CN204461351U - 一种快速准确测高的影像测量设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种快速准确测高的影像测量设备，其包括底座、测量平台、照明模块、光学成像模块、Z轴方向驱动模块、XY平面驱动模块。测量平台安装在XY平面驱动模块上，XY平面驱动模块固定在底座上驱动测量平台平行于XY平面移动。光学成像模块固定在Z轴方向驱动模块上，Z轴方向驱动模块固定在底座上驱动光学成像模块沿Z轴方向移动。照明模块通过连接件固定在光学成像模块上，并与照明模块在一个竖直面内，照明模块的照射方向跟光学成像模块的光轴有一个夹角且交点在测量平台的上方。本实用新型在现有影像仪的基础上加装Z轴方向驱动模块、XY平面驱动模块，结合影像仪上已有的成像***实现快速准确测高的目的。

Description

一种快速准确测高的影像测量设备

技术领域

本实用新型及产品的图像检测技术领域的一种影像测量设备，尤其涉及一种快速准确测高的影像测量设备。

背景技术

影像仪作为一种快速非接触精密测量工具，在现代工业尤其是精密制造业中发挥了巨大作用。影像仪是一种二维测量设备，主要是测量二维平面的信息，虽然可以通过移动镜头配合算法处理进行高度(z轴)测量，但是速度慢，精度差，无法满足客户的需求。针对此问题已经有解决方法：在现有影像仪上加装位移传感器，主要是激光位移传感器。但是这极大增加影像仪的成本，尤其是目前所用位移传感器主要考进口，成本很难降低。这些都阻碍了影像仪测高功能的发展。

实用新型内容

为了克服现有的影像测量设备测高的不足：通过移动镜头配合算法处理进行高度(z轴)测量，速度慢，精度差，无法满足客户的需求；本实用新型提供一种快速准确测高的影像测量设备。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种快速准确测高的影像测量设备，其包括底座(80)、测量平台(70)、照明模块(30)、光学成像模块(40)、Z轴方向驱动模块(60)、XY平面驱动模块(50)；XY平面驱动模块(50)固定在底座(80)上，测量平台(70)安装在XY平面驱动模块(50)上，测量平台(70)承载被测工件，XY平面驱动模块(50)驱动测量平台(70)平行于XY平面移动，XY平面为垂直于光学成像模块(40)的光轴的平面；Z轴方向驱动模块(60)固定在底座(80)上，光学成像模块(40)固定在Z轴方向驱动模块(60)上，Z轴方向驱动模块(60)驱动光学成像模块(40)沿Z轴方向移动，Z轴方向为平行于光学成像模块(40)的光轴的方向；照明模块(30)通过连接件(90)固定在光学成像模块(40)上，光学成像模块(40)与照明模块(30)在一个竖直面内，照明模块(30)的照射方向跟光学成像模块(40)的光轴有一个夹角且交点在测量平台(70)的上方。

作为上述方案的进一步，照明模块(30)采用激光照明。

作为上述方案的进一步，所述夹角的角度为0°-90°。优选地，所述夹角的角度为45°-75°。

作为上述方案的进一步，照明模块(30)为所述夹角可调节式的激光照明模块。优选地，照明模块(30)通过过渡配合固定在连接件(90)上。

作为上述方案的进一步，Z轴方向驱动模块(60)采用气缸驱动方式。

作为上述方案的进一步，XY平面驱动模块(50)采用平面移动装置。

本实用新型在现有影像仪的基础上加装Z轴方向驱动模块(60)、XY平面驱动模块(50)，结合影像仪上已有的成像***实现快速准确测高的目的。Z轴方向驱动模块(60)、XY平面驱动模块(50)代替一套激光位移传感器，Z轴方向驱动模块(60)可采用气缸驱动方式或升降台驱动方式等，XY平面驱动模块(50)可采用平面移动装置等，极大的降低了成本，实现了快速精确测高的功能。

