CN208795185U - 三维测量设备 - Google Patents

Abstract

一种三维测量设备，检测装置，用于获取待测物的结构信息，检测装置具有测量角度量程，检测装置包括探测装置和探头；置物台，用于放置待测物，与检测装置相对设置；第一旋转台，用于使探头或所述置物台绕垂直于探头和置物台排列方向的转轴旋转，第一旋转台具有旋转角度量程，旋转角度量程大于或等于180°与测量角度量程的差。本实用新型提供的三维测量设备，通过第一旋转台带动探头或置物台在垂直于探头和置物台排列方向上的转动，当旋转角度量程大于或等于180°与测量角度量程的差时，通过第一转台及检测装置能够对法线方向之间的夹角范围在0°～180°的待测物表面进行测量，从而能够实现对曲面各区域的检测。

Description

三维测量设备

技术领域

本实用新型涉及检测技术领域，尤其提供一种三维测量设备。

背景技术

随着现代工业的发展，精密加工被应用到越来越多的领域，人们对加工精度提出了更高的要求。为了满足加工精度要求，提高加工样品合格率，人们常对加工过程及加工成品进行形貌畸变测试，以确保畸变在允许范围内。

三维光学检测是检测工业品三维形貌的主要方法之一。三维光学检测不与物体接触，从而能够实现快速、无损伤的检测，且三维光学检测能在高度分布上达到较好的分辨率。常用的三维光学检测方法包括激光三角法、干涉法、共聚焦法等光学测量方法。

大部分工业品需要对曲面进行检测，虽然光学方法可以应用于三维检测，但是测量面曲率过大时反射光反射角度变大难以接收，从而导致光学检测方法不容易检测曲面。因此，现有的三维光学检测装置无法完成曲面的检测。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种三维测量设备，旨在解决现有技术中三维光学检测装置无法完成曲面检测的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种三维测量设备，包括：

检测装置，用于获取待测物的结构信息，所述检测装置具有测量角度量程，所述检测装置包括探测装置和与所述探测装置通讯连接的探头；

置物台，用于放置待测物，与所述检测装置相对设置；

第一旋转台，用于使所述探头或所述置物台绕垂直于所述探头和所述置物台排列方向的转轴旋转，所述第一旋转台具有旋转角度量程，所述旋转角度量程大于或等于180°与所述测量角度量程的差。

进一步地，所述第一旋转台的旋转角度量程大于或等于180°。进一步地，所述第一旋转台与所述置物台连接，所述第一旋转台用于驱动所述置物台旋转；

所述第一旋转台包括第一电机以及由所述第一电机的输出轴驱动的第一旋转轴，所述第一旋转轴与所述置物台连接，且所述置物台偏离所述第一旋转轴的中心轴线。

进一步地，还包括第一支撑台，所述第一支撑台中具有支撑孔，所述第一旋转轴贯穿所述支撑孔与所述第一电机的输出轴传动连接。

进一步地，所述第一旋转台还包括：连接所述第一电机的输出轴和第一旋转轴的减速装置，所述减速装置用于减小所述第一旋转轴的旋转速度。

进一步地，还包括第二旋转台，用于使所述置物台或所述探头绕平行于所述检测装置和所述探头排列方向的转轴旋转。

进一步地，所述第一旋转台包括第一电机以及由所述第一电机的输出轴驱动的第一旋转轴，所述第一旋转轴与所述置物台连接；

所述第二旋转台包括第二电机、由所述第二电机的输出轴驱动的传动装置以及由所述传动装置带动的第二旋转轴，所述第一旋转轴带动所述置物台和第二旋转轴绕垂直于所述探头和置物台排列方向的转轴旋转。

进一步地，所述第二旋转台还包括第二支撑台，所述第一旋转轴通过所述第二支撑台与所述第二旋转台固定连接；所述第二电机与所述第二支撑台固定连接，所述第一旋转轴还用于带动所述第二电机旋转。

进一步地，所述第二旋转台的旋转角度量程为360°。

进一步地，所述第一旋转台用于驱动所述探头绕垂直于所述探头和所述置物台排列方向的转轴旋转；

所述第一旋转台连接所述探测装置和所述探头，所述第一旋转台用于驱动所述探头绕垂直于所述探头和置物台排列方向的转轴旋转；或者，所述第一旋转台还用于驱动所述探测装置绕垂直于所述探头和置物台排列方向的转轴旋转。

