CN220629467U - 一种高精度六自由度位姿调节相机检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高精度六自由度位姿调节相机检测装置，包括视觉检测装置，XY轴旋转调节装置，Z轴旋转装置，Z向升降调节装置，XY方向平动调节装置，通过使用本实用新型装置的平动装置可以实现相机在三自由度方向上的移动，利用转动调节装置实现调节相机三自由度方向上的姿态，获取工件不同方向上的图像信息；另外，本实用新型装置可以实时自由调节相机位姿，根据不同工件，无死角获取足够的工件图像信息；本实用新型可以通过调节相机的六自由度位姿获取不同方向工件的图像信息，具有多方向调节、高调节精度、高集成度的优点，用一套装置实现了六自由度相机位姿调节，节省了空间，方便在狭小空间完成对工件缺陷检测。
Description
技术领域
本实用新型涉及检测设备技术领域，具体地说，涉及一种高精度六自由度位姿调节相机检测装置。
背景技术
视觉检测是指利用相机和电脑完成人眼的作用，对目标进行识别、跟踪、测量等处理，目前大多数的高校实验室和企业所使用的机器视觉检测装置，在对待测工件进行检测时，无法灵活调节相机拍摄工件的角度，相机调节精度低，造成检测精度低、检测效果差的情况，只能对工件的固定位置进行检测，缺乏连续性，降低了检测的效率，并且检测装置的体积常常过于庞大，无法在小空间内完成检测任务。
因此，本申请提出一种高精度六自由度位姿调节相机检测装置。
实用新型内容
本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提出一种高精度六自由度位姿调节相机检测装置。
本实用新型所提出需要解决的问题通过以下技术方案实现：
一种高精度六自由度位姿调节相机检测装置，包括视觉检测装置，XY轴旋转调节装置，Z轴旋转调节装置，Z向升降调节装置，XY方向平动调节装置，其特征在于，所述视觉检测装置包括工业相机，转接架，所述工业相机通过转接架与XY轴旋转调节装置连接，所述XY轴旋转调节装置通过螺栓与Z轴旋转调节装置连接，所述Z轴旋转调节装置通过螺栓与Z向升降调节装置连接，所述Z向升降调节装置通过螺栓与XY方向平动调节装置连接。
进一步，所述XY轴旋转调节装置包括与工业相机相连的X转主轴，X转台，X轴减速器连接台，Y转主动轴，Y转从动轴，Y转轴承座，转接台，X轴减速器，Y轴减速器，Y轴旋转手轮。所述X转主轴通过一前一后两个轴承与X转台配合连接，可以在X轴方向上旋转，并在前端通过端盖后端通过螺母实现轴向限位；所述X转台与Y转主动轴、Y转从动轴通过转轴上的法兰盘用螺栓进行连接，所述Y转主动轴、Y转从动轴各通过两个轴承与Y转轴承座配合连接，实现在Y轴方向上的旋转，所述Y转轴承座通过螺栓与转接台连接；所述Y轴减速器通过螺栓与转接台连接，其输出轴通过联轴器与Y转主动轴连接，其输入轴通过键与手轮连接，实现转动减速器控制Y轴方向旋转，并通过减速器的降速作用实现高精度调节；所述X轴减速器连接台通过螺栓与X转台连接，所述X轴减速器通过螺栓与X轴减速器连接台连接，其输出轴通过联轴器与X转主轴连接，其输入轴通过键与手轮连接，实现转动减速器控制X轴方向旋转，并通过减速器的降速作用实现高精度调节。
进一步，所述Z轴旋转调节装置包括回转式减速器，旋转平台承重板，蜗轮蜗杆减速器，Z轴旋转手轮，所述回转式减速器顶部通过沉头螺栓与转接台连接，底部通过螺栓与旋转平台承重板连接，所述蜗轮蜗杆减速器通过螺栓与旋转平台承重板连接，所述蜗轮蜗杆减速器输出轴与回转式减速器输入轴通过联轴器连接，输入轴通过键与手轮连接，转动手轮带动蜗轮蜗杆减速器，蜗轮蜗杆减速器进一步带动回转式减速器，从而控制Z轴方向旋转，并通过两级减速器的降速作用实现高精度调节。
