CN208237599U - 一种可变向光源结构及设有该结构的机器视觉系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型揭露了一种可变向光源结构及设有该结构的机器视觉系统，所述可变向光源结构包括光源模组、第一联动件、第二联动件，所述光源模组包括光源组件、可相对上下移动地套设于光源组件外围的反射罩，所述光源模组包括上下中空贯穿的组装件、固定套接于组装件的第一PCB板与反射件、设于第一PCB板下端的LED灯，反射件位于LED灯下方，反射件上设有第一反射面，反射罩的内壁设为第二反射面，第二反射面设为弧形面；两联动件下端分别与组装件、反射罩固接；所述可变向光源结构还包括与两联动件上端连接并驱使两联动件以不同速度上下移动的升降差动机构，从而本实用新型不但能扩大照明范围，还能在该照明范围内连续无级调整照明角度。

Description

一种可变向光源结构及设有该结构的机器视觉系统

技术领域

本实用新型涉及光学尺寸检测设备，尤其涉及一种可变向光源结构及设有该结构的机器视觉系统。

背景技术

在光学尺寸检测行业，一般是通过机器视觉系统来检测，而机器视觉系统包括光源、图像获取设备等，通过光源照在待检产品表面，然后由照相（或摄影）设备取得图像，然后通过对该图像进行分析去得到检测结果。而对于机器视觉系统来说，图像的对比度直接决定着机器视觉系统的质量，只有高的对比度，才可能获得好的检测结果和检测稳定性。要调整图像的对比度，则需要调整光源的照明角度，而现有的光源很多角度都是固定的，不能调节。为解决这个问题，有些光源通过扩大不同照明角度的照明结构来实现不同角度的照明，即一个照明结构负责一个特定角度的照明，但由于空间结构的限制，不可能在一个光源结构里设置无数个不同照明角度的照明结构，所以市面上这种产品也只能实现有限几个特定角度的照明，而且照明范围有限，一般在50度到75度之间，这难免造成出现照明死角，使照明效果不完美，甚至导致无法取得理想图像；此外，这种光源的照明范围也小，所以无法满足各种不同产品的检测要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述缺点，提供一种照明角度可无极调整的可变向光源结构及设有该结构的机器视觉系统。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种可变向光源结构，包括光源模组、第一联动件、第二联动件，所述光源模组包括光源组件、可相对上下移动地套设于所述光源组件外围的反射罩，所述光源组件包括上下中空贯穿的组装件、固定套接于所述组装件的第一PCB板与反射件、设置于所述第一PCB板下端的LED灯，所述反射件位于所述LED灯下方，且所述反射件与反射罩内壁相对的侧壁设置为第一反射面，所述反射罩的内壁设置为第二反射面，且所述第二反射面从上而下设置为弧形面；所述第一联动件下端与所述光源组件的组装件固定连接，所述第二联动件下端与所述反射罩固定连接；所述可变向光源结构还包括与所述第一联动件、第二联动件上端连接并驱使所述第一联动件、第二联动件以不同速度上下移动的升降差动机构。

所述第一反射面也设置为弧形面，且所述第一反射面与第二反射面均设置为凹陷式的弧形面。

所述升降差动机构包括集成箱、与所述集成箱连接的电机、与所述电机连接并受电机驱动的传动装置，所述第一联动件与第二联动件上侧伸入所述集成箱内并与所述集成箱内壁可相对上下移动地连接，且所述第一联动件与第二联动件上侧同时与所述传动装置连接。

所述第一联动件与第二联动件的上侧分别固定有第一齿条与第二齿条，或所述第一联动件上侧一端设置有齿条状，从而形成为第一齿条，所述第二联动件上侧一端也设置为齿条状，从而形成为第二齿条；所述传动装置包括固定连接于所述电机输出轴下端的涡轮、横向枢接于所述集成箱内的蜗杆与传动轴、固定连接于所述蜗杆的第一传动齿轮与第二传动齿轮、固定连接于所述传动轴上的第三传动齿轮与第四传动齿轮，所述蜗杆与涡轮啮合，所述第二传动齿轮与第一齿条啮合，所述第四传动齿轮与第二齿条啮合，所述第一传动齿轮与第三传动齿轮啮合，且所述第三传动齿轮的直径大于第一传动齿轮的直径。

