一种3D影像平面度测量仪的制作方法

一种3d影像平面度测量仪
技术领域
1.本发明涉及影像测量设备技术领域，特别涉及一种3d影像平面度测量仪。


背景技术：

2.影像测量仪是一种非接触式的三维测量设备，主要通过三维取点来进行测量的一种仪器，也称为3d影像测量仪，影像测量器通过自动光学聚焦扫描测量，摄像头捕捉图像，将数据传输到计算机，由软件系统合成直观的图像，由分析人员对图像数据进行分析，然后得出最终的数据结论，不仅实现了工件形状、长度、宽度、高度的具体化，还可以精确测量工件的表面平面度。
3.现有的影像测量仪在测量工件表面的平面度时，工作人员通常将工件放置于载物台的待测区域处，载物台的顶面与工件的放置面抵触，以支撑工件使其立置于摄像头的扫描区域内，调整载物台与摄像头的三维位置，摄像头相对于工件进行x轴、y轴、z轴方向移动，摄像头的扫描端与待测工件的位置相对，以便对工件进行扫描测量，待测工件对应摄像头的面为检测面，摄像头采集到的图像通过显示器较为直观地显示被测工件的平面度。
4.然而，现有的影像测量仪在测量体积较大的工件时，由于摄像头大多为固定结构，为得到更为准确的结果，需改变工件的待测面与摄像头的扫描端的角度位置，工作人员还需多次调整工件的位置，将工件进行倾斜、翻转后人工维持其位置，较为费时费力，使得待测工件的图像采集不全面，降低了该测量仪测量效率。


技术实现要素：

5.本发明的目的是为了解决上述技术的不足而设计的一种3d影像平面度测量仪，通过改变摄像扫描装置的扫描角度，实现对待测工件的多角度上的扫描，并通过转动置物盘改变待测工件的检测面，使得待测工件图像采集更为全面，无需工作人员频繁调整待测工件的摆放位置，较为省时省力，提高了该测量仪的测量效率。
6.为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种3d影像平面度测量仪，包括水平基座、载物台、位于所述载物台上方的摄像扫描装置，所述水平基座上活动连接有位移台，所述载物台活动连接于所述位移台上，所述位移台呈直线方向移动，所述载物台呈直线方向移动，所述位移台的平移方向与所述载物台的平移方向垂直；
7.所述水平基座上设置有调整机构，所述调整机构包括设置于所述载物台上的框架、旋转式连接于所述框架上的支撑架，所述框架的一侧对称贯通有两个同轴设置的转孔，所述支撑架的两侧均设置有转轴，所述转轴转动连接于对应的所述转孔内，所述摄像扫描装置活动连接于所述支撑架上，所述框架设置有容置待测工件的检测腔，所述载物台的顶面对应所述检测腔内设置有安装台，所述安装台上转动连接有供待测工件放置的置物盘，以使待测工件的放置面高于所述框架的顶面。
8.优选的，所述框架内部开设有与所述转孔相通的安装槽，所述安装槽内设置有双轴电机，所述双轴电机的两端均设置有动力输出轴，所述动力输出轴与对应的所述转轴固
定连接，所述水平基座的一侧设置有安装架，所述安装架上设置有控制器，所述双轴电机与所述控制器连接并受其控制，以控制所述双轴电机的速度调节、启动、制动。
9.优选的，所述水平基座上设置有供所述位移台滑移连接的x轴滑轨，所述水平基座上设置有第一平移驱动装置，所述第一平移驱动装置的驱动端设置有第一驱动块，所述第一驱动块与所述位移台固定连接，所述第一驱动块沿所述x轴滑轨的长度方向移动。
10.优选的，所述安装架设置有与所述水平基座连接的隔开件，所述安装架与所述水平基座之间的空间供所述位移台和所述载物台活动。
