一种多维度调节装置及系统的制作方法

1.本实用新型涉及机器视觉领域，尤其是涉及一种多维度调节装置及系统。


背景技术：

2.在一些不适合于人工作业的危险工作环境或人工视觉难以满足要求的场合，常用机器视觉系统来替代人工视觉来做测量和判断；机器视觉系统是通过机器视觉产品(即图像摄取部件，分cmos和ccd两种)将被摄取目标的形态信息转换成图像信号，传送给图像处理系统，图像处理系统根据图像信号的像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号，并将数字化信号发送给控制系统；控制系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。
3.工业相机是机器视觉系统中的一个关键组件，其最本质的功能就是将光信号转变成电信号，可应用在很多复杂或危险的工业生产环境中，如单晶炉视觉控制系统；在视觉控制中，工业相机的选择固然重要，然而承载工业相机安装、调节的装置也同样起到至关重要的作用。
4.目前市面上使用的工业相机装置多为固定角度安装，即安装后无法调节工业相机的角度，适应场景单一；或者部分产品支持角度调节，但仅支持较小角度的调节，同样限制了设备的使用范围。
5.有鉴于此，特提出本实用新型。


技术实现要素：

6.本实用新型提供一种多维度调节装置，不仅能够调节y向水平位置、 yz面内的角度、xz面内的角度三个空间维度，同时还能够实现高精度调节。
7.该多维度调节装置，包括：固定部件、y向位置调节部件、第一角度调节部件以及第二角度调节部件；
8.y向位置调节部件与固定部件活动连接，其相对固定部件能够发生y向位置变化；
9.第一角度调节部件与y向位置调整部件活动连接，其相对y向位置调节部件能够在yz平面内发生角度位置变化；
10.第二角度调节部件与第一角度调节部件活动连接，其相对第一角度调节部件能够在xz平面内发生角度位置变化。
11.现有技术中的工业相机装置，或者固定角度安装，即安装后无法调节工业相机的角度；或者部分产品支持1-2个维度的角度调节，但仅支持较小角度的调节；针对上述问题，本实用新型采用了上述结构，能够实现工业相机的y向位置、yz面内的角度和xz面内的角度三个空间维度的调节，使得本实用新型提供的多维度调节装置能够适用更多的工业场景。
12.上述多维度调节支架和工业相机安装完成后，固定部件和y向位置调整部件处于同一水平面，y向位置调整部件相对固定的固定部件实现y向的直线方向的位置变化；第一角度调节部件与y向位置调整部件活动连接，相对 y向位置调整部件能够在yz平面发生角
度变化，上述的yz平面不是特指某个平面，而是指与以y向和水平面为基准的yz平面相平行的一系列平面；同样的，第二角度调节部件与第一角度部件活动连接，其相对第一角度调节部件能够在xz平面内发生角度位置变化，上述的xz平面也是指与以y向和水平面为基准的xz平面相平行的一系列平面。
13.实际应用中，工业相机固定安装在第二角度调节部件上，从而可以通过调整第二调节部件来调节工业相机的镜头朝向在xz平面内的角度；当工业相机的镜头朝向在xz平面内的角度固定后，通过调整第一角度调节部件可以调整工业相机的镜头朝向在yz平面内的角度；同样固定后，通过调整y 向位置调节部件可以调整工业相机沿y向的位置，从而实现了工业相机的镜头朝向在y向位置、yz面内的角度和xz面内的角度三个空间维度的调节。
14.优选的，固定部件包括底板，底板的一侧设置有凸出结构，凸出结构上设置有沿凸出结构长度方向的底座滑道。
15.上述结构中，底板对后续安装部件起到支撑作用，底座滑道对后续安装的部件起到支撑及导向的作用。
16.优选的，y向位置调节部件包括固定螺栓、调节螺钉固定块、滑块、第一调节螺钉和由长板和短板垂直连接构成的l形支架主体；
