CN112188184B - 一种可调间距双目相机及自动除尘系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可调间距双目相机及自动除尘系统，所述双目相机包括支撑结构、间距调整结构和两个工业相机，间距调整结构包括丝杠、伺服电机和相机滑轨，两个工业相机组成双目相机，工业相机的上下两端分别与丝杠螺母与相机滑轨上的滑块固定连接，伺服电机带动丝杠转动从而调整双目相机的间距。自动除尘系统基于上述双目相机，包括防尘结构、除尘结构和动力结构，防尘结构与支撑结构形成一个箱体结构用于将工业相机与外界粉尘环境隔绝开，除尘结构包括毛刷滑轨、毛刷滑块和清洁毛刷，动力结构包括毛刷电机、线轮、导轮和钢丝绳，在本发明中，只需要定期开启毛刷电机正反转，使清洁毛刷左右移动，实现对透明板的清洁，除尘无需人工且简单有效。

Description

一种可调间距双目相机及自动除尘系统

技术领域

本发明涉及机器视觉的技术领域，尤其涉及一种可调间距双目相机及自动除尘系统。

背景技术

工业相机是机器视觉系统中的一个关键组件，其最本质的功能就是将光信号转变成有序的电信号。选择合适的相机也是机器视觉系统设计中的重要环节，相机的选择不仅直接决定所采集到的图像分辨率、图像质量等，同时也与整个系统的运行模式直接相关。

双目立体视觉（Binocular Stereo Vision）是机器视觉的一种重要形式，它是基于视差原理并利用成像设备从不同的位置获取被测物体的两幅图像，通过计算图像对应点间的位置偏差，来获取物体三维几何信息的方法。在工业生产中，一般将两个工业相机并排设置，构成双目相机，然后对产品进行拍摄，形成双目立体视觉，配合基于双目立体视觉的三维测量方法来完成生产过程中的三维测量任务。

许多企业在生产制造过程中会产生粉尘，粉尘容易附着在工业相机的镜头上，工业相机的镜头受到污染，会直接影响到机器视觉系统获得图像的准确性，从而影响正常的工业生产。且细小的粉尘容易进入工业相机内部，可能会影响工业相机的正常使用，降低工业相机的使用寿命。

同时为了完成不同产品的三维测量任务，经常需要根据测量需求来调整两个工业相机之间的间距，现有双目相机调节间距的结构复杂，且缺少防尘措施，长时间后大量粉尘会附着在调整间距的结构中，使得调整精度降低，从而导致测量误差变大，生产质量出现问题。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明的要解决的第一技术问题是：现有双目相机间距调整结构复杂的问题。

本发明的要解决的第二技术问题是：现有双目相机缺少防尘结构的问题。

为解决上述第一个技术问题，本发明采用如下技术方案一：一种可调间距双目相机，包括支撑结构、间距调整结构和两个工业相机。

所述支撑结构包括底板、左支板和右支板，所述左支板和右支板分别竖直设置在底板上侧面左右两端的位置。

所述间距调整结构包括丝杠、伺服电机和两个相机滑轨。

所述两个相机滑轨横向设置在底板上方，且相机滑轨位于左支板和右支板之间，相机滑轨与底板固定连接。

所述丝杠左半段和右半段的螺纹旋向相反，且丝杠的左半段和右半段均设有丝杠螺母，丝杠横向位于底板上方，且丝杠位于相机滑轨的上方，丝杠的两端分别与左支板和右支板转动连接。

所述伺服电机位于右支板的右侧，伺服电机与右支板固定连接，伺服电机的输出轴横向穿过右支板与丝杠右端固定连接。

所述两个工业相机并排设置在相机滑轨与丝杠之间，且工业相机的镜头朝前设置，每个工业相机底部靠近前后两侧的位置均设有相机滑块，所述每个工业相机底部的两个相机滑块分别与两个相机滑轨滑动连接，两个工业相机的上侧面分别与两个丝杠螺母固定连接。

