CN111948216A - 一种基于机器视觉的定位装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及定位装置技术领域，公开了一种基于机器视觉的定位装置，包括：底座、传送装置、支撑架和机器视觉相机，底座的上端开放且内部中空，传送装置设于底座内部，支撑架设于底座上，机器视觉相机连接于支撑架上，本发明通过设置的传送装置使传送带在传动过程中间歇性停顿，当传送带停顿时，机器视觉相机可以对静止在其下方的精密仪器进行准确拍摄，拍摄到的照片清晰度不会存在相对运动而产生的模糊现象，从而保证了后期对产品的监测追踪，便于找出问题环节，进而优化生产流程和装置。
Description
技术领域
本发明涉及定位装置技术领域，特别涉及一种基于机器视觉的定位装置。
背景技术
机器视觉是人工智能正在快速发展的一个分支。简单说来，机器视觉就是用机器代替人眼来做测量和判断。机器视觉系统是通过机器视觉产品(即图像摄取装置，分CMOS和CCD两种)将被摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，得到被摄目标的形态信息，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号；图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。
一些精密仪器的加工制造过程中，往往需要使用机器视觉来检测加工过程中的各个装配过程，通过机器视觉相机大量摄取到的图片进行后期的监测追踪，以便在生产的产品出现问题时，可以迅速找到哪个生产环节出现问题，进而优化生产流程和装置，虽然现有的高清相机能快速抓拍到移动物体的图片，但由于精密仪器的加工要求高，且细微零件较多，现有的精密仪器加工用的传送装置往往无法停顿，因此机器视觉相机无法拍到静止状态的仪器图片，拍摄到的照片极有可能对精密仪器的较大零件抓拍清楚，而对于较小的零件部位出现拍摄的照片较为模糊的情况，从而影响后期对产品的监测追踪，不利于及时找出生产中出现的问题。
发明内容
本发明提供一种基于机器视觉的定位装置，能够使机器视觉相机拍到的精密仪器的照片清楚准确。
本发明提供了一种基于机器视觉的定位装置，包括：
底座，底座的上端开放且内部中空；
传送装置，传送装置包括：
传送带，传送带设于底座的内部，传送带与底座的底面平行，传送带的两端分别与主动辊和从动辊联动；
第一齿轮，第一齿轮固连于主动辊的前面，第一齿轮的外径小于主动辊的外径；
第一转轴，第一转轴同时穿过主动辊和第一齿轮且与底座的前后侧面通过轴承转动连接；
第二齿轮，第二齿轮的齿数少于第一齿轮的齿数，且第二齿轮的齿均匀分布，第二齿轮与第一齿轮相啮合；
第二转轴，第二转轴穿过第二齿轮的中心且与底座的前后侧面通过轴承转动连接；
电机，电机固定连接于底座上，电机的输出轴与第二转轴轴连接；
第三转轴，第三转轴穿过从动辊且与底座的前后侧面通过轴承转动连接；
支撑架，支撑架横跨于底座上；
机器视觉相机，机器视觉相机连接于支撑架上，机器视觉相机位于传送装置的正上方，且机器视觉相机的摄像头朝向传送装置。
可选的，传送带上具有多个沿其长度方向均匀分布的浅槽，浅槽内放置有精密仪器。
可选的，机器视觉相机为三个，其中，中间的机器视觉相机的摄像头正对精密仪器的上面，左侧的机器视觉相机的摄像头对准精密仪器的左侧面，右侧的机器视觉相机的摄像头对准精密仪器的右侧面。
可选的，机器视觉相机通过缓冲装置与支撑架连接，缓冲装置用于缓冲支撑架的振动。
可选的，缓冲装置包括：
外壳，外壳的上端开放内部中空，外壳的上端与支撑架固定连接，外壳的下端与机器视觉相机固定连接；
弹簧底座，弹簧底座为多个，分别对称固定于支撑架的下端面和机器视觉相机的上端面；
第一弹簧，第一弹簧的上端与固定于支撑架的弹簧底座固连；
第二弹簧，第二弹簧的下端与固定于机器视觉相机的弹簧底座固连，第一弹簧的下端与第二弹簧的上端连接。
可选的，第一弹簧与第二弹簧之间还设有海绵块。
可选的，支撑架包括：
左支撑柱，左支撑柱的下端固连于底座的左侧的地面上；