11.优选的，所述位移台的顶面设置有供所述载物台滑移连接的y轴滑轨，所述y轴滑轨与所述x轴滑轨垂直，所述位移台的设置有第二平移驱动装置，所述第二平移驱动装置的驱动端设置有第二驱动块，所述第二驱动块与所述载物台固定连接，所述第二驱动块沿所述y轴滑轨的长度方向移动。
12.优选的，所述框架露出所述载物台的一侧形成有支撑部，所述支撑部与所述水平基座拆卸式连接所述支撑部开设有供所述载物台活动的活动槽。
13.优选的，所述支撑部远离所述框架的侧壁对称设置有两个卡位部，所述卡位部的顶部开设有供所述支撑架卡接的卡槽，所述卡槽的顶部开设有两个相对倾斜的斜面。
14.优选的，所述框架两侧均设置有限位件，所述限位件的侧壁与所述支撑架相抵触。
15.优选的，所述支撑架上设置有z轴滑轨，所述z轴滑轨设置有竖直驱动装置，所述竖直驱动装置的驱动端设置有滑移连接于所述z轴滑轨上的安装块，所述安装块供所述摄像扫描装置安装。
16.优选的，所述载物台与所述位移台均为矩形框结构，所述载物台的顶部设置有透明板，所述水平基座上设置有底光灯，所述安装台为中空机构，所述安装台与所述置物盘采用透光材料制成。
17.本发明的有益效果是：待测工件可放置于置物盘上，通过位移台在水平基座上的平移、载物台在平移台上的平移，实现待测工件横向位移和纵向位移，进而将待测工件移动至检测腔内的待测区域，位于上方的摄像扫描装置对待测工件进行扫描，支撑架与框架利用转孔和转轴的转动连接实现旋转式活动，用以改变待测工件的扫描角度，实现对待测工件的多角度上的扫描测量，同时，工作人员还可利用置物盘在安装台上的转动连接，改变待测工件的检测面，待测工件的放置面高于框架的顶面，使得待测工件图像采集更为全面，无需工作人员频繁调整待测工件的摆放位置，较为省时省力，提高了该测量仪的测量效率。
附图说明
18.图1是实施例的结构示意图一；
19.图2是实施例的结构示意图二；
20.图3是框架与支撑架水平时实施例的结构示意图；
21.图4是图3的剖视图一；
22.图5是图3的剖视图二。
23.图中：1、工件；2、第一保护壳；3、第二保护壳；4、第一光栅尺；5、第一读数头；6、第二光栅尺；7、第二读数头；8、水平基座；9、载物台；10、摄像扫描装置；11、位移台；12、调整机构；121、框架；122、支撑架；13、转孔；14、转轴；15、显示屏；16、检测腔；17、安装台；18、置物
盘；19、安装槽；20、双轴电机；21、动力输出轴；22、安装架；23、隔开件；24、控制器；25、x轴滑轨；26、第一平移驱动装置；27、第一驱动块；28、y轴滑轨；29、第二平移驱动装置；30、第二驱动块；31、支撑部；32、活动槽；33、卡位部；34、卡槽；35、斜面；36、限位件；37、z轴滑轨；38、竖直驱动装置；39、安装块；40、透明板；41、底光灯。
具体实施方式
24.下面通过实施例结合附图对本发明作进一步的描述。
25.参考图1、图3，一种3d影像平面度测量仪，包括水平基座8、载物台9、摄像扫描装置10，水平基座8上滑移连接有位移台11，水平基座8上对称设置有两个供位移台11滑移连接的x轴滑轨25，x轴滑轨25用以引导位移台11的滑移方向，使其呈直线方向移动，其滑移方向为x向。
26.位移台11的顶面对称设置有两个供载物台9滑移连接的y轴滑轨28，y轴滑轨28与x轴滑轨25垂直，y轴滑轨28用以引导载物台9的滑移方向，使其呈直线方向移动，其滑移方向为y向，位移台11的平移方向与载物台9的平移方向垂直。
