CN213842058U - 一种多模式视觉仪器承载机构及其装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多模式视觉仪器承载装置，包括底座以及固定在底座后端的支撑背板，支撑背板的上部安装有镜头箱体罩，镜头箱体罩的内部还设有用于安装相机的镜筒固定板，且镜筒固定板与支撑背板固定连接，镜筒固定板上安装有相机，镜筒固定板上围绕相机部位开设有多个用于安装摄像头和光源组件的第一螺孔；镜头箱体罩的底部开设有用于避让相机进行采相的避让孔，镜头箱体罩上还安装有触控显示器；底座的上端固定有第一光学面包板，支撑背板的前端面上固定有第二光学面包板；还包括物品承载台和控制计算机，升降台可拆卸的安装在第一光学面包板上或者第二光学面包板上。该装置本身的集成度高且功能多样化，单台装置用途灵活、适配方便。

Description

一种多模式视觉仪器承载机构及其装置

技术领域

本实用新型涉及机器视觉、图像技术领域，更具体地说，它涉及一种多模式视觉仪器承载机构及其装置。

背景技术

目前，随着工业自动化潮流的兴起，产生了一大批以机器视觉技术为核心的新型光学检测仪器和装置，此类装置以非接触、高效快速、结果精准为特点，在传统的劳动密集型检测领域和高精度检测测量领域迅速占领了市场，为企业提高了生产效率节约了生产成本。例如3C行业的智能化流水线检测、产品外包装良品检测、现代机加工零件的精密在线测量等。

然而，当前类似的机器视觉光学检测装置，主要面向具有具体需求的应用方面，大多数是专机专用。针对新的需求变动，需要重新开发或大量修改设计来适应新的需求变化，导致产生了大量的非标准类仪器设备，仪器研发制造成本高，复用化程度低，部署不灵活。因此，将非标准化装置中的硬件架构模式和软件技术标准化、模块化，成为目前机器视觉行业的主要发展方向之一。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型在于提供一种多模式视觉仪器承载机构及其装置，该装置本身的集成度高且功能多样化，单台装置用途灵活、适配方便。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：一种多模式视觉仪器承载装置，包括底座以及固定在所述底座后端的支撑背板，所述支撑背板的上部安装有镜头箱体罩，所述镜头箱体罩的内部还设有用于安装相机的镜筒固定板，且所述镜筒固定板与支撑背板固定连接，所述镜筒固定板上安装有相机，所述镜筒固定板上围绕所述相机部位开设有多个用于安装摄像头和光源组件的第一螺孔；所述镜头箱体罩的底部开设有用于避让相机进行采相的避让孔，所述镜头箱体罩上还安装有触控显示器；

所述底座的上端固定有第一光学面包板，所述支撑背板的前端面上固定有第二光学面包板；还包括物品承载台和控制计算机，所述升降台可拆卸的安装在第一光学面包板上或者第二光学面包板上；

将底座的底部与工作台接触，升降台安装在第一光学面包板上，同时，所述升降台上安装有背光源，进而使该装置形成竖立状态；或者，将支撑背板的后端与工作台接触，升降台安装在在第二光学面包板上，进而使该装置形成横躺状态。

该装置上的第一光学面包板和第二光学面包板共同构成L形工作面。当该装置处于竖立状态时，升降台安装在第一光学面包板上，同时，背光源固定在升降台上，此状态可以实现零件轮廓测量功能；另外，设置在升降台上的背光源可以更换为其他类似光源，如设置在升降台上的同轴光源或圆顶光源，具体的，紧固件穿过同轴光源或圆顶光源并与镜筒固定板上的第一螺孔螺纹连接，进而将同轴光源或圆顶光源安装在镜筒固定板上，使得装置在竖立模式下能够进行外观成像和表面检测；当该装置处于横躺状态时，升降台固定在第二光学面包板上，同时，背光源固定在第一光学面包板上，置于Z台上表面的目标物体，成像系统可方便地测量目标物体的侧面轮廓。

该装置通过合理设计结构及外观、优化部件配置和位置，将视觉仪器承载装置用途模式灵活多样化，单台装置具有竖立和横躺两种工作模式，与此同时，将小型工业控制计算机、触控显示器、成像系统、光源适配器等必备组件集成到装置上，使得不需要额外介入外设的情况下，能够独立进行机器视觉成像、图像分析处理和图像数据显示，该设计提高了装置本身的集成程度和功能多样化，单台装置用途灵活、适配方便。

