一种基于光机混合的换向器钩型视觉检测装置

1.本实用新型涉及产品质量的视觉检测技术领域，尤其涉及一种基于光机混合的换向器钩型视觉检测装置。


背景技术：

2.电机是工业、交通、国防及日常生活中不可或缺的重要基本设备，而换向器作为电机的核心器件之一，其质量好坏直接影响电机的质量。换向器的外观质量检测，特别是换向器钩型缺陷检测，是评价换向器质量的一个重要指标，也是换向器生产中的一项重要工序。
3.目前换向器钩型检测仍然采用人工方式，由于换向器钩型形状复杂且尺寸小，而且人工固定拍摄换向器图像的方式不仅效率低，且获取的图像质量差，导致检测误判率和漏检率高。


技术实现要素：

4.本实用新型提供了一种基于光机混合的换向器钩型视觉检测装置，用于解决现有人工检测换向器方式效率低，导致检测误判率和漏检率高的技术问题。
5.有鉴于此，本实用新型提供了一种基于光机混合的换向器钩型视觉检测装置，包括正背侧多角度集成光源机构、上顶支座、锥压机构、旋转固定轴、支撑平台、旋转装置和相机；
6.所述上顶支座为与所述支撑平台通过旋转固定轴连接；
7.所述旋转固定轴穿过所述支撑平台，支撑平台通过轴承套接在旋转固定轴上，且旋转固定轴垂直于支撑平台与待检测换向器的接触面；旋转固定轴突出于支撑平台的轴体直径小于待检测换向器的内径；所述支撑平台的台面用于放置待检测换向器；
8.所述锥压机构包括推进机构和圆锥头，所述圆锥头的轴线垂直于支撑平台的台面，且与旋转固定轴的轴线共线；所述推进机构与圆锥头连接，用于使圆锥头沿轴线方向推进；
9.所述正背侧多角度集成光源机构环绕旋转固定轴的轴线设置，用于提供照射待检测换向器的光源；
10.所述旋转机构与相机电连接，用于使待检测换向器以旋转固定轴的轴线为旋转轴旋转，且在旋转到预设位置时向相机发送拍摄指令；
11.所述相机与旋转机构电连接，用于根据拍摄指令获取待检测换向器上钩子不被遮挡的待检测钩型图像。
12.可选的，所述旋转机构具体为侧边旋转装置，包括挡板和带动装置；
13.所述带动装置与待检测换向器接触，具体为运动方向与待检测换向器上的任一铜片平面平行且与待检测换向器轴线垂直的皮带或齿条；所述挡板与带动装置之间的夹角为锐角，且挡板设置于待检测换向器受带动装置带动的运动方向上，锐角开口朝向所述待检测换向器。
14.可选的，所述旋转机构具体为安装在旋转固定轴内的步进电机，使得旋转固定轴以轴线自转并与支撑平台发生相对转动，且旋转固定轴与待检测换向器接触的轴体带动待检测换向器一起以轴线为旋转轴旋转。
15.可选的，所述旋转机构具体为安装在支撑平台上的步进电机，使支撑平台以旋转固定轴轴线为旋转轴旋转，且支撑平台与待检测换向器底面接触，带动待检测换向器旋转。
16.可选的，所述相机与待检测换向器不在同一水平面内，相机的拍摄方向与待检测换向器上的一铜片平行，且拍摄方向与该铜片上待拍摄钩子的侧面之间的夹角，不大于间隙夹角；所述间隙夹角为，该铜片上待拍摄钩子的最高点和相邻钩子最低点的连线与该铜片上钩子的侧面之间的夹角。
17.可选的，所述相机与换向器在同一水平面，相机拍摄方向与换向器上的一铜片垂直，且朝向该铜片相邻的钩子的侧面，该钩子为待拍摄钩子。
18.可选的，所述旋转机构中设置有激光传感器，所述激光传感器用于在通过激光检测待检测换向器的旋转情况，并在待检测换向器旋转至预设位置时，向相机发送拍摄指令。
19.可选的，所述推进机构具体为气缸，气缸的活塞杆的运动方向与圆锥头轴线共线。
20.可选的，所述正背侧多角度集成光源机构包括：正向圆型光源和背向圆型光源，所述正向圆型光源设置在锥压机构的水平上方，用于给待检测换向器提供从水平上方射向水平下方的光源；所述背向圆型光源设置在支撑平台上，且旋转固定轴背向圆型光源中心穿出，用于给待检测换向器提供从水平下方射向水平上方的光源。
