三向激光定位式图像检测仪的制作方法

本实用新型涉及风力发电机组安装辅助设备技术领域，具体地说是一种三向激光定位式图像检测仪。

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背景技术：
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将风的动能转变成机械动能，再将机械能转化为电力动能，这就是风力发电。风力发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来驱动发电机发电。依据目前的风车技术，大约是每秒三米的微风速度(微风的程度)，便可以开始发电。风力发电正在世界上形成一股热潮，因为风力发电不需要使用燃料，也不会产生辐射或空气污染。

随着全球经济的发展，近些年，我国风能发电行业也快速发展，全国各地新建大量风场，装机数量也逐年增加。风力发电所需要的装置，称作风力发电机组。这种风力发电机组，大体上可分风轮、发电机和塔架三部分。风轮是把风的动能转变为机械能的重要部件，它由两只(或更多只)螺旋桨形的叶轮组成，当风吹向浆叶时，叶片上产生气动力驱动风轮转动，叶片的材料要求强度高、重量轻，目前多用玻璃钢或其它复合材料(如碳纤维)来制造。塔架是支承风轮、尾舵和发电机的构架，它一般修建得比较高，为的是获得较大的和较均匀的风力，又要有足够的强度，塔架高度视地面障碍物对风速影响的情况，以及风轮的直径大小而定，一般在6-20米范围内。然而在这个高度要将风叶安装在轮毂上是非常困难的，需要安装人员通过目测方式不断的重复调整安装位置。

因此，为了提高风力发电机组现场安装的安装效率和安装精度，若能提供一种基于视觉图像检测技术和激光测距技术的三向激光定位式图像检测仪，以用于辅助风场现场装配人员进行安装工作，将具有非常重要的意义。

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技术实现要素：
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本实用新型的目的就是要解决上述的不足而提供一种三向激光定位式图像检测仪，用于辅助风场现场装配人员进行安装工作，能够提高风力发电机组现场安装的安装效率和安装精度，满足了当今对风力发电机组的装机效率提出的更高要求。

为实现上述目的设计一种三向激光定位式图像检测仪，包括摄像头1、三向激光测距仪2、电路板3、安装夹具4及外壳，所述电路板3设置于外壳内，所述电路板3一侧连接有三向激光测距仪2，所述三向激光测距仪2安装在外壳上，所述三向激光测距仪2上安装有摄像头1，所述电路板3另一侧设有安装夹具4，所述安装夹具4固定连接在外壳上。

所述摄像头1为自动对焦式高清广角摄像头。

所述三向激光测距仪2由电路板组件和激光器6组成，所述电路板组件连接在电路板3上，所述电路板组件包括单片机7、图像处理芯片8、锂电池9及无线发射模块10，所述激光器6设置有三个，三个所述激光器6可拆卸式连接在电路板3边缘处。

所述激光器6包括激光接收器11、激光发射器12、镜片13及排线接头14，所述激光接收器11、激光发射器12、镜片13均设置在激光器6内，所述激光接收器11、激光发射器12分别通过线路连接排线接头14，所述排线接头14与电路板3相连接。

所述镜片13设置有至少两片，所述镜片13相互之间平行设置。

本实用新型同现有技术相比，基于视觉图像检测技术和激光测距技术，提供了一种三向激光定位式图像检测仪，以用于辅助风场现场装配人员进行安装工作，能够提高风力发电机组现场安装的安装效率和安装精度，满足了当今对风力发电机组的装机效率提出的更高要求；此外，本实用新型所述的三向激光定位式图像检测仪，能够利用检测仪自带的夹具安装在轮毂上电柜吊装孔上，对轮毂进行修改和加工，无需其他辅助设备；同时，利用检测仪上集成的三向激光测距仪采用相位式激光测距法，其计算精度高，能够自动测取计算检测仪的位置，自动测距，定心精度高、计算速度快，值得推广应用。

[附图说明]

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1的侧视图；

图3是本实用新型的立体结构示意图；

图4是本实用新型中三向激光测距仪的结构示意图；

图5是本实用新型中激光器的结构示意图；

图6是本实用新型的安装示意图；

图中：1、摄像头2、三向激光测距仪3、电路板4、安装夹具6、激光器7、单片机8、图像处理芯片9、锂电池10、无线发射模块11、激光接收器12、激光发射器13、镜片14、排线接头15、轮毂16、电柜吊装孔17、三向激光定位式图像检测仪。