17.滑块的一侧设置有滑槽，与底座滑道相适应并卡接，设置有滑槽相对的另一侧与短板的外侧固定连接；
18.调节螺钉固定块设置在凸出结构的两端，设置有外螺纹的第一调节螺钉穿过调节螺钉固定块和滑块架设在调节螺钉固定块上；
19.滑块与短板连接的侧面设置有连通底座滑道的通孔，固定螺栓能够通过上述通孔抵住底座滑道，将y向位置调节部件固定。
20.上述结构中，滑块与底座滑道卡接，底座滑道对滑块即起到支撑作用也起到导向作用；进一步地，滑块内设置有与第一调节螺钉的外螺纹相互配合的内螺纹，当旋松固定钉螺栓后，旋转第一调节螺钉，滑块就可以沿底座滑道滑动；当滑块调整到合适位置后，即y向位置调节部件调整到合适位置，此时旋紧固定螺栓就可以将y向位置调节部件的固定。
21.优选的，短板设置有弧形凹陷结构，滑块上的通孔的轴线与弧形凹陷结构的轴线重合，且弧形凹陷结构的半径大于固定螺栓的半径。
22.上述结构中，短板设置有弧形凹陷结构，可以避免在短板上开设通孔，同时也降低了对固定螺栓长度的要求；弧形凹陷结构的半径大于固定螺栓的半径，方便操作人员旋转固定螺栓。
23.优选的，第一角度调节部件包括：第一旋转轴、主体结构呈l形的第一角度调节座、第一角度调节螺栓以及第二角度调节螺栓；
24.支架主体的自由端设置有第一圆弧凸起，第一角度调节座设置在支架主体的自由端，并通过第一旋转轴活动连接；
25.第一角度调节座和支架主体的连接处设置有与第一弧形凸起相适应的第一内凹圆弧，且其弧度小于第一圆弧凸起的弧度；
26.第一角度调节螺栓和第二角度调节螺栓穿过第一内凹圆弧两侧的螺纹通孔抵在长板的侧面，将第一角度调节座固定。
27.上述结构中，第一角度调节座设置在长板的第一圆弧凸起上，并且通过第一旋转
轴活动连接，那么第一角度调节座就能够围绕第一旋转轴和上述第一圆弧凸起的弧面滑动；进一步的，第一角度调节座和支架主体的连接处设置有与上述第一圆弧凸起相适应的第一内凹圆弧，使第一角度调节座和支架主体的连接处的线接触变成了面接触，提高了第一角度调节座的稳定性；更进一步的，上述第一内凹圆弧两侧设置有第一角度调节螺栓和第二角度调节螺栓，可以通过旋紧第一角度调节螺栓和第二角度调节螺栓将第一角度调节座固定在理想的位置。
28.优选的，第二角度调节部件包括：l形第二角度调节座、第二旋转轴、第三角度调节螺栓和第四角度调节螺栓；
29.第一角度调节座的外侧面设置有垂直于外侧面的凸出板；
30.凸出板与支架主体的自由端同向的一侧设置有第二圆弧凸起；
31.第二角度调节座设置在凸出板设置有第二圆弧凸起的一端，并通过第二旋转轴活动连接；
32.第二角度调节座与凸出板的连接处设置有与第二圆弧凸起相适应的第二内凹圆弧，且其弧度小于第二圆弧凸起的弧度；
33.第三角度调节螺栓和第四角度调节螺栓穿过第二内凹圆弧两侧的螺纹通孔抵在凸出板的侧面，将第二角度调节座固定。
34.上述结构中，第二角度调节座设置在凸出板设置有第二圆弧凸起的一端，并且通过第二旋转轴活动连接，那么第二角度调节座就能够围绕第二旋转轴和上述第二圆弧凸起的弧面滑动；进一步的，第二角度调节座与凸出板的连接处设置有与上述第二圆弧凸起相适应的第二内凹圆弧，使第二角度调节座与凸出板的连接处的线接触变成后边的面接触，提高了第二角度调节座的稳定性；更进一步的，上述第二内凹圆弧两侧设置有第三角度调节螺栓和第四角度调节螺栓，可以通过旋紧第三角度调节螺栓和第四角度调节螺栓将第二角度调节座固定在理想的位置。
35.优选的，长板设置有镂空结构；
36.长板垂直于y向的侧面上还设置导线槽。
37.上述结构中，长板设置的镂空结构不尽可以减轻长板的重量，同时也可以配合其它操作，如在长板垂直于y向的侧面上开设通孔、为旋转固定螺栓预留更多的空间；上述导线槽可以用来引导后续固定连接装置的导线。