作为优选，所述镜头箱体罩的前端的下部形成斜面结构。

作为优选，所述镜筒固定板的中部开设有安装孔，所述安装孔内设有用于支撑相机的镜头的镜筒，所述镜筒通过多个固定角码固定在镜筒固定板上，所述固定角码包括横板部以及与所述横板部固定连接的纵板部，所述纵板部与镜筒固定连接，所述横板部与所述镜筒固定板固定连接。

作为优选，所述支撑背板的后端开设有多个第四螺孔；所述底座的底部开设有多个第五螺孔。

作为优选，所述第一光学面包板和所述第二光学面包板进行发黑处理。

作为优选，所述第一光学面包板上开设有多个第二螺孔；所述第二光学面包板上开设有多个第三螺孔。

作为优选，所述支撑背板上还安装有提手；所述物品承载台为升降台或者XY滑台；所述支撑背板的左右两侧还分别设有加固角码，所述加固角码的后端与支撑背板固定连接，所述加固角码的上端与镜筒固定板固定连接。

作为优选，所述支撑背板上沿竖直方向开设有多个凹槽。

一种多模式视觉仪器承载机构，包括玻璃转盘以及多个上述所述的承载装置，且多个所述承载装置呈圆周间隔排布，玻璃转盘的边缘置于多个承载装置的镜头的下方；

或者，包括传送带以及多个如上述所述的承载装置，且多个所述承载装置呈直线间隔排布，所述传送带置于多个承载装置的镜头的下方。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

1、该装置通过合理设计结构及外观、优化部件配置和位置，将视觉仪器承载装置用途模式灵活多样化，单台装置具有竖立和横躺两种工作模式；

2、该装置控制计算机、触控显示器、成像系统、光源适配器等必备组件集成到装置上，使得不需要额外介入外设的情况下，能够独立进行机器视觉成像、图像分析处理和图像数据显示，该设计提高了装置本身的集成程度和功能多样化，单台装置用途灵活、适配方便；

3、该装置设计整块支撑背板来构架装置，使其结构紧凑、小巧灵活；

4、该装置上的两块互为垂直的光学面包板，构成L型工作面，此L型工作面，可灵活承载安装机器视觉光源、滑台、治具等外部组件，从而拓展工作模式和功能。与此同时，L型的工作面，结合装置可竖立和横躺放置的特点，能够灵活实现对某一物体垂直正面成像和水平侧面成像的能力；

5、该装置在具备单台独立工作能力的同时，能够进行多台装置组合甚至联网使用，每台装置背后及底部都设有螺孔固定位，便于多机组合成流水线。

附图说明

图1为本实用新型的多模式视觉仪器承载装置的立体图；

图2为本实用新型的多模式视觉仪器承载装置的另一个视角的立体图；

图3为本实用新型的多模式视觉仪器承载装置的后视图；

图4为本实用新型的多模式视觉仪器承载装置的底部视图；

图5为本实用新型的多模式视觉仪器承载装置移去升降台后的立体图；

图6为本实用新型的多模式视觉仪器承载装置横躺状态下的立体图；

图7为本实用新型的多模式视觉仪器承载装置去掉镜头箱体罩后的内部结构立体图；

图8为实施例2中多模式视觉仪器承载装置结合玻璃转盘机自动化设备构成的组合模式示意图；

图9为实施例3多模式视觉仪器承载装置结合传送带自动化设备构成的流水线组合模式示意图。

附图标记：1、镜头箱体罩；2、底座；3、触控显示器；4、第二光学面包板；5、第一光学面包板；6、网络接口；7、USB接口；8、指纹识别装置窗口；9、提手；10、支撑背板；11、人脸识别装置窗口；12、背光源；13、升降台；14、电源供电接口；18、走线通孔；19、仪器电源总开关；20、镜筒；21、横梁；22、镜筒固定板；23、加固角码；24、相机；25、凹槽；26、固定角码；27、控制计算机；28、底板；29、支撑立柱；30、玻璃转盘；31、传送带。

具体实施方式

下面，结合附图对本实用新型进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。居于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或部件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