右支撑柱，右支撑柱的下端固连于底座的右侧的地面上；
横梁，横梁设于左支撑柱和右支撑柱之间，横梁平行于传送带，机器视觉相机与横梁连接。
可选的，左支撑柱的右侧面上部固连有滑轨，横梁的左侧端固连有锁紧滑块，锁紧滑块沿滑轨上下滑动锁紧；
右支撑柱为液压伸缩机构，液压伸缩机构的伸缩杆与横梁的右侧端固连。
可选的，滑轨的上下端均设有限位板。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明通过设置的传送装置使传送带在传动过程中间歇性停顿，当传送带停顿时，机器视觉相机可以对静止在其下方的精密仪器进行准确拍摄，拍摄到的照片清晰度不会存在相对运动而产生的模糊现象，从而保证了后期对产品的监测追踪，便于找出问题环节，进而优化生产流程和装置。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种基于机器视觉的定位装置的内部结构示意图；
图2为图1中G处的局部放大示意图；
图3为图1中H处的局部放大示意图；
图4为图1中K处的局部放大示意图。
附图标记说明：
1-底座，2-传送装置，21-传送带，22-主动辊，23-从动辊，24-第一齿轮，25-第一转轴，26-第二齿轮，27-第二转轴，28-第三转轴，29-浅槽，3-支撑架，31-左支撑柱，32-右支撑柱，33-横梁，34-滑轨，35-锁紧滑块，36-限位板，4-机器视觉相机，5-精密仪器，6-缓冲装置，61-外壳，62-弹簧底座，63-第一弹簧，64-第二弹簧，65-海绵块。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”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发明的技术方案和简化描述，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发明的限制。
如图1-2所示，本发明实施例提供的一种基于机器视觉的定位装置，包括底座1、传送装置2、支撑架3和机器视觉相机4，底座1的上端开放且内部中空，传送装置包括：传送带21、第一齿轮24、第一转轴25、第二齿轮26、第二转轴27、电机和第三转轴28，传送带21设于底座1的内部，传送带21与底座1的底面平行，传送带21的两端分别与主动辊22和从动辊23联动，第一齿轮24固连于主动辊22的前面，第一齿轮24的外径小于主动辊22的外径，第一转轴25同时穿过主动辊22和第一齿轮24且与底座1的前后侧面通过轴承转动连接，第二齿轮26的齿数少于第一齿轮24的齿数，且第二齿轮26的齿均匀分布，第二齿轮26与第一齿轮24相啮合，第二转轴27的中心穿过第二齿轮26且与底座1的前后侧面通过轴承转动连接，电机固定连接于底座1上，电机的输出轴与第二转轴27轴连接，第三转轴28穿过从动辊23且与底座1的前后侧面通过轴承转动连接，支撑架横跨于底座1上，机器视觉相机4连接于支撑架3上，机器视觉相机4位于传送装置2的正上方，且机器视觉相机4的摄像头朝向传送装置2。
在本实施例中，第二齿轮26上分布有6个齿，传动带21为扁环状结构。
使用方法及工作原理：本发明装置在工作时，将精密仪器5放置于传送带21上，打开电机，电机带动第二转轴27转动，第二转轴27带动其上的第二齿轮26同步转动，当第二齿轮26上的任一一个齿与第一齿轮24相啮合时带动第一齿轮24转动，第一齿轮24带动与其固定连接的主动辊22同步转动，同时从动辊23同步转动，传送带21沿其长度方向移动，当第二齿轮26上的任一一个齿与第一齿轮24啮合完毕，则传送带21静止直至第二齿轮26上的下一个齿与第一齿轮24再次啮合，传送带21静止期间，置于其上的精密仪器5正好位于机器视觉相机4的正下方，此时机器视觉相机4的摄像头对精密仪器5进行拍摄。
本发明通过设置的传送装置使传送带在传动过程中间歇性停顿，当传送带停顿时，机器视觉相机可以对静止在其下方的精密仪器进行准确拍摄，拍摄到的照片清晰度不会存在相对运动而产生的模糊现象，从而保证了后期对产品的监测追踪，便于找出问题环节，进而优化生产流程和装置。
