显微闪测仪的制作方法

1.本实用新型具体涉及一种显微闪测仪。


背景技术：

2.由于闪测影像仪(闪测仪)操作简单，并且尺寸测量的精度比较高，因此在测量领域中，使用闪测影像仪对待测物(例如工件)进行测量成为常见的操作之一，并且通过闪测仪识别工件的外观形状就可以快速的、精准的实现尺寸的测量。
3.传统的通过获取影像进行测量的仪器，大多是通过单一的拍摄相机对影像进行分析以获取工件的尺寸数据等，并且传统的测量仪器例如影像测量仪、轮廓仪、显微镜等，在涉及到批量工件的测试需求时，大多是将工件进行逐一测量，并且在重复进行多次测量后完成所有工件的测量，操作起来耗时会长，也会相应的降低测量的效率。


技术实现要素：

4.本实用新型是有鉴于上述现有技术的状况而提出的，其目的在于提供一种能够拍摄大视场的、批量测试待测物的显微闪测仪。
5.为此，本实用新型一方面提供了一种显微闪测仪，包括：底座、设置在所述底座上的可沿着第一方向和第二方向移动的并用于承载待测物的承载装置、可用于对所述待测物进行显微成像的光学装置和与所述光学装置连接的并对所述待测物进行拍摄的影像装置，所述光学装置包括用于对所述待测物照明的照明模块和对用于对所述待测物进行成像识别的成像模块，所述影像装置包括多个拍摄相机并且所述多个拍摄相机以环绕所述成像模块的方式设置于所述成像模块的外周。
6.在这种情况下，当承载装置上批量的放置有多个被测物时，承载装置可以沿着第一方向和第二方向移动以配合光学装置完成多个待测物中的任一待测物的识别，可以使得影像装置比较精准的对某个目标待测物进行图像采集进而获取目标待测物的信息，可以完成在多个目标中有意的去获得感兴趣的目标的信息。另外，影像装置包括多个拍摄相机并且拍摄相机环绕于成像模块。在这种情况下，相比较通过一个拍摄相机单独对放置在承载装置上的待测物进行图像采集，通过将多个拍摄相机进行组合后再进行图像采集，可以获得更大的图像视场进而可以更全面的对放置在承载装置上的多个待测物进行拍摄识别，当需要在多个待测物中单独提取某个目标待测物的信息时，通过光学装置进行识别，再通过承载装置配合进行移动，从而能够更快速地找到目标待测物进而使影像装置拍摄目标待测物以获取信息。由此，能够结合大视场高效的批量测试待测物。
7.另外，在本实用新型所涉及的显微闪测仪中，可选地，还包括设置于所述承载装置的可沿着第三方向移动的驱动装置，所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向两两正交，所述驱动装置通过固定在所述底座上的立柱固定于所述底座，所述影像装置设置于所述驱动装置。在这种情况下，由于驱动装置是可移动的固定在底座上，在影像装置配合光学装置和承载装置对待测物进行识别测量时，设置在驱动装置上的影像装置可以随着驱动装
置进行移动以对待测物进行图像采集。
8.另外，在本实用新型所涉及的显微闪测仪中，可选地，所述驱动装置包括控制所述驱动装置沿着所述第三方向移动的传动模块和记录所述驱动装置沿着所述第三方向移动的距离的测量模块，所述机械传动模块包括电机、滚珠丝杠、直线导轨、联轴器、同步带和轴承，所述测量模块包括光栅尺和读数头。在这种情况下，可以通过传动模块进行传动以使驱动装置沿着第三方向移动，并且可以通过测量模块对驱动装置移动的距离进行测量。由此，能够精准地对驱动装置进行定位控制。
9.另外，在本实用新型所涉及的显微闪测仪中，可选地，所述影像装置还包括将所述拍摄相机固定于所述驱动装置的安装座，所述拍摄相机通过螺钉固定于所述安装座进而固定于所述驱动装置，所述安装座的数量与所述拍摄相机的数量相匹配。在这种情况下，安装座能够将拍摄相机比较稳定地固定于驱动装置。由此，能够使拍摄相机稳定地对待测物进行拍摄。
