CN210051293U - 一种用于管类的三维测量设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于管类的三维测量设备，其中传送线包括穿过两个侧开口的传输带和支撑传输带的支撑架，传输带上设置有若干第一固定孔；框架内设置有横梁，相机和LED光源安装在横梁上，相机、LED光源与横梁之间通过滑移组件连接；用于管类的三维测量设备还包括检测台、设置在检测台上的导光板、及若干固定夹，检测台包括位于输送带的下方的工作台，导光板位于输送带的一侧，导光板通过合页固定在工作台上，工作台上设置有驱动气缸，驱动气缸具有固定在工作台上的筒体和设置在筒体内且伸出筒体的活塞杆，活塞杆通过万向接头固定在导光板上；固定夹卡持被测物并插入至传输带的第一固定孔中。

Description

一种用于管类的三维测量设备

技术领域

本实用新型涉及一种用于管类的三维测量设备。

背景技术

弯管作为工业各领域广泛应用的重要零部件，在车辆、石油、化工、航海、航空和核工业等领域具有重要的用途，其质量的好坏可能直接影响到整台机器或设备是否能够正常安全的运行。因此，在弯管管实际生产中，如何能高效、准确的测量所产弯管的各项参数是否满足设计要求，具有重要的意义。

弯管弯曲成形是一个集材料非线性、几何非线性和边界条件非线性于一体的复杂过程，该过程影响因素复杂、成形质量难以控制。目前，在航空、航天等复杂军工产品研制生产中，成形后的弯管测量是保证管路制造质量和实现精确无应力装配的不可缺少的最有效、最直接的手段。

弯管的测量难点在于加工后其弯曲角度、拐点位置、每一段的推进量等参数的测量。目前弯管加工厂多依靠人工利用卡尺、量角器等测量器具或三坐标测量仪进行尺寸参数测量。但利用常规测量器具进行测量，不仅工作效率低、测量精度差且多与工人的测量经验有关，而三坐标测量仪虽然技术发展较成熟、测量精度较高但其实质是测量被测件表面一系列点集的三维坐标，因此其测量工作量大、效率也较低，且其设备价格往往较高。

近年来，随着机器视觉技术及图像获取技术的飞速发展，许多新的产品应运而生，相比于传统的测量手段，视觉测量具有非接触、精度高及快速方便等优点，因此可以大大提高检测精度和速度，从而提高生产效率。但是现有的测量设备在使用的使用存在如下问题：1、现有的测量设备在测试长弯管的时候，由于测量设备仅有前侧开口，所以，放置比较麻烦，且测量效率低；2、测量过程中，弯管结构较为复杂，当其放置到工作台上后，容易因重力的作用，易发生晃动，从而影响测量精度；3、由于弯管的结构较为复杂，而相机与工作台之间的位置及角度一般为固定式，所以，经常无法获得最佳测量角度，从而影响测量精度。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种一种用于管类的三维测量设备，其防止被测物因重力的原因在测量的时候晃动，且可以实现流水线测试，有助于提高工作效率。

为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种用于管类的三维测量设备，包括框架、设置在所述框架内的相机和LED光源，所述框架具有相对设置的前开口和后侧板、相对设置的左侧板和右侧板及连接后侧板、左侧板和右侧板的顶板，所述左侧板、右侧板上均开设有侧开口，所述非接触式测量设备还包括可移除的传送线，

所述传送线包括穿过两个所述侧开口的传输带和支撑所述传输带的支撑架，所述传输带上设置有若干第一固定孔；所述支撑架包括用以安装所述传输带的辊轮、用以固定所述辊轮支撑板和用以驱动所述辊轮的驱动件；

所述框架内设置有横梁，所述相机和LED光源安装在所述横梁上，所述相机、LED光源与横梁之间通过滑移组件连接；

所述用于管类的三维测量设备还包括检测台、设置在所述检测台上的导光板、及若干固定夹，所述检测台包括位于所述输送带的下方的工作台，所述导光板位于所述输送带的一侧，所述导光板通过合页固定在所述工作台上，所述工作台上设置有驱动气缸，所述驱动气缸具有固定在所述工作台上的筒体和设置在所述筒体内且伸出筒体的活塞杆，所述活塞杆通过万向接头固定在所述导光板上；

