一种三投结构光传感器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种三投结构光传感器，涉及非接触式光学三维测量设备技术领域，包括载物板、感光通孔、环形投光器、远心镜头、CCD相机、投射通孔、投影仪、外壳、活动套环、压紧弹簧、卡合凹槽、卡合滑块和复位弹簧。本实用新型专利技术通过设置环形投光器、CCD相机和投影仪起到了可以有效地消除阴影区影响的作用，保证了被测表面结构信息的完整性，可分别从三个不同的方向对被测物体进行测量，对于具有狭小凹平面的表面也具有良好的适应性，可以有效提高应用范围和测量精度，还通过设置外壳、活动套环、卡合滑块和复位弹簧起到了方便组装和维修的作用，可通过部件之间的卡合限位，高效地完成组装，提高了生产效率，增加了经济效益。

【技术实现步骤摘要】
一种三投结构光传感器
本技术涉及非接触式光学三维测量设备
，具体为一种三投结构光传感器。
技术介绍
结构光测量是基于三角法原理的三维测量方法，投影设备将带有结构化编码信息的光线投射到被测物体表面，以与投射光线成一定角度的相机拍摄被投射到物体表面上的结构光信息，通过计算机解码和相应的算法，得到被测量物体的三维结构信息，结构光测量技术具有结构简单，速度快，精度高，抗干扰性强等优点，能适应大多数物体的平面度，表面粗糙度以及高度测量。在高速在线检测，质量控制等领域有广泛地应用。但现有的结构光传感器一般是一个投影设备，从单一方向投射光线到被测物的表面进行检测，由于三角原理的特性，相机和投影设备之间有夹角，当被测物表面有较高的台阶面时，一部分的投射光线将会被遮挡，在台阶面的一侧出现阴影区域，阴影区没有测量光的覆盖，被测得的物体表面结构数据不完整，降低测量精度，而且对于一些特殊的表面结构难以进行检测。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种三投结构光传感器，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为了解决上述技术问题，本技术提供如下技术方案：一种三投结构光传感器，包括载物板，所述载物板的底部设有感光通孔，所述感光通孔的内壁固定连接有环形投光器，所述环形投光器的轴线与载物板保持垂直，所述环形投光器的顶部延伸至载物板上方固定连接有远心镜头，所述远心镜头的顶部固定连接有CCD相机，所述载物板的顶部于感光通孔外侧均匀设有三个投射通孔，所述载物板的顶部固定连接有与投射通孔相匹配的投影仪,所述载物板的外壁设有外壳，所述外壳的内壁设有与载物板相匹配的卡合凹槽，所述外壳的外壁活动连接有活动套环，所述活动套环的内壁于外壳外侧固定连接有压紧弹簧，所述外壳靠近卡合凹槽的内部一侧于载物板下方活动连接有若干个卡合滑块，所述卡合滑块的外壁于外壳内部固定套设有复位弹簧。进一步的，所述投影仪轴线与投射通孔轴线的夹角均保持相同，使用时，所述三个投影仪的中心轴线和投射通孔的中心轴线在同一个测量平面上交于一点，这个测量平面在远心镜头的工作范围内，其起到确保得到的物体高低不平的表面结构图像的放大倍率不变的作用，避免出现视差，提高了测量精度。进一步的，所述投影仪底部延伸至投射通孔内侧设有远光投影镜头，使用时，所述远光投影镜头使被测物表面上的各点在测量范围内的夹角保持一致，其起到消除投影图案的横向拉伸变形的作用，可以简化算法，提高测量精度。进一步的，所述载物板为三角型，所述载物板的尖角均设有倒角，其起到方便进行组装的作用，可提高安装时的工作效率。进一步的，所述活动套环的内壁固定连接有限位块，所述外壳的外壁固定连接有与限位块相匹配的限位凹槽，使用时，所述压紧弹簧于限位凹槽内通过限位块对活动套环施加张力，其起到限位和引导活动套环运动的作用。进一步的，所述活动套环靠近卡合滑块的内壁一侧设有斜槽，安装时，所述卡合滑块通过斜槽推动活动套环克服压紧弹簧的张力向上运动，其起到提高卡合滑块运动稳定性的作用。与现有技术相比，本技术所达到的有益效果是：1、该三投结构光传感器，通过设置环形投光器、远心镜头、CCD相机和投影仪起到了可以有效地消除阴影区影响的作用，保证了被测表面结构信息的完整性，可分别从三个不同的方向对被测物体进行测量，全方位获取被测表面的三维结构信息，可以有效地消除三角原理带来的阴影问题，提高物体表面测量的完整性和准确性，对于具有狭小凹平面的表面，例如锯齿形或者波浪形的表面结构具有良好的适应性，可以有效提高结构光测量的应用范围和测量精度。2、该三投结构光传感器，通过设置外壳、活动套环、卡合滑块和复位弹簧起到了方便组装和维修的作用，可通过部件之间的卡合限位，高效地完成组装，提高了生产效率，增加了经济效益。附图说明附图用来提供对本技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本技术的实施例一起用于解释本技术，并不构成对本技术的限制。