CN213481246U - 一种扫描设备、自动测孔系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种扫描设备、自动测孔系统，所述扫描设备包括：面阵三维相机、刚性外骨架、法兰，其中，面阵三维相机置于刚性外骨架内部，并与刚性外骨架刚性连接；刚性外骨架的外表面设有多个标志点，用于与跟踪设备配合以获取面阵三维相机扫描时的位置和姿态；法兰通过刚性外骨架的骨架间隙与面阵三维相机刚性连接。本实用新型提供的扫描设备和测孔系统利用面阵三维相机、刚性外骨架、法兰之间的刚性连接结构，能在生产流水线上自动、高效地对生产的零部件孔参数进行测量。

Description

一种扫描设备、自动测孔系统

技术领域

本实用新型涉及零件测量技术领域，尤其涉及一种扫描设备、自动测孔系统。

背景技术

随着“工业4.0”概念的提出，智能制造成为众多大中小企业发展转型的一个目标，智能生产是智能制造的重要一环，质检是检验产品是否合格的过程，在智能生产中起着关键的作用。在加工制造业技术的发展进程中，零部件生产自动化水平和效率越来越高，因而对产品质量检测的效率和自动化水平提出了更高的要求。

孔参数是很多智能生产中产品质量检测的重要内容，现有测孔方法多借助三坐标，游标卡尺等人工测量的方法，效率低，且需要耗费大量的人力，对作业环境要求较高，难以满足高效率生产需求。综上，如何在生产流水线上进行自动高效地测孔是亟待解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，有必要提供一种扫描设备、自动测孔系统，用以解决现有技术中如何在生产流水线上进行自动高效地测孔的问题。

本实用新型提供一种扫描设备，包括：面阵三维相机、刚性外骨架、法兰，其中，所述面阵三维相机置于所述刚性外骨架内部，并与所述刚性外骨架刚性连接；所述刚性外骨架的外表面设有多个标志点，用于与跟踪设备配合以获取所述面阵三维相机扫描时的位置和姿态；所述法兰通过所述刚性外骨架的骨架间隙与所述面阵三维相机刚性连接。

进一步地，所述刚性外骨架为球状骨架，所述球状骨架包括多个相互连接的三角骨架。

进一步地，所述多个标志点分别设置于所述三角骨架的顶点处。

进一步地，所述面阵三维相机置于所述球状骨架内部的中心处。

本实用新型还提供一种自动测孔系统，包括如上所述的扫描设备、跟踪设备、机械臂以及表面设有固定零件装置的载物台，其中，所述扫描设备通过法兰与所述机械臂的末端固定连接，且所述机械臂设置于距离所述载物台的第一预设范围处，适于使所述扫描设备固定于所述固定零件装置的上方；所述跟踪设备设置于距离所述载物台的第二预设范围处，适于使所述跟踪设备实时测量刚性外骨架上标志点的坐标。

进一步地，所述跟踪设备包括三角支架、设于所述三角支架顶端的固定件、双目相机，所述三角支架通过所述固定件与所述双目相机固定连接。

进一步地，所述双目相机的左视相机和右视相机分别平行固定于所述固定件的两侧。

进一步地，所述固定零件装置包括磁铁和/或吸盘和/或夹具。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果包括：在本实用新型提供的扫描设备中，通过将面阵三维相机置于刚性外骨架内部，并与刚性外骨架刚性连接，以此使面阵三维相机得到良好的固定效果，且扫描面积不会被遮挡；同时，利用刚性外骨架的外表面设有多个标志点的结构特征，保证与跟踪设备配合以获取面阵三维相机扫描时的位置和姿态，从而达到扫描测量的效果；通过设置法兰穿过刚性外骨架的骨架间隙与面阵三维相机刚性连接的结构特征，使整个扫描设备能够通过法兰固定在某个器件上，保持固定姿态，避免晃动，适应于不同场合的扫描测量的要求。在本实用新型提供的自动测孔系统中，利用扫描设备通过法兰与机械臂的末端固定连接的结构特征，使三维相机设备能随着机械臂进行有效的移动，且在移动过程中不晃动，保证扫描的效果；同时，利用机械臂使扫描设备固定于固定零件装置的上方，以此保证扫描设备的扫描范围覆盖载物台的固定零件装置，一般而言，固定零件装置都用于放置零件，因而其能有效覆盖扫描零件，从而进行高效快捷的测孔；利用跟踪设备与载物台的第二预设范围，使跟踪设备实时测量刚性外骨架上标志点的坐标，保证跟踪设备跟踪范围覆盖扫描设备的扫描区域。综上，本实用新型利用刚性外骨架、法兰、面阵三维相机之间的刚性连接结构，构成扫描设备，使其达到良好的固定效果和扫描效果，在扫描过程中保持固定姿态，避免晃动，能固定于机械臂，满足载物台上的零件的扫描需求，进行快速准确的扫描，达到自动高效地测孔效果。

