CN220419180U - 一种面向光滑表面的缺陷检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种面向光滑表面的缺陷检测装置，包括显示屏外壳、显示屏及一个以上的图像采集单元，所述显示屏安装于显示屏外壳内部，所述显示屏和图像采集单元通过线缆连接至处理单元，所述图像采集单元通过可调安装支座安装于显示屏外壳上，通过调节可调安装支座与显示屏的相对位姿使其满足被测表面曲率要求与视场要求。本实用新型具有结构简单、使用方便、适用范围广、能够提高检测效率和检测精度等优点。

Description

一种面向光滑表面的缺陷检测装置

技术领域

本实用新型主要涉及到智能化质量检测技术领域，特指一种面向光滑表面的缺陷检测装置。

背景技术

质量检测在工业生产制造领域是极其重要的一个环节，目前在亟需进行质量检测的对象当中存在大量的具有光滑表面的物体，如汽车漆面、玻璃、陶瓷表面等。然而，这类待检测对象的物体表面反射光线多以镜面反射为主，而市面主流3D成像产品大多基于漫反表面开发，对镜面反射为主的物体表面检测时，图像极易出现过曝现象，这就导致了主流3D成像产品及技术很难于被应用于光滑表面的物体的检测。

现有技术中，相位偏折术是镜面三维测量技术中常用的方法，由于其***比较简单、抗干扰能力强，可测量复杂曲面，从而备受关注。相位偏折术的原理为通过显示屏显示有规律的条纹图，相机拍摄到由被测镜面反射的变形条纹图，通过计算其几何关系得到被测表面的面型。

例如，有从业者针对漆面检测提出了一种检测装置(中国申请号202022686999.3)，该技术方案包括显示屏、图像采集设备、工控装置和外壳等，其中图像采集设备与外壳采用了硬连接(刚性连接)的设计，这就意味着该系列产品相机与显示屏之间的空间位姿是相对固定的，相机与显示屏的空间位姿与被测表面的面型决定了偏折相机的真实可拍摄的视场，虽然这样设计可以简化***标定流程的复杂度，但是在面对曲率变化较大的产品漆面检测时，这种硬连接的设计可能会导致部分视场丢失的现象，这就会使该设备检测大曲率表面时的效率降低，增加了企业生产成本。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本实用新型提供一种结构简单、使用方便、适用范围广、能够提高检测效率和检测精度的面向光滑表面的缺陷检测装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种面向光滑表面的缺陷检测装置，包括显示屏外壳、显示屏及一个以上的图像采集单元，所述显示屏安装于显示屏外壳内部，所述显示屏和图像采集单元通过线缆连接至处理单元，所述图像采集单元通过可调安装支座安装于显示屏外壳上，通过调节可调安装支座与显示屏的相对位姿使其满足被测表面曲率要求与视场要求。

作为本实用新型的进一步改进：所述显示屏外壳周边的一个侧边或多个侧边上设置有支架连接板，所述可调安装支座安装于支架连接板上。

作为本实用新型的进一步改进：所述支架连接板为一块整板，所述一个以上的图像采集单元均安装于一块支架连接板上；或者，所述支架连接板为多段式独立板结构，每块独立板与一个图像采集单元对应。

作为本实用新型的进一步改进：所述支架连接板上设有滑轨、及与滑轨相互配合的滑块，所述滑块上安装有偏航转动台，所述图像采集单元安装于偏航转动台上，利用偏航转动台完成图像采集单元的转动调节。

作为本实用新型的进一步改进：在所述偏航转动台上安装有转动台连接件，所述转动台连接件安装有俯仰转动台，所述图像采集单元通过第一连接件安装于俯仰转动台上，利用俯仰转动台完成图像采集单元的俯仰运动调节。

作为本实用新型的进一步改进：在所述支架连接板上设置有支座底板，所述支座底板上设置有转动块，所述转动块上设置有两个以上的连杆，所述图像采集单元通过安装板与连杆进行连接。

