专利名称：一种三维调节装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种三维调节装置，特别是涉及一种可对单个或多个观测 仪器独立进行三维调节的装置。
技术背景在各种检测、识别场合，特别是高速、大批量、连续自动化生产中的质量 检查、对象辨识和尺寸测量等情况，为了提高采集的图形图像质量或是产品表 面缺陷等的检测质量，提高准确率，就要求采集图像或观测的偏差必须控制得 很小。在4皮观测物体位置不可调节的情况下，就需要对观测仪器进行精确调节， 以配合被观测物体的位置。比如在人民币印刷时，由于人民币胶印印刷中细小线条宽度只有不到0.1毫米，所以要求成像系统分辨率很高， 一般会采用线扫描相机采集图像，但是由于线扫描相机的成像是线性的，为了观测到人民币胶印印刷中不到0.1毫米的线宽，就需要对相机进行精确调节。此外，在工业生产中，有时被观测的对象较大，所以还要求成像系统视场 范围较大，因此就需要采用多台观测仪器拼合使用，这又带来了多仪器视场配 准问题。以现在常用的线扫描相机为例，线扫描相机要得到很好的图象质量，那么它的拍摄宽度就有要求。如一个2K的线扫描相机，2048象素，一个象素0. 014mm， 其靶面有效宽度为28. 672,，选定焦镜头f-33，在拍摄距离270mm的情况下，拍 摄的实际物体宽度为234. 5mm。假定需检测物体的宽度为900mm的情况下，就需 要4个相机同时工作，要得到非常准确的图像，就要求4个相机的扫描线共线工作，就是4个相机在同时刻扫描的图像在物体上的同一条直线上。但是相机因为制造误差和个体差异，当多个相机安装在相机支架上的时候， 其靶面中心线就有可能出现交叉、平行等不共线情况，如图1所示。那么，就 需要对各个相机进行旋转和平行调节，使所有的靶面中心线都在同一条直线上，如图2所示。另外，由于单个相机之间的个体差异，还会出现耙面之间不共面， 以及垂直距离不相等的情况，如图3所示，那就需要对各个相机进行纵深调节 使其耙面共面。现有的三维调节机构，如专利号为200620045288. 5,名为一种三维移动的 摄像台的中国实用新型专利，只是在普通照相水平上对相机进行较大范围的前 后、左右、上下的调节，达不到工程上较高的精度要求。又如专利号为95234641. 9，名为照相机多功能升降支架的中国实用新型专 利，可以对两台相才几进行上下和左右调节，但对于相才几个体差异造成的耙面不 共线或不共面的情况，该专利无法进行调节，而且其调节也只是在较大的范围 内进行，达不到工程上较高的精度要求。 实用新型内容针对现有技术不能对观测仪器进行精确的三维调节的问题，本实用新型提 供了一种三维调节装置，可对单个观测仪器或一组观测仪器中的每个仪器进行 独立的旋转调节、平行调节和纵深调节，满足工程上观测、拍摄等对视角的高 精度要求。为实现上述目的，本实用新型所述的一种三维调节装置包括观测仪器、旋 转调节机构、平行与纵深调节机构。所述旋转调节机构包括仪器安装座、转动 件、旋转固定板、转动件安装座、紧固部件A,相机或摄像机等观测仪器置于仪 器安装座的腔内。转动件镶嵌在仪器安装座与转动件安装座之间，旋转固定板与仪器安装座可以是一体，旋转固定板位于转动件上方，旋转固定板上开有条孔A，转动件安装座上与条孔A的相应位置开有与条孔A配合的定位孔A,紧固 部件A通过条孔A与定位孔A可将旋转固定板和转动件安装座紧固连接。所述 平行与纵深调节机构包括中空支架、中空的滑动板、平行调节部件、支持座、 纵深调节部件、紧固部件B，滑动板安装在支架的滑槽中，装着观测仪器的旋转 调节机构穿过滑动板以及支架的空腔，与滑动板固定连接，滑动板上开有条孔B， 支架上与条孔B对应的位置开有定位孔B,紧固部件B通过条孔B与定位孔B将 滑动板与支架紧固连接，支持座安装于支架的滑槽前后两端面中间，平行调节 部件穿过支持座延伸出支架的那一端与滑动板接触，支架的滑槽中开有纵深调 节孔，纵深调节部件穿过支架的纵深调节孔与滑动板底面相接触，支架左右两 端有定位孔C，可用于将整个三维调节装置固定安装在需要观测的位置上。旋转固定板与仪器安装座也可以是分离的，在旋转固定板上有紧固部件C, 仪器安装座上与紧固部件C相应位置开有定位孔D,紧固部件C通过定位孔D将 旋转固定板与仪器安装座固定连接在一起。