通过选用带有两段旋向不同的丝杠作为动力传递，选用相机滑轨作支撑，使得工业相机在调整过程中更加稳定，同时选用伺服电机作为动力源，配合丝杠，使得具有较高的调整精度，可以很好满足双目相机的使用需求，所述间距调整结构的各个部件均为现有技术，结构简单，不需要单独设计，安装方便。

为解决上述第二个技术问题，本发明采用如下技术方案二：一种可调间距双目相机的自动除尘系统，所述自动除尘系统使用技术方案一所述的一种可调间距双目相机，所述自动除尘系统包括防尘结构，所述防尘结构包括前侧板、后侧板和顶板。

所述前侧板竖直位于底板的前侧，所述后侧板竖直位于底板的后侧，所述顶板位于底板的上方，所述底板、左支板、右支板、前侧板、后侧板和顶板构成一个箱体结构。

所述前侧板具有开口，所述前侧板开口的位置设有透明板，所述透明板与前侧板固定连接。

通过加装前侧板、后侧板和顶板，使工业相机处于一个封闭的箱体结构中，可以有效将工业相机与外界的粉尘环境隔绝开，工业相机通过透明板进行拍摄。

作为优选，还包括除尘结构，所述除尘结构包括毛刷滑轨、毛刷滑块、毛刷固定件和清洁毛刷。

所述毛刷滑轨横向设置在所述箱体结构内部靠近前侧板的位置，且毛刷滑轨靠近顶板，毛刷滑轨的左右两端分别与左支板和右支板固定连接。

所述毛刷滑块与毛刷滑轨滑动连接，毛刷滑块可沿毛刷滑轨左右滑动。

所述清洁毛刷位于透明板的前侧，且清洁毛刷的刷毛与透明板接触。

所述前侧板的上端与顶板之间有间隙，所述毛刷固定件位于前侧板与顶板之间，毛刷固定件的后端与毛刷滑块固定连接，毛刷固定件的前端与清洁毛刷的上端固定连接。

通过毛刷滑轨和毛刷滑块的滑动配合，使清洁毛刷可以在透明板前侧左右滑动，当需要对透明板进行清洁时，只需要左右滑动清洁毛刷就可以实现对透明板的清洁，从而保证双目相机的拍摄效果，操作简单有效，劳动强度低。

作为优选，还包括动力结构，所述动力结构位于所述箱体结构内部，动力结构包括毛刷电机、导轮支架和钢丝绳。

所述毛刷电机和导轮支架均位于靠近顶板的位置，毛刷电机和导轮支架的轴线均为竖直方向，毛刷电机和导轮支架分别与左支板和右支板固定连接。

所述毛刷电机上方设有线轮，所述线轮与毛刷电机的输出轴固定连接，所述导轮支架处设有导轮，所述导轮与导轮支架转动连接。

所述钢丝绳的一端依次绕过线轮和导轮后与钢丝绳的另一端固定连接，所述钢丝绳靠前的一段与毛刷滑块固定连接。

通过导轮与线轮的配合，使钢丝绳可以以类似传动带的形式运动，由于钢丝绳靠前的某处与毛刷滑块固定连接，从而使毛刷电机正反转可以带动清洁毛刷在透明板前侧左右移动，不需要人工移动清洁毛刷，只需要定期开启毛刷电机，使毛刷电机循环正反转就可以实现对透明板的清洁。

