專利名稱：投影條紋顯微三維測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種顯微測量裝置，尤其是一種利用相移技術(shù)的投影條紋顯微三維 測量裝置。
背景技術(shù)：
目前，大多數(shù)的三維形狀測量裝置是由條紋投影器和CCD攝像機所組成。條紋投影 器投射出正弦條紋，而其所投出正弦條紋的正弦特性直接影響到測量精度。條紋投影器 是由投影機和投影鏡頭所組成的。投影機在工作時，由于要排除燈泡工作時產(chǎn)生的熱量， 需啟動排風(fēng)扇，這樣就產(chǎn)生較大的振動，這種振動會傳到與之相連的投影鏡頭上。所投 出正弦條紋的正弦特性會受到很大的影響，從而在進行位相計算時產(chǎn)生較大的位相誤差。 實驗證明，在進行微觀三維形狀測量時，這種位相誤差將會直接影響到測量精度。如圖1和圖2所示，傳統(tǒng)的投影條紋微觀三維形狀測量裝置中，其結(jié)構(gòu)是將條紋投 影器l'和CCD攝象機2'分別安裝在兩個升降裝置3'上，升降裝置3'豎直固定在底座4'上。條紋投影器r是將投影機ir與投影鏡頭12'通過托架5'連接在一起放置在升降裝置I3a'上，而將CCD攝象機2'安置在升降裝置II3b'上，這樣做雖然設(shè)計 較簡單，但由于投影機在工作時會產(chǎn)生較大的振動，這種振動會直接傳到與之相連的投 影鏡頭上，在進行測量時，投影出條紋圖的正弦性會受到很大的影響，直接影響到系統(tǒng) 的測量精度。有鑒于此特提出本實用新型。實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可消除由于振動 影響測量精度的投影條紋顯微三維測量裝置，該裝置同時能夠改變條紋投影器的投影位 置。 由底座、安裝在底座上的固定架及安裝在固定架上的條紋投影器和 攝像機所組成，條紋投影器包括投影機和投影鏡頭，投影機內(nèi)部設(shè)有散熱風(fēng)扇、光源和 光路，其特征在于所述的投影機和投影鏡頭相分離設(shè)置，安裝于固定架上，投影鏡頭 位于投影機的下方，投影機光路與投影鏡頭對應(yīng)于一條線上。所述投影機內(nèi)部光源為普通冷光源，固定架包括升降裝置I和升降裝置II，分別垂直 安裝于底座上，所述投影機通過投影機托板安裝在其中一升降裝置上，投影鏡頭通過投 影鏡頭支架安裝在另一升降裝置上，攝像機可安裝在任一升降裝置上。所述投影機內(nèi)部光源為LED光源，固定架包括升降裝置I和升降裝置II，分別垂直安 裝于底座上，所述投影機和投影鏡頭分離固定在同一支架上，該支架安裝在其中一升降 裝置上，攝像機安裝在另一升降裝置上。所述支架由升降部分、鏡頭支架部分和投影機托板三部分組成，所述升降部分固定 在升降裝置上，鏡頭支架部分為-一鑿有鏡頭固定孔的傾斜板狀結(jié)構(gòu)， 一端與升降部分連 接，另一端與投影機托板垂直連接，該托板為一板狀結(jié)構(gòu)，其上設(shè)有用于固定投影機的 卡槽或螺釘孔。所述投影機內(nèi)部光源為LED光源，固定架為一升降裝置，所述攝像機、投影機和投 影鏡頭通過一水平的支撐架分離固定于升降裝置上。所述支撐架一端固定于升降裝置，另一端部設(shè)有穿孔，通過穿孔固定攝像機的采集 鏡頭而固定頂部的攝象機，支撐架中間設(shè)有分別安裝投影機和投影鏡頭的彎板組件。所述彎板組件由支架、導(dǎo)柱、導(dǎo)套座、導(dǎo)套、螺桿i、螺桿n和滑塊組成，導(dǎo)柱固定于支撐架的側(cè)部，螺桿n平行于導(dǎo)柱安裝在支撐架上位于導(dǎo)柱上方，導(dǎo)套固定于螺桿n的端部，導(dǎo)套與支撐架相反的一側(cè)部設(shè)有定位結(jié)構(gòu)，導(dǎo)柱可滑動插入導(dǎo)套座內(nèi)部以使得導(dǎo)套座沿導(dǎo)柱滑動，導(dǎo)套和導(dǎo)套座一體連接通過調(diào)節(jié)螺桿n使得其沿導(dǎo)柱滑動，螺桿i 豎直設(shè)于導(dǎo)套上，滑塊設(shè)于螺桿i上以調(diào)節(jié)上下高度，支架通過螺釘與滑塊相連，通過調(diào) 節(jié)螺桿i來調(diào)整支架的高度。所述支架由升降部分、鏡頭支架部分和投影機托板三部分組成，所述升降部分固定 在滑塊上，豎直設(shè)有與導(dǎo)套定位結(jié)構(gòu)對應(yīng)的引導(dǎo)槽，定位結(jié)構(gòu)可以為凸肋或至少三個成 一線的定位凸塊，凸肋或凸塊位于引導(dǎo)槽內(nèi)，鏡頭支架部分為一鑿有鏡頭固定孔的傾斜
