精密影像式测绘仪的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开一种精密影像式测绘仪，包括影像镜套筒和测量工作台，影像镜套筒内包括编码器和由第一、第二、第三齿轮依次啮合组成的传动系统；一CCD 摄像机设置在影像镜套筒内，测量工作台的玻璃台面下安装有LED 轮廓光源；所述LED 上灯光源包括灯座、电路板、灯板、电连接到电路板的若干个红色LED灯珠、黄色LED灯珠、蓝色LED灯珠和绿色LED灯珠，此灯板开设有若干个斜孔，LED灯珠嵌入斜孔内，LED灯珠与斜孔一一对应嵌装，此斜孔与灯板的中轴线的夹角为锐角；若干个红色LED灯珠、黄色LED灯珠、蓝色LED灯珠和绿色LED灯珠由内向外排列形成至少四个LED灯环。本实用新型大大提高了影响边沿的对比度，使测量系统得到更为清晰的图像效果，并增强了影像界限，从而提高了测量精度。
【专利说明】精密影像式测绘仪
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种精密测量装置，尤其涉及一种精密影像式测绘仪。
【背景技术】
[0002]影像测量仪又名精密影像式测绘仪，它克服了传统投影仪的不足，是集光、机、电、计算机图像技术于一体的新型高精度、高科技测量仪器。由光学显微镜对待测物体进行高倍率光学放大成像，经过CCD摄像系统将放大后的物体影像送入计算机后，能高效地检测各种复杂工件的轮廓和表面形状尺寸、角度及位置，特别是精密零部件的微观检测与质量控制。可将测量数据直接输入到AUTOCAD中，成为完整的工程图，图形可生成DXF文档，也可输入到WORD、EXCEL中，进行统计分析，可划出简单的Xbar-S管制图，求出Ca，等各种参数。
[0003]其中，光源照明系统是影像测量系统中最关键的部分之一，其主要目标是以合适的方式将光线投射到被测物体上，突出被测特征部分的对比度。光源对成像质量有很大的影响，光源的均匀性、几何形状、光照强度、光照方向、波长等因素都会直接影响到测量结果，它往往是整个系统成败的关键，这就要求光源与照明方案的配合应尽可能地突出物体特征量，在物体需要检测的部分与不重要部分之间应尽可能地产生明显的区别，增加对比度，同时还应保证足够的整体亮度。
[0004]在实际使用中，往往存在以下技术问题:(1)针对纯白色、透明和低反射工件时，边缘对比度低的问题，精度大大降低；(2)花点和过度曝光隐藏图像重要的信息；阴影造成边缘的误检；信噪比的降低以及不均匀的照明导致图像处理阈值选择的困难；(3)在实际使用中，由于被测的工件大小不一，需要用不同的放大倍数进行测量，所以影像测量仪多数采用可连续变倍数的显微镜。目前在市场上和影像测量仪行业内，常用的影像测量仪都是用普通变倍显微镜，当用户在测量过程中需要放大或缩小倍数时，只能通过手动旋转显微镜，调整到需要的倍数。但用户每次手动变倍后需重新进行影像校正，才能保证测量输出的图形前后比例一致。因此操作麻烦，工作效率低。因此，如何克服上述技术问题成为本领域技术人员努力的方向。
【发明内容】
[0005]本实用新型提供一种精密影像式测绘仪，此精密影像式测绘仪解决了针对纯白色、透明和低反射工件时，边缘对比度低的问题，采用红色、黄色、蓝色和绿色四种LED灯珠并结合与灯光源中轴线的多种夹角搭配，大大提高了影响边沿的对比度，使测量系统得到更为清晰的图像效果，并增强了影像界限，从而提高了测量精度；且操作方便，大大提高了工作效。
