CN113670362B - 一种全自动光学精密测量设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种全自动光学精密测量设备，包括：机架、导光板、升降机构、随动机构、定位机构、LED灯、安装板、导向轨道、摄像头，所述机架内壁通过轴承转动连接有输送辊，两个所述输送辊外侧传动连接有传送带，所述传送带为透明材质构成，所述机架一侧固定有第一电机。本发明可在工件进行输送过程中，使摄像头跟随工件进行随动采集图像，提高工作效率和测量精度，且两个摄像头交替在对工件测量时，高度和位置始终保持一致，进一步提高测量精度，可调节摄像头的高度，从而可适用不同高度的工件的测量，在对工件进行测量的过程中，传送带不会骤然停止或启动，使得工件放置的稳定性提高，避免较高的工件因惯性而倾倒的现象。

Description

一种全自动光学精密测量设备

技术领域

本发明涉及光学精密测量技术领域，尤其涉及一种全自动光学精密测量设备。

背景技术

近几年，随着科技的发展，人们发明了一种新的测量技术：一键式测量仪，其采用双远心光学镜头，结合高精度图像分析算法，并融入一键闪测原理，只需按一下启动键，仪器即可根据工件的形状自动定位测量对象、匹配模板、测量评价、报表生成，等等；

但是现有的一键式测量仪在使用时，只能将工件放置在设备上静止进行图像采集，图像采集完成后，还需要取放工件，使得工作效率较低，不适用于工件的批量测量，而一些在流水线的传送带上进行测量的设备，工件与摄像头之间为动态测量，摄像头拍摄移动的工件，会影响测量精度。

因此，有必要提供一种全自动光学精密测量设备解决上述技术问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明是提供一种全自动光学精密测量设备。

本发明提供的一种全自动光学精密测量设备，包括：机架、导光板、升降机构、随动机构、定位机构、LED灯、安装板、导向轨道、摄像头，所述机架内壁通过轴承转动连接有输送辊，两个所述输送辊外侧传动连接有传送带，所述传送带为透明材质构成，所述机架一侧固定有第一电机，且第一电机的输出端与一个所述输送辊固定连接，所述导光板固定在机架内壁，且导光板位于传送带内壁并与传送带内壁顶部滑动接触，所述安装板固定在机架内壁，且安装板位于导光板下方，所述LED灯固定在安装板上表面，且LED灯与导光板相配合，所述升降机构对称安装在机架两侧，两个所述升降机构顶部固定有顶板，所述升降机构包括滑槽、升降板、固定框、螺纹杆、升降块、导杆和第三电机，所述机架两侧对称开设有滑槽，所述滑槽内壁滑动连接有升降板，所述机架外侧固定有固定框，所述固定框内壁中部通过轴承转动连接有螺纹杆，所述升降板靠近固定框的一侧底部固定有升降块，所述升降块中部开设有螺纹孔，且升降块与螺纹杆螺纹连接，所述固定框内壁对称固定有导杆，且导杆与升降块滑动连接，所述固定框顶部固定有第三电机，且第三电机的输出端与螺纹杆固定连接，所述顶板与两个升降板固定连接，所述随动机构安装在顶板底部，所述随动机构的两个动端固定有伸缩杆机构，所述导向轨道固定在两个升降板之间，且导向轨道与伸缩杆机构相配合，所述导向轨道由两个水平段和两个倾斜段组成，两个水平段设有高低差，并通过两个倾斜段平滑过渡连接，所述摄像头安装在伸缩杆机构的底部，所述定位机构安装在机架一端。

优选的，所述随动机构包括同步带轮、同步皮带和第二电机，所述顶板两端通过轴承对称转动连接有同步带轮，两个所述同步带轮传动连接有同步皮带，所述顶板顶部固定有第二电机，所述第二电机的输出端与一个所述同步带轮固定连接。

优选的，所述伸缩杆机构包括外套筒、滑杆、连接杆、导向槽和驱动杆，所述同步皮带外侧对称固定有外套筒，所述外套筒内壁滑动连接有滑杆，所述滑杆底部固定有连接杆，且摄像头与连接杆固定连接，所述外套筒外侧开设有导向槽，所述滑杆靠近导向槽的一端固定有驱动杆，所述驱动杆一端穿过导向槽与导向轨道内壁滑动连接。

