一种基于在线机器视觉检测的自动定位对焦检测装置

1.本发明涉及检测装置技术领域，特别涉及一种基于在线机器视觉检测的自动定位对焦检测装置。


背景技术：

2.机器视觉是人工智能正在快速发展的一个分支，简单说来，机器视觉就是用机器代替人眼来做测量和判断，机器视觉系统是通过机器视觉产品(即图像摄取装置，分cmos和ccd两种)将被摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，得到被摄目标的形态信息，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号，图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。
3.公开号为cn216350395u的中国实用新型专利申请公开了一种机器视觉多功能智能检测装置，包括检测台、移动架和支撑架，所述检测台的两侧表面均开设有滑槽，所述检测台的底端固定连接有支撑腿，所述移动架的数量为两个，相比于现有的检测装置，使用更加灵活，操作较为方便。
4.但是上述方案只适用于检测普通工件，面对高精度的工件时，简单的对焦系统无法适用。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题为：提供一种能够灵活对焦、适用范围广的基于在线机器视觉检测的自动定位对焦检测装置。
6.针对上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种基于在线机器视觉检测的自动定位对焦检测装置，包括两个第一支架和两个支撑架，两个支撑架之间设有第二支架和第三支架，所述第二支架、所述第三支架均与所述支撑架固定连接，所述第一支架固定连接有第一气缸和两个第二气缸，所述第一气缸输出轴固定连接有第一夹持块，所述第三支架上插设有第一滑动杆且两者之间滑动连接，所述第一滑动杆固定连接有第二夹持块，所述第一夹持块与所述第二支架之间设有触发机构，所述第一滑动杆与所述第三支架之间设有自适应机构，所述第三支架与所述支撑架之间设有移动机构，所述移动机构连接有检测调节机构。
7.进一步的，所述检测调节机构包括两个弧形板，所述弧形板插设有第二滑动杆且两者之间滑动连接，所述第二滑动杆固定连接有滑动块，所述滑动块固定连接有套筒，所述套筒内插设有第一镜头且两者之间滑动连接，所述套筒固定连接有第二镜头，所述套筒周侧开设有滑槽，所述滑槽内滑动连接有第三滑动杆，所述第三滑动杆固定连接有支撑块，所述支撑块固定连接有第一齿条和第二齿条，所述第一齿条齿间距大于所述第二齿条齿间距，所述第一齿条啮合有第一齿轮，所述第二齿条啮合有第二齿轮，所述第一齿轮齿间距大于所述第二齿轮齿间距，所述套筒周侧固定连接有第四支架，所述第四支架固定连接有电缸和第一电机，所述电缸输出轴固定连接有第五支架，所述第五支架插设有第一转轴和第
二转轴，所述第一齿轮套设于所述第一转轴且两者之间固定连接，所述第二齿轮套设于所述第二转轴且两者之间固定连接，所述第一电机输出轴与所述第二转轴固定连接，所述第一转轴与所述第二转轴通过皮带连接，所述套筒周侧设有复位组件。
8.进一步的，所述复位组件包括第一弹簧，所述第一弹簧一端与所述支撑块固定连接，所述第一弹簧另一端与所述套筒固定连接，所述套筒周侧固定连接有限位块，所述限位块开设有若干卡槽，所述支撑块固定连接有连接块，所述连接块铰接有卡板，所述卡板与所述卡槽卡接，所述卡板固定连接有第二弹簧，所述第二弹簧与所述连接块固定连接。
9.进一步的，所述第二滑动杆固定连接有双头电机，所述双头电机输出轴固定连接有第三齿轮，所述弧形板开设有弧形槽，所述第二滑动杆在所述弧形槽内滑动，所述弧形板周侧开设有若干嵌槽，所述第三齿轮与所述嵌槽啮合，所述弧形板开设有导向槽，所述滑动块在所述导向槽内滑动。
10.进一步的，所述触发机构包括第一固定块和第二固定块，所述第一固定块与所述第二固定块固定连接，所述第一固定块与所述第二支架固定连接，所述第二支架铰接有挡板，所述挡板铰接有推板，所述推板在所述第一固定块内滑动，所述第一固定块内滑动连接有滑动板，所述滑动板插设于所述第二固定块且两者之间滑动连接，所述滑动板固定连接有第三弹簧，所述第三弹簧固定连接有推块，所述第二固定块固定连接有开关，所述第二固定块与所述第一电机电连接。
