CN1776355A - 一种手动影像测量仪 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供一种可提高测量精度、减少误差的手动影像测量仪。CCD相机和变焦镜头通过他们之间的调整装置连接并通过镜头夹固定在摄像机和显微镜固定调整装置上,而摄像机和显微镜固定调整装置则通过连接基板用螺栓固定在z轴的连接板上;Z轴上的连接板固定在z轴的螺母上,而z轴方向的z方向传动轴和螺母间通过螺纹连接,z方向传动轴两端通过轴承座固定在立柱下端通过螺旋锥齿轮与z方向水平传动轴连接。通过转动安装在z方向水平传动轴上的手轮,通过锥齿轮副就可以使z方向传动轴转动,从而使螺母及与之固定的z轴方向的连接板沿着z方向的导轨上下运动。

Description

一种手动影像测量仪
技术领域:
本发明涉及测量仪器技术领域,特指一种易调节的高精度手动影像测量仪。
背景技术:
随着工业上加工制造水平的不断提高,被检测的产品的尺寸在不断减小,因此对检测手段提出了新的要求,以往的检测方法如人工检测已不能适应新的检测要求。计算机视觉检测技术因具有柔性好,非接触,快速高效等特点,在工业检测中得到了广泛应用。在计算机视觉检测中,硬件的调整和标定至关重要,其中CCD和镜头的调整是关键之一,在测量之前必须保证CCD的中心和镜头的中心在同一轴线上,因此应该保证这种调节方便可靠。然而,目前,影像测量机的CCD和镜头的连接是采用c-mount连接,CCD的中心和镜头的中心不能够调节;显微镜的固定方式都是采用的不可调节的固定方式,因此,镜头的中心是否和工作台垂直,完全是靠机械加工来保证,不能进行调节,镜头和工作台的垂直度很难保证。由于上述两方面的原因,在测量的过程中很难保证测量的准确性。同时在现有技术中Z轴的移动是通过安装在z轴上的手柄进行调节,因此在测量的过程中调节起来很不方便,另外现有技术的结构中没有配重装置,因此调节的阻力较大;底座和支撑座之间以及支撑座的底部没有调整装置,对工作台的水平度也有较大影响。
发明内容:
本发明的目的在于提供一种可提高测量精度、减少误差的手动影像测量仪。
为实现上述目的,本发明提供的技术方案为:立柱和底座之间通过定位销定位并通过螺栓连接,组成整个手动影像测量系统的支撑部件,Z轴方向的运动部件通过螺栓固定在立柱上,CCD相机和变焦镜头通过他们之间的调整装置连接并通过镜头夹固定在摄像机和显微镜固定调整装置上,而摄像机和显微镜固定调整装置则通过连接基板用螺栓固定在z轴的连接板上;Z轴上的连接板固定在z轴的螺母上,而z轴方向的z方向传动轴和螺母间通过螺纹连接,z方向传动轴两端通过轴承座固定在立柱下端通过螺旋锥齿轮与z方向水平传动轴连接。通过转动安装在z方向水平传动轴上的手轮,通过锥齿轮副就可以使z方向传动轴转动,从而使螺母及与之固定的z轴方向的连接板沿着z方向的导轨上下运动。
所述的摄像机和显微镜之间用的镜头和CCD连接调整装置的具体连接为,摄像机和镜头及其连接调整装置组成的整体通过镜头夹上的通孔和螺钉固定在镜头夹上,镜头夹通过螺钉固定在前板上,第二侧板用螺钉固定在第二连接板上,而第二连接板通过压块和第二销及调节螺栓固定在第一连接板上,弹簧及顶针安装在螺丝的内孔上,螺丝通过螺纹连接固定在第二连接板上,第一调节螺栓通过螺纹连接固定在第一连接板上,挡块通过螺钉固定在第一连接板上,第一连接板通过调节螺丝和弹簧及销固定在连接基板上,第一销通过销孔与两个第一侧板连接,第一侧板通过螺钉固定在连接基板上,整个装置通过连接基板上的螺栓固定在影像测量机的z轴上的连接板上。
镜头和CCD连接调整装置的具体连接为:相机连接部件和压盖用沉头螺钉连接,镜头连接部件放在相机连接部件和压盖之间,即相机连接部件内,并用圆头螺钉调整其在相机连接部件内的位置。
所述的在Z轴方向还设计有配重装置,配重的一端和钢丝连接,钢丝绳的另一端固定在z轴的连接板的上端。
所述的测量仪的XY工作台通过螺栓固定在底座上。
所述的X方向光栅尺用螺钉固定在XY工作台的左部,右部是X方向传动轴通过两个轴承座固定其上,并带有锁紧装置。
所述的Y方向光栅尺用螺钉固定在XY工作台的后部,前部是Y方向传动轴通过两个轴承座固定其上,并带有锁紧装置。
