一种线结构光显微测量装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种线结构光显微测量装置，包括测量平台、升降架、CCD、激光器及升降机构，CCD和激光器通过对应的偏摆角调整装置装在升降架上，偏摆角调整装置包括面板、底板及弹性连接件，CCD和激光器安装在面板上，底板上在正对面板的一侧表面开设凹槽，凹槽内设有半圆旋转轴，面板或底板上设有可驱动面板绕半圆旋转轴转动的第一微调机构，依次穿过面板、半圆旋转轴和底板设有垂直于半圆旋转轴的轴孔，轴孔内设有旋转轴，面板或底板上设有可驱动面板绕旋转轴转动的第二微调机构。本发明中偏摆角调整装置具有半圆旋转轴和旋转轴，调节第一微调机构和第二微调机构可分别实现左右、前后方向的小范围偏摆，从而解决显微镜视场的微量移动的问题。
【专利说明】
一种线结构光显微测量装置
技术领域
[0001]本发明用于线结构光测量技术领域，特别是涉及一种线结构光显微测量装置。
【背景技术】
[0002]线结构光测量方法是一种立体视觉测量方法，有着广泛应用。然而，当前的一些线结构光测量装置大多采用固定结构的形式，即激光器和CCD的位置是相对固定的，难以适应不同角度的测量要求。
[0003]由于显微测量需要使用显微镜，显微镜具有视场狭窄，景深范围小的特点，需要进行微量的调整以免调整幅度过大而超出范围。而实际上一般的夹持装置，更适用于夹持或大幅度的调整，但很难作出小幅度的调整。
[0004]显微测量使用的线结构光其光条宽度很小，当其处于不同高度时，光条宽度会出现较大变化，只有处于特定高度范围内，才能保证光条宽度具有最小值。
[0005]鉴于此，设计一套能调整激光器和显微镜的相对位置，而又能方便地进行微调的装置对于实际的显微测量十分有必要。
【发明内容】
[0006]为解决上述问题，本发明提供一种线结构光显微测量装置，其能调整激光器和显微镜的相对位置，而又能方便地进行微调。
[0007]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种线结构光显微测量装置，包括测量平台、升降架、装在所述升降架上的CCD和激光器及可驱动所述升降架在测量平台上方升降的升降机构，所述CCD和激光器通过对应的偏摆角调整装置装在所述升降架上，所述偏摆角调整装置包括面板、位于所述升降架和面板间的底板及可将面板和底板拉拢的弹性连接件，所述CCD和激光器安装在面板上，所述底板上在正对面板的一侧表面开设凹槽，凹槽内设有半圆旋转轴，所述面板或底板上设有可驱动面板绕半圆旋转轴转动的第一微调机构，依次穿过所述面板、半圆旋转轴和底板设有垂直于所述半圆旋转轴的轴孔，轴孔内设有旋转轴，所述面板或底板上设有可驱动面板绕旋转轴转动的第二微调机构。
[0008]进一步作为本发明技术方案的改进，所述面板的顶端形成凸台，凸台上设有第一螺纹孔，所述第一微调机构包括穿过所述第一螺纹孔以抵住底板的第一调节手柄，第一调节手柄转动时可驱动面板绕半圆旋转轴转动。
[0009]进一步作为本发明技术方案的改进，底板上在所述凸台的两侧设有肩部部件，所述肩部部件上设有第二螺纹孔，所述第二微调机构包括穿过第二螺纹孔以抵住凸台的第二调节手柄，第二调节手柄转动时可驱动面板绕旋转轴转动。
[0010]进一步作为本发明技术方案的改进，所述底板和面板的两侧端面上开设有与旋转轴互成夹角的斜槽，所述弹性连接件为设在所述斜槽内且两端分别与面板和底板固定连接的拉簧。
[0011]进一步作为本发明技术方案的改进，所述升降架上设有连接所述偏摆角调整装置的挂板，所述挂板上设有圆弧槽，并在圆弧槽的圆心处开设固定孔，偏摆角调整装置的底板通过第一螺栓与固定孔连接，偏摆角调整装置可绕第一螺栓调整摆角，底板上设有穿过所述圆弧槽并可与挂板紧固的第二螺栓。
