CN112432608A - 一种微型部件的3d测量系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种微型部件的3D测量系统，涉及3D测量系统技术领域。该种微型部件的3D测量系统，包括测量装置本体和数据显示终端，所述测量装置本体顶部的后端固定连接有固定板，所述固定板的顶端固定连接有顶部安装板，所述顶部安装板底部的两侧均固定连接有安装架；两个所述安装架之间安装有螺旋传动机构，所述螺旋传动机构的外侧安装有激光测量机构；所述测量装置本体顶部的中心固定连接有测量平台，所述测量平台的中心安装有旋转机构。通过设计简单的螺旋传动机构、旋转机构、定位机构以及激光测量机构，可以快速完成对微型部件的精确测量，既保证了测量的效率，同时也保证了测量的质量，整体的工作效率大大提高，值得大力推广。
Description
技术领域
本发明涉及3D测量系统技术领域，具体为一种微型部件的3D测量系统。
背景技术
3D激光扫描设备可以在低空100米到450米的范围内对地面目标进行准确的3D测量，其精度可以达到10厘米。其低成本和灵活性将航测技术拓展到更多更广的范围，激光雷达不仅在军事上有广泛的应用，在水利，电力，交通，防洪，滑坡监测，林业等领域都有着非常广泛的应用前景，3D激光测量对于软件处理有着很高的要求，需要使用专业的对测量信息进行处理，然后结合AutoCAD软件建模并应用；2D平面，3D是具有三维空间的，要做2D和3D测量可以用到三次元测量仪，三次元测量仪是指在一个六面体的空间范围内，能够表现几何形状、长度及圆周分度等测量能力的仪器，又称为三坐标测量机或三坐标量床。三坐标测量仪又可定义"一种具有可作三个方向移动的探测器，可在三个相互垂直的导轨上移动，此探测器以接触或非接触等方式传递讯号，三个轴的位移测量系统(如光栅尺)经数据处理器或计算机等计算出工件的各点(x，y，z)及各项功能测量的仪器"；三坐标测量仪的测量功能应包括尺寸精度、定位精度、几何精度及轮廓精度等。
很多的微型部件是无法利用手动来进行测量的，因此，在很多情况下，就需要使用3D测量系统来对其各个尺寸进行精确测量，但目前现有的3D测量系统结构设计存在一定的缺陷，对于一些表面不是很平整的微型部件无法实现较为精确的测量，而且由于测量角度的限制，其整体的测量范围也会受限，为此，我们研发出了新的一种微型部件的3D测量系统。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种微型部件的3D测量系统，解决了目前现有的3D测量系统结构设计存在一定的缺陷，对于一些表面不是很平整的微型部件无法实现较为精确的测量，而且由于测量角度的限制，其整体的测量范围也会受限的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种微型部件的3D测量系统，包括测量装置本体和数据显示终端，所述测量装置本体顶部的后端固定连接有固定板，所述固定板的顶端固定连接有顶部安装板，所述顶部安装板底部的两侧均固定连接有安装架；
两个所述安装架之间安装有螺旋传动机构，所述螺旋传动机构的外侧安装有激光测量机构；
所述测量装置本体顶部的中心固定连接有测量平台，所述测量平台的中心安装有旋转机构，所述测量平台中心的底部安装有与旋转机构相对应的定位机构；
所述测量装置本体顶部的一侧设置有与旋转机构和定位机构相对应的平台控制开关。
优选的，所述螺旋传动机构包括传动丝杠，两个所述安装架之间安装有传动丝杠，其中一个所述安装架的外侧安装有与传动丝杠相对应的伺服电机，两个所述安装架的内侧均安装有与传动丝杠相对应的轴承座。
优选的，所述激光测量机构包括滚珠螺母座，所述传动丝杠的外侧套接有滚珠螺母座，所述滚珠螺母座的底端固定连接有激光发射器，所述激光发射器的底端固定连接有激光测量探头。