板狀結(jié)構(gòu)， 一端與升降部分連接，另一端與投影機托板垂直連接，該托板為一板狀結(jié)構(gòu)， 其上設(shè)有用于固定投影機的卡槽或螺釘孔。上述升降裝置可以是螺旋式升降結(jié)構(gòu)或燕尾槽式升降結(jié)構(gòu)。采用上述技術(shù)方案后，本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果。本實用新型投影條紋顯微三維測量裝置將條紋投影器中的投影機與投影鏡頭完全分 離的結(jié)構(gòu)，消除了振動所帶來的影響，可極大提高其測量精度；另外，為了保證條紋投 影器在同一位置不同的倍率下能夠清晰成像，條紋投影器可調(diào)整其高度和位置，使其在 同一位置圖象更加清晰。
以下結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式
作進一步詳細的描述。


圖l是傳統(tǒng)的投影條紋微觀三維形狀測量裝置結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是傳統(tǒng)的投影條紋微觀三維形狀測量裝置分解狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實用新型所述投影條紋顯微三維測量裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實用新型所述普通冷光源投影條紋顯微三維測量裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本實用新型所述普通冷光源投影條紋顯微三維測量裝置分解狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本實用新型所述LED光源投影條紋顯微三維測量裝置的雙升降結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是圖6中支架與投影機和投影鏡頭分解示意圖； 圖8是圖6中支架與投影鏡頭分解示意圖；圖9是本實用新型所述LED光源投影條紋顯微三維測量裝置的單升降結(jié)構(gòu)示意圖；圖10是圖9中彎板組件與升降裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖11是圖10中支架與導(dǎo)套及滑塊之間的連接示意圖。
具體實施方式
如圖3所示,本實用新型所述的投影條紋顯微三維測量裝置，它是由底座l、安裝在 底座1上的固定架2及安裝在固定架2上的條紋投影器3和攝像機4所組成，條紋投影 器3包括投影機31和投影鏡頭32，投影機內(nèi)部設(shè)有散熱風(fēng)扇、光源和光路，所述的投
影機31和投影鏡頭32相分離設(shè)置，安裝于固定架3上，投影鏡頭32位于投影機31的 下方，投影機光路與投影鏡頭對應(yīng)于一條線上，投影于底座的載物臺ll上。實施例一適用于普通冷光源投影機由于普通冷光源投影機在工作時，為消除燈泡在工作時產(chǎn)生的熱量，幾個排風(fēng)扇會 同時啟動，振動較大。因此，要把投影機與投影鏡頭分別放置在不同的升降裝置上，以 消除振動的影響。如圖4和圖5所示，當投影機31內(nèi)部光源為普通冷光源，固定架包括升降裝置I2a 和升降裝置II2b，分別垂直安裝于底座l上，兩者之間有留一定的距離，所述投影機31 通過投影機托板310安裝在其中一升降裝置I2a上，投影鏡頭32通過投影鏡頭支架320 安裝在另一升降裝置II2b上，這樣，投影機31與投影鏡頭32完全分離，二者不接觸， 這樣，斷絕其振動源，投影機的振動不會傳到投影鏡頭上；而攝像機可安裝在任一升降 裝置上(圖中未示出)。如圖5所示,所述投影機托板310為一傾斜的板面結(jié)構(gòu)，投影機31可通過螺釘固定 在傾斜托板310上，其投影光路也傾斜向下與下方傾斜對應(yīng)底座的投影鏡頭32對應(yīng)。實施例二適用于LED光源投影機由于LED光源的投影機振動不大，因此，只要把投影機與投影鏡頭分離，使它們不 直接相連即可，采用如下結(jié)構(gòu)。1.雙升降裝置結(jié)構(gòu)如圖6所示,所述投影機內(nèi)部光源為LED光源，固定架包括升降裝置I2a和升降裝置 II2b，分別垂直安裝于底座l上，兩者之間有留一定的距離，所述投影機31和投影鏡頭32分離固定在同一支架5上，該支架5安裝在其中一升降裝置I2a上，攝像機4安裝在 另一升降裝置II2b上，通過固定機構(gòu)將其固定。如圖7和圖8所示，所述支架5由升降部分51、鏡頭支架部分52和投影機托板53 三部分組成，所述升降部分51固定在升降裝置I2a上，鏡頭支架部分52為一鑿有鏡頭 固定孔520的傾斜板狀結(jié)構(gòu)，將投影鏡頭32吊鏡頭固定圈521安裝在鏡頭固定孔520 上，鏡頭支架52 —端與升降部分51連接，另一端與投影機托板53垂直連接，該托板 53為一板狀結(jié)構(gòu)，其上設(shè)有用于固定投影機31的卡槽或螺釘孔，投影機31安裝在該托