附图说明

图1是本实用新型的快速准确测高的影像测量设备的立体结构示意图。

图2是图1中快速准确测高的影像测量设备的***框架示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参考图1和图2，本实用新型实施例提供一种快速准确测高的影像测量设备，其包括测量模块10、处理器20、照明模块30、光学成像模块40、XY平面驱动模块50、Z轴方向驱动模块60、测量平台70、底座80。

测量平台70用于承载被测工件，光学成像模块40通过Z轴方向驱动模块60间接安装在测量平台70上，当测量平台70放置被测工件时，能使光学成像模块40采集到被测工件的图像数据信息。XY平面驱动模块50固定在底座80上，测量平台70安装在XY平面驱动模块50上。测量平台70可通过XY平面驱动模块50驱动测量平台70沿XY平面移动，所述XY平面为平行于测量平台70的平面也为平行于光学成像模块40的光轴的平面。

XY平面驱动模块50包括X轴方向驱动单元51和Y轴方向驱动单元52。X轴方向驱动单元51用于驱动测量平台70做X轴方向的移动，Y轴方向驱动单元52用于驱动测量平台70做Y轴方向的移动，X轴方向垂直于Y轴方向，且X轴方向与Y轴方向均于测量平台70平行。

照明模块30用于对测量平台70上的被测工件照明，照明模块30为激光照明模块：采用激光器发射激光点的方式，用于对测量平台70上的被测工件提供激光点照明以在所述被测工件上形成光斑。

光学成像模块40用于对受照明的所述被测工件进行成像，生成图像数据信息。光学成像模块40固定在Z轴方向驱动模块60上，Z轴方向驱动模块60固定在底座80上。光学成像模块40可通过Z轴方向驱动模块60驱动光学成像模块40沿Z轴方向移动，所述Z轴方向为垂直于测量平台70的方向也为垂直于光学成像模块40的光轴的方向，所述XY平面与所述Z轴方向构成三维立体空间坐标系。

本实用新型在现有影像仪的基础上加装Z轴方向驱动模块60、XY平面驱动模块50，结合影像仪上已有的成像***实现快速准确测高的目的。Z轴方向驱动模块60、XY平面驱动模块50代替一套激光位移传感器，Z轴方向驱动模块60可采用气缸驱动方式，XY平面驱动模块50可采用平面移动装置，极大的降低了成本，实现了快速精确测高的功能。

下面结合已有影像仪的软件***功能对整个影像测量设备进行介绍。

处理器20包括控制模块21和图像处理模块22。控制模块21用于驱动Z轴方向驱动模块60和XY平面驱动模块50。光学成像模块40在对测量平台70上的被测工件进行成像后将被测工件所成的图像数据信息传输给控制器20。当然，Z轴方向驱动模块60和XY平面驱动模块50也可以人工开启，这样无需调整现有软件，整个影像测量设备仅仅只是机构做了创新。然而，在如今社会，减少劳动力迫在眉睫，因此，Z轴方向驱动模块60和XY平面驱动模块50最好采用控制模块21进行驱动。

控制模块21通过Z轴方向驱动模块60上/下移动光学成像模块40将所述光斑处在所述成像***视野的正中心，并标记为所述光学***的基准位置，还通过控制XY平面驱动模块50平面移动测量平台70以移动所述被测工件。在光学成像模块40获得所述被测工件表面具有光斑的图像数据信息时，控制模块21还根据所述图像数据信息记录所述光斑在所述成像***视野里的位置变化。图像处理模块22根据所述基准位置、所述位置变化获得所述被测工件的高度。

所述光学成像模块40与所述Z轴方向驱动模块60相连接，所述XY平面驱动模块50与所述控制模块21相连接，所述Z轴方向驱动模块60与所述控制模块21相连接，且所述控制模块21与所述测量模块10相连接，所述激光照明模块固定在所述光学成像模块40的侧方。优选地，所述光学成像模块40与所述激光照明模块均固定在所述Z轴方向驱动模块60上并均位于所述测量平台70的上方；所述光学成像模块40位于所述测量平台70上的被测工件的正上方，且所述激光照明模块跟所述光学成像模块40在一个竖直面内，所述激光照明模块的激光照射方向跟所述光学成像模块40的光轴有一个夹角且交点在所述测量平台70的上方。所述夹角的角度可为0°-90°，优选为45°-75°。

