一种复合式影像测头组件以及复合式影像坐标测量仪的制作方法

本实用新型涉及坐标测量技术领域，具体而言，涉及一种复合式影像测头组件以及复合式影像坐标测量仪。

背景技术：

影像测量仪是在数字化影像测量仪基础上发展起来的现代光学非接触测量仪器。其承续了数字化仪器优异的运动精度和运动操控性能，融合机器视觉软件的设计灵性，为当今前沿的光学尺寸检测设置。影像测量仪采用的是非接触式测量，其能够对柔性物体进行测量，也可以测量一些不可接触的物体，且是数字图像处理，计算机识别，采集速度较快。但现有的影像测量仪存在测量精度不高的问题。

而坐标测量仪，是以测量仪器的平台为参考平面建立机械坐标系，采集被测工件表面上的被测点的坐标值，并投射到空间坐标系中，构建工件的空间模型。有了工件的空间模型，坐标测量机就可以计算出所需的几何参数。坐标测量仪作为高精度的测量设备，具有精度高的优点，最高精度可以达到1微米，甚至更高。

但是现有的坐标测量仪具有一定的缺陷，例如，坐标测量仪的测针微小，易变形，测量速度慢。因为坐标测量仪大都使用的是接触式的测量，测针在探测时需要与工件发生接触，在实际操作过程中，测针容易发生碰撞变形或触断的风险，尤其是对于一些操作人员水平有限的情况，测针变形或触断会影响测量精度以及工作进度，造成不必要的损失。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种复合式影像测头组件，具有使装备有该测头组件的影像测量仪具有极高的测量精度和测量效率的优点，且该组件中的坐标测量测头能够防止或减少测头因与测量工件/测量平台之间因相互过度挤压而导致变形、触断的情况，具有使用寿命长以及使用精度高的优点。

本实用新型的另一目的在于提供一种复合式影像坐标测量仪，其包括有上述复合式影像测头组件，具有测量精度高和测量效率好的优点，且该坐标测量测头的使用寿命长，能够防止因操作失误而导致的变形或触断的情况。

本实用新型的实施例是这样实现的：

一种复合式影像测头组件，其包括有影像测头以及坐标测量测头；

其中，影像测头包括有CCD摄像机；坐标测量测头包括有探测座、可收缩的探测杆以及测球；探测杆的一端连接于探测座上，另一端与测球连接，探测杆设有用于控制探测杆的收缩过程的压力传感器，压力传感器与用于控制探测杆收缩的控制系统电连接。

在本实用新型较佳的实施例中，上述探测杆包括有第一测杆、第二测杆以及收缩装置；

收缩装置设于探测座上，且收缩装置的收缩杆与第二测杆的一端连接，第二测杆的另一端与第一测杆相连，第一测杆远离第二测杆的一端与测球连接。

在本实用新型较佳的实施例中，上述探测杆包括用于保护探测杆的收缩壳体，收缩壳体设于探测座上，第二测杆位于收缩壳体内，第一测杆与收缩壳体的一端滑动连接；

当收缩杆处于伸长状态时，第一测杆位于收缩壳体外；当收缩杆处于收缩状态时，部分或全部第一测杆位于收缩壳体内。

在本实用新型较佳的实施例中，上述探测杆包括有收缩开关；

收缩开关的一端与收缩壳体相连，另一端与第一测杆或第二测杆的外壁可拆卸式连接。

在本实用新型较佳的实施例中，上述收缩开关为一个或多个伸缩装置；

伸缩装置均设于收缩壳体的内侧壁上，第二测杆上设有一个或多个连接孔，伸缩装置的伸缩杆可选择性插入连接孔中。

在本实用新型较佳的实施例中，上述压力传感设于第一测杆与第二测杆之间。

在本实用新型较佳的实施例中，上述探测杆还包括有导向件；

导向件设于探测座上，第二测杆远离第一测杆的一端设有与导向件形状大小相匹配的导向孔。

在本实用新型较佳的实施例中，上述导向件为凸出于探测座一端的凸起结构，导向件的外径沿远离探测座的方向逐渐减小。

一种复合式影像坐标测量仪，其包括有上述的复合式影像测头组件。

在本实用新型较佳的实施例中，上述测量平台以及位于测量平台上方的测量臂；

测量臂与复合式影像测头组件的影像测头以及坐标测量测头相连，且影像测头位于坐标测量测头的旁侧。

本实用新型实施例的有益效果是：

本实用新型实施例提供的复合式影像测头组件，其包括有影像测头以及坐标测量测头，使装备有该测头组件的测量仪具有极高的测量精度和测量效率。其该组件中的坐标测量测头能够防止或减少测头因与测量工件/测量平台之间因相互过度挤压而导致变形、触断的情况，具有使用寿命长以及使用精度高的优点。