作为优选，所述前侧板的上端向后倾斜。

通过将前侧板的上端向后倾斜设置，使得清洁毛刷在重力的作用下与透明板接触更加紧密，从而使得在自动清洁透明板使，清洁毛刷有较好的清洁效果。

作为优选，所述除尘结构还包括挡板，所述挡板位于清洁毛刷的前侧，挡板的上端与顶板固定连接，挡板将前侧板与顶板之间的间隙遮挡住。

通过设置挡板，挡板将前侧板与顶板之间的间隙遮挡住，使不容易从前侧板与顶板之间的间隙进入所述箱体结构内。

作为优选，所述后侧板设有线孔，所述线孔内设有密封圈。

通过设置线孔，方便布置工业相机的电源线和数据线，在线孔内设置密封圈，电源线和数据线均穿过密封圈，减小线孔布线的孔隙，使所述箱体结构具有更好的防尘效果。

相对于现有技术，本发明至少具有如下优点：

1.本发明中，通过选用带有两段旋向不同的丝杠作为动力传递，选用相机滑轨作支撑，使得工业相机在调整过程中更加稳定，同时选用伺服电机作为动力源，配合丝杠，使得具有较高的调整精度，可以很好满足双目相机的使用需求，所述间距调整结构的各个部件均为现有技术，结构简单，不需要单独设计，安装方便。

2.本发明中，通过加装前侧板、后侧板和顶板，使工业相机处于一个封闭的箱体结构中，可以有效将工业相机与外界的粉尘环境隔绝开，工业相机通过透明板进行拍摄。。

3.本发明中，通过毛刷滑轨和毛刷滑块的滑动配合，使清洁毛刷可以在透明板前侧左右滑动，当需要对透明板进行清洁时，只需要左右滑动清洁毛刷就可以实现对透明板的清洁，从而保证双目相机的拍摄效果，操作简单有效，劳动强度低。。

4.本发明中，通过导轮与线轮的配合，使钢丝绳可以以类似传动带的形式运动，由于钢丝绳靠前的某处与毛刷滑块固定连接，从而使毛刷电机正反转可以带动清洁毛刷在透明板前侧左右移动，不需要人工移动清洁毛刷，只需要定期开启毛刷电机，使毛刷电机循环正反转就可以实现对透明板的清洁。

5.本发明中，通过将前侧板的上端向后倾斜设置，使得清洁毛刷在重力的作用下与透明板接触更加紧密，从而使得在自动清洁透明板使，清洁毛刷有较好的清洁效果。

附图说明

图1为本发明的整体结构的主视图。

图2为本发明的整体结构的俯视图（去除顶板和挡板）。

图3为本发明的前视立体图。

图4为本发明中图3去除顶板和后侧板的示意图。

图5为本发明的后视立体图。

图6为本发明中图5去除顶板和后侧板的示意图。

图中，1-底板，2-左支板，3-前侧板，4-透明板，5-清洁毛刷，6-右支板，7-伺服电机，8-后侧板，9-丝杠连接板，10-丝杠螺母，11-顶板，12-丝杠，13-工业相机，14-丝杠支撑座，15-毛刷电机，16-钢丝绳，17-线轮，18-毛刷固定件，19-相机滑轨，20-相机固定板，21-相加滑块，22-毛刷滑轨，23-毛刷滑块，24-导轮，25-导轮支架，26-挡板，27-线孔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

为了方便描述，本发明撰写中引入了以下描述概念：

本发明中‘前’、‘后’、‘左’、‘右’、‘上’、‘下’均指在图1中的方位，其中‘前’是指在图1中相对于纸面朝外，‘后’是指在图1中相对于纸面朝里。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参见图1-6，实施例1：一种可调间距双目相机，包括支撑结构、间距调整结构和两个工业相机13。

所述支撑结构包括底板1、左支板2和右支板6，所述左支板2和右支板6分别竖直设置在底板1上侧面左右两端的位置。

所述间距调整结构包括丝杠12、伺服电机7和两个相机滑轨19。

所述两个相机滑轨19横向设置在底板1上方，且相机滑轨19位于左支板2和右支板6之间，相机滑轨19与底板1固定连接。

所述丝杠12左半段和右半段的螺纹旋向相反，且丝杠12的左半段和右半段均设有丝杠螺母10，丝杠12横向位于底板1上方，且丝杠12位于相机滑轨19的上方，丝杠12的两端分别与左支板2和右支板6转动连接。