优选的，所述旋转机构包括限位环，所述测量平台顶部的中心固定连接有限位环，所述限位环的中心转动连接有旋转平台，所述旋转平台的外壁固定连接有传动齿圈，所述测量平台顶部内表面的一侧安装有驱动马达，所述驱动马达输出轴的底端固定连接有与传动齿圈相对应的传动齿轮，所述旋转平台的顶部开设有多个进气孔。
优选的，多个所述进气孔均在旋转平台的顶部均匀分布。
优选的，所述定位机构包括旋转底座，所述测量平台中心的底部安装有与旋转平台相对应的旋转底座，所述旋转底座顶部的中心转动连接有与旋转平台相对应的连接管，所述测量平台底部的一侧安装有微型抽气泵，所述微型抽气泵进气口的一端固定连接有与旋转底座相对应的吸气管，所述微型抽气泵排气口的一端固定连接有排气管。
优选的，所述连接管的两端均分别与旋转平台和旋转底座相关贯通，且所述连接管的顶端与旋转平台固定连接。
一种微型部件的D测量系统的运行方法，包括以下具体步骤：
S1.首先开启激光测量机构和数据显示终端，并进行数据连接，数据连接完成后进行校准和测试；
S2.测试完后将待测量的微型部件放置在旋转平台上的中心位置，并启动定位机构，从而使定位机构的微型抽气泵可以通过连接管进行吸气，从而利用自然吸力将微型部件固定在在旋转平台；
S3.准备完毕后即可启动旋转机构，从而利用驱动马达带动传动齿轮进行转动，从而使传动齿轮带动传动齿圈和旋转平台进行转动，旋转平台在转动的同时也会带动将待测量的微型部件进行同步转动，从而使激光测量机构可以对微型部件进行360度测量；
S4.在测量较长的微型部件时，还可以通过螺旋传动机构的传动丝杠带动激光测量机构进行横向移动，从而对微型部件进行全面的测量，从而使整体测量过程没有测量死角；
S5.激光测量机构的测量数据会通过数据线传输给数据显示终端，从而使测量人员可以快速得到相关的测量数据。
(三)有益效果
本发明提供了一种微型部件的3D测量系统。具备以下有益效果：
1、该种微型部件的3D测量系统，通过设计灵活的多角度测量结构，从而可以对微型部件进行全面的测量，而且使整体测量过程没有测量死角，采用气动夹紧定位的方式，既可以快速实现固定，同时也由于没有夹紧机构，从而保证了整体的测量精度。
2、该种微型部件的3D测量系统，通过设计简单的螺旋传动机构、旋转机构、定位机构以及激光测量机构，可以快速完成对微型部件的精确测量，既保证了测量的效率，同时也保证了测量的质量，整体的工作效率大大提高，值得大力推广。
附图说明
图1为本发明一种微型部件的3D测量系统测量装置本体的结构示意图；
图2为本发明一种微型部件的3D测量系统数据显示终端的结构示意图；
图3为本发明一种微型部件的3D测量系统测量平台的剖视结构图；
图4为本发明一种微型部件的3D测量系统测量平台的俯视结构图；
图5为图1中A处的局部放大图。
其中，1、测量装置本体；2、数据显示终端；3、固定板；4、顶部安装板；5、安装架；6、螺旋传动机构；601、传动丝杠；602、伺服电机；603、轴承座；7、测量平台；8、旋转机构；801、限位环；802、旋转平台；803、传动齿圈；804、驱动马达；805、传动齿轮；806、进气孔；9、定位机构；901、旋转底座；902、连接管；903、微型抽气泵；904、吸气管；905、排气管；10、激光测量机构；1001、滚珠螺母座；1002、激光发射器；1003、激光测量探头；11、平台控制开关。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例：
如图1-5所示，本发明实施例提供一种微型部件的3D测量系统，包括测量装置本体1和数据显示终端2，测量装置本体1顶部的后端固定连接有固定板3，固定板3的顶端固定连接有顶部安装板4，顶部安装板4底部的两侧均固定连接有安装架5；
两个安装架5之间安装有螺旋传动机构6，螺旋传动机构6的外侧安装有激光测量机构10；