11.进一步的，所述移动机构包括两个第二电机，所述第二电机与所述第三支架固定连接，两个所述第二电机与两个所述弧形板一一对应，所述第二电机输出轴固定连接有丝杆，所述丝杆与所述第二支架转动连接，所述丝杆贯穿所述弧形板且两者之间螺纹连接。
12.进一步的，所述自适应机构包括支撑板，所述支撑板与所述第一滑动杆固定连接，所述支撑板固定连接有两个第四弹簧，所述第四弹簧与所述第三支架固定连接，所述支撑板固定连接有两个限位杆，所述限位杆插设于所述第三支架。
13.本发明与现有技术相比的有益效果是：(1)本发明采用了弧形板、第二滑动杆、滑动块、套筒、第一镜头、第二镜头、滑槽、第三滑动杆、支撑块、第一齿条、第二齿条、第四支架、电缸、第一电机、第五支架、第一转轴、第二转轴和皮带，通过第一齿条或第二齿条单独带动支撑块和第一镜头运动，能够改变第一镜头和第二镜头之间的距离，从而实现对焦，由于第一齿条和第二齿条的齿间距不同，可以实现自动粗略对焦和人工在线手动精确对焦，适用于不同类型的工件，提高装置的适用范围，提高工作效率。
14.(2)本发明采用了第一固定块、第二固定块、挡板、推板、滑动板、第三弹簧、推块和开关，工件运动时，能够通过挡板、推板、滑动板、第三弹簧和推块触发开关，进而启动第一电机，提供机构之间的联动性，并且不用工作人员手动进行操作，灵活方便。
15.(3)本发明采用了双头电机、第三齿轮、弧形槽、嵌槽、导向槽、第二电机和丝杆，通过双头电机带动第三齿轮转动，第三齿轮在嵌槽的辅助下能够在弧形板上运动，可以适用于各种工件和不规则物体，能够从多角度进行检测，提高工作效率，通过丝杆能够控制弧形板在水平方向上运动，从而根据实际情况对工件上的不同位置进行检测，进一步提高工作效率。
附图说明
16.图1是本发明一种基于在线机器视觉检测的自动定位对焦检测装置的整体结构示意图。
17.图2是图1第二视角结构示意图。
18.图3是检测调节机构示意图。
19.图4是图3中去掉弧形板之后的结构示意图。
20.图5是图4第二视角结构示意图。
21.图6是检测调节机构部分结构示意图。
22.图7是图6第二视角结构示意图。
23.图8是复位组件结构示意图。
24.图9是图8中a处结构放大示意图。
25.图10是套筒、支撑块、第二镜头连接结构示意图。
26.图11是触发机构示意图。
27.图12是图11中去掉挡板、推板、第一固定块之后的结构示意图。
28.图13是图12中去掉第二固定块和开关之后的结构示意图。
29.附图标号：1、第一支架；2、支撑架；3、检测调节机构；301、弧形板；302、第二滑动杆；303、滑动块；304、套筒；305、第一镜头；306、第二镜头；307、滑槽；308、第三滑动杆；309、第一齿条；310、第二齿条；311、第一齿轮；312、第二齿轮；313、第四支架；314、电缸；315、第一电机；316、第五支架；317、第一转轴；318、第二转轴；319、皮带；320、复位组件；3201、第一弹簧；3202、限位块；3203、卡槽；3204、连接块；3205、卡板；3206、第二弹簧；321、支撑块；4、触发机构；41、第一固定块；42、第二固定块；43、挡板；44、推板；45、滑动板；46、第三弹簧；47、推块；48、开关；5、移动机构；51、第二电机；52、丝杆；6、自适应机构；61、支撑板；62、第四弹簧；63、限位杆；7、第二支架；8、第三支架；9、第一气缸；10、第二气缸；11、第一夹持块；12、第一滑动杆；13、第二夹持块；14、双头电机；15、第三齿轮；16、弧形槽；17、导向槽。
具体实施方式
30.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
31.其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
32.实施例：如图1和图2所示，本实施例提出的一种基于在线机器视觉检测的自动定位对焦的检测装置由第一支架1、支撑架2、第二支架7、第三支架8、第一气缸9、第二气缸10、第一夹持块11、第一滑动杆12、第二夹持块13、触发机构4、自适应机构6、移动机构5和检测调节机构3联接构成。
