CN112082502B - 绝缘子非接触式三维尺寸检测系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种绝缘子非接触式三维尺寸检测系统，属于绝缘子检测领域。绝缘子非接触式三维尺寸检测系统包括：转动装置，其可用于驱动待测绝缘子转动；图像采集机构，其设于转动装置的外侧，图像采集机构可用于待测绝缘子的第一方向和第二方向上的图像数据采集；控制器，其分别电性连接转动装置和图像采集机构，控制器用于控制转动装置驱动待测绝缘子的转动方向以及转动速率，并控制图像采集机构按照预设信息采集待测绝缘子图像数据；图像处理单元，其电性连接图像采集机构，图像处理单元用于生成待测绝缘子的三维图像及其尺寸，显著提高了非接触式测量绝缘子的精度和效率。转动装置适应不同的重量的待测绝缘子的检测，可靠性高。

Description

绝缘子非接触式三维尺寸检测系统

技术领域

本发明属于绝缘子检测领域，具体涉及一种绝缘子非接触式三维尺寸检测系统。

背景技术

绝缘子检测需要有效手段对产品进行抽样检测，产品检测包括接触式测量和非接触测量两种方式，后一种方式采用基于图像识别的方式实现了工件的无损测量，检测效率高，自动化程度高。在机器视觉检测方面，被测工件需要以一定速率转动，从而实现工件多个位置的准确测量。

现有技术中，由于不同规格绝缘子对转台压力不同，绝缘子重力作用，存在摩擦力较大，需要较大的旋转力驱动，且导致无法同一绝缘子非接触测量装置检测不同规格的缺陷，

现有技术中还存在平稳性差导致的精度差的缺陷，无法获得精确的测量结果。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种绝缘子非接触式三维尺寸检测系统，以解决现有技术中存在的一个测量装置无法对多种不同规格的绝缘子进行测量，通用性较低，以及转动平稳性较差，测量精度低等技术问题。

本申请提供一种绝缘子非接触式三维尺寸检测系统，包括：

转动装置，其可用于驱动待测绝缘子转动；

图像采集机构，其设于所述转动装置的外侧，所述图像采集机构可用于所述待测绝缘子的第一方向和第二方向上的图像数据采集；

控制器，其分别电性连接所述转动装置和所述图像采集机构，所述控制器用于控制所述转动装置驱动所述待测绝缘子的转动方向以及转动速率，并控制所述图像采集机构按照预设信息采集所述待测绝缘子图像数据；

图像处理单元，其电性连接所述图像采集机构，图像处理单元用于生成所述待测绝缘子的三维图像及其尺寸。

优选地，所述转动装置包括：

基座；

第一立柱和第二立柱，两个所述立柱基本垂直设置于所述基座上，所述第一立柱与所述第二立柱平行；

支撑平台，其可滑动设于两个所述立柱上，所述支撑平台上的两个所述立柱的中点位置开设有一通孔；

转动机构，其设于所述基座上，且位于两个所述立柱的中间位置，所述转动机构的上端可转动设于所述支撑平台的通孔中，所述转动机构的上端面可用于设置待测绝缘子，并可用于提供待测绝缘子转动的驱动力；

顶尖机构，其可滑动设置于所述第一立柱或所述第二立柱上，所述顶尖机构设有可用于顶紧所述待测绝缘子上端面的顶尖部。

优选地，两个所述立柱上分别套设有一弹性件，各所述弹性件的两端分别顶触所述基座和所述支撑平台。

优选地，所述支撑平台的通孔中设置有同轴的回转轴承，所述回转轴承的外环固定于所述支撑平台上。

优选地，所述转动机构包括：

驱动转台，其固定于所述基座上的两个所述立柱之间的中点位置；

连接件，其下端与所述驱动转台连接；

转动台，其由上至下直径依次减小，所述转动台的下端穿过所述支撑平台的通孔与所述连接件同轴连接，所述转动台与所述支撑平台上的回转轴承的内环相对固定，所述转动台的上端面水平设置且可用于放置所述待测绝缘子。

优选地，所述顶尖机构包括：

支撑臂，其一端可滑动套设于所述第一立柱或所述第二立柱上；

所述顶尖部，其连接于所述支撑臂的另一端，所述顶尖部竖直向下设置，所述顶尖部设于两个所述立柱之间的中点位置，且所述顶尖部的轴心与所述转动机构轴心重合。

优选地，所述支撑臂的一端经一滑动轴承可滑动套设于所述第一立柱或所述第二立柱上。

优选地，所述图像采集机构包括：

矩状框架，其罩扣于所述转动装置上，且所述矩状框架与所述矩状框架可拆卸连接；

第一相机，其设于所述待测绝缘子的上方，所述第一相机沿所述待测绝缘子的第一方向可滑动连接于所述矩状框架上；

第二相机，其设于所述待测绝缘子轴心的径向方向上，所述第二相机沿所述待测绝缘子的第二方向可滑动连接于所述矩状框架上；

其中，所述第一方向为水平方向，所述第二方向为竖直方向。

优选地，所述预设信息包括：所述第一相机和/或所述第二相机的预定帧速率、预定曝光时间、预定放大倍数和预定增益参数。

优选地，所述图像处理单元包括：

图像计算单元，所述图像计算单元根据所述待测绝缘子的径向信息和其轴向上的信息，生成所述待测绝缘子的尺寸信息，所述尺寸信息包括所述待测绝缘子的直径、轴向高度和所述待测绝缘子的圆盘弧形边缘长度；