38.优选的，短板的弧形凹陷结构的两侧倒圆角，长板的自由端顶角位置倒圆角，第一角度调节座的凸出结构的自由端倒圆角。
39.上述结构中，短板的弧形凹陷结构的两侧设置有圆弧形倒角，长板自由端顶角位置设置有圆弧形倒角，第一角度调节座的凸出结构自由端设置有圆弧形倒角，不仅可以使设备显的比较美观，而且可以避免划伤其它设备或者操作人员。
40.优选的，底板的凸出结构的侧面设置有长度刻度，相对应的滑块侧面上设置有刻度指示标记；
41.长板自由端的第一圆弧凸起的侧面设置有角度刻度，相对应的所述第一角度调节部件的侧面设置有刻度指示标记；
42.第一角度调节座的第二圆弧凸起的侧面设置有角度刻度，相对应的第二角度调节座的侧面设置有刻度指示标记。
43.上述结构中，设置的刻度以及刻度指示标记，在与本实用新型的结构设计配合下，能够更加精准的调整距离和角度；而且调整好并且固定后，各元件的相对位置也不容易变动。
44.一种多维度调节系统，包括上述一种或几种组合的多维度调节装置，以及安装部件，多维度调节装置安装在安装部件上。
45.综上所述，本实用新型提供的多维度调节装置，能够实现工业相机的y 向位置、yz面内的角度和xz面内的角度三个空间维度的调节，进而使得本实用新型提供的多维度调节装置能够适用更多的工业场景；
46.而且，底板的凸出结构的侧面、长板自由端的圆弧形凸出结构的侧面和第一角度调节座的圆弧形凸出结构的侧面均设置有角度刻度，能够实现精准调节；
47.另外，角度调节采用双角度调节螺丝结构，当拧松螺丝调节到理想角度后，此时拧紧螺丝，相机角度不会再发生改变。
附图说明
48.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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他的附图。
49.图1为本实用新型提供的一种多维度调节装置的结构示意图；
50.图2为本实用新型提供的一种多维度调节装置的俯视图；
51.图3为本实用新型提供的一种多维度调节装置的仰视图；
52.图4为本实用新型提供的一种多维度调节装置的结构示意图；以及
53.图5为本实用新型提供的一种多维度调节装置的结构示意图；
54.附图中，各标号所代表的部件如下：
55.1、底板；2、底座滑道；3、滑块；4、第一调节螺钉；5、调节螺钉固定块；6、固定螺栓；7、支架主体；8、第一角度调节座；9、第一旋转轴； 10、第一角度调节螺栓；11、第二角度调节螺栓；12、第二角度调节座；13、第二旋转轴；14、第三角度调节螺栓；15、第四角度调节螺栓；16、导线槽。
具体实施方式
56.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的部件或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
57.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两
个，三个等，除非另有明确具体的限定。
58.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
59.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
60.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
61.请参考图1-图5，本实用新型提供一种多维度调节装置，该多维度调节装置，包括：固定部件、y向位置调节部件、第一角度调节部件和第二角度调节部件；y向位置调节部件与固定部件活动连接，其相对固定部件能够发生y向位置变化；第一角度调节部件与y向位置调整部件活动连接，其相对y向位置调节部件能够在yz平面内发生角度位置变化；第二角度调节部件与第一角度调节部件活动连接，其相对第一角度调节部件能够在xz平面内发生角度位置变化。