优选的，所述驱动杆靠近导向轨道的一端通过轴承转动连接有第一滚轮，且第一滚轮与导向轨道内壁滚动连接。

优选的，所述定位机构包括固定杆、气缸、挡板和限位块，所述机架内壁一端固定有固定杆，所述固定杆中部固定有气缸，所述气缸的输出端固定有挡板，所述挡板两端对称固定有限位块，所述机架内壁靠近限位块的一端对称开设有限位槽，且限位块与限位槽滑动连接。

优选的，所述顶板下表面固定有滑动轨道，所述滑动轨道的截面呈L形设置，所述外套筒顶部固定有固定座，所述固定座一侧通过轴承转动连接有第二滚轮，且第二滚轮与滑动轨道内壁滚动连接。

优选的，所述机架内壁靠近挡板的一端对称铰接有导向板，所述机架靠近导向板的一端对称开设有凹槽，所述凹槽内壁铰接有第一螺纹套筒，所述第一螺纹套筒内壁螺纹连接有第一丝杆，所述第一丝杆一端通过轴承转动连接有铰座，且铰座与导向板铰接，所述第一丝杆远离铰座的一端固定有手轮。

优选的，所述第一电机、第二电机和第三电机均为一种减速电机。

优选的，所述传送带两端均设有限位齿，所述输送辊两端对称开设有与限位齿相配合的齿槽，且限位齿与齿槽啮合连接。

优选的，所述机架底部对称固定有调节支脚，所述调节支脚包括第二螺纹套筒、螺栓和防滑垫，所述机架底部对称固定有第二螺纹套筒，所述第二螺纹套筒内壁螺纹连接有螺栓，所述螺栓底部转动安装有防滑垫。

与相关技术相比较，本发明提供的全自动光学精密测量设备具有如下有益效果：

本发明提供全自动光学精密测量设备：

1、在使用时，工件通过机械手放置到传送带上，并被挡板阻挡，然后通过气缸带动挡板升起，使得工件向前输送，与此同时，第二电机转动带动带动同步带轮转动，进而可带动同步皮带传动，使得同步皮带上的伸缩杆机构运动，进而可带动摄像头进行运动，使得摄像头在工件上方跟随工件一起同步向前运动，使得工件相对于摄像头为静止状态，从而使得摄像头在对工件进行图像采集时，可以更加精准，摄像头有两个，两个伸缩杆机构对称固定在同步皮带上，使得同步皮带传动时，两个伸缩杆机构会反向运动，使得其中一个摄像头在跟随工件进行运动时，另一个摄像头在向下一个工件的方向运动，在第一个摄像头刚好对工件进行测量完成后，第二个摄像头刚好移动至第二个工件的正上方，继续跟随第二个工件进行测量，从而使得两个摄像头可无缝交替对工件进行测量，大大提高工作效率和测量精度，此装置可在工件进行输送过程中，使摄像头跟随工件进行随动采集图像，提高工作效率和测量精度；

2、伸缩杆机构与导向轨道相配合，导向轨道上的两个水平段设有高低差，使得伸缩杆机构上的驱动杆与导向轨道内壁滑动，且两个伸缩杆机构上的驱动杆分别在两个水平段上，其中，跟随工件移动的伸缩杆机构上的驱动杆始终在较低的水平段上，而对工件测量完成后，摄像头往回移动复位，使得驱动杆在倾斜段内导向上升，进而可带动滑杆进行升起，进而带动复位的摄像头升起，避开正在跟随工件测量的摄像头，使得两个摄像头交替在对工件测量时，高度和位置始终保持一致，提高测量精度；