附图说明

图1为本实用新型提供的扫描设备的结构示意图；

图2为本实用新型提供的自动测孔系统的结构示意图；

图3为本实用新型提供的机械臂的结构示意图；

图4为本实用新型提供的跟踪设备的结构示意图；

图5为本实用新型的载物台的结构示意图。

附图标记说明：

1-扫描设备，101-面阵三维相机，102-刚性外骨架，1021-标志点，103-法兰，2-跟踪设备，201-左视相机，202-右视相机，203-固定件，204-三角支架，3-机械臂，4-载物台，401-固定零件装置，5-待测零件，501-待测零件的零件孔。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本实用新型的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本实用新型的实施例一起用于阐释本实用新型的原理，并非用于限定本实用新型的范围。

实施例1

本实用新型实施例提供了一种扫描设备1，结合图1来看，图1为本实用新型提供的扫描设备1的结构示意图，上述扫描设备11包括面阵三维相机101、刚性外骨架102、法兰103，其中，面阵三维相机101置于刚性外骨架102内部，并与刚性外骨架102刚性连接；刚性外骨架102的外表面设有多个标志点1021，用于与跟踪设备2配合以获取面阵三维相机101扫描时的位置和姿态；法兰103通过刚性外骨架102的骨架间隙与面阵三维相机101刚性连接。

在本实用新型实施例中，通过将面阵三维相机101置于刚性外骨架102内部，并与刚性外骨架102刚性连接，以此使面阵三维相机101得到良好的固定效果，且扫描面积不会被遮挡；同时，利用刚性外骨架102的外表面设有多个标志点1021的结构特征，保证与跟踪设备2配合以获取面阵三维相机101扫描时的位置和姿态，从而达到扫描测量的效果；通过设置法兰103穿过刚性外骨架102的骨架间隙与面阵三维相机101刚性连接的结构特征，使整个扫描设备1能够通过法兰103固定在某个器件上，保持固定姿态，避免晃动，适应于不同场合的扫描测量的要求。

优选地，刚性外骨架102为球状骨架，球状骨架包括多个相互连接的三角骨架。由此，本实用新型通过设置球状骨架，有效固定面阵三维相机101，且并不会对面阵三维相机101产生遮挡，同时上面设置有多个标志点1021，保证确定面阵三维相机101的扫描位置和扫描姿态。

优选地，多个标志点1021分别设置于三角骨架的顶点处。由此，将多个标志点1021分别设置于顶点处，方便与跟踪设备2的配合使用，保证跟踪设备2能有效跟踪到不同的标志点1021，获取不同的位置和姿态信息。

优选地，面阵三维相机101置于球状骨架内部的中心处。由此，在保证进行有效的固定作用的同时，保证跟踪设备2能均匀地跟踪到不同的位置和姿态信息，达到准确的扫描效果。

实施例2

本实用新型实施例提供了一种自动测孔系统，结合图2来看，图2为本实用新型提供的自动测孔系统的结构示意图，其中，上述自动测孔系统包括如上的扫描设备1、跟踪设备2、机械臂3以及表面设有固定零件装置401的载物台4，其中，扫描设备1通过法兰103与机械臂3的末端固定连接，且机械臂3设置于距离载物台4的第一预设范围处，适于使扫描设备1固定于固定零件装置401的上方；跟踪设备2设置于距离载物台4的第二预设范围处，适于使跟踪设备2实时测量刚性外骨架102上标志点1021的坐标。

在本实用新型实施例中，利用扫描设备通过法兰与机械臂的末端固定连接的结构特征，使三维相机设备能随着机械臂进行有效的移动，且在移动过程中不晃动，保证扫描的效果；同时，利用机械臂使扫描设备固定于固定零件装置的上方，以此保证扫描设备的扫描范围覆盖载物台的固定零件装置，一般而言，固定零件装置都用于放置零件，因而其能有效覆盖扫描零件，从而进行高效快捷的测孔；利用跟踪设备与载物台的第二预设范围，使跟踪设备实时测量刚性外骨架上标志点的坐标，保证跟踪设备跟踪范围覆盖扫描设备的扫描区域。

需要说明的是，结合图3来看，图3为本实用新型提供的机械臂3的结构示意图，该机械臂3有多个轴和自由度，工作时，带有刚性外骨架102的面阵三维相机101通过法兰103固定到机器人机械臂3末端，由机器人把面阵三维相机101移动到设定的路点采集孔所在位置点云数据。

优选地，结合图4来看，图4为本实用新型提供的跟踪设备2的结构示意图，跟踪设备2包括固定件204、设于固定件204顶端的固定件203、双目相机，固定件204通过固定件203与双目相机固定连接。由此，使跟踪设备2的双目相机得到良好的固定效果，不仅能覆盖扫描设备1的扫描区域，同时能准确跟踪刚性外骨架102上的多个标志点1021，保证进行准确的跟踪。

