CN205102795U - 工业型三维形貌测量仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种工业型三维形貌测量仪，包括测量仪壳体、和设置在其内的测量仪底板，其特征在于：固定在所述测量仪底板上的设有投射器安装座和相机安装座，所述投射器安装座上安装有光栅投射器，所述光栅投射器的光栅投射端伸出所述测量仪壳体向外，所述相机安装座上安装有两组工业相机，两所述工业相机的镜头分别设置对称在光栅投射器的光栅投射端的两侧。本实用新型工业型三维形貌测量仪，通过优化结构设计，在拆卸再组装极少数零部件的情况下能够实现相机拍摄角度的调整、以及光栅投射器投射角度的调整；能够提供400*300、200*150两个可以切换的幅面；散热降温效果好；布线规则、简洁，有利于测量仪的装配和调试。

Description

工业型三维形貌测量仪

技术领域

本实用新型属于三维形貌测量技术领域，具体涉及工业型三维形貌测量仪。

背景技术

在现代高新技术产业发展的浪潮下，工业产品的设计和制造都已经迈向了一个新的台阶。工业产品零部件的制造生产工艺随着数控技术的高速发展，正朝着高精度、高复杂曲面和大尺度等方向发展，如何采用高效、快速和准确的测量手段来衡量产品零部件的工艺质量显得十分重要。

目前对产品零部件的三维形貌的质量测量技术主要可以分为两类：一类是测量探头(或者是传感器)与被测对象表面直接接触的接触式测量设备。例如在业界被广泛使用的三坐标测量机，它具有测量精度高、适用范围广等优点，但是存在单次采集数据点少、测量效率较低，并且对被测对象表面的硬度有一定的要求，测头的探针因与被测件直接接触，磨损在所难免，需要定期的进行校正或者更换，操作复杂，对工作人员操作的熟练程度有一定的要求，此外价格普遍较高，很难大范围使用；另外一类是测量设备的探头不直接与被测对象接触的非接触式测量设备，此类设备按照测量原理主要可分为结构光法、激光三角法、工业CT技术和核磁共振等。此类设备不与被测对象直接接触，对被测对象表面可以做到零损伤，适合于受空间位置限制、被测环境限制等复杂工况的测量场合，适用性较强，随着科技技术的发展，非接触式的精度得到了大大的提高，适用范围已经越来越广泛，越来越受到业界亲睐。

工业型三维形貌测量仪是目前国内外追捧使用的非接触式测量设备，其采用国际最先进的外插式多频相移技术、相位测量技术和计算机视觉技术，其测量过程是:成功标定设备后，将光栅投影装置投影到被测物上，同时两个成一定角度的摄像机同步采集光栅投射后的被测物，然后在软件里面对图像进行解码和相位解包裹计算，并根据立体匹配技术和三角测量技术，解算出摄像机公共视区内像素点的三维坐标。

工业型三维形貌测量仪是集合光栅投射器和工业相机的一种设备，在测量仪壳体内光栅投射器和相机都是通过安装座来安装固定的，现有的三维形貌测量仪由于安装座的装配方式十分复杂，以及测量仪本身的设计等原因，在实际应用过程中具有如下缺点：1、相机只能提供单个幅面的测量环境；2、当需要调整工业相机的拍摄角度时，需要将整个安装座全部拆下来才能对相机进行调整；3、当需要调整光栅投射器的投射角度时，需要将整个安装座全部拆下来才能进行调整；拆卸再组装过程特别繁琐，同时在测量仪内狭小空间环境下操作更是费时费力；另现有测量仪壳体结构的设计不利于设备的散热和传输线的整洁归置。

发明内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种工业型三维形貌测量仪，其提供了两个可切换的拍摄幅面，能够非常方便的调整工业相机的拍摄角度、和光栅投射器的投射角度，同时测量仪壳体结构的设计利于测量仪干净、彻底的散热和利于设备传输线的整洁归置。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：一种工业型三维形貌测量仪，包括测量仪壳体、和设置在其内的测量仪底板，其特征在于：固定在所述测量仪底板上的设有投射器安装座和相机安装座，所述投射器安装座上安装有光栅投射器，所述光栅投射器的光栅投射端伸出所述测量仪壳体向外，所述相机安装座上安装有两组工业相机，两所述工业相机的镜头分别对称设置在光栅投射器的光栅投射端的两侧。