具体实施时，为了方便实现丝杠12分别左支板2和右支板6的转动连接，在丝杠12的左右两端均设有丝杠支撑座14，丝杠12与丝杠支撑座14转动连接，两个丝杠支撑座14分别与左支板2和右支板6固定连接。

所述伺服电机7位于右支板6的右侧，伺服电机7与右支板6固定连接，伺服电机7的输出轴横向穿过右支板6与丝杠12右端固定连接。

具体实施时，根据实际安装位置的情况，伺服电机7也可以位于左支板2的左侧，伺服电机7与左支板2固定连接，伺服电机7的输出轴横向穿过左支板2与丝杠12左端固定连接。

所述两个工业相机13并排设置在相机滑轨19与丝杠12之间，且工业相机13的镜头朝前设置，每个工业相机13底部靠近前后两侧的位置均设有相机滑块21，所述每个工业相机13底部的两个相机滑块21分别与两个相机滑轨19滑动连接，两个工业相机13的上侧面分别与两个丝杠螺母10固定连接。

具体实施时，为了方便将工业相机13与相机滑块21固定连接，同时方便后期维护时将工业相机13拆下，在两个工业相机13的下侧面均固定连接有相机固定板20，工业相机13通过相机固定板20与对应相机滑块21固定连接。

具体实施时，为了方便工业相机13与丝杠螺母10连接，保证连接的稳定性，在两个工业相机13的上侧面均固定连接有丝杠连接板9，工业相机13通过丝杠连接板9与对应的丝杠螺母10固定连接。

本发明限定的一种可调间距双目相机的工作原理如下：

调整间距：

两个相机滑轨19并排设置，每个工业相机13底部靠近前后两侧的位置均设有相机滑块21，且两个相机滑块21分别与两个相机滑轨19滑动连接，使得两个工业相机13均可沿两个相机滑轨19左右滑动；

每个工业相机13的上端均通过丝杠连接板9与丝杠螺母10固定连接，使得丝杠螺母10无法在丝杠12上转动，从而当丝杠12转动时，丝杠螺母10可以左右移动，带动对应工业相机13左右移动；在相机滑轨19的配合下，工业相机13左右滑动的过程更加顺畅；

启动伺服电机7，伺服电机7的输出轴带动丝杠12转动，由于丝杠12分为旋向不同的左右两段，且两个固定连接有工业相机13的丝杠螺母10分别位于丝杠12的两段上，所以丝杠12转动时，两个工业相机13会呈现相互靠拢或相互远离的运动形式，从而实现两个工业相机13间距的调整，使双目相机可以适应不同的拍摄需求。

参见图1-6，实施例2：一种可调间距双目相机的自动除尘系统，所述自动除尘系统使用实施例1所述的一种可调间距双目相机，所述自动除尘系统包括防尘结构，所述防尘结构包括前侧板3、后侧板8和顶板11。

所述前侧板3竖直位于底板1的前侧，所述后侧板8竖直位于底板1的后侧，所述顶板11位于底板1的上方，所述底板1、左支板2、右支板6、前侧板3、后侧板8和顶板11构成一个箱体结构。

所述前侧板3具有开口，所述前侧板3开口的位置设有透明板4，所述透明板4与前侧板3固定连接。

进一步地，还包括除尘结构，所述除尘结构包括毛刷滑轨22、毛刷滑块23、毛刷固定件18和清洁毛刷5。

所述毛刷滑轨22横向设置在所述箱体结构内部靠近前侧板3的位置，且毛刷滑轨22靠近顶板11，毛刷滑轨22的左右两端分别与左支板2和右支板6固定连接。

所述毛刷滑块23与毛刷滑轨22滑动连接，毛刷滑块23可沿毛刷滑轨22左右滑动。

所述清洁毛刷5位于透明板4的前侧，且清洁毛刷5的刷毛与透明板4接触。

所述前侧板3的上端与顶板11之间有间隙，所述毛刷固定件18位于前侧板3与顶板11之间，毛刷固定件18的后端与毛刷滑块23固定连接，毛刷固定件18的前端与清洁毛刷5的上端固定连接。