一种多模式视觉仪器承载装置，如图1～7所示，包括底座2以及固定在底座2后端且呈竖立设置的支撑背板10，支撑背板10起到支撑骨架的作用，支撑背板10的上部安装有镜头箱体罩1，用于罩住镜头箱体罩1内的成像系统(如相机24和镜头)，镜头箱体罩1的形状和结构不做具体的限制，可以使近似箱体的其他形状和结构，在本实施例中，优选规则的结构和形状，为长方体，支撑背板10上端的左右两侧还分别固定有横梁21，镜头箱体罩1以支撑背板10的上部和横梁21为依托安装在支撑背板10的上部，作为优选，镜头箱体罩1的前端的下部形成斜面结构，如此，可以增大用户使用时的视野；镜头箱体罩1的内部设有用于安装相机24的镜筒固定板22，且镜筒固定板与支撑背板10固定连接，镜筒固定板22上安装有相机24，其安装方式不做具体的限定，如螺钉连接，卡扣或者齿合等可调方式，镜筒固定板22上围绕相机24部位开设有多个用于安装摄像头和光学组件的第一螺孔，摄像头包括识别条形码二维码摄像头，光源组件包括3D成像仪、环形光源同轴光源和圆顶光源以及小型激光测距仪；镜头箱体罩1的底部开设有用于避让相机24进行采相的避让孔，镜头箱体罩1上还安装有触控显示器3，具体的，作为一种实施方式，镜头箱体罩1的前端开设有窗口，镜筒固定板22的前端还固定有托板，触控显示器3的后端与托盘固定连接，触控显示器3的前端贴扣在窗口上。底座2的上端固定有第一光学面包板5，支撑背板10的前端面上固定有第二光学面包板4；两块光学面包板相互垂直并构成L形工作面，该装置还包括物品承载台和控制计算机27，升降台13可拆卸的安装在第一光学面包板5上或者第二光学面包板4上；控制计算机27与相机、触控显示器电连接；将底座2的底部与工作台接触，升降台13安装在第一光学面板上，同时，升降台13上安装有背光源12，进而使该装置形成竖立状态；或者，将支撑背板10的后端与工作台接触，升降台13安装在在第二光学面板上，进而使该装置形成横躺状态。作为一种实施方式，升降台为现有技术中的高精度光学升降平台，或者，参见授权公告号CN210088351U的中国专利。

该装置上的第一光学面包板5和第二光学面包板4共同构成L形工作面。当该装置处于竖立状态时，升降台13安装在第一光学面包板5上，同时，背光源12固定在升降台13上，此状态可以实现零件轮廓测量功能；另外，设置在升降台13上的背光源12可以更换为其他类似光源，如设置在升降台13上的同轴光源或圆顶光源，具体的，紧固件穿过同轴光源或圆顶光源并与镜筒固定板22上的第一螺孔螺纹连接，进而将同轴光源或圆顶光源安装在镜筒固定板22上，使得装置在竖立模式下能够进行外观成像和表面检测；当该装置处于横躺状态时，升降台13固定在第二光学面包板4上，同时，背光源12固定在第一光学面包板5上，置于Z台上表面的目标物体，成像系统可方便地测量目标物体的侧面轮廓。

该装置具有以下有益效果：

1、该装置通过合理设计结构及外观、优化部件配置和位置，将视觉仪器承载装置用途模式灵活多样化，单台装置具有竖立和横躺两种工作模式；

2、该装置控制计算机27、触控显示器3、成像系统、光源适配器等必备组件集成到装置上，使得不需要额外介入外设的情况下，能够独立进行机器视觉成像、图像分析处理和图像数据显示，该设计提高了装置本身的集成程度和功能多样化，单台装置用途灵活、适配方便；

3、该装置设计整块支撑背板10来构架装置，使其结构紧凑、小巧灵活；

4、该装置上的两块互为垂直的光学面包板，构成L型工作面，此L型工作面，可灵活承载安装机器视觉光源、滑台、治具等外部组件，从而拓展工作模式和功能。与此同时，L型的工作面，结合装置可竖立和横躺放置的特点，能够灵活实现对某一物体垂直正面成像和水平侧面成像的能力；