图形合成单元，其连接所述图像计算单元，所述图像合成单元根据所述图像数据和所述待测绝缘子的尺寸信息生成所述待测绝缘子相对应尺寸的三维图像。

本申请具有的有益效果：

本申请提供的绝缘子非接触式三维尺寸检测系统，通过控制器控制转动装置安装预设信息控制待测绝缘子的转动以及获取待测绝缘子的图像数据，并能够经图像处理单元获取待测绝缘子的三维图像，提高了绝缘子的尺寸检测效率与直观性。设置的转动装置通过具有一个自由度的支撑平台，以及在支撑平台下方的弹性件，可以调节弹簧的刚度，适应不同的重量的待测绝缘子的检测，可靠性高，并显著提高了非接触测量的精度。

附图说明

通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚。

图1是根据本发明实施例提供的绝缘子非接触式三维尺寸检测系统结构示意图；

图2是根据本发明实施例提供的转动装置的轴侧结构示意图；

图3是根据本发明实施例提供的转动装置的俯视结构示意图；

图4是根据本发明实施例提供的转动装置的半剖结构示意图。

其中，

01-转动装置，02-矩状框架，03-第一相机，04-第二相机；

1-基座，2-转动机构，3-弹性件，4-支撑平台，5-第一立柱，6-第二立柱，7-支撑臂，8-待测绝缘子，9-顶尖部，10-回转轴承；

11-轴座，21-驱动转台，22-连接件，23-转动台。

具体实施方式

以下将参照附图更详细地描述本发明的各种实施例。在各个附图中，相同的元件采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。

参考图1至图4，本申请提供一种本申请提供一种绝缘子非接触式三维尺寸检测系统，包括：转动装置01，其可用于驱动待测绝缘子8转动；图像采集机构，其设于所述转动装置01的外侧，所述图像采集机构可用于所述待测绝缘子8的第一方向和第二方向上的图像数据采集；控制器，其分别电性连接所述转动装置01和所述图像采集机构，所述控制器用于控制所述转动装置01驱动所述待测绝缘子8的转动方向以及转动速率，并控制所述图像采集机构按照预设信息采集所述待测绝缘子8图像数据；图像处理单元，其电性连接所述图像采集机构，图像处理单元用于生成所述待测绝缘子8的三维图像及其尺寸。

在本实施例中，参考图2至图4，所述转动装置01包括：基座1；第一立柱5和第二立柱6，两个所述立柱基本垂直设置于所述基座1上，所述第一立柱5与所述第二立柱6平行；支撑平台4，其可滑动设于两个所述立柱上，所述支撑平台4上的两个所述立柱的中点位置开设有一通孔；转动机构2，其设于所述基座1上，且位于两个所述立柱的中间位置，所述转动机构2的上端可转动设于所述支撑平台4的通孔中，所述转动机构2的上端面可用于设置待测绝缘子8，并可用于提供待测绝缘子8转动的驱动力；顶尖机构，其可滑动设置于所述第一立柱5或所述第二立柱6上，所述顶尖机构设有可用于顶紧所述待测绝缘子8上端面的顶尖部9。

在本实施例中，所述转动装置01通过设置的转动机构2带动所述绝缘子的转动，并通过在所述绝缘子的上方设置的顶尖机构顶紧所述绝缘子，从而保证了绝缘子的稳定性转动。设置的支撑平台4对转动机构2起到托起的作用，使得转动机构2在转动的过程中具有很好的平稳性，从而保证绝缘子更加平稳的转动。

在本实施例中，两个所述立柱均经一轴座11可拆卸连接于所述基座1上。优点是，有利于保证两个立柱的平行，以及各立柱与基座1的垂直度，可拆卸式的连接便于更换立柱，也方便拆卸，节省空间。

在本实施例中，两个所述立柱上分别套设有一弹性件3，各所述弹性件3的两端分别顶触所述基座1和所述支撑平台4。应当理解的是，设置的弹性件3均为弹簧，通过设置的弹簧将支撑平台4顶起，实现对待测绝缘子8的支撑作用，并且可以调节弹簧的刚度，从而适应不同重量待测绝缘子8的检测需求，实现了对不同规格绝缘子的检测。

