智能机器视觉教学实验箱的制作方法

1.本实用新型涉及机器视觉领域，具体的，涉及一种可移动的，机器视觉教学实验设备。


背景技术：

2.近年来，国家政府先后出台了多项政策推动数字化，人工智能等高科技产业发展。地方政府也根据自身产业特点推行了相关方案，加速“中国制造”向“中国智造”的转变。这一系列的政策直接或间接的支持了以机器视觉为代表的智能制造细分领域。
3.机器视觉是人工智能正在快速发展的一个分支。简单说来，机器视觉就是用机器替代人的视觉感知功能，通过获取检测物体的数字图像信息，从中提取特征信息，进行处理、分析，并根据判断结果控制外部设备执行动作。它能够提高生产的灵活性、自动化程度，提升产品的质量。
4.伴随着智能制造的快速发展，机器视觉的应用范围涵盖了工业、农业、医药、军事、航天、气象、天文、公安、交通、安全、科研等国民经济的各个行业。同时，对机器视觉人才需求旺盛。现有的机器视觉实验设备，体积大，不便携；视觉系统通过相机 主机 显示器的方式，集成度不高；支架通过金属杆固定，不可收纳，搭建费时；实验台面不可拆卸，在教学过程中对多种检测的教学演示不便利。
5.因此，如何快速、便捷的搭建智能机器视觉教学系统，以最精简的设计模拟了一种工业现场机器视觉应用的常见场景，并且通过结构设计实现快速搭建实验环境、快速更换实验内容，成为现有技术亟需解决的技术问题。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的在于提出一种智能机器视觉教学实验箱，体积小、集成度高便于携带；采用智能视觉系统，无需pc主机；无需辅助工具快速搭建实验环境；可更换实验台面、控制触发位置，适应多种检测教学。
7.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
8.一种智能机器视觉教学实验箱，其特征在于，包括：
9.实验箱，包括箱体和箱盖，
10.在实验箱的箱盖上设置有显示屏支架和显示屏，所述显示屏固定在所述显示屏支架上，所述显示屏支架与所述箱盖固定连接；
11.在实验箱的箱体上设置有固定杆、光源和实验台面，
12.其中所述固定杆通过底部的关节铰链可转动的与所述箱体连接，所述关节铰链可旋转使得固定杆在箱体中处于直立或放平状态，铰链锁紧把手能够打开或锁定关节铰链，从而使得关节铰链旋转或固定，进而保持固定杆的直立或放平状态，当下压打开铰链锁紧把手，使得关节铰链可旋转，当上抬锁紧时，能够固定底部的关节铰链；
13.所述固定杆的顶部具有调焦支架，所述调焦支架上固定有视觉传感器安装板，所
述视觉传感器安装板依次安装有视觉传感器和镜头；
14.在箱体上还设置有光源和实验台面，当所述固定杆竖立在箱体时，所述视觉传感器与光源和实验台面相对。
15.可选的，所述调焦支架通过调焦支架固定螺丝与固定杆相固定，在调焦支架上还具有调焦手轮，用于对视觉传感器的工作距离进行微调。
16.可选的，所述视觉传感器固定有镜头转接环，所述镜头安装在镜头转接环上。
17.可选的，所述光源为环形光源，能够直接对实验台面进行照明。
18.可选的，所述光源为背光源，所述实验台面为透明台面，所述光源设置在实验台面的底部，从下往上照射实验台面。
19.可选的，在箱体上还设置有连轴器，所述连轴器的顶部具有定位凸起，所述实验台面的中心具有定位凹槽，所述定位凸起与所述定位凹槽相互配合，固定螺钉能够穿过定位凹槽，与所述定位凸起相互固定，从而使得连轴器能够带动所述实验台面转动，在所述实验台面的中间部位分布有多个触发定位孔，触发定位螺钉能够穿过所述触发定位孔，在实验台面的圆心与所述触发定位螺钉延伸方向上设置有被测物，在实验台面的下部设置有光电传感器，所述光电传感器设置有遮挡触发凹槽，当实验台面旋转使得触发定位螺钉穿过光电传感器的遮挡触发凹槽时，能够遮挡光电传感器，输出信号给视觉传感器作为外触发信号，从而测量被测物。
20.可选的，还具有显示屏挂架，所述显示屏挂架通过螺钉固定在显示屏上，在显示屏挂架中部的两侧分别具有两个定位挂钩，在显示屏挂架的外侧具有定位螺孔，所述显示屏支架为长条状，两侧具有定位螺孔，所述显示屏通过显示屏挂架的定位挂钩卡入显示屏支架，并可以在所述显示屏挂架上移动，当移动在合适的位置后，显示屏挂架与显示屏支架上的定位螺孔对齐，拧入螺钉，使得显示屏与显示屏支架相固定。
