一种竹筒尺寸的3D视觉测量机构

技术领域

本发明涉及竹制品加工领域技术领域，具体为一种竹筒尺寸的3D视觉测量机构。

背景技术

竹制品由于其环保美观的特点在人们的日常生活中被广泛应用，在加工过程中需要对不同竹筒的厚度进行测量，便于进行后续的加工工序进行，现有技术中针对竹筒壁厚的测量大致分为机械方式测量和传统的视觉测量两种，采用机械方式测量时，机械机构过于复杂，对加工以及安装难度较高，另外机械的测量方式由于是接触式测量，遇到有异常的竹筒容易出故障，对竹筒内部的竹节与端面的距离要求也较高；采用传统的2D视觉测量的方式时，通常利用面光源打光，容易因为外界光线、竹筒表面异物、竹筒表面潮湿导致端面颜色的变化、竹筒竹节过近对端面的影响，导致测量的尺寸偏差，无法满足现实生产要求。为此，我们提出一种竹筒尺寸的3D视觉测量机构。

发明内容

本发明的目的在于提供一种竹筒尺寸的3D视觉测量机构，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种竹筒尺寸的3D视觉测量机构，包括支架，所述支架一侧设置有阶梯上料装置，所述阶梯上料装置和支架之间固定连接有隔板，所述隔板上设置有通槽，所述支架上端设置有测量箱，所述测量箱内固定连接有测量移动机构，所述测量移动机构上设置有驱动模组，所述驱动模组与测量移动机构传动连接，所述测量移动机构上设置有测量装置，所述测量装置包括3D摄像头和激光。

优选的，所述测量箱包括箱体、显示屏、通孔和基准板，所述箱体固定连接在支架上端，所述箱体远离阶梯上料装置的一侧设置有显示屏，所述箱体靠近通槽的一侧设置有通孔，所述箱体内部靠近通孔的一侧活动连接有基准板，所述基准板底端连接有升降气缸。

优选的，所述通孔上端设置有遮光板，所述遮光板固定连接在箱体侧面。

优选的，所述箱体侧面通过铰接件铰接有透明板，所述透明板远离铰接件的一侧设置有锁紧件。

优选的，所述测量移动机构包括立柱、滑块、固定板和夹板，所述立柱底端固定连接在箱体内底端，所述立柱上活动卡接有滑块，所述滑块为两个且对称设置在立柱两侧，两个所述滑块侧面固定连接有固定板，所述固定板一侧顶部固定连接有夹板。

优选的，所述立柱底端固定连接有底板，所述底板上设置有螺栓孔，所述底板一侧固定连接有加强板，所述加强板为三角形且侧面固定连接在立柱侧面。

优选的，所述立柱两侧对称设置有导轨，所述滑块活动卡接在导轨内。

优选的，所述测量装置包括3D摄像头和激光，所述3D摄像头设置在夹板之间，所述激光固定连接在固定板侧面，所述激光位于3D摄像头下方。

优选的，所述驱动模组包括步进电机、皮带和连接槽，所述步进电机固定连接在立柱上端一侧，所述步进电机上传动连接有皮带，所述皮带分别对称设置在立柱两侧，所述滑块侧面设置有连接槽，所述皮带穿过连接槽设置。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该种竹筒尺寸的3D视觉测量机构采用3D摄像头和激光的互相配合得出竹子轮廓，

1)激光能够定位3D摄像头的拍摄范围控制在竹端面的±10mm之内，而±10mm之外的物体3D相机拍摄不到，会显示为黑色，使得照片更为单纯，避免对测量造成干扰；

2)3D摄像头对竹端面异物污染、外接日光，端面潮湿，竹节过近等复杂情况均可以排除，得出更加精确的内径和厚度，提高测量精确性；

3)通过基准挡板及其升降气缸的设置，可使得3D摄像头测量时得到精准的基准位，提高照片的清晰度，进而提高测量精确度；

4)驱动模组通过皮带带动整体的测量装置升降，提高3D摄像头和激光移动的稳定性，避免画面由于晃动而模糊；

5)基准板与3D摄像机的运动机构为分离式，避免竹筒撞击基准板造成的震动对拍摄造成影响，进一步提高画面清晰度。

附图说明

图1为本发明立体结构示意图；

图2为本发明的测量箱的立体结构示意图；

图3为本发明的测量移动机构的立体结构示意图。

图中：阶梯上料装置1、支架2、隔板3、通槽4、测量箱5、箱体51、显示屏52、通孔53、基准板54、遮光板55、透明板56、铰接件57、锁紧件58、测量移动机构6、立柱61、滑块62、固定板63、夹板64、底板65、螺栓孔66、加强板67、导轨68、测量装置7、3D摄像头71、激光72、驱动模组8、步进电机81、皮带82、连接槽83。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种竹筒尺寸的3D视觉测量机构，包括支架2，支架2一侧设置有阶梯上料装置1，阶梯上料装置1可将竹筒自动送至测量位置处；

阶梯上料装置1和支架2之间固定连接有隔板3，隔板3上设置有通槽4，隔板3将阶梯上料装置1和支架2分隔开，便于上料，竹筒被阶梯上料装置1输送至通槽4上，通槽4可供竹筒通过；

