CN210513042U - 一种基于线激光的汽车表面轮廓检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于线激光的汽车表面轮廓检测装置，要解决的是现有汽车表面检测中存在的问题。本产品包括激光检测仪、水平位移装置、水平导轨、竖直位移装置、支架和万向轮，所述万向轮安装在支架底部，激光检测仪的底部通过第一转动副与水平位移装置相连，可调整激光检测仪的倾角，水平位移装置滑动安装在水平导轨上，水平位移装置可沿水平导轨进行左右移动，水平导轨固定在竖直位移装置上，竖直位移装置滑动安装在支架上。本产品设计合理，安装简单，制作成本低，且便于移动，可在待检测车不移动的情况下对车身各处表面进行扫描检测；本产品可自动进行局部或较大范围的激光扫描，减少人工成本，使用效果好。

Description

一种基于线激光的汽车表面轮廓检测装置

技术领域

本实用新型涉及汽车部件外形质量检测领域，具体是一种基于线激光的汽车表面轮廓检测装置。

背景技术

随着社会经济发展和人们生活水平的提高，越来越多的家庭拥有了自己的汽车，消费者对汽车的表面质量也有了更高要求。消费者要保证汽车具有合格的外形，没有表面缺陷，在生产过程中对车门等车身覆盖件以及车灯的表面轮廓检测显得极为重要。

传统的汽车车身检测多使用大型的固定式检测仪器对整车表面进行扫描检测，制造成本高且不便移动。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的在于提供一种基于线激光的汽车表面轮廓检测装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型实施例提供如下技术方案：

一种基于线激光的汽车表面轮廓检测装置，包括激光检测仪、水平位移装置、水平导轨、竖直位移装置、支架和万向轮，所述万向轮安装在支架底部，激光检测仪的底部通过第一转动副与水平位移装置相连，可调整激光检测仪的倾角，水平位移装置滑动安装在水平导轨上，水平位移装置可沿水平导轨进行左右移动，水平导轨固定在竖直位移装置上，竖直位移装置滑动安装在支架上。

作为本实用新型实施例进一步的方案：激光检测仪包括竖直放置的线激光发射器以及布置在其两侧的两个摄像头，线激光发射器上固定有安装架并且安装架上设置有第一卡槽，摄像头上下两端设置有凸台，凸台直径与第一卡槽的宽度一致，摄像头通过第一卡槽安装在线激光发射器上，其位置可以在第一卡槽上进行调整。通过两个摄像头进行图像获取；对摄像头进行标定来确立三维场景中对象点在左右摄像头图像平面上的坐标位置和与其世界空间坐标之间的映射关系；提取三维点的特征以进行图像匹配，使三维空间中一点与在左右摄像头的成像面上的像点对应；进行被测对象表面点的三维重建，计算机通过摄像头成像相关公式进行各三维坐标点的坐标计算。

作为本实用新型实施例进一步的方案：水平位移装置包括第一电机和第一控制器，第一电机的输出装与滚轮的轮心相连，滚轮滑动安装在水平导轨上，第一控制器与第一电机电连接，第一控制器可以控制第一电机的转速及旋转方向，带动滚轮正转反转从而在水平导轨上进行左右移动。

作为本实用新型实施例进一步的方案：水平导轨的顶部开有第一滑槽，滚轮滑动安装在第一滑槽中，水平导轨的两侧均开有第二卡槽，水平位移装置的底部还安装有滑块，滑块滑动安装在第二卡槽中。

作为本实用新型实施例进一步的方案：竖直位移装置包括第二电机和第二控制器，第二电机的输出端与第一皮带轮相连，第一皮带轮通过传动皮带与第二皮带轮相连，可以向第二皮带轮输送动力，第二皮带轮通过转轴与第三皮带轮相连并且第三皮带轮上缠绕有多圈收放皮带，第三皮带轮跟随转轴转动，第二控制器与第二电机电连接，第二控制器控制第二电机的转速和转向，收放皮带与之间相连。

作为本实用新型实施例进一步的方案：支架包括顶部横杆、竖直杆、纵杆和底部横杆，顶部横杆、竖直杆、纵杆和底部横杆的侧面均开有第二滑槽，竖直杆的第二滑槽与安装在竖直位移装置左右两侧的滑块形成竖直方向的滑动副。

作为本实用新型实施例进一步的方案：顶部横杆、竖直杆、纵杆和底部横杆之间通过三角撑固定，连接牢固性好。

作为本实用新型实施例进一步的方案：水平导轨包括通过带有锁死机构的第二转动副相连的左导轨、中间导轨和右导轨，中间导轨为空心结构并且中间导轨的前表面和后表面均开有凹槽，中间导轨的底部通过连接板固定在竖直位移装置上，非工作状态下可向下折叠左导轨和右导轨，以节省横向空间，便于放置。

