一种基于单色激光线扫描及三角法量测的高速激光位移传感器的制作方法

文档序号:34556904发布日期:2023-06-28 08:58阅读:26来源:国知局

本技术涉及三维机器视觉,特别涉及一种基于单色激光线扫描及三角法量测的高速激光位移传感器。


背景技术:

1、视觉传感器是整个机器视觉系统信息的直接来源,主要由一个或者两个图形传感器组成,有时还要配以光投射器及其他辅助设备。视觉传感器的主要功能是获取足够的机器视觉系统要处理的最原始图像。视觉传感是应用在生产装置上的一种电子图像技术,通过视觉传感器把图像抓到,然后将图像传送至处理单元,通过数字化处理,根据像素分布和亮度、颜色等信息,来进行尺寸、形状和颜色的判别,并根据判别结果进而控制生产设备的工作。视觉传感器的工作过程可以分为四个步骤:图像的检测、图像的分析、图像的绘制和图像识别。视觉传感器具有从一幅图像中捕获数以千计像素的能力。

2、目前应用最广的自由曲面三维模型数字化方法之一,典型代表就是三坐标测量机,三坐标测量机采用接触式三维扫描,适用性强、精度高(可达微米级别);不受物体光照和颜色的限制;适用于没有复杂型腔、外形尺寸较为简单的实体的测量;然而,由于采用接触式测量,可能损伤探头和被测物表面,也不能对软质的物体进行测量,应用范围受到限制;受环境温湿度影响;同时扫描速度受到机械运动的限制,测量速度慢、效率低;无法实现全自动测量;接触测头的扫描路径不可能遍历被测曲面的所有点,它获取的只是关键特征点,因而,它的测量结果往往不能反映整个零件的形状,在行业中的应用具有极大的限制。


技术实现思路

1、本实用新型的主要目的是提出一种基于单色激光线扫描及三角法量测的高速激光位移传感器,旨在解决现有的三坐标测量机进行三维扫描扫描速度受到机械运动的限制,测量速度慢、效率低的技术问题。

2、为实现上述目的,本实用新型提出的基于单色激光线扫描及三角法量测的高速激光位移传感器,包括底板、上壳体、前面板、ccd相机、激光发射器、反射镜以及遮光板,所述上壳体盖设于所述底板上,所述前面板盖设于所述上壳体的前端部,所述ccd相机倾斜地设置于所述底板的一侧,所述激光发射器向下倾斜地设置于所述底板的另一侧,所述反射镜和遮光板分别竖直平行的设置于所述ccd相机的前端部的两侧,且所述ccd相机朝向所述反射镜设置,所述前面板的两侧分别凹设有一第一通孔和第二通孔,所述第一通孔呈正方形结构设置,且所述反射镜和遮光板分别位于所述第一通孔的后方的两侧设置,所述第一通孔的内侧壁嵌设有一滤光镜,所述第二通孔呈沿竖直方向延伸的矩形结构设置,所述激光发射器位于所述第二通孔的后方设置,所述第二通孔的背侧壁设有一透镜。

3、进一步地,还包括反射镜固定板,所述反射镜固定板竖直地设置于所述底板的前端部,所述反射镜设置于所述反射镜固定板的内侧壁上。

4、进一步地,还包括相机固定板,所述底板的上端壁凹设有一第一限位槽,所述相机固定板的下端部通过螺钉可拆卸的嵌设于所述第一限位槽内设置,所述相机固定板的上端部凹设有一第一通孔,所述ccd相机的前端部穿设于所述第一通孔设置。

5、进一步地,还包括透镜安装板,所述透镜安装板的前端部凹设有一透光槽,所述透镜安装板的后端部呈斜面结构设置,所述透光槽的后端壁凹设有一第二限位槽,所述透镜嵌设于所述第二限位槽内设置,所述透光槽位于所述第二通孔的后方设置。

6、进一步地,所述第一通孔的背侧壁凹设有一第三限位槽,所述滤光镜嵌设于所述第三限位槽内设置。

7、进一步地,还包括支撑板,所述支撑板竖直地设置于所述底板的上端壁上,所述激光发射器倾斜地设置于所述支撑板的上端部的内侧壁上。

8、进一步地,还包括激光发射器安装座和紧固螺钉,所述激光发射器安装座的前端部凹设有一第二通孔,所述激光发射器嵌设于所述第二通孔内设置,所述激光发射器安装座的下端部的两侧分别相对的凹设有多个第一螺纹孔,所述支撑板的上端部的侧壁相对的凹设有两第二螺纹孔,所述紧固螺钉分别旋于所述第一螺纹孔和第二螺纹孔内设置。