在本实施方式，激光照明模块通过连接件90跟光学成像模块40固定在一起，通过Z轴方向驱动模块60与底座80相连，测量平台70通过XY平面驱动模块50也与底座80相连。激光照明模块的激光照射方向可采用可调节方式，如激光照明模块30通过过渡配合的方式固定于连接件90，因此只需要手动转动激光照明模块即可，当然激光照明模块也可以采用控制模块21控制马达驱动的方式实现自动转动，因而不需要人工手动调整激光照明模块30的激光照射方向。

当激光照明模块30的激光照射方向调节之后，控制模块21更新所述光学***的基准位置。因此，所述控制器20处理所述光学成像模块40采集到的图像数据信息以获得被测工件的参数，且用于控制整个测量过程，其中控制模块21用于控制所述XY平行驱动模块50和所述Z轴方向驱动模块60以使所述测量平台70和所述光学成像模块40按预定或计算路径移动，所述图像处理模块22用于控制所述测量平台70在移动的过程中对被测工件进行多次成像，成像完成后对所成影像进行对比度自动调整，用于处理所成影像数据以获得被测工件的参数。

所述测量模块10用于提供人机交互的界面，操作人员通过所述测量模块10观测待测工件、输入输出数据、控制测量过程和对测量数据进行分析。本实用新型的快速准确测高的影像测量设备，其工作过程包括如下步骤：

将一被测工件放置在所述测量平台70上。

通过所述测量模块10的人机交互界面，所述驱动控制单元21控制所述XY驱动模块50和所述Z驱动模块60，使工件处在所述光学成像模块40的测量范围内和所述激光照明模块30的照射范围内。

所述激光照明模块30为被测工件提供照明。

所述光学成像模块40捕捉被测工件表面激光信号，并将图像信息发给所述图像处理单元22。

所述图像处理单元22获得图像信息并计算出被测工件表面高度信息。

所述图像处理单元22获得该被测工件的参数后，由所述测量模块10进行显示并输出，至此完成了整个测高过程。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种快速准确测高的影像测量设备，其包括底座(80)、测量平台(70)、照明模块(30)、光学成像模块(40)：其特征在于：所述影像测量设备还包括Z轴方向驱动模块(60)、XY平面驱动模块(50)；XY平面驱动模块(50)固定在底座(80)上，测量平台(70)安装在XY平面驱动模块(50)上，测量平台(70)承载被测工件，XY平面驱动模块(50)驱动测量平台(70)平行于XY平面移动，XY平面为垂直于光学成像模块(40)的光轴的平面；Z轴方向驱动模块(60)固定在底座(80)上，光学成像模块(40)固定在Z轴方向驱动模块(60)上，Z轴方向驱动模块(60)驱动光学成像模块(40)沿Z轴方向移动，Z轴方向为平行于光学成像模块(40)的光轴的方向；照明模块(30)通过连接件(90)固定在光学成像模块(40)上，光学成像模块(40)与照明模块(30)在一个竖直面内，照明模块(30)的照射方向跟光学成像模块(40)的光轴有一个夹角且交点在测量平台(70)的上方。

2.根据权利要求1所述的快速准确测高的影像测量设备，其特征在于：照明模块(30)采用激光照明。

3.根据权利要求1所述的快速准确测高的影像测量设备，其特征在于：所述夹角的角度为0°-90°。

4.根据权利要求3所述的快速准确测高的影像测量设备，其特征在于：所述夹角的角度为45°-75°。

5.根据权利要求1所述的快速准确测高的影像测量设备，其特征在于：照明模块(30)为所述夹角可调节式的激光照明模块。

6.根据权利要求5所述的快速准确测高的影像测量设备，其特征在于：照明模块(30)通过过渡配合固定在连接件(90)上。

7.根据权利要求1所述的快速准确测高的影像测量设备，其特征在于：Z轴方向驱动模块(60)采用气缸驱动方式。

8.根据权利要求1所述的快速准确测高的影像测量设备，其特征在于：XY平面驱动模块(50)采用平面移动装置。