10.另外，在本实用新型所涉及的显微闪测仪中，可选地，所述照明模块包括光源、匀光片、全反镜、以及准直透镜，所述成像模块包括ccd相机、会聚透镜、分光棱镜、以及显微镜，所述光源发出第一发射光束，所述第一发射光束透过所述匀光片经由所述全反镜反射至所述准直透镜，所述准直透镜接收所述第一发射光束并将其发射至所述分光棱镜，所述分光棱镜接收所述第一发射光束并将其反射至所述待测物并形成第一反射光束，所述第一反射光束依次经由所述分光棱镜和所述会聚透镜到达所述ccd相机。在这种情况下，通过照明模块中和成像模块进行组合，对待测物进行照明放大然后再进行成像，可以便于测量小尺寸的待测物。
11.另外，在本实用新型所涉及的显微闪测仪中，可选地，所述显微镜包括可旋转的物镜转换台，所述物镜转换台包括不同倍率的物镜。在这种情况下，通过物镜转换台可以转换形成不同倍率的物镜，不同倍率的物镜可以将小型的待测物进行放大然后使拍摄相机获取放大后的拍摄图像。由此，能够便于进行不同尺寸的识别测量。
12.另外，在本实用新型所涉及的显微闪测仪中，可选地，所述物镜转换台具有多个通孔，所述多个通孔的大小分别与所述不同倍率的物镜的直径的大小相匹配并且所述多个通孔按照预定间隔分布于所述物镜转换台。由此，能够按照预定间隔精准地控制物镜镜片的旋转以便找到合适的倍率的镜片进行测量。
13.另外，在本实用新型所涉及的显微闪测仪中，可选地，所述多个拍摄相机的拍摄视场存在重合的区域并且所述承载装置位于基于所述多个拍摄相机的拍摄视场获得的组合视场中。由此，能够使得多个拍摄相机组合形成的视场尽可能地囊括放置于承载装置上的待测物。
14.另外，在本实用新型所涉及的显微闪测仪中，可选地，所述成像模块还包括防撞单元，所述防撞单元沿所述第三方向可活动地固定于所述显微镜。在这种情况下，由于防撞单元是可活动地固定于显微镜，若显微镜在光学装置识别待测物时触碰到承载装置，通过防撞机构的活动可以使显微镜的镜头远离于承载装置。由此，能够降低镜头的不合理触碰而对显微镜测量造成的不良影响。
15.另外，在本实用新型所涉及的显微闪测仪中，可选地，还包括控制装置，所述控制装置包括显示单元和输入单元，所述显示单元用于显示所述多个拍摄相机的拍摄视场的组
合视场，所述输入单元用于指定所述组合视场的目标区域。在这种情况下，通过显示单元可以便利的将多个拍摄相机的组合视场显示出来，另外，可以通过输入单元选取目标区域再取得进一步的测量结果。由此，能够高效的进行测量。
16.根据本实用新型，能够提供一种在大视场高效地批量测试待测物的显微闪测仪。
附图说明
17.现在将仅通过参考附图的例子进一步详细地解释本实用新型，其中：
18.图1是示出了本实用新型实施方式所涉及的显微闪测仪的整体结构图。
19.图2是示出了本实用新型实施方式所涉及的显微闪测仪的爆炸示意图。
20.图3是示出了本实用新型实施方式所涉及的拍摄装置的结构示意图。
21.图4是示出了本实用新型实施方式所涉及的光学装置的部分结构示意图。
22.图5是示出了本实用新型实施方式所涉及的光学装置的部分光路示意图。
23.图6是示出了本实用新型实施方式所涉及的物镜转换台和显微镜装配后的结构示意图。
24.图7是示出了本实用新型实施方式所涉及的物镜转换台和显微镜装配前的结构示意图。
25.图8是示出了本实用新型实施方式所涉及的物镜转换台的俯视示意图。
26.附图标记：
[0027]1…
显微闪测仪，
[0028]
10
…
底座，20
…
承载装置，30
…
光学装置，40
…
影像装置，50
…
驱动装置，
[0029]
31
…
照明模块，32
…
成像模块，
[0030]
41
…
拍摄相机，42
…
安装座，
[0031]
311
…
光源，312
…
匀光片，313
…
全反镜，314
…
准直透镜，
[0032]
321
…
ccd相机，322
…
会聚透镜，323
…
分光棱镜，324
…
防撞单元，325
…
物镜转换台，326
…
显微镜，327
…
通孔，
[0033]
x
…
第一方向，y
…
第二方向，z
…
第三方向。
具体实施方式
[0034]
以下，参考附图，详细地说明本实用新型的优选实施方式。在下面的说明中，对于相同的部件赋予相同的符号，省略重复的说明。另外，附图只是示意性的图，部件相互之间的尺寸的比例或者部件的形状等可以与实际的不同。