进一步，所述Z向升降调节装置包括转盘轴承驱动机构，Z向移动机构，导向机构。所述转盘轴承驱动机构包括转盘轴承，升降平台承重板，齿轮，蜗轮，蜗杆，手轮，蜗杆轴承座，所述蜗杆轴承座通过螺栓与升降平台承重板连接，所述Z升降手轮通过键与蜗杆连接，所述蜗杆通过轴承与蜗杆轴承座配合连接，所述蜗轮与蜗杆啮合，所述蜗轮带动其下方齿轮旋转，所述下方齿轮与转盘轴承外圈啮合，实现通过转动手轮来驱动转盘轴承，所述转盘轴承内圈通过螺栓与升降平台承重板连接，所述转盘轴承外圈与4个Z向移动机构连接；所述Z向移动机构包括传动齿轮，丝杠螺母，丝杠，所述传动齿轮与丝杠螺母固连，所述丝杠螺母与丝杠啮合及相对运动，所述丝杠通过丝杠支座与旋转平台承重板连接；手轮带动蜗杆，蜗杆驱动蜗轮，蜗轮通过连接杆与下方齿轮连接，下方齿轮又与转盘轴承啮合，转盘轴承通过传动齿轮同时与四根丝杠啮合，带动丝杠旋转，丝杠与丝杠螺母啮合及相对运动，实现Z向移动台的实现升降工作，达到定传动比传动。
进一步，所述XY方向平动调节装置包括Y向移动机构和X向移动机构。所述Y向移动机构包括上层移动板，上导轨，上滑块，下层移动板，上丝杠，上丝杠螺母，上丝杠轴承座，上蜗轮蜗杆减速器，上手轮，所述上层移动板通过螺栓与升降平台承重板连接，所述上滑块通过螺栓与上层移动板连接，所述上导轨通过螺栓与下层移动板连接，所述上滑块与上导轨配合，使得上层移动板实现与下层移动板相对运动；所述上丝杠轴承座通过螺栓与下层移动板连接，所述上丝杠通过轴承与上丝杠轴承座配合连接，所述上丝杠尾部通过键与上蜗轮蜗杆减速器连接，所述上丝杠螺母通过螺栓与上层移动板连接，并与上丝杠啮合，所述上蜗轮蜗杆减速器通过螺栓与下层移动板连接，所述上手轮通过键与上蜗轮蜗杆减速器输入轴连接。所述X向移动机构包括下导轨，下滑块，总自由度承重板，下丝杠，下丝杠螺母，下丝杠轴承座，下蜗轮蜗杆减速器，下手轮，导轨钳制器，所述下滑块通过螺栓与下层移动板连接，所述下导轨通过螺栓与总自由度承重板连接，所述下滑块与下导轨配合，使得下层移动板实现与总自由度承重板相对运动；所述下丝杠轴承座通过螺栓与总自由度承重板连接，所述下丝杠通过轴承与下丝杠轴承座配合连接，所述下丝杠尾部通过键与下蜗轮蜗杆减速器连接，所述下丝杠螺母通过螺栓与下层移动板连接，并与下丝杠啮合，所述下蜗轮蜗杆减速器通过螺栓与总自由度承重板连接，所述下手轮通过键与下蜗轮蜗杆减速器输入轴连接。X向移动机构其结构基本与Y向移动机构相似，二者垂直组装连接，实现在XY两个方向上的平移调节。
本实用新型优点在于：
本实用新型装置可以实时自由调节相机位姿，包括三方向上的移动及三轴上的转动共六个自由度均可调节，且调节精度高，可以实现相机的微小调节，无死角获取足够的工件图像信息。本实用新型装置具有多方向调节、高调节精度、高集成度、体积小的优点，用一套装置实现了六自由度相机位姿调节，节省了空间，方便在狭小空间完成对工件缺陷检测。
附图说明
为了阐明本实用新型的实施例或技术方案在技术进步中的作用，以下简要附图将用于对实施例或技术进步的描述。显然，以下描述中的附图只是本实用新型的一些实施例。对于本领域普通技术人员来讲，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附图。
图1是本实用新型提出一种高精度六自由度位姿调节相机检测装置的整体立体图。
图2是本实用新型提出一种高精度六自由度位姿调节相机检测装置的XY轴旋转调节装置立体图。
图3是图2剖视图。
图4是本实用新型提出一种高精度六自由度位姿调节相机检测装置的Z轴旋转调节装置和Z向升降调节装置立体图。
图5是本实用新型提出一种高精度六自由度位姿调节相机检测装置的XY方向平动调节装置总体立体图。
图6是本实用新型提出一种高精度六自由度位姿调节相机检测装置的Y方向平动调节装置立体图。