本实用新型一个较佳实施例中，进一步包括所述相机安装座包括呈“工”字形固定两个横梁和连接两横梁的连接件，两横梁分别为长度不等、且平行间隔设置的第一横梁和第二横梁，所述第一横梁和第二横梁两者的两个端部均安装有工业相机。

本实用新型一个较佳实施例中，进一步包括所述横梁的两端均设有安装台，所述安装台自横梁的上表面向下沉陷，两所述安装台上均设有水平转动底座，所述安装台上设有腰形孔，所述水平转动底座上对应腰形孔设有第一螺纹孔，一紧固件穿过所述腰形孔后与第一螺纹孔螺纹连接，所述工业相机固定在水平转动底座上。

本实用新型一个较佳实施例中，进一步包括所述投射器安装座包括角度调节底板，所述光栅投射器能够拆卸的固定在角度调节底板的板面上，所述角度调节底板的一端通过第一支脚与测量仪底板转动连接，所述角度调节底板上位于设置第一支脚的同侧还设有第二支脚，所述第一支脚的长度小于第二支脚的长度，所述第二支脚上设有腰形贯通槽，所述腰形贯通槽的腰长方向沿第二支脚的长度方向延伸，所述腰形贯通槽内穿设有能够沿其通槽长度方向移动后固定的紧固件，所述紧固件固定在测量仪底板上，所述紧固件在腰形贯通槽内移动后固定使得角度调节底板相对于测量仪底板的倾斜角度能够调整。

本实用新型一个较佳实施例中，进一步包括所述第一支脚上设有轴孔，所述测量仪底板上凸出于其板面向上延伸的设有第一凸耳，所述第一凸耳上对应轴孔的位置设有穿孔，一销轴依次穿过穿孔和轴孔后使得第一支脚与测量仪底板转动连接。

本实用新型一个较佳实施例中，进一步包括所述测量仪底板上凸出于其板面向上延伸的设有第二凸耳，所述第二凸耳上对应腰形贯通槽的位置设有第二螺纹孔，紧固件穿过所述腰形贯通槽后与所述第二螺纹孔螺纹连接。

本实用新型一个较佳实施例中，进一步包括其还包括设置在测量仪底部的走线装置，所述走线装置包括设置在测量仪底板上的卡线槽、排线槽、以及分别设置在所述横梁底部、侧边上的排线孔和卡线孔，所述卡线槽、排线槽、排线孔和卡线孔沿传输线的走线方向依次设置，所述卡线槽沿测量仪底板横向延伸的中间部位设置，所述排线槽、排线孔和卡线孔分别为以卡线槽为中心对称设置的两个，所述卡线槽具有两个出口，其分别与两个所述排线槽的入口对接。

本实用新型一个较佳实施例中，进一步包括其还包括设置在测量仪壳体上的散热装置，所述测量仪壳体具有四周围合设置的前面板、后面板、左面板、右面板和上面板，所述散热装置包括分别设置在左面板、右面板和上面板上的第一散热区、第二散热区和第三散热区，所述第一散热区和第二散热区对称设置，所述第三散热区位于第一散热区和第二散热区连线中间位置的正上方。

本实用新型一个较佳实施例中，进一步包括所述第一散热区、第二散热区、第三散热区分别为开设在各自面板板面上的若干条长条状散热格栅。

本实用新型一个较佳实施例中，进一步包括所述前面板上设有供所述光栅投射器的光栅投射端伸出的镜头安装孔，所述后面板上设有供相机传输线过线的过线孔。

本实用新型的有益效果是:1、本实用新型的工业型三维形貌测量仪，通过优化结构设计，在拆卸再组装极少数零部件的情况下能够实现相机拍摄角度的调整、以及光栅投射器投射角度的调整；

2、能够提供400*300、200*150两个可以切换的幅面，使得三维形貌测量仪能够满足绝大多数测量环境的需求；

3、采用对称式结构设计，便于空气对流，在不污染设备内部运行环境的前提下将光栅投射器和相机工作时产生的热量排出至设备外，达到散热降温的目的；

4、在不改变现有结构的基础上，通过在横梁和测量仪底板上增加专业的排线槽和排线孔来归置传输线，可以将传输线规则地布局在测量仪底部，线路清晰，布置简洁，有利于测量仪的装配和调试。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例技术中的技术方案，下面将对实施例技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型优选实施例的结构示意图；

