CN218121776U - 内孔检测模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及光学检测领域，旨在解决已知内孔检测技术存在需要多张图像结合才能获取所需信息，且相机架设较复杂、需要空间较多的问题，提供内孔检测模组，用于对工件的内孔进行检测，该内孔检测模组包括同轴光源和折射件。折射件用于设置于工件与同轴光源之间；折射件具有三角形截面，折射件具有第一透光面、第二透光面和第三透光面，第三透光面用于朝向工件，同轴光源相对第一透光面和第二透光面设置。其中，同轴光源用于设置于一取像件和折射件之间。本实用新型的有益效果是能够通过单一取像件单次获取单一图像来得到用于内孔检测的信息，取像件架设方便，所需空间小。

Description

内孔检测模组

技术领域

本实用新型涉及光学检测领域，具体而言，涉及内孔检测模组。

背景技术

已知技术中，为实现内孔的检测，有采用多个角度的相机分别取像，或采用单个相机变换位置或角度来实现多角度取像的方案。

然而，这都存在需要多张图像结合才能获取所需信息，且相机架设较复杂、需要空间较多的问题。

实用新型内容

本实用新型旨在提供内孔检测模组，以解决已知内孔检测技术存在需要多张图像结合才能获取所需信息，且相机架设较复杂、需要空间较多的问题。

第一方面，本实用新型提供一种内孔检测模组，用于对工件的内孔进行检测，该内孔检测模组包括同轴光源和折射件。折射件用于设置于所述工件与所述同轴光源之间；所述折射件具有三角形截面，所述折射件具有第一透光面、第二透光面和第三透光面，所述第三透光面用于朝向所述工件，所述同轴光源相对所述第一透光面和所述第二透光面设置。其中，所述同轴光源用于设置于一取像件和所述折射件之间。

本实用新型中的内孔检测模组能够通过单一取像件单次获取单一图像来得到用于内孔检测的信息，取像件架设方便，所需空间小，且图像处理简单。

在一种可能的实施方式中：

所述折射件呈柱状，所述三角形截面垂直于所述折射件的长度方向，所述第一透光面与所述第三透光面之间的夹角等于所述第二透光面与所述第三透光面之间的夹角。

在一种可能的实施方式中：

所述工件的内孔、折射件以及所述取像件用于设于第一方向。所述同轴光源包括沿第二方向依次设置的发光件、准直透镜和分光镜。其中所述第二方向垂直于所述第一方向。

在一种可能的实施方式中：

内孔检测模组还包括支架，所述同轴光源和所述折射件分别安装于所述支架，所述取像件包括镜头，且所述镜头与所述折射件的第三透光面在第一方向上的距离小于所述镜头的焦距。

在一种可能的实施方式中：

所述同轴光源还包括聚光镜，聚光镜位于所述准直透镜与所述分光镜之间，所述聚光镜的主轴与所述准直透镜的主轴在一条直线上且均平行于所述第二方向。

在一种可能的实施方式中：

内孔检测模组还包括壳体，所述同轴光源和所述折射件安装于所述壳体内；所述壳体开设有第一开口和第二开口；所述第一开口用于与所述工件的内孔相对；所述第二开口用于与所述取像件相对。

第二方面，本实用新型提供一种内孔检测模组，用于对工件的内孔进行检测，包括同轴光源、折射件和取像件。折射件用于设置于所述工件与所述同轴光源之间；所述折射件为三角形截面的柱状结构，所述折射件具有第一透光面、第二透光面和第三透光面，所述第三透光面用于朝向所述工件，所述同轴光源相对所述第一透光面和所述第二透光面设置。其中，所述同轴光源用于设置于所述取像件和所述折射件之间。

本实用新型中的内孔检测模组能够通过单一取像件单次获取单一图像来得到用于内孔检测的信息，取像件架设方便，所需空间小，且图像处理简单。

在一种可能的实施方式中：

所述折射件的截面为等腰梯形，所述第一透光面与所述第三透光面之间的夹角等于所述第二透光面与所述第三透光面之间的夹角。

在一种可能的实施方式中：

所述工件的内孔、折射件以及所述取像件用于设于第一方向；所述同轴光源包括沿第二方向依次设置的发光件、准直透镜和分光镜；其中所述第二方向垂直于所述第一方向。

在一种可能的实施方式中：

内孔检测模组还包括支架，所述同轴光源和所述折射件分别安装于所述支架，所述取像件包括镜头，且所述镜头与所述折射件的第三透光面在第一方向上的距离小于所述镜头的焦距。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例中的内孔检测模组的使用状态示意图；

图2为图1的内孔检测模组拍摄得到的图像的示意图；

图3为图2的A处放大图；

图4为本申请实施例的另一实施方式中的内孔检测模组的使用状态示意图；

图5为本申请实施例的再一实施方式中的内孔检测模组的结构示意图。

主要元件符号说明：

内孔检测模组 100,100a,100b

同轴光源 10

发光件 11

准直透镜 12

聚光镜 13

分光镜 14

折射件 20

取像件 30

镜头 31

CCD感测器 32

支架 40

壳体 50

第一开口 K1

第二开口 K2

第一透光面 P1

第二透光面 P2

第三透光面 P3

出射光 L1

反射光 L2

第一方向 Y1

第二方向 Y2

工件 200

内孔 K3

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。当一个元件被认为是“设置于”另一个元件，它可以是直接设置在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

