CN113970548B - 一种扫描装置及视觉检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及视觉扫描领域，尤其是一种扫描装置及视觉检测系统，所述扫描装置包括相机、能够调节所述相机检测方向的方向调节装置，所述方向调节装置包括接收机构和驱动机构，所述接收机构内设有接收光路，所述接收光路的一端正对所述相机的镜头，所述接收光路的另一端为扫描端，所述驱动机构能够驱动所述接收机构运动，以调节所述扫描端的方向。本发明能够对物体进行多方向扫描，具有节省成本、平稳性好等特点。

Description

一种扫描装置及视觉检测系统

技术领域

本发明涉及视觉扫描技术领域，尤其是涉及一种扫描装置及视觉检测系统。

背景技术

采用相机的视觉检测系统在机械自动化领域应用广泛，但是相机通常固定设置，只能在某个方向对物体进行扫描检测。如果需要在其他方向或角度对物体进行扫描，需要增加相机数量，或者设计相应的驱动装置以驱动相机转动，从而完成对物体进行多方向检测。

但是，一方面，增加相机数量会导致成本大量增加，另一方面，相机在驱动装置的带动下转动，平稳性较差，可能对扫描结果产生不利影响，并且相机连接的电缆或数据线缆也难以支持相机进行转动。

发明内容

本发明主要解决现有技术所存在的视觉检测系统难以从多方向进行扫描检测的技术问题，提供一种扫描装置及视觉检测系统。

为了解决上述技术问题实现上述发明目的，本发明提供一种扫描装置，包括相机，还包括能够调节所述相机检测方向的方向调节装置，所述方向调节装置包括接收机构和驱动机构，所述接收机构内设有接收光路，所述接收光路的一端正对所述相机的镜头，所述接收光路的另一端为扫描端，所述驱动机构能够驱动所述接收机构运动，以调节所述扫描端的方向。

在一可实施方式中，所述接收光路至少包括第一光路段和连接于所述第一光路段的第二光路段，所述第一光路段与所述第二光路段相交设置，所述第一光路段较所述第二光路段更靠近所述相机的镜头，所述驱动机构包括第一电机，所述第一电机能够驱动所述接收机构绕所述第一光路段转动。

在一可实施方式中，所述接收光路还包括第三光路段，所述第三光路段连接于所述第二光路段远离所述第一光路段的一端，所述第三光路段与所述第二光路段相交设置，所述驱动机构还包括第二电机，所述第二电机能够驱动所述扫描端绕所述第二光路段转动。

在一可实施方式中，所述接收机构包括固定件和活动件，所述固定件固定连接于所述第一电机，所述活动件绕所述第二光路段转动连接于所述固定件，所述第二电机能够驱动所述活动件转动。

在一可实施方式中，所述活动件固定连接有从动齿轮，所述从动齿轮与所述第二光路段的轴线相同，所述第二电机的输出轴卡接有主动齿轮，所述主动齿轮与所述从动齿轮啮合。

在一可实施方式中，所述第一光路段与所述第二光路段的夹角为直角。

在一可实施方式中，所述第一光路段与所述第二光路段的连接处设有第一反射镜，所述第一反射镜与所述第一光路段或所述第二光路段的夹角为45°。

在一可实施方式中，所述第二光路段与所述第三光路段的夹角为直角。

在一可实施方式中，所述第二光路段与所述第三光路段的连接处设有第二反射镜，所述第二反射镜与所述第二光路段或所述第三光路段的夹角为45°。

本发明还提供一种视觉检测系统，包括有上述可实施方式中任意一项所述的扫描装置。

相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

本发明通过设置方向调节装置，方向调节装置包括接收机构和驱动机构，接收机构设有供相机获取图像的扫描端，驱动机构能够驱动接收机构运动，从而改变扫描端的方向，使得相机能够在自身保持固定的情形下对物体进行多方向扫描；相较于常规的技术手段，不仅没有增加相机数量，有助于节省成本，还能在扫描过程中维持相机的平稳性，提高扫描质量。