作为本实用新型的进一步改进：在所述支座底板上开有槽孔，并通过螺栓与支架连接板的螺纹孔进行连接，以实现滑动调节功能。

作为本实用新型的进一步改进：所述显示屏外壳的后部设置有法兰连接板。

作为本实用新型的进一步改进：所述显示屏外壳的内部设置有显示屏控制器，用来完成对显示屏的控制。

作为本实用新型的进一步改进：所述图像采集单元为两个以上时，采用安装于显示屏外壳同一侧或不同一侧的布置方式。

与现有技术相比，本实用新型的优点就在于：

本实用新型的面向光滑表面的缺陷检测装置，结构简单、使用方便、适用范围广、能够提高检测效率和检测精度，通过调节可调安装支座与显示屏的相对位姿，使其满足被测表面曲率要求与视场要求，适应不同曲率表面的检测；而且，根据实际需求，图像采集单元的数量还可调，当被测面面积较大使可以通过增加相机数量在扩大检测视场，用以提高检测效率。

附图说明

图1是本实用新型在具体应用实例中的立体结构原理示意图。

图2是本实用新型在具体应用实例中的主视结构原理示意图。

图3是本实用新型在具体应用实例中的后视结构原理示意图。

图4是本实用新型在具体应用实例中的侧视截面示意图。

图5是本实用新型在一个具体应用实例中图像采集单元的安装结构原理示意图。

图6是本实用新型在另一个具体应用实例中图像采集单元的安装结构原理示意图。

图7是本实用新型在另一个具体应用实例中图像采集单元的安装之后的结构原理示意图。

图例说明：

1、可调安装支座；2、支架连接板；3、显示屏外壳；4、显示屏；5、图像采集单元；6、法兰连接板；7、显示屏控制器；101、滑轨；102、转动台连接件；103、俯仰转动台；104、第一连接件；105、偏航转动台；106、滑块；107、支座底板；108、转动块；109、安装板；110、连杆。

具体实施方式

以下将结合说明书附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“装配”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

如图1-图4所示，本实用新型的一种面向光滑表面的缺陷检测装置，包括显示屏外壳3、显示屏4及一个以上的图像采集单元5，所述显示屏4安装于显示屏外壳3内部，所述显示屏4和图像采集单元5(如工业相机)通过线缆连接至处理单元(如外部工控机或内置工控机、内置处理芯片等)，通过处理单元的上位软件控制显示屏4的图案投放和图像采集单元5的数据采集等功能。本实用新型将图像采集单元5通过可调安装支座1安装于显示屏外壳3上，通过调节可调安装支座1与显示屏4的相对位姿，使其满足被测表面曲率要求与视场要求。

在具体应用实例中，所述显示屏外壳3的内部设置有显示屏控制器7，用来完成对显示屏4的控制。

在具体应用实例中，所述显示屏外壳3的周边上(例如一个侧边或多个侧边)设置有支架连接板2，所述可调安装支座1安装于支架连接板2上。可以理解，所述支架连接板2可以根据实际需要来选择一块整板的方式或多段式独立板的方式，如采用多段式独立板的方式则用来与可调安装支座1及图像采集单元5一一对应。

作为优选实施例，在本实例中所述图像采集单元5分布在显示屏4的上方。但图像采集单元5的分布与数量布局不限于此，可以是一侧两台、两侧各两台、四周各两台、一侧四台、上下两侧各四台、上下两侧各四台左右两侧各两台等分布，具体分布需要根据被测表面曲率与视场要求而定。

进一步，参见图5所示，作为优选方案，所述支架连接板2上设有滑轨101、及与滑轨101相互配合的滑块106，所述滑块106上安装有偏航转动台105，所述图像采集单元5安装于偏航转动台105上，利用偏航转动台105完成图像采集单元5的转动调节。在该实例中，利用滑轨101和滑块106能够实现水平滑动的调节，以实现水平方向的调节。

进一步，作为优选方案，本实用新型进一步在所述偏航转动台105上安装有转动台连接件102，所述转动台连接件102安装有俯仰转动台103，所述图像采集单元5通过第一连接件104安装于俯仰转动台103上，利用俯仰转动台103完成图像采集单元5的俯仰运动调节。

在另一个具体应用实例中，参见图6和图7，为了完成图像采集单元5的运动调节，还可以在所述支架连接板2上设置有支座底板107，所述支座底板107上设置有转动块108，所述转动块108上设置有两个以上的连杆110，所述图像采集单元5通过安装板109与连杆110进行连接。这样子，本实用新型就能够通过转动块108和连杆110完成对图像采集单元5的运动调节。