27.水平基座8上设置有调整机构12，调整机构12包括框架121和支撑架122，支撑架122上设置有z轴滑轨37，z轴滑轨37滑移连接有供摄像扫描装置10安装的安装块39，框架121设置于载物台9上，框架121设置有容置待测工件1的检测腔16，载物台9的顶面对应检测腔16内设置有安装台17，安装台17上转动连接有供待测工件1放置的置物盘18，以使待测工件1的放置面高于框架121的顶面。
28.参考图1至图5，框架121露出载物台9的一侧形成有支撑部31，支撑部31与水平基座8拆卸式连接，框架121的底面与载物台9的顶面相抵触，限位载物台9的x向移动，支撑部31开设有供载物台9活动的活动槽32，限位载物台9的y向移动。支撑架122使得摄像扫描装置10位于载物台9上方处，摄像扫描装置10为ccd摄影机，用以对放置于载物台9上的待测工件1进行图像扫描，ccd摄像机采用高分辨率彩色ccd以及全自动变倍镜头，可形成高清晰度影像效果，提供高品质的画面，提高测量精度，为现有技术，在此不作详细赘述。
29.载物台9与位移台11均为矩形框结构，载物台9的顶部设置有供待测工件1放置的透明板40，水平基座8上设置有底光灯41，安装台17为中空机构，安装台17与置物盘18采用透光材料制成。
30.当工作人员使用该测量仪时，可根据需求将待测工件1放置于透明板40上或置物盘18上，位移台11带动载物台9沿x向移动，用以将待测工件1进行x向位置调整，水平基座8的一侧固定连接有隔开件23，隔开件23远离水平基座8的一端设置有安装架22，隔开件23使得安装架22与水平基座8之间的空间供位移台11和载物台9活动，还可利用y轴滑轨28驱使载物台9在位移台11上沿y向移动，用以对待测工件1进行y向位置调整，之后，工作人员可通过安装块39与z轴滑轨37的滑移，对摄像扫描装置10进行z向位置调整，从而实现该测量仪对待测工件1的多方位、多维度的测量，底光灯41发射的光通过位移台11、载物台9，对放置于透明板40上或置物盘18上的待测工件1进行打底光，从而提高摄像扫描装置10的图像采集质量。
31.安装架22上设置有显示屏15和控制器24，控制器24与显示屏15电性连接，控制器24为plc控制，为现有技术，在此不作详细赘述，控制器24分别与底光灯41、摄像扫描装置10
信号连接，工作人员通过控制器24启停底光灯41和摄像扫描装置10的启停，摄像扫描装置10采集到的图像通过显示器较为直观地显示被测工件1的平面度。
32.框架121的一侧对称贯通有两个同轴设置的转孔13，支撑架122的两侧均设置有转轴14，转轴14转动连接于对应的转孔13内，用以铰接支撑架122和框架121，当待测工件1放置于置物盘18上时，工作人员可沿转孔13的周向调整支撑架122与框架121之间的角度，从而使得摄像扫描装置10对待测工件1进行多角度测量，并通过转动置物盘18改变待测工件1的检测面，使得待测工件1图像采集更为全面，无需工作人员频繁调整待测工件1的摆放位置，较为省时省力，提高了该测量仪的测量效率。
33.框架121内部开始有与转孔13相通的安装槽19，转轴14伸入至安装槽19内，安装槽19内设置有双轴电机20，双轴电机20的两端均设置有动力输出轴21，动力输出轴21与对应的转轴14固定连接，双轴电机20为双轴伸异步电动机，即有两个伸出轴的异步电动机。双轴伸电动机的主要用途是电气控制里面便于测速，一边是动力传动，一边安装速度继电器、变速箱或电磁抱闸，能很方便控制电动机的速度、启动、制动、编码等，为现有技术，在此不作详细赘述。双轴电机20与控制器24连接并受其控制，工作人员可以通过控制器24实现对双轴电机20的速度调节、启动、制动的控制操作。框架121两侧均设置有限位件36，限位件36的一侧与框架121垂直，当工作人员通过控制器24启动双轴电机20正转时，双轴电机20驱动两个动力输出轴21同向转动，支撑架122相对框架121下进行周向位移，当限位件36的侧壁与支撑架122相抵触，用以阻止支撑架122继续转动，摄像扫描装置10的扫描轴线垂直于载物台9的顶面，控制器24控制电动机制动，以维持支撑架122垂直于框架121。