附图说明

图1是本发明实施例的扫描装置的结构示意图；

图2是本发明实施例的扫描装置的剖视图；

图3是本发明实施例的扫描装置的爆炸图。

图中标号说明：1、相机；2、方向调节装置；21、接收机构；211、固定件；2111、侧板；2112、直角板；2113、斜板；2114、成像孔；2115、螺栓孔；212、活动件；213、第一反射镜；214、轴承座；215、回转轴承；216、轴套；217、第二反射镜；22、驱动机构；221、第一电机；222、法兰盘；223、第二电机；224、主动齿轮；225、从动齿轮；23、接收光路；231、第一光路段；232、第二光路段；233、第三光路段；24、扫描端。

具体实施方式

为使本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，而非全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域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：

参照图1和图2，本发明实施例公开了一种扫描装置，包括相机1和能够调节相机1扫描方向的方向调节装置2，方向调节装置2包括接收机构21和驱动机构22。接收机构21内部设有接收光路23，接收光路23的一端正对相机1的镜头，另一端作为扫描端24。本发明实施例旨在通过设置方向调节装置2，驱动机构22能够驱动接收机构21运动，从而改变扫描端24的方向，使得相机1能够固定的情形下进行多方向扫描、检测。

驱动机构22包括第一电机221，第一电机221为机械领域常用的空心轴电机，属于伺服电机，第一电机221的上端设有可转动的法兰盘222。接收机构21包括固定件211和活动件212，固定件211包括两块平行设置的侧板2111和三块均呈矩形的外板，侧板2111呈直角三角形，三块外板分别包围侧板2111的三条边，从而固定件211内部形成有中空的三角腔。可以理解的是，侧板2111包括两条直角边和一条斜边，本发明实施例中，将贴合于侧板2111的直角边的两块外板命名为直角板2112，将贴合于侧板2111的斜边的外板命名为斜板2113。斜板2113的内侧设置有第一反射镜213，两块直角板2112的中心位置均开设有完全贯穿的成像孔2114。其中一块直角板2112上开设有若干个圆周阵列的螺栓孔2115，使得该直角板2112能够通过螺栓与第一电机221的法兰盘222固定连接。

参照图2和图3，另一块直角板2112的外侧固定设置有圆环状的轴承座214，轴承座214与成像孔2114的轴线相同，并且该直角板2112部分位于两块侧板2111的外侧。轴承座214与直角板2112的连接方式可以是焊接、铆接或一体加工成型等方式，本发明实施例对此不作具体限制。轴承座214的内壁嵌设有回转轴承215，回转轴承215的内壁设置有轴套216，从而轴套216与轴承座214转动配合。驱动机构22还包括第二电机223，第二电机223为机械领域中常用的伺服电机，第二电机223固定设置于上述直角板2112伸出两侧板2111之外的部分。第二电机223的输出轴卡接有主动齿轮224，轴套216远离固定件211的端部固定连接有从动齿轮225，从动齿轮225与主动齿轮224啮合。第二电机223的输出轴与主动齿轮224可以通过销轴、键或螺栓等进行固定，只要限制两者相对转动的自由度即可。

活动件212与固定件211的结构大致相同，同样包括两块呈三角形的侧板2111、两块直角板2112以及一块斜板2113，斜板2113的内侧贴合固定有第二反射镜217，两块直角板2112的中心位置同样开设有成像孔2114。第一反射镜213、第二反射镜217均为应用广泛的高反镜，具有较高的反射率，界面光损小，视觉效果更好。第一反射镜213、第二反射镜217可以通过胶水或其他方式进行固定，本发明实施例对此不作具体限制。

活动件212的其中一块直角板2112与从动齿轮225的端面法兰连接，从动齿轮225与该直角板2112的成像孔2114的轴线相同，活动件212的另一直角板2112上的成像孔2114即上述的扫描端24。固定件211靠近第一电机221的成像孔2114至第一反射镜213之间的光线传播路径为第一光路段231，固定件211的第一反射镜213至活动件212的第二反射镜217之间的光线传播路径为第二光路段232，活动件212的第二反射镜217至扫描端24之间的光线传播路径为第三光路段233，第一光路段231、第二光路段232以及第三光路段233构成整个接收光路23。由于固定件211与活动件212的侧板2111为直角三角形，则第一反射镜213与第一光路段231、第二光路段232的夹角为45°，第二反射镜217与第二光路段232、第三光路段233的夹角为45°，第一光路段231与第二光路段232垂直，第二光路段232与第三光路段233垂直。