所述固定夹卡持被测物并插入至所述传输带的第一固定孔中。

进一步地，所述检测台还包括位于所述工作台下方的偏移装置、位于所述偏移装置下方的旋转装置及位于所述旋转装置下方的前后平移装置；

所述工作台具有形成有若干第二固定孔的台面，所述固定夹可插入所述第二固定孔以将被测物固定在所述台面上；

所述偏移装置包括固定在旋转装置上的固定平台及位于所述固定平台上的若干气缸，所述工作台位于所述固定平台上方，所述气缸驱动工作台相对固定平台偏转，每个所述气缸包括固定在固定平台上的缸体和自所述缸体向外延伸形成的柱塞杆，所述柱塞杆抵持并固定在工作台的底面；

所述固定平台位于所述旋转装置上，所述旋转装置驱动所述固定平台旋转；

所述前后平移装置包括沿前后方向纵长延伸的底座和设置在底座上的滑块，所述底座上设置有与所述滑块相适配且沿前后方向延伸的滑道，所述滑块在所述滑道内移动，所述旋转装置设置在所述滑块上。

进一步地，所述气缸的数量为四个，四个所述气缸布置在所述工作台的四个端角上。

进一步地，所述固定夹为可弯折的透明柔性材料。

进一步地，所述固定夹包括U型结构和L型结构。

进一步地，所述固定夹包括用以卡持被测物的卡固部和用以插入至所述第一固定孔或第二固定孔内的插入端，所述插入端上形成有凸点，所述插入端位于所述卡固部的末端。

进一步地，所述固定平台与工作台之前设置有弹性件，所述弹性件包括中轴件和侧边件；所述中轴件布置在所述固定平台的中轴线上，所述中轴件的一端固定在所述固定平台上，另一端固定在所述工作台的底面；所述侧边件布置在靠近工作台的四个端角上，所述侧边件的一端固定在所述固定平台上，另一端固定在所述工作台的底面。

本实用新型的有益效果在于：通过在传输带上设置若干第一固定孔，并通过于第一固定孔适配的固定夹将被测物固定在传输带，从而可以根据实际测量需求将被测物摆放成不同状态及角度，且还可以防止被测物因重力的原因在测量的时候晃动；

通过在左侧板、右侧板上均开设有侧开口，从而便于操作人员操作，可从多方位放置被测物；又由于左侧板、右侧板上均开设有侧开口，且又设置可移除的传送线，该传送线包括穿过两个侧开口的传输带，从而可以实现流水线测量，有助于提高工作效率。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1为本实用新型一实施例所示的用于管类的三维测量设备的结构示意图，未设置传送线；

图2为图1中圆圈部分的放大图；

图3为设置传送线的用于管类的三维测量设备的结构示意图，未示侧门；

图4为图1中检测台的结构示意图；

图5为图4中的部分结构示意图；

图6为相机及相机角度调节装置的组装图；

图7为图6的分解图；

图8为固定夹为L型结构的示意图；

图9为固定夹为U型结构的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

请参见图1至7，本实用新型一较佳实施例所示的一种用于管类的三维测量设备包括框架1、设置在所述框架1内的相机2、导光板3、LED光源7、检测台 8、及一台高性能计算机(未图示)及交换机(未图示)、数据传输线(未图示) 等附件。所述框架1具有相对设置的前开口11和后侧板12、相对设置的左侧板 13和右侧板14及相对设置的顶板15。所述顶板15连接后侧板12、左侧板13 和右侧板14。所述相机2、LED光源7安装在顶板15上，所述顶板15上设置有横梁(未图示)，所述相机2和LED光源7安装在所述横梁上，所述相机2、LED 光源7与横梁之间通过滑移组件(未图示)连接，该滑移组件为现有的常规部件，故不对其详细描述，相机2、LED光源7可在横梁上移动以调节光照位置和拍照位置。所述左侧板13、右侧板14上均开设有侧开口17和窗口18，所述窗口18位于侧开口17的上方。所述左侧板13、右侧板14上均设置有封闭所述侧开口17的侧门19，该侧门19为向外下推拉式结构。所述侧门19与左侧板13、右侧板14之间均设置有支撑杆5。所述支撑杆5为任意停支撑杆。

所述用于管类的三维测量设备还包括可移除的传送线4，所述传送线4包括穿过两个所述侧开口17的传输带(未标号)和支撑所述传输带的支撑架(未图示)，传输带上设置有若干第一固定孔(未图示，该第一固定孔结构与第二固定孔的结构相同)，所述支撑架包括用以安装所述传输带的辊轮(未图示)、用以固定所述辊轮支撑板(未图示)和用以驱动所述辊轮的驱动件(未图示)，该辊轮、支撑板、驱动件为现有技术，在此不再赘述。在使用的时候，当移除传送线4时，被测物(为管类材料)放置在检测台8上，当使用传送线4时，被测物放置在传输带上，然后通过传输带进入至框架1内。为了不影响拍摄效果，该传输带可以为透明材料。