3、通过第三电机转动带动螺纹杆转动，进而可带动升降块升起，从而可带动升降板升降，调节摄像头的高度，从而可适用不同高度的工件的测量；

4、在对工件进行测量的过程中，传送带不会骤然停止或启动，使得工件放置的稳定性提高，避免较高的工件因惯性而倾倒的现象。

附图说明

图1为本发明提供的整体结构示意图；

图2为本发明提供的传送带结构示意图；

图3为本发明提供的导光板结构示意图；

图4为本发明提供的定位机构结构示意图；

图5为图4中的A处放大图；

图6为本发明提供的第二电机结构示意图；

图7为本发明提供的同步皮带结构示意图；

图8为本发明提供的随动机构结构示意图；

图9为本发明提供的滑杆结构示意图；

图10为本发明提供的导向轨道结构示意图；

图11为图3中的B处放大图。

图中标号：1、机架；2、输送辊；3、传送带；4、第一电机；5、导光板；6、升降机构；61、滑槽；62、升降板；63、固定框；64、螺纹杆；65、升降块；66、导杆；67、第三电机；7、随动机构；71、同步带轮；72、同步皮带；73、第二电机；8、伸缩杆机构；81、外套筒；82、滑杆；83、连接杆；84、导向槽；85、驱动杆；9、定位机构；91、固定杆；92、气缸；93、挡板；94、限位块；10、LED灯；11、安装板；12、顶板；13、导向轨道；131、水平段；132、倾斜段；14、摄像头；15、第一滚轮；16、滑动轨道；17、固定座；18、第二滚轮；19、导向板；20、第一螺纹套筒；21、第一丝杆；22、铰座；23、手轮；24、限位齿；25、齿槽；26、调节支脚；261、第二螺纹套筒；262、螺栓；263防滑垫。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。

在具体实施过程中，如图1、图2、图3、图6和图8所示，一种全自动光学精密测量设备，包括：机架1、导光板5、升降机构6、随动机构7、定位机构9、LED灯10、安装板11、导向轨道13、摄像头14，所述机架1内壁通过轴承转动连接有输送辊2，两个所述输送辊2外侧传动连接有传送带3，所述传送带3为透明材质构成，所述机架1一侧固定有第一电机4，且第一电机4的输出端与一个所述输送辊2固定连接，所述导光板5固定在机架1内壁，且导光板5位于传送带3内壁并与传送带3内壁顶部滑动接触，所述安装板11固定在机架1内壁，且安装板11位于导光板5下方，所述LED灯10固定在安装板11上表面，且LED灯10与导光板5相配合，所述升降机构6对称安装在机架1两侧，两个所述升降机构6顶部固定有顶板12，所述随动机构7安装在顶板12底部，所述随动机构7的两个动端固定有伸缩杆机构8，所述摄像头14安装在伸缩杆机构8的底部，所述定位机构9安装在机架1一端，在使用时，工件通过机械手放置到传送带3上，并被挡板93阻挡，然后通过气缸92带动挡板93升起，使得工件向前输送，与此同时，第二电机73转动带动带动同步带轮71转动，进而可带动同步皮带72传动，使得同步皮带72上的伸缩杆机构8运动，进而可带动摄像头14进行运动，使得摄像头14在工件上方跟随工件一起同步向前运动，使得工件相对于摄像头14为静止状态，从而使得摄像头14在对工件进行图像采集时，可以更加精准，摄像头14有两个，两个伸缩杆机构8对称固定在同步皮带72上，使得同步皮带72传动时，两个伸缩杆机构8会反向运动，使得其中一个摄像头14在跟随工件进行运动时，另一个摄像头14在向下一个工件的方向运动，在第一个摄像头14刚好对工件进行测量完成后，第二个摄像头14刚好移动至第二个工件的正上方，继续跟随第二个工件进行测量，从而使得两个摄像头14可无缝交替对工件进行测量，大大提高工作效率和测量精度。

参考图1所示，所述升降机构6包括滑槽61、升降板62、固定框63、螺纹杆64、升降块65、导杆66和第三电机67，所述机架1两侧对称开设有滑槽61，所述滑槽61内壁滑动连接有升降板62，所述机架1外侧固定有固定框63，所述固定框63内壁中部通过轴承转动连接有螺纹杆64，所述升降板62靠近固定框63的一侧底部固定有升降块65，所述升降块65中部开设有螺纹孔，且升降块65与螺纹杆64螺纹连接，所述固定框63内壁对称固定有导杆66，且导杆66与升降块65滑动连接，所述固定框63顶部固定有第三电机67，且第三电机67的输出端与螺纹杆64固定连接，所述顶板12与两个升降板62固定连接，通过第三电机67转动带动螺纹杆64转动，进而可带动升降块65升起，从而可带动升降板62升降，调节摄像头14的高度，从而可适用不同高度的工件的测量。