与现有技术相比，本实用新型实施例的有益效果是：

本产品设计合理，安装简单，制作成本低，且便于移动，可在待检测车不移动的情况下对车身各处表面进行扫描检测；

本产品可自动进行局部或较大范围的激光扫描，减少人工成本，使用效果好。

附图说明

图1为基于线激光的汽车表面轮廓检测装置的结构示意图。

图2为基于线激光的汽车表面轮廓检测装置中激光检测仪、水平导轨和水平位移装置的结构示意图。

图3为基于线激光的汽车表面轮廓检测装置中竖直位移装置的内部结构示意图。

图4为基于线激光的汽车表面轮廓检测装置中激光检测仪的工作原理图。

其中：1-激光检测仪，1-1-线激光发射器，1-2-摄像头，1-3-安装架，1-4-第一卡槽，1-5-凸台，2-水平位移装置，2-1-第一电机，2-2-滚轮，2-3-第一控制器，2-4-滑块，3-水平导轨，3-1-第一滑槽，3-2-第二卡槽，3-3-中间导轨，3-4-左导轨，3-5-右导轨，3-6-第二转动副，3-7-凹槽，4-竖直位移装置，4-1-第二电机，4-2-第一皮带轮，4-3-第二皮带轮，4-4-第三皮带轮，4-5-传动皮带，4-6-转轴，4-7-第二控制器，4-8-紧固件，4-9-收放皮带，5-支架，5-1-顶部横杆，5-2-竖直杆，5-3-纵杆，5-4-底部横杆，5-5-挂环，5-6-三角撑，5-7-第二滑槽，6-万向轮，7-第一转动副，8-连接板。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

实施例1

一种基于线激光的汽车表面轮廓检测装置，包括激光检测仪1、水平位移装置2、水平导轨3、竖直位移装置4、支架5和万向轮6，所述万向轮6安装在支架5底部，激光检测仪1的底部通过第一转动副7与水平位移装置2相连，可调整激光检测仪的倾角，水平位移装置2滑动安装在水平导轨3上，水平位移装置2可沿水平导轨3进行左右移动，水平导轨3固定在竖直位移装置4上，竖直位移装置4滑动安装在支架5上，通过各个部件的配合，可以实现在水平导轨3和支架5上进行移动，使用效果好。

[1]为了保证使用效果，激光检测仪1包括竖直放置的线激光发射器1-1以及布置在其两侧的两个摄像头1-2，线激光发射器1-1上固定有安装架1-3并且安装架1-3上设置有第一卡槽1-4，摄像头1-2上下两端设置有凸台1-5，凸台1-5直径与第一卡槽1-4的宽度一致，摄像头1-2通过第一卡槽1-4安装在线激光发射器1-1上，其位置可以在第一卡槽1-4上进行调整。通过两个摄像头1-2进行图像获取；对摄像头1-2进行标定来确立三维场景中对象点在左右摄像头1-2图像平面上的坐标位置和与其世界空间坐标之间的映射关系；提取三维点的特征以进行图像匹配，使三维空间中一点与在左右摄像头1-2的成像面上的像点对应；进行被测对象表面点的三维重建，计算机通过摄像头1-2成像相关公式进行各三维坐标点的坐标计算，计算方法为：用C1与C2两个摄像头1-2同时观察A点，点A三维坐标为(X,Y,Z)，点A在左右摄像头1-2的成像分别为a1与a2，其平面上坐标分别为(u1,v1),(u2,v2)；空间点A由和两条射线的交点所确定。假设左摄像头1-2的内外参数为Ml、Rl、t1，右摄像头1-2的内外参数为M2、R2、t2。

左摄像头1-2的共线方程为:

右摄像头1-2的共线方程为:

联立上面两式得到关于被测点P的三维坐标X、Y、Z的四个线性方程如下:

通过计算机求解上述方程以进行各三维坐标点的坐标计算，实现被测对象表面点的三维重建。

进一步的，水平位移装置2包括第一电机2-1和第一控制器2-3，第一电机2-1的输出装与滚轮2-2的轮心相连，滚轮2-2滑动安装在水平导轨3上，第一控制器2-3与第一电机2-1电连接，第一控制器2-3可以控制第一电机2-1的转速及旋转方向，带动滚轮2-2正转反转从而在水平导轨3上进行左右移动。

进一步的，水平导轨3的顶部开有第一滑槽3-1，滚轮2-2滑动安装在第一滑槽3-1中，水平导轨3的两侧均开有第二卡槽3-2，水平位移装置2的底部还安装有滑块2-4，滑块2-4滑动安装在第二卡槽3-2中。

进一步的，水平导轨3包括通过带有锁死机构的第二转动副3-6相连的左导轨3-4、中间导轨3-3和右导轨3-5，中间导轨3-3为空心结构并且中间导轨3-3的前表面和后表面均开有凹槽3-7，中间导轨3-3的底部通过紧固件4-8和连接板8的配合固定在竖直位移装置4上，非工作状态下可向下折叠左导轨3-4和右导轨3-5，以节省横向空间，便于放置。

