一種高精度多自由度視覺平臺的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型實(shí)施例公開了一種高精度多自由度視覺平臺，包括相機(jī)高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、載物臺位移調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、光源高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述光源高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)置于所述載物臺位移調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)之上，并隨載物臺同步移動，所述相機(jī)高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)置于所述載物臺正上方。采用本實(shí)用新型，具有結(jié)構(gòu)簡單，成本低，操作方便等優(yōu)點(diǎn)，保證相機(jī)和光源的位置精度，調(diào)節(jié)精度可到1um級，可采集到清晰的圖像。
【專利說明】一種高精度多自由度視覺平臺

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及機(jī)器視覺領(lǐng)域，尤其涉及一種用于對微小器件或者顆粒進(jìn)行高質(zhì)量圖像采集的高精度多自由度視覺平臺。

【背景技術(shù)】
[0002]目前從實(shí)際物體獲取三維數(shù)據(jù)的方法分為接觸式和非接觸式，主要有機(jī)械式，電磁式，聲學(xué)式和光學(xué)式等。從成本和測量精度等綜合因素考慮，光學(xué)式因其非接觸、高精度和高速度獲得了廣泛的應(yīng)用。在工業(yè)上，利用自動光學(xué)定位、檢測、識別技術(shù)可以大大提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量。由于相機(jī)、鏡頭、光源等組成的光學(xué)檢測系統(tǒng)受物體表面反射特性、遮擋等問題的影響，為了提高精度，不僅需要選擇合適的圖像處理算法，還需要合理的圖像采集硬件系統(tǒng)，而現(xiàn)有采集平臺很難精確調(diào)節(jié)相機(jī)和光源的位置。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型實(shí)施例所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種高精度多自由度視覺平臺?？煽朔F(xiàn)有采集裝置調(diào)節(jié)困難、精度不高的缺陷。
[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種高精度多自由度視覺平臺，包括相機(jī)高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、載物臺位移調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、光源高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述光源高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)置于所述載物臺位移調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)之上，并隨載物臺同步移動，所述相機(jī)高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)置于所述載物臺正上方。
[0005]進(jìn)一步地，所述相機(jī)高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括粗調(diào)機(jī)構(gòu)與微調(diào)機(jī)構(gòu)，通過所述粗調(diào)機(jī)構(gòu)與微調(diào)機(jī)構(gòu)的配合調(diào)節(jié)精確調(diào)節(jié)相機(jī)夾具板與所述載物臺的精確距離，確定所述相機(jī)夾具板上相機(jī)采集所述載物臺上樣品圖樣的最佳位置。
[0006]更進(jìn)一步地，所述相機(jī)高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)具有粗調(diào)機(jī)構(gòu)與微調(diào)機(jī)構(gòu)，所述粗調(diào)機(jī)構(gòu)具有固定設(shè)置于底座上的垂直導(dǎo)軌，所述垂直導(dǎo)軌上滑動配合安裝有相機(jī)滑動塊，所述相機(jī)滑動塊在所述垂直導(dǎo)軌內(nèi)設(shè)置的粗調(diào)絲桿帶動下升降，所述粗調(diào)絲桿連接有粗調(diào)手輪；所述微調(diào)機(jī)構(gòu)具有與所述相機(jī)滑動塊固定連接的夾具支撐板，平面調(diào)節(jié)板通過調(diào)整螺釘與所述夾具支撐板連接，滑動支架通過微調(diào)絲桿與所述夾具支撐板連接，所述滑動支架固定設(shè)置有所述相機(jī)夾具板。
[0007]進(jìn)一步地，所述載物臺位移調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)具有水平面內(nèi)的X軸位移調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)與Y軸位移調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述Y軸位移調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)具有設(shè)置于底座上的Y軸滑軌以及與Y軸滑軌滑動連接的Y軸滑塊，所述Y軸滑塊在Y軸手輪的旋動下沿所述Y軸滑軌移動；所述X軸位移調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)具有與所述Y軸滑塊固定連接的支撐塊，支撐塊上設(shè)有X軸滑軌，所述X軸滑軌上滑動設(shè)置有X軸滑塊，所述X軸滑塊與所述載物臺固定設(shè)置，所述X軸滑塊在X軸手輪的旋動下沿所述X軸滑軌滑動。
