CN206974924U - 一种柱体及锥体表面扫描检测的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种柱体及锥体表面扫描检测的装置与方法。本实用新型包括螺旋杆装置、相机装置、光源装置、光纤传感器和底座。所述的螺旋杆装置、相机装置、光源装置、光纤传感器均设置在底座上。螺旋杆装置位于底座的中部，相机装置位于螺旋杆装置的一侧，光源装置、光纤传感器位于螺旋杆装置的另一侧。相机装置、光源装置、光纤传感器沿螺旋杆装置交错设置。本实用新型采用巧妙的机械结构与机电传动，使得整个机构变得通用性强，可通过相关的调节装置同时适用圆柱与圆锥面的检测，成本低廉，同时采用机器视觉的方法进行检测，不会对被检测物体产生二次伤害，相比人工检测，有着高效率，低危害等优势。

Description

一种柱体及锥体表面扫描检测的装置

技术领域

本实用新型属于柱体及锥体表面检测技术领域，涉及一种柱体及锥体表面扫描检测的装置。

背景技术

随着设计与制造技术的发展，机械零件与设备渗入人们生产生活的方方面面，直接影响着国民经济，国防安全，成为当代社会不可或缺的一部分。其中，小型圆柱体已经圆锥体等机械零件因其固有的特性广泛应用交通运输，机床，精密仪器设备等，有的起着支撑机械体旋转，降低运动过程中的摩擦系数，并保证其回转精度的作用，如轴承；有的起着定位与连接的作用，如圆柱销；虽然我国制造技术取得长足发展与进步，但是检测技术却并没有得应有的提高，从而导致生产效率低下，成本提高，给企业带来极大不利。

就目前而言，很多中小型企业对柱面体与锥面体零件的检测采用人工检测，在这种强光照，强刺激性的环境中对工人们的身体有这严重的损害，出现头晕，中毒，视力迅速降低等状况，同时对企业而言，人工检测的方法效率十分低下，随着人力成本的提高，对企业也是一种极大的负担。

柱面及锥面表面扫描检测的方法与装置的使用，凭借着低成本，高效率，无损害等优良特性，将大大降低企业生产成本，改善工人的劳动环境，提高劳动生产率，具有一定的社会效益、经济意义和广阔的应用前景。

发明内容

本实用新型的目的就是提供一种柱体及锥体表面扫描检测的装置。

本实用新型包括螺旋杆装置、相机装置、光源装置、光纤传感器和底座。所述的螺旋杆装置、相机装置、光源装置、光纤传感器均设置在底座上。螺旋杆装置位于底座的中部，相机装置位于螺旋杆装置的一侧，光源装置、光纤传感器位于螺旋杆装置的另一侧。相机装置、光源装置、光纤传感器沿螺旋杆装置交错设置。

螺旋杆装置包括传动电机、齿轮副和一对螺旋杆。一对螺旋杆平行设置在底座上；齿轮副由一个主动齿轮与两个从动齿轮组成。传动电机设置在底座一侧边缘的中部，传动电机的输出轴与主动齿轮连接，带动主动齿轮转动。两个从动齿轮设置在主动齿轮的两侧，分别于主动齿轮的两侧啮合。一对螺旋杆的一端分别与两个从动齿轮连接，一对螺旋杆的另一端通过轴承设置在底座设置传动电机侧的对侧。传动电机带动主动齿轮转动，主动齿轮转动带动两个从动齿轮做同向转动，两个从动齿轮带动与之固连的一对螺旋杆做同向的旋转运动。

所述的相机装置包括相机装置底座、相机调节支架、相机安装平台和线阵相机。相机装置底座垂直设置在底座上位于螺旋杆装置一侧的中间位置，相机调节支架通过微调旋钮与相机装置底座连接。相机调节支架上设置有滚珠丝杆，相机安装平台沿滚珠丝杆垂直移动。相机安装平台与相机调节支架垂直设置，相机安装平台的一端与滚珠丝杆固定连接，另一端位于两螺旋杆中部缝隙的上方。相机安装平台的另一端上安装有线阵相机，线阵相机垂直设置在相机安装平台的另一端，相机镜头与两螺旋杆中部缝隙对齐。相机安装平台安装线阵相机处开有弧形调节孔。线阵相机的相机镜头处设置有偏振片。

所述的光源装置包括光源装置底座、支撑杆、微调平台和光源；光源装置底座设置在螺旋杆装置的另一侧，支撑杆垂直设置在光源装置底座上，一端与光源装置底座连接，另一端内壁设置有微调平台，光源安装在微调平台上，能够沿安装点旋转。光源设置在相机镜头的一侧，光源采用工业相机光源。