实施例2

一种基于线激光的汽车表面轮廓检测装置，包括激光检测仪1、水平位移装置2、水平导轨3、竖直位移装置4、支架5和万向轮6，所述万向轮6安装在支架5底部，激光检测仪1的底部通过第一转动副7与水平位移装置2相连，可调整激光检测仪的倾角，水平位移装置2滑动安装在水平导轨3上，水平位移装置2可沿水平导轨3进行左右移动，水平导轨3固定在竖直位移装置4上，竖直位移装置4滑动安装在支架5上，通过各个部件的配合，可以实现在水平导轨3和支架5上进行移动，使用效果好。

为了保证使用效果，竖直位移装置4包括第二电机4-1和第二控制器4-7，第二电机4-1的输出端与第一皮带轮4-2相连，第一皮带轮4-2通过传动皮带4-5与第二皮带轮4-3相连，可以向第二皮带轮4-3输送动力，第二皮带轮4-3通过转轴4-6与第三皮带轮4-4相连并且第三皮带轮4-4上缠绕有多圈收放皮带4-9，第三皮带轮4-4跟随转轴4-6转动，第二控制器4-7与第二电机4-1电连接，第二控制器4-7控制第二电机4-1的转速和转向，收放皮带4-9另一端与支架5中的顶部横杆5-2下方安装的挂环5-5相连。

进一步的，支架5包括顶部横杆5-1、竖直杆5-2、纵杆5-3和底部横杆5-4，顶部横杆5-1、竖直杆5-2、纵杆5-3和底部横杆5-4的侧面均开有第二滑槽5-7，竖直杆5-2的第二滑槽5-7与安装在竖直位移装置4左右两侧的滑块形成竖直方向的滑动副。

进一步的，顶部横杆5-1、竖直杆5-2、纵杆5-3和底部横杆5-4之间通过三角撑5-6固定，连接牢固性好。

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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种基于线激光的汽车表面轮廓检测装置，包括激光检测仪（1）、水平位移装置（2）、水平导轨（3）、竖直位移装置（4）、支架（5）和万向轮（6），所述万向轮（6）安装在支架（5）底部，其特征在于，激光检测仪（1）的底部通过第一转动副（7）与水平位移装置（2）相连，水平位移装置（2）滑动安装在水平导轨（3）上，水平导轨（3）固定在竖直位移装置（4）上，竖直位移装置（4）滑动安装在支架（5）上。

2.根据权利要求1所述的基于线激光的汽车表面轮廓检测装置，其特征在于，所述激光检测仪（1）包括竖直放置的线激光发射器（1-1）以及布置在其两侧的两个摄像头（1-2），线激光发射器（1-1）上固定有安装架（1-3）并且安装架（1-3）上设置有第一卡槽（1-4），摄像头（1-2）上下两端设置有凸台（1-5），凸台（1-5）直径与第一卡槽（1-4）的宽度一致，摄像头（1-2）通过第一卡槽（1-4）安装在线激光发射器（1-1）上。

3.根据权利要求1所述的基于线激光的汽车表面轮廓检测装置，其特征在于，所述水平位移装置（2）包括第一电机（2-1）和第一控制器（2-3），第一电机（2-1）的输出装与滚轮（2-2）的轮心相连，滚轮（2-2）滑动安装在水平导轨（3）上，第一控制器（2-3）与第一电机（2-1）电连接。

4.根据权利要求3所述的基于线激光的汽车表面轮廓检测装置，其特征在于，所述水平导轨（3）的顶部开有第一滑槽（3-1），滚轮（2-2）滑动安装在第一滑槽（3-1）中，水平导轨（3）的两侧均开有第二卡槽（3-2），水平位移装置（2）的底部还安装有滑块（2-4），滑块（2-4）滑动安装在第二卡槽（3-2）中。

5.根据权利要求1所述的基于线激光的汽车表面轮廓检测装置，其特征在于，所述竖直位移装置（4）包括第二电机（4-1）和第二控制器（4-7），第二电机（4-1）的输出端与第一皮带轮（4-2）相连，第一皮带轮（4-2）通过传动皮带（4-5）与第二皮带轮（4-3）相连，第二皮带轮（4-3）通过转轴（4-6）与第三皮带轮（4-4）相连并且第三皮带轮（4-4）上缠绕有多圈收放皮带（4-9），第二控制器（4-7）与第二电机（4-1）电连接。

6.根据权利要求1所述的基于线激光的汽车表面轮廓检测装置，其特征在于，所述水平导轨（3）包括左导轨（3-4）、中间导轨（3-3）和右导轨（3-5），中间导轨（3-3）为空心结构并且中间导轨（3-3）的前表面和后表面均开有凹槽（3-7），中间导轨（3-3）的底部通过连接板（8）固定在竖直位移装置（4）上。

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