62.作为进一步的优选实施方案，在上述方案的基础之上，本新实用型的具体实施例中，还可以包括如下一项或者多项的增加或组合；
63.固定部件包括底板1，底板1的一侧设置有凸出结构，凸出结构上设置有沿凸出结构长度方向的底座滑道2；或者y向位置调节部件包括固定螺栓 6、调节螺钉固定块5、滑块3、第一调节螺钉4和由长板和短板垂直连接构成的l形支架主体7；滑块3的一侧设置有滑槽，与底座滑道2相适应并卡接，设置有滑槽相对的另一侧与短板的外侧固定连接；调节螺钉固定块5设置在凸出结构的两端，设置有外螺纹的第一调节螺钉4穿过调节螺钉固定块 5和滑块3架设在调节螺钉固定块5上；滑块3与短板连接的侧面设置有连通底座滑道2的通孔，固定螺栓6能够通过上述通孔抵住底座滑道2，将y 向位置调节部件固定；或者短板设置有弧形凹陷结构，滑块3上的通孔的轴线与弧形凹陷结构的轴线重合，且弧形凹陷结构的半径大于固定螺栓6的半径；或者第一角度调节部件包括：第一旋转轴9、主体结构呈l形的第一角度调节座8、第一角度调节螺栓10以及第二角度调节螺栓11；支架主体7 的自由端设置有第一圆弧凸起，第一角度调节座8设置在支架主体7的自由端，并通过第一旋转轴9活动连接；第一角度调节座8和支架主体7的连接处设置有与弧形凸起相适应的第一内凹圆弧，且其弧度小于第一圆弧凸起的弧度；第一角度调节螺栓10和第二角度调节螺栓11穿过第一内
凹圆弧两侧的螺纹通孔抵在长板的侧面，将第一角度调节座8固定；或者第二角度调节部件包括：l形第二角度调节座12、第二旋转轴13、第三角度调节螺栓14 和第四角度调节螺栓15；第一角度调节座8的外侧面设置有垂直于外侧面的凸出板；凸出板与支架主体7的自由端同向的一侧设置有第二圆弧凸起；第二角度调节座12设置在凸出板设置有第二圆弧凸起的一端，并通过第二旋转轴13活动连接；第二角度调节座12与凸出板的连接处设置有与第二圆弧凸起相适应的第二内凹圆弧，且其弧度小于第二圆弧凸起的弧度；第三角度调节螺栓14和第四角度调节螺栓15穿过第二内凹圆弧两侧的螺纹通孔抵在凸出板的侧面，将第二角度调节座12固定；或者长板设置有镂空结构；长板垂直于y向的侧面上还设置导线槽16；或者短板的弧形凹陷结构的两侧倒圆角，长板的自由端顶角位置倒圆角，第一角度调节座8的凸出结构的自由端倒圆角；或者底板1的凸出结构的侧面设置有长度刻度，相对应的滑块 3侧面上设置有刻度指示标记；长板自由端的第一圆弧凸起的侧面设置有角度刻度，相对应的所述第一角度调节部件的侧面设置有刻度指示标记；第一角度调节座8的第二圆弧凸起的侧面设置有角度刻度，相对应的第二角度调节座12的侧面设置有刻度指示标记。
64.请参考图1-图5，本实用新型提供的一个实施方案，一种多维度调节系统，包括上述一种或几种组合的多维度调节装置，以及安装部件，多维度调节装置安装在安装部件上。
65.请参考图1-图5，本实用新型的一个具体的实施方案中，配置有工业相机的多维度调节装置，包括固定部件、y向位置调节部件、第一角度调节部件和第二角度调节部件；y向位置调节部件与固定部件活动连接，并且y向位置调节部件与固定部件水平设置，其中，y向位置调节部件相对固定部件可以改变y向位置变化；第一角度调节部件与y向位置调整部件活动连接，其相对y向位置调节部件可以在yz平面内发生角度位置变化；第二角度调节部件与第一角度调节部件活动连接，其相对第一角度调节部件可以在xz 平面内发生角度位置变化。
66.固定部件包括底板1，底板1的一侧设置有凸出结构，凸出结构上设置有沿凸出结构长度方向的底座滑道2。