所述的光纤传感器设置在螺旋杆装置的另一侧与光源装置底座平行位置。光纤传感器包含电源端口以及数据端口，电源端口与动力电源相连，数据端口与微控制器相连，用于检测被测工件的位置。

所述的两螺旋杆间留有2mm-3mm的缝隙。

作为优选，所述的线阵相机与相机安装平台通过螺纹连接。所述的线阵相机的相机镜头与偏振片通过螺纹连接。

本实用新型采用巧妙的机械结构与机电传动，使得整个机构变得通用性强，可通过相关的调节装置同时适用圆柱与圆锥面的检测，成本低廉，同时采用机器视觉的方法进行检测，不会对被检测物体产生二次伤害，相比人工检测，有着高效率，低危害等优势。此外，该设计应用图像处理的方法，相比传统检测方法，如磁粉检测，涡流检测等，不仅能检测是否存在缺陷，同时可分析缺陷的类型，位置以及损失程度，对于损伤程度低的物件可用于企业再次加工，减少企业成本，同时可改善工人的劳动环境，提高劳动生产率，具有一定的社会效益、经济意义和广阔的应用前景。可检测小型圆柱面以及圆锥面表面缺陷，具有低成本，高效率，无损害等优良特性。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为图1中螺旋杆装置的结构示意图；

图3为图1中相机装置的结构示意图；

图4为图1中光源装置的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示,一种柱体及锥体表面扫描检测的装置包括螺旋杆装置1、相机装置2、光源装置3、光纤传感器16和底座4。螺旋杆装置1、相机装置2、光源装置3、光纤传感器16均设置在底座4上。螺旋杆装置1位于底座4的中部，相机装置2位于螺旋杆装置1的一侧，光源装置3、光纤传感器16位于螺旋杆装置1的另一侧。相机装置2、光源装置3、光纤传感器16沿螺旋杆装置1交错设置。

如图2所示，螺旋杆装置1包括传动电机5、齿轮副6和一对螺旋杆7。一对螺旋杆平行设置在底座4上，两螺旋杆间留有2mm-3mm的缝隙；齿轮副6由一个主动齿轮6-1与两个从动齿轮6-2组成。传动电机5设置在底座4一侧边缘的中部，传动电机5的输出轴与主动齿轮6-1连接，带动主动齿轮转动。两个从动齿轮设置在主动齿轮6-1的两侧，分别于主动齿轮6-1的两侧啮合。一对螺旋杆7的一端分别与两个从动齿轮连接，一对螺旋杆7的另一端通过轴承设置在底座4设置传动电机5侧的对侧。

传动电机5带动主动齿轮6-1转动，主动齿轮6-1转动带动两个从动齿轮6-2做同向转动，两个从动齿轮6-2带动与之固连的一对螺旋杆7做同向的旋转运动；从而使得置于其螺旋凸起之间的圆柱体或圆锥体被测工件沿螺旋杆运动的同时自旋转运动。

如图3所示，相机装置2包括相机装置底座8、相机调节支架9、相机安装平台10和线阵相机11。相机装置底座8垂直设置在底座9上位于螺旋杆装置1一侧的中间位置，相机调节支架9通过微调旋钮9-1与相机装置底座8连接。微调旋钮9-1对相机侧向倾角的进行调节，配合光源装置3，使光线更好更均匀地被相机捕获。相机调节支架9上设置有滚珠丝杆9-2，相机安装平台10沿滚珠丝杆9-2垂直移动。相机安装平台10与相机调节支架9垂直设置，相机安装平台10的一端与滚珠丝杆9-2固定连接，另一端位于两螺旋杆中部缝隙的上方。相机安装平台10的另一端上安装有线阵相机11，线阵相机11垂直设置在相机安装平台10的另一端，相机镜头11-1与两螺旋杆中部缝隙对齐。相机安装平台10安装线阵相机11处开有弧形调节孔11-2，线阵相机11与相机安装平台10通过螺纹连接。通过弧形调节孔11-2可调节线阵相机11的相对相机安装平台10俯仰角度。线阵相机11的相机镜头11-1处通过螺纹连接有偏振片11-2，减少外界光照对检测的影响，保证相机良好的光照环境，同时也作为提高检测精度的前提条件。

如图4所示，光源装置3包括光源装置底座12、支撑杆13、微调平台14和光源15；光源装置底座12设置在螺旋杆装置1的另一侧，支撑杆13垂直设置在光源装置底座12上，一端与光源装置底座12连接，另一端内壁设置有微调平台14，光源15安装在微调平台14上，能够沿安装点旋转。光源15设置在相机镜头11-1的一侧，起打光作用。光源15采用工业相机光源，其打出来的光为一条直线。