测量装置本体1顶部的中心固定连接有测量平台7，测量平台7的中心安装有旋转机构8，测量平台7中心的底部安装有与旋转机构8相对应的定位机构9；
测量装置本体1顶部的一侧设置有与旋转机构8和定位机构9相对应的平台控制开关11。
螺旋传动机构6包括传动丝杠601，两个安装架5之间安装有传动丝杠601，其中一个安装架5的外侧安装有与传动丝杠601相对应的伺服电机602，两个安装架5的内侧均安装有与传动丝杠601相对应的轴承座603，伺服电机602可以通过传动丝杠601带动激光测量机构10整体进行横向移动，从而使激光测量机构10可以对微型部件进行全面的测量，并使整体测量过程没有测量死角。
激光测量机构10包括滚珠螺母座1001，传动丝杠601的外侧套接有滚珠螺母座1001，滚珠螺母座1001的底端固定连接有激光发射器1002，激光发射器1002的底端固定连接有激光测量探头1003，激光发射器1002和激光测量探头1003通过发生激光束，可以对微型部件的表面进行快速测量，激光测量技术属于现有成熟技术，此处不再详细赘述。
旋转机构8包括限位环801，测量平台7顶部的中心固定连接有限位环801，限位环801的中心转动连接有旋转平台802，旋转平台802的外壁固定连接有传动齿圈803，测量平台7顶部内表面的一侧安装有驱动马达804，驱动马达804输出轴的底端固定连接有与传动齿圈803相对应的传动齿轮805，旋转平台802的顶部开设有多个进气孔806。
多个进气孔806均在旋转平台802的顶部均匀分布，通过使多个进气孔806均在旋转平台802的顶部均匀分布，从而使旋转平台802顶部的整体吸力更加均匀，保证了定位效率。
定位机构9包括旋转底座901，测量平台7中心的底部安装有与旋转平台802相对应的旋转底座901，旋转底座901顶部的中心转动连接有与旋转平台802相对应的连接管902，测量平台7底部的一侧安装有微型抽气泵903，微型抽气泵903进气口的一端固定连接有与旋转底座901相对应的吸气管904，微型抽气泵903排气口的一端固定连接有排气管905。
连接管902的两端均分别与旋转平台802和旋转底座901相关贯通，且连接管902的顶端与旋转平台802固定连接。
一种微型部件的3D测量系统的运行方法，包括以下具体步骤：
S1.首先开启激光测量机构10和数据显示终端2，并进行数据连接，数据连接完成后进行校准和测试；
S2.测试完后将待测量的微型部件放置在旋转平台802上的中心位置，并启动定位机构9，从而使定位机构9的微型抽气泵903可以通过连接管902进行吸气，从而利用自然吸力将微型部件固定在在旋转平台802；
S3.准备完毕后即可启动旋转机构8，从而利用驱动马达804带动传动齿轮805进行转动，从而使传动齿轮805带动传动齿圈803和旋转平台802进行转动，旋转平台802在转动的同时也会带动将待测量的微型部件进行同步转动，从而使激光测量机构10可以对微型部件进行360度测量；
S4.在测量较长的微型部件时，还可以通过螺旋传动机构6的传动丝杠601带动激光测量机构10进行横向移动，从而对微型部件进行全面的测量，从而使整体测量过程没有测量死角；
S5.激光测量机构10的测量数据会通过数据线传输给数据显示终端2，从而使测量人员可以快速得到相关的测量数据。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种微型部件的3D测量系统，包括测量装置本体(1)和数据显示终端(2)，其特征在于：所述测量装置本体(1)顶部的后端固定连接有固定板(3)，所述固定板(3)的顶端固定连接有顶部安装板(4)，所述顶部安装板(4)底部的两侧均固定连接有安装架(5)；
两个所述安装架(5)之间安装有螺旋传动机构(6)，所述螺旋传动机构(6)的外侧安装有激光测量机构(10)；