如图2所示，传送带21上具有多个沿传送带21长度方向均匀分布的浅槽29，浅槽29内放置有精密仪器5，工人将精密仪器5准确的放入浅槽29内，在本实施例中，浅槽29的内尺寸比精密仪器5的外尺寸大，方便放入，机器视觉相机4的摄像头4可以完全拍摄到精密仪器5上部的结构，从而保证了机器视觉相机4准确对准其下方的精密仪器5，保证拍摄效果，从而保证了后期对产品的监测追踪，便于找出问题环节，进而优化生产流程和装置。
具体的，机器视觉相机4为三个，其中，中间的机器视觉相机4的摄像头正对精密仪器5的上面，左侧的机器视觉相机4的摄像头对准精密仪器5的左侧面，右侧的机器视觉相机4的摄像头对准精密仪器5的右侧面，左右侧的机器视觉相机4可以保证对一些较高的精密仪器5的左右侧面进行拍摄，中间的机器视觉相机4可以保证对精密仪器5的上进行准确清晰的拍摄，从而对单个精密仪器5进行多面拍摄，清楚记录各个方位的照片，从而保证了后期对产品的监测追踪，便于找出问题环节，进而优化生产流程和装置。
可选的，机器视觉相机4通过缓冲装置6与支撑架3连接，缓冲装置6用于缓冲支撑架3的振动。
具体的，如图3所示，缓冲装置6包括：外壳61、弹簧底座62、第一弹簧63、第二弹簧64，外壳61的上端开放内部中空，外壳61的上端与支撑架3固定连接，外壳61的下端与机器视觉相机4固定连接，弹簧底座62为多个，分别对称固定于支撑架3的下端面和机器视觉相机4的上端面，第一弹簧63的上端与固定于支撑架3的弹簧底座62固连，第二弹簧61的下端与固定于机器视觉相机4的弹簧底座62固连，第一弹簧63的下端与第二弹簧64的上端连接。
使用方法及工作原理：由于装置在使用过程中，传送带21持续移第一转轴25、第二转轴27、第三转轴28都在转动，难免会使支撑架3产生微小振动，支撑架3振动则会使安装于其上的机器视觉相机4振动，为了避免微小振动传递到机器视觉相机4上，影响其对焦，导致影响拍摄质量，本发明在机器视觉相机4和支撑架3之间设置了缓冲装置6，当支撑架3有微小振动时，振幅通过上方的弹簧底座62传递给第一弹簧63，振幅被第一弹簧63吸收，随后第一弹簧63再将为吸收掉的振幅传递给第二弹簧64，经第二弹簧64吸收后几乎没有振幅传递给下方的弹簧底座62，也就保证了振幅无法传递给机器视觉相机4，从而保证了机器视觉相机4的对焦，保证了拍摄的照片不会出现模糊不清的情况，从而进一步保证了后期对产品的监测追踪，便于找出问题环节，进而优化生产流程和装置。
可选的，第一弹簧63与第二弹簧64之间还设有海绵块65，连接在两个弹簧之间的海绵块65由于其内部空隙较大，可以更好的吸收振动能，从而保证了机器视觉相机4不会出现振动，进一步保证了后期对产品的监测追踪，便于找出问题环节，进而优化生产流程和装置。
如图4所示，在本实施例中支撑架3包括：左支撑柱31、右支撑柱32和横梁33，左支撑柱31的下端固连于底座1的左侧地面上，右支撑柱32的下端固连于底座1的右侧地面上，横梁33设于左支撑柱31和右支撑柱32之间，横梁33平行于传送带21，机器视觉相机4与横梁33连接，左支撑柱31的右侧面上部固连有滑轨34，横梁33的左侧面上部固连有锁紧滑块35，锁紧滑块35沿滑轨34上下滑动锁紧，锁紧滑块35沿滑轨34下滑至最下端时，机器视觉相机4的摄像头不会接触到精密仪器5，右支撑柱32为液压伸缩机构，液压伸缩机构的伸缩杆与横梁33的右侧端固连。
如果精密仪器5高度较高时，可以通过调节横梁33的高度来调节机器视觉相机3的高度，从而保证了机器视觉相机3的准确对焦及对其下方的精密仪器5进行准确拍摄，当需要调高横梁33时，先通过液压伸缩机构使伸缩杆伸长到合适位置，则带动与其固连的横梁33升高，保证拍摄效果，从而保证了后期对产品的监测追踪，便于找出问题环节，进而优化生产流程和装置。
具体的，滑轨34的上下端均设有限位板36，防止锁紧滑块35滑出滑轨34。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种基于机器视觉的定位装置，其特征在于，包括：
底座(1)，所述底座(1)的上端开放且内部中空；