支架2上端设置有测量箱5，竹筒被输送至测量箱5内，直接通过测量箱5内的装置进行拍照测量；

测量箱5内固定连接有测量移动机构6，测量移动机构6上设置有驱动模组8，驱动模组8与测量移动机构6传动连接，驱动模组8可驱动测量移动机构6进行稳定的上下往复运动；

测量移动机构6上设置有测量装置7，测量装置7包括3D摄像头71和激光72，激光72能够定位3D摄像头71的拍摄范围控制在竹端面的±10mm之内，而±10mm之外的物体3D摄像头71拍摄不到，会显示为黑色，使得照片更为单纯，只显示竹子的轮廓，并且3D摄像头71对竹端面异物污染、外接日光，端面潮湿，竹节过近等复杂情况均可以排除，得出更加精确的内径和厚度。

在使用时，阶梯上料装置1首先将竹筒自动送至通槽4处，竹筒通过通槽4深入进测量箱5内，调整好位置后，测量箱5内的驱动模组8带动测量移动机构6向下运动，在向下运动的过程中，带动3D摄像头71和激光72向下运动，3D摄像头71和激光72对竹筒进行从上到下的扫描，扫描出竹筒轮廓后，根据计算机算法，求得多个位置的竹筒厚度尺寸，得到竹筒的阳面和阴面的多个点全面的测量，从而得到竹筒的壁厚的最小值，最大值和平均值，测量完毕后，3D摄像头71和激光72在测量移动机构6的作用下向上移动复位。

进一步的，测量箱5包括箱体51、显示屏52、通孔53和基准板54，箱体51固定连接在支架2上端，箱体51远离阶梯上料装置1的一侧设置有显示屏52，箱体51靠近通槽4的一侧设置有通孔53，箱体51内部靠近通孔53的一侧活动连接有基准板54，基准板54底端连接有升降气缸，3D摄像头71、激光72和基准板54的距离为基准距离，竹筒通过通槽4后，伸入进通孔53内，当竹筒碰触到基准板54后，基准板54在底部的升降气缸的作用下下降，此时测量移动结构6带动3D摄像头71和激光72对竹筒进行从上到下的扫描，扫描出竹筒轮廓后，将画面显示在侧面的显示屏52上。

进一步的，通孔53上端设置有遮光板55，遮光板55固定连接在箱体51侧面，遮光板55可对竹筒上方的亮光进行遮挡，使得激光72更好的运行，排除环境中其他物品的干扰。

进一步的，箱体51侧面通过铰接件57铰接有透明板56，透明板56远离铰接件57的一侧设置有锁紧件58，透明板56为透明亚克力材质板材，可对3D摄像头71和激光72起到隔离作用，隔绝外界灰尘，在进行维护保养时，可打开锁紧件58，将透明板56打开，方便操作。

进一步的，测量移动机构6包括立柱61、滑块62、固定板63和夹板64，立柱61底端固定连接在箱体51内底端，立柱61上活动卡接有滑块62，滑块62为两个且对称设置在立柱61两侧，两个滑块62侧面固定连接有固定板63，固定板63一侧顶部固定连接有夹板64，摄像头71可设置在夹板64内，滑块62可在立柱61上进行上下往复运动，从而通过固定板63带动3D摄像头71和激光72上下移动，实现对竹筒的扫描。

进一步的，立柱61底端固定连接有底板65，底板65上设置有螺栓孔66，底板65一侧固定连接有加强板67，加强板67为三角形且侧面固定连接在立柱61侧面，底板65可通过螺栓孔66和螺栓固定连接在箱体51内，提高立柱61的稳定性，加强板67提高立柱61的支撑强度，避免立柱61倾斜或者晃动。

进一步的，立柱61两侧对称设置有导轨68，滑块62活动卡接在导轨68内，导轨68为滑块62的移动起到导向限位作用，使得滑块62可在导轨68上上下移动。

进一步的，测量装置7包括3D摄像头71和激光72，3D摄像头71设置在夹板64之间，激光72固定连接在固定板63侧面，激光72位于3D摄像头71下方，测量装置7在测量移动机构6的作用下向下移动的同时，3D摄像头71和激光72工作，激光72照射在竹筒端面上，3D摄像头71进行上下扫描。

更进一步的，驱动模组8包括步进电机81、皮带82和连接槽83，步进电机81固定连接在立柱61上端一侧，步进电机81上传动连接有皮带82，皮带82分别对称设置在立柱61两侧，滑块62侧面设置有连接槽83，皮带82穿过连接槽83设置，步进电机81的传动轴通过联轴器和传动杆带动两侧皮带82移动，在皮带82和连接槽83的连接作用下，带动两个滑块62移动，从而实现测量装置7的移动。

在使用时，阶梯上料装置1首先将竹筒自动送至通槽4处，竹筒通过通槽4深入进测量箱5内，竹筒通过通槽4后，伸入进箱体51上的通孔53内，当竹筒碰触到基准板54后，基准板54在底部的升降气缸的作用下下降，此时步进电机81启动，步进电机81的传动轴通过联轴器和传动杆带动两侧皮带82移动，在皮带82和连接槽83的连接作用下，带动两个滑块62移动，从而带动3D摄像头71和激光72向下运动，3D摄像头71和激光72对竹筒进行从上到下的扫描，扫描出竹筒轮廓后，将画面显示在侧面的显示屏52上，根据计算机算法，求得多个位置的竹筒厚度尺寸，得到竹筒的阳面和阴面的多个点全面的测量，从而得到竹筒的壁厚的最小值，最大值和平均值，测量完毕后，3D摄像头71和激光72在测量移动机构6的作用下向上移动复位。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。