一种光学检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公告了一种光学检测装置，包括底座、竖直滑轨、转动滑轨和视觉探头；底座上安装有第一驱动机构，与竖直滑轨的底端连接，并驱动竖直滑轨绕底座的竖直轴线水平旋转；竖直滑轨上安装有第二驱动机构，与转动滑轨连接，并驱动转动滑轨绕竖直滑轨上端的横向轴线转动；转动滑轨上安装有第三驱动机构，与视觉探头一端部连接，并驱动视觉探头沿转动滑轨的轴线平行移动。本实用新型专利技术使用单个采样面即可捕捉到任意角度入射过来光斑信息，实现半球范围内无探测盲区，极大地方便了检测工作。不用移动检测装置就可以构建光束中心轴的空间直线方程，提高了检测精度。重量轻、体积小、检测时间短。尤其适用于医学放射、放疗设备的光学定位检测。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种光学检测装置，尤其是一种检测空间若干光束矢量方向和某 个空间位置光斑形状的光学检测装置。
技术介绍
很多大型设备都需要在空间用光束来模拟其自身的定位坐标系，通过交叉光束来 确定坐标原点的空间位置，以此保证其它相关配套设备在空间定位和相对运动时的准确性 和精确性。尤其，在医学放射检查和放射治疗领域，放射检查设备(例如CT、X线模拟定位 机等)和放射治疗设备(例如医用直线加速器、多叶光栅准直器、Y刀、Co60治疗机等) 都是通过三维激光定位灯在空间拟合出这些设备的治疗中心轴和空间定位坐标系，利用射 野模拟灯照射出的光斑位置和形状拟合出病人的照射靶区(疑似病灶检查区域或病灶治 疗区域)位置和形状，然后再由医生遥控射线束照射靶区。在这种情况下，如果三维激光定 位灯拟合出来的空间坐标系和这些设备的现实机械空间坐标系相比误差过大，或者，射野 模拟灯照射出的光斑位置和形状与TPS (治疗计划系统)软件规划好的射线照射靶区数字 坐标位置和形状不一致，则会对正常人体组织和0AR(危及器官)产生过量射线照射，后果 是非常严重的。如前所述的相关医学放射检查或治疗设备价格昂贵，且大多还为国际跨国 公司市场垄断，大多数医疗机构从经济角度讲不可能请生产销售公司对相关设备进行常规 运行中的系统定位精度验证，而我国的医疗行业管理机制正在逐步完善之中，国家对大型 医疗设备的运行质量保证体系也发布了相应的精度指导规范，因此，广大医疗机构迫切需 要一种经济的、智能的、便携的、可靠的设备定位精度检测装置来满足目前的临床需求。本申请人提出的申请号为“ 200610060836. 6 ”的中国专利申请公开了 一种名为“医 学放射治疗相关设备定位精度的检测方法及其装置”的技术方案。如图1所示，该装置包 括用于采集医学放射治疗相关设备光束照射点位置信息的采样主机1和用于处理来自采 样主机1的采样信息以及向采样主机1发出采样请求指令的手持控制器2，所述采样主机1 包括分布在主机壳体10左右两侧面和顶面的三个转盘20，转盘的外表面各布置有沿转盘 半径方向差分排布的一维传感器阵列50，分别用于接收来自医学放射治疗相关设备放置场 所左侧、右侧和顶部三个方向的激光定位灯100所发出的激光定位信息以及医学放射治疗 相关设备本身发出的模拟灯光信息200。该装置能实现对医学放射治疗相关设备治疗定位 精度的符合使用要求的低成本检测，但仍存在以下缺陷问题1.机械结构固定，探测方向有限。由于左侧转盘、右侧转盘和顶部转盘20在主机 壳体10坐标系轴线上旋转，因此探测方向仅限于左右和顶部轴线视角附近，如果要探测别 的方向，势必要移动采样主机1，这样就需要重新定位并且引入新的误差。2.需要治疗床移动配合进行光源照射方向探测，引入治疗床移动误差。当要求证 空间某个激光灯光源照射过来的光柱的入射方向时，在采样主机1不动的情况下，最多只 能到激光光柱和探测平面的一个交点，必须在采样主机1底部的治疗床移动配合，才能得 到下一个交点，最后通过两个交点建立空间直线方程。因此，就引入新的治疗床移动误差。3.测量时，不能动态调整传感器采样表面20的法向角度，这样，就无法保证传感 器采样表面20同外部光斑入射方向垂直，假如不垂直，照射在传感器采样表面20的光斑轮 廓将会有较大的形变失真，采样主机1也就无法获取真实有效的光斑信息。4.采用一维传感器阵列50差分排布探测精度较为有限。首先，一维传感器阵列 50经过差分排布，且经过旋转转化为二维探测面后，需要将极坐标系变形为直角坐标系，这 样就会导致探测精度不均衡，内图光斑分辨率较高(0. 