[發(fā)明專利]可自動(dòng)對(duì)焦、調(diào)節(jié)光圈和切換鏡片的焊縫視覺傳感器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010966799.5
• 申請(qǐng)日: 2020-09-15
• 公開（公告）號(hào): CN112130401B
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王一剛;范勝利;呂隆斐;瞿波;程榮源
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 寧波博視達(dá)焊接機(jī)器人有限公司
• 主分類號(hào): G03B13/36
• 分類號(hào): G03B13/36;G03B17/14;G03B9/02;G02B7/09;B23K37/00
• 代理公司: 寧波奧圣專利代理有限公司 33226
• 代理人: 周玨

本發(fā)明公開了一種可自動(dòng)對(duì)焦、調(diào)節(jié)光圈和切換鏡片的焊縫視覺傳感器，其由圖像采集裝置、光圈調(diào)節(jié)裝置、對(duì)焦裝置和鏡片切換裝置組成，圖像采集裝置包括鏡頭和相機(jī)，鏡頭具有光圈調(diào)節(jié)環(huán)和對(duì)焦調(diào)節(jié)環(huán)，相機(jī)設(shè)于鏡頭的正后方，光圈調(diào)節(jié)裝置包括裝于光圈調(diào)節(jié)環(huán)上的第一環(huán)狀?yuàn)A具和驅(qū)動(dòng)第一環(huán)狀?yuàn)A具轉(zhuǎn)動(dòng)的第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)，對(duì)焦裝置包括裝于對(duì)焦調(diào)節(jié)環(huán)上的第二環(huán)狀?yuàn)A具和驅(qū)動(dòng)第二環(huán)狀?yuàn)A具轉(zhuǎn)動(dòng)的第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)，鏡片切換裝置包括鏡片切換輪盤和驅(qū)動(dòng)鏡片切換輪盤轉(zhuǎn)動(dòng)的第三驅(qū)動(dòng)電機(jī)，鏡片切換輪盤上沿周向均勻設(shè)有多片鏡片，轉(zhuǎn)動(dòng)鏡片切換輪盤使任一片鏡片與鏡頭和相機(jī)的中心軸線在同一直線上；優(yōu)點(diǎn)是無需較高操作技巧的操作人員，操作誤差很小、速度快且穩(wěn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種視覺焊縫跟蹤系統(tǒng)，尤其是涉及一種可自動(dòng)對(duì)焦、調(diào)節(jié)光圈和切換鏡片的焊縫視覺傳感器。

背景技術(shù)

焊接技術(shù)是一種常用的熱加工技術(shù)，其在汽車、造船、鋼鐵、焊管、冶金等重要行業(yè)中均有廣泛應(yīng)用，其技術(shù)水平反映了一個(gè)國(guó)家的工業(yè)制造水平。