所述检测台8设置在所述框架1内且位于所述相机、LED光源7下方，所述导光板3设置在检测台8上，当安装传送线4时，检测台8位于输送带的下方，导光板3位于输送带的一侧。

所述检测台8包括工作台81、位于所述工作台81下方的偏移装置82、位于所述偏移装置82下方的旋转装置83及位于所述旋转装置83下方的前后平移装置84。所述导光板3通过合页(未标号)固定在所述工作台81上，所述工作台81上设置有驱动气缸91，所述驱动气缸91具有固定在所述工作台81上的筒体911和设置在所述筒体911内且伸出筒体911的活塞杆912，所述活塞杆912 通过万向接头固定在所述导光板3的背面，以驱动所述导光板3相对工作台81 翻转且定位导光板31；所述工作台81具有形成有若干第二固定孔812的台面811。所述用于管类的三维测量设备还包括若干固定夹10，所述固定夹10卡持被测物并插入至所述传输带的第一固定孔或台面811的第二固定孔812中，从而将被测物固定在传输带或工作台81的台面811上。所述固定夹10为可弯折的透明柔性材料。所述固定夹10包括U型结构(如图9)和L型结构(如图8)。所述固定夹10包括用以卡持被测物的卡固部101和用以插入至所述第一固定孔或第二固定孔812内的插入端102，所述插入端102上形成有凸点103，所述插入端102位于所述卡固部101的末端。在此需要说明的是，L型结构的固定夹 10其中一个末端具有凸点103，另外一个末端为卡固部101的一部分，其用以插入至被测物端面开口内。

所述偏移装置82包括固定在旋转装置83上的固定平台821及位于所述固定平台821上的若干气缸822，所述工作台81位于所述固定平台821上方，所述气缸822驱动工作台81相对固定平台821偏转，每个所述气缸822包括固定在固定平台821上的缸体(未标号)和自所述缸体向外延伸形成的柱塞杆(未标号)，所述柱塞杆抵持并固定在工作台81的底面。所述气缸822的数量为四个，四个所述气缸822布置在所述工作台81的四个端角上。所述固定平台821 与工作台81之前设置有弹性件，所述弹性件包括中轴件823和侧边件824；所述中轴件823布置在所述固定平台821的中轴线上，所述中轴件823的一端固定在所述固定平台821上，另一端固定在所述工作台81的底面；所述侧边件824 布置在靠近工作台81的四个端角上，所述侧边件824的一端固定在所述固定平台821上，另一端固定在所述工作台81的底面。所述弹性件为弹簧。所述柱塞杆与工作台81通过万向接头连接。

所述固定平台821位于所述旋转装置83上，所述旋转装置83驱动所述固定平台821旋转，该旋转装置83为现有技术，不在此详细描述。所述前后平移装置84包括沿前后方向纵长延伸的底座841和设置在底座841上的滑块842，所述底座841上设置有与所述滑块842相适配且沿前后方向延伸的滑道(未图示)，所述滑块842在所述滑道内移动，所述旋转装置83设置在所述滑块842 上。