34.支撑部31远离框架121的侧壁对称设置有两个卡位部33，卡位部33的顶部开设有供支撑架122卡接的卡槽34，卡槽34的顶部开设有两个相对倾斜的斜面35。当工作人员通过控制器24启动双轴电机20反转时，支撑架122向两个卡位部33靠近转动，支撑架122的横杆部与斜面35相抵触，引导支撑架122的横杆部插入两个卡槽34内，直至支撑架122的横杆部与卡槽34的内槽壁相抵触时，支撑架122与卡槽34完成卡接，阻止支撑架122继续转动，此时，支撑架122与框架121处于水平位置，通过卡位部33和限位件36限位支撑架122在框架121上的角度调整。
35.水平基座8上设置有第一平移驱动装置26，第一平移驱动装置26为丝杆电机，第一平移驱动装置26的驱动端为螺纹连接于丝杆上的外部螺母，第一平移驱动装置26的驱动端设置有第一驱动块27，第一驱动块27与位移台11固定连接，用以驱动位移台11在水平基座8上沿x轴滑轨25的长度方向移动，第一平移驱动装置26上盖设有第一保护壳2，以保护第一平移驱动装置26的活动，载物台9的底面高于所第一保护壳2的顶面，以避免第一保护壳2干涉载物台9的y向移动。
36.水平基座8远离第一平移驱动装置26处设置有第一光栅头，位移台11远离第一平移驱动装置26的一侧设置有第一光栅尺4，水平基座8上设置有与第一光栅尺4配合的第一读数头5，第一读数头5与控制器24连接，第一读数头5内置有光电传感器，用以扫描第一光栅尺4上的增量光栅获得位移量，并通过显示屏15显示。
37.位移台11的设置有第二平移驱动装置29，第二平移驱动装置29为丝杆电机，第二平移驱动装置29的驱动端为螺纹连接于丝杆上的外部螺母，第二平移驱动装置29的驱动端设置有第二驱动块30，第二驱动块30与载物台9固定连接，第二驱动块30沿y轴滑轨28的长
度方向移动，第二平移驱动装置29上盖设有第二保护壳3，以保护第二平移驱动装置29的活动。
38.载物台9远离第二平移驱动装置29的一侧设置有第二光栅尺6，平移台远离第二平移驱动装置29的一侧设置有与第二光栅尺6配合的第二读数头7，第二读数头7与控制器24连接，第二读数头7内置有光电传感器，用以扫描第二光栅尺6上的增量光栅获得位移量，并通过显示屏15显示。
39.第一光栅尺4和第二光栅尺6均为光栅尺位移传感器，是利用光栅的光学原理工作的测量反馈装置，第一读数头5和第二读数头7均为与光栅尺位移传感器配合的光栅读数头，为现有技术，在此不作详细赘述。
40.z轴滑轨37设置有竖直驱动装置38，竖直驱动装置38为丝杆电机，竖直驱动装置38的驱动端为螺纹连接于丝杆上的外部螺母，竖直驱动装置38的驱动端与安装块39固定连接；
41.第一平移驱动装置26、第二平移驱动装置29、竖直驱动装置38均与控制器24连接并受其控制，以便工作人员通过控制器24实现待测工件1的位移、以及摄像扫描装置10的位移，并得出位移量，机电一体化程度较高，操作较为方便。
42.当然，以上只是本发明的典型实例，除此之外，本发明还可以有其它多种具体实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。