参考图6、图7和图8所示，所述随动机构7包括同步带轮71、同步皮带72和第二电机73，所述顶板12两端通过轴承对称转动连接有同步带轮71，两个所述同步带轮71传动连接有同步皮带72，所述顶板12顶部固定有第二电机73，所述第二电机73的输出端与一个所述同步带轮71固定连接。

参考7、图8、图9和图10所示，所述导向轨道13固定在两个升降板62之间，且导向轨道13与伸缩杆机构8相配合，所述导向轨道13由两个水平段131和两个倾斜段132组成，两个水平段131设有高低差，并通过两个倾斜段132平滑过渡连接，所述伸缩杆机构8包括外套筒81、滑杆82、连接杆83、导向槽84和驱动杆85，所述同步皮带72外侧对称固定有外套筒81，所述外套筒81内壁滑动连接有滑杆82，所述滑杆82底部固定有连接杆83，且摄像头14与连接杆83固定连接，所述外套筒81外侧开设有导向槽84，所述滑杆82靠近导向槽84的一端固定有驱动杆85，所述驱动杆85一端穿过导向槽84与导向轨道13内壁滑动连接，所述驱动杆85靠近导向轨道13的一端通过轴承转动连接有第一滚轮15，且第一滚轮15与导向轨道13内壁滚动连接，伸缩杆机构8与导向轨道13相配合，导向轨道13上的两个水平段131设有高低差，使得伸缩杆机构8上的驱动杆85与导向轨道13内壁滑动，且两个伸缩杆机构8上的驱动杆85分别在两个水平段131上，其中，跟随工件移动的伸缩杆机构8上的驱动杆85始终在较低的水平段131上，而对工件测量完成后，摄像头14往回移动复位，使得驱动杆85在倾斜段132内导向上升，进而可带动滑杆82进行升起，进而带动复位的摄像头14升起，避开正在跟随工件测量的摄像头14，使得两个摄像头14交替在对工件测量时，高度和位置始终保持一致，提高测量精度。

参考图4所示，所述定位机构9包括固定杆91、气缸92、挡板93和限位块94，所述机架1内壁一端固定有固定杆91，所述固定杆91中部固定有气缸92，所述气缸92的输出端固定有挡板93，所述挡板93两端对称固定有限位块94，所述机架1内壁靠近限位块94的一端对称开设有限位槽，且限位块94与限位槽滑动连接，通过气缸92带动挡板93升降，便于对工件进行遮挡，使得工件可以在一定距离内进行向前输送。

参考图7和图8所示，所述顶板12下表面固定有滑动轨道16，所述滑动轨道16的截面呈L形设置，所述外套筒81顶部固定有固定座17，所述固定座17一侧通过轴承转动连接有第二滚轮18，且第二滚轮18与滑动轨道16内壁滚动连接，便于对外套筒81进行限位，提高外套筒81滑动的稳定性。

参考图5所示，所述机架1内壁靠近挡板93的一端对称铰接有导向板19，所述机架1靠近导向板19的一端对称开设有凹槽，所述凹槽内壁铰接有第一螺纹套筒20，所述第一螺纹套筒20内壁螺纹连接有第一丝杆21，所述第一丝杆21一端通过轴承转动连接有铰座22，且铰座22与导向板19铰接，所述第一丝杆21远离铰座22的一端固定有手轮23，通过旋转手轮23带动第一丝杆21转动，进而可推动导向板19翻转，调节导向板19的导向尺寸，便于根据不同工件大小进行调整。

所述第一电机4、第二电机73和第三电机67均为一种减速电机。

参考图2所示，所述传送带3两端均设有限位齿24，所述输送辊2两端对称开设有与限位齿24相配合的齿槽25，且限位齿24与齿槽25啮合连接，提高传送带3传送的精度。

参考图11所示，所述机架1底部对称固定有调节支脚26，所述调节支脚26包括第二螺纹套筒261、螺栓262和防滑垫263，所述机架1底部对称固定有第二螺纹套筒261，所述第二螺纹套筒261内壁螺纹连接有螺栓262，所述螺栓262底部转动安装有防滑垫263，通过旋转螺栓262，调节防滑垫263的高度，以便于对机架1的调平。