33.如图1、图2和图3所示，一种基于在线机器视觉检测的自动定位对焦检测装置，包括两个第一支架1和两个支撑架2，两个支撑架2之间设有第二支架7和第三支架8，第二支架7、第三支架8均与支撑架2固定连接，设置的支撑架2起到支撑作用，第一支架1固定连接有第一气缸9和两个第二气缸10，第一气缸9输出轴固定连接有第一夹持块11，设置的第二气
缸10能够对工件进行支撑，第三支架8上插设有第一滑动杆12且两者之间滑动连接，第一滑动杆12固定连接有第二夹持块13，第一夹持块11与第二支架7之间设有触发机构4，第一滑动杆12与第三支架8之间设有自适应机构6，第三支架8与支撑架2之间设有移动机构5，移动机构5连接有检测调节机构3。
34.如图4、图5、图6、图7和图10所示，检测调节机构3包括两个弧形板301，弧形板301插设有第二滑动杆302且两者之间滑动连接，第二滑动杆302能够在弧形板301内沿着竖直方向运动，第二滑动杆302固定连接有滑动块303，具体的，滑动块303为球体，滑动块303设置为球体是为了与导向槽17配合，能够更好的在弧形板301内沿着导向槽17的轨迹运动，滑动块303固定连接有套筒304，套筒304内插设有第一镜头305且两者之间滑动连接，套筒304固定连接有第二镜头306，套筒304周侧开设有滑槽307，滑槽307内滑动连接有第三滑动杆308，在滑槽307的限制下，第三滑动杆308只能在竖直方向上做直线运动，第三滑动杆308固定连接有支撑块321，具体的，如图10所示，支撑块321上固定连接有两个凸块，套筒304周侧开设有两个限位槽，凸块能够在限位槽内滑动，凸块和限位槽在图中未进行标示，设置的凸块和限位槽能够进一步提高支撑块321运动过程中的稳定性，支撑块321固定连接有第一齿条309和第二齿条310，第一齿条309齿间距大于第二齿条310齿间距，第一齿条309啮合有第一齿轮311，第二齿条310啮合有第二齿轮312，第一齿轮311齿间距大于第二齿轮312齿间距，第一齿条309齿间距大于第二齿条310齿间距、第一齿轮311齿间距大于第二齿轮312齿间距的目的是：当第一齿轮311和第二齿轮312转动相同的角度，第一齿条309移动的距离比第二齿条310移动的距离多，因此第一齿条309运动时，用于大范围调整第一镜头305和第二镜头306之间的距离，第二齿条310运动时，用于小范围调整第一镜头305与第二镜头306之间的距离，从而实现粗略对焦和精确对焦，套筒304周侧固定连接有第四支架313，第四支架313固定连接有电缸314和第一电机315，电缸314输出轴固定连接有第五支架316，第五支架316插设有第一转轴317和第二转轴318，第一转轴317和第二转轴318均能够在第五支架316内转动，第一齿轮311套设于第一转轴317且两者之间固定连接，第二齿轮312套设于第二转轴318且两者之间固定连接，第一电机315输出轴与第二转轴318固定连接，第一转轴317与第二转轴318通过皮带319连接，第一转轴317通过皮带319带动第二转轴318转动，电缸314通过第五支架316能够推动第一齿轮311和第二齿轮312运动，再根据实际情况将第一齿轮311和第一齿条309啮合或者将第二齿条310和第二齿轮312啮合，套筒304周侧设有复位组件320。
35.如图8和图9所示，复位组件320包括第一弹簧3201，第一弹簧3201一端与支撑块321固定连接，第一弹簧3201另一端与套筒304固定连接，套筒304周侧固定连接有限位块3202，限位块3202开设有若干卡槽3203，设置的卡槽3203用于对卡板3205进行限位，支撑块321固定连接有连接块3204，连接块3204铰接有卡板3205，卡板3205与卡槽3203卡接，卡板3205固定连接有第二弹簧3206，第二弹簧3206与连接块3204固定连接，设置复位组件320的目的是为了当一次检测完成，将第一电机315断电，支撑块321能够在第一弹簧3201、第二弹簧3206和卡板3205的作用下进行复位，方便进行下一次检测。
36.如图3和图4所示，第二滑动杆302固定连接有双头电机14，双头电机14输出轴固定连接有第三齿轮15，弧形板301开设有弧形槽16，设置两个第三齿轮15的目的是为了提高第三齿轮15在运动过程中的稳定性，第二滑动杆302在弧形槽16内滑动，弧形板301周侧开设