优选地，双目相机的左视相机201和右视相机202分别平行固定于固定件203的两侧。由此，将双目相机平行设置，保证获取有效的深度信息。需要说明的是，本实用新型的双目相机用于在工作过程中实时测量外骨架上标志点1021的空间坐标，计算3D面阵相机的实时位置和姿态；下面是一个固定件204，用于架设跟踪设备2，并保证工作过程中跟踪设备2固定不动。其中，可以理解的是，跟踪设备2并不限于双目，也可以是单目或多目。

优选地，结合图5来看，图5为本实用新型的载物台4的结构示意图，固定零件装置401包括磁铁和/或吸盘和/或夹具。由此，利用固定零件装置401对待测零件5有效地固定在载物台4上，便于扫描设备1的扫描测量，进一步提高了测孔的准确性。需要说明的是载物台4的作用是在测孔的过程中，将待测零件5按照设定的位置固定，使其位置不发生变化，方便测量待测零件的零件孔501，其中，固定零件装置401根据应用场景可以选择磁铁，吸盘，夹具等。

本实用新型公开了一种扫描设备、自动测孔系统，在本实用新型提供的扫描设备中，通过将面阵三维相机置于刚性外骨架内部，并与刚性外骨架刚性连接，以此使面阵三维相机得到良好的固定效果，且扫描面积不会被遮挡；同时，利用刚性外骨架的外表面设有多个标志点的结构特征，保证与跟踪设备配合以获取面阵三维相机扫描时的位置和姿态，从而达到扫描测量的效果；通过设置法兰穿过刚性外骨架的骨架间隙与面阵三维相机刚性连接的结构特征，使整个扫描设备能够通过法兰固定在某个器件上，保持固定姿态，避免晃动，适应于不同场合的扫描测量的要求。在本实用新型提供的自动测孔系统中，利用扫描设备通过法兰与机械臂的末端固定连接的结构特征，使三维相机设备能随着机械臂进行有效的移动，且在移动过程中不晃动，保证扫描的效果；同时，利用机械臂使扫描设备固定于固定零件装置的上方，以此保证扫描设备的扫描范围覆盖载物台的固定零件装置，一般而言，固定零件装置都用于放置零件，因而其能有效覆盖扫描零件，从而进行高效快捷的测孔；利用跟踪设备与载物台的第二预设范围，使跟踪设备实时测量刚性外骨架上标志点的坐标，保证跟踪设备跟踪范围覆盖扫描设备的扫描区域。

本实用新型技术方案，利用刚性外骨架、法兰、面阵三维相机之间的刚性连接结构，构成扫描设备，使其达到良好的固定效果和扫描效果，在扫描过程中保持固定姿态，避免晃动，能固定于机械臂，满足载物台上的零件的扫描需求，进行快速准确的扫描，达到自动高效地测孔效果，能在生产流水线上自动、高效地对生产的零部件孔参数进行测量。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种扫描设备，其特征在于，包括：面阵三维相机、刚性外骨架、法兰，其中，所述面阵三维相机置于所述刚性外骨架内部，并与所述刚性外骨架刚性连接；所述刚性外骨架的外表面设有多个标志点，用于与跟踪设备配合以获取所述面阵三维相机扫描时的位置和姿态；所述法兰通过所述刚性外骨架的骨架间隙与所述面阵三维相机刚性连接。

2.根据权利要求1所述的扫描设备，其特征在于，所述刚性外骨架为球状骨架，所述球状骨架包括多个相互连接的三角骨架。

3.根据权利要求2所述的扫描设备，其特征在于，所述多个标志点分别设置于所述三角骨架的顶点处。

4.根据权利要求2所述的扫描设备，其特征在于，所述面阵三维相机置于所述球状骨架内部的中心处。

5.一种自动测孔系统，其特征在于，包括如权利要求1-4任一项所述的扫描设备、跟踪设备、机械臂以及表面设有固定零件装置的载物台，其中，所述扫描设备通过法兰与所述机械臂的末端固定连接，且所述机械臂设置于距离所述载物台的第一预设范围处，适于使所述扫描设备固定于所述固定零件装置的上方；所述跟踪设备设置于距离所述载物台的第二预设范围处，适于使所述跟踪设备实时测量刚性外骨架上标志点的坐标。

6.根据权利要求5所述的自动测孔系统，其特征在于，所述跟踪设备包括三角支架、设于所述三角支架顶端的固定件、双目相机，所述三角支架通过所述固定件与所述双目相机固定连接。

7.根据权利要求6所述的自动测孔系统，其特征在于，所述双目相机的左视相机和右视相机分别平行固定于所述固定件的两侧。

8.根据权利要求5-7任一项所述的自动测孔系统，其特征在于，所述固定零件装置包括磁铁和/或吸盘和/或夹具。

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