一种多自由度相机调整装置的制作方法

1.本实用新型涉及视觉检测技术领域，具体涉及一种多自由度相机固定调整装置。


背景技术：

2.随着科技的飞速发展，工业数字相机在机器视觉、工业检测、图像处理等方面有着非常广泛的应用。在机器视觉系统中，相机需要采集图像，尤其在视觉检测技术领域，对于采集到的图像质量与获得图像的稳定性有很高要求。除了相机自身要有适合的功能参数以及稳定性，相机的固定、调整装置也有着不容忽视的作用。
3.现有的相机支架通常仅能进行高度或者角度之一的调节，对此，目前常见的解决方案是设计特殊角度和结构的专用支架来固定相机。然而，这种专用支架往往不具有通用性，不能适应不同产品的采集图像个性化需求，并且结构复杂且调节不便。还有一种相机支架采用蜗杆、齿轮机构实现相机调整，然而，上述结构设计过程复杂，增加了设备制造成本和使用成本，不便于推广使用。


技术实现要素：

4.有鉴于此，提供一种既能够可靠、稳定地固定相机，又满足结构简单、适用性广泛、便于安装调试需求的相机调整装置是非常有必要的。本实用新型解决的技术问题在于，提供了一种多自由度相机调整装置，本专利的实施能够有效解决工业应用场景中相机固定、调整问题，提高固定安装效率，节省相机调试时间。
5.为解决上述技术问题，提供了一种多自由度相机调整装置，所述装置包括：
6.第一旋转调节部，用于沿该第一旋转调节部所在平面可转动地调节所述相机的角度；
7.滑动部，与所述第一旋转调节部相连接，用于往复移动所述相机(5)的位置；
8.第二旋转调节部，与所述滑动部连接，用于使得所述相机(5)围绕所述相机(5)镜头中心轴进行旋转调节，所述相机(5)安装于所述第二旋转调节部，以及
9.连接件(4)，与所述第一旋转调节部连接，用于将所述多自由度相机固定调整装置固定在外部机架上。
10.在一种示例性的方案中，所述第一旋转调节部包括：转板(1)、第一调节件(3)和相机回转板(11)；其中，通过调节所述第一调节件(3)上的第一调整部件，所述转板以x轴为中心相对于所述连接件旋转，以调整所述相机的角度。
11.在一种示例性的方案中，所述转板(1)上设置有一对第一腰形槽，第一固定件穿过所述第一腰形槽与所述连接件连接，所述转板(1)的上方对称设置有两个所述第一调节件(3)，所述转板(1)的下方设置有所述相机回转板(11)，所述相机回转板(11)与所述连接件(4)固定连接。
12.在一种示例性的方案中，所述第一腰形槽为左右对称设置的圆弧形腰形槽，所述圆弧角度为20
°
～60
°
，所述第一腰形槽的圆弧半径小于所述转板长度的一半；在调整到所
需角度后，利用所述第一调整部件使所述转板(1)定位于所述连接件(4)。
13.在一种示例性的方案中，所述滑动部包括导轨滑块机构(2)、相机支撑板(9)和第二调节件(10)；其中，所述导轨滑块机构(2)与所述转板(1)相连接，所述相机支撑板(9)与所述导轨滑块机构(2)相连接，在所述转板(1)上方和下方分别设置所述第二调节件(10)，所述第二调节件用于调节和定位所述导轨滑块机构(2)中滑块的位置，以使得所述相机(5)在z轴方向上平移。
14.在一种示例性的方案中，所述第二调节件(10)的一端与所述转板(1)固定连接，另一端设置有第二调整部件，通过调节所述第二调节件(10)上的第二调整部件使所述相机支撑板(9)上下移动。
15.在一种示例性的方案中，所述转板(1)正面中间位置设置有凹槽，所述凹槽内设置有若干个固定孔，以用于固定所述导轨滑块机构(2)，所述凹槽的宽度根据所述导轨滑块机构(2)的宽度确定。