5、该装置在具备单台独立工作能力的同时，能够进行多台装置组合甚至联网使用，每台装置背后及底部都设有螺孔固定位，便于多机组合成流水线。

上述技术方案中，作为一种实施方式，镜筒固定板22的中部开设有安装孔，安装孔内设有用于支撑相机24的镜头的镜筒20，镜筒20的上下两端均形成开口，且镜筒20内壁的底部设计有环形台阶，以托住镜头的外壁边缘。镜筒20通过多个固定角码26固定在镜筒固定板22上，固定角码26包括横板部以及与横板部固定连接的纵板部，纵板部与镜筒20固定连接，横板部与镜筒固定板22固定连接。作为优选，镜筒20的周壁螺纹连接有多个紧固件，转动紧固件能够使其与镜筒20内的镜头的外壳相抵，以实现镜头位置的调节和锁住固定。

同时，支撑背板10的左右两侧还分别设有加固角码23，加固角码23的后端与支撑背板10固定连接，加固角码23的上端与镜筒20固定板固定连接。

进一步的，第一光学面包板5和第二光学面包板4进行发黑处理。如此，可以降低对光线的反射。两块光学面包板上还开设有多个走线通孔18。

作为优选，第一光学面包板5上开设有多个第二螺孔；第二光学面包板4上开设有多个第三螺孔。如此，便于装配其他光学组件或者样品承载台。同时，支撑背板10上还安装有提手9；物品承载台为升降台13或者XY滑台。升价台可以结合步进电机做成电动或者自动调节模式。提手9的设置，增加了装置的移动提携能力。

另外，背板上沿竖直方向开设有多个凹槽25，且凹槽25被第二光学面包板4所遮盖，凹槽25用于放置电气走线。底座2为箱体结构，该箱体接口可以由上方的第一光学面板、底部的底板28、支撑背板10的底部以及多个侧板围合而成，同时，第一光学面板的前端与底板28之间通过两个支撑立柱29固定连接，控制计算机27设置在该箱体结构的内部，且该箱体上安装有光源适配器、网络接口6、USB数据接口、仪器电源总开关19以及电源供电接口14。同时，镜头箱体罩1的前端还设有检测员指纹识别装置窗口8以及检测员人脸识别装置窗口11。支撑背板10的后端开设有多个第四螺孔，底座2底部的底板28上开设有多个第五螺孔；如此，便于将该装置固定在竖立状态或者横躺状态、以及便于多机组合成流水线。

实施例2

一种多模式视觉仪器承载机构，如图8所示，包括玻璃转盘30以及上述的承载装置，且多个承载装置呈圆周间隔排布，玻璃转盘30的边缘置于多个承载装置的镜头的下方。当玻璃转盘30转动时，每台装置可以分别对玻璃转盘30上的物品进行自动流水化检测。

该实施例中，采用了两台装置组合，在玻璃转盘30的边缘合适位置，按一定角度和间距固定两台装置，当玻璃转盘30转动时，每台装置可以分别对玻璃转盘30上的物体进行自动流水化检测。此实施例中，该装置的镜头固定板上，会吊装金属传感器，金属传感器探头悬于玻璃转盘30上方合适位置，玻璃转盘30上设有金属标识位，当金属标识位转到金属传感器下方时，金属传感器向所属装置控制计算机27发送信号，计算机则向当前装置的相机24发送拍摄命令，获取金属标识位对应的目标物体图像，然后计算机进行图像处理分析，通过屏幕或网络，传送分析结果。转盘继续转动到下一台装置下方，下一台装置完成下一步的图像分析工作。

进一步，多台装置将复杂的视觉工作分解，每台装置完成其中的一个处理分析功能环节，这样，能够将复杂的视觉测量或检测任务均衡分布负载到单台装置上，单台装置作为边缘计算节点，承担计算量小，便能够采用低成本的计算设备来完成。

实施例3，与实施例2的区别在于，本实施例将实施例2中的玻璃转盘30替换为传送带31。

一种多模式视觉仪器承载机构，如图9所示，包括传送带31以及多个如上所述的承载装置，且多个承载装置呈直线间隔排布，传送带31置于多个承载装置的镜头的下方。以传送带31来作为自动化流水线，便于装置组合在线工作时的维护和观察。

综上，该装置通过硬件架构通用化设计、软件模块化开发，显著提高了机器视觉仪器装置的使用灵活性和开发部署快捷度，大幅减低针对新需求变动的开发和部署成本。

综合机器视觉技术在检测和测量方面的应用特点，本申请设计了一种简单可靠、灵活可变的硬件装置架构，该装置架构一方面要能够兼顾目前常见的应用模式，另一方面具备较高的集成程度和自持能力，即：在不借助额外硬件设备的情况下，实现开箱开机即用。与此同时，该架构能够使机器视觉检测装置作为单个节点多种模态独立工作，也能够多台装置协同组合使用，实现最大化的复用能力。