扫描检测被测工件前，通过微调旋钮和弧形调节孔使得相机镜头与被侧工件需测面的轴对齐，并调节光源，使得光源打出的直线光与被侧工件需测面的轴对齐重合。

光纤传感器16设置在螺旋杆装置1的另一侧与光源装置底座12平行位置。光纤传感器16包含电源端口以及数据端口，电源端口与动力电源相连，数据端口与微控制器相连，用于检测被测工件的位置，当被测工件到达光纤传感器16检测范围时，数据端口电平发生反转，由微控制器的中断机制检测到并给上位机发送开始采集图像的指令。

工作过程：

电机输出轴上固连齿轮，同与两螺杆固连的两齿轮啮合，当电机运转时，带动两个螺杆做相同方向的运动。被测工件放置在双螺杆机构的螺旋线凸起之间，在电机的运转时，带动被测工件做直线运动的同时自身做旋转运动。

被测工件运动到光纤传感器下时，光纤传感器数据端口电平发生改变并被微控制所检测到，微控制器通过串口给上位机发送被测物体将要进入拍摄区的指令。当被测物体到达线阵相机拍摄区域，上位机通过CamareLink卡控制相机进行图像采集。

图像采集的方式：电机转动若干步距角进行一次采集(线阵相机一次采集的数据为一行，即一条线的图像)，当被测物体自旋转一周采集完毕，上位机进行图像合成，并对合成的图像进行分析处理。

Claims (4)

1.一种柱体及锥体表面扫描检测的装置，包括螺旋杆装置、相机装置、光源装置、光纤传感器和底座；其特征在于：所述的螺旋杆装置、相机装置、光源装置、光纤传感器均设置在底座上；螺旋杆装置位于底座的中部，相机装置位于螺旋杆装置的一侧，光源装置、光纤传感器位于螺旋杆装置的另一侧；相机装置、光源装置、光纤传感器沿螺旋杆装置交错设置；

螺旋杆装置包括传动电机、齿轮副和一对螺旋杆；一对螺旋杆平行设置在底座上；齿轮副由一个主动齿轮与两个从动齿轮组成；传动电机设置在底座一侧边缘的中部，传动电机的输出轴与主动齿轮连接，带动主动齿轮转动；两个从动齿轮设置在主动齿轮的两侧，分别于主动齿轮的两侧啮合；一对螺旋杆的一端分别与两个从动齿轮连接，一对螺旋杆的另一端通过轴承设置在底座设置传动电机侧的对侧；传动电机带动主动齿轮转动，主动齿轮转动带动两个从动齿轮做同向转动，两个从动齿轮带动与之固连的一对螺旋杆做同向的旋转运动；

所述的相机装置包括相机装置底座、相机调节支架、相机安装平台和线阵相机；相机装置底座垂直设置在底座上位于螺旋杆装置一侧的中间位置，相机调节支架通过微调旋钮与相机装置底座连接；相机调节支架上设置有滚珠丝杆，相机安装平台沿滚珠丝杆垂直移动；相机安装平台与相机调节支架垂直设置，相机安装平台的一端与滚珠丝杆固定连接，另一端位于两螺旋杆中部缝隙的上方；相机安装平台的另一端上安装有线阵相机，线阵相机垂直设置在相机安装平台的另一端，相机镜头与两螺旋杆中部缝隙对齐；相机安装平台安装线阵相机处开有弧形调节孔；线阵相机的相机镜头处设置有偏振片；

所述的光源装置包括光源装置底座、支撑杆、微调平台和光源；光源装置底座设置在螺旋杆装置的另一侧，支撑杆垂直设置在光源装置底座上，一端与光源装置底座连接，另一端内壁设置有微调平台，光源安装在微调平台上，能够沿安装点旋转；光源设置在相机镜头的一侧，光源采用工业相机光源；

所述的光纤传感器设置在螺旋杆装置的另一侧与光源装置底座平行位置；光纤传感器包含电源端口以及数据端口，电源端口与动力电源相连，数据端口与微控制器相连，用于检测被测工件的位置。

2.如权利要求1所述的一种柱体及锥体表面扫描检测的装置，其特征在于：所述的两螺旋杆间留有2mm-3mm的缝隙。

3.如权利要求1所述的一种柱体及锥体表面扫描检测的装置，其特征在于：所述的线阵相机与相机安装平台通过螺纹连接。

4.如权利要求1所述的一种柱体及锥体表面扫描检测的装置，其特征在于：所述的线阵相机的相机镜头与偏振片通过螺纹连接。