[發明專利]一種可升降式多自由度雙目立體視覺裝置

在審

• 申請號: 201711074971.0
• 申請日: 2017-11-06
• 公開（公告）號: CN107806827A
• 公開（公告）日: 2018-03-16
• 發明（設計）人: 喬玉晶;皮彥超;高勝彪
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及針對大尺寸結構測量，可以實現攝像機多自由度的驅動、測量精度高、可測范圍大、裝置平穩性好，適用于大尺寸零件的三維重構和三維形貌檢測。

背景技術

隨著中國制造業的快速發展，許多行業的產品大量采用了大型復雜曲面工件，工業界在加工控制和質量檢測方面都迫切需要能用于大型復雜曲面機械系統工作現場高精度、速度快、方便、經濟的三維表面形貌和變形的測量方法和設備，在這種背景之下，雙目視覺測量技術得以快速的發展，在實際應用中，通常要求儀器設備自動的獲取周邊環境的三維立體信息，這就要求雙目攝像裝置能夠實現自身的多維運動，以滿足圖像的獲取要求，現在已經出現了多種三維形貌測量設備并已產品化，但是大部分測量設備或測量系統，往往針對具體的應用而開發，數據處理通常對應特定的測量對象，存在著測量設備缺乏靈活性，自動化程度低，運動精度不夠，不能實現大覆蓋率測量，難以實現對攝像機站位的有效控制，使其在后期數據處理過程中會生產較大的系統誤差。

發明內容

本發明的目的是為了改善上述現有技術存在的不足之處，而提供一種多自由度具有較大的視覺測量范圍，節約裝置空間，并對大尺寸零件提供最佳的攝像機光軸夾角與攝像機基線距離的視覺測量裝置。

為了達到上述目的，本發明采用如下技術改進：

所述的機架底部設置為法蘭盤結構，機架與氣缸通過螺栓固定連接,機架導軌上的軸承與升降軸a圈套連接，升降軸a與氣缸通過螺栓連接，使得氣缸推動升降軸a通過軸承水平滾動控制其自動升降，從而實現攝像機與地面之間距離的改變。

所述的導軌a和導軌b通過軸相連，導軌a上的滑塊a與連接板a通過螺釘相連，導軌b端部連接電機，導軌a和導軌b采用同步齒形帶結構，由端部伺服電機提供驅動力，與滑塊a產生相對運動,實現視覺測量裝置在X方向上的位置移動；連接板a與連接板b通過雙頭螺柱連接，連接板b上的卡座與滑塊d相連，導軌c與滑塊b采用循環滾珠絲杠方式，導軌c端部與伺服電機相連，為導軌c提供Y軸方向的驅動力，實現視覺測量裝置在Y軸方向上的移動。

所述的導軌d和導軌e均為滾珠螺桿結構，上面置有雙滑塊c、滑塊d，所述滑塊c與滑塊d通過伺服電機驅動，實現水平移動，可精準調節兩攝像機之間的基線距離。

所述的滑塊c與回轉臺a通過定位螺栓連接,滑塊d與回轉臺b通過定位螺栓連接，回轉臺a內有傳動齒輪,回轉臺a端部由伺服電機驅動，回轉臺a以轉動副的形式連接攝像機a，回轉臺b以轉動副的形式連接攝像機b,實現對兩攝像機的光軸夾角控制。

本發明經過上述技術改進，達到了如下有益效果：

本發明利用剪式升降臺、攝像機光軸夾角控制裝置，相向對行式基線距離控制裝置和空間站位坐標定位裝置相復合，實現基于雙目視覺的大范圍、高精度的自動控制測量裝置，可以實現對大尺寸復雜表面零件的大范圍、高精度的測量?；诒景l明的靈活性，可使現階段處于實驗室階段的視覺測量方法能快捷、有效的應用于大尺寸零件測量的現場實踐之中。視覺測量有著測量速度快，測量精度高，節約空間、穩定性高、與被測零件無需接觸以有效保護零件表面的特點，對大尺寸零件制造業發展有著重要的意義。

附圖說明：

圖1是本發明一種可升降雙目視覺測量裝置的結構示意圖。

圖2是本發明一種可升降雙目視覺測量裝置的剪式升降臺結構示意圖。

圖3是本發明一種可升降雙目視覺測量裝置的機械臂、回轉臺及攝像機的側視結構示意圖。

圖4是本發明一種可升降雙目視覺測量裝置的機械臂、回轉臺及攝像機的主視結構示意圖。

具體實施方式：

一種可升降式雙目立體視覺裝置，機架(1)底部設置為法蘭盤結構，機架(1)與氣缸(2)通過螺栓固定相連,機架(1)導軌上的軸承與升降軸a(3)圈套連接，升降軸a(3)與氣缸（2）通過螺栓連結，使得氣缸推動升降軸a(3)通過軸承水平滾動控制其自動升降，從而實現攝像機與地面之間距離的改變；支撐板a(4)與升降軸a(3)圈套相連，支撐板b(5)與機架(1)為銷連接，支撐板a(4)與支撐板b(5)通過升降軸b(6)相連，支撐板a(4)與支撐板c(7)通過升降軸c(8)相連，支撐板b(5)與支撐板d(9)通過升降軸d(10)相連，支撐板c(7)與支撐板d(9)通過升降軸e(11)連接；支撐板c(7)與托盤（12）軌道通過升降軸f(13)連接，支撐板d(9)與托盤（12）為銷連接；托盤（12)上設有底座，托盤(12)上的底座與導軌a(14)、導軌b(15)的卡座通過螺釘連接；導軌a(14)全長1000mm，采用同步齒形帶結構，通過端部與之連接的伺服電機獲得驅動力，產生相對與滑塊a(17)的相對運動,以此通過導軌a(14)控制終端雙目視覺測量裝置的X方向的位置定位，控制精度0.3mm。導軌a(14)和導軌b(15)通過軸(16)相連，導軌a（14）上采用帶有端部密封蓋的加強型滑塊a（17），具有良好的防塵性能，滑塊兒a(17)與連接板a(18)通過螺釘相連；連接板a(18)與連接板b(19)通過雙頭螺柱連接，連接板b(19)上的卡座與滑塊兒b(21)相連，導軌c(20)與滑塊滑塊兒b(21)采用循環滾珠絲杠的驅動方式，有效行程600mm，導軌c(20)端部與伺服電機相連接，為導軌c(20)提供Y軸方向的驅動力，運動精度0.1mm?；瑝K兒b(21)與連接板c(22)通過螺釘固定連接，連接板c(22)與支撐架(23)通過雙頭螺柱連接；支撐架(23)上設有電機a(24)、電機b(25)和導軌d(26)、導軌e(27)。導軌d(26)、導軌e(27)采用滾珠螺桿結構,上面置有雙滑塊c(28)、滑塊d(29),導軌(26)、導軌(27)為雙目視覺系統的攝像機基線距離的控制導軌，重復定位精度達0.02mm。加強型滑塊c(28)與回轉臺a(30)通過定位螺栓連接，回轉臺a(30)內有傳動齒輪,回轉臺a(30)端部連接伺服電機提供轉動驅動力，回轉臺a(30)以轉動副的形式連接攝像機a(32)，回轉臺b(31)以轉動副的形式連接攝像機b(33)，繞軸向旋轉角度：-157度～157度，轉角精度0.1度，實現對兩攝像機的光軸夾角控制。以上所述具體實施例，對本發明的解決的技術問題、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的具體實施例而已，并不用于限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。