一种具有控制系统的三维测量装置的制造方法
【专利摘要】一种具有控制系统的三维测量装置，包括串并联驱动机构、转动平台，串并联驱动机构包括第一丝杆电机、第二丝杆电机；转动平台包括转台、伺服电机，伺服电机通过一导向机构驱动转台绕垂直于水平面的平台中心轴转动；还包括一控制系统，且所述控制系统连接控制所述第一丝杆电机、第二丝杆电机及第三伺服电机，所述控制系统包括一控制电路，且所述控制电路包括：中央处理器、功率驱动电路、电机转速检测电路；所本实用新型即可实现全场无死角全自动三维测量。
【专利说明】
一种具有控制系统的三维测量装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种测量设备，更确切地说是一种具有控制系统的三维测量装置。
【背景技术】
[0002]在基于面阵结构光投影的三维测量系统中，由于工作空间的局限以及物体遮挡和视觉景深等物理约束，要实现点云数据的完整获取则必须从多个视角对被测物体进行测量。现有的测量方法主要通过固定测量设备姿态，调整被测物姿态，或者移动测量设备姿态，调整被测物姿态来实现多视角图像采集，这两种方法都可实现多视角测量，但两者都存在工作空间小，对表面形貌复杂的被测物，容易产生测量死角等问题，并且对于后者，如果被测物非刚体或者存在非刚性装配关系，被测物的姿态调整可能会影响其内部结构关系，导致测量结果具有较大误差。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的是提供一种具有控制系统的三维测量装置，其可以解决现有技术中的上述缺点。
[0004]本实用新型采用以下技术方案:
[0005]—种具有控制系统的三维测量装置，其包括串并联驱动机构、转动平台，串并联驱动机构包括第一丝杆电机、第二丝杆电机，转动平台包括转台、第三伺服电机，第三伺服电机通过一导向机构驱动转台绕垂直于水平面的平台中心轴转动;还包括一控制系统，且所述控制系统连接控制所述第一丝杆电机、第二丝杆电机及第三伺服电机，所述控制系统包括一控制电路，且所述控制电路包括:中央处理器、功率驱动电路、电机转速检测电路;所述中央处理器与功率驱动电路相连;所述功率驱动电路驱动第一丝杆电机、第二丝杆电机及第三伺服电机工作;所述电机转速检测电路与功率驱动电路和第一丝杆电机、第二丝杆电机及第三伺服电机分别相连;所述电机转速检测电路用来获取功率驱动电路和第一丝杆电机、第二丝杆电机及第三伺服电机的信号，并传输给中央处理器，中央处理器经过分析后，再控制功率驱动电路去驱动第一丝杆电机、第二丝杆电机及第三伺服电机;所述电机转速检测电路包括所述电机转速检测电路包括信号检测电路、微分电路、定时器电路和缓冲电路，所述信号检测电路包括电阻R1、电阻R2、电容Cl和芯片ICl，所述微分电路包括与非门G2、与非门G3和电容C2，所述定时器电路包括芯片IC2和电容C3，所述缓冲电路包括芯片IC3、电阻RlO和电容C5;所述电阻Rl的一端连接电源Ul，电阻Rl的另一端连接芯片ICl的I引脚，芯片ICl的2引脚连接电阻R2，芯片ICl的3引脚连接电阻R8、电容Cl、电容C2、电容C3、电容C4、二极管Dl的正极、三极管VTl的发射极、芯片IC2的5引脚和芯片IC3的4引脚并接地，电阻R2的另一端连接电阻R3和电容CI的另一端，电阻R3的另一端连接电阻R5、二极管DI的负极和三极管VTl的基极，三极管VTl的集电极连接电阻R4和与非门Gl的两个输入端，与非门Gl的输出端连接电阻R5的另一端、与非门G2的两个输入端和与非门G3的一个输入端，与非门G2的输出端G2连接电容C2的另一端和与非门G3的另一个输入端，与非门G3的输出端连接电阻R7，电阻R7的另一端连接电阻R8和芯片IC2的2引脚，电阻R4的另一端连接电阻R9、三极管VT2的发射极、芯片IC2的4引脚和芯片IC2的8引脚，三极管VT2的集电极连接电阻R6和电位器RPl的一个固定端，电阻R6的另一端连接电位器RP2的一个固定端、电位器RPl的另一个固定端、电位器RPI的滑动端、二极管D2的负极、三极管VT2的基极和电源U2，二极管D2的正极接地，电位器RP2的另一固定端连接电阻R12和电位器RP2的滑动端，电阻R12的另一端连接表头A，表头A的另一端连接电阻R10、电容C5和芯片IC3，芯片IC2的3引脚连接与非门G4的两个输入端，芯片IC2的7引脚连接电阻R9、电容C3的另一端和芯片IC2的6引脚，与非门G4的输出端连接电阻Rll，电阻Rll的另一端连接电容C4的另一端和芯片IC3的2引脚，芯片IC3的I弓I脚连接电阻Rl O的另一端和电容C5的另一端，芯片IC3的3引脚连接电源U2。