进一步地，还包括一移动平台，包括平移面，用于使所述检测装置与所述置物台沿平行于所述平移面的方向相对平移；

所述移动平台与所述置物台固定连接，用于驱动所述置物台沿所述平移面平移；或者，所述移动平台与所述检测装置连接，用于驱动所述检测装置沿所述平移面平移。

本实用新型技术方案的有益效果：

本实用新型技术方案提供的三维测量设备，通过第一旋转台带动探头或置物台在垂直于探头和置物台排列方向上的转动，使检测装置能更好地对待测物曲面结构进行检测，当旋转角度量程大于或等于180°与测量角度量程的差时，通过第一转台及检测装置能够对法线方向之间的夹角范围在0°～180°的待测物表面进行测量，从而能够实现对曲面各区域的检测。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例一提供的三维测量设备的结构示意图；

图2为本实用新型实施例一提供的三维测量设备中移动平台、第一旋转台、第二旋转台与置物台的装配结构示意图；

图3为本实用新型实施例一提供的三维测量设备的纵向剖视示意图；

图4为本实用新型实施例一提供的三维测量设备中第一旋转台的结构剖视图；

图5为本实用新型实施例一提供的三维测量设备中第二旋转台的结构剖视图；

图6为本实用新型实施例二提供的三维测量设备的结构示意图；

其中，图中各附图标记：

10-检测装置；11-探测装置；12-探头；20-置物台；21-吸盘；30-移动平台；31-第一平移台；32-第二移动平台；40-第一旋转台；41-第一电机；42-减速装置；421-第一齿轮；422-第二齿轮；423-第三齿轮；424-第四齿轮；43-第一旋转轴；50-第二旋转台；51-第二电机；52-传动装置；521-第五齿轮；522- 第六齿轮；53-第二旋转轴；54-第二支撑台；60-第一支撑台；70-工作台；71- 龙门架。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

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”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型实施例提供的检测装置，用于获取待测物的结构信息，所述检测装置具有测量角度量程，所述检测装置包括探测装置和与所述探测装置通讯连接的探头；置物台，用于放置待测物，与所述检测装置相对设置；第一旋转台，用于使所述探头或所述置物台绕垂直于所述探头和所述置物台排列方向的转轴旋转，所述第一旋转台具有旋转角度量程，所述旋转角度量程大于或等于 180°与所述测量角度量程的差。

本实用新型实施例中，通过第一旋转台带动探头或置物台在垂直于探头和置物台排列方向上的转动，使检测装置能更好地对待测物曲面结构进行检测，当旋转角度量程大于或等于180°与测量角度量程的差时，通过第一转台及检测装置能够对法线方向之间的夹角范围在0°～180°的待测物表面进行测量，从而能够实现对曲面各区域的检测。

以下结合附图对本实用新型实施例进行进一步详述。

实施例一

参照图1、图2，本实用新型实施例一提供的三维测量设备，包括：

检测装置10，用于获取待测物的结构信息，检测装置10具有测量角度量程，检测装置10包括探测装置11和与所述探测装置11通讯连接的探头12；

置物台20，用于放置待测物，与检测装置10相对设置；

第一旋转台40，用于使探头12或置物台20绕垂直于探头12和置物台20 排列方向的转轴旋转，第一旋转台40具有旋转角度量程，旋转角度量程大于或等于180°与测量角度量程的差。

所述测量角度量程为检测装置10能够测量的待测物表面法线之间的最大夹角；所述旋转角度量程为第一旋转台40能够旋转的最大角度范围。

通过第一旋转台40带动探头12或置物台20在垂直于探头12和置物台20 排列方向上的转动，使检测装置10能更好地对待测物曲面结构进行检测。当旋转角度量程大于或等于180°与测量角度量程的差时，通过第一转台及检测装置 10能够对法线方向之间的夹角范围在0°～180°的待测物表面进行测量，从而能够实现对曲面各区域的检测。

具体的，当检测装置10具有测量角度量程，在检测装置10的测量角度量程范围内，第一旋转台40不需旋转，故第一旋转台40的旋转角度量程大于或等于180°与测量角度量程的差。当检测装置10的测量角度量程为0时，这部分测量角度量程可通过第一旋转台40进行补偿，此时第一旋转台40的旋转角度量程等于或大于180°。

具体地，第一旋转台40的旋转角度量程大于或等于180°。

参照图3和图4，第一旋转台40与置物台20连接，第一旋转台40用于驱动置物台20旋转；

第一旋转台40包括第一电机41以及由第一电机41的输出轴驱动的第一旋转轴43，第一旋转轴43与置物台20连接，且置物台20偏离第一旋转轴43的中心轴线。

进一步地，三维测量设备还包括第一支撑台60，第一支撑台60中具有支撑孔(图中未示出)，第一旋转轴43贯穿所述支撑孔与第一电机41的输出轴传动连接。

第一旋转轴43的中心轴线垂直于探头12与置物台20的排列方向。

进一步地，本实施例中，第一旋转台40还包括：连接第一电机41的输出轴和第一旋转轴43的减速装置42，减速装置42用于减小第一旋转轴43的旋转速度。减速装置42为多级齿轮传动结构。