图7是本实用新型提出一种高精度六自由度位姿调节相机检测装置的X方向平动调节装置立体图。
附图中标记及对应的零部件名称：1-工业相机，2-转接架，3-X转主轴，4-X转台，5-X轴减速器连接台，6-Y转主动轴，7-Y转从动轴，8-Y转轴承座，9-转接台，10-X轴减速器，11-Y轴减速器，12-Y轴旋转手轮，13-回转式减速器，14-旋转平台承重板，15-蜗轮蜗杆减速器，16-Z轴旋转手轮，17-转盘轴承，18-升降平台承重板，19-齿轮，20-蜗轮，21-蜗杆，22-Z向升降手轮，23-蜗杆轴承座，24-传动齿轮，25-丝杠螺母，26-丝杠，27-上层移动板，28-上导轨，29-上滑块，30-下层移动板，31-上丝杠，32-上丝杠螺母，33-上丝杠轴承座，34-上蜗轮蜗杆减速器，35-上手轮，36-下导轨，37-下滑块，38-总自由度承重板，39-下丝杠，40-下丝杠螺母，41-下丝杠轴承座，42-下蜗轮蜗杆减速器，43-下手轮，44-导轨钳制器。
具体实施方式
下面结合附图来进一步说明本实用新型的具体实施方式。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。
需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
如图1-7所示，一种高精度六自由度位姿调节相机检测装置，包括视觉检测装置，XY轴旋转调节装置，Z轴旋转调节装置，Z向升降调节装置，XY方向平动调节装置。
如图2-3所示，工业相机(1)与X转主轴(3)为固定连接，X转主轴(3)通过轴承与X转台(4)配合连接，可以绕X轴方向旋转，通过转动X转主轴(3)后端连接的X轴减速器(10)，可以带动X转主轴旋转，从而实现工业相机在X轴方向上的旋转，并通过减速器的高传动比实现高精度调节。
进一步的，X转台(4)通过Y转主动轴(6)、Y转从动轴(7)与Y转轴承座(8)连接，Y转轴承座(8)固定在转接台(9)上，X转台(4)与Y转轴承座(8)之间呈相互垂直关系，从而使得X转台(4)可以绕Y轴旋转，通过转动Y转主动轴后端连接的Y轴减速器(11)，可以带动Y转主轴旋转，从而实现工业相机(1)在Y轴方向上的旋转，并通过减速器的高传动比实现高精度调节。
如图4所示，回转式减速器(13)顶部通过沉头螺栓与转接台(9)连接，底部通过螺栓与旋转平台承重板(14)连接，回转减速器(13)旋转带动XY旋转装置转动，从而实现工业相机在Z轴上的旋转调节，同时，回转式减速器(13)输入轴与蜗轮蜗杆减速器(15)输出轴通过联轴器连接，转动蜗轮蜗杆减速器上的手轮，蜗轮蜗杆减速器进一步带动回转式减速器，从而控制Z轴方向旋转，并通过两级减速器的降速作用实现高精度调节。
进一步的，Z向升降调节装置中，转盘轴承(17)内圈通过螺栓与升降平台承重板(18)连接，所述转盘轴承(17)外圈与4个Z向移动机构连接，手轮通过蜗轮蜗杆与转盘轴承(17)外圈配合，实现由手轮向转盘轴承的传动，转盘轴承与4个Z向移动机构通过传动齿轮(24)连接，所述传动齿轮与丝杠螺母固连，丝杠螺母与丝杠啮合及相对运动，所述丝杠通过丝杠支座与旋转平台承重板(14)连接；手轮带动蜗杆，蜗杆驱动蜗轮，蜗轮通过连接杆与下方齿轮(19)连接，下方齿轮又与转盘轴承(17)啮合，转盘轴承(17)通过传动齿轮同时与四根丝杠(26)啮合，带动丝杠旋转，丝杠与丝杠螺母(25)啮合及相对运动，实现Z向移动台的实现升降工作。
如图5-7所示，Y向移动机构中的上层移动板(27)通过螺栓与Z向升降调节装置中的升降平台承重板(18)连接，上滑块(29)与上层移动板(27)固连，上导轨(28)与下层移动板(30)为固连，滑块与导轨配合，使得上层移动板(27)实现与下层移动板(30)的相对运动，上丝杠轴承座(33)通过螺栓与下层移动板(30)连接，并通过轴承与上丝杠(31)配合连接，所述上丝杠尾部通过键与上蜗轮蜗杆减速器连接，上丝杠螺母(32)通过螺栓与上层移动板(27)连接，并与上丝杠(31)啮合，通过转动上丝杠(31)从而驱动上层移动板(27)平移。
