CN211926793U - 一种旋转式3d激光视觉传感器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种旋转式3D激光视觉传感器，涉及三维成像设备技术领域，包括传感器本体及支架，所述支架包括转轴一、底座一、转轴二及底座二，转轴一的上端与激光发射部连接，下端与电机一输出轴连接，电机一设置在底座一内，转轴二与转轴一垂直，且转轴二的一端与底座一的侧壁连接，另一端与电机二输出轴连接，所述电机二设置在底座二内，所述底座二与夹持件连接，所述夹持件与外部机械手连接用于带动视觉传感器整体伸入或退出工件，可以对流水线上的桶类工件进行内壁的扫描，实现三维形貌尺寸的确定或内壁缺陷的检测，相对传统扫描式结构，减少了系统复杂性，在扫描过程中无需移动桶类工件，可以快速完成三维成像和内壁缺陷检测。
Description
技术领域
本实用新型涉及三维成像设备技术领域，具体涉及一种旋转式3D激光视觉传感器。
背景技术
随着工业4.0及智能制造2025的提出，部分工厂开始向自动化、智能化转型。为实现对待测工件的准确识别、处理，通常需实现采集待测工件的三维形貌尺寸，通过后续对三维数据处理，以实现不同的操作需求。
针对三维数据获取，目前常用的方法有基于双目视觉、激光测距等方法。而在基于三角测距法的线激光测距方法中，通常需要配合流水线体(例如对流水线上的桶类工件做内壁缺陷检测)，移动待测工件或激光测距设备，实现对待测工件的扫描，导致设备整体尺寸较大，易受工作场地限制。
实用新型内容
针对现有技术中的缺陷，本实用新型提供一种旋转式3D激光视觉传感器，当流水线带动桶类工件运动到指定位置停止时，通过传感器在桶类工件内部的二自由度旋转来实现桶类工件内壁及底面成像从而完成缺陷检测工作。
一种旋转式3D激光视觉传感器，包括传感器本体及支架，所述传感器本体包括用于向待测区域发射线激光的激光发射部和用于拍摄待测区域内激光条纹图像的拍摄部，所述激光发射部与拍摄部刚性连接，所述支架包括转轴一、底座一、转轴二及底座二，所述转轴一的上端与激光发射部连接，下端与电机一输出轴连接，所述电机一设置在底座一内，所述转轴二与转轴一垂直，且转轴二的一端与底座一的侧壁连接，另一端与电机二输出轴连接，所述电机二设置在底座二内，所述底座二与夹持件连接，所述夹持件与外部机械手连接用于带动视觉传感器整体伸入或退出工件。
优选地，所述转轴一和底座一的轴线重合，为轴线a，所述轴线a与激光发射部发射出的线激光条纹共面垂直。
优选地，所述转轴二与底座二的轴线重合，为轴线b，所述轴线b与轴线a共面垂直。
优选地，所述电机一和电机二为步进电机或伺服电机。
优选地，所述电机一与底座一固定连接，且其旋转角度范围为0-360°。
优选地，所述电机二与底座二固定连接，且其旋转角度范围为0-360°。
优选地，所述激光发射部包括激光容纳壳体，所述激光容纳壳体内设有用于向待测区域发射线激光的线激光发射器。
优选地，所述拍摄部包括相机容纳壳体，所述相机容纳壳体内设有安装槽，所述安装槽用于安装工业相机，所述工业相机的镜头处设有滤光片，所述工业相机用于拍摄待测区域内的激光条纹图像。
本实用新型的有益效果体现在：
(1)本实用新型提供的旋转式3D激光视觉传感器采用线形的激光发射方式，配合转轴一和转轴二，可以对流水线上的桶类工件进行内壁的扫描，实现三维形貌尺寸的确定或内壁缺陷的检测，相对传统扫描式结构，减少了系统复杂性，在扫描过程中无需移动桶类工件，可以快速完成三维成像和内壁缺陷检测；
(2)本实用新型具有高集成的特点，促使整个视觉传感器尺寸较小，且便于安装，受场地约束程度小，在生产线上具有较高的利用和推广价值。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本实用新型实施例提供的旋转式3D激光视觉传感器的结构示意图；
图2为图1提供的旋转式3D激光视觉传感器的剖视图(夹持件示出)；
图3为图1提供的旋转式3D激光视觉传感器的俯视图；
附图中，1-传感器本体，2-支架，3-激光发射部，4-拍摄部，5-转轴一，6-底座一，7-转轴二，8-底座二，9-电机一，10-电机二，11-夹持件，12-激光容纳壳体，13-线激光发射器，14-相机容纳壳体，15-工业相机，16-安装槽，17-滤光片。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域技术人员所理解的通常意义。
实施例1
如图1-3所示，一种旋转式3D激光视觉传感器，包括传感器本体1及支架2，传感器本体1包括用于向待测区域发射线激光的激光发射部3和用于拍摄待测区域内激光条纹图像的拍摄部4，激光发射部3与拍摄部4刚性连接，支架2包括转轴一5、底座一6、转轴二7及底座二8，转轴一5的上端与激光发射部3连接，下端与电机一9输出轴连接，电机一9设置在底座一6内，转轴二7与转轴一5垂直，且转轴二7的一端与底座一6的侧壁连接，另一端与电机二10输出轴连接，电机二10设置在底座二8内，底座二8与夹持件11连接，夹持件11与外部机械手连接用于带动视觉传感器整体伸入或退出工件。
优选地，转轴一5和底座一6的轴线重合，为轴线a，轴线a与激光发射部3发射出的线激光条纹共面垂直，转轴二7与底座二8的轴线重合，为轴线b，轴线b与轴线a共面垂直。
优选地，电机一9和电机二10为步进电机或伺服电机；进一步地，电机一9与底座一6固定连接，且其旋转角度范围为0-360°，电机二10与底座二8固定连接，且其旋转角度范围为0-360°。
优选地，激光发射部3包括激光容纳壳体12，激光容纳壳体12内固定设有用于向待测区域发射线激光的线激光发射器13；拍摄部4包括相机容纳壳体14，相机容纳壳体14内设有安装槽16，安装槽16用于安装工业相机15，工业相机15可以通过螺栓固定于安装槽16内，工业相机15的镜头处设有滤光片17，优选为窄带滤光片17,且波长为650nm，工业相机15用于拍摄待测区域内的激光条纹图像，优选为彩色工业相机15。
工作原理：激光发射部3持续向待测区域发射线激光，拍摄部4中工业相机15视野覆盖待测区域内的激光条纹，通过计算待测区域内激光条纹在图像中的位置，根据激光三角测距法，即可得到激光条纹对应的三维信息；
流水线带动桶类工件运动到指定位置停止，机械手带动夹持件11夹持着本实用新型提供的视觉传感器整体伸入其中，底座一6中电机一9启动，带动转轴一5旋转，转轴一5旋转带动传感器本体1做整周旋转运动，以完成桶类工件内壁成像；随后电机一9停止，底座二8中电机二10启动，带动转轴二7旋转，转轴二7带动底座一6、转轴一5及传感器本体1旋转90°(顺时针/逆时针)，然后电机二10停止，再启动电机一9，电机一9带动转轴一5和传感器本体1再次做整周旋转运动，以完成桶类工件底面成像。
需要注意的是，夹持件11夹持的是底座二8，转轴一5或转轴二7转动时，并不会带动夹持件11和机械手发生转动，即视觉传感器伸入工件后，不管是侧壁扫描还是底部扫描时，夹持件11和机械手都是保持不动的，完成检测后，机械手带动夹持件11连通整个视觉传感器移除工件，待下一个工件到位时，重复上述步骤。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。
Claims (8)
1.一种旋转式3D激光视觉传感器，包括传感器本体(1)及支架(2)，所述传感器本体(1)包括用于向待测区域发射线激光的激光发射部(3)和用于拍摄待测区域内激光条纹图像的拍摄部(4)，所述激光发射部(3)与拍摄部(4)刚性连接，其特征在于：所述支架(2)包括转轴一(5)、底座一(6)、转轴二(7)及底座二(8)，所述转轴一(5)的上端与激光发射部(3)连接，下端与电机一(9)输出轴连接，所述电机一(9)设置在底座一(6)内，所述转轴二(7)与转轴一(5)垂直，且转轴二(7)的一端与底座一(6)的侧壁连接，另一端与电机二(10)输出轴连接，所述电机二(10)设置在底座二(8)内，所述底座二(8)与夹持件(11)连接，所述夹持件(11)与外部机械手连接用于带动视觉传感器整体伸入或退出工件。
2.根据权利要求1所述的一种旋转式3D激光视觉传感器，其特征在于：所述转轴一(5)和底座一(6)的轴线重合，为轴线a，所述轴线a与激光发射部(3)发射出的线激光条纹共面垂直。
3.根据权利要求2所述的一种旋转式3D激光视觉传感器，其特征在于：所述转轴二(7)与底座二(8)的轴线重合，为轴线b，所述轴线b与轴线a共面垂直。
4.根据权利要求1所述的一种旋转式3D激光视觉传感器，其特征在于：所述电机一(9)和电机二(10)为步进电机或伺服电机。
5.根据权利要求4所述的一种旋转式3D激光视觉传感器，其特征在于：所述电机一(9)与底座一(6)固定连接，且其旋转角度范围为0-360°。
6.根据权利要求4所述的一种旋转式3D激光视觉传感器，其特征在于：所述电机二(10)与底座二(8)固定连接，且其旋转角度范围为0-360°。
7.根据权利要求1所述的一种旋转式3D激光视觉传感器，其特征在于：所述激光发射部(3)包括激光容纳壳体(12)，所述激光容纳壳体(12)内设有用于向待测区域发射线激光的线激光发射器(13)。
8.根据权利要求7所述的一种旋转式3D激光视觉传感器，其特征在于：所述拍摄部(4)包括相机容纳壳体(14)，所述相机容纳壳体(14)内设有安装槽(16)，所述安装槽(16)用于安装工业相机(15)，所述工业相机(15)的镜头处设有滤光片(17)，所述工业相机(15)用于拍摄待测区域内的激光条纹图像。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202021079314.2U CN211926793U (zh) | 2020-06-11 | 2020-06-11 | 一种旋转式3d激光视觉传感器 |
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| CN202021079314.2U CN211926793U (zh) | 2020-06-11 | 2020-06-11 | 一种旋转式3d激光视觉传感器 |
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| CN202021079314.2U Active CN211926793U (zh) | 2020-06-11 | 2020-06-11 | 一种旋转式3d激光视觉传感器 |
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|---|---|
| CN (1) | CN211926793U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11099158B2 (en) * | 2018-05-11 | 2021-08-24 | Gauss Design Inc | Three dimensional detection device, surface detection method and production line apparatus using the same |
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2020
- 2020-06-11 CN CN202021079314.2U patent/CN211926793U/zh active Active
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