CN216012131U - 尺寸测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种尺寸测量装置，包括机架，还包括相机，用于拍摄；Z向平移机构，用于带动相机沿机架Z向平移；X向平移机构，用于带动相机沿机架X向平移；Y向平移机构，用于带动相机沿机架Y向平移；及，光源机构，所述光源机构包括与机架连接的支座、转动连接于支座上的安装板及固定于安装板上的条形光源。本实用新型具备X、Y、Z三个自由度上的平移机构，可以根据待测产品自身的特性，调整相机拍摄位置，实现大尺寸的测量；解决针对不同型号产品测量精度不稳定、装置通用性不强、浪费人力物力的问题，并且，光源机构可以根据产品外形、拍摄环境开启，提高产品外形轮廓可识别度，提高尺寸测量精度和准确度。

Description

尺寸测量装置

技术领域

本实用新型涉及检测设备技术领域，具体是一种尺寸测量装置。

背景技术

随着机器视觉技术的发展日趋成熟，工业检测对于机器视觉技术的要求也越来越高。如对于尺寸较大的产品的检测，目前更多的是使用多个相机分别拍摄产品的特定部分，通过全局标定进行坐标系统一，进而完成尺寸的测量。

上述现有方式虽然能够完成尺寸测量工作，但测量装置的耦合度较高，通用性不强，相机调节起来较复杂，且系统稳定性较低，不适用于工业自动化检测，并且针对不同型号的产品，还需要手动调整相机的工作距离，浪费人力物力。

因此，设计一款适用于多尺寸、多型号的尺寸测量装置是很有必要的。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种尺寸测量装置，该装置的相机拍摄位置及工作距离可大范围调节，适用于多尺寸、多型号的产品尺寸测量，测量可一次性完成，且可通过光源机构提高产品外形轮廓可识别度。

本实用新型的目的主要通过以下技术方案实现：一种尺寸测量装置，包括机架，还包括：

相机，用于拍摄；

Z向平移机构，连接于相机上，用于带动相机沿机架Z向平移；

X向平移机构，连接于Z向平移机构上，用于带动相机沿机架X向平移；

Y向平移机构，连接于机架上并与X向平移机构连接，用于带动相机沿机架Y向平移；

及，

设置于机架四周的多个光源机构，所述光源机构包括与机架连接的支座、转动连接于支座上的安装板及固定于安装板上的条形光源，条形光源可随安装板竖直转动以调节照射角度。

基于以上技术方案，所述尺寸测量装置还包括：擦拭机构，所述擦拭机构包括固定于机架顶部外侧的机壳，机壳内固定有电动缸，电动缸的伸缩杆上固定有可伸出至机架内侧的吸尘棉。

基于以上技术方案，所述机壳内位于吸尘棉上端还通过弹性件连接有盖体，盖体下端设置有缺口，所述吸尘棉随伸缩杆伸缩以进入或退出缺口，所述缺口位于吸尘棉进入或退出的一侧壁为第一斜面。

基于以上技术方案，所述电动缸和吸尘棉之间的伸缩杆上还设置有支撑杆，支撑杆上端设置有斜块，所述盖体对应斜块的侧面为第二斜面，第二斜面下端与缺口之间为盖体的下端水平面。

基于以上技术方案，所述Y向平移机构包括Y向线性模组和Y向转接板，Y向线性模组连接于机架上，Y向转接板连接于Y向线性模组的滑块A上，所述X向平移机构连接在Y向转接板上。

基于以上技术方案，所述X向平移机构包括滑动连接的传动机构和X向滑轨机构，所述传动机构连接于Y向转接板上，所述Z向平移机构连接于传动机构和X向滑轨机构。

基于以上技术方案，所述传动机构包括与Y向转接板转动连接的主动轴和从动轴，主动轴和从动轴下端贯穿Y向转接板并均转动连接有X向滑轨机构，所述主动轴和从动轴上均设置有传动齿轮，两个所述传动齿轮上传动连接有同步齿形带，所述主动轴上端连接有伺服电机，所述同步齿形带还连接有与X向滑轨机构滑动连接的X向转接板。

基于以上技术方案，所述X向滑轨机构包括X向支撑板，所述主动轴和从动轴下端转动连接于X向支撑板上，所述X向支撑板上连接有直线导轨，所述X向转接板与直线导轨滑动连接。

