CN219956462U - 一种用于测量物体表面的测量设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于测量物体表面的测量设备，涉及自动化技术领域，该测量设备包括：测量机构、电控机构及操作台；操作台设置有置物部件和位于置物部件下方的自由度并联机构；置物部件上方设置有固定件来固定待测物体；测量机构采集待测物体的待测表面的第一测量结果并传输给电控机构；电控机构结合待测表面的测量要求，输出控制信号至自由度并联机构；自由度并联机构在控制信号的驱动下运动，对置物部件进行调整使待测物体符合测量要求。通过测量机构、电控机构和自由度并联机构，在控制信号的驱动下对待测物体的方位进行调整，让待测物体符合测量要求，避免人工手动调整待测物体的方位所耗费的人力和时间，提高了测量待测量面的效率。

Description

一种用于测量物体表面的测量设备

技术领域

本申请涉及自动化技术领域，尤其涉及一种用于测量物体表面的测量设备。

背景技术

目前常见的测量设备在测量手机、平板等平面规则的物体时非常方便，但是针对一些不规则物体的待测量面进行测量时，测量设备难以对这些不规则物体进行固定，同时不规则物体的待测表面很难维持在水平面上，使得测量的效率很低。

例如，在测量设备测量鼠标的底面时，需要将鼠标的顶面固定在测量设备的测量平台上，由镜头对鼠标的底面进行扫描，在此过程中，由于鼠标的顶面为弧面，需确保底面在测量过程中始终维持在水平面上。

因此，需要提供一种可适用于不规则物体的待测量面的测量设备。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种用于测量物体表面的测量设备，以实现对不规则物体的待测量面进行测量。

本实用新型实施例提供一种用于测量物体表面的测量设备，包括：

测量机构、电控机构及操作台；所述操作台设置有置物部件和位于所述置物部件下方的自由度并联机构；所述置物部件上方设置有固定件，所述固定件用于固定待测物体；

所述测量机构用于采集所述待测物体的待测表面的第一测量结果，并将所述第一测量结果传输给所述电控机构；

所述电控机构用于根据所述第一测量结果和所述待测表面的测量要求，输出控制信号至所述自由度并联机构；

所述自由度并联机构用于在所述控制信号的驱动下运动，从而对所述置物部件进行调整以使所述待测物体符合所述测量要求。

通过测量机构采集的第一测量结果，电控机构根据第一测量结果和待测表面的测量要求输出控制信号，自由度并联机构在控制信号的驱动下对待测物体的方位进行调整，使得待测物体符合测量要求，避免人工手动调整待测物体的方位所耗费的人力和时间，提高了对待测物体的待测量面测量的效率。

可选地，所述测量机构还用于在所述待测物体符合所述测量要求后，对所述待测表面进行测量，得到第二测量结果并将所述第二测量结果传输给所述电控机构；

所述电控机构还用于根据所述第二测量结果，确定所述待测表面的制作误差。

通过电控机构对第二测量结果进行处理，与电控机构中保存的待测物体待测表面的标准尺寸进行比较，可以得到待测表面的制作误差。

可选地，所述自由度并联机构包括杆件、电机和下平台；

所述杆件通过第一运动副与所述置物部件进行连接，并通过第二运动副与所述下平台连接；

所述电机用于基于所述控制信号控制所述杆件长度和方位的变化，从而带动所述置物部件进行运动。

通过将控制信号分解到自由度并联机构包含的每个杆件上，求解出每个杆件需要进行长度和/或方位的变化，从而带动置物部件进行运动，进而实现对待测物体的方位进行变化，使得待测物体的待测表面符合测量要求。

可选地，所述测量机构包括：位移传感器、二次元镜头和移动部件；

所述位移传感器和所述二次元镜头固定在所述移动部件上；

所述位移传感器用于测量所述待测表面的各第一待检测点分别与所述位移传感器之间的垂直距离；

所述二次元镜头用于采集所述待测表面的各第二待检测点的平面数据；

所述移动部件用于带动所述位移传感器和所述二次元镜头在垂直方向进行运动。

可选地，所述待测表面为平面；所述待测表面的测量要求为平面测量要求；

所述第一测量结果为所述位移传感器测量的所述各第一待检测点的垂直距离。

可选地，所述二次元镜头具体用于在所述待测表面符合所述平面测量要求后，测量所述各第二待检测点的平面数据，得到所述第二测量结果。

可选地，所述待测表面为弧面；所述待测表面的测量要求为弧面测量要求；

所述第一测量结果包括所述位移传感器测量的所述各第一待检测点的垂直距离及所述二次元镜头测量的所述各第一待检测点的平面数据。

可选地，所述位移传感器和所述二次元镜头，还用于在所述待测表面符合所述弧面测量要求后，按照各测量路径分别测量所述各测量路径上的各第二待检测点的垂直距离和平面数据，从而得到所述第二测量结果。