21.可选的，在所述箱体的工作面上还设置有运动控制操作面板，用于对实验台面的转速进行设置和显示；
22.电源开关，用于控制实验箱电源的打开或者关闭；
23.电源插座，用于插入外接电源从而为实验箱供电。
24.可选的，在所述箱体的工作面上还具有显示屏电源供电插座，用于将外接电源进行转换后输出给显示屏供电；
25.视觉传感器连接插座，用于将外接电源进行转换后与视觉传感器连接进行供电。
26.可选的，在所述箱体的工作面上还具有状态指示灯6，用于显示不同的颜色，指示视觉传感器的工作状态。
27.本实用新型中，视觉系统采用智能视觉传感器，集视觉传感头、视觉控制器、视觉检测软件于一身，无需pc主机，代表前沿的视觉检测技术；体积小，集成度高，均位于实验箱内便于携带；通过可旋转升降、放倒式收纳固定支架，无需拆卸、无需工具、十秒内快捷搭建；针对不同的检测教学，可快速更换实验台面，进行多种视觉检测教学实验，并可搭配不同的光源、镜头；采用手拧触发定位螺钉方便控制触发位置；可壁挂、手持显示屏设计，方便任意角度观看。本实用新型能够以最精简的设计模拟了一种工业现场机器视觉应用的常见场景。并且通过结构设计实现快速搭建实验环境、快速更换实验内容，人性化设计，使实验效率大大提高。
附图说明
28.图1是根据本实用新型具体实施例的智能机器视觉教学实验箱的立体图；
29.图2(a)-(d)是根据本实用新型具体实施例的固体杆从收纳到打开的视图；
30.图3是根据本实用新型具体实施例的实验台面的视图；
31.图4是根据本实用新型具体实施例的光电传感器的视图；
32.图5(a)、(b)是根据本实用新型具体实施例的显示屏的固定示意图。
33.图中的附图标记所分别指代的技术特征为：
34.1、视觉传感器；2、镜头转接头；3、镜头；4、视觉传感器安装板；5、固定杆；6、状态指示灯；7、光源；8、光电传感器；81、遮挡触发凹槽；9、实验台面；91、连轴器；92、定位凹槽；93、固定螺钉；94、触发定位螺钉；95、触发定位孔；96、被测物；10、运动控制操作面板；11、电源开关；12、电源插座；13、显示屏电源供电插座；14、视觉传感器连接插座；15、显示屏支架；16、显示屏挂架；161、定位挂钩；17、显示屏；18、铰链锁紧把手；19、调焦支架固定螺丝；20、调焦支架；21、微调手轮。
具体实施方式
35.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。
36.本实用新型在于：在实验箱内放置有视觉传感器和实验台面，在箱盖处固定设置有显示屏；当打开实验箱后，视觉传感器能够通过固定杆实现工作和收纳状态，调焦支架固定在固定杆上，并通过微调手轮进行工作距离的微调；实验台面可更换，并通过定位螺钉与光电传感器的配合实现视觉传感器的触发；显示屏通过定位挂钩与挂架相互配合，并在滑动在合适的位置后通过螺钉进行固定。因此，本实用新型能够以最精简的设计模拟了一种工业现场机器视觉应用的常见场景。并且通过结构设计实现快速搭建实验环境、快速更换实验内容，人性化设计，使实验效率大大提高。
37.具体的，参加图1，示出了根据本实用新型具体实施例的智能机器视觉教学实验箱的立体图，其包括：
38.实验箱，包括箱体和箱盖，
39.在实验箱的箱盖上设置有显示屏支架15和显示屏17，所述显示屏17固定在所述显示屏支架15上，所述显示屏支架15与所述箱盖固定连接；
40.在实验箱的箱体上设置有固定杆5、光源7和实验台面9，
41.其中所述固定杆5通过底部的关节铰链可转动的与所述箱体连接，所述关节铰链可旋转使得固定杆5在箱体中处于直立或放平状态，铰链锁紧把手18能够打开或锁定关节铰链，从而使得关节铰链旋转或固定，进而保持固定杆5的直立或放平状态，当下压打开铰链锁紧把手18，使得关节铰链可旋转，当上抬锁紧时，能够固定底部的关节铰链；
42.所述固定杆5的顶部具有调焦支架20，所述调焦支架20上固定有视觉传感器安装板4，所述视觉传感器安装板4依次安装有视觉传感器1和镜头3；
43.在箱体上还设置有光源7和实验台面9，当所述固定杆5竖立在箱体时，所述视觉传感器1与光源7和实验台面9相对。