[0012]进一步作为本发明技术方案的改进，所述挂板为截面呈L形的L形挂板，L形挂板的一个端面固定挂于升降架上，并可沿升降架调整水平方向的位置，所述偏摆角调整装置设在L形挂板的另一个端面上。
[0013]进一步作为本发明技术方案的改进，还包括设在所述面板上的一维移动台和通过连接部件设在所述一维移动台上的夹紧部件，所述夹紧部件上设有过孔，夹紧部件在过孔的孔壁上开设窄槽，穿过所述窄槽设有可收紧所述过孔的螺钉。
[0014]进一步作为本发明技术方案的改进，所述CCD与显微镜的顶端连接，显微镜内置偏振片，显微镜固定在与CCD对应的偏摆角调整装置的夹紧部件的过孔内。
[0015]进一步作为本发明技术方案的改进，与激光器对应的偏摆角调整装置的夹紧部件的过孔内设有套环，所述套环的顶端具有可卡在所述过孔顶端的凸缘，激光器插装在套环内，套环的侧壁上开设螺孔，螺孔内设有可固定所述激光器的沉头螺钉。
[0016]进一步作为本发明技术方案的改进，所述升降机构包括步进电机和设在所述步进电机的输出端并可驱动升降架升降的丝杠。
[0017]
本发明的有益效果:本发明的整个装置利用升降机构在测量平台上方实现升降，从而对整个装置的高度位置进行调整，而不改变激光器和CCD间的相对位置。本发明对于激光器和CCD使用相同的偏摆角调整装置，其中偏摆角调整装置具有半圆旋转轴和旋转轴，调节第一微调机构和第二微调机构可分别实现左右、前后方向的小范围偏摆，从而解决显微镜视场的微量移动的问题。
【附图说明】
[0018]下面结合附图对本发明作进一步说明:
图1是本发明整体结构示意图；
图2是本发明偏摆角调整装置结构示意图；
图3是本发明偏摆角调整装置底板上结构示意图；
图4是本发明激光器与偏摆角调整装置连接示意图；
图5是本发明夹紧部件结构示意图；
图6是本发明套环结构示意图；
图7是本发明挂板结构示意图。
【具体实施方式】
[0019]参照图1至图7，其显示出了本发明之较佳实施例的具体结构。以下将详细说明本发明各元件的结构特点，而如果有描述到方向(上、下、左、右、前及后)时，是以图1所示的结构为参考描述，但本发明的实际使用方向并不局限于此。
[0020]参照图1，本发明提供了一种线结构光显微测量装置，包括测量平台、升降架1、装在所述升降架I上的CCD2和激光器3及可驱动所述升降架I在测量平台上方升降的升降机构4，所述升降机构4包括步进电机、和设在所述步进电机的输出端并可驱动升降架I升降的丝杠。升降架I采用铝型材，作为其余部件的连接载体;所述CCD2和激光器3通过对应的偏摆角调整装置5装在所述升降架I上，整个装置利用步进电机固定，从而对整个装置的高度位置进行调整，而不改变激光器3和(XD2间的相对位置。
[0021]参见图1-图3，所述偏摆角调整装置5包括面板51、位于所述升降架I和面板51间的底板52及可将面板51和底板52拉拢的弹性连接件，所述CCD2和激光器3安装在面板51上，所述底板52上在正对面板51的一侧表面开设V形的凹槽53，凹槽53内设有半圆旋转轴54，所述面板51或底板52上设有可驱动面板51绕半圆旋转轴54转动的第一微调机构，依次穿过所述面板51、半圆旋转轴54和底板52设有垂直于所述半圆旋转轴54的轴孔，轴孔内设有旋转轴55，所述面板51或底板52上设有可驱动面板51绕旋转轴55转动的第二微调机构，旋转轴55设置有外螺纹，半圆旋转轴54开有螺纹孔，利用旋转轴55上的外螺纹将面板51与半圆旋转轴54接合，面板51和底板52则采用弹性连接件进行接合，偏摆角调整装置具有旋转轴55和半圆旋转轴54，分别实现左右、前后方向的小范围偏摆。