[0006]串并联驱动机构还包括第一水平导向轴、第二水平导向轴，左侧滑块、右侧滑块，第一左移动副、第二左移动副，第一右移动副、第二右移动副，第一左转动副、第二左转动副，第一中转动副、第二中转动副，第一右转动副、第二右转动副，设备固定平台，第一右侧连杆、第二右侧连杆，左侧滑块通过第一左移动副、第二左移动副连接到第一水平导向轴和第二水平导向轴上，右侧滑块通过第一右移动副、第二右移动副连接到第一水平导向轴和第二水平导向轴上，左侧滑块和设备固定平台通过第一左转动副、第二左转动副相连接，右侧滑块和第一右侧连杆、第二右侧连接杆分别通过第一右转动副和第二右转动副相连接，设备固定平台和第一右侧连杆和第二右侧连接杆分别通过第一中转动副、第二中转动副相连接，第一丝杆电机驱动左侧滑块沿水平导向轴移动，第二丝杆电机驱动右侧滑块沿水平导向轴移动。。
[0007]本实用新型的优点是:用户可以规划特定的测量视角组，以及串并联机构和转动平台之间的运动配合关系，开发特定的控制系统对机构的标定、运动、数据处理进行耦合，转台可以在O?360°范围内绕中心轴转动，测量设备在串并联驱动机构的控制下，测量视角可以在测量设备中心轴与转动平台中心轴的夹角O?90°的范围内选取，在被测物自身没有严格死角的条件下其表面的各部分均可被测量到，这样，本实用新型即可实现全场无死角全自动三维测量。
【附图说明】
[0008]下面结合实施例和附图对本实用新型进行详细说明，其中:
[0009]图1是本实用新型的结构示意图。
[0010]图2是本实用新型的控制电路的电路框图。
[0011]图3是图2中的电源的电路图。
[0012]图4是本实用新型的电机转速检测电路的电路图。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图进一步阐述本实用新型的【具体实施方式】:
[0014]如图1所示，一种具有电机转速控制电路的光学三维测量设备，其包括串并联驱动机构、转动平台，串并联驱动机构包括第一丝杆电机M1、第二丝杆电机M3，第一水平导向轴2、第二水平导向轴3，左侧滑块1、右侧滑块6，第一左移动副P1、第二左移动副P1’，第一右移动副P2、第二右移动副P2’，第一左转动副R1、第二左转动副Rl’，第一中转动副R2、第二中转动副R2’，第一右转动副R3、第二右转动副R3’，设备固定平台4，第一右侧连杆7、第二右侧连杆8，左侧滑块I通过第一左移动副P1、第二左移动副P1’连接到第一水平导向轴和第二水平导向轴上，右侧滑块6通过第一右移动副P2、第二右移动副P2’连接到第一水平导向轴和第二水平导向轴上，左侧滑块和设备固定平台4通过第一左转动副R1、第二左转动副R1’相连接，右侧滑块和第一右侧连杆、第二右侧连接杆分别通过第一右转动副R3和第二右转动副R3’相连接，设备固定平台和第一右侧连杆和第二右侧连接杆分别通过第一中转动副、第二中转动副相连接，第一丝杆电机驱动左侧滑块沿水平导向轴移动，第二丝杆电机M3驱动右侧滑块沿水平导向轴移动;转动平台包括转台5、第三伺服电机M2，第三伺服电机通过一导向机构驱动转台绕垂直于水平面的平台中心轴转动。
[0015]所述的转动平台和串并联机构运动相互独立，二者由支撑机构耦合在一起，整个机构上下两部分只有支撑装配关系。