9、采用本实用新型的技术方案,具有以下有益效果:本实用新型的技术方案,利用激光束扫描物体,激光发射器发射的激光束通过透镜将激光束扩散成线激光后,从所述第二通孔内射出,投射在被测物体表面形成漫反射,并经所述反射镜反射后,射入所述ccd相机,被所述ccd相机读取成像后,通过检测位置及形状的变化测量位移和形状,通激光位移传感器或者移动物体,并且让相机持续不断的拍照,就形成了连续的y方向数据,最后组合在一起,从而得到被测物体的轮廓的三维模型数据,该激光位移传感器通过采用非接触的测量方式,不受材料的影响,可快速获得物体和零部件三维数据信息,与传统的三坐标测量方式相比,它不但可以获得更丰富的测量信息,并能将测量结果以色谱的形式呈现,一目了然就能看到被测物体的三维数据信息,且具有结构简单、成本低廉、测量距离大、抗干扰、测量点小(几十微米)、测量准确度高的优点,实用性强。



技术特征:

1.一种基于单色激光线扫描及三角法量测的高速激光位移传感器,其特征在于,包括底板、上壳体、前面板、ccd相机、激光发射器、反射镜以及遮光板,所述上壳体盖设于所述底板上,所述前面板盖设于所述上壳体的前端部,所述ccd相机倾斜地设置于所述底板的一侧,所述激光发射器向下倾斜地设置于所述底板的另一侧,所述反射镜和遮光板分别竖直平行的设置于所述ccd相机的前端部的两侧,且所述ccd相机朝向所述反射镜设置,所述前面板的两侧分别凹设有一第一通孔和第二通孔,所述第一通孔呈正方形结构设置,且所述反射镜和遮光板分别位于所述第一通孔的后方的两侧设置,所述第一通孔的内侧壁嵌设有一滤光镜,所述第二通孔呈沿竖直方向延伸的矩形结构设置,所述激光发射器位于所述第二通孔的后方设置,所述第二通孔的背侧壁设有一透镜。

2.根据权利要求1所述的基于单色激光线扫描及三角法量测的高速激光位移传感器,其特征在于,还包括反射镜固定板,所述反射镜固定板竖直地设置于所述底板的前端部,所述反射镜设置于所述反射镜固定板的内侧壁上。

3.根据权利要求1所述的基于单色激光线扫描及三角法量测的高速激光位移传感器,其特征在于,还包括相机固定板,所述底板的上端壁凹设有一第一限位槽,所述相机固定板的下端部通过螺钉可拆卸的嵌设于所述第一限位槽内设置,所述相机固定板的上端部凹设有一第一通孔,所述ccd相机的前端部穿设于所述第一通孔设置。

4.根据权利要求1所述的基于单色激光线扫描及三角法量测的高速激光位移传感器,其特征在于,还包括透镜安装板,所述透镜安装板的前端部凹设有一透光槽,所述透镜安装板的后端部呈斜面结构设置,所述透光槽的后端壁凹设有一第二限位槽,所述透镜嵌设于所述第二限位槽内设置,所述透光槽位于所述第二通孔的后方设置。

5.根据权利要求1所述的基于单色激光线扫描及三角法量测的高速激光位移传感器,其特征在于,所述第一通孔的背侧壁凹设有一第三限位槽,所述滤光镜嵌设于所述第三限位槽内设置。

6.根据权利要求1所述的基于单色激光线扫描及三角法量测的高速激光位移传感器,其特征在于,还包括支撑板,所述支撑板竖直地设置于所述底板的上端壁上,所述激光发射器倾斜地设置于所述支撑板的上端部的内侧壁上。

7.根据权利要求6所述的基于单色激光线扫描及三角法量测的高速激光位移传感器,其特征在于,还包括激光发射器安装座和紧固螺钉,所述激光发射器安装座的前端部凹设有一第二通孔,所述激光发射器嵌设于所述第二通孔内设置,所述激光发射器安装座的下端部的两侧分别相对的凹设有多个第一螺纹孔,所述支撑板的上端部的侧壁相对的凹设有两第二螺纹孔,所述紧固螺钉分别旋于所述第一螺纹孔和第二螺纹孔内设置。


技术总结
本技术涉及三维机器视觉技术领域,公开了一种基于单色激光线扫描及三角法量测的高速激光位移传感器,利用激光束扫描物体,采用非接触的测量方式,不受材料的影响,可快速获得物体和零部件三维数据信息,与传统的三坐标测量方式相比,它不但可以获得更丰富的测量信息,并能将测量结果以色谱的形式呈现,一目了然就能看到被测物体的三维数据信息,且具有结构简单、成本低廉、测量距离大、抗干扰、测量点小(几十微米)、测量准确度高的优点,实用性强。

技术研发人员:陈珉,马志凌
受保护的技术使用者:深圳市超准视觉科技有限公司
技术研发日:20210531
技术公布日:2024/1/12
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