[0035]
需要说明的是，本实用新型中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，例如所包括或所具有的一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可以包括或具有没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0036]
另外，在本实用新型的下面描述中涉及的小标题等并不是为了限制本实用新型的内容或范围，其仅仅是作为阅读的提示作用。这样的小标题既不能理解为用于分割文章的内容，也不应将小标题下的内容仅仅限制在小标题的范围内。
[0037]
传统的通过获取影像进行测量的仪器，大多是通过一个拍摄相机获取待测物的影
像，然后通过对影像进行分析以获取待测物的尺寸数据。
[0038]
本实用新型涉及的显微闪测仪，通过将传统的影像测量和显微成像结合，并通过多个拍摄相机可以获得较大的视场对待测物进行拍摄。本实用新型涉及的显微闪测仪可以用于批量测测量待测物，以便于提高待测物的测量效率。另外，通过本实用新型涉及的显微闪测仪，可以对多种尺寸的待测物进行测量。通过本实用新型，能够高效的，批量的测试待测物。
[0039]
在一些示例中，显微闪测仪也可以称为“闪测仪”或“显微测量仪”。在一些示例中，显微闪测仪可以对微小尺寸的待测物进行测量，可用于精密机械、光通讯器件、精密模具、磁性材料、精密冲压、手机精密配件、医疗器械、钟表、刀具、计量检测等领域。
[0040]
以下，结合附图，对本实施方式所涉及的显微闪测仪进行详细说明。
[0041]
图1是示出了本实用新型实施方式所涉及的显微闪测仪1的整体结构图。图2是示出了本实用新型实施方式所涉及的显微闪测仪1的爆炸示意图。
[0042]
在本实施方式中，多个待测物可以具有多种特征，例如形状、尺寸、公差等。在一些示例中，多个待测物的尺寸可以相差较大。例如，待测物可以为小型的、器械类的零件，也可以为大型的、器械类的配件。
[0043]
在本实施方式中，在一些示例中，显微闪测仪1可以包括底座10、承载装置20、影像装置40、以及光学装置30。底座10可以固定承载装置20。承载装置20可以用于承载待测物。承载装置20可以用于承载多个待测物。影像装置40可以用于对待测物进行拍摄，光学装置30可以对待测物提供光源并进行显微成像。在这种情况下，当承载装置20放置有多个待测物，并且需要在多个待测物中单独提取某个目标待测物的信息时，通过光学装置30进行识别，再通过承载装置20配合进行移动，从而就可以快速地找到目标待测物进而使影像装置40拍摄目标待测物以获取信息。由此，能够提高待测物测量的效率。
[0044]
在一些示例中，承载装置20可以是可移动的。在一些示例中，承载装置20可以沿着第一方向和第二方向移动。在这种情况下，当承载装置20上放置有待测物时，通过移动承载装置20可以将待测物移动到指定的区域以便后续对待测物进行测量。在一些示例中，第一方向可以为x方向，第二方向可以为y方向。
[0045]
在一些示例中，承载装置20可以为二维承载平台。由此，能够使待测物在二维平面内进行移动。在一些示例中，承载装置20可以设置有水平调节仪，通过水平仪调节仪可以调节承载装置20处于水平状态进而使放置在承载装置20上的待测物处于水平状态。在这种情况下，通过显微闪测仪1可以较准确的对待测物进行识别测量。
[0046]
图3是示出了本实用新型实施方式所涉及的拍摄装置的结构示意图。
[0047]
如图3所示，在一些示例中，光学装置30可以包括照明模块31和成像模块32。如上所述，光学装置30可以对待测物提供光源并进行显微成像。具体而言，照明光可以对待测物提供充足的光线，成像模块32可以在有光源的条件下对待测物进行成像识别。在这种情况下，当承载装置20放置有多个待测物时，有利于通过成像模块32的识别功能可以将多个待测物中各个待测物识别出来，从而便于对单个待测物进行显微识别。在本公开中，显微成像可以指代对微小尺寸的待测物进行放大成像。