[0016]如图2、3所示，还包括一控制系统，且所述控制系统连接控制所述第一丝杆电机、第二丝杆电机及第三伺服电机，所述控制系统包括且所述控制电路包括:中央处理器、功率驱动电路、电机转速检测电路;所述中央处理器与功率驱动电路相连;所述功率驱动电路驱动第一丝杆电机、第二丝杆电机及第三伺服电机工作;所述电机转速检测电路与功率驱动电路和第一丝杆电机、第二丝杆电机及第三伺服电机分别相连;所述电机转速检测电路用来获取功率驱动电路和第一丝杆电机、第二丝杆电机及第三伺服电机的信号，并传输给中央处理器，中央处理器经过分析后，再控制功率驱动电路去驱动第一丝杆电机、第二丝杆电机及第三伺服电机。电源采用LM2576-5 ；所述中央处理器选用MSP430F169 ；所述中央处理器能在第一丝杆电机、第二丝杆电机及第三伺服电机超过设定最大负载或在电机转动保护区域内检测到有物体进入时，控制第一丝杆电机、第二丝杆电机及第三伺服电机停止转动，并保护性反转;所述中央处理器能控制第一丝杆电机、第二丝杆电机及第三伺服电机，使其停止时具有锁定位置的功能或者解锁定的功能。电机控制系统可以实现电机正传，反转、停止；电机转动可以设定运行位置曲线中每段最大负载，一旦超过设定最大负载或在电机转动保护区域内检测到有物体进入时，电机停止转动，保护性反转。
[0017]如图4所示，所述电机转速检测电路包括信号检测电路、微分电路、定时器电路和缓冲电路，所述信号检测电路包括电阻Rl、电阻R2、电容Cl和芯片I Cl，所述微分电路包括与非门G2、与非门G3和电容C2，所述定时器电路包括芯片IC2和电容C3，所述缓冲电路包括芯片IC3、电阻RlO和电容C5;所述电阻Rl的一端连接电源Ul，电阻Rl的另一端连接芯片ICl的I引脚，芯片ICl的2引脚连接电阻R2，芯片ICl的3引脚连接电阻R8、电容Cl、电容C2、电容C3、电容C4、二极管Dl的正极、三极管VTl的发射极、芯片IC2的5引脚和芯片IC3的4引脚并接地，电阻R2的另一端连接电阻R3和电容Cl的另一端，电阻R3的另一端连接电阻R5、二极管DI的负极和三极管VTl的基极，三极管VTl的集电极连接电阻R4和与非门Gl的两个输入端，与非门GI的输出端连接电阻R 5的另一端、与非门G 2的两个输入端和与非门G 3的一个输入端，与非门G2的输出端G2连接电容C2的另一端和与非门G3的另一个输入端，与非门G3的输出端连接电阻R7，电阻R7的另一端连接电阻R8和芯片IC2的2引脚，电阻R4的另一端连接电阻R9、三极管VT2的发射极、芯片IC2的4引脚和芯片IC2的8引脚，三极管VT2的集电极连接电阻R6和电位器RPl的一个固定端，电阻R6的另一端连接电位器RP2的一个固定端、电位器RPl的另一个固定端、电位器RPI的滑动端、二极管D2的负极、三极管VT2的基极和电源U2，二极管D2的正极接地，电位器RP2的另一固定端连接电阻R12和电位器RP2的滑动端，电阻R12的另一端连接表头A，表头A的另一端连接电阻R10、电容C5和芯片IC3，芯片IC2的3引脚连接与非门G4的两个输入端，芯片IC2的7引脚连接电阻R9、电容C3的另一端和芯片IC2的6引脚，与非门G4的输出端连接电阻Rll，电阻Rll的另一端连接电容C4的另一端和芯片IC3的2引脚，芯片IC3的I引脚连接电阻Rl O的另一端和电容C5的另一端，芯片IC3的3引脚连接电源U2。
[0018]芯片ICl为UGN3040型霍尔传感器，芯片IC2为555计时器，芯片IC3为UA741型高增益放大器。电源Ul为9V直流电，电源U2为5V直流电。与非门G1-G5均为74LS00型二输入与非门芯片。本实用新型传感器采集到电机转子的转速信号传输给由三极管VTl和与非门Gl组成了施密特触发器，施密特触发器将转速信号进行整形处理后传输给微分电路，微分电路将转速电信号转换成脉冲波形式传输给555计时器，555计时器及其附属电路组成单稳态电路，555计时器的3脚输出高电平给与非门G4，与非门G4、电阻Rll和电容C4将输出信号进行积分后送入放大器IC3，放大器将信号进行放大后送入表头A，表头A可以将转速信号直观的反映出来，计时电路不仅提高了精确度，而且增加了系统的集成度，转速信号通过表头直观的反映出来，方便快捷，集成度高、制作成本低、计数精准、使用方便的优点。
