CN213067442U - 一种基于机器视觉的可调尺寸测量仪 - Google Patents

Abstract

一种基于机器视觉的可调尺寸测量仪，包括固定架、操作台、检测台、光源以及相机；所述检测台、光源以及相机设置于固定架；检测台的中间部位设置有通孔，在通孔处设置有载物板，载物板为透明材质；光源设置于检测台下方，与载物板对应设置；相机设置于载物板的正上方的相机固定板；操作台与光源以及相机电性连接；相机和检测台之间设置有标准平晶；所述相机的镜头处设置有远心同轴镜头，远心同轴镜头的侧面设置有He‑Ne激光器；通过在相机和载物板之间设置标准平晶，并且在载物板的四个角上设置微调节旋钮，在相机上设置He‑Ne激光器，实现相机的镜头和载物板之间的平行设置。

Description

一种基于机器视觉的可调尺寸测量仪

技术领域

本实用新型涉及尺寸测量装置，特别是涉及一种基于机器视觉的可调尺寸测量仪。

背景技术

目前，国内的高等院校对于一些特定的专业会设置机械加工实训课程，其中在实训过程中或者实训的末尾一般会对学生进行考核，有一类运用广泛的考核项目就是要求学生根据题目要求设计并制作机械加工件，通过测量机械加工件的尺寸规格，按准确值、公差等指标与标准件或者要求进行比较，进而对学生的作品进行打分。目前院校内仍旧采用游标卡尺、千分尺等传统测量工具进行手工检测，得到机械加工件的尺寸规格。

采用传统的测量工具存在如下几点缺陷：1、测量对象定位需耗时；2、单个测量对象测量部位越多，耗时越长；3、长时间测量会对测量人员造成眼部疲劳等各种负担；4、测量位置由测量人员判断，因此会导致测量结果因人而异；5、测量读数也存在人为误差；6、测量数据需要测量人员手动录入及统计，耗时长，效率低，容易出错。

另一方面当前机械加工实训课程的考核测试方法不具备如下功能：1、考试试题通过服务器智能获取，保证试题的随机性；2、考试过程需根据考生身份信息绑定该考生制作零件的尺寸测量结果，保证考试成绩准确；3、测量结果根据考试要求实时测评，不需要老师手动输入考试结果，提高效率且不易出错；4、针对高校机械加工课程特有的考试场景，只需要对同一零件进行正面、侧面测量，完成测量后将测量结果上传服务器，得到考试成绩，准确高效。

因此需要一种能够实现高效、智能化对学生制作的机械零件加工件进行检测、评分的装置和方法。

发明内容

本实用新型的目的是解决现有技术的不足，提供一种基于机器视觉的可调尺寸测量仪，结构简单，使用方便。

一种基于机器视觉的可调尺寸测量仪，包括固定架、操作台、检测台、光源以及相机；所述检测台、光源以及相机设置于固定架；检测台的中间部位设置有通孔，在通孔处设置有载物板，载物板为透明材质；光源设置于检测台下方，与载物板对应设置；相机设置于载物板的正上方的相机固定板；操作台与光源以及相机电性连接；相机和检测台之间设置有标准平晶；所述相机的镜头处设置有远心同轴镜头，远心同轴镜头的侧面设置有He-Ne激光器。

进一步的，所述标准平晶设置于滑轨调节装置，滑轨调节装置能够实现标准平晶的位置的调节。

进一步的，所述滑轨调节装置包括竖板和水平板；竖板穿过检测台；竖板靠近检测台的一面设置有两条相互平行的竖直轨道，水平板设置于竖板的竖直轨道上；水平板靠近检测台的一面设置有水平轨道，标准平晶设置于水平轨道上。

进一步的，所述竖板的顶端设置有相机支撑板，竖板的底部设置有光源支撑板；相机支撑板和光源支撑板相互平行且水平设置，相机支撑板、光源支撑板与竖板一体制成，在光源支撑板与竖板之间的夹角部位设置有支撑结构；相机支撑板与相机固定连接，光源支撑板与光源固定连接；相机支撑板还与相机固定板贴合，相机支撑板位于相机固定板的下表面。

进一步的，所述载物板和检测台之间设置有微调节旋钮。

进一步的，所述检测台上设置有支架，支架位于载物板上；支架的中间部位设置有凹槽。

进一步的，所述检测台和固定架之间设置有垂直高精度调节滑轨；垂直高精度调节滑轨位于检测台的四个角上。

进一步的，所述相机固定板和检测台之间设置有激光测距装置；激光测距装置包括激光测距传感器发射头和激光测距接收器；激光测距接收器设置于检测台的四个角上，激光测距传感器发射头设置于用于相机固定板下表面的四个角上，激光传感器发射头正对激光测距接收器设置。