[0006]为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是:一种精密影像式测绘仪，包括基座、LED上灯光源、影像镜套筒和测量工作台，所述影像镜套筒内包括编码器和由第一、第二、第三齿轮依次啮合组成的传动系统，一马达和所述编码器固定在Z轴驱动机构上，第一齿轮设置在马达的输出轴上，第二齿轮设置在编码器的转动轴上，第三齿轮设置在影像镜套筒上；
[0007]下方具有调焦镜头的所述影像镜套筒安装于Z轴驱动机构上，此Z轴驱动机构固定于一立柱的前侧面；一 CCD摄像机设置在影像镜套筒内，该CCD摄像机与电脑电连接；所述调焦镜头的下端固定有LED上灯光源，所述测量工作台的玻璃台面下安装有LED轮廓光源；
[0008]所述LED上灯光源包括灯座、电路板、灯板、电连接到电路板的若干个红色LED灯珠、黄色LED灯珠、蓝色LED灯珠和绿色LED灯珠，此灯板开设有若干个斜孔，所述LED灯珠嵌入斜孔内，LED灯珠与斜孔一一对应嵌装，此斜孔与灯板的中轴线的夹角为锐角；若干个红色LED灯珠、黄色LED灯珠、蓝色LED灯珠和绿色LED灯珠由内向外排列形成至少四个LED灯环，所述至少四个LED灯环沿周向依次分为第一区、第二区、第三区和第四区，所述第一区内均为红色LED灯珠，所述第二区内均为黄色LED灯珠，所述第三区内均为蓝色LED灯珠，所述第四区内均为绿色LED灯珠。
[0009]上述技术方案中进一步的改进技术方案如下:
[0010]1.上述方案中，还包括基座和设备架，所述基座、电脑分别安装于设备架、支架上，所述立柱固定于基座后侧端。
[0011]2.上述方案中，所述测量工作台的底板的前侧面和右侧面均设置有水平仪。
[0012]3.上述方案中，所述设备架的底部设置有可调节底脚。
[0013]由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点:
[0014]本实用新型精密影像式测绘仪，其解决了针对纯白色、透明和低反射工件时，边缘对比度低的问题，采用红色、黄色、蓝色和绿色四种LED灯珠并结合与灯光源中轴线的多种夹角搭配，大大提高了影响边沿的对比度，使测量系统得到更为清晰的图像效果，并增强了影像界限，从而提高了测量精度；其次，通过显微镜倍数自动调整装置自动调整显微镜的放大倍数，进行影像校正，操作方便，大大提高了工作效；再次，其采用正面光源和背面光源相结合的光源配置，该配置不仅能实现均匀照射，还能实现非均匀照射，从而突出显示被测重要部位的对比度，使得影像测量仪获得最佳的图像，从而保证了同种零件图像质量的稳定性，为确定性测量奠定了基础，使得测量精度的重复性较好；再次，真正实现全自动操作，提高了工作效率和测量精度，实现众多灯珠的光线聚集，提升亮度，利于应用在不同环境下的测量，同时，灯板上的斜孔稳固灯珠，提升LED灯珠安装牢固性，使灯珠照射稳定，不易发生歪斜，延长使用寿命。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]附图1为本实用新型精密影像式测绘仪结构示意图；
[0016]附图2为本实用新型精密影像式测绘仪中LED上灯光源和调焦镜头结构示意图；
[0017]附图3为附图2的仰视结构示意图；
[0018]附图4为附图1的局部结构示意图。
[0019]以上附图中:1、基座；2、测量工作台；3、立柱；4、电脑；5、支架；6、设备架；7、支架；8、调焦镜头；9、影像镜套筒；10、Z轴驱动机构；11、(XD摄像机；12、LED上灯光源；13、玻璃台面；14、LED轮廓光源；15、灯座；16、电路板；171、红色LED灯珠；172、黄色LED灯珠；173、蓝色LED灯珠；174、绿色LED灯珠；18、灯板；181、斜孔；19、水平仪；20、电机；21、可调节底脚；22、LED灯环;231、第一区;232、第二区;233、第三区;234、第四区;24、编码器；25、第一齿轮；26、第二齿轮；27、第三齿轮；28、斜孔；29、水平仪。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述:
[0021]实施例:一种精密影像式测绘仪，包括基座1、LED上灯光源12、影像镜套筒9和测量工作台2，所述影像镜套筒9内包括编码器24和由第一、第二、第三齿轮25、26、27依次啮合组成的传动系统，一马达20和所述编码器24固定在Z轴驱动机构10上，第一齿轮25设置在马达20的输出轴上，第二齿轮26设置在编码器24的转动轴上，第三齿轮27设置在影像镜套筒9上；影像镜套筒左右转动可以调整调焦镜头8的放大倍数，如套筒左转，显微镜倍数放大，影像镜套筒右转，调焦镜头8倍数减小。步进电机20的转动通过控制系统发出的控制信号控制，步进电机20的转动通过传动系统带动套筒转动，套筒转动从而调整调焦镜头8的放大倍数；编码器24根据第二齿轮的转动角度获得调焦镜头8的放大倍数，并将获得到的显微镜的放大倍数发送给电脑4内的图形生成系统，于是，主机的图形系统可以自动获知显微镜的放大倍数，解决了传统影像测量仪需要人工重新进行影像校正的问题，从而实现了全自动测量，大大提高了工作效率。
[0022]下方具有调焦镜头8的所述影像镜套筒9安装于Z轴驱动机构10上，此Z轴驱动机构10固定于一立柱3的前侧面；一 CXD摄像机11设置在影像镜套筒9内，该CXD摄像机11与电脑4电连接；所述调焦镜头8的下端固定有LED上灯光源12，所述测量工作台2的玻璃台面13下安装有LED轮廓光源14;所述测量工作台2上设置有X轴电动滚珠丝杆、Y轴电动滚珠丝杆、限位开关、X轴光栅尺及Y轴光栅尺，限位开关、X轴光栅尺、Y轴光栅尺、Z轴光栅尺、变倍电机、X轴电动滚珠丝杆的驱动电机、Y轴电动滚珠丝杆的驱动电机、Z轴电动滚珠丝杆的驱动电机、LED上灯光源12、LED轮廓光源14分别与所述电控器相连接，所述电控器通过USB控制线与电脑主机连接，所述电控器连接有电源和用于控制所述测量工作台沿X轴或Y轴移动的摇杆。
[0023]所述LED上灯光源12包括灯座15、电路板16、灯板18、电连接到电路板16的若干个红色LED灯珠171、黄色LED灯珠172、蓝色LED灯珠173和绿色LED灯珠174，此灯板18开设有若干个斜孔181，所述LED灯珠17嵌入斜孔181内，LED灯珠17与斜孔181 —一对应嵌装，此斜孔181与灯板18的中轴线的夹角为锐角；若干个红色LED灯珠171、黄色LED灯珠172、蓝色LED灯珠173和绿色LED灯珠174由内向外排列形成至少四个LED灯环22，所述至少四个LED灯环沿周向依次分为第一区231、第二区232、第三区233和第四区234，所述第一区231内均为红色LED灯珠171，所述第二区232内均为黄色LED灯珠172，所述第三区233内均为蓝色LED灯珠173，所述第四区234内均为绿色LED灯珠174 ；
[0024]上述若干个红色LED灯珠171、黄色LED灯珠172、蓝色LED灯珠173和绿色LED灯珠174由内向外排列形成五个LED灯环。
[0025]还包括基座I和设备架6，所述基座1、电脑4分别安装于设备架6、支架7上，所述立柱3固定于基座I后侧端。
[0026]上述测量工作台2的底板的前侧面和右侧面均设置有水平仪19 ;上述设备架6的底部设置有可调节底脚7。