所述相机2为CCD相机，该相机2用来对被测物进行图像采集。所述相机 2的数量为10个，10个所述相机2呈环形布置。所述用于管类的三维测量设备还包括将所述相机2固定在所述框架1上的相机角度调节装置6，所述相机角度调节装置6包括用以固定相机2的相机固定件61、安装所述相机固定件61的连接件62及安装所述连接件62的安装件63，所述安装件63安装在所述测量设备的框架1上，所述相机固定件61可相对所述连接件62转动，所述连接件62可相对安装件63转动，所述安装件63可相对所述框架1转动，所述相机固定件 61相对所述连接件62的旋转中轴线与所述连接件62相对安装件63的旋转中轴线相交，所述连接件62相对安装件63的旋转中轴线与所述安装件63相对所述框架1的旋转中轴线相交。所述相机固定件61包括相机固定罩611和设置在相机固定罩611侧壁上的凸部612，该凸部612内形成有槽体(未图示)，相机2 固定在相机固定罩611上，相机2包括相机本体21和镜头22，相机本体21收容在相机固定罩611内，镜头22位于相机固定罩611的外部。所述连接件62 包括圆片状的连接板621和呈片状的连接片622，连接板621收纳在槽体内，所述连接片622垂直固定在连接板621的底面。所述安装件63包括对接片631和呈圆片状的安装板632，所述对接片631垂直固定在安装板632底面，对接片 631上设置有插槽633，所述对接片631包括相对设置的两片，两片对接片631 夹持形成该插槽633，连接片622插入在插槽633内。相机固定件61与连接件 62之间通过第一弧形槽641及与所述第一弧形槽641配合的第一滑块842(未图示)转动连接。所述第一弧形槽641开设在连接板621上，所述第一滑块842 设置在所述槽体内。为了固定连接件62与相机固定件61，连接板621与凸部 612之间通过紧固件(未图示)连接，本实施例中，该紧固件为螺钉，所述凸部612上设置有与所述螺钉配合的螺纹孔，所述连接板621上开设有通孔，该通孔的直径大于螺钉的螺杆直径，在具体使用的时候，当需要调节连接板621与凸部612之间的位置关系时，先将螺钉拧松以使连接板621可相对凸部612转动，当调节完成后，再将螺钉拧紧即可。第一弧形槽641为相对设置的两个，两个第一弧形槽641呈环抱状。所述连接件62与所述安装件63之间通过第二弧形槽642及与所述第二弧形槽642配的第二滑块842(未图示)转动连接，所述第二弧形槽642开设在所述对接片631上，第二滑块842设置在连接片622上，所述连接片622与对接片631通过紧固件(未图示)连接，本实施例中，该紧固件为螺钉，所述对接片631上设置有与所述螺钉配合的螺纹孔，所述连接片622上开设有通孔，该通孔的直径大于螺钉的螺杆直径，在具体使用的时候，当需要调节连接片622与对接片631之间的位置关系时，先将螺钉拧松以使连接片622可相对对接片631转动，当调节完成后，再将螺钉拧紧即可。所述安装件63与测量设备的框架1之间通过第三弧形槽643及与所述第三弧形槽643配的第三滑块842(未图示)转动连接。为了固定安装件63与测量设备的框架1，该安装件63的安装板632与框架1之间通过紧固件(未图示)连接，本实施例中，该紧固件为螺钉，所述框架上设置有与所述螺钉配合的螺纹孔，所述安装板632上开设有通孔，该通孔的直径大于螺钉的螺杆直径，在具体使用的时候，当需要调节安装板632与框架1之间的位置关系时，先将螺钉拧松以使安装板 632可相对框架1转动，当调节完成后，再将螺钉拧紧即可。所述第三弧形槽 643开设在所述安装板632上，所述第三滑块842设置在框架1上，所述第三弧形槽643为呈环抱状的两个。上述第一弧形槽641、第二弧形槽642和第三弧形槽643的弧形角度可以为钝角，且设定最大旋转角度值，从而可调节各个相机2 在各方向的角度达到最佳的视野范围。

所述LED光源为个白光LED光源，为了达到最佳的均匀光照效果可采用多块导光板3，导光板3具有匀光效果，将导光板3固定于设备框架1上并将多个 LED光源均匀布置于每块导光板3后侧，从而形成一个均匀的光照空间。

综上所述：上述用于管类的三维测量设备具有如下优点：

1、通过在左侧板13、右侧板14上均开设有侧开口17，从而便于操作人员操作，可从多方位放置被测物，另外，通此种设计，可以满足较长型被测物(如长弯管)的需求；又由于左侧板13、右侧板14上均开设有侧开口17，且又设置可移除的传送线4，该传送线4包括穿过两个侧开口17的传输带，从而可以实现流水线测量，有助于提高工作效率。

2、通过在传输带、台面811上设置若干固定孔(第一固定孔、第二固定孔 812)，并通过于固定孔适配的固定夹10将被测物固定在传输带、台面811，从而可以根据实际测量需求将被测物摆放成不同状态及角度，且还可以防止被测物因重力的原因在测量的时候晃动。

3、通过将检测台设置成工作台、偏移装置、旋转装置及前后平移装置的组合，使得该工作台实现于前后方向上的角度偏转、周向的旋转及前后移动，从而在测量的时候，可根据实际需要测量的角度及位置将检测台相对相机进行位置的改变，以达到最佳测量角度，提高测量精度。

5、该相机角度调节装置6通过将相机2固定在相机固定件61上，然后由连接件62、安装件63将该相机固定件61安装在测量设备的框架1上，并且相机固定件61相对连接件62的旋转中轴线与连接件62相对安装件63的旋转中轴线相交，连接件62相对安装件63的旋转中轴线与安装件63相对框架1的旋转中轴线相交，从而使得安装在该相机角度调节装置6上的相机2可实现相机2 在三个方向上进行旋转，进而实现多角度调节，使得调节范围广，且调节灵活，可适应不同的测量要求。