21.可选的，所述正背侧多角度集成光源机构还包括：侧向条状光源；所述侧向条状光源设置在待检测换向器的同一平面内，用于给待检测换向器提供从水平侧方垂直射向待检测换向器上钩子的光源。
22.本实用新型提供的基于光机混合的换向器钩型视觉检测装置包括正背侧多角度集成光源机构、上顶支座、锥压机构、旋转固定轴、支撑平台、旋转装置和相机，通过设置上顶支座与支撑平台提供的支撑力、锥压机构提供的下压力，以及旋转固定轴的限位，使得待检测换向器被精准固定在预设位置，并在旋转装置的带动下旋转时，以相机获取换向器被正背侧多角度集成光源机构照射的待检测钩型图像，提高了对换向器钩型检测时获取待检测钩型图像的效率。
附图说明
23.为了更清楚的说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
24.图1为本实用新型提出的基于光机混合的换向器钩型视觉检测装置第一个结构示意图；
25.图2为本实用新型提出的基于光机混合的换向器钩型视觉检测装置的旋转机构示意图；
26.图3为本实用新型提出的基于光机混合的换向器钩型视觉检测装置第一个相机位置示意图；
27.图4为本实用新型提出的基于光机混合的换向器钩型视觉检测装置第二个相机位置示意图；
28.图5为本实用新型提出的基于光机混合的换向器钩型视觉检测装置第二个结构示意图。
29.图中：101、正背侧多角度集成光源机构；1011、正向圆型光源；1012、背向圆型光源；1013、侧向条状光源；102、上顶支座；103、锥压机构；1031、推进机构；1032、圆锥头；104、旋转固定轴；105、支撑平台；106、旋转装置；1061、挡板；1062、带动装置；1063、激光传感器；107、相机；20、待检测换向器；21、铜片；22、待拍摄钩子；23、相邻钩子。
具体实施方式
30.为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
31.请参阅图1，图1为本技术提供的基于光机混合的换向器钩型视觉检测装置第一个结构示意图。本实施例提供了一种基于光机混合的换向器钩型视觉检测装置，包括：
32.正背侧多角度集成光源机构101、上顶支座102、锥压机构103、旋转固定轴104、支撑平台105、旋转装置106和相机107；
33.所述上顶支座102与所述支撑平台105通过旋转固定轴连接；
34.所述旋转固定轴104穿过所述支撑平台105，支撑平台105通过轴承套接在旋转固定轴104上，且旋转固定轴104垂直于支撑平台105与待检测换向器20的接触面；旋转固定轴104突出于支撑平台105的轴体直径小于待检测换向器20的内径；所述支撑平台105的台面用于放置待检测换向器20；
35.所述锥压机构103包括推进机构1031和圆锥头1032，所述圆锥头1032的轴线垂直于支撑平台的台面，且与旋转固定轴104的轴线共线；所述推进机构1031与圆锥头1032连接，用于使圆锥头1032沿轴线方向推进；
36.所述正背侧多角度集成光源机构101环绕旋转固定轴104的轴线设置，用于提供照射待检测换向器20的光源；
37.所述旋转机构106与相机107电连接，用于使待检测换向器20以旋转固定轴104的轴线为旋转轴旋转，且在旋转到预设位置时向相机107发送拍摄指令；
38.所述相机107与旋转机构106电连接，用于根据拍摄指令获取待检测换向器上钩子不被遮挡的待检测钩型图像。
