一种非接触式激光距离测量仪与测量方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种距离测量仪，特别涉及一种基非接触式激光距离测量仪。
【背景技术】
[0002]目前，对于平面几何位置与几何尺寸的测量主要有一下几种方式:1)使用游标卡尺、千分尺等量具进行接触式测量；2)使用视频像素测量系统进行光学非接触式测量。
[0003]其中，使用游标卡尺、千分尺等量具进行接触式测量的几何位置/几何尺寸测量具有精度高(最小可达0.005mm以下)、测量手段便捷、量具价格便宜等特点。因此被广泛应用于平面位置与几何尺寸的测量中。但是，该测量手段对于操作空间的要求较大，对于一些空间狭小的场合(车辆发动机舱内管线尺寸测量)并不适用。同时，由于进行接触式测量时测量人员必须暴露于工作空间下，因此，在有毒、辐射等危害场合并不适合使用该方法进行测量。同时，测量精度受测量人员的影响较大，测量效率较低。
[0004]使用视频像素测量系统进行光学非接触式测量是一种比较新颖的测量方式。该方法通过使用安装特殊非球面镜头的工业用摄像机对被测表面进行视频像素测量。该方法适合在工作空间狭小、有毒、辐射等不适合人员直接进行测量的场合进行平面几何位置/几何尺寸的测量。同时，配合机器人系统与视频测量软件，该方法具有测量效率高与不易受操作人员技术水平影响的优点。但是，传统使用视频测量系统进行光学非接触式测量由于测量方式的限定，在需要到达较高测量精度时，必须使用特殊的高精度非球面测量镜头防止视频测量时发生视频图像畸变。而高精度非球面镜头与工业用摄像机成本极高。故使用该方法的使用主要局限于流水线操作系统与科研等领域，使用灵活性较差。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于针对上述问题，提供了一种一种非接触式激光距离测量仪与测量方法，其体积小，成本低，量程大。
[0006]本发明的目的是这样实现的:
[0007]—种非接触式激光距离测量仪，包括基座、安装座、投射光源、传动机构、位置传感器和摄像头；
[0008]所述基座的前侧面的两端分别对称设有与其滑动连接的安装座；
[0009]所述安装座上设有转盘；
[0010]所述投射光源包括测量激光发射器和定位激光发射器，所述测量激光发射器固定在转盘外的安装座上，用于发射垂直激光，所述定位激光发射器固定在转盘，转动转盘可使定位激光发射器发射的激光与测量激光发射器发射的激光相交；
[0011]所述传动机构安装于基座上位于两个安装座之间，该传动机构分别与两个安装座相连，为两个安装座作相向地或相背地对称直线移动提供动力；
[0012]所述位置传感器对应于测量激光发射器的位置固定在安装座，用于测量两个测量激光发射器发射的两条平行的垂直激光之间的距离；
[0013]所述摄像头安装于基座顶部的中央，用于观察整个测量过程。
[0014]其中，所述转盘上设有刻度，用于测量定位激光发射器的转动角度。
[0015]其中，所述传动机构包括微型直流电机、主动齿轮和两条相互平行的被动齿条；
[0016]所述微型直流电机驱动主动齿轮转动；
[0017]所述两条被动齿条的一端分别啮合于主动齿轮的两侧，另一端分别与两个安装座相连；
[0018]所述主动齿轮的转动带动两条被动齿条往相向或相背的方向平移，从而带动两个安装座在基座上滑动。
[0019]其中，所述基座的前侧面上设有对应于两条被动齿条的滑槽，所述两条被动齿条分别嵌在两条滑槽内；所述基座的前侧面上还设有对应于主动齿轮并分别与两条滑槽相切的凹台，且该凹台与两条滑槽在相切点相通，所述主动齿轮嵌在该凹台内。
[0020]其中，所述位置传感器为磁栅式传感器。
[0021]其中，所述基座的上侧面和底面均为横截面呈三角形的凸棱；所述安装座的上下两侧分别设有与基座上的凸棱相对应的扣合连接部。
[0022]其中，所述安装座的扣合连接部上设有间隙调节螺栓。
[0023]—种非接触式激光距离测量方法，包括如下步骤:
[0024]1、向被测平面的两侧分别发射呈左右对称的两束相交的激光，其中一对平行激光，另一对激光呈一定角度并分别与一对平行激光相交；
[0025]I1、调整被测平面使两侧的激光交点均落在被测平面上；
[0026]II1、移动一对平行激光，使其分别与被测平面内需要进行几何位置/几何尺寸测量的部分重合；
[0027]IV、测量一对平行激光之间的垂直距离，即为所需测量的几何位置/几何尺寸。
[0028]其中，通过视频系统观察整个测量过程。
[0029]其中，所述一对平行激光之间的垂直距离通过安装在发射此对平行激光的激光发射器上的磁栅式传感器测量。
[0030]本发明的有益效果为:
[0031]I)本测量仪整体体积较小，成本较低，测量量程较大；
[0032]2)本测量仪适合用于在工作空间狭小、有毒、辐射等不适用传统距离测量系统的场合进行要求测量精度较高的平面几何位置/几何尺寸的测量。
[0033]3)本测量方法应用灵活性较好，既可用于单件小批量的平面几何位置/几何尺寸的测量，也可配合机器人系统进行流水线线上测量，具有较高的实用价值。
【附图说明】
[0034]图1为非接触式激光距离测量仪的主视图。
[0035]图2为非接触式激光距离测量仪的侧视图。
[0036]图3为非接触式激光距离测量仪的仰视图。
[0037]图4为基座的主视图。
[0038]图5为基座的侧视图。
[0039]图6为安装座的主视图。
[0040]图7为非接触式激光距离测量仪的实施例图。
【具体实施方式】
[0041]下面结合具体实施例和附图，进一步阐述本发明。
[0042]如图1和图2所示，一种非接触式激光距离测量仪，包括基座1、投射光源2、传动机构3、位置传感器4、摄像头5和安装座6。
[0043]如图4和图5所示，基座I的前侧面上设有两条上下对称且相互平行的滑槽11，基座I的前侧面的中心还设有分别与两条滑槽11相切的凹台12，且该凹台12与两条滑槽11在相切点相通。
[0044]在基座I的前侧面的两端分别对称设有与其滑动连接的安装座6。安装座6上设有转盘61，通常是将圆形刻度盘嵌入在安装座6上，使其表面齐平即可。
[0045]如图1所示，传动机构3具体包括微型直流电机31、主动齿轮32和两条相互平行的被动齿条33。微型直流电机31用于驱动主动齿轮32转动。主动齿轮32嵌在凹台12内，两条相互平行的被动齿条33分别嵌在两条滑槽11内。两条被动齿条33的一端分别啮合于主动齿轮32的两侧，另一端分别与两个安装座6相连。主动齿轮32的转动带动两条被动齿条33往相向或相背的方向平移，从而带动两个安装座6在基座I上滑动。
[0046]如图1和图6所示，投射光源2包括测量激光发射器21和定位激光发射器22。测量激光发射器21固定在转盘61外的安装座6上，用于发射垂直激光。定位激光发射器22固定在转盘61，转动转盘61可使定位激光发射器22发射的激光与测量激光发射器21发射的激光相交。
[0047]位置传感器4用于测量两个测量激光发射器2