基于机器视觉的水准泡角值自动检测装置的制作方法

1.本发明涉及一种水准泡角值检测装置，尤其涉及一种基于机器视觉技术的水准泡角值自动检测装置。


背景技术：

2.水平尺是一种利用液面水平原理，以水准泡直接显示角位移，测量被测表面相对水平位置、铅垂位置、倾斜位置偏离程度的一种计量器具，具有测量准确、经济适用等优点，广泛应用于检验、测量、设备安装等领域。当前，我国的众多水平尺生产企业仍然采用工人手动操作检测台，并目视观察水准泡移动距离、读取千分尺读数，最后人工求得水准泡角值的方法检测水准泡角值。这种检测方式不仅成本较高、效率低下，而且工人劳动强度大，在长时间工作后容易因为疲劳产生差错，检测结果可靠性较差，已经严重落后，不能适应制造业企业高质量大批量生产的需要以及满足节约成本、提高经济效益的现实需求，各生产企业对于一种高效快捷、准确可靠，能够自动化的检测水准泡角值的新型检测装置的需求显得尤为迫切。


技术实现要素：

3.针对背景技术的不足，本发明的目的是提供一种基于机器视觉的水准泡角值自动检测装置，具有操作简单、检测准确的特点。
4.为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
5.本发明包括工业ccd相机、led面光源、相机支撑架、光源支撑架、相机固定架、光源固定架、检测平台、检测平台支撑架、水准泡固定架、检测平台顶升机构、机架；所述相机支撑架在所述机架一侧，用于支撑所述相机固定架与所述工业ccd相机；所述光源支撑架在所述机架上与所述相机支撑架相对的一侧，用于支撑所述光源固定架与所述led面光源；所述相机固定架安装在所述相机支撑架上，用于挂载所述工业ccd相机并能调节相机的位置；所述工业ccd相机固定在所述相机固定架上，用于采集水准泡图像；所述光源固定架安装在所述光源支撑架上，用于挂载所述led面光源并能调节光源的位置；所述led面光源固定在所述光源支撑架上，用于为装置提供照明；所述检测平台支撑架固定在所述机架上非放置所述相机支撑架与所述光源支撑架的一侧，用于支撑所述检测平台；所述顶升机构安装在所述机架上与所述检测平台支撑架相对的另一侧，用于顶升所述检测平台；所述检测平台一端放置在所述检测平台支撑架上，另一端放置在所述检测平台顶升装置顶部，用于改变待检水准泡的倾斜角度；所述水准泡固定架安装在所述检测平台上，用于固定待检水准泡。
6.与现有技术相比，本发明的有益效果是：采用自动化机器视觉检测技术实现了待测水准泡倾角的自动调节和水准泡角值的自动检测，提高了检测效率和准确性，可有效避免误检的发生。
7.作为优化，所述检测平台顶升机构包括电机、螺纹杆、固定板、电机固定板、滑轨、滑块、斜块、顶升工作台、外壳。所述外壳固定在机架上表面，所述滑轨固定在所述外壳内部
的底面上，所述电机固定板设置在滑轨的一端，所述固定板设置在滑轨的另一端；所述电机安装在电机固定板上，所述螺纹杆一端固定在电机的输出端上；所述滑块安装在螺纹杆上，所述斜块固定在所述滑块上；所述外壳顶部开有限位孔与所述顶升工作台相配合，所述顶升工作台放置在所述斜块的斜面上，所述顶升工作台的顶部与所述检测平台一端底面接触。所述滑块可以沿所述滑轨直线运动，改变所述斜块的位置并带动所述顶升工作台上下移动，实现对所述检测平台一端顶升高度的控制。
8.作为优化，所述检测平台包括检测平板、转轴。所述检测平板一端两侧加工有螺纹孔，所述转轴一端加工有螺纹，所述检测平台支撑架的顶部两侧加工有凹槽。所述转轴加工有螺纹一端可与所述检测平板的螺纹孔相配合，另一端可以与所述检测平台支架顶端的凹槽准确配合，所述检测平台可绕转轴旋转。
