自动化高精度多轴旋转摄像头检测设备的制作方法

技术领域：

本发明涉及摄像头检测设备技术领域，尤其涉及一种自动化高精度多轴旋转摄像头检测设备。

背景技术：
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随着社会的进步，目前市面上的智能手机、平板电脑等智能设备均配备有摄像头，人们通过摄像头进行拍照、视频聊天、人脸识别解锁等，摄像头的产品质量直接关系着整个产品。

在对智能手机、平板电脑进行摄像头安装前需要对摄像头进行来料检测，对摄像头检测时需要做到x、y轴方向的±90°以及z轴360°的联动测试，而目前设备转动与摆动相对单一，做不到全方位联动测试。

技术实现要素：
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本发明的目的就是针对现有技术存在的不足而提供一种自动化高精度多轴旋转摄像头检测设备，能够对摄像头进行全方位联动测试，能够实现快速、精准对位。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：自动化高精度多轴旋转摄像头检测设备，包括机架、旋转台、带动旋转台多方向转动的多轴旋转机构、工作摆台、带动工作摆台升降的升降运行机构、用于辅助被测器件对位的激光标定机构、用于固定被测器件的夹持机构、用于向被测器件发射测试用光源的光源发生装置、xy轴滑台、具有x轴和y轴两个方向运行轨道的xy轴运行机构，所述夹持机构设置在工作摆台上，工作摆台通过升降运行机构连接在旋转台上，旋转台通过多轴旋转机构连接在xy轴滑台上，xy轴滑台通过xy轴运行机构连接在机架上，光源发生装置设置在机架上且位于夹持机构的上方，激光标定机构设置在多轴旋转机构顶端的一侧上。

对上述方案的进一步改进为，所述多轴旋转机构包括固定在xy轴滑台上的y轴旋转支撑架、沿y轴方向转动连接在y轴旋转支撑架上的旋转框、沿x轴方向转动连接在旋转框上的x轴旋转支撑架，旋转台沿z轴方向转动连接在x轴旋转支撑架上，y轴旋转支撑上设有驱动旋转框转动的y轴旋转动力机构，旋转框上设有驱动x轴旋转支撑架转动的x轴旋转动力机构，x轴旋转支撑架上设有驱动旋转台转动的z轴旋转动力机构。

对上述方案的进一步改进为，所述激光标定机构包括沿x轴方向平行设置于旋转框顶部的前后两端上的两组激光标定滑轨、滑动连接于前端激光标定滑轨上的激光标定滑块、激光组件安装板、设置于激光组件安装板上的激光标定组件，激光标定滑块的一侧设有驱动激光标定滑块滑动的激光标定动力机构，激光组件安装板的一端通过激光标定滑块与前端的激光标定滑轨滑动连接，激光组件安装板的另一端与后端的激光标定滑轨滑动连接。

对上述方案的进一步改进为，所述激光标定组件为十字光斑激光器。

对上述方案的进一步改进为，所述激光安装板上还设有激光位移传感器。

对上述方案的进一步改进为，所述升降运行机构包括固定在旋转台上的升降运行底座、沿x轴方向滑动连接于升降运行底座上的下斜滑块、沿倾斜方向滑动连接于下斜滑块上的上斜滑块，下斜滑块的一侧设有驱动下斜滑块滑动的下斜滑块动力机构，上斜滑块的顶端与工作摆台的底端连接。

对上述方案的进一步改进为，所述夹持机构包括用于放置被测器件的支撑底板、用于分别固定被测器件前后左右四端的四个夹持组件，四个夹持组件分别包括平行设置的两组夹持滑轨、滑动连接于两组夹持滑轨上的夹持滑座、用于夹持固定被测器件的夹持块，夹持块设置于夹持滑座上，夹持滑座的底部设有驱动夹持滑座滑动的夹持动力机构，支撑底板、四个夹持组件均设置于工作摆台上，四个夹持组件分别位于支撑底板的四端。

对上述方案的进一步改进为，所述光源发生装置包括固定在机架上的光源装置固定架、沿z轴方向滑动连接于光源装置固定架上的光源发生箱、设置于光源发生箱内的灯箱、设置于光源发生箱底端且位于灯箱下方的光圈、沿z轴方向转动连接于光源装置固定架底端的转动板、设置于转动板上的照度计，光源装置固定架上设有驱动光源发生箱滑动的光源装置动力机构，转动板与光源装置固定架之间连接有驱动转动板旋转的转动板动力机构。

对上述方案的进一步改进为，所述光源发生箱的前端开设有进气口，光源发生箱的顶端开设有排气口，排气口设有用于散热的排气风扇。

对上述方案的进一步改进为，本发明还包括安全防护装置，所述安全防护装置包括罩设于机架上的机柜、设置于机柜上的安全门、用于驱动安全门打开与关闭的安全门动力机构、设置于安全门周缘的安全光栅。

本发明有益效果在于：本发明提供的自动化高精度多轴旋转摄像头检测设备，包括机架、旋转台、带动旋转台多方向转动的多轴旋转机构、工作摆台、带动工作摆台升降的升降运行机构、用于辅助被测器件对位的激光标定机构、用于固定被测器件的夹持机构、用于向被测器件发射测试用光源的光源发生装置、xy轴滑台、具有x轴和y轴两个方向运行轨道的xy轴运行机构，所述夹持机构设置在工作摆台上，工作摆台通过升降运行机构连接在旋转台上，旋转台通过多轴旋转机构连接在xy轴滑台上，xy轴滑台通过xy轴运行机构连接在机架上，光源发生装置设置在机架上且位于夹持机构的上方，激光标定机构设置在多轴旋转机构顶端的一侧上；本发明通过多轴旋转机构能够对摄像头进行全方位联动测试，测试效率高；本发明通过激光标定机构、升降运行机构、xy轴运行机构能够快速、精准地将光源光柱投射光点、摄像头接收光点与操作平台工作原点的三个点合为一点，从而能够快速、精准对位，能够更好地对摄像头进行测试。

附图说明：

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明去除机柜的结构示意图。

图3为图2另一视角的结构示意图。

图4为本发明多轴旋转机构的结构示意图。

图5为本发明升降运行机构的结构示意图。

图6为图5另一视角的结构示意图。

图7为本发明激光标定机构的结构示意图。

图8为本发明夹持机构的结构示意图。

图9为本发明光源发生装置的结构示意图。

图10为本发明光源发生装置内部的结构示意图。

附图标记说明：机架1、旋转台2、多轴旋转机构3、y轴旋转支撑架31、旋转框32、x轴旋转支撑架33、第一角撑板341、第二角撑板342、第三角撑板343、减重孔35、x轴旋转动力机构36、y轴旋转动力机构37、z轴旋转动力机构38、磁旋转编码器39、工作摆台4、升降运行机构5、下斜滑块动力机构50、升降运行底座51、下斜滑块52、上斜滑块53、下斜滑块伺服电机54、下斜滑块联轴器55、下斜滑块丝杆56、下斜滑块丝杆螺母57、激光标定机构6、激光标定动力机构60、激光标定滑轨61、激光标定滑块62、激光组件安装板63、激光标定伺服电机64、激光标定联轴器65、激光标定丝杆66、激光标定丝杆螺母67、十字光斑激光器68、激光位移传感器69、夹持机构7、支撑底板71、夹持组件72、夹持滑轨73、夹持滑座74、夹持块75、夹持动力机构76、磁栅组件77、压力传感器78、双轴倾角传感器79、光源发生装置8、光源装置固定架81、光源发生箱82、灯箱83、光圈84、转动板85、照度计86、进气口87、排气口88、光源装置伺服电机91、第一同步轮92、第二同步轮93、光源装置丝杆94、光源装置滑座95、光源装置丝杆螺母96、光源装置滑轨97、转动板动力机构98、光源装置动力机构99、xy轴滑台9、xy轴运行机构10、安全防护装置11、机柜111、安全门112、安全光栅113。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明作进一步的说明，如图1～10所示，本发明包括机架1、旋转台2、带动旋转台2多方向转动的多轴旋转机构3、工作摆台4、带动工作摆台4升降的升降运行机构5、用于辅助被测器件对位的激光标定机构6、用于固定被测器件的夹持机构7、用于向被测器件发射测试用光源的光源发生装置8、xy轴滑台9、具有x轴和y轴两个方向运行轨道的xy轴运行机构10，所述夹持机构7设置在工作摆台4上，工作摆台4通过升降运行机构5连接在旋转台2上，旋转台2通过多轴旋转机构3连接在xy轴滑台9上，xy轴滑台9通过xy轴运行机构10连接在机架1上，光源发生装置8设置在机架1上且位于夹持机构7的上方，激光标定机构6设置在多轴旋转机构3顶端的一侧上，本发明通过多轴旋转机构3能够对摄像头进行全方位联动测试，测试效率高；本发明通过激光标定机构6、升降运行机构5、xy轴运行机构10能够快速、精准地将光源光柱投射光点、摄像头接收光点与操作平台工作原点的三个点合为一点，从而能够快速、精准对位，能够更好地对摄像头进行测试。

多轴旋转机构3包括固定在xy轴滑台9上的y轴旋转支撑架31、沿y轴方向转动连接在y轴旋转支撑架31上的旋转框32、沿x轴方向转动连接在旋转框32上的x轴旋转支撑架33，旋转台2沿z轴方向转动连接在x轴旋转支撑架33上，y轴旋转支撑上设有驱动旋转框32转动的y轴旋转动力机构37，旋转框32上设有驱动x轴旋转支撑架33转动的x轴旋转动力机构36，x轴旋转支撑架33上设有驱动旋转台2转动的z轴旋转动力机构38。

y轴旋转支撑架31为u形结构，y轴旋转支撑架31沿y轴方向设置，y轴旋转支撑架31的底端中部与xy轴滑台9连接，y轴旋转支撑架31的前端与底端之间、后端与底端之间均设有第一角撑板341，能够加固y轴旋转支撑架31的两端，从而使y轴旋转支撑架31与旋转框32之间的转动更加平稳。

旋转框32为中空的口字形结构，旋转框32的前后两端分别与y轴旋转支撑架31的前后两端转动连接，旋转框32的四个转角处均设有第二角撑板342，能够加固旋转框32的四边，从而使旋转框32与x轴旋转支撑架33之间的转动更加平稳。

x轴旋转支撑架33为u形结构，x轴旋转支撑架33沿x轴方向设置，x轴支撑架的左右两端分别与转动框的左右两端转动连接，旋转台2与x轴支撑架的底端中部转动连接，x轴旋转支撑架33的两侧与底端之间均设有第三角撑板343，能够加固x轴旋转支撑架31的两端，从而使x轴旋转支撑架33与旋转框旋转台2之间的转动更加平稳。

y轴旋转支撑架31、旋转框32、x轴旋转支撑架33均开设有多个用于减轻重量的减重孔35，减重孔35为圆形或矩形，能够减少不必要的重量、提升工作效率，能够使y轴旋转支撑架31、旋转框32、x轴旋转支撑架33之间的转动更加平稳。

x轴旋转动力机构36、y轴旋转动力机构37均为伺服电机，z轴旋转动力机构38为dd马达，y轴旋转支撑架31上设有用于检测旋转框32旋转角度的磁旋转编码器39，旋转框32上设有用于检测x轴旋转支撑架33旋转角度的磁旋转编码器39，能够实时监测反馈旋转框32、x轴旋转支撑架33旋转的角度，能够实现精准转动，从而能够对被测器件进行精准测试。

激光标定机构6包括沿x轴方向平行设置于旋转框32顶部的前后两端上的两组激光标定滑轨61、滑动连接于前端激光标定滑轨61上的激光标定滑块62、激光组件安装板63、设置于激光组件安装板63上的激光标定组件，激光标定滑块62的一侧设有驱动激光标定滑块62滑动的激光标定动力机构60，激光组件安装板63的一端通过激光标定滑块62与前端的激光标定滑轨61滑动连接，激光组件安装板63的另一端与后端的激光标定滑轨61滑动连接。

激光标定动力机构60包括激光标定伺服电机64、激光标定联轴器65、激光标定丝杆66，激光标定伺服电机64的输出轴插接于激光标定联轴器65的一端，激光标定丝杆66的一端插接于激光标定联轴器65的另一端上，激光标定丝杆66的另一端沿x轴方向转动连接于旋转框32顶端的前端上，激光标定丝杆66螺纹传动连接有激光标定丝杆螺母67，激光标定丝杆螺母67插接于激光标定滑块62中，激光标定联轴器65为弹性联轴器，上斜滑块53、下斜滑块52均为直角梯形体结构，激光标定组件为十字光斑激光器68，激光安装板上还设有激光位移传感器69，通过激光标定机构6上的激光位移传感器69与升降运行机构5能够实现高度自动补偿功能，能够快速、精准地使被测器件的平面与基准平面处于同一高度位置上，效率更高。

升降运行机构5包括固定在旋转台2上的升降运行底座51、沿x轴方向滑动连接于升降运行底座51上的下斜滑块52、沿倾斜方向滑动连接于下斜滑块52上的上斜滑块53，下斜滑块52的一侧设有驱动下斜滑块52滑动的下斜滑块动力机构50，上斜滑块53的顶端与工作摆台4的底端连接，下斜滑块动力机构50包括下斜滑块伺服电机54、下斜滑块联轴器55、下斜滑块丝杆56，下斜滑块伺服电机54的输出轴插接于下斜滑块联轴器55的一端，下斜滑块丝杆56的一端插接于下斜滑块联轴器55的另一端上，下斜滑块丝杆56的另一端螺纹传动连接有下斜滑块丝杆螺母57，下斜滑块丝杆螺母57插接于下斜滑块52中，能够带动工作摆台实现自动升降，传动平稳、精度高。

夹持机构7包括用于放置被测器件的支撑底板71、用于分别固定被测器件前后左右四端的四个夹持组件72，四个夹持组件72分别包括平行设置的两组夹持滑轨73、滑动连接于两组夹持滑轨73上的夹持滑座74、用于夹持固定被测器件的夹持块75，夹持块75设置于夹持滑座74上，夹持滑座74的底部设有驱动夹持滑座74滑动的夹持动力机构76，支撑底板71、四个夹持组件72均设置于工作摆台4上，四个夹持组件72分别位于支撑底板71的四端，夹持块75上设有压力传感器78，支撑底板71上设有双轴倾角传感器79，夹持动力机构76为直线电机，夹持滑座74上设有磁栅组件77，夹持块75的底面与支撑底板71之间的高度大于或等于0.8mm，防止夹持块75与支撑底板71产生摩擦，从而影响机器的正常运行。

光源发生装置8包括固定在机架1上的光源装置固定架81、沿z轴方向滑动连接于光源装置固定架81上的光源发生箱82、设置于光源发生箱82内的灯箱83、设置于光源发生箱82底端且位于灯箱83下方的光圈84、沿z轴方向转动连接于光源装置固定架81底端的转动板85、设置于转动板85上的照度计86，光源装置固定架81上设有驱动光源发生箱82滑动的光源装置动力机构99，转动板85与光源装置固定架81之间连接有驱动转动板85旋转的转动板动力机构98，转动板动力机构98为旋转气缸。

光源发生箱82的前端开设有进气口87，光源发生箱82的顶端开设有排气口88，排气口88设有用于散热的排气风扇，进气口87与排气口88分别连接有通风管。

光源装置动力机构99包括设置在光源装置固定架81上的光源装置伺服电机91、第一同步轮92、第二同步轮93、光源装置丝杆94、光源装置滑座95，光源装置伺服电机91的输出轴竖直向上，第一同步轮92套接于光源装置伺服电机91的输出轴上，第二同步轮93套接于光源装置丝杆94的一端上，第一同步轮92与第二同步轮93之间通过同步带传动连接，光源装置丝杆94的另一端沿竖向转动连接于光源装置固定架81上，光源装置丝杆94螺纹传动连接有光源装置丝杆螺母96，光源装置丝杆螺母96插接于光源装置滑座95中，光源装置滑座95与光源发生箱82连接。

光源装置固定架81上沿z轴方向平行设置有两组光源装置滑轨97，两组光源装置滑轨97分别位于丝杆的前后两方，光源装置滑座95滑动连接于两组光源装置滑轨97上。

本发明还包括安全防护装置11，所述安全防护装置11包括罩设于机架1上的机柜111、设置于机柜111上的安全门112、用于驱动安全门112打开与关闭的安全门112动力机构、设置于安全门112周缘的安全光栅113，能够防止在机器运行过程中产生误操作，更加安全。

工作原理：

人工将被测器件放置在夹持机构7上；执行激光标定命令，将激光标定机构6上的激光位移传感器69移动到基准平面位置的上方，激光位移传感器69测量基准平面所处的高度，再将激光标定机构6上的激光位移传感器69移动到被测器件的上方，激光位移传感器69测量被测器件所处的高度；测量完毕后，升降运行机构5会根据两次测量高度的差值带动工作摆台4向上或向下进行高度补偿，最终使被测器件的平面与基准平面处于同一高度位置上；将激光标定机构6上的十字光斑激光器68移动到工作摆台4的中心，此时十字光斑激光器68的十字线标示出工作摆台4的中心位置；执行夹持命令，位于支撑底板71后端的夹持组件72与位于支撑底板71左侧的夹持组件72开始移动，人工用手轻扶被测器件的右下角，保证位于支撑底板71后端的夹持组件72与位于支撑底板71左侧的夹持组件72上的压力传感器78在碰到被测器件时能够感测到轻微阻力，以保证夹持块75已接触产品，此时位于支撑底板71后端的夹持组件72与位于支撑底板71左侧的夹持组件72停止移动，然后位于支撑底板71前端的夹持组件72与位于支撑底板71右侧的夹持组件72开始运动，直到压力到达相应压力传感器78所设置的夹紧力值，相应夹持组件72停止移动，四个夹持组件72均停止移动后，被测器件被夹紧；接着可对四个夹持组件72进行同步微调，将被测器件的待测点移至激光标定器的十字线中心，此时被测器件已对位完毕，十字光斑激光器68退回至初始位置；开启灯箱83，光源发生箱82向上运动至指定位置，旋转气缸将照度计86旋转至光圈84正下方测试光源的光照强度，将光圈84调整到合适的孔径；光照强度测试完毕后，旋转气缸将照度计86旋转至初始位置，此时光源发生箱82向上运动至测试位置，通过进气口87、排气口88、希洛克风扇能够将灯箱83产生的大量热量及时散发出去，从而能够防止过热；接着关闭位于机柜111上的安全门112，安全光栅113开始工作；然后，多轴旋转机构3与xy轴运行机构10联动将被测器件的待测点调整至与光源中心重合，位于y轴旋转支撑架31上的磁旋转编码器39实时检测旋转框32的旋转角度一致性，位于旋转框32上的磁旋转编码器39实时检测x轴旋转支撑架33的旋转角度一致性，支撑底板71上的双轴倾角传感器79会实时显示工作摆台4的xy轴角度值，以此保证平台的水平及旋转精度，此时被测器件与光源对位完毕；测试时，多轴旋转机构3带动被测器件进行多个方向±90°旋转摇摆，从而测试不同角度的光照对被测器件的影响，且每次旋转摇摆时，位于y轴旋转支撑架31上的磁旋转编码器39与位于旋转框32上的磁旋转编码器39会实时监测反馈旋转的角度，直至安全门112打开，取出被测器件，测试完毕；本发明能够对摄像头进行全方位联动测试，能够实现快速、精准对位。

当然，以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。