所述第一联动件与第二联动件间隔设置，所述第一齿条与第二齿条相对设置，所述第二传动齿轮与第四传动齿轮伸入第一齿条与第二齿条之间并分别与第一齿条、第二齿条啮合。

所述电机固定连接于所述集成箱外侧，所述传动装置设置于所述集成箱内；所述集成箱包括第一箱体、固定连接于所述第一箱体一侧的第二箱体，且所述第一箱体与第二箱体相通以供所述蜗杆与传动轴一端穿过；所述电机固定连接于所述第二箱体外侧上端，所述第一联动件与第二联动件与所述第一箱体远离第二箱体的一侧内侧壁连接，所述蜗杆与传动轴一端也与所述第一箱体该侧侧壁枢接，所述蜗杆与传动轴另一侧与第二箱体侧壁枢接。

所述第一联动件包括上下延伸的第一作用杆、固定连接于所述第一作用杆下端的第一连接块，所述第一连接块固定连接于所述光源组件的组装件上端；所述第二联动件包括上下延伸的第二作用杆、固定连接于所述第二作用杆下端的第二连接块，所述第二连接块固定连接于所述反射罩的外侧，或，所述第一作用杆与第一连接块一体形成，或，所述第二作用杆与第二连接块一体形成。

所述光源组件还包括设置于所述第二反射件下方的第二照明组，所述第二照明组包括固定套设于所述组装件的第二PCB板、设置于第二PCB板下端的LED灯。

所述组装件下侧自上而下间隔设置有第一台阶、第二台阶、第三台阶，所述第一PCB板上端与上侧的第一台阶贴合并连接，所述反射件上端与下侧的第二台阶贴合并连接，所述第二PCB板上端与所述第三台阶贴合并连接。

一种机器视觉系统，包括上述可变向光源结构。

本实用新型的有益效果为：本实用新型可变向光源结构不但扩大能照明范围，而且还能在该照明范围内连续地无级调整照明角度,从而不但能避免照明死角，还能适用于不同产品的检测，从而具有通用性；本实用新型机器视觉系统可以根据照明角度的变化而调整待检产品图像的对比度，从而借此找到最理想的图像，以实现更稳定的检测，为自动化检测提供保证，从而达到节省人力成本的目的。

附图说明

图1为本实用新型可变向光源结构的立体示意图；

图2为本实用新型可变向光源结构另一角度的立体示意图；

图3为本实用新型可变向光源结构的剖面放大示意图；

图4为本实用新型可变向光源结构的爆炸示意图；

图5为本实用新型可变向光源结构的部分组件的立体放大示意图；

图6为本实用新型可变向光源结构光源模组在其中一状态下的放大剖面示意图；

图7为本实用新型可变向光源结构光源模组在另一状态下的放大剖面示意图；

图8为本实用新型可变向光源结构其中一照明角度的示意图；

图9为本实用新型可变向光源结构另一照明角度的示意图。

具体实施方式

如图1、2、3所示，本实用新型可变向光源结构包括光源模组1、第一联动件2、第二联动件3，所述光源模组1包括光源组件11、可相对上下移动地套设于所述光源组件11外围的反射罩12，所述光源组件11包括上下中空贯穿的组装件111、固定套接于所述组装件111的第一PCB板112与反射件113、设置于所述第一PCB板112下端的LED灯114，所述反射件113位于所述LED灯114下方，且所述反射件113与反射罩12内壁相对的侧壁设置为第一反射面1131，所述反射罩12的内壁设置为第二反射面121，且所述第二反射面121从上而下设置为弧形面，即是说，所述第二反射面121不是竖向的直面，也不是成倾斜状的斜面，而是弧形面；所述第一联动件2下端与所述光源组件11的组装件111固定连接，所述第二联动件3下端与所述反射罩12固定连接；本实用新型可变向光源结构还包括与所述第一联动件2、第二联动件3上端连接并驱使所述第一联动件2、第二联动件3以不同速度上下移动的升降差动机构4。