16.在一种示例性的方案中，第二旋转调节部包括相机安装板(6)、相机板(7)、相机调节件(8)和加强筋(12)；其中，所述相机安装板(6)和相机板(7)中心均设置有一个圆孔，所述相机穿过所述圆孔安装于所述相机安装板(6)，所述相机板(7)通过第二固定件与所述相机安装板(6)可转动地连接，所述相机(5)固定于所述相机安装板(6)，所述加强筋(12)固定于所述相机板(7)和所述相机支撑板(9)之间以固定支撑所述相机板(7)。
17.在一种示例性的方案中，所述相机安装板(6)设置有多个第二腰形槽，所述第二固定件穿过所述第二腰形槽与所述相机板(7)固定；通过调整所述相机调节件(8)上的第三调整部件，所述第二固定件在所述第二腰形槽中滑动，以使得所述相机安装板(6)和所述相机(5)绕所述相机(5)的镜头中心轴进行旋转调节。
18.在一种示例性的方案中，各调整部件和/或各固定件为螺钉，所述相机为线性相机。
19.本实用新型至少具有以下有益效果：
20.本实用新型的相机固定装置通过旋转机构的设置能够使得相机围绕x轴、相机镜头中心轴进行旋转，进而调整相机镜头的偏转角，从而适应不同安装位置和姿态的被摄物的拍摄需要；并且，根据拍摄需要，利用滑动部的结构调整拍摄距离的远近，利用连接件与旋转机构的连接调整相机在y轴方向的位置，进而可以简单快速地将相机与被摄物之间的相对位置调节至良好状态。由此，有效节省设备调试时对相机的调整时间，提高了调试效率；并且，仅通过一个机构能实现相机在y轴、z轴进行平移，沿相机镜头中心轴、x轴进行旋转，能够满足相机调整需求，适用性广。
21.根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本实用新型的其它特征及方面将变得清楚。
附图说明
22.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是一部分实施例或现有技术，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它的类似或相关附图。
23.图1是根据一示例性实施例示出的多自由度相机调整装置的示意图。
24.图2是根据一示例性实施例示出的多自由度相机调整装置的爆炸图。
25.图3是根据一示例性实施例示出的转板的示意图。
26.图4为是根据一示例性实施例示出的相机安装板的示意图。
27.1、转板；2、导轨滑块机构；3、第一调节件；4、连接件；5、相机；6、相机安装板；7、相机板；8、相机调节件；9、相机支撑板；10、第二调节件；11、相机回转板；12、加强筋；13、第一固定件；14、第二固定件；15、第一调整部件；16、第二调整部件；17、第三调整部件；18、第一腰型槽；19、第二腰型槽；20、凹槽。
28.这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本专利的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本专利的概念。
具体实施方式
29.以下将参考附图详细说明本实用新型的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
30.在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。
31.另外，为了更好的说明本实用新型，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本实用新型同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段未作详细描述，以便于凸显本实用新型的主旨。