所述的底光源通过支撑装置用螺钉固定在底座上,调整座通过螺栓固定在支撑座上。
本发明采用CCD和镜头之间加上调整连接装置,能够保证将CCD的中心和镜头的中心调整到同一轴线上,CCD和镜头的固定采用可调整的连接装置,保证CCD和镜头的中心和工作台的中心垂直。从而,保证了测量精度,减少了由于上述原因引起的测量误差,z轴方向采用配重装置,减少了Z轴方向上下移动的阻力。将Z轴的移动的通过传动机构改为在底座上操作。这样就使z轴的调节操作更加方便。
附图说明:
下面结合附图对本发明做进一步的说明,
附图1为本发明结构示意图;
附图2为附图1的B-B剖视图;
附图3为本发明镜头和CCD连接调整装置的结构示意图;
具体实施方式:
本发明的较佳实施例主要由以下几部分构成:成像系统(包括:变焦镜头、CCD相机和图像采集卡等)、照明系统(光源、光源控制器)、运动系统(Z轴/X、Y工作台)、软件及辅助件(支撑座、调整座、光栅尺等)等组成。
见附图1所示:立柱1和底座29之间通过定位销定位并通过螺栓连接,组成整个手动影像测量系统的支撑部件。Z轴方向的运动部件通过螺栓固定在立柱上。CCD相机6和变焦镜头16通过他们之间的调整装置连接并通过镜头夹11固定在摄像机和显微镜固定调整装置上,而摄像机和显微镜固定调整装置则通过连接基板用螺栓固定在z轴的连接板上。Z轴上的连接板固定在z轴的螺母上,而z轴方向的z方向传动轴24和螺母间通过螺纹连接,z方向传动轴24两端通过轴承座固定在立柱4下端通过螺旋锥齿轮19与z方向水平传动轴23连接。通过转动安装在z方向水平传动轴23上的手轮,通过锥齿轮副就可以使z方向传动轴24转动,从而使螺母及与之固定的z轴方向的连接板沿着z方向的导轨上下运动,这样安装在其上的摄像机和显微镜固定调整装置就可以使镜头在Z轴方向上下移动。从而调整镜头在不同放大倍率下的工作距离。Z方向光栅尺2通过螺钉固定在立柱2上,通过软件的聚焦判断和z方向光栅尺的读数就可以进行高度测量。在Z轴方向还设计有配重装置。配重14的一端和钢丝连接,钢丝绳的另一端固定在z轴的连接板的上端,这样当镜头上下移动的时候,就可以减少移动时的阻力,起到省力的作用。XY工作台28通过螺栓固定在大理石的底座29上。X方向光栅尺20用螺钉固定在XY工作台28的左边,右边是X方向传动轴21通过两个轴承座固定其上,并带有锁紧装置,防止在测量的过程中移动。Y方向光栅尺17用螺钉固定在XY工作台28的后边,前边是Y方向传动轴22通过两个轴承座固定其上,并带有锁紧装置,防止在测量的过程中移动。底光源25通过支撑装置用螺钉固定在底座29上。调整座30通过螺栓固定在支撑座31上。
见附图2~附图3所示:摄像机和显微镜之间用的镜头和CCD连接调整装置连接,摄像机和镜头及其连接调整装置组成的整体通过镜头夹11上的通孔和螺钉固定在镜头夹11上,镜头夹11通过螺钉固定在前板15上,第二侧板5用螺钉固定在第二连接板13上,而第二连接板13通过压块14和第二销3及调节螺栓27固定在第一连接板12上,弹簧32及顶针31安装在螺丝33的内孔上,螺丝33通过螺纹连接固定在第二连接板13上,调节螺栓27通过螺纹连接固定在第一连接板12上,挡块34通过螺钉固定在第一连接板12上。第一连接板12通过调节螺丝29和弹簧32及第一销28固定在连接基板26上。第一销28通过销孔与两个第一侧板30连接,第一侧板30通过两个螺钉固定在连接基板26上,整个装置通过连接基板上的螺栓固定在影像测量机的z轴上的连接板上。
见附图4所示:镜头和CCD连接调整装置的具体连接为:相机连接部件9和压盖10用沉头螺钉37连接,镜头连接部件7放在相机连接部件9和压盖10之间,即相机连接部件9内,并用圆头螺钉38调整其在相机连接部件内的位置。
下面结合本较佳实施例及其主要装置的工作过程和工作原理对本发明进行进一步说明:
本较佳实施例的工作过程和工作原理为:将被测工件放置在工作台的光学玻璃上,通过光学成像系统(光源、显微镜镜头、CCD摄像机)捕获到被测物体的图像。然后,通过专门的图像测量软件对图像中的被测图元进行测量。载物台的移动主要是通过在x、y方向的无牙丝杆传动机构完成,同时在这两个方向上有锁紧装置以防止在测量的过程中工作台的移动,z轴方向上调节显微镜镜头的高度主要是通过丝杆和螺母以及导轨和螺旋锥齿轮副组成的传动机构完成,由图中可以看出,移动镜头的高度是通过旋转安装在工作台底座上的手轮的旋转来完成的,这样相对与以往的将手轮安装在z轴上要省力和方便。同时,在z轴方向上安装上了配重块,使移动z轴更加轻松省力。