所述第一反射面1131也设置为弧形面，较佳的，所述第一反射面1131与第二反射面121均设置为凹陷式的弧形面。如此设置，可使得光线反射效果更佳。

结合图4、5所示，在本实施例中，所述升降差动机构4包括集成箱41、与所述集成箱41连接的电机42、与所述电机42连接并受电机42驱动的传动装置，所述第一联动件2与第二联动件3上侧伸入所述集成箱41内并与所述集成箱41内壁可相对上下移动地连接，且所述第一联动件2与第二联动件3上侧同时与所述传动装置连接。较佳的，所述第一联动件2与第二联动件3与所述集成箱41内壁之间均设置有对应的导轨与导槽43，从而使得第一联动件2与第二联动件3上下移动更顺畅。

所述第一联动件2与第二联动件3的上侧分别固定有第一齿条21与第二齿条31，或所述第一联动件2上侧一端设置有齿条状，从而形成为第一齿条，所述第二联动件3上侧一端也设置为齿条状，从而形成为第二齿条；所述传动装置包括固定连接于所述电机42输出轴下端的涡轮441、横向枢接于所述集成箱41内的蜗杆442与传动轴443、固定连接于所述蜗杆442的第一传动齿轮444与第二传动齿轮445、固定连接于所述传动轴443上的第三传动齿轮446与第四传动齿轮447，所述蜗杆442与涡轮441啮合，所述第二传动齿轮445与第一齿条21啮合，所述第四传动齿轮447与第二齿条31啮合，所述第一传动齿轮444与第三传动齿轮446啮合，且所述第三传动齿轮446的直径大于第一传动齿轮444的直径。

所述第一联动件2与第二联动件3间隔设置，所述第一齿条21与第二齿条31相对设置，所述第二传动齿轮445与第四传动齿轮447伸入第一齿条21与第二齿条31之间并分别与第一齿条21、第二齿条31啮合。

所述电机42固定连接于所述集成箱41外侧，所述传动装置设置于所述集成箱41内。

所述集成箱41包括第一箱体411、固定连接于所述第一箱体411一侧的第二箱体412，且所述第一箱体411与第二箱体412相通以供所述蜗杆442与传动轴443一端穿过；所述电机42固定连接于所述第二箱体412外侧上端，所述第一联动件2与第二联动件3与所述第一箱体411远离第二箱体412的一侧内侧壁连接，所述蜗杆442与传动轴443一端也与所述第一箱体411该侧侧壁枢接，所述蜗杆442与传动轴443另一侧与第二箱体412侧壁枢接。较佳的，所述第一箱体411远离第二箱体412的一侧侧壁上固定连接有加强块413，所述蜗杆442与传动轴443一端与所述加强块413枢接，从而更能保证蜗杆442与传动轴443的连接强度。

在本实施例中，较佳的，所述第一箱体411包括朝向第二箱体412的U形本体414、一7字形后盖415，所述7字形后盖415的横向部分设置于所述U形本体414的上端，所述7字形后盖415的竖向部分设置于所述U形本体414朝向第二箱体412一侧的上侧；所述第二箱体412连接于所述U形本体414该侧的下侧；所述第二箱体412包括底座416、连接于所述底座416一侧的箱盖417，这样设置，便于安装传动装置与第一联动件2、第二联动件3。

在本实施例中，所述第一联动件2包括上下延伸的第一作用杆22、固定连接于所述第一作用杆22下端的第一连接块23，所述第一连接块23固定连接于所述光源组件11的组装件111上端。在其他实施例中，所述第一作用杆22与第一连接块23也可以是一体形成。

所述第二联动件3包括上下延伸的第二作用杆32、固定连接于所述第二作用杆32下端的第二连接块33，所述第二连接块33固定连接于所述反射罩12的外侧。在其他实施例中，所述第二作用杆32与第二连接块33也可以是一体形成。