本申请实施例提出内孔检测模组，用于对工件的内孔进行检测。该工件的内孔可以是一螺母、法兰或其他工件的螺纹孔，通过本实施例中的内孔检测模组，可以通过单一图像获得螺纹孔的螺纹环数、螺纹间距、螺纹深度中的一个或多个参数。

当然，在其他实施例中，内孔也可以是螺纹孔以外的孔结构。

参见图1，本实施例提供一种内孔检测模组100，用于对工件200的内孔K3进行检测。该内孔检测模组100包括同轴光源10、折射件20和取像件30。折射件20用于设置于工件200与同轴光源10之间。

折射件20为三角形截面的柱状结构，三角形截面垂直于折射件20的长度方向，折射件20具有第一透光面P1、第二透光面P2和第三透光面P3。可选地，折射件20的三角形截面为等腰三角形，第一透光面P1与第三透光面P3之间的夹角等于第二透光面P2与第三透光面P3之间的夹角。

在其他实施例中，折射件还可以为具有等腰梯形截面的柱状或台状结构或者薄片结构，等腰梯形的两个平行边中的短边所对应的平面正对同轴光源，平行边中的长边所对应的平面用于正对工件内孔。此时折射件具有的三角形截面为垂直于所述短边或长边的截面。

第三透光面P3用于朝向工件200，同轴光源10相对第一透光面P1和第二透光面P2设置。同轴光源10位于取像件30和折射件20之间。第一透光面P1、第二透光面P2及第三透光面P3首尾相连构成具有三角形的柱状结构。

本实施例中的内孔检测模组100使用时，同轴光源10发出的出射光L1从第一透光面P1和第二透光面P2分别进入折射件20后，从第三透光面P3出射，并沿和内孔K3的轴线方向倾斜相交的方向照射在内孔K3的内表面；然后，内孔K3的内表面的反射光L2从第三透光面P3进入折射件20，并从折射件20的第一透光面P1和第二透光面P2分别出射至取像件30，形成包含内孔K3的内表面信息的图像。如此，本实施例中的内孔检测模组100能够通过单一取像件30单次获取单一图像来得到用于内孔K3检测的信息，取像件30架设方便，所需空间小，且图像处理简单。

例如对于图1中示出的内孔K3为螺纹孔的工件200，通过本内孔检测模组100仅需单一取像件30，一次拍摄即可得到如图2和图3所示的图像。该图像中包含内孔K3的螺纹信息(见图3中标记为M1处)，该螺纹信息将内孔分为两部分，两部分分别呈半圆形，且背靠背成像。该图经过图像处理得到螺纹环数、螺纹间距、螺纹深度等信息。其原理为，通过前述折射件20改变光路(当光从疏介质入射至密介质时，光会偏向法线；当光从密介质出射至疏介质时，光会远离法线；经由折射现象可以改变影像的呈现角度)，使得垂直设置的取像件30能够直接获取工件200的内孔K3侧面的螺纹信息。根据光的折射原理，例如对于一内孔K3(螺纹孔)直径为5mm、深6.5mm的示例性工件200，在采用的折射件20的折射率为1.49时，当照射在第一透光面P1/第二透光面P2上的光线与法线之间夹角为19.21°时，从第三透光面P3出射的光线与法线的夹角为11.53°，使第三透光面P3与工件200间距设置在约7.5mm，即可得到如图3所示的工件200的内孔K3的螺纹图像信息。

在一种实施方式中，取像件30为能够实现光学成像的设备，如照相机。本实施例中的取像件30包括CCD感测器32(CCD，Charge Coupled Device，电荷耦合器件)和镜头31，且镜头31与折射件20的第三透光面P3在第一方向Y1上的距离小于镜头31的焦距。如此，在放置工件200时，可以使得工件200的内孔K3刚好设于镜头31的焦距位置上，以使得内孔K3成像更清晰。

在一种实施方式中，工件200的内孔、折射件20以及取像件30沿第一方向Y1依次设置。同轴光源10包括沿第二方向Y2依次设置的发光件11、准直透镜12和分光镜14，其中第二方向Y2垂直于第一方向Y1。发光件11可以是点光源，如采用LED灯实现的点光源，分光镜14和第二方向Y2倾斜相对。该发光件11发出的光经准直透镜12后照射在分光镜14上，并被分光镜14反射至折射件20，经折射件20折射后照射在工件200的内孔K3；内孔K3的反射光L2经折射镜后透过分光镜14并进入取像件30成像。可选地，同轴光源10还包括聚光镜13，聚光镜13位于准直透镜12与分光镜14之间，聚光镜13的主轴与准直透镜12的主轴在一条直线上且均平行于第二方向Y2。准直透镜12准直后的光经聚光镜13聚光后再照射至分光镜14。