图2是本实用新型优选实施例的投射器安装座的结构示意图；

图3是本实用新型优选实施例的走线装置的结构示意图；

图4是本实用新型优选实施例的散热装置的结构示意图。

其中：1-光栅投射器，3-工业相机，5-传输线；

2-测量仪壳体，4-测量仪底板，6-投射器安装座，8-相机安装座，10-第一横梁，12-第二横梁，14-连接件，16-安装台，18-水平转动底座，20-腰形孔，22-第一螺纹孔，24-紧固件，26-角度调节底板，28-第一支脚，30-第二支脚，32-腰形贯通槽，34-轴孔，36-第一凸耳，38-穿孔，40-销轴，42-第二凸耳，44-第二螺纹孔，46-走线装置，48-卡线槽，50-排线槽，52-排线孔，54-卡线孔，56-散热装置，58-前面板，60-后面板，62-左面板，64-右面板，66-上面板，68-第一散热区，70-第二散热区，72-第三散热区，74-散热格栅，76-镜头安装孔，78-过线孔。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例

如图1、2所示，本实施例中公开了一种工业型三维形貌测量仪，包括测量仪壳体2、和设置在其内的测量仪底板4，固定在所述测量仪底板4上的设有投射器安装座6和相机安装座8，所述投射器安装座6上安装有光栅投射器1，所述光栅投射器1的光栅投射端伸出所述测量仪壳体2向外，所述相机安装座8上安装有两组工业相机3，两所述工业相机3的镜头分别设置对称在光栅投射器1的光栅投射端的两侧。

具体的：所述相机安装座8包括呈“工”字形固定两个横梁和连接两横梁的连接件14，两横梁分别为长度不等、且平行间隔设置的第一横梁10和第二横梁12，所述第一横梁10和第二横梁12两者的两个端部均安装有工业相机3，如图1所示，第一横梁10的长度大于第二横梁12的长度，第一横梁10通过螺钉固定在测量仪底板4上，其两端分别穿出测量仪壳体2向外延伸，其向外延伸的两个端部上各安装一台工业相机3，第二横梁12通过连接件14固定在第一横梁10的中间部位，其两个端部上也各安装一台工业相机3。设置两个用于固定工业相机3的横梁，两个相机分别固定在第一横梁10上时，能够获得400*300mm的测量幅面，两个相机1分别固定在第二横梁12上时，能够获得200*150mm的测量幅面，使得三维形貌测量仪能够满足绝大多数测量环境的需求，具有结构简单实用的特点。

进一步的，为了在不拆卸相机的前提下能够方便的调整相机镜头的拍摄角度，如图1所示，本实用新型的横梁的两端均设有安装台16，所述安装台16自横梁的上表面向下沉陷，两所述安装台16上均设有水平转动底座18，所述安装台16上设有腰形孔20，所述水平转动底座18上对应腰形孔20设有第一螺纹孔22，一紧固件24穿过所述腰形孔20后与第一螺纹孔22螺纹连接，所述工业相机3固定在水平转动底座18上。通过设置固定配合的腰形孔20和第一螺纹孔22，水平转动底座18能够水平位置可转动的固定在安装台16上，从而调整工业相机3的镜头方向，其中，本实用新型优选所述腰形孔20和第一螺纹孔22均为呈三角形设置的三个，且第一螺纹孔22与腰形孔20之间一一对应设置，三个所述腰形孔20的腰长的延伸连线为等边三角形，使得水平转动底座18在安装台16上能够以最大的旋转角度旋转后固定，从而最大范围的调整工业相机3的镜头方向。