所述支撑平台4的通孔中设置有同轴的回转轴承10，所述回转轴承10的外环固定于所述支撑平台4上。回转轴承10的作用是，回转轴承10的外环固定在支撑平台4上，即回转轴承10的外环与支撑平台4相对固定，而回转轴承10的内环是与其外环是可以相对转动的，即回转轴承10的内环与支撑平台4可以相对转动。

在本实施例中，所述转动机构2包括：驱动转台21，其固定于所述基座1上的两个所述立柱之间的中点位置；所述驱动转台21提供驱动力。连接件22，其下端与所述驱动转台21连接，所述连接件22为法兰，实现驱动转台21与所述转动台23的同轴转动；转动台23，其由上至下直径依次减小，所述转动台23的下端穿过所述支撑平台4的通孔与所述连接件22同轴连接，所述转动台23与所述回转轴承10的内环相对固定，所述转动台23的上端面水平设置且可用于放置所述待测绝缘子8。

应当理解的是，所述转动台23与所述回转轴承10的内环相对固定，即所述转动台23在受到所述驱动转台21的驱动力后，发生转动，使得所述转动台23与所述支撑平台4相对转动，从而使得转动台23与所述支撑平台4之间经所述回转轴承10滚动摩擦，不仅减小了转动台23与所述支撑平台4之间的摩擦力，还保证了转动台23在转动时的平稳性。

所述转动台23的上端面用于放置待测的绝缘子，所述转动台23通过静摩擦力带动所述待测绝缘子8转动，应当理解的是，在试验中，驱动待测绝缘子8转动时，转动速度一般较为缓慢，所以通过静摩擦力驱动待测绝缘子8转动满足实际需求。

在本实施例中，所述顶尖机构包括：支撑臂7，其一端可滑动套设于所述第一立柱5或所述第二立柱6上；所述顶尖部9，其连接于所述支撑臂7的另一端，所述顶尖部9竖直向下设置，所述顶尖部9设于两个所述立柱之间的中点位置，且所述顶尖部9的轴心与所述转动机构2轴心重合，保证待测绝缘子8与转动机构2同轴转动。设置的顶尖部9从待测绝缘子8上方压紧所述待测绝缘子8，保证了待测绝缘子8转动时的稳定性。支撑臂7可滑动套设于第二立柱6上，可以在安装或更换待测绝缘子8时，将支撑臂7抬起，安装操作较为方便。

在本实施例中，所述图像采集机构包括：矩状框架02，其罩扣于所述转动装置01上，且所述矩状框架02与所述矩状框架02可拆卸连接；第一相机03，其设于所述待测绝缘子8的上方，所述第一相机03沿所述待测绝缘子8的第一方向可滑动连接于所述矩状框架02上；第二相机04，其设于所述待测绝缘子8轴心的径向方向上，所述第二相机04沿所述待测绝缘子8的第二方向可滑动连接于所述矩状框架02上；其中，所述第一方向为水平方向，所述第二方向为竖直方向。

作为本领域的技术人员应当理解的是，各所述相机处均设有光源，各所述光源用于照射所述待测绝缘子8，从而保证各相机在较好的光线背景下获取所述待测绝缘子8的图像信息。

所述第一相机03设置在所述转动装置01的上方，在所述矩状框架02上设有水平的轨道，从而使得第一相机03能够在水平方向上滑动，实现对待测绝缘子8径向信息的收集。所述第二相机04设置在所述转动装置01的侧方，在所述矩状框架02的侧面上设置有竖直方向上的轨道，从而使得第二相机04能够在竖直方形上滑动，实现对待测绝缘子8轴向方向上的信息收集。

在本实施例中，所述预设信息包括：所述第一相机03和/或所述第二相机04的预定帧速率、预定曝光时间、预定放大倍数和预定增益参数。控制器根据预设信息控制各所述相机进行相应的操作，并相应控制转动装置01驱动所述待测绝缘子8相应转动，从而使得图像采集机构完成对待测绝缘子8360度的图像信息收集。

在本实施例中，所述图像处理单元(图中未示出)包括：图像计算单元，所述图像计算单元根据所述待测绝缘子8的径向信息和其轴向上的信息，生成所述待测绝缘子8的尺寸信息，所述尺寸信息包括所述待测绝缘子8的直径、轴向高度和所述待测绝缘子8的圆盘弧形边缘长度；图形合成单元，其连接所述图像计算单元，所述图像合成单元根据所述图像数据和所述待测绝缘子8的尺寸信息生成所述待测绝缘子8相对应尺寸的三维图像。

在本实施例中，应当理解的是，所述第一相机03能够在第一方向上采集待测绝缘子8的第一图像数据，第二相机04能够在第二方向上采集待测绝缘子8的第二图像数据。所述第一图像数据和第二图像数据传输至所述图像处理单元，经图像处理单元生成待测绝缘子8的三维图像及其尺寸信息，显著提高了非接触式测量绝缘子的精度和效率。