板上，投影鏡頭32與投影機31孔壁不接觸，則減小其振動，提高圖象清晰度。 2.單升降裝置結(jié)構(gòu)如圖9至11所示，該結(jié)構(gòu)是在雙升降裝置結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上改進的。固定架為一升降裝置 2c，所述攝像機4、投影機31和投影鏡頭32通過一水平的支撐架6可升降的固定于升 降裝置2c上。所述支撐架6—端固定于升降裝置2c,另一端部設(shè)有穿孔61，通過穿孔 61固定攝像機的采集鏡頭41而固定頂部的攝象機4，可以通過調(diào)節(jié)升降裝置2c即可實 現(xiàn)其高度的調(diào)整范圍，支撐架6中間設(shè)有分別安裝投影機31和投影鏡頭32的彎板組件。如圖10和圖11所示，所述彎板組件由支架70、導(dǎo)柱7K導(dǎo)套72、導(dǎo)套座73、螺桿 174、螺桿II75和滑塊76組成，導(dǎo)柱71固定于支撐架6的側(cè)部，螺桿II75平行于導(dǎo)柱 71安裝在支撐架6上位于導(dǎo)柱71上方，導(dǎo)套座73固定于螺桿I175的端部，導(dǎo)套座73 與支撐架6相反的一側(cè)部設(shè)有定位結(jié)構(gòu)導(dǎo)套72，導(dǎo)柱71可滑動插入支撐架6內(nèi)部以使 得導(dǎo)套座73通過調(diào)節(jié)螺桿I175隨導(dǎo)柱71滑動，螺桿174豎直設(shè)于導(dǎo)套座73上，滑塊 76設(shè)于螺桿I74上以調(diào)節(jié)上下高度，支架70通過螺釘固定于滑塊76上以沿導(dǎo)套座73 上的定位結(jié)構(gòu)上、下調(diào)節(jié)高度。所述支架70由升降部分701 、鏡頭支架部分702和投影機托板703三部分組成，所 述升降部分701固定在滑塊76上，當滑塊隨著螺桿上下移動時，支架則隨著上下移動。 當位置合適后，通過鎖緊螺釘703鎖緊。鏡頭支架部分702為一鑿有鏡頭固定孔7020 的傾斜板狀結(jié)構(gòu)， 一端與升降部分701連接，另一端與投影機托板703垂直連接，該托 板703為一板狀結(jié)構(gòu)，其上設(shè)有用于固定投影機31的卡槽或螺釘孔。所述支架70為一 長條板狀結(jié)構(gòu)兩端分別向同一側(cè)彎折之后形成的結(jié)構(gòu)， 一端彎折90°形成投影機托板 703，另一端彎折的角度與采集投影的角度有關(guān)， 一般大于100°小于150° ，彎折后形 成升降部分701，板面上鑿有引導(dǎo)槽7011。當條紋投影器需要上下升降時，可以調(diào)節(jié)螺桿I7來實現(xiàn)投影器的獨自升降。當采集 的位置與投影的位置發(fā)生偏移時，可以調(diào)整螺桿I175來實現(xiàn)如箭頭方向的位置調(diào)整。本實用新型所述升降裝置可以是螺旋式升降結(jié)構(gòu)或燕尾槽式升降結(jié)構(gòu)，投影機和投 影鏡頭的分離方式不只上述結(jié)構(gòu)，也可采取上述結(jié)構(gòu)的結(jié)合。
權(quán)利要求1. 一種投影條紋顯微三維測量裝置，它是由底座、安裝在底座上的固定架及安裝在固定架上的條紋投影器和攝像機所組成，條紋投影器包括投影機和投影鏡頭，投影機內(nèi)部設(shè)有散熱風(fēng)扇、光源和光路，其特征在于所述的投影機和投影鏡頭相分離設(shè)置，安裝于固定架上，投影鏡頭位于投影機的下方，投影機光路與投影鏡頭對應(yīng)于一條線上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影條紋顯微三維測量裝置，其特征在于所述投影 機內(nèi)部光源為普通冷光源，固定架包括升降裝置I和升降裝置II，分別垂直安裝于底 座上，所述投影機通過投影機托板安裝在其中一升降裝置上，投影鏡頭通過投影鏡頭 