一种一字线激光扫描测量传感器的制作方法

本实用新型涉及三维测量技术领域，尤其是涉及一种一字线激光扫描测量传感器。

背景技术：

一字线激光扫描测量传感器在物体的三维测量领域有很大的应用前景，其测量原理基于三角测量法，通过一字线激光器将线激光投射到工件表面，光条纹在被测物体表面被调制，发生弯曲变形，通过相机将被调制的激光条纹拍摄下来，通过相机的几何成像模型与激光平面的方程联立，可以求得光条纹所投射区域的空间三维坐标。与一般的光学测量相比，线激光测量具有非接触测量、测量速度快、测量精度有所提高、抗干扰性好等优势，是目前常用的三维测量技术之一。它在逆向工程、工业质量检测、3D打印、零件修复等领域得到越来越广泛的应用。此外，对于一些复杂曲面零件，如汽车底盘辊型梁、车身覆盖件、航空发动机叶片、汽轮机叶片等，它们关系到国民经济、国防安全和国家制造业核心竞争力，这类零件形面结构复杂，在制造过程中对其进行检测非常重要，对于它们的测量，一字线激光扫描测量传感器技术具有很大的优势，在制造前期，它得到的点云数据可以用于快速设计，提高设计效率，在制造过程中，它可以用于产品质量控制，通过在线测量提高制造精度，在制造后期，它可以用来进行产品质量检测，保证出品合格率。

但现有的一字线激光扫描测量传感器测量范围较小，其测量精度仍不及非接触式测量，测量精度不够。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服上述技术不足，提出一种一字线激光扫描测量传感器，解决现有技术中的上述技术问题。

为达到上述技术目的，本实用新型的技术方案提供一种一字线激光扫描测量传感器，包括：

相机固定块、工业相机、第一圆孔、第二圆孔、滤光片、激光保护镜片、激光器固定环架、一字线激光器、激光器固定块、侧板固定轴、侧板固定块、相机镜头以及传感器外壳，传感器外壳包括外壳侧板和外壳主体；

工业相机前设置有一相机镜头，工业相机固定在相机固定块上，相机固定块与侧板固定轴可旋转地连接，激光器固定环架环套一字线激光器，激光器固定环架紧固在侧板固定轴的腰型孔槽处，外壳侧板上设有二个带有螺纹孔的凸台，侧板固定轴竖直地固定在二个凸台中间，侧板固定块连接侧板固定轴和外壳侧板上的二个凸台；

外壳侧板和外壳主体闭合形成传感器外壳，传感器外壳将相机固定块、工业相机、激光器固定环架、一字线激光器、激光器固定块、侧板固定轴、侧板固定块以及相机镜头包裹在内，外壳主体正对工业相机镜头和一字线激光器激光发射端处分别开有第一圆孔和第二圆孔，第一圆孔安装有滤光片，第二圆孔安装有激光保护镜片。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果包括：第一圆孔安装有滤光片，滤光片中心波长为一字线激光器所投射的激光波长，可以有效滤除所投射激光波长以外的环境光，采用蓝光或蓝紫光的一字线激光器可以获得质量较好的光条纹，通过调节激光器输出功率来调整线激光的宽度从而适应不同的测量环境，可以有效地提高测量的精度；激光器的安装位置可以通过侧板固定轴上的腰型孔进行调节，从而调整传感器的测量范围；外壳主体背面设置有一集线孔，用于伸出工业相机和一字线激光器的电源线路和控制线路，同时可以起到散热的作用。

附图说明

图1是本实用新型提供的一种一字线激光扫描测量传感器的整体结构图；

图2是图1中传感器未安装外壳时的结构图；

图3是图1中外壳侧板结构图；

图4是图1中外壳主体结构图。

附图中：1、外壳侧板，2、相机固定块，3、工业相机，4、外壳主体，5、第一圆孔，6、第二圆孔，7、激光器固定环架，8、一字线激光器，9、激光器固定块，10、侧板固定轴，11、侧板固定块，12、相机镜头，13、凸台，14、腰型孔，15、集线孔，16、滤光片，17、激光保护镜片。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1，本实用新型提供了一种一字线激光扫描测量传感器，包括：