在附图中：图1是本技术整体的主视剖面图；图2是本技术载物板的结构示意图；图3是本技术图1中A处的放大示意图；图4是本技术结构光测量原理示意图；图5是本技术三角测量阴影区域示意图。图中：1、载物板；2、感光通孔；3、环形投光器；4、远心镜头；5、CCD相机；6、投射通孔；7、投影仪；8、外壳；9、活动套环；10、压紧弹簧；11、卡合凹槽；12、卡合滑块；13、复位弹簧。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。如图1-2和图4-5所示的一种三投结构光传感器，包括载物板1，所述载物板1的底部设有感光通孔2，所述感光通孔2的内壁固定连接有环形投光器3，所述环形投光器3的轴线与载物板1保持垂直，所述环形投光器3的顶部延伸至载物板1上方固定连接有远心镜头4，所述远心镜头4的顶部固定连接有CCD相机5，所述载物板1的顶部于感光通孔2外侧均匀设有三个投射通孔6，所述载物板1的顶部固定连接有与投射通孔6相匹配的投影仪7。所述投影仪7轴线与投射通孔6轴线的夹角均保持相同，使用时，所述三个投影仪7的中心轴线和投射通孔6的中心轴线在同一个测量平面上交于一点，这个测量平面在远心镜头4的工作范围内，其起到确保得到的物体高低不平的表面结构图像的放大倍率不变的作用，避免出现视差，提高了测量精度。所述投影仪7底部延伸至投射通孔6内侧设有远光投影镜头，使用时，所述远光投影镜头使被测物表面上的各点在测量范围内的夹角保持一致，其起到消除投影图案的横向拉伸变形的作用，可以简化算法，提高测量精度。实施方式具体为：将被测物体放置在测量面上后，根据照明条件，调整环形投光器3的亮度，环形投光器3为装置提供均匀的辅助照明，以增强传感器对弱光环境的适应性，保证被测量物体的表面具有均匀良好的光照条件，提高测量精度，随后启动一个投影仪7，投影仪7投射带有编码信息的结构光到物体表面，然后再通过CCD相机5将拍摄到的含有被测物体表面的结构光信息的图像保存到计算机上，其中CCD相机5使用远心镜头4进行成像，可使得到的图像放大倍率不变，消除了测量视差，提高了测量精度；之后再启动另一个投影仪7从另一个方向投射结构光，同样将拍摄到的被测物体表面的图像保存，再启动最后一个投影仪7进行同样的测量，最终得到从三个不同方向测得的被测物体的表面三维结构图像，应用相应的图像处理技术和算法将三个不同方向测得的表面三维结构图像融合到一起，获得被测物体完整的表面三维结构，通过设置以上结构起到了多个角度对物体表面进行检测，可以有效地消除阴影区影响的作用，保证了被测表面结构信息的完整性，提高了测量精度，可以适用多种表面结构的检测。如图1和图3所示的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三投结构光传感器，包括载物板(1)，其特征在于：所述载物板(1)的底部设有感光通孔(2)，所述感光通孔(2)的内壁固定连接有环形投光器(3)，所述环形投光器(3)的轴线与载物板(1)保持垂直，所述环形投光器(3)的顶部延伸至载物板(1)上方固定连接有远心镜头(4)，所述远心镜头(4)的顶部固定连接有CCD相机(5)，所述载物板(1)的顶部于感光通孔(2)外侧均匀设有三个投射通孔(6)，所述载物板(1)的顶部固定连接有与投射通孔(6)相匹配的投影仪(7),所述载物板(1)的外壁设有外壳(8)，所述外壳(8)的内壁设有与载物板(1)相匹配的卡合凹槽(11)，所述外壳(8)的外壁活动连接有活动套环(9)，所述活动套环(9)的内壁于外壳(8)外侧固定连接有压紧弹簧(10)，所述外壳(8)靠近卡合凹槽(11)的内部一侧于载物板(1)下方活动连接有若干个卡合滑块(12)，所述卡合滑块(12)的外壁于外壳(8)内部固定套设有复位弹簧(13)。/n

【技术特征摘要】
1.一种三投结构光传感器，包括载物板(1)，其特征在于：所述载物板(1)的底部设有感光通孔(2)，所述感光通孔(2)的内壁固定连接有环形投光器(3)，所述环形投光器(3)的轴线与载物板(1)保持垂直，所述环形投光器(3)的顶部延伸至载物板(1)上方固定连接有远心镜头(4)，所述远心镜头(4)的顶部固定连接有CCD相机(5)，所述载物板(1)的顶部于感光通孔(2)外侧均匀设有三个投射通孔(6)，所述载物板(1)的顶部固定连接有与投射通孔(6)相匹配的投影仪(7),所述载物板(1)的外壁设有外壳(8)，所述外壳(8)的内壁设有与载物板(1)相匹配的卡合凹槽(11)，所述外壳(8)的外壁活动连接有活动套环(9)，所述活动套环(9)的内壁于外壳(8)外侧固定连接有压紧弹簧(10)，所述外壳(8)靠近卡合凹槽(11)的内部一侧于载物板(1)下方活动连接有若干个卡合滑块(12)，所述卡合滑块(12...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧灿娟，
申请(专利权)人：珠海博明传感器技术有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44