需要说明的是，本申请中，以触控显示器3的正面的朝向为前方。

本具体实施例中的指定方向仅仅是为了便于表述各部件之间位置关系以及相互配合的关系。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种多模式视觉仪器承载装置，其特征是：包括底座(2)以及固定在所述底座(2)后端的支撑背板(10)，所述支撑背板(10)的上部安装有镜头箱体罩(1)，所述镜头箱体罩(1)的内部还设有用于安装相机(24)的镜筒固定板(22)，且所述镜筒固定板(22)与支撑背板(10)固定连接，所述镜筒固定板(22)上安装有相机(24)，所述镜筒固定板(22)上围绕所述相机(24)部位开设有多个用于安装摄像头和光源组件的第一螺孔；所述镜头箱体罩(1)的底部开设有用于避让相机(24)进行采相的避让孔，所述镜头箱体罩(1)上还安装有触控显示器(3)；

所述底座(2)的上端固定有第一光学面包板(5)，所述支撑背板(10)的前端面上固定有第二光学面包板(4)；还包括物品承载台和控制计算机(27)，所述物品承载台可拆卸的安装在第一光学面包板(5)上或者第二光学面包板(4)上；

将底座(2)的底部与工作台接触，物品承载台安装在第一光学面包板(5)上，同时，所述物品承载台上安装有背光源(12)，进而使该装置形成竖立状态；或者，将支撑背板(10)的后端与工作台接触，物品承载台安装在第二光学面包板(4)上，进而使该装置形成横躺状态。

2.根据权利要求1所述的多模式视觉仪器承载装置，其特征是：所述镜头箱体罩(1)的前端的下部形成斜面结构。

3.根据权利要求1所述的多模式视觉仪器承载装置，其特征是：所述镜筒固定板(22)的中部开设有安装孔，所述安装孔内设有用于支撑相机(24)的镜头的镜筒(20)，所述镜筒(20)通过多个固定角码(26)固定在镜筒固定板(22)上，所述固定角码(26)包括横板部以及与所述横板部固定连接的纵板部，所述纵板部与镜筒(20)固定连接，所述横板部与所述镜筒固定板(22)固定连接。

4.根据权利要求3所述的多模式视觉仪器承载装置，其特征是：所述镜筒(20)的周壁螺纹连接有多个紧固件，转动紧固件能够使其与镜筒(20)内的镜头相抵，以实现镜头位置的调节和锁住固定。

5.根据权利要求1所述的多模式视觉仪器承载装置，其特征是：所述支撑背板(10)的后端开设有多个第四螺孔；所述底座(2)的底部开设有多个第五螺孔。

6.根据权利要求1所述的多模式视觉仪器承载装置，其特征是：所述第一光学面包板(5)和所述第二光学面包板(4)进行发黑处理。

7.根据权利要求1所述的多模式视觉仪器承载装置，其特征是：所述第一光学面包板(5)上开设有多个第二螺孔；所述第二光学面包板(4)上开设有多个第三螺孔。

8.根据权利要求1所述的多模式视觉仪器承载装置，其特征是：所述支撑背板(10)上还安装有提手(9)；所述物品承载台为升降台(13)或者XY滑台；所述支撑背板(10)的左右两侧还分别设有加固角码(23)，所述加固角码(23)的后端与支撑背板(10)固定连接，所述加固角码(23)的上端与镜筒固定板(22)固定连接。

9.根据权利要求1所述的多模式视觉仪器承载装置，其特征是：所述支撑背板(10)上沿竖直方向开设有多个凹槽(25)。

10.一种多模式视觉仪器承载机构，其特征是：包括玻璃转盘(30)以及多个如权利要求1～9中任一项所述的承载装置，且多个所述承载装置呈圆周间隔排布，玻璃转盘(30)的边缘置于多个承载装置的镜头的下方；

或者，包括传送带(31)以及多个如权利要求1～9中任一项所述的承载装置，且多个所述承载装置呈直线间隔排布，所述传送带(31)置于多个承载装置的镜头的下方。

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