一种用于直线激光器姿态调整的装置的制作方法

本实用新型属于激光器的定位装置领域，具体涉及一种用于直线激光器姿态调整的装置。

背景技术：

基于视觉测量技术的结构光视觉系统能很好地适应现代工业对工件外形尺寸检测所提出的新标准和要求，是一种兼备精度和效率的非接触式外形检测手段。如图1所示的直线激光器1是视觉测量技术中常用的一种线结构激光发射装置，它能射出激光平面并在投影平面上投射出直线度极高的激光光条，当直线激光器1发射的激光照射到被检测工件表面时，原本的直线激光光条就会随被检测工件表面形状发生相应的形状改变。用相机拍摄此时的激光光条照片，就能通过视觉测量算法解算得出被检测工件的三维表面形状。现有的结构光视觉系统通常用扫描的方式获得工件的三维表面形状数据，进而实现对工件外形轮廓的检测。

在某些特殊的使用条件下，需要使直线激光器1所投射出的激光平面沿激光器自身的轴线旋转并在每次变换姿态后的均分别获取以激光平面在yz直角平面上投影线条的x轴旋转角度值为代表的激光平面三维姿态数据信息，或者，需要使直线激光器1所投射出的激光平面沿竖直z轴旋转并在每次变换姿态后的均分别获取以激光平面在xy直角平面上投影线条的z轴旋转角度值为代表的激光平面三维姿态数据信息。然而，由于缺少对应的激光器姿态调整装置，现有获取每个空间姿态下激光平面所对应三维姿态数据信息的过程均需要单独通过视觉测量算法对激光平面在标靶上的投影光条进行重新提取和解算，其步骤异常繁琐，提取设备成本造价高、运算量大，效率低且结果精确度并不理想。

若能设计一种应用于结构光视觉系统中的直线激光器专用姿态调整装置，以便实现在误差允许的范围内直接获得以激光平面沿水平x轴自轴旋转的角度值和激光平面沿竖直z轴旋转的角度值为代表的激光平面三维姿态数据信息，则可以使直线激光器所投射的激光平面在空间中的三维姿态数据信息成为容易获取的已知量，则可以较为容易地使直线激光器所投射的激光平面在空间中的三维姿态数据信息成为容易获取的已知量，从而免去对直线激光器1激光平面空间位置的反复重新提取和解算的过程，大大提高测量效率，因此该研发方向具有一定实际意义。

技术实现要素：

为了解决现有因缺少对应的激光器姿态调整装置而造成视觉测量过程无法实现在误差允许的范围内直接获得以激光平面沿水平x轴自轴旋转的角度值为代表的激光平面三维姿态数据信息，并且也无法实现在误差允许的范围内直接获得以激光平面沿竖直z轴旋转的角度值为代表的激光平面三维姿态数据信息的技术问题，本实用新型提供一种用于直线激光器姿态调整的装置。

本实用新型解决技术问题所采取的技术方案如下：

一种用于直线激光器姿态调整的装置，其包括轴套筒、端盖、套环和转盘基座，所述轴套筒包括套筒体和竖直轴，竖直轴的上端垂直固连于套筒体的外壁中段，竖直轴的下端垂直固连于转盘基座内；端盖、套筒体和套环均同轴，端盖的后端面与套筒体的前端面连接，套环位于套筒体的后端；转盘基座包括水平转角刻度码盘和指针旋钮，指针旋钮的中心设有竖直轴通孔，指针旋钮的外侧壁下部设有水平转角指针；水平转角刻度码盘的中心设有竖直轴插孔，水平转角刻度码盘上端面的外圆周上设有刻度均布的水平转角指示刻度环；竖直轴穿过竖直轴通孔，其二者同轴固连；竖直轴的下端插入竖直轴插孔内并与其转动连接。

所述套筒体的前端面外圆周上设有刻度均布的激光器自身轴向转角刻度环。

所述激光器自身轴向转角刻度环的刻度精度为0.2度，激光器自身轴向转角刻度环的0刻度线与竖直z轴平行。

所述端盖包括端盖侧壁、前盖板和后端面环台，其三者一体成型；后端面环台的外侧壁上设有激光器轴向转角指针，前盖板上设有沿直径方向的狭缝。

所述水平转角指示刻度环的刻度精度为0.1度，水平转角指示刻度环的0刻度线与水平x轴平行。

本实用新型的有益效果是：该用于直线激光器姿态调整的装置通过旋转套环驱动直线激光器做自轴旋转，并能够通过激光器轴向转角指针与激光器自身轴向转角刻度环直接读取以直线激光器沿水平x轴自轴旋转的角度值为代表的激光平面三维姿态数据信息，该装置还能通过指针旋钮驱动直线激光器沿竖直z轴旋转，并能通过水平转角指针与水平转角指示刻度环直接读取以直线激光器沿竖直z轴旋转的角度值为代表的激光平面三维姿态数据信息，从而避免了以往每次调整激光器姿态后，都需要单独通过视觉测量算法对激光平面在标靶上的投影光条进行重新提取和解算的繁琐过程，大幅简化了操作步骤并显著提高了测量效率。