在本实施例中，较佳的，所述光源组件11还包括设置于所述第二反射件113下方的第二照明组，所述第二照明组包括固定套设于所述组装件111的第二PCB板115、设置于第二PCB板115下端的LED灯116。在光线不足时，可以开启该第二照明组作为辅助照明使用，从而提高图像的质量。

在本实施例中，所述组装件111下侧自上而下间隔设置有第一台阶、第二台阶、第三台阶（图未示），所述第一PCB板112上端与第一台阶贴合并连接，所述反射件113上端与第二台阶贴合并连接，所述第二PCB板115上端与所述第三台阶贴合并连接。台阶的设置，方便各组件定位安装。

本实用新型可变向光源结构的工作原理为：

LED灯114发出的光线先射到第一反射件113的第一反射面1131上，经第一反射面1131反射后，光线再投射到反射罩12的第二反射面121上，经反射罩第二反射面121的二次反射后，光线最终投射到待检产品上（如图8、9所示）。

电机42工作，驱动所述涡轮441旋转，涡轮441啮合带动所述蜗杆442旋转，蜗杆442旋转时，所述第一、第二传动齿轮444、445随之一起旋转，第二传动齿轮445旋转时啮合所述第一齿条21，从而带动第一联动件2上下移动，即带动所述光源组件11上下移动；同时，第一传动齿轮444旋转时会啮合带动第三传动齿轮446一起旋转，从而使得第四传动齿轮447一起旋转，第四传动齿轮447旋转时啮合所述第二齿条，从而带动第二联动件3上下移动，即带动所述反射罩12上下移动；因为所述第三传动齿轮446的直径大于第一传动齿轮444的直径，从而第一联动件2上下移动的速度比第二联动件3块快，即是说，反光罩12上下移动的速度比光源组件11的上下移动速度要慢。从而在电机42工作时，不但整个光源模组1会上下移动，而且光源组件11与反射罩12之间还会产生一个相对运动（如图6、7对比所示）。这两种移动方式的组合，不但能扩大照明范围，而且因为反射罩12的第二反射面121设置为弧形面，所以光源组件11与反射罩12相对运动时，不但两反射面之间的距离会产生变化，而且不管光源模组1怎么移动，光线最终照射在待检产品5上的位置不变，但是二次反射后的光线与待检产品支架的夹角θ会随着光源模组1的移动（整体性移动以及相对移动）而产生变化，即照明角度会产生变化。如图8，9所示，如8中的照明角度θ1明显大于图9中的照明角度θ2。在不同照明角度的光线照射下，能获取的图像的对比度也不一样。且因为第一、第二联动件3是被驱动上下移动，从而该照明角度的变化是连续的。

综上所述，本实用新型可变向光源结构通过光源模组1设置两反射面，而且用于二次反射的反射罩12反射面设置为弧形面，再通过设置升降差动机构4来驱动反射罩12与光源组件11，使得所述反射罩12与光源组件11不但均能上下移动，两者之间还有相对移动，从而不但扩大了光源模组1的照明范围，而且还能在该范围内连续地无级调整照明角度。

在本实施例中，较佳的，本实用新型可变向光源结构可实现15到75度之间的照明照度的连续无级调整。在其他实施例中，也可以根据需要调整最大最小的照明角度。即最小的照明角度可以比15度更小，最大的照明角度比75度还大。

本实用新型机器视觉系统包括上述可变向光源结构，从而所述机器视觉系统可通过无级调整光源组件11的照明角度来调整待检产品图像的对比度，从而找到最理想的图像，以实现更稳定的检测，为自动化检测提供保证。

Claims (10)

1.一种可变向光源结构，其特征在于：包括光源模组、第一联动件、第二联动件，所述光源模组包括光源组件、可相对上下移动地套设于所述光源组件外围的反射罩，所述光源组件包括上下中空贯穿的组装件、固定套接于所述组装件的第一PCB板与反射件、设置于所述第一PCB板下端的LED灯，所述反射件位于所述LED灯下方，且所述反射件与反射罩内壁相对的侧壁设置为第一反射面，所述反射罩的内壁设置为第二反射面，且所述第二反射面从上而下设置为弧形面；所述第一联动件下端与所述光源组件的组装件固定连接，所述第二联动件下端与所述反射罩固定连接；所述可变向光源结构还包括与所述第一联动件、第二联动件上端连接并驱使所述第一联动件、第二联动件以不同速度上下移动的升降差动机构。

2.根据权利要求1所述的可变向光源结构，其特征在于：所述第一反射面也设置为弧形面，且所述第一反射面与第二反射面均设置为凹陷式的弧形面。

3.根据权利要求1或2所述的可变向光源结构，其特征在于：所述升降差动机构包括集成箱、与所述集成箱连接的电机、与所述电机连接并受电机驱动的传动装置，所述第一联动件与第二联动件上侧伸入所述集成箱内并与所述集成箱内壁可相对上下移动地连接，且所述第一联动件与第二联动件上侧同时与所述传动装置连接。

4.根据权利要求3所述的可变向光源结构，其特征在于：所述第一联动件与第二联动件的上侧分别固定有第一齿条与第二齿条，或所述第一联动件上侧一端设置有齿条状，从而形成为第一齿条，所述第二联动件上侧一端也设置为齿条状，从而形成为第二齿条；所述传动装置包括固定连接于所述电机输出轴下端的涡轮、横向枢接于所述集成箱内的蜗杆与传动轴、固定连接于所述蜗杆的第一传动齿轮与第二传动齿轮、固定连接于所述传动轴上的第三传动齿轮与第四传动齿轮，所述蜗杆与涡轮啮合，所述第二传动齿轮与第一齿条啮合，所述第四传动齿轮与第二齿条啮合，所述第一传动齿轮与第三传动齿轮啮合，且所述第三传动齿轮的直径大于第一传动齿轮的直径。

5.根据权利要求4所述的可变向光源结构，其特征在于：所述第一联动件与第二联动件间隔设置，所述第一齿条与第二齿条相对设置，所述第二传动齿轮与第四传动齿轮伸入第一齿条与第二齿条之间并分别与第一齿条、第二齿条啮合。

6.根据权利要求5所述的可变向光源结构，其特征在于：所述电机固定连接于所述集成箱外侧，所述传动装置设置于所述集成箱内；所述集成箱包括第一箱体、固定连接于所述第一箱体一侧的第二箱体，且所述第一箱体与第二箱体相通以供所述蜗杆与传动轴一端穿过；所述电机固定连接于所述第二箱体外侧上端，所述第一联动件与第二联动件与所述第一箱体远离第二箱体的一侧内侧壁连接，所述蜗杆与传动轴一端也与所述第一箱体该侧侧壁枢接，所述蜗杆与传动轴另一侧与第二箱体侧壁枢接。

7.根据权利要求6所述的可变向光源结构，其特征在于：所述第一联动件包括上下延伸的第一作用杆、固定连接于所述第一作用杆下端的第一连接块，所述第一连接块固定连接于所述光源组件的组装件上端；所述第二联动件包括上下延伸的第二作用杆、固定连接于所述第二作用杆下端的第二连接块，所述第二连接块固定连接于所述反射罩的外侧，或，所述第一作用杆与第一连接块一体形成，或，所述第二作用杆与第二连接块一体形成。

8.根据权利要求1或2或4或5或6或7所述的可变向光源结构，其特征在于：所述光源组件还包括设置于所述第二反射件下方的第二照明组，所述第二照明组包括固定套设于所述组装件的第二PCB板、设置于第二PCB板下端的LED灯。

9.根据权利要求8所述的可变向光源结构，其特征在于：所述组装件下侧自上而下间隔设置有第一台阶、第二台阶、第三台阶，所述第一PCB板上端与上侧的第一台阶贴合并连接，所述反射件上端与下侧的第二台阶贴合并连接，所述第二PCB板上端与所述第三台阶贴合并连接。

10.一种机器视觉系统，其特征在于：包括如权利要求1至9中任一项所述的可变向光源结构。