本申请提供的绝缘子非接触式三维尺寸检测系统，通过控制器控制转动装置01安装预设信息控制待测绝缘子8的转动以及获取待测绝缘子8的图像数据，并能够经图像处理单元获取待测绝缘子8的三维图像，提高了绝缘子的尺寸检查效率与直观性。设置的转动装置01通过具有一个自由度的支撑平台，以及在支撑平台下方的弹性件，可以调节弹簧的刚度，适应不同的重量的待测绝缘子8的检测，可靠性高，并显著提高了非接触测量的精度。

应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (4)

1.一种绝缘子非接触式三维尺寸检测系统，其特征在于，包括：

转动装置，其可用于驱动待测绝缘子转动；

图像采集机构，其设于所述转动装置的外侧，所述图像采集机构可用于所述待测绝缘子的第一方向和第二方向上的图像数据采集；

控制器，其分别电性连接所述转动装置和所述图像采集机构，所述控制器用于控制所述转动装置驱动所述待测绝缘子的转动方向以及转动速率，并控制所述图像采集机构按照预设信息采集所述待测绝缘子图像数据；

图像处理单元，其电性连接所述图像采集机构，图像处理单元用于生成所述待测绝缘子的三维图像及其尺寸；

所述转动装置包括：

基座；

第一立柱和第二立柱，两个所述立柱基本垂直设置于所述基座上，所述第一立柱与所述第二立柱平行；两个所述立柱均经一轴座可拆卸连接于所述基座上；

支撑平台，其可滑动设于两个所述立柱上，所述支撑平台上的两个所述立柱的中点位置开设有一通孔；

转动机构，其设于所述基座上，且位于两个所述立柱的中间位置，所述转动机构的上端可转动设于所述支撑平台的通孔中，所述转动机构的上端面可用于设置待测绝缘子，并可用于提供待测绝缘子转动的驱动力；

顶尖机构，其可滑动设置于所述第一立柱或所述第二立柱上，所述顶尖机构设有可用于顶紧所述待测绝缘子上端面的顶尖部；

两个所述立柱上分别套设有一弹性件，各所述弹性件的两端分别顶触所述基座和所述支撑平台；

所述支撑平台的通孔中设置有同轴的回转轴承，所述回转轴承的外环固定于所述支撑平台上；

所述转动机构包括：

驱动转台，其固定于所述基座上的两个所述立柱之间的中点位置；

连接件，其下端与所述驱动转台连接；

转动台，其由上至下直径依次减小，所述转动台的下端穿过所述支撑平台的通孔与所述连接件同轴连接，所述转动台与所述支撑平台上的回转轴承的内环相对固定，所述转动台的上端面水平设置且可用于放置所述待测绝缘子；

所述顶尖机构包括：

支撑臂，其一端可滑动套设于所述第一立柱或所述第二立柱上；

所述顶尖部，其连接于所述支撑臂的另一端，所述顶尖部竖直向下设置，所述顶尖部设于两个所述立柱之间的中点位置，且所述顶尖部的轴心与所述转动机构轴心重合；

所述支撑臂的一端经一滑动轴承可滑动套设于所述第一立柱或所述第二立柱上。

2.根据权利要求1所述的绝缘子非接触式三维尺寸检测系统，其特征在于，所述图像采集机构包括：

矩状框架，其罩扣于所述转动装置上，且所述矩状框架与所述矩状框架可拆卸连接；

第一相机，其设于所述待测绝缘子的上方，所述第一相机沿所述待测绝缘子的第一方向可滑动连接于所述矩状框架上；

第二相机，其设于所述待测绝缘子轴心的径向方向上，所述第二相机沿所述待测绝缘子的第二方向可滑动连接于所述矩状框架上；

其中，所述第一方向为水平方向，所述第二方向为竖直方向。

3.根据权利要求2所述的绝缘子非接触式三维尺寸检测系统，其特征在于，所述预设信息包括：所述第一相机和/或所述第二相机的预定帧速率、预定曝光时间、预定放大倍数和预定增益参数。

4.根据权利要求1所述的绝缘子非接触式三维尺寸检测系统，其特征在于，所述图像处理单元包括：

图像计算单元，所述图像计算单元根据所述待测绝缘子的径向信息和其轴向上的信息，生成所述待测绝缘子的尺寸信息，所述尺寸信息包括所述待测绝缘子的直径、轴向高度和所述待测绝缘子的圆盘弧形边缘长度；

图形合成单元，其连接所述图像计算单元，所述图像合成单元根据所述图像数据和所述待测绝缘子的尺寸信息生成所述待测绝缘子相对应尺寸的三维图像。

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