基于以上技术方案，所述X向支撑板两端均设置有工字形支撑板，所述主动轴和从动轴分别与两端的工字形支撑板转动连接，且两端的工字形支撑板内位于连接处均设置有轴承。

基于以上技术方案，所述Z向平移机构包括Z向线性模组和Z向转接板，所述Z向转接板与X向转接板连接，所述Z向线性模组固定于Z向转接板上，所述相机连接于Z向线性模组的滑块B上。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：本实用新型具备X、Y、Z三个自由度上的平移机构，可以根据待测产品自身的特性，调整相机拍摄位置，实现大尺寸的测量；通过对Z向平移机构的调节，实现自动调整工作距离的目的，得到更精确的尺寸测量结果，从根本上解决针对不同型号产品测量精度不稳定、装置通用性不强、浪费人力物力的问题，并且，光源机构可以根据产品外形、拍摄环境开启，提高产品外形轮廓可识别度，进而弱化环境光线、产品表面反光等不利因素，避免产品表面存在阴影或反光而导致拍摄的产品外形模糊，提高尺寸测量精度和准确度，再者，擦拭机构可随时对相机的镜头进行擦拭，确保镜头无粉尘、污垢等遮挡物，保证拍摄产品的轮廓清晰，提高了拍摄质量，进一步提高尺寸测量精度。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：

图1是本实用新型的机构示意图；

图2是Y向平移机构的结构示意图；

图3是X向平移机构的结构示意图一；

图4是X向平移机构的结构示意图二；

图5是图1中A处的结构放大图；

图6是擦拭机构的结构示意图一，图中吸尘棉位于机壳内；

图7是擦拭机构的结构示意图二，图中吸尘棉位于机壳外；

图中的标号分别表示为：

1、机架；

2、Y向平移机构；

2-1、Y向线性模组；2-2、滑块A；2-3、Y向转接板；

3、X向平移机构；

3-1、传动机构；3-1-1、主动轴；3-1-2、从动轴；3-1-3、同步齿形带；3-1-4、伺服电机；3-1-5、X向转接板；

3-2、X向滑轨机构；3-2-1、X向支撑板；3-2-2、直线导轨；3-2-3、工字形支撑板；3-2-4、轴承；

4、Z向平移机构；4-1、Z向线性模组；4-2、Z向转接板；

5、相机；

6、光源机构；

6-1、转轴；6-2、支座；6-3、安装板；6-4、条形光源；

7、擦拭机构；

7-1、机壳；7-2、电动缸；7-3、伸缩杆；7-4、吸尘棉；7-5、弹性件；7-6、盖体；7-7、缺口；7-8、第一斜面；7-9、支撑杆；7-10、斜块；7-11、第二斜面。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

本实施例提供了一种尺寸测量装置，可对各种尺寸和型号产品的进行一次性外形尺寸拍摄，以用于产品尺寸测量。

如图1所示，该尺寸测量装置包括机架1、Y向平移机构2、X向平移机构3、Z向平移机构4、相机5、光源机构6及擦拭机构7，Y向平移机构2、X向平移机构3、Z向平移机构4、相机5依次连接，Y向平移机构2、光源机构6及擦拭机构7均固定于机架1上。

本实施例通过Z向平移机构4、X向平移机构3、Y向平移机构2可带动相机5进行大范围位移，从而可根据多种不同厚度的待测产品将相机5调整至最佳拍照位置，实现大尺寸产品的尺寸测量，并且可一次性拍摄得到产品尺寸，拍摄完成后即可直接通过外部图像分析设备处理，得到待测尺寸值，测量简单方便。进一步的，在拍摄过程中，还可记录下此时的待测产品厚度和拍摄高度，得到产品厚度-拍摄高度曲线，根据不同待测产品厚度调整拍摄高度，然后调整X向平移机构3、Y向平移机构2至测量位，保证每次拍摄时的精度，提高装置通用性。在使用过程中，光源机构6可开启以提高产品的轮廓外形识别度，擦拭机构7可对相机5的镜头进行擦拭以确保拍摄的产品轮廓清晰，均可提高相机5拍摄的质量和效果。