[0022]其中，所述面板51的顶端形成凸台，面板51呈“凸”字型，凸台上设有第一螺纹孔，所述第一微调机构包括穿过所述第一螺纹孔以抵住底板52的第一调节手柄56，第一调节手柄56转动时可驱动面板51绕半圆旋转轴54转动，实现小角度的俯仰。
[0023]底板52上在所述凸台的两侧设有肩部部件57，底板57上设有放置肩部部件57的方槽，在底板52的方槽放置肩部部件57并用螺栓固定，所述肩部部件57上设有第二螺纹孔，所述第二微调机构包括穿过第二螺纹孔以抵住凸台的第二调节手柄58，第二调节手柄58转动时可驱动面板51绕旋转轴55转动，实现左右方向的小范围偏摆。
[0024]本发明通过调节手柄可以方便地进行微调，从而解决显微镜视场的微量移动的问题。
[0025]底板52和面板51的两侧端面上开设有与旋转轴55互成夹角的斜槽59，所述弹性连接件为设在所述斜槽59内且两端分别与面板51和底板52固定连接的拉簧50，拉簧50在将面板51和底板52连接在一起的同时，也满足左右、前后小范围偏摆时的形变要求。
[0026]非对称安装的拉簧50，保证面板51绕旋转轴55相对底部52有顺时针转动的趋势，该运动趋势被凸台右侧的第二调节手柄58顶住，通过调节第二调节手柄58可调节面板51的偏摆。
[0027]底板52上在半圆旋转轴54的上侧设有若干压缩弹簧510，在压缩弹簧510的作用下，面板51绕半圆旋转轴54相对底部52有向下转动的趋势，该运动趋势被第一调节手柄56顶住，通过第一调节手柄56可调节面板51的俯仰。
[0028]面板51的凸台左侧面为一斜面，凸台左侧的第二调节手柄58顶在该斜面上，斜面上作用力的水平分力与凸台右侧第二调节手柄58相互作用，防止面板51偏摆；垂直分力与第一调节手柄56相互作用，防止面板51俯仰；如需进行偏摆调节、俯仰调节，必须先松开左侧的第二调节手柄58。
[0029]参见图7，所述升降架I上设有连接所述偏摆角调整装置5的挂板6，所述挂板6上设有圆弧槽61，并在圆弧槽61的圆心处开设固定孔62，偏摆角调整装置5的底板52通过第一螺栓与固定孔62连接，偏摆角调整装置5可绕第一螺栓调整摆角，底板52上设有穿过所述圆弧槽61并可与挂板6紧固的第二螺栓，圆弧槽61的圆心角优选设为45°，偏摆角调整装置5可根据需要绕第一螺栓进行0-45°大范围偏转。所述挂板6为截面呈L形的L形挂板，L形挂板的一个端面固定挂于升降架I上，并可沿升降架I调整水平方向的位置，所述偏摆角调整装置5设在L形挂板的另一个端面上。本发明的挂板6和采用铝型材的升降架I的结构，能对激光器3和CCD2进行大范围的水平位置和倾角的调整，从而适应不同测量角度的问题。
[0030]参见图4-图6，还包括设在所述面板51上的一维移动台7和通过连接部件8设在所述一维移动台7上的夹紧部件9，连接部件8作为辅助连接的部件;所述夹紧部件9上设有过孔91，夹紧部件91在过孔的孔壁上开设窄槽92，穿过所述窄槽92设有可收紧所述过孔的螺钉。
[0031]所述CCD2与显微镜21的顶端连接，显微镜21内置偏振片，显微镜21固定在与CCD2对应的偏摆角调整装置5的夹紧部件9的过孔91内。装配时，显微镜21用夹紧部件9夹持住，再通过连接部件8固定于一维移动台7上，最后将一维移动台7固定于偏摆角调整装置5上。与激光器3对应的偏摆角调整装置5的夹紧部件9的过孔91内设有套环31，所述套环31的顶端具有可卡在所述过孔91顶端的凸缘，激光器3插装在套环31内，套环31的侧壁上开设螺孔32，螺孔32内设有可固定所述激光器3的沉头螺钉。装配时，激光器3利用套环31固定，并用夹紧部件9夹持住，再通过连接部件8固定于一维移动台7上，最后将一维移动台7固定于偏摆角调整装置5上。通过调整一维移动台7即可实现激光器3和显微镜21轴线方向的微量调整，解决显微镜景深范围小、激光器聚焦的问题。激光器和显微镜的夹角约为90°，以保证激光线平面处于显微镜的同一聚焦平面内。整个装置固定于步进电机上，实现垂直方向的移动。