[具体实施方式]

下面结合附图对本实用新型作以下进一步说明：

如附图1至附图3所示，本实用新型包括：摄像头1、三向激光测距仪2、电路板3、安装夹具4及外壳，摄像头1为自动对焦式高清广角摄像头，电路板3设置于外壳内，电路板3一侧连接有三向激光测距仪2，三向激光测距仪2安装在外壳上，三向激光测距仪2上安装有摄像头1，电路板3另一侧设有安装夹具4，安装夹具4固定连接在外壳上。

如附图4所示，三向激光测距仪由电路板组件和激光器6组成，电路板组件连接在电路板上，电路板组件包括单片机7、图像处理芯片8、锂电池9及无线发射模块10，激光器6设置有三个，三个激光器6可拆卸式连接在电路板边缘处。

如附图5所示，激光器包括激光接收器11、激光发射器12、镜片13及排线接头14，激光接收器11、激光发射器12、镜片13均设置在激光器内，激光接收器11、激光发射器12分别通过线路连接排线接头14，排线接头14与电路板相连接，该镜片13设置有至少两片，镜片13相互之间平行设置。

本实用新型主要由具有自动对焦功能和高清广角镜头的摄像头、三向激光测距仪、电路板、安装夹具以及外壳组成，其中，三向激光测距仪由电路板组件和激光器组成，电路板组件上集成了单片机、图像处理芯片、锂电池、无线发射模块，激光器由激光接收器、激光发射器、镜片、排线接头组成。该设备工作过程为：通过三向激光定位式图像检测仪上的安装夹具安装在风机轮毂的电柜吊装孔边缘，打开设备，三向激光测距仪上的激光头中的激光发射器向轮毂边缘发射激光束，通过激光接收器接收反射回来的激光束，通过单片机计算分析发射出的激光束与反射回来的激光束的相位差计算本设备距离轮毂边缘的三向距离，并且计算出轮毂圆心位置及半径，利用摄像头拍摄叶片端面，通过图像处理芯片计算得出端面的圆心位置和半径，通过单片机对比计算出轮毂圆心和叶片端面圆心的相对位置，从而计算出偏心率，并通过无线发射模块将数据结果发送给终端设备并显示出来。

如附图6所示，为本实用新型的安装方式，通过安装夹具将检测仪安装在风叶轮毂的电柜吊装孔内壁上，即可完成安装，无需对轮毂进行额外加工，也无需特别提供安装位置，从而安装、拆卸方便快捷。

本实用新型具有如下功能：

(1)利用检测仪自带的夹具安装在轮毂上电柜吊装孔上，对轮毂进行修改和加工，也无需其他辅助设备；

(2)利用检测仪上集成的三向激光定位仪采用相位式激光测距法，其计算精度高，自动测取计算检测仪的位置，自动测距，定心精度高、计算速度快；

(3)检测仪上的广角镜头和高清工业相机，能够在近距离拍摄出整个风叶的基座，同时保证高清画质，并且具有自动对焦功能从而可以实时拍摄叶片与轮毂安装过程的图像，实时监控风叶的整个安装安装过程；

(4)利用摄像头拍摄得到图像基于图像检测技术设计的算法计算出叶片和轮轨之间的偏心量；

(5)无线模块启动后会自动建立一个局域网，将便携式终端设备连入该无线网，并启动事先安装好的驱动程序就可以接受到检测仪发送的信息；

(6)通过数值和图像两种显示方式，将结果显示在便携式终端显示设备上。

该三向激光测距仪是由三个激光距离传感器成120o夹角组成，激光测距传感器的工作原理是采用激光三角原理和回波分析原理进行非接触位置、位移测量的精密传感器。广泛应用于几何量的工业测量。本实用新型采用的相位式激光距离传感器工作原理：相位式激光距离传感器是用无线电波段的频率，对激光束进行幅度调制并测定调制光往返测线一次所产生的相位延迟，再根据调制光的波长，换算此相位延迟所代表的距离。即用间接方法测定出光经往返测线所需的时间。相位式激光距离传感器由于其精度高，一般应用在精密测距中。

本实用新型并不受上述实施方式的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。