44.因此，用户可以放倒或者竖立固定杆，从而在打开实验箱后，在箱体内开展测量工作，利用箱盖上的显示器显示测量结果，从而实现实验环境的快速搭建。
45.进一步的，所述视觉传感器1固定有镜头转接环2，所述镜头3安装在镜头转接环2上，从而使得可以更换不同的镜头。
46.所述调焦支架20通过调焦支架固定螺丝19与固定杆5相固定，逆时针松开，使调焦支架可在固定杆上下移动，顺时针拧紧，使调焦支架固定在固定杆上，在调焦支架20上还具有调焦手轮21，用于对视觉传感器的工作距离进行微调。
47.参见图2(a)-(d)，示出了固定杆5从收纳到打开的状态变化，下压铰链锁紧把手，解除底座关节的锁定状态，使底座关节可旋转，当固定杆处在直立状态时，上抬铰链锁紧把手，使底部关节固定。然后利用调焦支架固定螺丝19和调焦手轮21分别实现粗调和精调。具体的，逆时针旋转松开调焦支架固定螺丝19，可上下移动或旋转调焦支架20在固定杆5的位置用以改变物距及视场中心位置，物距确定好后，可顺时针拧紧调焦支架固定螺丝。旋转微调手轮21，可微调物距。
48.对于固定杆5从打开到收纳的状态变化，可以按照相反的方式进行。
49.进一步的，所述光源7为环形光源，从而直接对实验台面9进行照明。
50.或者，所述光源7也可以为背光源，所述实验台面9为透明台面，所述光源7设置在实验台面的底部，从下往上照射实验台面。
51.参见图3，图4。在箱体上还设置有连轴器91，所述连轴器的顶部具有定位凸起，所述实验台面9的中心具有定位凹槽，所述定位凸起与所述定位凹槽相互配合，固定螺钉93能够穿过定位凹槽，与所述定位凸起相互固定，从而使得连轴器91能够带动所述实验台面转动，在所述实验台面9的中间部位分布有多个触发定位孔95，触发定位螺钉94能够穿过所述触发定位孔95，在实验台面9的圆心与所述触发定位螺钉94延伸方向上设置有被测物96，在实验台面的下部设置有光电传感器8，所述光电传感器8设置有遮挡触发凹槽81，当实验台面9旋转使得触发定位螺钉94穿过光电传感器8的遮挡触发凹槽81时，能够遮挡光电传感器8，输出信号给视觉传感器1作为外触发信号，从而测量被测物96。
52.此外参见图5(a)、图5(b)，还具有显示屏挂架16，所述显示屏挂架16通过螺钉固定在显示屏17上，在显示屏挂架16中部的两侧分别具有两个定位挂钩161，在显示屏挂架16的外侧具有定位螺孔，所述显示屏支架15为长条状，两侧具有定位螺孔，所述显示屏17通过显示屏挂架16的定位挂钩161卡入显示屏支架15，并可以在所述显示屏挂架16上移动，当移动在合适的位置后，对齐显示屏挂架16与显示屏支架15上的定位螺孔，拧入螺钉，将显示屏17与显示屏支架15相固定。
53.在所述箱体的工作面上还设置有运动控制操作面板10，用于对实验台面9的转速进行设置和显示；
54.电源开关11，用于控制实验箱电源的打开或者关闭；
55.电源插座12，用于插入外接电源从而为实验箱供电。
56.进一步的，在所述箱体的工作面上还具有显示屏电源供电插座13，用于将外接电源进行转换后输出给显示屏17供电；
57.视觉传感器连接插座14，用于将外接电源进行转换后与视觉传感器1连接进行供电。
58.状态指示灯6，用于显示不同的颜色，指示视觉传感器1的工作状态。
59.本实用新型中，视觉系统采用智能视觉传感器，集视觉传感头、视觉控制器、视觉检测软件于一身，无需pc主机，代表前沿的视觉检测技术；体积小，集成度高，均位于实验箱内便于携带；通过可旋转升降、放倒式收纳固定支架，无需拆卸、无需工具、十秒内快捷搭建；针对不同的检测教学，可快速更换实验台面，进行多种视觉检测教学实验，并可搭配不同的光源、镜头；采用手拧触发定位螺钉方便控制触发位置；可壁挂、手持显示屏设计，方便任意角度观看。本实用新型能够以最精简的设计模拟了一种工业现场机器视觉应用的常见场景。并且通过结构设计实现快速搭建实验环境、快速更换实验内容，人性化设计，使实验效率大大提高。
60.以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施方式仅限于此，对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本实用新型由所提交的权利要求书确定保护范围。