所述测量装置本体(1)顶部的中心固定连接有测量平台(7)，所述测量平台(7)的中心安装有旋转机构(8)，所述测量平台(7)中心的底部安装有与旋转机构(8)相对应的定位机构(9)；
所述测量装置本体(1)顶部的一侧设置有与旋转机构(8)和定位机构(9)相对应的平台控制开关(11)。
2.根据权利要求1所述的一种微型部件的3D测量系统，其特征在于：所述螺旋传动机构(6)包括传动丝杠(601)，两个所述安装架(5)之间安装有传动丝杠(601)，其中一个所述安装架(5)的外侧安装有与传动丝杠(601)相对应的伺服电机(602)，两个所述安装架(5)的内侧均安装有与传动丝杠(601)相对应的轴承座(603)。
3.根据权利要求2所述的一种微型部件的3D测量系统，其特征在于：所述激光测量机构(10)包括滚珠螺母座(1001)，所述传动丝杠(601)的外侧套接有滚珠螺母座(1001)，所述滚珠螺母座(1001)的底端固定连接有激光发射器(1002)，所述激光发射器(1002)的底端固定连接有激光测量探头(1003)。
4.根据权利要求1所述的一种微型部件的3D测量系统，其特征在于：所述旋转机构(8)包括限位环(801)，所述测量平台(7)顶部的中心固定连接有限位环(801)，所述限位环(801)的中心转动连接有旋转平台(802)，所述旋转平台(802)的外壁固定连接有传动齿圈(803)，所述测量平台(7)顶部内表面的一侧安装有驱动马达(804)，所述驱动马达(804)输出轴的底端固定连接有与传动齿圈(803)相对应的传动齿轮(805)，所述旋转平台(802)的顶部开设有多个进气孔(806)。
5.根据权利要求4所述的一种微型部件的3D测量系统，其特征在于：多个所述进气孔(806)均在旋转平台(802)的顶部均匀分布。
6.根据权利要求4所述的一种微型部件的3D测量系统，其特征在于：所述定位机构(9)包括旋转底座(901)，所述测量平台(7)中心的底部安装有与旋转平台(802)相对应的旋转底座(901)，所述旋转底座(901)顶部的中心转动连接有与旋转平台(802)相对应的连接管(902)，所述测量平台(7)底部的一侧安装有微型抽气泵(903)，所述微型抽气泵(903)进气口的一端固定连接有与旋转底座(901)相对应的吸气管(904)，所述微型抽气泵(903)排气口的一端固定连接有排气管(905)。
7.根据权利要求6所述的一种微型部件的3D测量系统，其特征在于：所述连接管(902)的两端均分别与旋转平台(802)和旋转底座(901)相关贯通，且所述连接管(902)的顶端与旋转平台(802)固定连接。
8.根据权利要求1-7中任意一项所述的一种微型部件的3D测量系统的运行方法，其特征在于：包括以下具体步骤：
S1.首先开启激光测量机构(10)和数据显示终端(2)，并进行数据连接，数据连接完成后进行校准和测试；
S2.测试完后将待测量的微型部件放置在旋转平台(802)上的中心位置，并启动定位机构(9)，从而使定位机构(9)的微型抽气泵(903)可以通过连接管(902)进行吸气，从而利用自然吸力将微型部件固定在在旋转平台(802)；
S3.准备完毕后即可启动旋转机构(8)，从而利用驱动马达(804)带动传动齿轮(805)进行转动，从而使传动齿轮(805)带动传动齿圈(803)和旋转平台(802)进行转动，旋转平台(802)在转动的同时也会带动将待测量的微型部件进行同步转动，从而使激光测量机构(10)可以对微型部件进行360度测量；
S4.在测量较长的微型部件时，还可以通过螺旋传动机构(6)的传动丝杠(601)带动激光测量机构(10)进行横向移动，从而对微型部件进行全面的测量，从而使整体测量过程没有测量死角；
S5.激光测量机构(10)的测量数据会通过数据线传输给数据显示终端(2)，从而使测量人员可以快速得到相关的测量数据。
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