如图2所示，作为本实用新型的进一步改进，所述投射器安装座6包括角度调节底板26，所述光栅投射器1能够拆卸的固定在角度调节底板26的板面上，所述角度调节底板26的一端通过第一支脚28与测量仪底板4转动连接，所述角度调节底板26上位于设置第一支脚28的同侧还设有第二支脚30，所述第一支脚28的长度小于第二支脚30的长度，所述第二支脚30上设有腰形贯通槽32，所述腰形贯通槽32的腰长方向沿第二支脚30的长度方向延伸，所述腰形贯通槽32内穿设有能够沿其通槽长度方向移动后固定的紧固件24，所述紧固件24固定在测量仪底板4上，所述紧固件24在腰形贯通槽32内移动后固定使得角度调节底板26相对于测量仪底板4的倾斜角度能够调整。本实用新型的所述第一支脚28的长度小于第二支脚30的长度，使得角度调节底板26的板面相对于测量仪底板4的板面始终是倾斜设置，至于倾斜的角度大小是通过角度调节底板26来调节的，角度调节底板26通过第一支脚28与测量仪底板4连接的一端位置确定的转动连接，角度调节底板26通过第二支脚30与测量仪底板4连接的一端，由于设置了腰形贯通槽32，当紧固件24穿过腰形贯通槽32的不同位置后固定时能够调整角度调节底板26相对于测量仪底板4的倾斜角度，具体是：穿过腰形贯通槽32的低端后固定时倾斜角度最小，穿过后固定的位置向上移动时倾斜角度逐渐增大，由此来调节角度调节底板26相对于测量仪底板4的倾斜角度，最终调节光栅投射器1的投射角度。

具体的，如图2所示，角度调节底板26与测量仪底板4之间的连接方式本实用新型优选如下的结构来实现，所述第一支脚28上设有轴孔34，所述测量仪底板4上凸出于其板面向上延伸的设有第一凸耳36，所述第一凸耳36上对应轴孔34的位置设有穿孔38，一销轴40依次穿过穿孔38和轴孔34后使得第一支脚28与测量仪底板4转动连接，所述测量仪底板4上凸出于其板面向上延伸的设有第二凸耳42，所述第二凸耳42上对应腰形贯通槽32的位置设有第二螺纹孔44，紧固件24穿过所述腰形贯通槽32后与所述第二螺纹孔44螺纹连接。如上结构，在需要调整光栅投射器1的投射角度时，只需要拆卸再组装一个紧固件24就可以实现，操作简单，调节极其方便。

如图3所示，作为本实用新型的进一步改进，其还包括设置在测量仪底部的走线装置46，所述走线装置46包括设置在测量仪底板4上的卡线槽48、排线槽50、以及分别设置在所述横梁底部、侧边上的排线孔52和卡线孔54，所述卡线槽48、排线槽50、排线孔52和卡线孔54沿传输线的走线方向依次设置，所述卡线槽48沿测量仪底板4横向延伸的中间部位设置，所述排线槽50、排线孔52和卡线孔54分别为以卡线槽48为中心对称设置的两个，所述卡线槽48具有两个出口，其分别与两个所述排线槽50的入口对接。基于这一结构，本实用新型的走线装置46在布线时，工业相机3的由数据传输线、信号传输线和激光控制传输线组成的传输线5首先通过测量仪底板4的卡线槽48，然后分为左右两路，经过底板的排线槽50，分别进入横梁的排线孔52，最后从横梁的侧部卡线孔54输出，分别连接左右工业相机3。

如图4所示，作为本实用新型的进一步改进，其还包括设置在测量仪壳体2上的散热装置56，所述测量仪壳体2具有四周围合设置的前面板58、后面板60、左面板62、右面板64和上面板66，所述前面板58上设有供相机镜头伸出的镜头安装孔76，所述后面板60上设有供相机传输线过线的过线孔78，过线孔78方便规则布线，预留镜头安装孔76，方便相机镜头的伸出和对镜头进行保护，所述散热装置56包括分别设置在左面板62、右面板64和上面板66上的第一散热区68、第二散热区70和第三散热区72，所述第一散热区70和第二散热区72对称设置，所述第三散热区72位于第一散热区68和第二散热区70连线中间位置的正上方，具体的，所述第一散热区68、第二散热区70、第三散热区72分别为开设在各自面板板面上的若干条长条状散热格栅74。由散热格栅74构成的三个散热区从左右两侧进行通风散热，和从顶端换气排热，将测量仪内的热量排出，并将测量仪外的冷空气引入设备内，达到散热降温的目的，针对测量仪的实际使用环境中位于机箱上方的空间大，使得从顶端换气排热效果较之左右两侧通风散热效果更好。本实用新型的散热装置摒弃传统的风扇引流散热，而采用通风散热的方式，散热干净、彻底，不会污染测量仪内部环境，确保测量仪的安全顺利运行。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种工业型三维形貌测量仪，包括测量仪壳体、和设置在其内的测量仪底板，其特征在于：固定在所述测量仪底板上的设有投射器安装座和相机安装座，所述投射器安装座上安装有光栅投射器，所述光栅投射器的光栅投射端伸出所述测量仪壳体向外，所述相机安装座上安装有两组工业相机，两所述工业相机的镜头分别对称设置在光栅投射器的光栅投射端的两侧。