进一步的，X向移动机构中的下层移动板(30)通过螺栓与总自由度承重板(38)连接，下滑块(37)与下层移动板(30)为固连，下导轨(36)与总自由度承重板(38)为固连，滑块与导轨配合，使得下层移动板(30)可以与总自由度承重板(38)相对运动，下丝杠轴承座(41)通过螺栓与总自由度承重板(38)连接，并通过轴承与下丝杠(39)配合连接，所述丝杠尾部通过键与下蜗轮蜗杆减速器连接，下丝杠螺母(40)通过螺栓与下层移动板(30)连接，并与下丝杠(39)啮合，通过转动下丝杠(39)从而驱动下层移动板平移。X向移动机构其结构基本与Y向移动机构相似，二者垂直组装连接，实现在XY两个方向上的平移调节。
本实用新型通过XY轴旋转调节装置，Z轴旋转调节装置，Z向升降调节装置，XY方向平动调节装置实现了对工业相机的六自由度调节，相机获得足够的图像后，将图像信息通过以太网传输至计算机，分析待测工件的表面图像信息，完成对工件的检测。
Claims (5)
1.一种高精度六自由度位姿调节相机检测装置，包括视觉检测装置，XY轴旋转调节装置，Z轴旋转调节装置，Z向升降调节装置，XY方向平动调节装置，其特征在于，所述视觉检测装置包括工业相机(1)，转接架(2)，所述工业相机通过转接架与XY轴旋转调节装置连接，所述XY轴旋转调节装置通过螺栓与Z轴旋转调节装置连接，所述Z轴旋转调节装置通过螺栓与Z向升降调节装置连接，所述Z向升降调节装置通过螺栓与XY方向平动调节装置连接。
2.根据权利要求1所述的一种高精度六自由度位姿调节相机检测装置，其特征在于，所述XY轴旋转调节装置包括与工业相机相连的X转主轴(3)，X转台(4)，X轴减速器连接台(5)，Y转主动轴(6)，Y转从动轴(7)，Y转轴承座(8)，转接台(9)，X轴减速器(10)，Y轴减速器(11)，Y轴旋转手轮(12)，所述X转主轴(3)通过一前一后两个轴承与X转台(4)配合连接，可以在X轴方向上旋转，并在前端通过端盖后端通过螺母实现轴向限位；所述X转台(4)与Y转主动轴(6)、Y转从动轴(7)通过转轴上的法兰盘用螺栓进行连接，所述Y转主动轴(6)、Y转从动轴(7)各通过两个轴承与Y转轴承座(8)配合连接，实现在Y轴方向上的旋转，所述Y转轴承座(8)通过螺栓与转接台(9)连接；所述Y轴减速器(11)通过螺栓与转接台(9)连接，其输出轴通过联轴器与Y转主动轴(6)连接，其输入轴通过键与Y轴旋转手轮(12)连接，实现转动减速器控制Y轴方向旋转，并通过减速器的降速作用实现高精度调节；所述X轴减速器连接台(5)通过螺栓与X转台(4)连接，所述X轴减速器(10)通过螺栓与X轴减速器连接台(5)连接，其输出轴通过联轴器与X转主轴(3)连接，实现转动减速器控制X轴方向旋转，并通过减速器的降速作用实现高精度调节。
3.根据权利要求1所述的一种高精度六自由度位姿调节相机检测装置，其特征在于，所述Z轴旋转调节装置包括回转式减速器(13)，旋转平台承重板(14)，蜗轮蜗杆减速器(15)，Z轴旋转手轮(16)，所述回转式减速器(13)顶部通过沉头螺栓与转接台(9)连接，底部通过螺栓与旋转平台承重板(14)连接，所述蜗轮蜗杆减速器(15)通过螺栓与旋转平台承重板(14)连接，所述蜗轮蜗杆减速器(15)输出轴与回转式减速器(13)输入轴通过联轴器连接，输入轴通过键与Z轴旋转手轮(16)连接，转动Z轴旋转手轮(16)带动蜗轮蜗杆减速器，蜗轮蜗杆减速器(15)进一步带动回转式减速器(13)，从而控制Z轴方向旋转，并通过两级减速器的降速作用实现高精度调节。