本实用新型实施例提供的复合式影像坐标测量仪，其包括有上述复合式影像测头组件，该复合式影像坐标测量仪具有测量精度高、测量效率好的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本实用新型实施例1提供的复合式影像坐标测量仪的结构示意图；

图2为图1中的复合式影像坐标测量仪中的坐标测量测头的结构示意图；

图3为图2中的坐标测量测头安装有导向件时的结构示意图；

图4为图2中的坐标测量测头安装有收缩开关时的结构示意图。

图中：10-复合式影像坐标测量仪；101-测量平台；103-支撑臂；105-横梁；107-测量臂；20-坐标测量测头；201-探测座；203-测球；205-压力传感器；211-第一测杆；213-第二测杆；215-收缩装置；217-收缩壳体；219-收缩开关；221-导向件；223-连接孔；30-影像测头。

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

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”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设备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。

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一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

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。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。

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之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，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”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例1

请参照附图1，本实施例提供一种复合式影像坐标测量仪10，其包括有测量平台101、支撑臂103、横梁105、影像测头30、坐标测量测头20、控制系统以及计算机系统。具有测量精度高和测量效率好的优点，且该坐标测量测头20的使用寿命长，能够防止因操作失误而导致的变形或触断的情况。

具体地，测量平台101上述设有滑槽，支撑臂103垂直设于测量平台101的上方，且支撑臂103的一端滑动连接于滑槽(Y轴滑槽)。支撑臂103远离测量平台101的一端设有横梁105，横梁105与支撑臂103垂直设置，且横梁105上设有导轨(X轴滑轨)。测量臂107垂直于导轨或横梁105，且测量臂107与导轨滑动连接。

测量臂107内设有驱动活塞，驱动活塞可沿竖直方向移动(或测量臂107的轴向方向，Z轴)，测量臂107的活动端连接有坐标测量测头20以及影像测头30，且坐标测量测头20位于影像测头30的旁侧。该组件具有使装备有该测头组件的影像测量仪具有极高的测量精度和测量效率的优点。且该组件中的坐标测量测头20能够防止或减少测头因与测量工件/测量平台101之间因相互过度挤压而导致变形、触断的情况，具有使用寿命长以及使用精度高的优点。

具体地，影像测头30包括有CCD摄像机以及CCD摄像机上端的上光源。CCD摄像机采用高分辨率彩色CCD，可形成高清晰度的影响效果，提供高品质的画面，提高测量仪的测量精度以及测量效率。需要说明的是，CCD摄像机还可以外接RENISHAW测头、点激光扫描头等，以实现三维测量。

CCD摄像机的上光源包括多个均匀包围于CCD摄像机上端的LED光源，该上光源的发光角度朝向CCD摄像机的一端，该CCD摄像机还可以包括有位于CCD摄像机下端的下光源，下光源位于CCD摄像机的下端，其发光角度朝向CCD摄像机。上光源与下光源配合形成强大的灯光照明系统，能够利用不同的光线效果测量被测工件的尺寸以及形状。

进一步地，其参照附图2，坐标测量测头20包括有探测座201、可收缩的探测杆、测球203以及压力传感器205。探测座201的一端连接于测量臂107的活动端，另一端与探测杆的一端相连。探测杆设有用于控制探测杆收缩过程的压力传感器205，压力传感器205与用于控制探测杆收缩的控制系统电连接。

具体地，探测杆包括有第一测杆211、第二测杆213、收缩装置215、用于保护探测杆的收缩壳体217、收缩开关219以及导向件221。

收缩装置215，是在探测杆与测量工件或探测杆与测量平台101之间的过度挤压时，能够调整探测杆的长度，避免探测杆的触断或变形，从而提高测量精准度。收缩装置215与控制系统电连接，控制系统通过压力传感器205传递的信号控制是否收缩探测杆的长度以及收缩多少控制杆的长度。

具体地，收缩装置215设于探测座201上，收缩装置215的收缩杆与第二测杆213的一端连接，第二测杆213的另一端与第一测杆211相连，第一测杆211远离第二测杆213的一端与测球203连接。在本实用新型实施例中，测杆分为第一测杆211与第二测杆213，且第一测杆211与第二测杆213在收缩装置215的作用下能够将长度变短，避免探测杆触断或变形的问题。