图1示出的同轴光源10和折射件20分体设置，在需要时，将两者适当安装即可。这种方式具有方便包装运输的技术效果。

在另一种实施方式中，参见图4，该内孔检测模组100a在图1示出的结构的基础上，还包括支架40，同轴光源10和折射件20分别安装于支架40。该实施方式中，通过支架40将同轴光源10和折射件20安装在一起，容易控制或调节同轴光源10和折射件20之间的相对位置，使用方便。支架40上还可以预留用于定位安装取像件30的位置，方便确定取像件30的位置。在其他实施方式中，支架也可以立于工作台与同轴光源之间，支架可以同时放置同轴光源、折射件以及工件等，只要使得同轴光源中的分光镜的中心位置、工件的中心位置以及折射件的中心位置处于同一水平面即可。

继续参见图4，该内孔检测模组100a还包括壳体50，同轴光源10和折射件20安装于壳体50内，壳体50开设有第一开口K1和第二开口K2，第一开口K1用于与工件200的内孔K3相对，第二开口K2用于与取像件30相对。如此，同轴光源10的光经折射件20射出后经第一开口K1照射至工件200；工件200的反射光L2经第一开口K1进入壳体50内，经折射件20、同轴光源10后由第二开口K2射入取像件30。通过设置壳体50，可降低或避免同轴光源10和折射件20内部光路受外界光照的干扰，提高光路质量，进而提高成像质量，利于检测，此外，通过设置壳体50，可以使得同轴光源10、折射件20和/或取像件30等几个独立的组件一体化设置，便于后续检测。

图1示出的方案中未设置壳体50，但是可以通过其他方式来降低外界光干扰(如通过对环境光进行控制)。

在另一实施方式中，参见图5，该内孔检测模组100b不包括取像件30，仅需在需要时另外配合一取像件30使用即可。可根据工件内孔的直径大小或深度配置不同的取像件，提高内孔检测装置的普适性。此外，该内孔检测模组还可以设有安装件(图未示出)，以方便安装取像件。

以上实施方式仅用以说明本申请的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本申请进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本申请的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本申请技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种内孔检测模组，用于对工件的内孔进行检测，其特征在于，包括：

同轴光源；

折射件，用于设置于所述工件与所述同轴光源之间；所述折射件具有三角形截面，所述折射件具有第一透光面、第二透光面和第三透光面，所述第三透光面用于朝向所述工件，所述同轴光源相对所述第一透光面和所述第二透光面设置；

其中，所述同轴光源用于设置于一取像件和所述折射件之间。

2.根据权利要求1所述的内孔检测模组，其特征在于：

所述折射件呈柱状，所述三角形截面垂直于所述折射件的长度方向，所述第一透光面与所述第三透光面之间的夹角等于所述第二透光面与所述第三透光面之间的夹角。

3.根据权利要求1所述的内孔检测模组，其特征在于：

所述工件的内孔、折射件以及所述取像件设于第一方向；

所述同轴光源包括沿第二方向依次设置的发光件、准直透镜和分光镜；

其中所述第二方向垂直于所述第一方向。

4.根据权利要求1所述的内孔检测模组，其特征在于：

还包括支架，所述同轴光源和所述折射件分别安装于所述支架，所述取像件包括镜头，且所述镜头与所述折射件的第三透光面在第一方向上的距离小于所述镜头的焦距。

5.根据权利要求3所述的内孔检测模组，其特征在于：

所述同轴光源还包括：

聚光镜，位于所述准直透镜与所述分光镜之间，所述聚光镜的主轴与所述准直透镜的主轴在一条直线上且均平行于所述第二方向。

6.根据权利要求4所述的内孔检测模组，其特征在于：

还包括壳体，所述同轴光源和所述折射件安装于所述壳体内；

所述壳体开设有第一开口和第二开口；

所述第一开口用于与所述工件的内孔相对；

所述第二开口用于与所述取像件相对。

7.一种内孔检测模组，用于对工件的内孔进行检测，其特征在于，包括：

同轴光源；

折射件，用于设置于所述工件与所述同轴光源之间；所述折射件为三角形截面的柱状结构，所述折射件具有第一透光面、第二透光面和第三透光面，所述第三透光面用于朝向所述工件，所述同轴光源相对所述第一透光面和所述第二透光面设置；

取像件；

其中，所述同轴光源设置于所述取像件和所述折射件之间。

8.根据权利要求7所述的内孔检测模组，其特征在于：

所述折射件的截面为等腰梯形，所述第一透光面与所述第三透光面之间的夹角等于所述第二透光面与所述第三透光面之间的夹角。

9.根据权利要求7所述的内孔检测模组，其特征在于：

所述工件的内孔、折射件以及所述取像件用于设于第一方向；

所述同轴光源包括沿第二方向依次设置的发光件、准直透镜和分光镜；

其中所述第二方向垂直于所述第一方向。

10.根据权利要求7所述的内孔检测模组，其特征在于：

还包括支架，所述同轴光源和所述折射件分别安装于所述支架，所述取像件包括镜头，且所述镜头与所述折射件的第三透光面在第一方向上的距离小于所述镜头的焦距。

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