所述减速装置42用于防止所述第一旋转轴43的转速过快而降低第二旋转轴的转角精度。

具体的，所述减速装置42包括与第一电机41固定连接的第一齿轮421；与第一齿轮421咬合的第二齿轮422，与第二齿轮同轴连接的第三齿轮423；与第三齿轮423咬合的第四齿轮424，第四齿轮424与第一旋转轴43固定连接。

本实施例中，第一齿轮421的直径小于第二齿轮422的直径；第三齿轮423 的直径小于第四齿轮424的直径。

第一齿轮421、第二齿轮422、第三齿轮423和第四齿轮424为矩形齿轮或锥齿轮。进一步地，本实施例中，三维测量设备还包括第二旋转台50，用于使置物台20或探头12绕平行于置物台20和探头12排列方向的转轴旋转。具体地，第二旋转台50包括第二电机51、由第二电机51的输出轴驱动的传动装置 52以及由传动装置52带动的第二旋转轴53。具体地，传动装置52包括相互啮合的第五齿轮521与第六齿轮522，其中第五齿轮521与第二电机51的输出轴同轴连接，第五齿轮521与第二旋转轴53同轴连接。这样，通过两齿轮啮合传动，第二电机51的输出轴转动时带动第二旋转轴53转动。本实施例中，第二旋转轴53的旋转角度量程为360°。即，第二旋转轴53可绕平行于探头12和置物台20排列方向的转轴进行360°旋转。

且本实施例中，第二旋转台50的两个齿轮的直径大小不相同，能够通过齿轮的尺寸控制第二旋转轴53的旋转速度，从而能够使第二旋转轴53的转速适合检测；防止第二旋转轴53转速过快，不容易控制；同时防止第二旋转轴53 转速过慢，影响检测效率。

具体的，本实施例中，与第二电机51连接的第五齿轮521的直径小于与第二旋转轴53连接的第六齿轮522的直径。

第五齿轮521与第六齿轮522为矩形齿轮或锥齿轮。

本实施例中，第二旋转轴53与第一旋转轴43固定连接，第一旋转轴43带动置物台20和第二旋转轴53绕垂直于探头12和置物台20排列方向的转轴旋转。

具体地，第二旋转台50还包括第二支撑台54，第一旋转轴43通过第二支撑台54与第二旋转台60固定连接；第二电机51与第二支撑台54固定连接，第一旋转轴43还用于带动第二电机51旋转。

本实施例中，还包括一移动平台30，包括平移面，平移面为移动平台30的移动平面。本实施例中，移动平台30与置物台20连接，用于驱动置物台20沿平移面平移。当然，移动平台30也可与检测装置10连接，用于驱动检测装置 10沿平移面平移。具体地，本实施例中，移动平台30与第一旋转台40固定连接，第一旋转台40与第二旋转台50固定连接，置物台20与第二旋转台50固定连接。通过移动平台30的水平移动带动置物台20上的待测物到达预设位置，再通过第一旋转台40、第二旋转台50带动置物台20上的待测物转动进行检测。

平移面包括第一方向和第二方向，移动平台30包括第一平移台31和第二平移台32，第一平移台31用于带动置物台20沿第一方向的正向和/或反向平移，第二平移台32用于带动第一平移台31和置物台20沿第二方向的正向和/或反向平移。第一平移台31与第二平移台32可以分别移动，即先完成第一方向平移，再完成第二方向平移；第一平移台31与第二平移台32也可以同时平移，这样，置物台20及待测物即沿第一方向与第二方向之间夹角方向移动，能更快速到达预设位置处。

本实施例中，第一方向和第二方向垂直。在其他实施例中，所述第一方向和第二方向之间具有锐角或钝角夹角。

本实施例中，置物台20上设置有吸盘21，用于固定待测物。当然，对于不同的待测物，也可以采用其他夹具进行固定。

本实施例中，待测物为手机壳或其他具有玻璃表面的产品或各种形状的透镜等。由于待测物较小，对移动平台30、第一旋转台40及第二旋转台50的要求也会降低，减小第一电机41、第二电机51的体积，从而实现设备小型化，降低成本。

本实施例中，三维检测装置10还包括一工作台70，移动平台30置于工作台70上，工作台70上设有龙门架71，检测装置10设于龙门架71的中部，与移动平台30相对。本实施例中，检测装置10为静止，通过移动平台30、第一旋转台40以及第二旋转台50来调整待测物相对检测装置10的位置，从而使检测装置10获取待测物的曲面信息进行检测。