在本实施例中，压力传感器205设于第一测杆211与第二测杆213之间。需要说明的是，在其他实施例中，压力传感器205可以设于第一侧杆或第二测杆213中。

本实用新型实施例提供的坐标测量仪为接触式测头，在接触过程中，测头有可能发生轻微的不可避免的偏移或变形，探测杆设置导向件221来矫正探测杆的形变。

具体地，请参照附图3，导向件221设于探测座201上，第二测杆213远离第一测杆211的一端设有与导向件221形状大小相匹配的导向孔。进一步地，导向孔的个数和位置与导向件221一一对应设置。控制系统能够通过收缩装置215使第二测杆213相靠近探测座201方向发生位移，以使导向件221与导向孔滑动连接。

导向件221为凸出于探测座201一端的凸起结构，导向件221的外径沿远离探测座201的方向逐渐减小，这样设置使得即使发生了些微变形或偏移的探测杆能够在第二测杆213逐渐靠近探测座201的过程中，逐渐修正位置。使得探测杆、第一测杆211或第二测杆213能够恢复原型。

在本实施例中，探测座201上换设有1个导向件221，导向件221为锥体结构，需要说明的是，在其他实施例中，导向件221的个数可以设为2个、3个、个或4个等，导向件221的形状大小可以在合理的范围内选择性设置。

收缩壳体217，用于保护探测杆在收缩过程中，防止或减少探测杆因受到外径的因素而导致的测量精度不准。收缩壳体217设于探测座201上，第二测杆213位于收缩壳体217内，当收缩装置215的收缩杆处于伸长状态时，第一测杆211位于收缩壳体217外；当收缩杆处于收缩状态时，部分或全部第一测杆211位于收缩壳体217内。

在本实施例中，收缩杆处于伸长状态为坐标测量测头20的正常使用状态。当压力传感器205收到第一测杆211或测球203的挤压信号时，压力传感器205将信号传递给控制系统，控制系统控制收缩装置215收缩第二测杆213，以缩短测球203与探测座201之间的间隔距离，避免第一测杆211或第二测杆213的变形或触断问题。

在测量过程中，收缩装置215能够避免探测杆的变形或触断问题，但是在测量过程中，探测杆的刚度和强度也是提高或确保测量精度的关键。本实用新型实施例设置收缩开关219来控制第二测杆213收缩过程的起止。收缩开关219与控制系统电连接，控制系统通过压力传感器205控制是否要收缩探测杆，收缩开关219一方面能在径向上给予第二测杆213一个支撑力，是其能够更加稳定地保持其刚度和垂直度，进一步提高探测杆的测量精确度，避免测量误差。

收缩开关219的一端与收缩壳体217相连，收缩开关219的另一端与第一测杆211或第二测杆213的外壁可拆卸式连接。进一步地，收缩开关219为一个或多个伸缩装置，伸缩装置均设于收缩壳体217的内侧壁上，第二测杆213上设有一个或多个连接孔223，伸缩装置的伸缩杆可选择性插入连接孔223中，以控制第二测杆213与第一测杆211的位置。

在本实施例中，包括有2个收缩开关219(伸缩装置)，伸缩装置设于收缩壳体217的内壁上，第二测杆213设有一个与该伸缩装置的伸缩杆的形状、大小、位置相匹配对应的连接孔223。在正常使用状态下，伸缩装置的伸缩杆处于伸长状态，伸缩杆位于连接孔223内，以限制第一测杆211以及第二测杆213与收缩壳体217之间的相对位移。当控制系统受到压力传感器205的信号，控制伸缩装置缩短伸缩杆时，第一测杆211与第二测杆213能够在收缩装置215的作用下，向靠近探测座201的法向发生轴向位移。

需要说明的是，在其他实施例中，收缩开关219的个数可以设置为1个、3个或4个，收缩开关219可以设于收缩壳体217的外侧壁上，连接孔223可以设于第一测杆211上。

在使用过程中，影像测量在二维尺寸测量上具有无可比拟的测量速度优势，坐标测量测头20具有测量精度的优点，通过控制系统根据使用需求，能够采用最佳的测头，以提高测量精度和测量效率。

综上，本实用新型实施例提供的复合式影像测头组件，其包括有影像测头以及坐标测量测头，使装备有该测头组件的测量仪具有极高的测量精度和测量效率。其该组件中的坐标测量测头能够防止或减少测头因与测量工件/测量平台之间因相互过度挤压而导致变形、触断的情况，具有使用寿命长以及使用精度高的优点。

本实用新型实施例提供的复合式影像坐标测量仪，其包括有上述复合式影像测头组件，该复合式影像坐标测量仪具有测量精度高、测量效率好的优点。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。