6、由于导光板3具有匀光效果，通过在后侧板12上设置导光板3，可以得到最佳的均匀光照效果，使得所获得的照片清楚。

7、通过在侧门19与左侧板13、右侧板14之间设置任意停支撑杆5，可以使侧门19开关至任意角度，方便、可靠。

8、通过将10个相机2呈环形布置，有助于提高所获取的图像的效果；又结合相机角度调节装置6，从而使每个相机2的中心对准同一点，进而可获得最佳图像。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种用于管类的三维测量设备，包括框架、设置在所述框架内的相机和LED光源，所述框架具有相对设置的前开口和后侧板、相对设置的左侧板和右侧板及连接后侧板、左侧板和右侧板的顶板，所述左侧板、右侧板上均开设有侧开口，所述用于管类的三维测量设备还包括可移除的传送线，其特征在于，

所述传送线包括穿过两个所述侧开口的传输带和支撑所述传输带的支撑架，所述传输带上设置有若干第一固定孔；所述支撑架包括用以安装所述传输带的辊轮、用以固定所述辊轮的支撑板和用以驱动所述辊轮的驱动件；

所述框架内设置有横梁，所述相机和LED光源安装在所述横梁上，所述相机、LED光源与横梁之间通过滑移组件连接；

所述用于管类的三维测量设备还包括检测台、设置在所述检测台上的导光板、及若干固定夹，所述检测台包括位于所述传输带的下方的工作台，所述导光板位于所述传输带的一侧，所述导光板通过合页固定在所述工作台上，所述工作台上设置有驱动气缸，所述驱动气缸具有固定在所述工作台上的筒体和设置在所述筒体内且伸出筒体的活塞杆，所述活塞杆通过万向接头固定在所述导光板上；

所述固定夹卡持被测物并插入至所述传输带的第一固定孔中。

2.如权利要求1所述的用于管类的三维测量设备，其特征在于，所述检测台还包括位于所述工作台下方的偏移装置、位于所述偏移装置下方的旋转装置及位于所述旋转装置下方的前后平移装置；

所述工作台具有形成有若干第二固定孔的台面，所述固定夹可插入所述第二固定孔以将被测物固定在所述台面上；

所述偏移装置包括固定在旋转装置上的固定平台及位于所述固定平台上的若干气缸，所述工作台位于所述固定平台上方，所述气缸驱动工作台相对固定平台偏转，每个所述气缸包括固定在固定平台上的缸体和自所述缸体向外延伸形成的柱塞杆，所述柱塞杆抵持并固定在工作台的底面；

所述固定平台位于所述旋转装置上，所述旋转装置驱动所述固定平台旋转；

所述前后平移装置包括沿前后方向纵长延伸的底座和设置在底座上的滑块，所述底座上设置有与所述滑块相适配且沿前后方向延伸的滑道，所述滑块在所述滑道内移动，所述旋转装置设置在所述滑块上。

3.如权利要求2所述的用于管类的三维测量设备，其特征在于，所述气缸的数量为四个，四个所述气缸布置在所述工作台的四个端角上。

4.如权利要求3所述的用于管类的三维测量设备，其特征在于，所述固定夹为可弯折的透明柔性材料。

5.如权利要求4所述的用于管类的三维测量设备，其特征在于，所述固定夹包括U型结构和L型结构。

6.如权利要求5所述的用于管类的三维测量设备，其特征在于，所述固定夹包括用以卡持被测物的卡固部和用以插入至所述第一固定孔或第二固定孔内的插入端，所述插入端上形成有凸点，所述插入端位于所述卡固部的末端。

7.如权利要求6所述的用于管类的三维测量设备，其特征在于，所述固定平台与工作台之前设置有弹性件，所述弹性件包括中轴件和侧边件；所述中轴件布置在所述固定平台的中轴线上，所述中轴件的一端固定在所述固定平台上，另一端固定在所述工作台的底面；所述侧边件布置在靠近工作台的四个端角上，所述侧边件的一端固定在所述固定平台上，另一端固定在所述工作台的底面。

8.如权利要求7所述的用于管类的三维测量设备，其特征在于，所述弹性件为弹簧。

9.如权利要求8所述的用于管类的三维测量设备，其特征在于，所述柱塞杆与工作台通过万向接头连接。

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