为了便于理解，本发明实施例提供一种较为具体的实施场景。在对物体进行扫描时，相机1和第一电机221固定设置，活动件212的扫描端24正对需要扫描检测的物体，光线经过扫描端24照射在第二反射镜217上，经过第二反射镜217的反射作用，光线照射在第一反射镜213上，经过第一反射镜213的反射作用，相机1的镜头接收到光线，从而完成对物体的检测过程。当需要调节对物体的扫描方向时，第一电机221驱动接收机构21(见图1)以及第二电机223整体绕第一光路段231转动，使得扫描端24能够在水平面内进行360°转动调节；或者，第二电机223驱动主动齿轮224转动，主动齿轮224带动从动齿轮225转动，由于活动件212连接于从动齿轮225，从而活动件212绕第二光路段232转动，使得扫描端24能够在竖直平面内进行360°转动调节。由于伺服电机具有抱闸制动功能，第一电机221和第二电机223对扫描端24的方向调节完成后，第一电机221和第二电机223停机，扫描端24能够在某一位置保持固定，使得相机1能够在特定的方向对物体进行扫描。

本发明实施例还公开了一种视觉检测系统，该视觉检测系统包括上述的扫描装置，能够从多方向、多角度对物体进行扫描、检测，功能性更加丰富。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种扫描装置，包括相机(1)，其特征在于，还包括能够调节所述相机(1)检测方向的方向调节装置(2)，所述方向调节装置(2)包括接收机构(21)和驱动机构(22)，所述接收机构(21)内设有接收光路(23)，所述接收光路(23)的一端正对所述相机(1)的镜头，所述接收光路(23)的另一端为扫描端(24)，所述驱动机构(22)能够驱动所述接收机构(21)运动，以调节所述扫描端(24)的方向；

所述接收光路(23)至少包括第一光路段(231)和连接于所述第一光路段(231)的第二光路段(232)，所述第一光路段(231)与所述第二光路段(232)相交设置，所述第一光路段(231)较所述第二光路段(232)更靠近所述相机(1)的镜头，所述驱动机构(22)包括第一电机(221)，所述第一电机(221)能够驱动所述接收机构(21)绕所述第一光路段(231)转动；

所述接收光路(23)还包括第三光路段(233)，所述第三光路段(233)连接于所述第二光路段(232)远离所述第一光路段(231)的一端，所述第三光路段(233)与所述第二光路段(232)相交设置，所述驱动机构(22)还包括第二电机(223)，所述第二电机(223)能够驱动所述扫描端(24)绕所述第二光路段(232)转动；

所述接收机构(21)包括固定件(211)和活动件(212)，所述固定件(211)固定连接于所述第一电机(221)，所述活动件(212)绕所述第二光路段(232)转动连接于所述固定件(211)，所述第二电机(223)能够驱动所述活动件(212)转动。

2.根据权利要求1所述的扫描装置，其特征在于，所述活动件(212)固定连接有从动齿轮(225)，所述从动齿轮(225)与所述第二光路段(232)的轴线相同，所述第二电机(223)的输出轴卡接有主动齿轮(224)，所述主动齿轮(224)与所述从动齿轮(225)啮合。

3.根据权利要求1所述的扫描装置，其特征在于，所述第一光路段(231)与所述第二光路段(232)的夹角为直角。

4.根据权利要求3所述的扫描装置，其特征在于，所述第一光路段(231)与所述第二光路段(232)的连接处设有第一反射镜(213)，所述第一反射镜(213)与所述第一光路段(231)或所述第二光路段(232)的夹角为45°。

5.根据权利要求1所述的扫描装置，其特征在于，所述第二光路段(232)与所述第三光路段(233)的夹角为直角。

6.根据权利要求5所述的扫描装置，其特征在于，所述第二光路段(232)与所述第三光路段(233)的连接处设有第二反射镜(217)，所述第二反射镜(217)与所述第二光路段(232)或所述第三光路段(233)的夹角为45°。

7.一种视觉检测系统，其特征在于，包括有权利要求1～6中任意一项所述的扫描装置。