可选地，所述移动部件包括导轨和气缸；

所述位移传感器和所述二次元镜头固定在所述导轨的同一侧；

所述气缸用于带动滑块沿所述导轨进行运动，所述位移传感器和所述二次元镜头跟随所述滑块在所述导轨上进行运动。

通过气缸和导轨的配合，可以调整位移传感器和二次元镜头与待测表面的距离，以保证测量精度。

可选地，还包括防护罩，所述防护罩固定在所述操作台上，所述操作台上置有承载台。

通过防护罩可以保护测量机构免受灰尘的影响和损害，以确保测量设备正常的运转状态。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的一种用于测量物体表面的测量设备的结构示意图；

图2为本实用新型提供的一种自由度并联结构的结构示意图；

图3为本实用新型提供的一种测量机构的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基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所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1示出了本实用新型提供的一种用于测量物体表面的测量设备的结构，该测量设备包括：测量机构100、电控机构101及操作台102；操作台102设置有置物部件103和位于置物部件103下方的自由度并联机构104；置物部件103上方设置有固定件105，固定件105用于固定待测物体；测量机构100用于采集待测物体的待测表面的第一测量结果，并将第一测量结果传输给电控机构101；电控机构101用于根据第一测量结果和待测表面的测量要求，输出控制信号至自由度并联机构104；自由度并联机构104用于在控制信号的驱动下运动，从而对置物部件103进行调整以使待测物体符合测量要求。

具体地，在该用于测量物体表面的测量设备中，测量机构100位于置物部件103上方，置物部件103置于自由度并联机构104上，置物部件103可以在自由度并联机构104在的带动下进行运动。置物部件103上还置有固定件105，自由度并联机构104在置物部件103的下方，在自由度并联机构104下方设置有操作台。将待测物体的置于置物部件103上，并将待测物体的待测表面朝上使得位于上方的测量机构100可以对待测表面进行测量。该测量设备启动后，测量机构100采集待测表面的第一测量结果，并将第一测量结果传输给电控机构101，电控机构101结合待测表面的测量要求对接收到的第一测量结果进行处理，即为了使待测表面进行相应的运动以满足待测表面的测量要求，电控机构101输出控制信号至自由度并联机构104，自由度并联机构104基于接收到的控制信号进行运动，带动置物部件103进行运动，进而实现置物部件103上固定的待测物体的待测表面符合测量要求。

通过测量机构采集的第一测量结果，电控机构根据第一测量结果和待测表面的测量要求输出控制信号，自由度并联机构在控制信号的驱动下对待测物体的方位进行调整，使得待测物体符合测量要求，避免人工手动调整待测物体的方位所耗费的人力和时间，提高了对待测物体的待测量面测量的效率。

在一些实施例中，还包括防护罩106，防护罩106固定在操作台102上，操作台102上置有承载台107。

具体地，操作台102上固定有防护罩106，防护罩106用于保护测量机构100，避免测量机构100受灰尘的影响和损害，确保测量设备的正常运转状态。操作台102上设置有承载台107，自由度并联机构104位于承载台107的上方，承载台107用于承载自由度并联机构104的重量。

在一些实施例中，电控机构101可以包括主控计算机、模拟量输出板卡，编码器计数器，IO板卡和伺服驱动器等。

在一些实施例中，测量机构100还用于在待测物体符合测量要求后，对待测表面进行测量，得到第二测量结果并将第二测量结果传输给电控机构101；电控机构101还用于根据第二测量结果，确定待测表面的制作误差。

具体地，在待测物体符合测量要求后，测量机构100对待测表面进行测量得到第二测量结果，并将第二测量结果发送至电控机构101，电控机构101根据对第二测量结果进行处理，与电控机构101中保存的所述待测物体待测表面的标准尺寸进行比较，得到待测表面的制作误差。

在一些实施例中，如图2所示，自由度并联机构104包括杆件201、电机202和下平台203；杆件201通过第一运动副204与置物部件103进行连接，并通过第二运动副205与下平台203连接；电机202用于基于控制信号控制杆件201长度和方位的变化，从而带动置物部件103进行运动。