[0008]更進(jìn)一步地，所述光源高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)具有固定安裝于載物臺上的垂直滑軌上滑動設(shè)置有垂直滑塊，所述垂直滑塊與光源固定機(jī)構(gòu)固定連接，所述垂直滑塊與所述垂直滑軌上端設(shè)置的高度調(diào)節(jié)手輪配合，調(diào)節(jié)光源固定機(jī)構(gòu)上的光源離所述載物臺的距離。
[0009]更進(jìn)一步地，所述光源固定機(jī)構(gòu)具有環(huán)形結(jié)構(gòu)的光源固定板與光源。
[0010]實(shí)施本實(shí)用新型實(shí)施例，具有如下有益效果:本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，成本低，操作方便，保證相機(jī)和光源的位置精度，調(diào)節(jié)精度可到lum級，可采集到清晰的圖像。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是本實(shí)用新型的主視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2是本實(shí)用新型的左視結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0013]為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0014]參照圖1、圖2所示的本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]本實(shí)用新型的一種高精度多自由度視覺平臺包括相機(jī)高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)1、載物臺位移調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)2、光源高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)3。
[0016]相機(jī)高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)1包括粗調(diào)機(jī)構(gòu)11與微調(diào)機(jī)構(gòu)12，粗調(diào)機(jī)構(gòu)11具有固定設(shè)置在底座4上的垂直導(dǎo)軌111,垂直導(dǎo)軌111上滑動設(shè)置有相機(jī)滑動塊112，垂直導(dǎo)軌111內(nèi)設(shè)置有粗調(diào)絲桿113，相機(jī)滑動塊112在粗調(diào)絲桿113的帶動下升降，垂直導(dǎo)軌111上端設(shè)置有與粗調(diào)絲桿113連接的粗調(diào)手輪114。微調(diào)機(jī)構(gòu)12具有與相機(jī)滑動塊112固定連接的夾具支撐板121，平面調(diào)節(jié)板122通過調(diào)整螺釘123與夾具支撐板121連接，用于調(diào)節(jié)平面調(diào)節(jié)板的水平度，滑動支架124通過微調(diào)絲桿125與夾具支撐板121連接，滑動支架124固定設(shè)置有相機(jī)夾具板126，微調(diào)絲桿125上端設(shè)置有微調(diào)手輪127。
[0017]具體的，相機(jī)夾具板126用來裝夾相機(jī)，通過粗調(diào)手輪114旋轉(zhuǎn)粗調(diào)絲桿113可調(diào)節(jié)相機(jī)夾具板126的高度，即可調(diào)節(jié)相機(jī)的高度；平面調(diào)節(jié)板122上裝有三個螺釘，通過旋轉(zhuǎn)三個螺釘可調(diào)節(jié)相機(jī)鏡頭與主視圖和左視圖的平行度。
[0018]通過上述的粗調(diào)機(jī)構(gòu)11與微調(diào)機(jī)構(gòu)12的配合調(diào)節(jié)精確調(diào)節(jié)相機(jī)夾具板與所述載物臺的精確距離，可以快速確定相機(jī)采集所述載物臺上樣品圖樣的最佳位置。
[0019]載物臺位移調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)2具有水平面內(nèi)的X軸位移調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)21與Y軸位移調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)22，Y軸位移調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)22具有設(shè)置于底座4上的Y軸滑軌221以及與Y軸滑軌滑動連接的Y軸滑塊222，Y軸滑塊222與Y軸滑軌221內(nèi)設(shè)的絲桿傳動連接，在Y軸手輪223的旋動下Y軸滑塊222沿所述Y軸滑軌221移動。
[0020]X軸位移調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)21具有與Y軸滑塊222固定連接的支撐塊211，支撐塊211上設(shè)有X軸滑軌212，X軸滑軌212上滑動設(shè)置有X軸滑塊213，X軸滑塊213上固定設(shè)置有載物臺214。
[0021]光源高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)3具有垂直固定安裝于載物臺214上的垂直滑軌311，垂直滑軌311上滑動設(shè)置有垂直滑塊312，垂直滑塊312與垂直滑軌311內(nèi)設(shè)置的絲桿傳動連接，垂直滑塊312與光源固定機(jī)構(gòu)32固定連接。光源調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)3通過X軸滑軌212 —端上設(shè)置的X軸手輪215的調(diào)節(jié)下與載物臺214同步移動。