相机固定块2、工业相机3、滤光片16、激光保护镜片17、激光器固定环架7、一字线激光器8、激光器固定块9、侧板固定轴10、侧板固定块11、相机镜头12以及传感器外壳，传感器外壳包括外壳侧板1和外壳主体4；

工业相机3前设置有一相机镜头12，工业相机3固定在相机固定块2上，工业相机3用于采集线激光在被测物体上调制后的图像，相机固定块2与侧板固定轴10可旋转地连接，激光器固定环架7环套一字线激光器8，激光器固定环架7紧固在侧板固定轴10的腰型孔14槽处，一字线激光器8投射线激光在被测物体上，外壳侧板1上设有二个带有螺纹孔的凸台13，侧板固定轴10竖直地固定在二个凸台13中间，侧板固定块11连接侧板固定轴10和外壳侧板1上的二个凸台13；

外壳侧板1和外壳主体4闭合形成传感器外壳，传感器外壳将相机固定块2、工业相机3、激光器固定环架7、一字线激光器8、激光器固定块9、侧板固定轴10、侧板固定块11以及相机镜头12包裹在内，保护和固定传感器内部元件，外壳主体4正对工业相机镜头12和一字线激光器8激光发射端处分别开有第一圆孔5和第二圆孔6，第一圆孔5安装有滤光片16，第二圆孔6安装有激光保护镜片17。

优选的，激光保护镜片17表面镀有增透膜，可以有效对一字线激光器8激光器进行保护。

优选的，所选用的工业相机3为Bas ler acA1300-30um，分辨率为1296×966，帧率为30帧/秒，可以采集灰度图像；优选的，相机镜头12型号为FUJ INON HF16HA-1B，焦距为16mm，最大光圈f1.4；优选的，所选用的一字线激光器8为Coherent St ingRay-450-10，波长为450nm，功率10mW，可以将蓝色线激光投射于被测物体表面。

优选的，外壳侧板1和外壳主体4由铝合金加工而成。

上述技术方案中，工业相机3可以通过二维靶标标定，为三维重建提供内部参数与外部参数。一字线激光器8所投射的激光的平面方程，可以通过二维靶标标定。工业相机3与电脑连接，用于计算目标的各项参数，获得测量值。

上述技术方案中，与第一圆孔5和第二圆孔6相对的外壳主体4的一面为外壳主体4背面，外壳主体4背面设置有一集线孔15，用于伸出工业相机3和一字线激光器8的电源线路和控制线路。

上述技术方案中，第一圆孔5、第二圆孔6为内螺纹孔，第一圆孔5、第二圆孔6螺纹规格与工业相机3镜头的C接口一致。

上述技术方案中，工业相机3与一字线激光器8形成设定夹角，通过三角测量原理，实现对被测物体的测量，优选的，工业相机3和一字线激光器8之间形成的角度为20°，由于工业相机3固定在相机固定块2上，相机固定块2与侧板固定轴10可旋转地连接，因此工业相机3与一字线激光器8形成的夹角可以调节。

上述技术方案中，滤光片16采用带通滤光片，滤光片16中心波长为一字线激光器8所投射的激光波长。

上述技术方案中，一字线激光器8发射蓝光或蓝紫光，激光器发射的线激光宽度随着激光器输出功率而变动。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果包括：第一圆孔安装有滤光片，滤光片中心波长为一字线激光器所投射的激光波长，可以有效滤除所投射激光波长以外的环境光，采用蓝光或蓝紫光的一字线激光器可以获得质量较好的光条纹，通过调节激光器输出功率来调整线激光的宽度从而适应不同的测量环境，可以有效地提高测量的精度；激光器的安装位置可以通过侧板固定轴上的腰型孔进行调节，从而调整传感器的测量范围；外壳主体背面设置有一集线孔，用于伸出工业相机和一字线激光器的电源线路和控制线路，同时可以起到散热的作用。

以上所述本实用新型的具体实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何根据本实用新型的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围内。