67.y向位置调节部件包括固定螺栓6、调节螺钉固定块5、滑块3、第一调节螺钉4和由长板和短板垂直连接构成的l形支架主体7；滑块3的一侧设置有滑槽，与底座滑道2相适应并卡接，滑块3可以沿底座滑道2滑动，底座滑道2对滑块3起到支撑和导向的作用，设置有滑槽相对的另一侧与短板的外侧固定连接；调节螺钉固定块5设置在凸出结构的两端，设置有外螺纹的第一调节螺钉4穿过调节螺钉固定块5和滑块3架设在调节螺钉固定块5 上，第一调节螺钉4与滑块3有相互配合的外螺纹和内螺纹，从而可以通过旋转第一调节螺钉4来改变滑块3沿y向的位置；滑块3与短板连接的侧面设置有连通底座滑道2的通孔，固定螺栓6能够通过上述通孔抵住底座滑道 2，将y向位置调节部件固定，而且底板1的凸出结构的侧面设置有长度刻度，相对应的滑块3侧面上设置有刻度指示标记，从而在旋转第一调节螺钉 4时，可以达到更加精准的调整；短板设置有弧形凹陷结构，滑块3上的通孔的轴线与弧形凹陷结构的轴线重合，且弧形凹陷结构的半径大于固定螺栓 6的半径，这样可以方便旋转固定螺栓6来固定滑块3以及与滑块3连接的支架主体7；长板垂直于y向的侧面上还设置导线槽16，安装工业相机是，导向槽可以校准工业相机镜头的朝向，同时，长板还设置有镂空结构，即可以减轻装置的重量，也可以方便旋转固定螺栓6和安装导线槽16。
68.与支架主体7相连的还有第一角度调节部件，第一角度调节部件包括：第一旋转轴
9、主体结构呈l形的第一角度调节座8、第一角度调节螺栓10 以及第二角度调节螺栓11；支架主体7的自由端设置有第一圆弧凸起，第一角度调节座8设置在支架主体7的自由端，通过第一旋转轴9活动连接，从而第一角度调节座8可以绕第一旋转轴9且在第一圆弧凸起的弧面上滑动；第一角度调节座8和支架主体7的连接处设置有与弧形凸起相适应的第一内凹圆弧，且其弧度小于第一圆弧凸起的弧度，这样第一角度调节座8和长板的自由端由原来的线接触变成了面接触，从而使连接更稳定；第一角度调节座8调整到合适的角度时，可以通过穿过第一内凹圆弧两侧的螺纹通孔的第一角度调节螺栓10和第二角度调节螺栓11抵在长板的侧面，将第一角度调节座8固定。
69.第二角度调节座12与第一角度调节座8相连，第二角度调节部件包括：l形第二角度调节座12、第二旋转轴13、第三角度调节螺栓14和第四角度调节螺栓15；第一角度调节座8的外侧面设置有垂直于外侧面的凸出板，凸出板与支架主体7的自由端同向的一侧设置有第二圆弧凸起，第二角度调节座12设置在凸出板设置有第二圆弧凸起的一端，并通过第二旋转轴13活动连接，从而第一角度调节座8可以绕第一旋转轴9且在第一圆弧凸起的弧面上滑动；第二角度调节座12与凸出板的连接处设置有与第二圆弧凸起相适应的第二内凹圆弧，且其弧度小于第二圆弧凸起的弧度，这样第一角度调节座8和长板的自由端由原来的线接触变成了面接触，从而使连接更稳定；第一角度调节座8调整到合适的角度时，可以通过穿过第二内凹圆弧两侧的螺纹通孔的第三角度调节螺栓14和第四角度调节螺栓15抵在凸出板的侧面，将第二角度调节座12固定。
70.工业相机固定安装在第二角度调节座12的外侧面，可以通过导向槽调整工业相机镜头朝向，然后将工业相机固定；再通过调节第二角度调节座12、第一角度调节座8调整工业相机镜头朝向在xz平面和yz平面内的角度，通过调节第一调节螺钉4调整工业相机沿y向的位置，实现工业相机的y 向位置、yz面内的角度和xz面内的角度三个空间维度的调节。
71.尽管上面已经示出和描述了本新实用型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本新实用型的限制，本领域的普通技术人员在本新实用型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。