为了对调节机构进行更精准的旋转调节，在旋转固定板的外边缘上有一段 切齿，转动件安装座上与旋转固定板上的切齿相邻的位置有小齿轮，小齿轮可 与旋转固定板上的切齿啮合，在进行旋转调节时，通过旋转小齿轮带动旋转固 定板转动，从而实现旋转微调。为达到很高的旋转精度和旋转平稳度，转动件 可釆用滚动轴承或滑动轴承。平行调节部件、纵深调节部件可采用螺钉或丝杆， 紧固部件A、紧固部件B、紧固部件C可采用螺钉。滑动板与转动件安装座可釆 用卡接方式固定连接，为了使用方便，滑动板与转动件安装座也可以制造成一 个整体。在使用一个或两个以上观测仪器的情况下，可采用一个或两个以上的上述三维调节装置工作，由于各个调节装置相互独立，所以可以分别对各个观测仪 器进行精确的三维调节。本实用新型的有益效果是，通过对观测仪器进行微小的旋转、平行和纵深 调节，可以精确、快速、方便地将观测仪器调节到与被观测物体所要求配合的 位置，另外，还可以同时调节多个观测仪器，使单个观测仪器的性能指标达到 最好水平，操作方便快捷，大大提高了生产效率。
图1为相机靶面中心线不共线情况示意图；图2为相机靶面中心线共线情况示意图；图3为相机靶面不共面情况示意图；图4为本实用新型实施例一的透视局部剖示图；图5为本实用新型实施例二的结构示意图；图6为本实用新型实施例二的俯视图；图7为本实用新型实施例二的局部剖视立体图；图8为本实用新型实施例二的后视立体图；图9为四个三维调节装置的结构示意图；图IO为四个三维调节装置的俯视图；图11为四个三维调节装置在使用时的结构示意图。图中标号如下 1仪器安装座 4小齿轮 7滑动板 10紧固部件A 13紧固部件B 16定位孔B2转动件5转动件安装座8平行调节部件11滑槽14条孔A17定位孔C3旋转固定板6支架9支持座12纵深调节部件15条孔B18观测仪器19定位孔A 20紧固部件C 21定位孔D22纵深调节孔具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
作进一步详细说明。 实施例一如图4所示，采用一个三维调节装置对线扫描相机18进行旋转调节、平行 调节与纵深调节。旋转调节机构包括相机安装座l、滚动轴承2、旋转固定板3、转动件安装 座5、螺钉A10和螺钉C20，根据线扫描相机的外壳形状，在相机安装座上有相 对应形状和大小的空腔将相机安置在内，安装好后，相机的中心与相机安装座 的中心重合，即与旋转调节机构的中心重合。相机安装座1与转动件安装座5 之间镶嵌有滚动轴承2，旋转固定板3安置于滚动轴承2上方，相机安装座1上 与螺钉C20相应位置开有定位孔D21，通过将螺钉C20旋进定位孔D21，使旋转 固定板3与仪器安装座固定连接，旋转固定板3上开有条孔A14,在与条孔A14 位置相应的转动件安装座5上开有与螺钉A10配合的螺紋孔A19。平行与纵深调 节机构包括中空支架6、中空的滑动板7、平行调节螺4丁8、支持座9、纵深调 节螺钉12、螺钉B13,滑动板7安装在支架的滑槽11中，使得滑动板7只能在 支架的前后和上下方向上发生位置变化，而不能在左右方向上移动，装着线扫 描相机的旋转调节机构穿过滑动板和支架的空腔，与滑动板以卡接方式固定在 一起。不管是由于三维调节机构的安装原因或是相机制造时的误差导致线扫描相 机的靶面线与需要测量的物体不能准确对应时，可用手旋转相机机身或旋转相 机安装座1的外壳或是拔动旋转固定板3，当转动到所需位置时，旋紧螺钉AIO, 将旋转固定板固定住，从而实现装置的旋转调节。支持座9 一端安装于支架6的滑槽11前后两个端面中间，另 一端伸出支架， 伸出的长度与滑动板的厚度相当，在伸出支架的这一端安装有平行调节螺钉8, 平行调节螺钉8穿过支持座与滑动板相接触；通过调节两个端面的平行调节螺 钉8顶动滑动板7在限位槽的前后位置发生变化，从而实现前后调节，即平行 调节。此外，滑动板上开有条孔B15，支架上与条孔B15对应的位置开有与螺钉 B13配合的螺紋孔B16,支架滑槽11中开有四个纵深调节孔22，四个纵深调节 螺钉12穿过支架这四个孔与滑动板7底面接触，在进行纵深调节时，针对被测 物体的位置，通过调节一个或多个纵深调节螺钉12将滑动板7向前顶一定角度 或整体向前移动或向后》文，使相机的观察^L角与被测物体相适应，然后将螺钉 B13旋紧固定，从而实现线扫描相机在纵深方向的调节。支架左右两端有定位孔B17，将整个三维调节装置固定安装在需要观测的位 置上。实施例二与实施例一中相同的部分不再赘述。不同之处在于，如图5至图8所示， 将旋转调节机构中的转动件安装座5与滑动板7制造成一个整体，而且为了进 行精细的旋转调节，在旋转固定板3的外边缘上有一段切齿，转动件安装座5 上与该切齿相邻的位置安装有小齿轮4，小齿轮4可与旋转固定板3上的切齿啮 合，在进行旋转调节时，通过旋转小齿轮4可以带动旋转固定板3转动，从而 实现旋转微调。转动件2采用滑动轴承。 实施例三在本实施例中，采用了实施例一所描述的两个三维调节装置并排工作，与 实施例一的不同之处在于，观测仪器采用线扫描摄像机，平行调节部件8、纵深调节部件12釆用丝杆。在工作时，按照实施例一中对单个三维调节装置的调节