进一步的，所述固定架整体呈直四棱柱形，固定架的内部中空，固定架设置在光学隔震台上方；光学隔震台底部的四个角上的设置有福马轮。

进一步的，所述检测台上还设置有透明棋盘格以及身份证阅读器；操作台设置于相机固定板的上方，操作台包括显示模块。

本实用新型的有益效果为：

通过在相机和载物板之间设置标准平晶，并且在载物板的四个角上设置微调节旋钮，在相机上设置He-Ne激光器，实现相机的镜头和载物板之间的平行设置；

通过在相机固定板和检测台之间设置激光测距装置，并且在检测台和固定架之间设置垂直高精度调节滑轨，保证相机固定板和检测台之间平行设置；

通过在检测台上设置透明棋盘格，校准相机的平场和计算图像放大率；

通过设置支架以及支架上的凹槽，保证待检测零件的正面朝上设置和侧面朝上设置时，采集的图像所处的高度相近，保证相机的图像放大率一致，减小对镜头精深的依赖，避免相机长距离抬升或者下降带来的系统误差，提高精度；

通过设置支架，保证待检测零件能够尽可能按照设定的标准进行摆放，得到待检测零件易于比较的正面图像和侧面图像；另一方面，通过设置不易滑动的透明支架，能够保证待检测零件在相机获取图像的过程中保持稳定。

附图说明

图1为本实用新型实施例一的整体结构图；

图2为本实用新型实施例一的正视图；

图3为本实用新型实施例一的主体部分示意图；

图4为本实用新型实施例一的主体部分的正视图；

图5为本实用新型实施例一的检测台示意图。

附图标识说明：固定架1、相机固定板11、光学隔震台12、操作台2、显示模块21、检测台3、激光测距装置31、载物板32、微调节旋钮33、支架34、垂直高精度调节滑轨35、透明棋盘格36、身份证阅读器37、光源4、相机5、远心同轴镜头51、He-Ne激光器52、滑轨调节装置6、竖板61、水平板62、相机支撑板63、光源支撑板64、标准平晶65。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

实施例一：

如图1所示，一种基于机器视觉的可调尺寸测量仪，包括操作台2、检测台3、光源4以及相机5。所述检测台3的中间部位设置有通孔，在通孔处设置有载物板32，载物板32为透明材质；光源4设置于载物板32下方，与载物板32对应设置；相机5设置于载物板32的正上方，相机5位于相机固定板11上；操作台2与光源4以及相机5电性连接，操作台2能够控制光源4以及相机5的动作。

如图2所示，所述检测台3、光源4以及相机5设置于固定架1上，固定架1整体呈直四棱柱形，并且内部中空，固定架设置在光学隔震台12上方，通过光学隔震台12降低重心，达到隔离外部震动的目的。光学隔震台12的底部的四个角上的设置有福马轮。

所述相机5的镜头处设置有远心同轴镜头51，所述远心同轴镜头51的侧面设置有He-Ne激光器52，目的是便于将相机5、标准平晶65和载物板32调节到设定状态。

如图3、4所示，所述相机5和检测台3之间设置有标准平晶65，标准平晶65设置于滑轨调节装置6上，标准平晶65的上表面和下表面之间保持设定的夹角，在本实施例中标准平晶65的下表面都设置有增强透射膜，保证透射光强充足。其中在载物板32的上表面设置有增强反射膜。滑轨调节装置6位于相机5和检测台3的侧面，滑轨调节装置6包括竖板61和水平板62。竖板61穿过检测台3；竖板61靠近检测台3的一面设置有两条相互平行的竖直轨道，水平板62设置于竖板61的竖直轨道上。水平板62靠近检测台3的一面设置有水平轨道，标准平晶65设置于水平轨道上，通过调节标准平晶65在水平轨道上的位置以及水平板62在竖直轨道上的位置实现对于标准平晶65的位置调节。通过获取透过标准平晶65的图像能够检测待检测零件的平整程度。竖板61的顶端设置有相机支撑板63，竖板61的底部设置有光源支撑板64，其中相机支撑板63和光源支撑板64相互平行且水平设置，相机支撑板63、光源支撑板64与竖板61一体制成，并且在光源支撑板64与竖板61之间的夹角部位设置有支撑结构。相机支撑板63与相机5固定连接，光源支撑板64与光源4固定连接。其中相机支撑板63还与相机固定板11贴合，相机支撑板63位于相机固定板11的下表面，相机固定板11也用于固定相机5，相机固定板11设置于固定架1。

所述检测台3上设置有支架34，支架34位于载物板32上，支架34采用透明的材料制成，用于固定待检测零件，避免待检测零件发生偏移。支架34整体呈直四棱柱形，支架34的中间部位设置有凹槽。支架34的顶部能够使待检测零件水平设置，进而使相机5获取待检测零件的正面图像；支架34的凹槽部位能够使待检测零件竖直设置，进而使相机5获取待检测零件的侧面图像。支架34的凹槽的深度由待检测零件的宽度和厚度的差值决定，通过设置支架以及支架上的凹槽，保证待检测零件的正面朝上设置和侧面朝上设置时，采集的图像所处的高度相近，保证相机的图像放大率一致。