9.作为优化，所述相机固定架由相机转接架、t型螺栓、螺栓、螺母组成。所述相机支撑架开有滑槽，所述相机固定架连同所述工业ccd相机可沿滑槽在竖直方向运动，调节所述工业ccd相机的竖直高度位置。所述相机转接架两直角面均开有通孔。所述工业ccd相机上开有螺纹孔。所述t型螺栓的一端与所述相机支撑架的滑槽相配合，另一端通过相机转接架一直角面的通孔与螺母相配合。所述螺栓通过相机转接架上另一直角面的通孔与所述工业相机ccd上的螺纹孔相配合。
10.作为优化，所述光源固定架由光源转接架，t型螺栓、螺栓、螺母组成，所述光源支撑架开有滑槽，所述光源固定架连同所述led面光源可沿滑槽在竖直方向运动，调节所述led面光源的竖直高度位置。所述光源转接架两直角面均开有通孔，所述led面光源上开有通孔，所述t型螺栓的一端与所述光源支撑架的滑槽相配合，另一端通过光源转接架一直角面的通孔与螺母相配合。所述螺栓通过光源转接架另一直角面的通孔以及所述led面光源上的通孔与螺母相配合。
附图说明
11.图1是本发明装置总图。
12.图2是本发明中检测平台顶升机构图。
13.图3是本发明中工业ccd相机固定结构图。
14.图4是本发明中led面光源固定结构图。
15.图5是本发明中检测平板安装结构图。
16.图6是本发明中待检水准泡结构图。
17.附图中的标记为：工业ccd相机1、led面光源2、相机支撑架3、光源支撑架4、相机固定架5、光源固定架6、检测平台7、检测平台支撑架8、水准泡固定架9、检测平台顶升机构10、机架11、待检水准泡12、电机201、螺纹杆202、固定板203、电机固定板204、滑轨205、滑块206、斜块207、顶升工作台208、外壳209、相机转接架301、t型螺栓302、螺栓303、螺母304、光源转接架401、t型螺栓402、螺栓403、螺母404、螺母405、检测平板701、转轴702。
具体实施方式
18.下面结合附图和具体实施方式(实施例)对本发明作进一步说明，但并不作为对本发明限制的依据。
19.如图1所示，该发明装置由工业ccd相机1、led面光源2、相机支撑架3、光源支撑架4、相机固定架5、光源固定架6、检测平台7、检测平台支撑架8、水准泡固定架9、检测平台顶升机构10、机架11组成。
20.所述相机支撑架3在所述机架11上方，用于支撑所述相机固定架5与所述工业ccd相机1；所述光源支撑架4在所述机架11上与所述相机支撑架3相对的一侧，用于支撑所述光源固定架6与所述led面光源2；所述相机固定架5安装在所述相机支撑架4上，用于挂载所述工业ccd相机1并可调节相机的位置；所述工业ccd相机1固定在所述相机固定架5上，用于采集水准泡图像；所述光源固定架6安装在所述光源支撑架4上，用于挂载所述led面光源2并能调节光源的位置；所述led面光源2固定在所述光源支撑架4上，用于为所述工业ccd相机1提供照明；所述检测平台支撑架8固定在所述机架11上非放置所述相机支撑架3与所述光源支撑架4的一侧，用于支撑所述检测平台7；所述顶升机构10安装在所述机架11上与所述检测平台支撑架8相对的另一侧，用于顶升所述检测平台7；所述检测平台7一端放置在所述检测平台支撑架8上，另一端放置在所述检测平台顶升机构10顶部，用于改变待检水准泡的倾斜角度；所述水准泡固定架安装在所述检测平台7上，用于固定待检水准泡。