进一步地，还包括动力结构，所述动力结构位于所述箱体结构内部，动力结构包括毛刷电机15、导轮支架25和钢丝绳16。

所述毛刷电机15和导轮支架25均位于靠近顶板11的位置，毛刷电机15和导轮支架25的轴线均为竖直方向，毛刷电机15和导轮支架25分别与左支板2和右支板6固定连接。

所述毛刷电机15上方设有线轮17，所述线轮17与毛刷电机15的输出轴固定连接，所述导轮支架25处设有导轮24，所述导轮24与导轮支架25转动连接。

所述钢丝绳16的一端依次绕过线轮17和导轮24后与钢丝绳16的另一端固定连接，所述钢丝绳16靠前的一段与毛刷滑块23固定连接。

进一步地，所述前侧板3的上端向后倾斜。

进一步地，所述除尘结构还包括挡板26，所述挡板26位于清洁毛刷5的前侧，挡板26的上端与顶板11固定连接，挡板26将前侧板3与顶板11之间的间隙遮挡住。

进一步地，所述后侧板8设有线孔27，所述线孔27内设有密封圈。

本发明限定的一种可调间距双目相机的自动除尘系统的工作原理如下：

自动除尘：

两个工业相机13均处于所述箱体结构的内部，所述箱体结构可以将工业相机13与外部粉尘环境隔绝开，避免工业相机13和间距调整结构受粉尘影响；

由于线轮17、导轮24和钢丝绳16构成类似传送带的结构，当启动毛刷电机15时，毛刷电机15带动线轮17转动，使钢丝绳16绕线轮17和导轮24的外圆面缓慢移动；

由于清洁毛刷5与毛刷固定件18固定连接，而毛刷固定件18与毛刷滑块23固定连接，毛刷滑块23与毛刷滑轨22滑动连接，所以清洁毛刷5可沿毛刷滑轨22左右滑动；

由于毛刷滑块23与钢丝绳16靠前的一段有固定连接，所以当钢丝绳16运动时，钢丝绳16可带动毛刷滑块23左右移动；

清洁毛刷5的刷毛与透明板4接触，所以只需要毛刷电机15循环正反转，就可以使清洁毛刷5在透明板4前侧反复左右移动，从而将透明板4上附着的粉尘刷落，使工业相机13透过透明板4进行拍摄时，依然有较好的拍摄效果，清洁过程不需要人工进行，简单有效。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种可调间距双目相机的自动除尘系统，其特征在于：包括可调间距双目相机，所述可调间距双目相机包括支撑结构、间距调整结构和两个工业相机（13）；

所述支撑结构包括底板（1）、左支板（2）和右支板（6），所述左支板（2）和右支板（6）分别竖直设置在底板（1）上侧面左右两端的位置；

所述间距调整结构包括丝杠（12）、伺服电机（7）和两个相机滑轨（19）；

所述两个相机滑轨（19）横向设置在底板（1）上方，且相机滑轨（19）位于左支板（2）和右支板（6）之间，相机滑轨（19）与底板（1）固定连接；

所述丝杠（12）左半段和右半段的螺纹旋向相反，且丝杠（12）的左半段和右半段均设有丝杠螺母（10），丝杠（12）横向位于底板（1）上方，且丝杠（12）位于相机滑轨（19）的上方，丝杠（12）的两端分别与左支板（2）和右支板（6）转动连接；

所述伺服电机（7）位于右支板（6）的右侧，伺服电机（7）与右支板（6）固定连接，伺服电机（7）的输出轴横向穿过右支板（6）与丝杠（12）右端固定连接；

所述两个工业相机（13）并排设置在相机滑轨（19）与丝杠（12）之间，且工业相机（13）的镜头朝前设置，每个工业相机（13）底部靠近前后两侧的位置均设有相机滑块（21），所述每个工业相机（13）底部的两个相机滑块（21）分别与两个相机滑轨（19）滑动连接，两个工业相机（13）的上侧面分别与两个丝杠螺母（10）固定连接；

