螺杆抵于所述第三滑块，且所述第三微分头的螺杆在伸出时能够推动所述第三滑块沿第五方向运动；所述第三弹性元件的两端分别固定在所述第三固定座和所述第三滑块上，用于提供促使所述第三滑块沿第六方向运动的弹性应力；所述第五方向和所述第六方向互为相反方向，且分别与X向平行；所述第三锁定结构用于将所述第三滑块固定在所述第三固定座上；

安装座；所述安装座固定在所述第三滑块上，并用于安装激光器；

所述第一固定座通过Y向粗调机构安装在所述支座上；所述Y向粗调机构包括滑动座和松紧结构；所述滑动座安装在所述支座上，并可相对所述支座沿Y向运动；所述支座上设置有沿Y向延伸并位于所述滑动座的运动路径内的刻度标尺；所述滑动座上安装有指向所述刻度标尺的指示箭头；所述松紧结构用于将所述滑动座锁紧在所述支座上或松开所述滑动座；所述第一固定座安装在所述滑动座上；

所述松紧结构包括抵紧件、第四弹性元件、传动组件、连接杆和转柄；所述抵紧件安装在所述滑动座上，并可相对所述滑动座在抵于所述支座和远离所述支座的位置之间移动；所述抵紧件抵于所述支座上时，在所述抵紧件和所述支座的摩擦力作用下可阻止所述滑动座相对所述支座运动；所述第四弹性元件安装在所述抵紧件和所述滑动座之间，并用于提供促使所述抵紧件抵紧所述支座的弹性应力；所述连接杆固定在所述滑动座上；所述转柄可转动地安装在所述连接杆上，并通过所述传动组件与所述抵紧件传动连接；所述转柄转动时能够通过所述传动组件联动所述抵紧件远离所述支座。

2.如权利要求1所述的激光器调节装置，其特征在于：所述第一锁定结构包括固定板、夹紧螺钉和螺纹孔；所述固定板固定在所述第一固定座上，并开设有沿Y向延伸的第一腰型槽；所述夹紧螺钉的杆部活动穿过所述第一腰型槽，并与所述螺纹孔螺接配合；所述螺纹孔开设在所述第一滑块上；所述夹紧螺钉的头部用于与所述第一滑块配合夹紧所述固定板。

3.如权利要求1所述的激光器调节装置，其特征在于：所述抵紧件通过连接轴活动插装于所述滑动座上。

4.如权利要求3所述的激光器调节装置，其特征在于：所述第四弹性元件为弹簧，所述弹簧套设在所述连接轴上，且所述弹簧的两端分别抵于所述抵紧件和所述滑动座上。

5.如权利要求3所述的激光器调节装置，其特征在于：所述传动组件包括连接件、固定在所述连接轴远离所述抵紧件一端的转轴以及开设在所述连接件上的第二腰型槽；所述转轴和所述第二腰型槽活动插装配合；所述连接件一端铰接在所述连接杆上，所述转柄固定在所述连接件另一端。

6.如权利要求5所述的激光器调节装置，其特征在于：所述连接件开设有容纳槽；所述容纳槽的相对两槽壁分别开设有所述第二腰型槽；所述转轴的数量有两个，两个所述转轴分置于所述连接轴的相对两侧，并分别对应插装于两个所述第二腰型槽内。

7.如权利要求1所述的激光器调节装置，其特征在于：所述激光器调节装置还包括加固结构；所述加固结构包括旋转调节杆；所述旋转调节杆具有螺纹段，所述螺纹段穿设于所述滑动座内并与所述滑动座螺纹配合；所述旋转调节杆朝向所述支座的一端形成为抵紧端；所述抵紧端用于与所述支座摩擦接触，以阻止所述滑动座相对所述支座移动。

8.如权利要求1所述的激光器调节装置，其特征在于：所述支座的顶端固定有限位块；所述限位块用于与所述滑动座相抵碰，以阻止所述滑动座相对所述支座继续向上运动。

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