2.根据权利要求1所述的工业型三维形貌测量仪，其特征在于：所述相机安装座包括呈“工”字形固定两个横梁和连接两横梁的连接件，两横梁分别为长度不等、且平行间隔设置的第一横梁和第二横梁，所述第一横梁和第二横梁两者的两个端部均安装有工业相机。

3.根据权利要求2所述的工业型三维形貌测量仪，其特征在于：所述横梁的两端均设有安装台，所述安装台自横梁的上表面向下沉陷，两所述安装台上均设有水平转动底座，所述安装台上设有腰形孔，所述水平转动底座上对应腰形孔设有第一螺纹孔，一紧固件穿过所述腰形孔后与第一螺纹孔螺纹连接，所述工业相机固定在水平转动底座上。

4.根据权利要求1所述的工业型三维形貌测量仪，其特征在于：所述投射器安装座包括角度调节底板，所述光栅投射器能够拆卸的固定在角度调节底板的板面上，所述角度调节底板的一端通过第一支脚与测量仪底板转动连接，所述角度调节底板上位于设置第一支脚的同侧还设有第二支脚，所述第一支脚的长度小于第二支脚的长度，所述第二支脚上设有腰形贯通槽，所述腰形贯通槽的腰长方向沿第二支脚的长度方向延伸，所述腰形贯通槽内穿设有能够沿其通槽长度方向移动后固定的紧固件，所述紧固件固定在测量仪底板上，所述紧固件在腰形贯通槽内移动后固定使得角度调节底板相对于测量仪底板的倾斜角度能够调整。

5.根据权利要求4所述的工业型三维形貌测量仪，其特征在于：所述第一支脚上设有轴孔，所述测量仪底板上凸出于其板面向上延伸的设有第一凸耳，所述第一凸耳上对应轴孔的位置设有穿孔，一销轴依次穿过穿孔和轴孔后使得第一支脚与测量仪底板转动连接。

6.根据权利要求4所述的工业型三维形貌测量仪，其特征在于：所述测量仪底板上凸出于其板面向上延伸的设有第二凸耳，所述第二凸耳上对应腰形贯通槽的位置设有第二螺纹孔，紧固件穿过所述腰形贯通槽后与所述第二螺纹孔螺纹连接。

7.根据权利要求2所述的工业型三维形貌测量仪，其特征在于：其还包括设置在测量仪底部的走线装置，所述走线装置包括设置在测量仪底板上的卡线槽、排线槽、以及分别设置在所述横梁底部、侧边上的排线孔和卡线孔，所述卡线槽、排线槽、排线孔和卡线孔沿传输线的走线方向依次设置，所述卡线槽沿测量仪底板横向延伸的中间部位设置，所述排线槽、排线孔和卡线孔分别为以卡线槽为中心对称设置的两个，所述卡线槽具有两个出口，其分别与两个所述排线槽的入口对接。

8.根据权利要求1所述的工业型三维形貌测量仪，其特征在于：其还包括设置在测量仪壳体上的散热装置，所述测量仪壳体具有四周围合设置的前面板、后面板、左面板、右面板和上面板，所述散热装置包括分别设置在左面板、右面板和上面板上的第一散热区、第二散热区和第三散热区，所述第一散热区和第二散热区对称设置，所述第三散热区位于第一散热区和第二散热区连线中间位置的正上方。

9.根据权利要求8所述的工业型三维形貌测量仪，其特征在于：所述第一散热区、第二散热区、第三散热区分别为开设在各自面板板面上的若干条长条状散热格栅。

10.根据权利要求9所述的工业型三维形貌测量仪，其特征在于：所述前面板上设有供所述光栅投射器的光栅投射端伸出的镜头安装孔，所述后面板上设有供相机传输线过线的过线孔。