CCD和显微镜镜头的可调整的固定装置的工作过程和工作原理为:将CCD摄像机和显微镜头通过上述的连接装置连接在一起,然后将CCD摄像机和显微镜镜头通过图中的镜头夹固定在可调整的固定装置上,固定装置通过连接板固定在影像测量机的z轴上,将图3中的调节螺栓27松开,通过调节螺丝8和调节螺丝29第二连接板13就可以绕第二销11旋转,这样就可以调节镜头和CCD摄像机的中心线在x方向和x、y平面之间的夹角。通过调节调节螺丝29(背面有弹簧)的松紧程度就可以调节镜头和CCD摄像机的中心线在y方向和x、y平面之间的夹角,通过以上两个方向的调节,就可以将CCD摄像机和显微镜镜头的轴心调整得和工作台垂直。
镜头和CCD连接调整装置的工作过程和工作原理为:CCD相机通过相机连接部件上的外螺纹固定在相机连接部件上,显微镜的镜头通过镜头连接部件上的内螺纹固定在镜头连接部件上,通过相机连接部件上的调节螺栓进行调节,镜头连接部件可以在相机连接部件和压盖之间移动,通过移动镜头连接部件就可以调节CCD摄像机的中心和显微镜镜头的中心,使之重合。
以上所述之实施例只为本发明的较佳实施例,并非以此限制本发明的实施范围,故凡依本发明之形状、构造及原理所作的等效变化,均应涵盖于本发明的保护范围内。

Claims (8)

1、一种手动影像测量仪,立柱和底座之间通过定位销定位并通过螺栓连接,组成整个手动影像测量系统的支撑部件,Z轴方向的运动部件通过螺栓固定在立柱上,其特征在于:CCD相机和变焦镜头通过他们之间的调整装置连接并通过镜头夹固定在摄像机和显微镜固定调整装置上,而摄像机和显微镜固定调整装置则通过连接基板用螺栓固定在z轴的连接板上;Z轴上的连接板固定在z轴的螺母上,而z轴方向的z方向传动轴和螺母间通过螺纹连接,z方向传动轴两端通过轴承座固定在立柱下端通过螺旋锥齿轮与z方向水平传动轴连接。通过转动安装在z方向水平传动轴上的手轮,通过锥齿轮副就可以使z方向传动轴转动,从而使螺母及与之固定的z轴方向的连接板沿着z方向的导轨上下运动。
2、一种手动影像测量仪,其特征在于:所述的摄像机和显微镜之间用的镜头和CCD连接调整装置的具体连接为,摄像机和镜头及其连接调整装置组成的整体通过镜头夹上的通孔和螺钉固定在镜头夹上,镜头夹通过螺钉固定在前板上,第二侧板用螺钉固定在第二连接板上,而第二连接板通过压块和第二销及调节螺栓固定在第一连接板上,弹簧及顶针安装在螺丝的内孔上,螺丝通过螺纹连接固定在第二连接板上,第一调节螺栓通过螺纹连接固定在第一连接板上,挡块通过螺钉固定在第一连接板上,第一连接板通过调节螺丝和弹簧及销固定在连接基板上,第一销通过销孔与两个第一侧板连接,第一侧板通过螺钉固定在连接基板上,整个装置通过连接基板上的螺栓固定在影像测量机的z轴上的连接板上。
3、根据权利要求1所述的一种手动影像测量仪,其特征在于:镜头和CCD连接调整装置的具体连接为:相机连接部件和压盖用沉头螺钉连接,镜头连接部件放在相机连接部件和压盖之间,即相机连接部件内,并用圆头螺钉调整其在相机连接部件内的位置。
4、根据权利要求1所述的一种手动影像测量仪,其特征在于:在Z轴方向还设计有配重装置,配重的一端和钢丝连接,钢丝绳的另一端固定在z轴的连接板的上端。
5、根据权利要求1所述的一种手动影像测量仪,其特征在于:测量仪的XY工作台通过螺栓固定在底座上。
6、根据权利要求1所述的一种手动影像测量仪,其特征在于:X方向光栅尺用螺钉固定在XY工作台的左部,右部是X方向传动轴通过两个轴承座固定其上,并带有锁紧装置。
7、根据权利要求1所述的一种手动影像测量仪,其特征在于:Y方向光栅尺用螺钉固定在XY工作台的后部,前部是Y方向传动轴通过两个轴承座固定其上,并带有锁紧装置。
8、根据权利要求1所述的一种手动影像测量仪,其特征在于:底光源通过支撑装置用螺钉固定在底座上,调整座通过螺栓固定在支撑座上。
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