5mm)，向外图精度逐次递减，最外图 光斑分辨率较低(4mm)；其次，探测面旋转轴中心有盲区；再次，一维传感器后端的信号放 大电路和A/D (模拟信号转换为数字信号)电路集成度不高，且电子元件性能一致性误差导 致光斑检测精度变差。另外，采用一维传感器阵列50差分排布，经过旋转转化为二维探测 面，导致采样周期过长，采样实时性不足。机械旋转需要一定的时间，机械转子和轴承的误 差也将叠加到探测面的定位精度中去。5.必须配备专用的控制器2硬件，硬件性能配置较低，导致光学采样后期图形学 分析计算硬件资源不足，且可靠性不高。6.只能检测自身发光的设备，如激光定位灯100。由于采样主机1内部没有设计 定位外置光源的指示模块和遥控模块，因此不能和外置的可控微型激光光源配合检测一些 自身不发光的目标设备。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是克服以上缺陷，提出一种光学检测装置，简化检 测操作、提高检测精度。本技术的光学检测装置，尤其是指一种检测空间若干光束矢量方向和某个空 间位置光斑形状的光学检测装置。本技术的技术问题是通过以下技术方案予以解决的。一种光学检测装置，包括底座、竖直滑轨、转动滑轨和视觉探头，所述视觉探头包 括视觉传感器阵列和光学镜头组；所述底座上安装有第一驱动机构，所述第一驱动机构与 竖直滑轨的底端连接，并驱动竖直滑轨绕底座的竖直轴线水平旋转；所述竖直滑轨上安装 有第二驱动机构，所述第二驱动机构与转动滑轨连接，并驱动转动滑轨绕竖直滑轨上端横 向轴线在设定角度范围内转动。所述转动滑轨上安装有第三驱动机构，所述第三驱动机构与视觉探头一端部连 接，并驱动视觉探头沿转动滑轨的轴线平行移动。所述第一驱动机构包括安装在底座上的第一伺服电机、与第一伺服电机输出端固 定的第一传动机构；所述竖直滑轨包括竖直滑轨架和固定在竖直滑轨架底端的旋转杆，所 述第一传动机构的输出端与旋转杆固定。所述第一传动机构包括与第一伺服电机输出轴连接的小齿轮、与小齿轮啮合的大 齿轮、与大齿轮同轴固定的主轴，所述旋转杆与主轴固定连接。所述第二驱动机构包括安装在竖直滑轨架上的第二伺服电机、由第二伺服电机驱 动旋转的竖直丝杆、与竖直丝杆螺纹配合的竖直滑块、与竖直滑块铰接的连杆；所述转动滑 轨包括转动滑轨架，所述转动滑轨架与竖直滑轨架通过连接轴铰接，所述连杆的另一端与 转动滑轨架铰接。所述第三驱动机构包括安装在转动滑轨架上的第三伺服电机、由第三伺服电机驱 动旋转的转动丝杆、与转动丝杆螺纹配合的转动滑块；所述转动滑块与视觉探头一端部连 接。所述视觉传感器阵列为二维视觉传感器阵列。所述底座上还设有水平传感器，所述水平传感器用于测量底座放置面与水平面的 绝对角度偏差。在转动滑轨的一端还装设有定位指示激光光源。在底座、竖直滑轨或转动滑轨上还安装有用于遥控外置可控微型激光光源的遥控ο所述视觉传感器阵列、第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机与安装在底座 内的控制主板电连接，所述控制主板设有与外界设备连接的USB总线通讯接口。所述底座上还设于与控制主板电连接的显示屏。本技术与现有技术对比所具有的有益效果是1.检测装置可以带动光线探测面(视觉探头4)实现大于半球范围内的运动，即在 半球范围内无探测盲区，用单个采样面即可捕捉到任意角度入射过来光斑信息，极大地方 便了检测工作。2.由于探测面可以法向伸缩移动，这样不用移动检测装置就可以得到任意多个光 束与光斑采样面的交点，可以轻松构建光束中心轴线的空间直线方程，并可以通过冗余交 点用来对直线方程进行修正和校验，提高了检测精度。3.采用二本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光学检测装置，其特征在于：包括底座（１）、竖直滑轨（２）、转动滑轨（３）和视觉探头（４），所述视觉探头（４）包括视觉传感器阵列和光学镜头组；所述底座（１）上安装有第一驱动机构，所述第一驱动机构与竖直滑轨（２）的底端连接，并驱动竖直滑轨（２）绕底座（１）的竖直轴线水平旋转；所述竖直滑轨（２）上安装有第二驱动机构，所述第二驱动机构与转动滑轨（３）连接，并驱动转动滑轨（３）绕竖直滑轨（２）上端的横向轴线在设定角度范围内转动。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨诚，
申请(专利权)人：杨诚，
类型：实用新型
国别省市：94