工作原理：

在使用时，工件通过机械手放置到传送带3上，并被挡板93阻挡，然后通过气缸92带动挡板93升起，使得工件向前输送，与此同时，第二电机73转动带动带动同步带轮71转动，进而可带动同步皮带72传动，使得同步皮带72上的伸缩杆机构8运动，进而可带动摄像头14进行运动，使得摄像头14在工件上方跟随工件一起同步向前运动，使得工件相对于摄像头14为静止状态，从而使得摄像头14在对工件进行图像采集时，可以更加精准，摄像头14有两个，两个伸缩杆机构8对称固定在同步皮带72上，使得同步皮带72传动时，两个伸缩杆机构8会反向运动，使得其中一个摄像头14在跟随工件进行运动时，另一个摄像头14在向下一个工件的方向运动，在第一个摄像头14刚好对工件进行测量完成后，第二个摄像头14刚好移动至第二个工件的正上方，继续跟随第二个工件进行测量，从而使得两个摄像头14可无缝交替对工件进行测量，大大提高工作效率和测量精度；

伸缩杆机构8与导向轨道13相配合，导向轨道13上的两个水平段131设有高低差，使得伸缩杆机构8上的驱动杆85与导向轨道13内壁滑动，且两个伸缩杆机构8上的驱动杆85分别在两个水平段131上，其中，跟随工件移动的伸缩杆机构8上的驱动杆85始终在较低的水平段131上，而对工件测量完成后，摄像头14往回移动复位，使得驱动杆85在倾斜段132内导向上升，进而可带动滑杆82进行升起，进而带动复位的摄像头14升起，避开正在跟随工件测量的摄像头14，使得两个摄像头14交替在对工件测量时，高度和位置始终保持一致，提高测量精度；

通过第三电机67转动带动螺纹杆64转动，进而可带动升降块65升起，从而可带动升降板62升降，调节摄像头14的高度，从而可适用不同高度的工件的测量；

在对工件进行测量的过程中，传送带3不会骤然停止或启动，使得工件放置的稳定性提高，避免较高的工件因惯性而倾倒的现象。

本发明中涉及的电路以及控制均为现有技术，在此不进行过多赘述。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种全自动光学精密测量设备，其特征在于，包括：

机架（1），所述机架（1）内壁通过轴承转动连接有输送辊（2），两个所述输送辊（2）外侧传动连接有传送带（3），所述传送带（3）为透明材质构成，所述机架（1）一侧固定有第一电机（4），且第一电机（4）的输出端与一个所述输送辊（2）固定连接；

导光板（5），所述导光板（5）固定在机架（1）内壁，且导光板（5）位于传送带（3）内壁并与传送带（3）内壁顶部滑动接触；

安装板（11），所述安装板（11）固定在机架（1）内壁，且安装板（11）位于导光板（5）下方；

LED灯（10），所述LED灯（10）固定在安装板（11）上表面，且LED灯（10）与导光板（5）相配合；

升降机构（6），所述升降机构（6）对称安装在机架（1）两侧，两个所述升降机构（6）顶部固定有顶板（12），所述升降机构（6）包括滑槽（61）、升降板（62）、固定框（63）、螺纹杆（64）、升降块（65）、导杆（66）和第三电机（67），所述机架（1）两侧对称开设有滑槽（61），所述滑槽（61）内壁滑动连接有升降板（62），所述机架（1）外侧固定有固定框（63），所述固定框（63）内壁中部通过轴承转动连接有螺纹杆（64），所述升降板（62）靠近固定框（63）的一侧底部固定有升降块（65），所述升降块（65）中部开设有螺纹孔，且升降块（65）与螺纹杆（64）螺纹连接，所述固定框（63）内壁对称固定有导杆（66），且导杆（66）与升降块（65）滑动连接，所述固定框（63）顶部固定有第三电机（67），且第三电机（67）的输出端与螺纹杆（64）固定连接，所述顶板（12）与两个升降板（62）固定连接；