[0048]
在一些示例中，影像装置40可以包括多个拍摄相机41(例如，可以包括拍摄相机41a和拍摄相机41b)。在这种情况下，相较于一个拍摄相机，将多个拍摄相机41进行组合后
再对待测物进行图像采集，可以获得更大的图像视场进而可以更全面的对放置在承载装置20上的多个待测物进行拍摄识别。
[0049]
在一些示例中，多个拍摄相机41可以环绕成像模块32而进行布置，在一些示例中，多个拍摄相机41可以均匀地设置于成像模块32的外周。具体而言，拍摄相机41可以设置于成像模块32的前方的外周。在这种情况下，在拍摄相机41进行拍摄时，光线可以进入拍摄相机41再进入成像模块32。由此，能够便于成像模块32较好地成像。
[0050]
在一些示例中，显微闪测仪1还可以包括驱动装置50。在一些示例中，驱动装置50可以是可移动的。在一些示例中，驱动装置50可以沿着第三方向移动。第一方向、第二方向和第三方向两两正交。在一些示例中，第三方向可以为z方向。在这种情况下，当承载装置20沿着第一方向和第二方向移动时，沿着第三方向移动的驱动装置50可以相对于承载装置20沿着上下方向移动。也即，可以通过运动使驱动装置50靠近或者远离驱动装置50。
[0051]
在一些示例中，底座10上可以固定有一根长方体形的立柱。在一些示例中，驱动装置50可以通过立柱而固定于底座10。在这种情况下，由于立柱是长方体形的，具有较好的稳定性，通过立柱可以比较稳定的将驱动装置50固定在底座10上。由此，能够增强驱动装置50的稳定性，并使得驱动装置50在沿着第三方向移动时降低抖动或不稳的可能性。
[0052]
在一些示例中，影像装置40可以设置于驱动装置50。由此，能够使影像装置40在驱动装置50移动时一起沿着第三方向移动。在这种情况下，由于驱动装置50是可移动的固定在底座10上，在影像装置40配合光学装置30和承载装置20对待测物进行识别测量时，设置在驱动装置50上的影像装置40可以随着驱动装置50进行移动以对待测物进行图像采集。
[0053]
在一些示例中，影像装置40可以包括安装座42。在一些示例中，可以通过安装座42将拍摄相机41固定于驱动装置50。在一些示例中，拍摄相机41通过螺钉固定于安装座42，安装座42可以固定于驱动装置50。由此，能够通过安装座42将拍摄相机41固定于驱动装置50。
[0054]
在一些示例中，安装座42的数量可以和拍摄相机41的数量相匹配。例如，安装座42可以包括安装座42a和安装座42b。也即，各安装座42可以与各拍摄相机41装配然后安装于驱动装置50。在这种情况下，当影像装置40包括多个拍摄相机41，通过安装座42可以将多个拍摄相机41分别固定于驱动装置50，并且由于拍摄相机41是单独安装的，当某个安装座42出现松动时，在不会影响其他安装座42的同时也不会影响固定在其他安装座42上的拍摄相机41的稳定性。
[0055]
在一些示例中，多个拍摄相机41可以呈对称分布式的环绕于成像模块32的外周。在这种情况下，多个拍摄相机41的视场分布会比较均匀。
[0056]
在一些示例中，多个拍摄相机41的拍摄视场存在重合的区域。在一些示例中，多个拍摄相机41的各个视场组合之后可以形成组合视场。在一些示例中，承载装置20可以位于组合视场中。由此，能够使拍摄相机41尽可能的对承载装置20上的全部待测物进行拍摄。
[0057]
图4是示出了本实用新型实施方式所涉及的光学装置30的部分结构示意图。图5是示出了本实用新型实施方式所涉及的光学装置30的部分光路示意图。
[0058]
在一些示例中，如上所述，光学装置30可以包括照明模块31和成像模块32。在一些示例中，如图5所示，照明模块31可以包括光源311、匀光片312、全反镜313、以及准直透镜314，成像模块32可以包括ccd相机321、会聚透镜322、分光棱镜323、以及显微镜326。在一些示例中，光源311可以发出第一发射光束，第一发射光束可以经由多个镜片之后形成照明光