[0019]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种具有控制系统的三维测量装置，其特征在于，其包括串并联驱动机构、转动平台，串并联驱动机构包括第一丝杆电机、第二丝杆电机，转动平台包括转台、第三伺服电机，第三伺服电机通过一导向机构驱动转台绕垂直于水平面的平台中心轴转动;还包括一控制系统，且所述控制系统连接控制所述第一丝杆电机、第二丝杆电机及第三伺服电机，所述控制系统包括一控制电路，且所述控制电路包括:中央处理器、功率驱动电路、电机转速检测电路;所述中央处理器与功率驱动电路相连;所述功率驱动电路驱动第一丝杆电机、第二丝杆电机及第三伺服电机工作;所述电机转速检测电路与功率驱动电路和第一丝杆电机、第二丝杆电机及第三伺服电机分别相连;所述电机转速检测电路用来获取功率驱动电路和第一丝杆电机、第二丝杆电机及第三伺服电机的信号，并传输给中央处理器，中央处理器经过分析后，再控制功率驱动电路去驱动第一丝杆电机、第二丝杆电机及第三伺服电机;所述电机转速检测电路包括所述电机转速检测电路包括信号检测电路、微分电路、定时器电路和缓冲电路，所述信号检测电路包括电阻Rl、电阻R2、电容Cl和芯片I Cl，所述微分电路包括与非门G2、与非门G3和电容C2，所述定时器电路包括芯片IC2和电容C3，所述缓冲电路包括芯片IC3、电阻RlO和电容C5;所述电阻Rl的一端连接电源Ul，电阻Rl的另一端连接芯片ICl的I引脚，芯片ICl的2引脚连接电阻R2，芯片ICl的3引脚连接电阻R8、电容Cl、电容C2、电容C3、电容C4、二极管Dl的正极、三极管VTl的发射极、芯片IC2的5引脚和芯片IC3的4引脚并接地，电阻R2的另一端连接电阻R3和电容Cl的另一端，电阻R3的另一端连接电阻R5、二极管DI的负极和三极管VTl的基极，三极管VTl的集电极连接电阻R4和与非门Gl的两个输入端，与非门GI的输出端连接电阻R 5的另一端、与非门G 2的两个输入端和与非门G 3的一个输入端，与非门G2的输出端G2连接电容C2的另一端和与非门G3的另一个输入端，与非门G3的输出端连接电阻R7，电阻R7的另一端连接电阻R8和芯片IC2的2引脚，电阻R4的另一端连接电阻R9、三极管VT2的发射极、芯片IC2的4引脚和芯片IC2的8引脚，三极管VT2的集电极连接电阻R6和电位器RPl的一个固定端，电阻R6的另一端连接电位器RP2的一个固定端、电位器RPl的另一个固定端、电位器RPI的滑动端、二极管D2的负极、三极管VT2的基极和电源U2，二极管D2的正极接地，电位器RP2的另一固定端连接电阻R12和电位器RP2的滑动端，电阻R12的另一端连接表头A，表头A的另一端连接电阻R10、电容C5和芯片IC3，芯片IC2的3引脚连接与非门G4的两个输入端，芯片IC2的7引脚连接电阻R9、电容C3的另一端和芯片IC2的6引脚，与非门G4的输出端连接电阻Rll，电阻Rll的另一端连接电容C4的另一端和芯片IC3的2引脚，芯片IC3的I引脚连接电阻Rl O的另一端和电容C5的另一端，芯片IC3的3引脚连接电源U2。2.根据权利要求1所述的具有控制系统的三维测量装置，其特征在于，串并联驱动机构还包括第一水平导向轴、第二水平导向轴，左侧滑块、右侧滑块，第一左移动副、第二左移动副，第一右移动副、第二右移动副，第一左转动副、第二左转动副，第一中转动副、第二中转动副，第一右转动副、第二右转动副，设备固定平台，第一右侧连杆、第二右侧连杆，左侧滑块通过第一左移动副、第二左移动副连接到第一水平导向轴和第二水平导向轴上，右侧滑块通过第一右移动副、第二右移动副连接到第一水平导向轴和第二水平导向轴上，左侧滑块和设备固定平台通过第一左转动副、第二左转动副相连接，右侧滑块和第一右侧连杆、第二右侧连接杆分别通过第一右转动副和第二右转动副相连接，设备固定平台和第一右侧连杆和第二右侧连接杆分别通过第一中转动副、第二中转动副相连接，第一丝杆电机驱动左侧滑块沿水平导向轴移动，第二丝杆电机驱动右侧滑块沿水平导向轴移动。
【文档编号】G01B11/24GK205580401SQ201620396579
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年5月4日
【发明人】许建辉
【申请人】三的部落（上海）科技股份有限公司