所述自动除尘系统包括防尘结构，所述防尘结构包括前侧板（3）、后侧板（8）和顶板（11）；

所述前侧板（3）竖直位于底板（1）的前侧，所述后侧板（8）竖直位于底板（1）的后侧，所述顶板（11）位于底板（1）的上方，所述底板（1）、左支板（2）、右支板（6）、前侧板（3）、后侧板（8）和顶板（11）构成一个箱体结构；

所述前侧板（3）具有开口，所述前侧板（3）开口的位置设有透明板（4），所述透明板（4）与前侧板（3）固定连接；

还包括除尘结构，所述除尘结构包括毛刷滑轨（22）、毛刷滑块（23）、毛刷固定件（18）和清洁毛刷（5）；

所述毛刷滑轨（22）横向设置在所述箱体结构内部靠近前侧板（3）的位置，且毛刷滑轨（22）靠近顶板（11），毛刷滑轨（22）的左右两端分别与左支板（2）和右支板（6）固定连接；

所述毛刷滑块（23）与毛刷滑轨（22）滑动连接，毛刷滑块（23）沿毛刷滑轨（22）左右滑动；

所述清洁毛刷（5）位于透明板（4）的前侧，且清洁毛刷（5）的刷毛与透明板（4）接触；

所述前侧板（3）的上端与顶板（11）之间有间隙，所述毛刷固定件（18）位于前侧板（3）与顶板（11）之间，毛刷固定件（18）的后端与毛刷滑块（23）固定连接，毛刷固定件（18）的前端与清洁毛刷（5）的上端固定连接；

还包括动力结构，所述动力结构位于所述箱体结构内部，动力结构包括毛刷电机（15）、导轮支架（25）和钢丝绳（16）；

所述毛刷电机（15）和导轮支架（25）均位于靠近顶板（11）的位置，毛刷电机（15）和导轮支架（25）的轴线均为竖直方向，毛刷电机（15）和导轮支架（25）分别与左支板（2）和右支板（6）固定连接；

所述毛刷电机（15）上方设有线轮（17），所述线轮（17）与毛刷电机（15）的输出轴固定连接，所述导轮支架（25）处设有导轮（24），所述导轮（24）与导轮支架（25）转动连接；

所述钢丝绳（16）的一端依次绕过线轮（17）和导轮（24）后与钢丝绳（16）的另一端固定连接，所述钢丝绳（16）靠前的一段与毛刷滑块（23）固定连接；

在丝杠（12）的左右两端均设有丝杠支撑座（14），丝杠（12）与丝杠支撑座（14）转动连接，两个丝杠支撑座（14）分别与左支板（2）和右支板（6）固定连接；

在两个工业相机（13）的下侧面均固定连接有相机固定板（20），工业相机（13）通过相机固定板（20）与对应相机滑块21固定连接；

在两个工业相机（13）的上侧面均固定连接有丝杠连接板（9），工业相机（13）通过丝杠连接板（9）与对应的丝杠螺母（10）固定连接。

2.如权利要求1所述的一种可调间距双目相机的自动除尘系统，其特征在于：所述前侧板（3）的上端向后倾斜。

3.如权利要求1或2所述的一种可调间距双目相机的自动除尘系统，其特征在于：所述除尘结构还包括挡板（26），所述挡板（26）位于清洁毛刷（5）的前侧，挡板（26）的上端与顶板（11）固定连接，挡板（26）将前侧板（3）与顶板（11）之间的间隙遮挡住。

4.如权利要求2所述的一种可调间距双目相机的自动除尘系统，其特征在于：所述后侧板（8）设有线孔（27），所述线孔（27）内设有密封圈。

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