近些年，焊接領(lǐng)域不斷引入了各種視覺焊縫跟蹤系統(tǒng)，極大地提升了焊接技術(shù)的自動(dòng)化程度。視覺焊縫跟蹤系統(tǒng)的核心部件是焊縫視覺傳感器，傳統(tǒng)的焊縫視覺傳感器需要手動(dòng)對(duì)焦、手動(dòng)調(diào)節(jié)光圈以及手動(dòng)切換鏡片，然而這種手動(dòng)處理方式存在以下幾方面問題：1)操作難度大，要求現(xiàn)場(chǎng)操作人員需具備較高的操作技巧，從而增加了人工成本；2)手動(dòng)處理方式的誤差較大，會(huì)導(dǎo)致獲取的圖像不穩(wěn)定，降低了視覺焊縫跟蹤系統(tǒng)的可靠性；3)手動(dòng)處理方式的速度不穩(wěn)定，靈活性較差。因此，需要設(shè)計(jì)一種可進(jìn)行自動(dòng)對(duì)焦、自動(dòng)調(diào)節(jié)光圈以及自動(dòng)切換鏡片的焊縫視覺傳感器，使視覺焊縫跟蹤系統(tǒng)能根據(jù)焊接現(xiàn)場(chǎng)狀況，自動(dòng)對(duì)焦、自動(dòng)調(diào)節(jié)光圈大小和自動(dòng)切換濾光鏡片，從而降低視覺焊縫跟蹤系統(tǒng)的使用難度，提高視覺焊縫跟蹤系統(tǒng)的可靠性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種可自動(dòng)對(duì)焦、調(diào)節(jié)光圈和切換鏡片的焊縫視覺傳感器，其對(duì)焦、調(diào)節(jié)光圈和切換鏡片無需具備較高操作技巧的操作人員，其對(duì)焦、調(diào)節(jié)光圈和切換鏡片的誤差很小、速度快且穩(wěn)。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：一種可自動(dòng)對(duì)焦、調(diào)節(jié)光圈和切換鏡片的焊縫視覺傳感器，其特征在于由圖像采集裝置、光圈調(diào)節(jié)裝置、對(duì)焦裝置和鏡片切換裝置組成，所述的圖像采集裝置包括鏡頭和相機(jī)，所述的鏡頭具有光圈調(diào)節(jié)環(huán)、鏡頭筒和對(duì)焦調(diào)節(jié)環(huán)，所述的相機(jī)設(shè)置于所述的鏡頭的正后方，所述的相機(jī)的鏡頭座的中心軸線與所述的鏡頭的中心軸線在同一直線上，所述的光圈調(diào)節(jié)裝置包括夾裝于所述的光圈調(diào)節(jié)環(huán)上的第一環(huán)狀?yuàn)A具和用于驅(qū)動(dòng)所述的第一環(huán)狀?yuàn)A具帶動(dòng)所述的光圈調(diào)節(jié)環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)的第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述的對(duì)焦裝置包括夾裝于所述的對(duì)焦調(diào)節(jié)環(huán)上的第二環(huán)狀?yuàn)A具和用于驅(qū)動(dòng)所述的第二環(huán)狀?yuàn)A具帶動(dòng)所述的對(duì)焦調(diào)節(jié)環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)的第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述的鏡片切換裝置包括鏡片切換輪盤和用于驅(qū)動(dòng)所述的鏡片切換輪盤轉(zhuǎn)動(dòng)的第三驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述的鏡片切換輪盤設(shè)置于所述的鏡頭與所述的相機(jī)之間，所述的鏡片切換輪盤上沿周向均勻設(shè)置有多片不同用途的光學(xué)鏡片，轉(zhuǎn)動(dòng)所述的鏡片切換輪盤使任一片所述的光學(xué)鏡片對(duì)準(zhǔn)所述的鏡頭和所述的相機(jī)的鏡頭座且該所述的光學(xué)鏡片的中心軸線與所述的鏡頭的中心軸線在同一直線上。

所述的光圈調(diào)節(jié)裝置還包括第一電機(jī)齒輪，所述的第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)水平設(shè)置，所述的第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸與所述的第一電機(jī)齒輪連接，所述的第一環(huán)狀?yuàn)A具由第一帶齒開口環(huán)和第一無齒開口環(huán)組成，所述的第一帶齒開口環(huán)的外環(huán)面呈齒輪結(jié)構(gòu)，所述的第一無齒開口環(huán)的外環(huán)面為光面，所述的第一帶齒開口環(huán)和所述的第一無齒開口環(huán)的內(nèi)環(huán)面均為光面，所述的第一帶齒開口環(huán)的第一端與所述的第一無齒開口環(huán)的第一端一體連接形成有一個(gè)與所述的光圈調(diào)節(jié)環(huán)相適配的第一內(nèi)孔，所述的第一帶齒開口環(huán)和所述的第一無齒開口環(huán)套于所述的光圈調(diào)節(jié)環(huán)上后通過第一緊固件連接所述的第一帶齒開口環(huán)的第二端與所述的第一無齒開口環(huán)的第二端，使所述的第一環(huán)狀?yuàn)A具抱緊所述的光圈調(diào)節(jié)環(huán)，所述的第一帶齒開口環(huán)的外環(huán)面上的齒輪結(jié)構(gòu)與所述的第一電機(jī)齒輪嚙合。在此，利用第一電機(jī)齒輪與第一帶齒開口環(huán)的外環(huán)面上的齒輪結(jié)構(gòu)嚙合來實(shí)現(xiàn)第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)第一環(huán)狀?yuàn)A具轉(zhuǎn)動(dòng)，第一環(huán)狀?yuàn)A具抱緊光圈調(diào)節(jié)環(huán)，帶動(dòng)光圈調(diào)節(jié)環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié)；通過上緊第一緊固件可以減少第一內(nèi)孔的周長(zhǎng)，即可使第一環(huán)狀?yuàn)A具抱緊光圈調(diào)節(jié)環(huán)。