具体的，机架1作为尺寸测量装置的支撑结构，用于支撑Z向平移机构4、X向平移机构3、Y向平移机构2、光源机构6及擦拭机构7。进一步的，机架1可根据产品需求设置成方形、多边形等多尺寸外形结构，其材质可采用硬质材料如硬质金属、合金、硬质塑料等制成。具体的，机架1为由多个条形板组成的方形框架结构。

Y向平移机构2主要用于带动相机5沿机架1Y向平移，以对应待测产品Y向尺寸的拍摄。

如图2所示，Y向平移机构2包括Y向线性模组2-1和Y向转接板2-3，Y向线性模组2-1连接于机架1上，Y向转接板2-3连接于Y向线性模组2-1的滑块A 2-2上，所述X向平移机构3连接在Y向转接板2-3上。

本Y向平移机构2通过Y向线性模组2-1、滑块A 2-2带动Y向转接板2-3沿机架1Y向平移，从而通过X向平移机构3、Z向平移机构4带动相机5机架1Y向平移，保证待测产品Y向外形能被拍摄。

X向平移机构3主要用于带动相机5沿机架1X向平移，以对应待测产品X向尺寸的拍摄。

如图3所示，X向平移机构3包括滑动连接的传动机构3-1和X向滑轨机构3-2，所述传动机构3-1连接于Y向转接板2-3上，所述Z向平移机构4连接于传动机构3-1和X向滑轨机构3-2上。传动机构3-1用于带动Z向平移机构4沿机架1Z向平移，X向滑轨机构3-2则用于稳定Z向平移机构4，以确保相机5的稳定性。

如图4所示，传动机构3-1包括与Y向转接板2-3转动连接的主动轴3-1-1和从动轴3-1-2，主动轴3-1-1和从动轴3-1-2下端贯穿Y向转接板2-3并均转动连接X向滑轨机构3-2，所述主动轴3-1-1和从动轴3-1-2上均设置有传动齿轮，两个所述传动齿轮上传动连接有同步齿形带3-1-3，所述主动轴3-1-1上端连接有伺服电机3-1-4，所述同步齿形带3-1-3还连接有与X向滑轨机构3-2滑动连接的X向转接板3-1-5。

本传动机构3-1利用伺服电机3-1-4带动同步齿形带3-1-3传动，进而带动X向转接板3-1-5沿机架1X向平移，X向转接板3-1-5上连接的Z向平移机构4同步移动，进而实现相机5的平移，且在平移时，X向滑轨机构3-2可以同步支撑Z向平移机构4，使其平移更为平稳和顺畅。

X向滑轨机构3-2包括X向支撑板3-2-1、直线导轨3-2-2，所述主动轴3-1-1和从动轴3-1-2下端转动连接于X向支撑板3-2-1上，所述X向支撑板3-2-1上连接直线导轨3-2-2，所述X向转接板3-1-5与直线导轨3-2-2滑动连接。

本X向滑轨机构3-2利用X向支撑板3-2-1连接传动机构3-1，并通过直线导轨3-2-2与X向转接板3-1-5滑动连接以对X向转接板3-1-5进行支撑。进一步的，X向转接板3-1-5下端设置有滑槽，直线导轨3-2-2横截面为与滑槽相匹配的导轨面，二者相互配合实现滑动连接。具体的，滑槽为下端开口的工字槽，直线导轨3-2-2为工字导轨。

为了保证主动轴3-1-1和从动轴3-1-2的转动和连接，X向支撑板3-2-1两端均设置有工字形支撑板3-2-3，所述主动轴3-1-1和从动轴3-1-2分别与两端的工字形支撑板3-2-3转动连接，且两端的工字形支撑板3-2-3内位于连接处均设置有轴承3-2-4。

继续参阅图4，Z向平移机构4主要用于带动相机5沿机架1Z向平移，以对应待测产品Z向尺寸的拍摄。

具体的，Z向平移机构4包括Z向线性模组4-1和Z向转接板4-2，所述Z向转接板4-2与X向转接板3-1-5连接，所述Z向线性模组4-1固定于Z向转接板4-2上，所述相机5连接于Z向线性模组4-1的滑块B上。

本Z向平移机构4在Z向线性模组4-1作用下带动相机5沿机架1Z向平移，可实现拍摄距离的调节。

相机5主要用于待测产品的拍摄。进一步的，相机5竖直设置，其下端为镜头端也即拍摄端，面向机架1内侧，以便无遮挡的进行拍摄。具体的，相机5可选用现有工业相机如CCD相机、CMOS相机等。