32.图1是根据一示例性实施例示出的多自由度相机调整装置的示意图。图2是根据一示例性实施例示出的多自由度相机调整装置的爆炸图。该多自由度相机调整装置可用于固定相机等摄像设备。如图1和2所示的一种多自由度相机调整装置，包括：第一旋转调节部、滑动部、第二旋转调节部和连接件。
33.其中，第一旋转调节部用于沿该第一旋转调节部所在平面可转动地调节相机5的角度。滑动部与第一旋转调节部相连接，用于往复移动相机5的位置。第二旋转调节部与滑动部连接，用于使得相机5围绕相机5镜头中心轴进行旋转调节，相机5安装于第二旋转调节部。连接件4与第一旋转调节部连接，用于将多自由度相机调整装置固定在外部机架上。
34.滑动部和第一旋转调节部依次设置于相机侧面，第二旋转调节部套设于相机外部，并与滑动部和相机分别连接。
35.在一种可能的实施方式中，连接件4包括但不限于铝型材。铝型材两端使用螺钉连接固定块未示出和第一旋转调节部，整体固定在外部设备机架上，作为相机固定装置与设备机架之间的连接件。
36.第一旋转调节部包括：转板1、第一调节件3和相机回转板11。其中，通过调节第一调节件3上的第一调整部件15，转板1以x轴为中心相对于连接件4旋转，以调整相机的角度。
37.转板1上设置有一对第一腰形槽18，第一固定件13诸如螺钉、螺栓等穿过第一腰形槽18与连接件连接，转板1的上方对称设置有两个第一调节件3，转板1的下方设置有相机回转板11，相机回转板11与连接件4固定连接。
38.可选的，铝型材4的型号根据实际使用的需要选择，用于将相机固定装置固定在设备机架上。第一调节件3包括用于调整转板位置的m6螺钉(第一调整部件15的示例)。
39.图3是根据一示例性实施例示出的转板的示意图。如图2和3所示，转板1正面两侧有两个对称第一腰形槽18，螺钉穿过该腰型槽与铝型材紧固在一起，该处加工成腰型槽的目的是为了当整个机构沿x轴旋转一定角度后，仍保证螺钉能穿过转板1与铝型材(连接件4的示例)固定在一起，转板1的正上方和正下方分别有若干个螺钉孔，用于固定第一调节件3、第二调节件10、相机回转板11。在转板1正上方对称固定有2个第一调节件3，转板1后面有一个销钉孔，通过销钉与相机回转板11连接，相机回转板11中间有一个螺钉孔，通过螺钉将相机回转板11与铝型材固定，当需要使相机沿x轴进行旋转调节时，可以通过拧紧和拧松调节件3上的调整螺钉(第一调整部件15的示例)，使转板1相对铝型材在x轴上进行旋转。
40.可选的，第一腰形槽为左右对称设置的圆弧形腰形槽，圆弧角度为20
°
～60
°
，优选为40
°
，可选的，第一腰形槽的圆弧半径小于转板长度的一半。
41.在调整到所需角度后，利用第一调整部件使转板1定位于连接件4。
42.可选的，相机回转板11包含一个直径6mm的直杆型负公差定位销。转板1包括4个m6螺母组件及弹珠螺母。转板1上有两个左右对称的圆弧腰型槽，保证转板1在绕x轴旋转一定角度后仍能快速的通过螺钉与铝型材固定在一起。圆弧角度可以为40
°
，腰槽半径与圆弧角度可以根据实际情况进行更改。
43.在一种可能的实现方式中，如图2所示，滑动部包括导轨滑块机构2、相机支撑板9和第二调节件10。
44.其中，导轨滑块机构2与转板1相连接，相机支撑板9与导轨滑块机构2相连接，在转板1上方和下方分别设置第二调节件10，第二调节件10用于调节和定位导轨滑块机构2中滑块的位置，以使得相机5在z轴方向上平移。
45.第二调节件10的一端与转板1固定连接，另一端设置有第二调整部件16，通过调节第二调节件10上的第二调整部件使相机支撑板9上下移动。
46.可选的，转板1正面中间位置设置有凹槽20，凹槽内设置有若干个固定孔，以用于固定导轨滑块机构2，凹槽的宽度根据导轨滑块机构2的宽度确定。