[0022]光源固定機(jī)構(gòu)32具有環(huán)形結(jié)構(gòu)的光源固定板321與光源322，通過垂直滑軌311頂端上設(shè)置的高度調(diào)節(jié)手輪313調(diào)節(jié)光源固定機(jī)構(gòu)32上的光源322離所述載物臺214的距離，具體地，通過調(diào)節(jié)光源322的位置，能夠精確調(diào)節(jié)相機(jī)鏡頭和光源光圈圓心的同軸度。
[0023]本實(shí)用新型實(shí)施的相機(jī)為3CCD彩色相機(jī)；光源為環(huán)形結(jié)構(gòu)光源，采用Α0Ι專用光源，其是有紅、綠、藍(lán)三色光組成的環(huán)形復(fù)合光源，不同的元件表面，采用不同顏色和角度的光照射，能提取元件精確有效的三維信息。
[0024]以上所揭露的僅為本實(shí)用新型一種較佳實(shí)施例而已，當(dāng)然不能以此來限定本實(shí)用新型之權(quán)利范圍，因此依本實(shí)用新型權(quán)利要求所作的等同變化，仍屬本實(shí)用新型所涵蓋的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種高精度多自由度視覺平臺，其特征在于，包括相機(jī)高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、載物臺位移調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、光源高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述光源高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)置于所述載物臺位移調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)之上，并隨載物臺同步移動，所述相機(jī)高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)置于所述載物臺正上方。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度多自由度視覺平臺，其特征在于，所述相機(jī)高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括粗調(diào)機(jī)構(gòu)與微調(diào)機(jī)構(gòu)，通過所述粗調(diào)機(jī)構(gòu)與微調(diào)機(jī)構(gòu)的配合調(diào)節(jié)精確調(diào)節(jié)相機(jī)夾具板與所述載物臺的精確距離，確定所述相機(jī)夾具板上相機(jī)采集所述載物臺上樣品圖樣的最佳位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高精度多自由度視覺平臺，其特征在于，所述粗調(diào)機(jī)構(gòu)具有固定設(shè)置于底座上的垂直導(dǎo)軌，所述垂直導(dǎo)軌上滑動配合安裝有相機(jī)滑動塊，所述相機(jī)滑動塊在所述垂直導(dǎo)軌內(nèi)設(shè)置的粗調(diào)絲桿帶動下升降，所述粗調(diào)絲桿連接有粗調(diào)手輪；所述微調(diào)機(jī)構(gòu)具有與所述相機(jī)滑動塊固定連接的夾具支撐板，平面調(diào)節(jié)板通過調(diào)整螺釘與所述夾具支撐板連接，滑動支架通過微調(diào)絲桿與所述夾具支撐板連接，所述滑動支架固定設(shè)置有所述相機(jī)夾具板。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度多自由度視覺平臺，其特征在于，所述載物臺位移調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)具有水平面內(nèi)的X軸位移調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)與V軸位移調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述V軸位移調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)具有設(shè)置于底座上的X軸滑軌以及與所述X軸滑軌滑動連接的X軸滑塊，所述X軸滑塊在X軸手輪的旋動下沿所述X軸滑軌移動；所述X軸位移調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)具有與所述V軸滑塊固定連接的支撐塊，支撐塊上設(shè)有X軸滑軌，所述X軸滑軌上滑動設(shè)置有X軸滑塊，所述X軸滑塊與所述載物臺固定設(shè)置，所述X軸滑塊在X軸手輪的旋動下沿所述X軸滑軌滑動。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高精度多自由度視覺平臺，其特征在于，所述光源高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)具有固定安裝于所述載物臺上的垂直滑軌，所述垂直滑軌上滑動設(shè)置有垂直滑塊，所述垂直滑塊與光源固定機(jī)構(gòu)固定連接，所述垂直滑塊與所述垂直滑軌上端設(shè)置的高度調(diào)節(jié)手輪配合，調(diào)節(jié)光源固定機(jī)構(gòu)上的光源離所述載物臺的距離。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高精度多自由度視覺平臺，其特征在于，所述光源固定機(jī)構(gòu)具有環(huán)形結(jié)構(gòu)的光源固定板與光源。
【文檔編號】G01B11/24GK204154284SQ201420333304
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年6月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月23日
【發(fā)明者】吳福培, 陳練, 張青豪, 朱月奇, 鐘鉞峰, 陽春, 李昇平 申請人:汕頭大學(xué)