光源机构6主要用于相机5拍摄时对产品照射提供光照。光源机构6设置于机架1四周，其可以是一个整体结构，也可以均匀分布于机架1四周的多个分体结构，如图1所示的均匀设置于机架1四周的四个分体设置的光源机构6，以提供均匀的光照，并可避免重影。

具体的，如图5所示，光源机构6主要包括固定连接于机架1上的支座6-2、转动连接于支座6-2上的安装板6-3及固定于安装板6-3上的条形光源6-4。

本光源机构6通过支座6-2固定于机架1上，通过可转动的安装板6-3安装条形光源6-4并带动条形光源6-4转动，从而条形光源6-4可随安装板6-3竖直转动以调节照射角度，在产品拍摄时，如外部环境昏暗、产品表面反光等情形时，可开启条形光源6-4，并根据产品外形大小调整照射角度，即可弱化或消除产品表面反光、拍摄照片昏暗而无法识别产品轮廓、产品外形模糊、照片存在光斑等问题，使得产品拍摄后具有清晰的外形轮廓和边界，提高了相机5拍摄质量和准确度。

进一步的，支座6-2间隔设置有两个，安装板6-3设置有两个转轴6-1，两个转轴6-1贯穿两个支座6-2并可竖直转动，条形光源6-4则固定于安装板6-3侧面，并朝向机架1内侧也即相机5拍摄的区域，从而可以针对产品大小调节照射角度，进行区域照射。具体的，条形光源6-4为长条形的光源，其可以是LED、LCD等的光源面板。具体的，机架1上还可设置驱动电机，安装板6-3的两个转轴6-1中，其中一个转轴6-1可与驱动电机的输出轴传动连接，进而可通过驱动电机带动安装板6-3转动，实现自动转动，多个光源机构6即可利用驱动电机实现同步转动和转动角度的控制，进一步提高光照的准确性、多样性和可操控性。擦拭机构7主要用于对相机5的镜头进行擦拭，以提高拍摄质量。

如图6、图7所示，擦拭机构7包括固定于机架1顶部外侧的机壳7-1，机壳7-1内固定有电动缸7-2，电动缸7-2的伸缩杆7-3上固定有可伸出至机架1内侧的吸尘棉7-4。

本擦拭机构7通过电动缸7-2的伸缩杆7-3可以将吸尘棉7-4伸出至机架1内侧，当相机5的镜头上存在粉尘、污垢等遮挡物时，可将相机5移动至机架1顶部并使其镜头位于吸尘棉7-4移动轨迹内，即可利用伸出的吸尘棉7-4擦拭相机5的镜头，从而保证相机5镜头的清洁度，保证拍摄产品的轮廓清晰，以提高拍摄质量和尺寸测量精度。

进一步的，为了保证吸尘棉7-4的清洁度，避免其表面吸附粉尘，本实施例的机壳7-1内位于吸尘棉7-4上端还通过弹性件7-5连接有盖体7-6，盖体7-6下端设置有缺口7-7，所述吸尘棉7-4随伸缩杆7-3伸缩以进入或退出缺口7-7，所述缺口7-7位于吸尘棉7-4进入或退出的一侧壁为第一斜面7-8。本实施例通过设置盖体7-6以覆盖整个吸尘棉7-4，并且通过匹配的缺口7-7用于完全覆盖和装填吸尘棉7-4，使得吸尘棉7-4能够更好的防尘，保证其表面的清洁度，并且，利用弹性件7-5还能将盖体7-6更好的压在吸尘棉7-4上，进一步保证其表面的清洁度，而利用第一斜面7-8和吸尘棉7-4的柔软性，吸尘棉7-4在进入或退出缺口7-7时均能很好的进行，不妨碍其运动。具体的，弹性件7-5为压缩弹簧。