本实施例中，检测装置10包括用于对待测物的放置位置进行定位拍照的拍照装置。具体地，拍照装置为CCD相机，或者COMS相机。

本实施例中，检测装置10具体为色散共聚焦设备，其获取的待测物的三维坐标信息是待测物表面的高度信息。当然，也可以采用干涉法测量设备等等。由于色散共聚焦测量装置在获取待测物的三维坐标信息时，通过色散共聚焦测量装置上的探头与待测物之间相对移动来获取，由于二者之间的移动是相对，故可以任意移动其中一个即可。

实施例二

参照图6，本实施例中与实施例一的不同之处在于，第一旋转台40与第二旋转台50的设置位置不同。本实施例中，第一旋转台40连接探测装置11和探头12，用于驱动探头12绕垂直于探头12和置物台20排列方向的转轴旋转。

本实施例中，所述探测装置11为色散共聚焦光谱仪；所述探头为透镜组。

在其他实施例中，第一旋转台40还用于驱动探测装置11绕垂直于探头12 和置物台20排列方向的转轴旋转。

本实施例中，三维测量设备的其他结构与实施例一相同，此处不作赘述。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种三维测量设备，其特征在于,包括：

检测装置，用于获取待测物的结构信息，所述检测装置具有测量角度量程，所述检测装置包括探测装置和与所述探测装置通讯连接的探头；

置物台，用于放置待测物，与所述检测装置相对设置；

第一旋转台，用于使所述探头或所述置物台绕垂直于所述探头和所述置物台排列方向的转轴旋转，所述第一旋转台具有旋转角度量程，所述旋转角度量程大于或等于180°与所述测量角度量程的差。

2.根据权利要求1所述的三维测量设备，其特征在于：所述第一旋转台的旋转角度量程大于或等于180°。

3.根据权利要求1所述的三维测量设备，其特征在于：所述第一旋转台与所述置物台连接，所述第一旋转台用于驱动所述置物台旋转；

所述第一旋转台包括第一电机以及由所述第一电机的输出轴驱动的第一旋转轴，所述第一旋转轴与所述置物台连接，且所述置物台偏离所述第一旋转轴的中心轴线。

4.根据权利要求3所述的三维测量设备，其特征在于：还包括第一支撑台，所述第一支撑台中具有支撑孔，所述第一旋转轴贯穿所述支撑孔与所述第一电机的输出轴传动连接。

5.根据权利要求3所述的三维测量设备，其特征在于：所述第一旋转台还包括：连接所述第一电机的输出轴和第一旋转轴的减速装置，所述减速装置用于减小所述第一旋转轴的旋转速度。

6.根据权利要求1所述的三维测量设备，其特征在于：还包括第二旋转台，用于使所述置物台或所述探头绕平行于所述置物台和所述探头排列方向的转轴旋转。

7.根据权利要求6所述的三维测量设备，其特征在于：所述第一旋转台包括第一电机以及由所述第一电机的输出轴驱动的第一旋转轴，所述第一旋转轴与所述置物台连接；

所述第二旋转台包括第二电机、由所述第二电机的输出轴驱动的传动装置以及由所述传动装置带动的第二旋转轴，所述第一旋转轴带动所述置物台和第二旋转轴绕垂直于所述探头和置物台排列方向的转轴旋转。

8.根据权利要求7所述的三维测量设备，其特征在于：所述第二旋转台还包括第二支撑台，所述第一旋转轴通过所述第二支撑台与所述第二旋转台固定连接；所述第二电机与所述第二支撑台固定连接，所述第一旋转轴还用于带动所述第二电机旋转。

9.根据权利要求6所述的三维测量设备，其特征在于：所述第二旋转台的旋转角度量程为360°。

10.根据权利要求1所述的三维测量设备，其特征在于：所述第一旋转台用于驱动所述探头绕垂直于所述探头和所述置物台排列方向的转轴旋转；

所述第一旋转台连接所述探测装置和所述探头，所述第一旋转台用于驱动所述探头绕垂直于所述探头和置物台排列方向的转轴旋转；或者，所述第一旋转台还用于驱动所述探测装置绕垂直于所述探头和置物台排列方向的转轴旋转。

11.根据权利要求1所述的三维测量设备，其特征在于：还包括一移动平台，包括平移面，用于使所述检测装置与所述置物台沿平行于所述平移面的方向相对平移；

所述移动平台与所述置物台固定连接，用于驱动所述置物台沿所述平移面平移；或者，所述移动平台与所述检测装置连接，用于驱动所述检测装置沿所述平移面平移。