支架安裝在另一升降裝置上，攝像機可安裝在任一升降裝置上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影條紋顯微三維測量裝置，其特征在于所述投影 機內(nèi)部光源為LED光源，固定架包括升降裝置I和升降裝置II，分別垂直安裝于底座 上，所述投影機和投影鏡頭分離固定在同一支架上，該支架安裝在其中一升降裝置上， 攝像機安裝在另一升降裝置上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的投影條紋顯微三維測量裝置，其特征在于所述支架 由升降部分、鏡頭支架部分和投影機托板三部分組成，所述升降部分固定在升降裝置 上，鏡頭支架部分為一鑿有鏡頭固定孔的傾斜板狀結(jié)構(gòu)， 一端與升降部分連接，另一 端與投影機托板垂直連接，該托板為一板狀結(jié)構(gòu)，其上設(shè)有用于固定投影機的卡槽或 螺釘孔。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影條紋顯微三維測量裝置，其特征在于所述投影機內(nèi)部光源為LED光源，固定架為一升降裝置，所述攝像機、投影機和投影鏡頭通過一水平的支撐架分離固定于升降裝置上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的投影條紋顯微三維測量裝置，其特征在于所述支撐架-一端固定于升降裝置，另一端部設(shè)有穿孔，通過穿孔固定攝像機的采集鏡頭而固定 頂部的攝象機，支撐架中間設(shè)有分別安裝投影機和投影鏡頭的彎板組件。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的投影條紋顯微三維測量裝置，其特征在于所述彎板組件由支架、導(dǎo)柱、導(dǎo)套座、導(dǎo)套、螺桿i、螺桿n和滑塊組成，導(dǎo)柱固定于支撐架 的側(cè)部，螺桿n平行于導(dǎo)柱安裝在支撐架上位于導(dǎo)柱上方，導(dǎo)套固定于嫘桿II的端部，導(dǎo)套與支撐架相反的一側(cè)部設(shè)有定位結(jié)構(gòu)，導(dǎo)柱可滑動插入導(dǎo)套座內(nèi)部以使得導(dǎo)套座 沿導(dǎo)柱滑動，導(dǎo)套和導(dǎo)套座一體連接通過調(diào)節(jié)螺桿II使得其沿導(dǎo)柱滑動，螺桿I豎直 設(shè)于導(dǎo)套上，滑塊設(shè)于螺桿I上以調(diào)節(jié)上下高度，支架通過螺釘固定于滑塊上以沿導(dǎo) 套上的定位結(jié)構(gòu)上、下調(diào)節(jié)高度。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的投影條紋顯微三維測量裝置，其特征在于所述支架 由升降部分、鏡頭支架部分和投影機托板三部分組成，所述升降部分固定在滑塊上， 豎直設(shè)有與導(dǎo)套定位結(jié)構(gòu)對應(yīng)的引導(dǎo)槽，定位結(jié)構(gòu)可以為凸肋或至少三個成一線的定 位凸塊，凸肋或凸塊位于引導(dǎo)槽內(nèi)，鏡頭支架部分為一鑿有鏡頭固定孔的傾斜板狀結(jié) 構(gòu)， 一端與升降部分連接，另一端與投影機托板垂直連接，該托板為一板狀結(jié)構(gòu)，其 上設(shè)有用于固定投影機的卡槽或螺釘孔。
9、 根據(jù)權(quán)利要求2或3或5所述的投影條紋顯微三維測量裝置，其特征在于 所述升降裝置可以是螺旋式升降結(jié)構(gòu)或燕尾槽式升降結(jié)構(gòu)。
專利摘要本實用新型公開了一種投影條紋顯微三維測量裝置，它是由底座、安裝在底座上的固定架及安裝在固定架上的條紋投影器和攝像機所組成，條紋投影器包括投影機和投影鏡頭，投影機內(nèi)部設(shè)有散熱風(fēng)扇、光源和光路，其特征在于所述的投影機和投影鏡頭相分離設(shè)置，安裝于固定架上，投影鏡頭位于投影機的下方，投影機光路與投影鏡頭對應(yīng)于一條線上。本實用新型投影機與投影鏡頭完全分離，當投影機工作時，其振動將不會傳到投影鏡頭上，這樣，就會消除振動所帶來的影響，提高測量精度。
文檔編號G01B11/25GK201081696SQ20072015185
公開日2008年7月2日 申請日期2007年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月13日
發(fā)明者萬小新, 威 劉, 龐淑屏, 戰(zhàn)玉臣 申請人:沈陽同聯(lián)集團高新技術(shù)有限公司