4.根据权利要求1所述的一种高精度六自由度位姿调节相机检测装置，其特征在于，所述Z向升降调节装置包括转盘轴承驱动机构，Z向移动机构，导向机构，所述转盘轴承驱动机构包括转盘轴承(17)，升降平台承重板(18)，齿轮(19)，蜗轮(20)，蜗杆(21)，Z向升降手轮(22)，蜗杆轴承座(23)，所述蜗杆轴承座(23)通过螺栓与升降平台承重板(18)连接，所述Z向升降手轮(22)通过键与蜗杆(21)连接，所述蜗杆(21)通过轴承与蜗杆轴承座(23)配合连接，所述蜗轮(20)与蜗杆(21)啮合，所述蜗轮(20)带动其下方齿轮(19)旋转，所述下方齿轮与转盘轴承(17)外圈啮合，实现通过转动手轮来驱动转盘轴承(17)，所述转盘轴承(17)内圈通过螺栓与升降平台承重板(18)连接，所述转盘轴承(17)外圈与4个Z向移动机构连接；所述Z向移动机构包括传动齿轮(24)，丝杠螺母(25)，丝杠(26)，所述传动齿轮(24)与丝杠螺母(25)固连，所述丝杠螺母(25)与丝杠(26)啮合及相对运动，所述丝杠通过丝杠支座与旋转平台承重板(14)连接；Z向升降手轮(22)带动蜗杆，蜗杆(21)驱动蜗轮(20)，蜗轮(20)通过连接杆与下方齿轮连接，下方齿轮又与转盘轴承(17)啮合，转盘轴承通过传动齿轮(24)同时与四根丝杠啮合，带动丝杠旋转，丝杠与丝杠螺母啮合及相对运动，实现Z向移动台的实现升降工作，达到定传动比传动。
5.根据权利要求1所述的一种高精度六自由度位姿调节相机检测装置，其特征在于，所述XY方向平动调节装置包括Y向移动机构和X向移动机构，所述Y向移动机构包括上层移动板(27)，上导轨(28)，上滑块(29)，下层移动板(30)，上丝杠(31)，上丝杠螺母(32)，上丝杠轴承座(33)，上蜗轮蜗杆减速器(34)，上手轮(35)，所述上层移动板(27)通过螺栓与升降平台承重板(18)连接，所述上滑块(29)通过螺栓与上层移动板(27)连接，所述上导轨(28)通过螺栓与下层移动板(30)连接，所述上滑块(29)与上导轨(28)配合，使得上层移动板(27)实现与下层移动板(30)相对运动；所述上丝杠轴承座(33)通过螺栓与下层移动板(30)连接，所述上丝杠(31)通过轴承与上丝杠轴承座(33)配合连接，所述上丝杠(31)尾部通过键与上蜗轮蜗杆减速器(34)连接，所述上丝杠螺母(32)通过螺栓与上层移动板(27)连接，并与上丝杠(31)啮合，所述上蜗轮蜗杆减速器(34)通过螺栓与下层移动板(30)连接，所述上手轮(35)通过键与上蜗轮蜗杆减速器(34)输入轴连接；所述X向移动机构包括下导轨(36)，下滑块(37)，总自由度承重板(38)，下丝杠(39)，下丝杠螺母(40)，下丝杠轴承座(41)，下蜗轮蜗杆减速器(42)，下手轮(43)，导轨钳制器(44)，所述下滑块(37)通过螺栓与下层移动板(30)连接，所述下导轨(36)通过螺栓与总自由度承重板(38)连接，所述下滑块(37)与下导轨(36)配合，使得下层移动板(30)实现与总自由度承重板(38)相对运动；所述下丝杠轴承座(41)通过螺栓与总自由度承重板(38)连接，所述下丝杠(39)通过轴承与下丝杠轴承座(41)配合连接，所述下丝杠(39)尾部通过键与下蜗轮蜗杆减速器(42)连接，所述下丝杠螺母(40)通过螺栓与下层移动板(30)连接，并与下丝杠(39)啮合，所述下蜗轮蜗杆减速器(42)通过螺栓与总自由度承重板(38)连接，所述下手轮(43)通过键与下蜗轮蜗杆减速器(42)输入轴连接；X向移动机构其结构基本与Y向移动机构相似，二者垂直组装连接，实现在XY两个方向上的平移调节。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |