一种工业摄像机位姿调整装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于机器视觉技术领域，并公开了一种工业摄像机位姿调整装置，包括支撑板、齿轮轴、主动锥齿轮和四轴调节机构，所述齿轮轴安装在所述支撑板上，并且该齿轮轴上安装所述主动锥齿轮；所述四轴调节机构包括从动锥齿轮、滚珠丝杠机构和三轴旋转调节机构；所述三轴旋转调节机构包括旋转轴支架、第一旋转关节、第二旋转关节和第三旋转关节。本发明专利技术通过圆锥齿轮传动机构、滚珠丝杠机构和三轴旋转调节机构，可以使工业摄像机实现四个自由度的调整，调节方便而且灵活，工业摄像机具有较大的调整范围，且通过三轴旋转调节装置可以对工业摄像机的姿态进行三自由度的旋转调整，可满足多目视觉中对工业摄像机最优姿态调整的需求。

Position adjustment device for industrial camera

The invention belongs to the technical field of machine vision, an industrial camera pose adjustment device are disclosed comprising a supporting plate, a gear shaft, a driving bevel gear and four axis adjusting mechanism, the gear shaft is mounted on the support plate, and the gear is installed on the shaft of the driving bevel gear wheel; the four axial adjustment mechanism includes a driven bevel gear, ball screw mechanism and three axis rotation adjusting mechanism; the three axis rotation adjusting mechanism comprises a rotating shaft bracket, the first rotary joint, second rotary joints and third rotational joints. The present invention by the bevel gear transmission mechanism, ball screw mechanism and three axis rotation adjusting mechanism, can make industrial camera to achieve four degree of freedom adjustment, convenient and flexible, the industrial camera has a greater range of adjustment, and through the three axis adjustment device can be adjusted to three degrees of freedom industrial camera attitude it can meet the needs of industrial camera, optimal attitude adjustment in multi vision.

【技术实现步骤摘要】
一种工业摄像机位姿调整装置
本专利技术属于机器视觉
，更具体地，涉及一种工业摄像机位姿调整装置。
技术介绍
随着工业自动化、智能化的发展，在诸多工业实际应用中，机器视觉因其可以快速、高效完成缺陷检测、目标识别、物体定位、三维重建等任务，在食品、电子制造、汽车制造、化工等领域得到广泛应用。目前，单目视觉因其在缺陷检测、目标识别、物体定位等方面的技术成熟、稳定性高而得到广泛应用。在三维重建中，单目视觉需要从多个已知位置与姿态对被测物体拍照并从拍摄的图像序列中求解得到被测物体的三维坐标，这使被测物体的三维坐标测量精确受到工业摄像机姿态调整装置运动精度、遮挡等的影响，且实时性差。双目视觉通过左右两个工业摄像机获取物体位置信息时，可以根据左右视差来判断物体的相对深度，从而得到被测物体的三维坐标，但双目视觉容易误检测，测量公共视场有限，对于盲区部分无法完成测量。多目视觉技术的基本原理与双目视觉测量类似，不同的是多目视觉增加了一台或多台工业摄像机以提供冗余的被测物体信息，使拍摄场景范围增大，可减少双目视觉的盲区也降低了双目视觉的误检测几率。在双目视觉系统和多目视觉系统中，为了实现对不同被测物体的最优检测，在系统实现过程中需根据被测物体调整多个工业摄像机之间的相对位置关系。现有的工业摄像机姿态调整结构的自由度多为二自由度和三自由度，且主要用于双目视觉系统以实现两个工业摄像机的位置和姿态的调整。在多目视觉系统，现有的工业摄像机位置和姿态调整结构难以使工业摄像机的位置和姿态及多个工业摄像机之间的相对位置关系满足需求，因此现有的工业摄像机姿态调整结构难以满足多目视觉系统中对工业摄像机位置和姿态调整的要求。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种工业摄像机位姿调整装置，可以解决多目视觉系统中工业摄像机位置和姿态及多个工业摄像机相对位置关系调整的问题，以获得对被测物体的最优检测，提高立体视觉的检测精度。为实现上述目的，按照本专利技术，提供了一种工业摄像机位姿调整装置，其特征在于，包括支撑板、齿轮轴、主动锥齿轮和四轴调节机构，其中，所述齿轮轴安装在所述支撑板上，并且该齿轮轴上安装所述主动锥齿轮；所述四轴调节机构包括从动锥齿轮、滚珠丝杠机构和三轴旋转调节机构，所述从动锥齿轮与所述主动锥齿轮啮合，所述滚珠丝杠机构安装在所述支撑板上，并且所述滚珠丝杠机构的丝杠与所述从动齿轮固定连接，所述滚珠丝杠机构的滚珠螺母连接所述三轴旋转调节机构；所述三轴旋转调节机构包括旋转轴支架、第一旋转关节、第二旋转关节和第三旋转关节，所述旋转轴支架安装在所述滚珠丝杠机构的滚珠螺母上，所述第一旋转关节通过旋转轴安装在所述旋转轴支架上，并且所述旋转轴与所述滚珠丝杠机构的丝杠平行，所述第二旋转关节通过第一铰轴铰接在所述第一旋转关节上，所述第三旋转关节用于安装工业摄像机并且该第三旋转关节通过第二铰轴铰接在所述第二旋转关节上，所述旋转轴、第一铰轴和第二铰轴分别平行于X轴、Y轴和Z轴，并且所述X轴、Y轴和Z轴共同构成笛卡尔坐标系。优选地，所述四轴调节机构设置有多个，并且它们环绕所述齿轮轴设置，每个所述四轴调节机构的从动锥齿轮均与所述主动锥齿轮啮合。优选地，所述滚珠丝杠机构和三轴旋转调节机构分别位于所述支撑板的两侧。优选地，所述旋转轴穿过所述旋转轴支架，并且所述旋转轴上设置有限位凸台，所述限位凸台上设置有弧形孔，所述旋转轴支架上设置有螺纹孔，螺栓从弧形孔处穿过所述限位凸台后伸入所述旋转轴支架上的螺纹孔内，以用于限制所述旋转轴的位置。优选地，所述齿轮轴上设置有制动件支撑座，所述制动件支撑座上安装有制动装置，所述制动装置包括第一限位臂和第二限位臂，所述第一限位臂和第二限位臂通过第三铰轴铰接在一起；所述第一限位臂通过第四铰轴铰接有第一中间支臂，所述第二限位臂通过第五铰轴铰接有第二中间支臂，所述第二中间支臂和第一中间支臂通过第六铰轴铰接在一起；所述第一中间支臂和第二中间支臂之间设置有扭转弹簧并且所述扭转弹簧穿装在所述第六铰轴上，所述第二限位臂远离所述第一限位臂的一端伸入所述主动锥齿轮的其中一个齿槽内。优选地，所述第一旋转关节上并排设置有多个第一卡槽，所述第二旋转关节上设置有多个第一卡台，所述第一卡台卡入所述第一卡槽内，第一铰轴穿过所有的第一卡台，从而将所述第一旋转关节和第二旋转关节铰接在一起。优选地，第一中间支座将所述第二旋转关节与所述第一旋转关节连接在一起，所述第一中间支座与所述第二旋转关节固定连接并且该第一中间支座上设置有多个弧形孔，所述第一旋转关节在对应于每个弧形孔的位置分别设置有一螺纹孔，螺钉穿过弧形孔后伸入第一旋转关节上的螺纹孔内，从而将所述第一中间支座和第一旋转关节固定连接在一起；所述第一旋转关节靠近所述第一中间支座的一端设置有内螺纹，所述第一铰轴的一端设置有外螺纹并且这一端伸入所述第一旋转关节后连接在第一旋转关节的内螺纹上。优选地，所述第二旋转关节上并排设置有多个第二卡槽，所述第三旋转关节上设置有多个第二卡台，所述第二卡台卡入所述第二卡槽内，第二铰轴穿过所有的第二卡台，从而将所述第二旋转关节和第三旋转关节铰接在一起。优选地，第二中间支座将所述第三旋转关节与所述第二旋转关节连接在一起，所述第二中间支座与所述第三旋转关节固定连接并且该第二中间支座上设置有多个弧形孔，所述第二旋转关节在对应于每个弧形孔的位置分别设置有一螺纹孔，螺钉穿过弧形孔后伸入第二旋转关节上的螺纹孔内，从而将所述第二中间支座和第二旋转关节固定连接在一起；所述第二旋转关节靠近所述第二中间支座的一端设置有内螺纹，所述第二铰轴的一端设置有外螺纹并且这一端伸入所述第二旋转关节后连接在第二旋转关节的内螺纹上。总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：1)通过圆锥齿轮传动机构、滚珠丝杠机构和三轴旋转调节机构，可以使工业摄像机实现四个自由度的调整(滚珠丝杠机构调整直线移动，三轴旋转调节机构调整绕三个轴的转动)，调节方便而且灵活；2)多个工业摄像机之间的相对位置关系可实现同步调整：通过主动锥齿轮和多个四轴调节机构的配合，可以使多个工业摄像机之间的相对位置关系实现同步调整，从而保证多个工业摄像机具有相似的视野范围，这有助于提高立体视觉的测量精度和减少视觉盲区；3)工业摄像机姿态的调整范围大：安装在第三旋转关节上的工业摄像机具有较大的调整范围，且通过三轴旋转调节装置可以对工业摄像机的姿态进行三自由度的旋转调整，可满足多目视觉中对工业摄像机最优姿态调整的需求；4)多种措施保证工业摄像机位姿调整后的严格静止状态：制动装置可以保证在完成工业摄像机的位置调整之后限制主动锥齿轮的位置，从而使工业摄像机的位置不会因外界作用力的干扰而发生变动；三轴旋转调节装置设置了螺栓来锁定旋转轴和铰轴，锁定相应的结构以保证在完成工业摄像机姿态调整后，工业摄像机的姿态不因外界作用力的干扰而产生变动。附图说明图1是本专利技术上安装工业摄像机的立体示意图；图2是三轴旋转调节机构上安装工业摄像机的立体示意图；图3是本专利技术中制动装置的示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种工业摄像机位姿调整装置，其特征在于，包括支撑板、齿轮轴、主动锥齿轮和四轴调节机构，其中，所述齿轮轴安装在所述支撑板上，并且该齿轮轴上安装所述主动锥齿轮；所述四轴调节机构包括从动锥齿轮、滚珠丝杠机构和三轴旋转调节机构，所述从动锥齿轮与所述主动锥齿轮啮合，所述滚珠丝杠机构安装在所述支撑板上，并且所述滚珠丝杠机构的丝杠与所述从动齿轮固定连接，所述滚珠丝杠机构的滚珠螺母连接所述三轴旋转调节机构；所述三轴旋转调节机构包括旋转轴支架、第一旋转关节、第二旋转关节和第三旋转关节，所述旋转轴支架安装在所述滚珠丝杠机构的滚珠螺母上，所述第一旋转关节通过旋转轴安装在所述旋转轴支架上，并且所述旋转轴与所述滚珠丝杠机构的丝杠平行，所述第二旋转关节通过第一铰轴铰接在所述第一旋转关节上，所述第三旋转关节用于安装工业摄像机并且该第三旋转关节通过第二铰轴铰接在所述第二旋转关节上，所述旋转轴、第一铰轴和第二铰轴分别平行于X轴、Y轴和Z轴，并且所述X轴、Y轴和Z轴共同构成笛卡尔坐标系。

【技术特征摘要】
1.一种工业摄像机位姿调整装置，其特征在于，包括支撑板、齿轮轴、主动锥齿轮和四轴调节机构，其中，所述齿轮轴安装在所述支撑板上，并且该齿轮轴上安装所述主动锥齿轮；所述四轴调节机构包括从动锥齿轮、滚珠丝杠机构和三轴旋转调节机构，所述从动锥齿轮与所述主动锥齿轮啮合，所述滚珠丝杠机构安装在所述支撑板上，并且所述滚珠丝杠机构的丝杠与所述从动齿轮固定连接，所述滚珠丝杠机构的滚珠螺母连接所述三轴旋转调节机构；所述三轴旋转调节机构包括旋转轴支架、第一旋转关节、第二旋转关节和第三旋转关节，所述旋转轴支架安装在所述滚珠丝杠机构的滚珠螺母上，所述第一旋转关节通过旋转轴安装在所述旋转轴支架上，并且所述旋转轴与所述滚珠丝杠机构的丝杠平行，所述第二旋转关节通过第一铰轴铰接在所述第一旋转关节上，所述第三旋转关节用于安装工业摄像机并且该第三旋转关节通过第二铰轴铰接在所述第二旋转关节上，所述旋转轴、第一铰轴和第二铰轴分别平行于X轴、Y轴和Z轴，并且所述X轴、Y轴和Z轴共同构成笛卡尔坐标系。2.根据权利要求1所述的一种工业摄像机位姿调整装置，其特征在于，所述四轴调节机构设置有多个，并且它们环绕所述齿轮轴设置，每个所述四轴调节机构的从动锥齿轮均与所述主动锥齿轮啮合。3.根据权利要求1所述的一种工业摄像机位姿调整装置，其特征在于，所述滚珠丝杠机构和三轴旋转调节机构分别位于所述支撑板的两侧。4.根据权利要求1所述的一种工业摄像机位姿调整装置，其特征在于，所述旋转轴穿过所述旋转轴支架，并且所述旋转轴上设置有限位凸台，所述限位凸台上设置有弧形孔，所述旋转轴支架上设置有螺纹孔，螺栓从弧形孔处穿过所述限位凸台后伸入所述旋转轴支架上的螺纹孔内。5.根据权利要求1所述的一种工业摄像机位姿调整装置，其特征在于，所述齿轮轴上设置有制动件支撑座，所述制动件支撑座上安装有制动装置，所述制动装置包括第一限位臂和第二限位臂，所述第一限位臂和第二限位臂通过第三铰轴铰接在一起；所述第一限位臂通过第四铰轴铰接有第一中间支臂，所述第二限位臂通过第五铰轴铰接有第二中间支臂，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈幼平，张志建，张代林，高北斗，谢经明，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42