此外，该装置还具有结构简单实用，操作方便，成本低廉，便于推广普及等优点。

附图说明

图1是直线激光器及其所投射出的激光平面的示意图；

图2是本实用新型一种用于直线激光器姿态调整的装置的立体结构示意图；

图3是图2的爆炸示意图；

图4是本实用新型轴套筒的立体结构示意图；

图5是本实用新型端盖的立体结构示意图；

图6是本实用新型套环的立体结构示意图；

图7是本实用新型水平转角刻度码盘和指针旋钮的立体结构示意图；

图8是本实用新型一种用于直线激光器姿态调整的装置的应用示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细说明。

如图2至图7所示，本实用新型的一种用于直线激光器姿态调整的装置包括轴套筒2、端盖3、套环4和转盘基座5，轴套筒2包括套筒体2-1和竖直轴2-2，竖直轴2-2的上端垂直固连于套筒体2-1的外壁中段，竖直轴2-2的下端垂直固连于转盘基座5内。端盖3包括端盖侧壁3-1、前盖板3-2和后端面环台3-3，其三者一体成型。后端面环台3-3的外侧壁上设有激光器轴向转角指针3-3-1，前盖板3-2上设有沿直径方向的狭缝3-2-1，其用于保护直线激光器1的前端。端盖3、套筒体2-1和套环4均同轴，后端面环台3-3后端面与套筒体2-1的前端面连接，套环4位于套筒体2-1的后端。套环4用于同轴嵌套在直线激光器1的外壳上，并带动直线激光器1自轴扭转。

转盘基座5包括水平转角刻度码盘5-1和指针旋钮5-2，指针旋钮5-2的中心设有竖直轴通孔5-2-1，指针旋钮5-2的外侧壁下部设有水平转角指针5-2-2；水平转角刻度码盘5-1的中心设有竖直轴插孔5-1-1，水平转角刻度码盘5-1上端面的外圆周上设有刻度均布的水平转角指示刻度环5-1-2，其刻度精度为0.1度，水平转角指示刻度环5-1-2的0刻度线与水平x轴平行。

竖直轴2-2穿过竖直轴通孔5-2-1，其二者同轴固连；竖直轴2-2的下端插入竖直轴插孔5-1-1内并与其转动连接。

套筒体2-1的前端面外圆周上设有刻度均布的激光器自身轴向转角刻度环2-1-1，其刻度精度为0.2度，激光器自身轴向转角刻度环2-1-1的0刻度线与竖直z轴平行。

具体应用本实用新型的一种用于直线激光器姿态调整的装置时，如图8所示，将直线激光器1的前端顺次穿过套环4、套筒体2-1、后端面环台3-3以及端盖侧壁3-1并使直线激光器1的前端与前盖板3-2的后端面连接。开启直线激光器1并调整激光平面与前盖板3-2的相对角度，直至激光平面完全从狭缝3-2-1射出。

此后，关闭直线激光器1并用胶将其外壳分别与后端面环台3-3以及端盖侧壁3-1固连。再沿轴向推动后端面环台3-3并使其与套筒体2-1的前端面密贴，从而使激光器轴向转角指针3-3-1与激光器自身轴向转角刻度环2-1-1完成配合，再将套环4的前端面也与套筒体2-1的后端面用胶固连。

使用时，首先使激光器轴向转角指针3-3-1指向激光器自身轴向转角刻度环2-1-1的0度位置，并使水平转角指针5-2-2指向水平转角指示刻度环5-1-2的0度位置，便可以启动直线激光器1，使其投射一个竖直姿态下的激光平面。

此后，通过旋转套环4驱动直线激光器1做自轴旋转，并直接通过激光器轴向转角指针3-3-1与激光器自身轴向转角刻度环2-1-1读取直线激光器1自轴旋转的角度值，激光器轴向转角指针3-3-1每转动一个刻度，即意味着直线激光器1所投射的激光平面沿其自身x轴线转动了0.2度，且此时的误差精度完全在视觉测量所允许的误差范围之内。

通过指针旋钮5-2驱动直线激光器沿竖直z轴旋转并通过水平转角指针5-2-2与水平转角指示刻度环5-1-2直接读取直线激光器沿竖直z轴旋转的角度值，水平转角指针5-2-2每转动一个刻度即意味着直线激光器1所投射的激光平面沿竖直z轴转动了0.1度，且此时的误差精度完全在视觉测量所允许的误差范围之内。

通过该方式可以方便快捷地直接读取直线激光器沿水平x轴自轴旋转的角度值，或者直接读取直线激光器沿竖直z轴旋转的角度值，避免了以往每次调整激光器姿态后，都需要单独通过视觉测量算法对激光平面在标靶上的投影光条进行重新提取和解算的繁琐过程，大幅简化了操作步骤并显著提高了测量效率。