所述检测台3设置于固定架1上，检测台3和固定架1之间设置有垂直高精度调节滑轨35，垂直高精度调节滑轨35位于检测台3的四个角上。通过调节垂直高精度调节滑轨35能够实现对于检测台3整体的高度和倾斜角度的调节。

所述相机固定板11和检测台3之间设置有激光测距装置31，通过激光测距装置31能够检测相机固定板11和检测台3之间的距离。激光测距装置31包括激光测距传感器发射头和激光测距接收器，其中激光测距接收器设置于检测台3的四个角上，激光测距传感器发射头设置于用于相机固定板11下表面的四个角上，其中激光传感器发射头正对激光测距接收器设置。

所述载物板32和检测台3之间设置有微调节旋钮33，通过调节微调节旋钮33能够实现对于载物板32的高度和倾斜角度的调节。

如图5所示，所述检测台3上还设置有透明棋盘格36，透明棋盘格36与载物板32相邻设置。通过透明棋盘格36能够实现对于相机5的准确调焦。检测台3上还设置有身份证阅读器37。

所述操作台2设置于相机固定板11的上方，操作台2包括显示模块21，能够显示检测的结果以及过程。

在实施的过程中通过激光测距装置31，对垂直高精度调节滑轨35进行调节，实现相机固定板11与检测台3之间的平行；通过He-Ne激光器52发射激光光束透过远心同轴镜头51，入射到标准平晶65的上表面，并从标准平晶65的下表面投射出，到达载物板32，其中在标准平晶65的下表面和载物板32的上表面形成明暗相间的干涉条纹，根据条纹样式，调节微调节旋钮33，实现标准平晶65下表面和载物板32之间的平行。完成调节后获取待检测零件的正面和侧面图像，将图像上传到操作台2，以完成对待检测零件的检测。

以上描述仅是本实用新型的一个具体实例，不构成对本实用新型的任何限制。显然对于本领域的专业人员来说，在了解了本实用新型内容和原理后，都可能在不背离本实用新型原理、结构的情况下，进行形式和细节上的各种修改和改变，但是这些基于本实用新型思想的修正和改变仍在本实用新型的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于机器视觉的可调尺寸测量仪，其特征在于，包括固定架、操作台、检测台、光源以及相机；所述检测台、光源以及相机设置于固定架；检测台的中间部位设置有通孔，在通孔处设置有载物板，载物板为透明材质；光源设置于检测台下方，与载物板对应设置；相机设置于载物板的正上方的相机固定板；操作台与光源以及相机电性连接；相机和检测台之间设置有标准平晶；相机的镜头处设置有远心同轴镜头，远心同轴镜头的侧面设置有He-Ne激光器。

2.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的可调尺寸测量仪，其特征在于，所述标准平晶设置于滑轨调节装置，滑轨调节装置能够实现标准平晶的位置的调节。

3.根据权利要求2所述的一种基于机器视觉的可调尺寸测量仪，其特征在于，所述滑轨调节装置包括竖板和水平板；竖板穿过检测台；竖板靠近检测台的一面设置有两条相互平行的竖直轨道，水平板设置于竖板的竖直轨道上；水平板靠近检测台的一面设置有水平轨道，标准平晶设置于水平轨道上。

4.根据权利要求3所述的一种基于机器视觉的可调尺寸测量仪，其特征在于，所述竖板的顶端设置有相机支撑板，竖板的底部设置有光源支撑板；相机支撑板和光源支撑板相互平行且水平设置，相机支撑板、光源支撑板与竖板一体制成，在光源支撑板与竖板之间的夹角部位设置有支撑结构；相机支撑板与相机固定连接，光源支撑板与光源固定连接；相机支撑板还与相机固定板贴合，相机支撑板位于相机固定板的下表面。

5.根据权利要求4所述的一种基于机器视觉的可调尺寸测量仪，其特征在于，所述载物板和检测台之间设置有微调节旋钮。

6.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的可调尺寸测量仪，其特征在于，所述检测台上设置有支架，支架位于载物板上；支架的中间部位设置有凹槽。

7.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的可调尺寸测量仪，其特征在于，所述检测台和固定架之间设置有垂直高精度调节滑轨；垂直高精度调节滑轨位于检测台的四个角上。

8.根据权利要求7所述的一种基于机器视觉的可调尺寸测量仪，其特征在于，所述相机固定板和检测台之间设置有激光测距装置；激光测距装置包括激光测距传感器发射头和激光测距接收器；激光测距接收器设置于检测台的四个角上，激光测距传感器发射头设置于用于相机固定板下表面的四个角上，激光传感器发射头正对激光测距接收器设置。

9.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的可调尺寸测量仪，其特征在于，所述固定架整体呈直四棱柱形，固定架的内部中空，固定架设置在光学隔震台上方；光学隔震台底部的四个角上的设置有福马轮。

10.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的可调尺寸测量仪，其特征在于，所述检测台上还设置有透明棋盘格以及身份证阅读器；操作台设置于相机固定板的上方，操作台包括显示模块。

Images