具体地，自由度并联机构104包括杆件201、电机202，杆件201的数量和电机202的数量对应，优选的，杆件201的数量和电机202的数量都为6。1个电机202分别控制1根杆件201进行长度和方位的变化，电控机构101根据待测表面的需要进行运动姿态进行分解，分解到每根杆件201上，得到每根杆件201需要进行长度和方位的变化值，所有杆件201一起配合运动让待测物体符合测量要求。每根杆件201的上端通过第一运动副204与置物部件103连接，优选的，该第一运动副204为球副，可以实现在三个自由度上进行旋转。每根杆件201的下端通过第二运动副205与下平台203连接，在下平台203处有三个支撑点，且三个支撑点成正三角形布置，六根杆件201两两为一组，且每组杆件201的一端均与三个支撑点中的一个相铰接，置物部件103与每组杆件201的另一端相铰接，且置物部件103与所述每组杆件201之间形成为三角形。通过下平台203将自由度并联机构104固定在承载台107上；杆件201进行长度和方位的变化，带动第一运动副204和第二运动副205进行转动，进而带动置物部件103进行运动，使得待测物体的待测表面符合测量要求。

通过将控制信号分解到自由度并联机构包含的每个杆件上，求解出每个杆件需要进行长度和方位的变化，从而带动置物部件进行运动，进而实现对待测物体的方位进行变化，使得待测物体的待测表面符合测量要求。

在一些实施例中，如图3所示，测量机构100包括：位移传感器301、二次元镜头302和移动部件303；位移传感器301和二次元镜头302固定在移动部件303上；位移传感器301用于测量待测表面的各第一待检测点分别与位移传感器301之间的垂直距离；二次元镜头302用于采集待测表面的各第二待检测点的平面数据；移动部件303用于带动位移传感器301和二次元镜头302在垂直方向进行运动。

具体地，测量机构100包括位移传感器301、二次元镜头302和移动部件303，位移传感器301和二次元镜头302固定在移动部件303上，移动部件303可以进行垂直方向上的移动，位移传感器301和二次元镜头302可以随着移动部件303的垂直方向上的运动而运动。其中位移传感器301可以为激光位移传感器、电位器式位移传感器、电感式位移传感器、自整角机、电容式位移传感器、电涡流式位移传感器、霍尔式位移传感器等。位移传感器301用于测量待测表面的各第一待检测点分别与位移传感器301之间的垂直距离，第一待检测点为在测量机构100得到第一测量结果之前，在待测物体的待测表面选取的多个第一待检测点。第二待检测点为在待测物体符合测量要求后，在待测物体的待测表面选取的多个第二待检测点，二次元镜头302采集的待测表面的各第二待检测点的平面数据，同时位移传感器301还用于测量待测表面的各第二待检测点分别与位移传感器301之间的垂直距离。

在一些实施例中，如图3所示，移动部件303包括导轨304和气缸305；位移传感器301和二次元镜头302固定在导轨304的同一侧；气缸305用于带动滑块306沿导轨304进行运动，位移传感器301和二次元镜头302跟随滑块306在导轨304进行运动。

具体地，电控机构101可以根据位移传感器301采集的待检测点和位移传感器301之间的垂直距离，控制气缸305带动滑块306沿导轨304进行垂直方向上的运动，位移传感器301和二次元镜头302跟随滑块306在导轨304的垂直方向上进行运动。

通过气缸、滑块和导轨的配合，可以调整位移传感器和二次元镜头与待测表面的距离，以保证测量精度。

在一些实施例中，待测表面为平面；待测表面的测量要求为平面测量要求；第一测量结果为位移传感器测量的各第一待检测点的垂直距离。

具体地，当待测表面为平面时，测量机构100的第一测量结果为位移传感器301测量的各第一待检测点的垂直距离，此时该待测表面的测量要求为待测表面上各第一待检测点的垂直坐标相同，即保证该待测表面上的各点在同一个水平面上。

通过位移传感器测量的各第一待检测点的垂直距离，可以对各第一待检测点的垂直距离进行调整，使得该待测表面处在一个水平面上，以实现待测表面的调平。

在一些实施例中，二次元镜头302具体用于在待测表面符合平面测量要求后，测量各第二待检测点的平面数据，得到第二测量结果。

具体地，在待测表面符合平面测量要求，即保证该待测表面上的各点在同一个水平面上后，在待测表面上取多个第二待检测点，二次元镜头302采集每个第二待检测点的平面数据，获得第二测量结果，电控机构101根据对第二测量结果进行处理，与电控机构101中保存的所述待测物体待测表面的标准尺寸进行比较，得到待测表面的制作误差。

在一些实施例中，待测表面为弧面；待测表面的测量要求为弧面测量要求；第一测量结果包括位移传感器测量的各第一待检测点的垂直距离及二次元镜头测量的各第一待检测点的平面数据。