有若干嵌槽，第三齿轮15与嵌槽啮合，弧形板301开设有导向槽17，滑动块303在导向槽17内滑动，第三齿轮15在弧形槽16内滑动的同时能够带动套筒304、第一镜头305以及第二镜头306运动，可以从不同角度对工件进行检测，提高装置的适用性。
37.如图11、图12和图13所示，触发机构4包括第一固定块41和第二固定块42，第一固定块41与第二固定块42固定连接，第一固定块41与第二支架7固定连接，第二支架7铰接有挡板43，挡板43铰接有推板44，推板44在第一固定块41内滑动，第一固定块41内滑动连接有滑动板45，滑动板45插设于第二固定块42且两者之间滑动连接，滑动板45固定连接有第三弹簧46，第三弹簧46固定连接有推块47，第二固定块42固定连接有开关48，第二固定块42与第一电机315电连接，当推块47触碰到开关48时，开关48将信号传递给第一电机315，第一电机315启动，不用人为进行操作，灵活方便。
38.如图1和图2所示，移动机构5包括两个第二电机51，第二电机51与第三支架8固定连接，两个第二电机51与两个弧形板301一一对应，第二电机51输出轴固定连接有丝杆52，丝杆52与第二支架7转动连接，丝杆52贯穿弧形板301且两者之间螺纹连接，丝杆52转动的同时，弧形板301能够在丝杆52上沿着丝杆52的轴线运动，进而带动套筒304、第一镜头305和第二镜头306运动，能够对工件的不同位置进行检测。
39.如图1和图2所示，自适应机构6包括支撑板61，支撑板61与第一滑动杆12固定连接，支撑板61固定连接有两个第四弹簧62，第四弹簧62与第三支架8固定连接，设置的第四弹簧62起到复位作用，在第四弹簧62的作用下，能够适应长度不同的工件，支撑板61固定连接有两个限位杆63，限位杆63插设于第三支架8，设置的限位杆63是为了保证第一滑动杆12不会发生转动。
40.本发明公开的工作原理为：(1)将待检测工件放置在第二气缸10输出轴上，通过第二气缸10输出轴对待检测工件进行支撑和导向，启动第一气缸9，第一气缸9输出轴带动第一夹持块11运动，第一夹持块11推动待检测工件运动，待检测工件运动过程中会推动挡板43运动，挡板43带动推板44运动，推板44带动滑动板45运动，滑动板45通过第三弹簧46带动推块47运动，推块47与开关48接触后，开关48将信号传递给第一电机315，第一电机315启动(此时第一齿轮311与第一齿条309啮合，第二齿轮312与第二齿条310不啮合)，第一电机315输出轴带动第二转轴318转动，第二转轴318带动第二齿轮312转动(第二齿轮312空转)，第二转轴318通过皮带319带动第一转轴317转动，第一转轴317带动第一齿轮311转动，第一齿轮311带动第一齿条309运动，第一齿条309带动支撑块321运动，支撑块321带动第三滑动杆308在滑槽307内滑动，第三滑动杆308带动第一镜头305运动，能够调整第一镜头305与第二镜头306之间的距离，通过该操作进行初步粗略对焦，当需要对待检测工件进行精确检测时，工作人员在外部控制器上能够观察到整个装置的运动状态，并且控制电缸314运动，电缸314带动第五支架316运动，第五支架316在运动的过程中将第二齿轮312与第一齿轮311啮合，此时第一齿轮311与第一齿条309不会啮合，第一齿条309空转，第一齿轮311带动第一齿条309运动，第一齿条309通过第三滑动杆308带动第一镜头305运动，使得第一镜头305单位时间内的运动路径变小，从而实现精确对焦。
41.(2)外部工作人员可以根据实际情况，在线手动控制第二电机51和双头电机14进行启动，第二电机51和双头电机14可以单独运行，也可以同步进行，第二电机51输出轴带动丝杆52转动，丝杆52转动的同时，弧形板301能够在丝杆52上沿着丝杆52的轴线方向运动，
弧形板301在运动过程中能够带动套筒304、第一镜头305和第二镜头306运动，将第一镜头305和第二镜头306移动到指定位置，从而工件上的不同位置进行检测，双头电机14能够带动第三齿轮15转动，第三齿轮15转动的同时在嵌槽的辅助下能够在弧形板301上运动，同时滑动块303能够在导向槽17内滑动，套筒304、第一镜头305和第二镜头306能够随着滑动块303的运动而运动，可以从不同角度对工件进行检测。
42.本发明不局限上述具体实施方式，所属技术领域的技术人员从上述构思出发，不经过创造性的劳动，做出的种种变换，均落在本发明的保护范围之内。