随动机构（7），所述随动机构（7）安装在顶板（12）底部，所述随动机构（7）的两个动端固定有伸缩杆机构（8）；

导向轨道（13），所述导向轨道（13）固定在两个升降板（62）之间，且导向轨道（13）与伸缩杆机构（8）相配合，所述导向轨道（13）由两个水平段（131）和两个倾斜段（132）组成，两个水平段（131）设有高低差，并通过两个倾斜段（132）平滑过渡连接；

摄像头（14），所述摄像头（14）安装在伸缩杆机构（8）的底部；

定位机构（9），所述定位机构（9）安装在机架（1）一端；

所述随动机构（7）包括同步带轮（71）、同步皮带（72）和第二电机（73），所述顶板（12）两端通过轴承对称转动连接有同步带轮（71），两个所述同步带轮（71）传动连接有同步皮带（72），所述顶板（12）顶部固定有第二电机（73），所述第二电机（73）的输出端与一个所述同步带轮（71）固定连接；

所述伸缩杆机构（8）包括外套筒（81）、滑杆（82）、连接杆（83）、导向槽（84）和驱动杆（85），所述同步皮带（72）外侧对称固定有外套筒（81），所述外套筒（81）内壁滑动连接有滑杆（82），所述滑杆（82）底部固定有连接杆（83），且摄像头（14）与连接杆（83）固定连接，所述外套筒（81）外侧开设有导向槽（84），所述滑杆（82）靠近导向槽（84）的一端固定有驱动杆（85），所述驱动杆（85）一端穿过导向槽（84）与导向轨道（13）内壁滑动连接。

2.根据权利要求1所述的全自动光学精密测量设备，其特征在于，所述机架（1）底部对称固定有调节支脚（26），所述调节支脚（26）包括第二螺纹套筒（261）、螺栓（262）和防滑垫（263），所述机架（1）底部对称固定有第二螺纹套筒（261），所述第二螺纹套筒（261）内壁螺纹连接有螺栓（262），所述螺栓（262）底部转动安装有防滑垫（263）。

3.根据权利要求1所述的全自动光学精密测量设备，其特征在于，所述传送带（3）两端均设有限位齿（24），所述输送辊（2）两端对称开设有与限位齿（24）相配合的齿槽（25），且限位齿（24）与齿槽（25）啮合连接。

4.根据权利要求1所述的全自动光学精密测量设备，其特征在于，所述驱动杆（85）靠近导向轨道（13）的一端通过轴承转动连接有第一滚轮（15），且第一滚轮（15）与导向轨道（13）内壁滚动连接。

5.根据权利要求1所述的全自动光学精密测量设备，其特征在于，所述定位机构（9）包括固定杆（91）、气缸（92）、挡板（93）和限位块（94），所述机架（1）内壁一端固定有固定杆（91），所述固定杆（91）中部固定有气缸（92），所述气缸（92）的输出端固定有挡板（93），所述挡板（93）两端对称固定有限位块（94），所述机架（1）内壁靠近限位块（94）的一端对称开设有限位槽，且限位块（94）与限位槽滑动连接。

6.根据权利要求1所述的全自动光学精密测量设备，其特征在于，所述顶板（12）下表面固定有滑动轨道（16），所述滑动轨道（16）的截面呈L形设置，所述外套筒（81）顶部固定有固定座（17），所述固定座（17）一侧通过轴承转动连接有第二滚轮（18），且第二滚轮（18）与滑动轨道（16）内壁滚动连接。

7.根据权利要求5所述的全自动光学精密测量设备，其特征在于，所述机架（1）内壁靠近挡板（93）的一端对称铰接有导向板（19），所述机架（1）靠近导向板（19）的一端对称开设有凹槽，所述凹槽内壁铰接有第一螺纹套筒（20），所述第一螺纹套筒（20）内壁螺纹连接有第一丝杆（21），所述第一丝杆（21）一端通过轴承转动连接有铰座（22），且铰座（22）与导向板（19）铰接，所述第一丝杆（21）远离铰座（22）的一端固定有手轮（23）。

8.根据权利要求1所述的全自动光学精密测量设备，其特征在于，所述第一电机（4）、第二电机（73）和第三电机（67）均为一种减速电机。

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