47.具体而言，转板1正面中间位置开有若干个螺纹孔用于固定导轨滑块机构2，中间有一个深度1mm凹槽，凹槽宽度可根据导轨滑块机构2的宽度进行确定，起到定位的作用，保证安装精度。在转板1正上方和正下方分别固定有一个第二调节件10，用于限制调节导轨滑块机构2中滑块的位置，实现相机5在z轴上进行平移。
48.如图2所示，第二旋转调节部包括相机安装板6、相机板7、相机调节件8和加强筋12。其中，相机安装板6和相机板7中心均设置有一个圆孔，相机5穿过圆孔安装于相机安装板6，相机板7通过第二固定件14与相机安装板6可转动地连接，相机5固定于相机安装板6，加强筋12固定于相机板7和相机支撑板9之间以固定支撑相机板7。
49.可选的，导轨滑块机构2根据负载重量、安装尺寸、滑块固定方式、滑块型式等分为众多型号类别，实际使用时根据所用相机的种类和大小，选用合适的型号来满足不同使用需求。第二调节件10除了自带紧固件外，还有一个m6内六角圆柱头螺丝及带平弹垫内六角圆柱头螺钉，用于调整相机支撑板9的上下位置。
50.基于以上配置，根据拍摄需要，利用滑动部的结构调整拍摄距离的远近，利用连接
件与旋转机构的连接调整相机在y轴方向的位置，进而可以简单快速地将相机与被摄物之间的相对位置调节至良好状态。
51.图4为是根据一示例性实施例示出的相机安装板的示意图。如图4所示，相机安装板6设置有多个第二腰形槽19，第二腰形槽19的数量可以为2个以上，优选为4个。第二固定件14穿过第二腰形槽与相机板7固定；通过调整相机调节件8上的第三调整部件17，第二固定件14在第二腰形槽19中滑动，以使得相机安装板6和相机5绕相机5的镜头中心轴进行旋转调节。
52.具体而言，示例性的，相机支撑板9中间有四个螺钉孔通过紧固螺钉与导轨滑块机构2固定相连，相机支撑板9正面上方和正面两侧分别有若干螺钉孔，用于固定相机板7和加强筋12。加强筋12在两个长边分别有若干螺钉孔，通过螺钉实现与相机支撑板9和相机板7增加整个机构的强度。相机板7正前方有若干螺钉孔用于固定相机调节件8，上方中间开有一个圆孔，保证相机能从中间穿过，分布有4个螺钉孔通过螺钉将相机安装板6与相机板7紧固在一起。相机安装板6正中心开有一个圆孔，保证在相机能够从孔中穿过，在孔周围有四个螺钉孔用于固定相机，除此之外相机安装板6正面开有若干第二腰型槽，螺钉穿过第二腰型槽与相机板7固定，在需要时可以通过调整两个相机调节件8上调整螺钉的位置，带动相机安装板6和相机5绕着相机5镜头中心线进行旋转调节。
53.可选的，相机板7中间开孔尺寸可以依据具体使用的相机型号进行更改。相机调节件8除了自带紧固件用于将调节件8固定在相机板7上外，还包括自带调整螺钉(第三调整部件17的示例)，调整安装板6的旋转角度。安装板6可以是不同尺寸的开孔，可以安装不同型号相机。
54.相机固定装置通过旋转机构的设置能够使得相机围绕x轴、相机镜头中心轴进行旋转，进而调整相机镜头的偏转角，因为相机视野有可能为非圆形，例如线性相机的被测视野为细长带状，采图时需要极高的精度，拍照时待测物与相机处于一种相对运动的状态，要得到一个比较好的成像效果，需要相机采图时呈现的非圆形视野与其相对运动方向呈一定角度，例如垂直。而设备装配完成后因零部件的加工精度与安装误差等因素，无法保证相机视野与运动方向垂直，通过设计零部件结构，使相机安装后能够进行旋转调节，保证相机有一个良好的拍照状态，从而适应不同安装位置和姿态的被摄物的拍摄需要。
55.基于本实用新型的上述配置，可以有效节省设备调试时对相机的调整时间，提高了调试效率；并且，仅通过一个机构能实现相机在y轴、z轴进行平移，沿相机镜头中心轴、x轴进行旋转，能够满足相机调整需求，适用性广。
56.以上已经描述了本实用新型的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。