在该实例中，为了实现图像采集单元5的滑动调节，进一步在支座底板107开有槽孔，并通过螺栓与支架连接板2的等距螺纹孔进行连接，实现滑动调节功能，所述图像采集单元5的偏航角的调节功能可以通过改变支座底板107与转动块108之间的相对角度实现，并通过螺栓连接进行锁紧，所述图像采集单元5的俯仰角的调节功能可以通过改变安装板109和连杆110之间的夹角实现，并通过螺栓连接进行锁紧。

在具体应用实例中，所述显示屏外壳3的后部设置有法兰连接板6，所述法兰连接板6是用来将本实用新型的装置与其他设备进行配合的一个连接件，而且作为一个连接件，其具体的连接接口应与实际情况相结合，并根据安装的实际位置，如行架、机械臂末端或者是某些检测设备的机架上等，进行一定调整，并根据实际应用需要来选择采用何种方式，在此就不再赘述。

工作时，在本实用新型的缺陷检测装置安装完毕后，先通过调节可调安装支座1与显示屏4的相对位姿，使其满足被测表面曲率要求与视场要求。然后，在进行缺陷检测装置工作时，工控机上位软件控制显示屏4的图案投放，同时触发图像采集单元5拍照，所有图像采集单元5采集的数据通过线缆传回工控机，工控机上位软件根据相机传回的数据，通过算法对被测表面进行缺陷检测。该算法可以直接采用现有技术中常用的方式，这并不是本实用新型的创新所在，在此不再赘述。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种面向光滑表面的缺陷检测装置，其特征在于，所述面向光滑表面的缺陷检测装置包括：

显示屏外壳(3)、显示屏(4)及一个以上的图像采集单元(5)，所述显示屏(4)安装于显示屏外壳(3)内部，所述显示屏(4)和图像采集单元(5)通过线缆连接至处理单元，

其中，所述图像采集单元(5)通过可调安装支座(1)安装于显示屏外壳(3)上，通过调节可调安装支座(1)与显示屏(4)的相对位姿使其满足被测表面曲率要求与视场要求。

2.根据权利要求1所述的面向光滑表面的缺陷检测装置，其特征在于，所述显示屏外壳(3)周边的一个侧边或多个侧边上设置有支架连接板(2)，所述可调安装支座(1)安装于支架连接板(2)上。

3.根据权利要求2所述的面向光滑表面的缺陷检测装置，其特征在于，所述支架连接板(2)为一块整板，所述一个以上的图像采集单元(5)均安装于一块支架连接板(2)上；或者，所述支架连接板(2)为多段式独立板结构，每块独立板与一个图像采集单元(5)对应。

4.根据权利要求2或3所述的面向光滑表面的缺陷检测装置，其特征在于，所述支架连接板(2)上设有滑轨(101)、及与滑轨(101)相互配合的滑块(106)，所述滑块(106)上安装有偏航转动台(105)，所述图像采集单元(5)安装于偏航转动台(105)上，利用偏航转动台(105)完成图像采集单元(5)的转动调节。

5.根据权利要求4所述的面向光滑表面的缺陷检测装置，其特征在于，在所述偏航转动台(105)上安装有转动台连接件(102)，所述转动台连接件(102)安装有俯仰转动台(103)，所述图像采集单元(5)通过第一连接件(104)安装于俯仰转动台(103)上，利用俯仰转动台(103)完成图像采集单元(5)的俯仰运动调节。

6.根据权利要求2或3所述的面向光滑表面的缺陷检测装置，其特征在于，在所述支架连接板(2)上设置有支座底板(107)，所述支座底板(107)上设置有转动块(108)，所述转动块(108)上设置有两个以上的连杆(110)，所述图像采集单元(5)通过安装板(109)与连杆(110)进行连接。

7.根据权利要求6所述的面向光滑表面的缺陷检测装置，其特征在于，在所述支座底板(107)上开有槽孔，并通过螺栓与支架连接板(2)的螺纹孔进行连接，以实现滑动调节功能。

8.根据权利要求1-3中任意一项所述的面向光滑表面的缺陷检测装置，其特征在于，所述显示屏外壳(3)的后部设置有法兰连接板(6)。

9.根据权利要求1-3中任意一项所述的面向光滑表面的缺陷检测装置，其特征在于，所述显示屏外壳(3)的内部设置有显示屏控制器(7)，用来完成对显示屏(4)的控制。

10.根据权利要求1-3中任意一项所述的面向光滑表面的缺陷检测装置，其特征在于，所述图像采集单元(5)为两个以上时，采用安装于显示屏外壳(3)同一侧或不同一侧的布置方式。