方式对各个线扫描摄像机进行调节。 实施例四
在本实施例中，采用了实施例二所描述的四个三维调节装置并排工作，与
实施例二的不同之处在于，仪器安装座1与旋转固定板3为一个整体，如图9 至图11所示，在工作时，按照实施例二中对单个三维调节装置的调节方式对各 个线扫描相机进行调节。
权利要求1、一种三维调节装置，包括观测仪器(18)、旋转调节机构、平行与纵深调节机构，其特征在于，所述旋转调节机构包括仪器安装座(1)、转动件(2)、旋转固定板(3)、转动件安装座(5)、紧固部件A(10)，观测仪器安置于仪器安装座内，转动件(2)镶嵌在仪器安装座(1)与转动件安装座(5)之间，旋转固定板(3)位于转动件(2)上方，旋转固定板(3)上开有条孔A(14)，在与条孔A位置相应的转动件安装座(5)上开有与紧固部件A(10)配合的定位孔A(19)，紧固部件A(10)通过条孔A(14)与定位孔A(19)将旋转固定板和转动件安装座紧固连接；所述平行与纵深调节机构包括中空支架(6)、中空的滑动板(7)、平行调节部件(8)、支持座(9)、纵深调节部件(12)、紧固部件B(13)，滑动板(7)安装在支架(6)的滑槽(11)中，旋转调节机构通过滑动板和支架的空腔，与滑动板固定连接，滑动板上开有条孔B(15)，支架上与条孔B对应的位置开有定位孔B(16)，紧固部件B(13)通过条孔B(15)与定位孔B将滑动板与支架紧固连接，支持座(9)安装于支架(6)的滑槽(11)前后两端面中间，平行调节部件(8)穿过支持座延伸出支架的那一端与滑动板相接触，支架的滑槽(11)中开有纵深调节孔(22)，纵深调节部件(12)穿过纵深调节孔与滑动板(7)底面相接触，支架左右两端有定位孔C(17)。
2、 根据权利要求1所述的一种三维调节装置，其特征在于所述旋转固定板(3)上有紧固部件C (20),仪器安装座(1)上与紧固部件C (20)相应 位置开有定位孔D ( 21 )，紧固部件C通过定位孔D将旋转固定板固定在仪 器安装座上。
3、 根据权利要求l所述的一种三维调节装置，其特征在于所述旋转固定板 (3)外边缘上有一段切齿，转动件安装座(5)上与旋转固定板(3)上的切齿相邻位置有小齿轮(4 )，小齿轮(4 )可与旋转固定板(3)上的切齿啮合。
4、 根据权利要求1所述的一种三维调节装置，其特征在于所述转动件(2 ) 为滚动轴岸、或滑动轴岸义。
5、 根据权利要求1所述的一种三维调节装置，其特征在于所述平行调节部 件(8)、纵深调节部件(12)为螺钉或丝杆。
6、 根据权利要求1所述的一种三维调节装置，其特征在于所述紧固部件A(10)、紧固部件B(13)、紧固部件C (20)为螺钉。
7、 根据权利要求1-6任一项所述的一种三维调节装置，其特征在于所述的 滑动板(7)与转动件安装座(5)为一整体。
8、 一种三维调节装置，由权利要求l-6任一项所述的至少一个三维调节装置 组成。
9、 一种三维调节装置，由权利要求7所述的至少一个三维调节装置组成。
10、 根据权利要求8所述的一种三维调节装置，其特征在于所述的三维调节 装置为四个。
专利摘要本实用新型公开了一种三维调节装置，包括观测仪器，旋转调节机构、平行与纵深调节机构。旋转调节机构包括仪器安装座、转动件、旋转固定板、转动件安装座和紧固部件A；平行与纵深调节机构包括中空支架、中空的滑动板、平行调节部件、支持座、纵深调节部件、紧固部件B。本实用新型能对单个或多个观测仪器独立进行三维调节，满足工程上观测、拍摄等对视角的高精度要求。
文档编号G12B5/00GK201126705SQ20072008249
公开日2008年10月1日 申请日期2007年12月14日 优先权日2007年12月14日
发明者张绍兵, 敏 林, 斌 陈 申请人:中国印钞造币总公司