[0027]采用上述精密影像式测绘仪时，其解决了针对纯白色、透明和低反射工件时，边缘对比度低的问题，采用红色、黄色、蓝色和绿色四种LED灯珠并结合与灯光源中轴线的多种夹角搭配，大大提高了影响边沿的对比度，使测量系统得到更为清晰的图像效果，并增强了影像界限，从而提高了测量精度；其次，通过显微镜倍数自动调整装置自动调整显微镜的放大倍数，进行影像校正，操作方便，大大提高了工作效；再次，其采用正面光源和背面光源相结合的光源配置，该配置不仅能实现均匀照射，还能实现非均匀照射，从而突出显示被测重要部位的对比度，使得影像测量仪获得最佳的图像，从而保证了同种零件图像质量的稳定性，为确定性测量奠定了基础，使得测量精度的重复性较好；再次，真正实现全自动操作，提高了工作效率和测量精度，实现众多灯珠的光线聚集，提升亮度，利于应用在不同环境下的测量，同时，灯板上的斜孔稳固灯珠，提升LED灯珠安装牢固性，使灯珠照射稳定，不易发生歪斜，延长使用寿命。
[0028]上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种精密影像式测绘仪，其特征在于:包括基座(I)、LED上灯光源(12)、影像镜套筒(9)和测量工作台(2)，所述影像镜套筒(9)内包括编码器(24)和由第一、第二、第三齿轮(25、26、27 )依次啮合组成的传动系统，一马达(20 )和所述编码器(24 )固定在Z轴驱动机构(10)上，第一齿轮(25)设置在马达(20)的输出轴上，第二齿轮(26)设置在编码器(24)的转动轴上，第三齿轮(27)设置在影像镜套筒(9)上； 下方具有调焦镜头(8)的所述影像镜套筒(9)安装于Z轴驱动机构(10)上，此Z轴驱动机构(10)固定于一立柱(3)的前侧面；一 CXD摄像机(11)设置在影像镜套筒(9)内，该CXD摄像机(11)与电脑(4 )电连接；所述调焦镜头(8 )的下端固定有LED上灯光源(12)，所述测量工作台(2)的玻璃台面(13)下安装有LED轮廓光源(14)； 所述LED上灯光源(12)包括灯座(15)、电路板(16)、灯板(18)、电连接到电路板(16)的若干个红色LED灯珠(171)、黄色LED灯珠(172)、蓝色LED灯珠(173)和绿色LED灯珠(174),此灯板(18)开设有若干个斜孔(181)，所述LED灯珠(17)嵌入斜孔(181)内，LED灯珠(17)与斜孔(181) —一对应嵌装，此斜孔(181)与灯板(18)的中轴线的夹角为锐角；若干个红色LED灯珠(171 )、黄色LED灯珠(172)、蓝色LED灯珠(173)和绿色LED灯珠(174)由内向外排列形成至少四个LED灯环(22)，所述至少四个LED灯环沿周向依次分为第一区(231)、第二区(232)、第三区(233)和第四区(234)，所述第一区(231)内均为红色LED灯珠(171)，所述第二区(232 )内均为黄色LED灯珠(172)，所述第三区(233 )内均为蓝色LED灯珠(173)，所述第四区(234)内均为绿色LED灯珠(174)； 根据权利要求1或2所述的精密影像式测绘仪，其特征在于:还包括基座(I)和设备架(6)，所述基座(1)、电脑(4)分别安装于设备架(6)、支架(7)上，所述立柱(3)固定于基座(I)后侧端。
2.根据权利要求1所述的精密影像式测绘仪，其特征在于:所述测量工作台(2)的底板的前侧面和右侧面均设置有水平仪(19)。
3.根据权利要求1或2所述的精密影像式测绘仪，其特征在于:所述设备架(6)的底部设置有可调节底脚(7)。
【文档编号】G01B11/00GK204165514SQ201420578624
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年10月9日 优先权日:2014年10月9日
【发明者】陆庆年, 吴菌 申请人:苏州怡信光电科技有限公司