束对待测物进行照明，并且光束在经由待测物反射后可以进入ccd相机321进而成像。
[0059]
在一些示例中，第一发射光束可以透过匀光片312经由全反镜313反射至准直透镜314，准直透镜314接收第一发射光束并将其发射至分光棱镜323，分光棱镜323接收第一发射光束并将其反射至待测物并形成第一反射光束，第一反射光束依次经由分光棱镜323和会聚透镜322到达ccd相机321。
[0060]
图6是示出了本实用新型实施方式所涉及的物镜转换台325和显微镜326装配后的结构示意图。图7是示出了本实用新型实施方式所涉及的物镜转换台325和显微镜326装配前的结构示意图。图8是示出了本实用新型实施方式所涉及的物镜转换台325的俯视示意图。
[0061]
如图6和图7所示，在一些示例中，显微镜326可以包括物镜转换台325。物镜转换台325可以设置有不同倍率的物镜。
[0062]
在一些示例中，物镜转换台325可以是可转动的，并且在转换时可以切换不同倍率的物镜的镜片。在这种情况下，通过转换物镜转换台325可以形成不同放大倍数的显微镜，进而对待测物进行不同倍数的放大，ccd相机321对放大后的待测物进行成像识别。由此，能够便于对不同尺寸的待测物进行识别测量。
[0063]
在一些示例中，物镜转换台325可以具有多个通孔327。多个通孔327的大小可以和不同倍率的物镜的直径的大小相匹配。由此，能够在多个通孔327的各个通孔安装不同倍率的镜片。在一些示例中，如图6所示，暴露于物镜转换台325之外的突出部分可以认为是显微镜326的物镜，物镜可以安装于多个通孔327。可以理解的是，当物镜转换台325安装有不同倍率的物镜镜片，通过转动物镜转换台325可以使不同的放大倍率的物镜移动至显微镜326处，从而使显微镜326具有不同的放大倍率。在一些示例中，物镜可以和物镜转换台325进行装配形成显微镜326(参见图7)。
[0064]
在一些示例中，多个通孔327可以按照预定间隔分布于物镜转换台325(参见图8)。由此，能够便于按照预定间隔精准地控制物镜转换台325进行旋转进而精准的更换物镜的倍率。
[0065]
在一些示例中，物镜转换台325可以是电动旋转的。在这种情况下，可以通过电动控制精准的切换物镜转换台325以获得与待测物的尺寸相匹配的放大倍率，进而获得待测物的特征信息。例如不同精度下的二维尺寸点、线、圆等的测量和形位公差的评价。由此，能够基于物镜转换台325探测各种精密的、微观的二维尺寸特征。
[0066]
在一些示例中，成像模块32还可以包括防撞单元324。在一些示例中，防撞单元324可活动地固定于显微镜326，并且防撞单元324可沿着第三方向活动。在这种情况下，由于防撞单元324是可活动地固定于显微镜326，若显微镜326在光学装置30识别待测物时触碰到承载装置20，通过防撞机构的活动可以使显微镜326的镜头远离于承载装置20。由此，能够降低镜头的不合理触碰对显微镜326测量造成的不良影响。
[0067]
在一些示例中，显微闪测仪1还可以包括控制装置。在一些示例中，控制装置可以基于待测物所在的目标区域控制影像装置40与待测物的位置关系。具体而言，控制装置可以控制承载装置20进行移动进而使放置在承载装置20上目标区域的待测物移动。
[0068]
在一些示例中，控制装置可以包括显示单元和输入单元。在一些示例中，显示单元可以用于显示多个拍摄相机41的拍摄视场的组合视场，输入单元可以用于指定组合视场的
目标区域。
[0069]
本实用新型所涉及的显微闪测仪1通过将显微成像和影像测量相结合，可以实现微小特征的放大测量。并且根据本实用新型，可以高效的批量测试待测物的显微闪测仪1。
[0070]
虽然以上结合附图和示例对本实用新型进行了具体说明，但是可以理解，上述说明不以任何形式限制本实用新型。本领域技术人员在不偏离本实用新型的实质精神和范围的情况下可以基于需要对本实用新型进行变形和变化，这些变形和变化均落入本实用新型的范围内。