传送装置(2)，所述传送装置(2)设于所述底座(1)内部，所述传送装置包括：
传送带(21)，所述传送带(21)设于所述底座(1)的内部，所述传送带(21)与所述底座(1)的底面平行，所述传送带(21)的两端分别与主动辊(22)和从动辊(23)联动；
第一齿轮(24)，所述第一齿轮(24)固连于所述主动辊(22)的前面，所述第一齿轮(24)的外径小于所述主动辊(22)的外径；
第一转轴(25)，所述第一转轴(25)同时穿过所述主动辊(22)和第一齿轮(24)且与所述底座(1)的前后侧面通过轴承转动连接；
第二齿轮(26)，所述第二齿轮(26)的齿数少于所述第一齿轮(24)的齿数，且所述第二齿轮(26)的齿均匀分布，所述第二齿轮(26)与所述第一齿轮(24)相啮合；
第二转轴(27)，所述第二转轴(27)穿过所述第二齿轮(26)的中心且与所述底座(1)的前后侧面通过轴承转动连接；
电机，所述电机固定连接于所述底座(1)上，所述电机的输出轴与所述第二转轴(27)轴连接；
第三转轴(28)，所述第三转轴(28)穿过所述从动辊(23)且与所述底座(1)的前后侧面通过轴承转动连接；
支撑架(3)，所述支撑架横跨于所述底座(1)上；
机器视觉相机(4)，所述机器视觉相机(4)连接于所述支撑架(3)上，所述机器视觉相机(4)位于所述传送装置(2)的正上方，且所述机器视觉相机(4)的摄像头朝向所述传送装置(2)。
2.如权利要求1所述的基于机器视觉的定位装置，其特征在于，所述传送带(21)上具有多个沿其长度方向均匀分布的浅槽(29)，所述浅槽(29)内放置有精密仪器(5)。
3.如权利要求1所述的基于机器视觉的定位装置，其特征在于，所述机器视觉相机(4)为三个，其中，中间的机器视觉相机(4)的摄像头正对所述精密仪器(5)的上面，左侧的机器视觉相机(4)的摄像头对准所述精密仪器(5)的左侧面，右侧的机器视觉相机(4)的摄像头对准所述精密仪器(5)的右侧面。
4.如权利要求1所述的基于机器视觉的定位装置，其特征在于，所述机器视觉相机(4)通过缓冲装置(6)与所述支撑架(3)连接，所述缓冲装置(6)用于缓冲支撑架(3)的振动。
5.如权利要求4所述的基于机器视觉的定位装置，其特征在于，所述缓冲装置(6)包括：
外壳(61)，所述外壳(61)的上端开放内部中空，所述外壳(61)的上端与所述支撑架(3)固定连接，所述外壳(61)的下端与所述机器视觉相机(4)固定连接；
弹簧底座(62)，所述弹簧底座(62)为多个，分别对称固定于所述支撑架(3)的下端面和所述机器视觉相机(4)的上端面；
第一弹簧(63)，所述第一弹簧(63)的上端与所述固定于所述支撑架(3)的弹簧底座(62)固连；
第二弹簧(64)，所述第二弹簧(61)的下端与所述固定于所述机器视觉相机(4)的弹簧底座(62)固连，所述第一弹簧(63)的下端与所述第二弹簧(64)的上端连接。
6.如权利要求5所述的基于机器视觉的定位装置，其特征在于，所述第一弹簧(63)与所述第二弹簧(64)之间还设有海绵块(65)。
7.如权利要求1所述的基于机器视觉的定位装置，其特征在于，所述支撑架(3)包括：
左支撑柱(31)，所述左支撑柱(31)的下端固连于所述底座(1)左侧的地面上；
右支撑柱(32)，所述右支撑柱(32)的下端固连于所述底座(1)右侧的地面上；
横梁(33)，所述横梁(33)设于所述左支撑柱(31)和所述右支撑柱(32)之间，所述横梁(33)平行于所述传送带(21)，所述机器视觉相机(3)与所述横梁(33)连接。
8.如权利要求7所述的基于机器视觉的定位装置，其特征在于，
所述左支撑柱(31)的右侧面上部固连有滑轨(34)，所述横梁(33)的左侧端固连有锁紧滑块(35)，所述锁紧滑块(35)沿所述滑轨(34)上下滑动锁紧；
所述右支撑柱(32)为液压伸缩机构，所述液压伸缩机构的伸缩杆与所述横梁(33)的右侧端固连。
9.如权利要求8所述的基于机器视觉的定位装置，其特征在于，所述滑轨(34)的上下端均设有限位板(36)。
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