21.如图2所示，本发明中的检测平台顶升机构包括电机201、螺纹杆202、固定板203、电机固定板204、滑轨205、滑块206、斜块207、顶升工作台208、外壳209。所述外壳209固定在机架11上表面，所述滑轨205固定在所述外壳209内部的底面上，所述电机固定板204设置在滑轨205的一端，所述固定板203设置在滑轨205的另一端；所述电机201安装在电机固定板204上，所述螺纹杆202一端固定在电机201的输出端上；所述滑块206安装在螺纹杆202上，所述斜块207固定在所述滑块206上；所述外壳209顶部开有限位孔210与所述顶升工作台208相配合，所述顶升工作台208放置在所述斜块207的斜面上，所述顶升工作台208的顶部与所述检测平台7一端底面接触。所述滑块206可以沿所述滑轨205直线运动，改变所述斜块207的位置并带动所述顶升工作台208上下移动，实现对所述检测平台7一端顶升高度的控制。
22.如图3所示，所述相机固定架5包括相机转接架301、t型螺栓302、螺栓303、螺母304组成。所述相机支撑架3开有滑槽，所述相机固定架5连同所述工业ccd相机1可沿滑槽在竖直方向运动，调节所述工业ccd相机1的竖直高度位置。所述相机转接架301两直角面均开有通孔。所述工业ccd相机1上开有螺纹孔。所述t型螺栓302的一端与所述相机支撑架3的滑槽相配合，另一端通过相机转接架301一直角面的通孔与所述螺母304相配合。所述螺栓303通过相机转接架301上另一直角面的通孔与所述工业ccd相机1上的螺纹孔相配合。
23.如图4所示，所述光源固定架6包括光源转接架401、t型螺栓402、螺栓403、螺母404组成，所述光源支撑架4开有滑槽，所述光源固定架6连同所述led面光源2可沿滑槽在竖直方向运动，调节所述led面光源2的竖直高度位置。所述光源转接架401两直角面均开有通孔，所述led面光源2上开有通孔，所述t型螺栓402的一端与所述光源支撑架4的滑槽相配合，另一端通过光源转接架401一直角面的通孔与螺母405相配合。所述螺栓403通过光源转接架401另一直角面的通孔以及所述led面光源2上的通孔与螺母404相配合。
24.如图5所示，所述检测平台包括检测平板701、转轴702。所述检测平板702一端两侧加工有螺纹孔，所述转轴702一端加工有螺纹，所述检测平台支撑架8的顶部两侧加工有凹槽。所述转轴702加工有螺纹一端可与所述检测平板701两侧的螺纹孔相配合，另一端可以
与所述检测平台支架8顶端的凹槽准确配合，所述检测平台7可绕转轴702的中心线旋转。
25.本发明装置的工作过程如下：
26.(1)将待检水准泡12安放在水准泡固定架9上，工业ccd相机1采集待检水准泡12的图像并采用图像处理程序对当前水准泡与其上刻度线的位置进行检测，判定水准泡与刻度线是否相切。
27.(2)检测平台顶升机构10根据步骤(1)的检测结果改变检测平台7的顶升高度，工业ccd相机1连续采集待检水准泡12的图像并采用图像处理程序对水准泡与刻度线是否相切进行判定。当图像检测程序判定水准泡与刻度线相切时，检测平台顶升机构10停止运动，并计算顶升工作台208上升的高度。
28.(3)检测平台顶升机构10继续顶升检测平台7，工业ccd相机1连续采集相机前方水准泡图像并采用图像处理程序对水准泡与刻度线的位置进行检测，判定水准泡的移动距离是否达到2mm。当图像检测程序判定水准泡移动距离达到2mm时，检测平台顶升机构10停止运动，并再次计算顶升工作台208上升的高度。
29.(4)控制程序通过顶升工作台208上升的两个高度差计算水准泡角值并判断是否符合标准。
30.(5)取下待检水准泡12，更换新的待检水准泡，重复进行上述过程。
31.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。