具体地，当待测表面为弧面时，测量机构100的第一测量结果为位移传感器301测量的各第一待检测点的垂直距离和二次元镜头302测量的各第一待检测点的平面数据，此时弧面的测量要求时为该弧面设定的测量要求。举例来说，待测表面为鼠标顶部的弧面，此时设定的测量要求为鼠标的测量角度为底部平面倾斜30度，电控机构101根据在弧面获得的多个第一待检测点的垂直距离和平面距离得到的第一测量结果进行处理，输出控制信号使得自由度并联机构104带动鼠标进行移动，以实现鼠标的底部平面倾斜30度。

通过电控机构对位移传感器测量的各第一待检测点的垂直距离和二次元镜头测量的各第一待检测点的平面数据进行处理，输出控制信号让自由度并联机构带动待测物体进行运动，可以实现将待测物体调整到用户预设的各种测量位置。

在一些实施例中，位移传感器301和二次元镜头302，还用于在待测表面符合弧面测量要求后，按照各测量路径分别测量各测量路径上的各第二待检测点的垂直距离和平面数据，从而得到第二测量结果。

具体地，在待测表面符合弧面测量要求后，以弧面的多个第二待检测点中选取任意两个待检测点之间的连线作为一条测量路径，该测量路径上也包括多个第二待检测点，让位移传感器301和二次元镜头302分别采集该测量路径上各第二待检测点的垂直距离和平面数据，以获得第二检测结果，电控机构101根据对第二测量结果进行处理，与电控机构101中保存的所述待测物体待测表面的标准尺寸进行比较，得到待测表面的制作误差。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种用于测量物体表面的测量设备，其特征在于，包括：测量机构、电控机构及操作台；所述操作台设置有置物部件和位于所述置物部件下方的自由度并联机构；所述置物部件上方设置有固定件，所述固定件用于固定待测物体；

所述测量机构用于采集所述待测物体的待测表面的第一测量结果，并将所述第一测量结果传输给所述电控机构；

所述电控机构用于根据所述第一测量结果和所述待测表面的测量要求，输出控制信号至所述自由度并联机构；

所述自由度并联机构用于在所述控制信号的驱动下运动，从而对所述置物部件进行调整以使所述待测物体符合所述测量要求。

2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，

所述测量机构还用于在所述待测物体符合所述测量要求后，对所述待测表面进行测量，得到第二测量结果并将所述第二测量结果传输给所述电控机构；

所述电控机构还用于根据所述第二测量结果，确定所述待测表面的制作误差。

3.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述自由度并联机构包括杆件、电机和下平台；

所述杆件通过第一运动副与所述置物部件进行连接，并通过第二运动副与所述下平台连接；

所述电机用于基于所述控制信号控制所述杆件长度和方位的变化，从而带动所述置物部件进行运动。

4.如权利要求2所述的设备，其特征在于，所述测量机构包括：位移传感器、二次元镜头和移动部件；

所述位移传感器和所述二次元镜头固定在所述移动部件上；

所述位移传感器用于测量所述待测表面的各第一待检测点分别与所述位移传感器之间的垂直距离；

所述二次元镜头用于采集所述待测表面的各第二待检测点的平面数据；

所述移动部件用于带动所述位移传感器和所述二次元镜头在垂直方向进行运动。

5.如权利要求4所述的设备，其特征在于，所述待测表面为平面；所述待测表面的测量要求为平面测量要求；

所述第一测量结果为所述位移传感器测量的所述各第一待检测点的垂直距离。

6.如权利要求5所述的设备，其特征在于，

所述二次元镜头具体用于在所述待测表面符合所述平面测量要求后，测量所述各第二待检测点的平面数据，得到所述第二测量结果。

7.如权利要求4所述的设备，其特征在于，所述待测表面为弧面；所述待测表面的测量要求为弧面测量要求；

所述第一测量结果包括所述位移传感器测量的所述各第一待检测点的垂直距离及所述二次元镜头测量的所述各第一待检测点的平面数据。

8.如权利要求7所述的设备，其特征在于，

所述位移传感器和所述二次元镜头，还用于在所述待测表面符合所述弧面测量要求后，按照各测量路径分别测量所述各测量路径上的各第二待检测点的垂直距离和平面数据，从而得到所述第二测量结果。

9.如权利要求4所述的设备，其特征在于，所述移动部件包括导轨和气缸；

所述位移传感器和所述二次元镜头固定在所述导轨的同一侧；

所述气缸用于带动滑块沿所述导轨进行运动，所述位移传感器和所述二次元镜头跟随所述滑块在所述导轨上进行运动。

10.如权利要求1至9任意一项所述的设备，其特征在于，还包括防护罩，所述防护罩固定在所述操作台上，所述操作台上置有承载台。