而为了更好的方便吸尘棉7-4进入或退出缺口7-7，电动缸7-2和吸尘棉7-4之间的伸缩杆7-3上还设置有支撑杆7-9，支撑杆7-9上端设置有斜块7-10，所述盖体7-6对应斜块7-10的侧面为第二斜面7-11，第二斜面7-11下端与缺口7-7之间为盖体7-6的下端水平面。伸缩杆7-3带动吸尘棉7-4退出缺口7-7向左运动以伸出至机架1内侧进行擦拭时，斜块7-10随支撑杆7-9向左移动，通过第二斜面7-11顶起盖体7-6，由于弹性件7-5在盖体7-6重力作用下为拉伸状态，此时弹性件7-5回缩同步带动盖体7-6上移，吸尘棉7-4即可很好的退出缺口7-7，伸缩杆7-3继续带动斜块7-10随支撑杆7-9向左移动，斜块7-10离开第二斜面7-11并支持在盖体7-6的下端水平面，确保盖体7-6不会下移，当擦拭完成后，斜块7-10向右移动，当吸尘棉7-4进入缺口7-7后，斜块7-10则离开盖体7-6的下端水平面，并再次与第二斜面7-11贴合，使得盖体7-6缓慢下移，直至盖设于吸尘棉7-4上，从而可以进一步保证吸尘棉7-4的运动顺畅。具体的，第二斜面7-11、斜块7-10与第二斜面7-11的接触面均为相同倾斜度的斜切面。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.尺寸测量装置，包括机架，其特征在于，还包括：

相机，用于拍摄；

Z向平移机构，连接于相机上，用于带动相机沿机架Z向平移；

X向平移机构，连接于Z向平移机构上，用于带动相机沿机架X向平移；

Y向平移机构，连接于机架上并与X向平移机构连接，用于带动相机沿机架Y向平移；

及，

设置于机架四周的多个光源机构，所述光源机构包括与机架连接的支座、转动连接于支座上的安装板及固定于安装板上的条形光源，条形光源可随安装板竖直转动以调节照射角度。

2.根据权利要求1所述的尺寸测量装置，其特征在于，所述尺寸测量装置还包括：

擦拭机构，所述擦拭机构包括固定于机架顶部外侧的机壳，机壳内固定有电动缸，电动缸的伸缩杆上固定有可伸出至机架内侧的吸尘棉。

3.根据权利要求2所述的尺寸测量装置，其特征在于，所述机壳内位于吸尘棉上端还通过弹性件连接有盖体，盖体下端设置有缺口，所述吸尘棉随伸缩杆伸缩以进入或退出缺口，所述缺口位于吸尘棉进入或退出的一侧壁为第一斜面。

4.根据权利要求3所述的尺寸测量装置，其特征在于，所述电动缸和吸尘棉之间的伸缩杆上还设置有支撑杆，支撑杆上端设置有斜块，所述盖体对应斜块的侧面为第二斜面，第二斜面下端与缺口之间为盖体的下端水平面。

5.根据权利要求1所述的尺寸测量装置，其特征在于，所述Y向平移机构包括Y向线性模组和Y向转接板，Y向线性模组连接于机架上，Y向转接板连接于Y向线性模组的滑块A上，所述X向平移机构连接在Y向转接板上。

6.根据权利要求5所述的尺寸测量装置，其特征在于，所述X向平移机构包括滑动连接的传动机构和X向滑轨机构，所述传动机构连接于Y向转接板上，所述Z向平移机构连接于传动机构和X向滑轨机构。

7.根据权利要求6所述的尺寸测量装置，其特征在于，所述传动机构包括与Y向转接板转动连接的主动轴和从动轴，主动轴和从动轴下端贯穿Y向转接板并均转动连接有X向滑轨机构，所述主动轴和从动轴上均设置有传动齿轮，两个所述传动齿轮上传动连接有同步齿形带，所述主动轴上端连接有伺服电机，所述同步齿形带还连接有与X向滑轨机构滑动连接的X向转接板。

8.根据权利要求7所述的尺寸测量装置，其特征在于，所述X向滑轨机构包括X向支撑板，所述主动轴和从动轴下端转动连接于X向支撑板上，所述X向支撑板上连接有直线导轨，所述X向转接板与直线导轨滑动连接。

9.根据权利要求8所述的尺寸测量装置，其特征在于，所述X向支撑板两端均设置有工字形支撑板，所述主动轴和从动轴分别与两端的工字形支撑板转动连接，且两端的工字形支撑板内位于连接处均设置有轴承。

10.根据权利要求7-9任一项所述的尺寸测量装置，其特征在于，所述Z向平移机构包括Z向线性模组和Z向转接板，所述Z向转接板与X向转接板连接，所述Z向线性模组固定于Z向转接板上，所述相机连接于Z向线性模组的滑块B上。

Images