[0032]当然，本发明创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
【主权项】
1.一种线结构光显微测量装置，其特征在于:包括测量平台、升降架、装在所述升降架上的CCD和激光器及可驱动所述升降架在测量平台上方升降的升降机构，所述CCD和激光器通过对应的偏摆角调整装置装在所述升降架上，所述偏摆角调整装置包括面板、位于所述升降架和面板间的底板及可将面板和底板拉拢的弹性连接件，所述CCD和激光器安装在面板上，所述底板上在正对面板的一侧表面开设凹槽，凹槽内设有半圆旋转轴，所述面板或底板上设有可驱动面板绕半圆旋转轴转动的第一微调机构，依次穿过所述面板、半圆旋转轴和底板设有垂直于所述半圆旋转轴的轴孔，轴孔内设有旋转轴，所述面板或底板上设有可驱动面板绕旋转轴转动的第二微调机构。2.根据权利要求1所述的线结构光显微测量装置，其特征在于:所述面板的顶端形成凸台，凸台上设有第一螺纹孔，所述第一微调机构包括穿过所述第一螺纹孔以抵住底板的第一调节手柄，第一调节手柄转动时可驱动面板绕半圆旋转轴转动。3.根据权利要求2所述的线结构光显微测量装置，其特征在于:底板上在所述凸台的两侧设有肩部部件，所述肩部部件上设有第二螺纹孔，所述第二微调机构包括穿过第二螺纹孔以抵住凸台的第二调节手柄，第二调节手柄转动时可驱动面板绕旋转轴转动。4.根据权利要求1所述的线结构光显微测量装置，其特征在于:所述底板和面板的两侧端面上开设有与旋转轴互成夹角的斜槽，所述弹性连接件为设在所述斜槽内且两端分别与面板和底板固定连接的拉簧。5.根据权利要求1所述的线结构光显微测量装置，其特征在于:所述升降架上设有连接所述偏摆角调整装置的挂板，所述挂板上设有圆弧槽，并在圆弧槽的圆心处开设固定孔，偏摆角调整装置的底板通过第一螺栓与固定孔连接，偏摆角调整装置可绕第一螺栓调整摆角，底板上设有穿过所述圆弧槽并可与挂板紧固的第二螺栓。6.根据权利要求5所述的线结构光显微测量装置，其特征在于:所述挂板为截面呈L形的L形挂板，L形挂板的一个端面固定挂于升降架上，并可沿升降架调整水平方向的位置，所述偏摆角调整装置设在L形挂板的另一个端面上。7.根据权利要求1所述的线结构光显微测量装置，其特征在于:还包括设在所述面板上的一维移动台和通过连接部件设在所述一维移动台上的夹紧部件，所述夹紧部件上设有过孔，夹紧部件在过孔的孔壁上开设窄槽，穿过所述窄槽设有可收紧所述过孔的螺钉。8.根据权利要求7所述的线结构光显微测量装置，其特征在于:所述CCD与显微镜的顶端连接，显微镜内置偏振片，显微镜固定在与CCD对应的偏摆角调整装置的夹紧部件的过孔内。9.根据权利要求7所述的线结构光显微测量装置，其特征在于:与激光器对应的偏摆角调整装置的夹紧部件的过孔内设有套环，所述套环的顶端具有可卡在所述过孔顶端的凸缘，激光器插装在套环内，套环的侧壁上开设螺孔，螺孔内设有可固定所述激光器的沉头螺钉。10.根据权利要求1所述的线结构光显微测量装置，其特征在于:所述升降机构包括步进电机和设在所述步进电机的输出端并可驱动升降架升降的丝杠。
【文档编号】G01B11/00GK105841615SQ201610290119
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年5月3日
【发明人】李超林, 欧阳祥波, 李克天, 陈新
【申请人】广东工业大学