39.需要说明的是，待检测换向器20套接在旋转固定轴104上，并受支撑平台105的支撑和锥压机构103的压迫被限制于锥压机构圆锥头1032的轴线上，且待检测换向器20能受旋转机构106控制，以旋转固定轴104的轴线为旋转轴旋转，各机构之间可通过支架连接固定；上顶支座102作为系统的支座提供支撑平台105的支撑力；正背侧多角度集成光源机构101提供照射待检测换向器20的光源，使得相机107能获取到清晰明亮的图像，当旋转机构106控制待检测换向器20旋转至预设位置时，旋转机构106会向相机107发送拍摄指令，使得
相机107在换向器钩子之间的间隙处获取钩子不被遮挡的待检测钩型图像，检测人员能根据待检测钩型图像进行分析，判断待检测换向器20的钩型是否符合标准。
40.本实施例中，通过设置上顶支座102与支撑平台105提供的支撑力、锥压机构103提供的下压力，以及旋转固定轴104的限位，使得待检测换向器20被精准固定在预设位置，并在旋转装置106的带动下旋转时，以相机107获取换向器被正背侧多角度集成光源机构101照射的待检测钩型图像，提高了对换向器钩型检测时获取待检测钩型图像的效率。
41.以上为本技术提供的一种基于光机混合的换向器钩型视觉检测装置的第一个实施例的详细说明，下面为本技术提供的一种基于光机混合的换向器钩型视觉检测装置的第二个实施例的详细说明。
42.请参阅图2，图2为本技术提供的基于光机混合的换向器钩型视觉检测装置的旋转机构示意图。本实施例提供了一种基于光机混合的换向器钩型视觉检测装置，所述旋转机构106具体为侧边旋转装置，包括挡板1061和带动装置1062；
43.所述带动装置1062与待检测换向器20接触，具体为运动方向与待检测换向器20上的任一铜片平面平行且与待检测换向器20轴线垂直的皮带或齿条；所述挡板1061与带动装置1062之间的夹角为锐角，且挡板1061设置于待检测换向器20受带动装置带动的运动方向上，锐角开口朝向所述待检测换向器20。
44.需要说明的是，图中箭头即为带动装置1062的运动方向；带动装置1062通过带动待检测换向器20旋转移动，使得待检测换向器20在运动方向上与挡板1061接触，最终待检测换向器20压紧于挡板1061上并且待检测换向器20只发生旋转，而不平移，实现待检测换向器20以旋转固定轴104的轴线为旋转轴旋转。
45.进一步，所述旋转机构106具体为安装在旋转固定轴104内的步进电机，使得旋转固定轴104以轴线自转并与支撑平台105发生相对转动，且旋转固定轴104与待检测换向器20接触的轴体带动待检测换向器20一起以轴线为旋转轴旋转。
46.进一步，所述旋转机构106具体为安装在支撑平台105上的步进电机，使支撑平台105以旋转固定轴104轴线为旋转轴旋转，且支撑平台105与待检测换向器20底面接触，带动待检测换向器20旋转。
47.进一步，所述相机107与待检测换向器20不在同一水平面内，相机107的拍摄方向与待检测换向器20上的一铜片21平行，且拍摄方向与该铜片21上待拍摄钩子22的侧面之间的夹角，不大于间隙夹角；所述间隙夹角为，该铜片21上待拍摄钩子22的最高点和相邻钩子23最低点的连线与该铜片上钩子的侧面之间的夹角。
48.需要说明的是，请参阅图3，待拍摄钩子22即为待检测钩型图像中，侧面面积最大的钩子。换向器中各钩子是处于同一平面内环绕换向器分布的，而为了避免拍摄图像时相邻钩子23产生遮挡，需要从钩子间的间隙进行拍摄，因此采用从钩子所在平面的侧上/下方拍摄，此处所述的侧上/下方为钩子所在平面经连线划分后，待拍摄钩子22所在一方；图中箭头即为拍摄方向，获得相机的拍摄光路，从相邻钩子的最上/下方到目标钩子32的最上方，避免相邻钩子对待拍摄钩子22的遮挡，该间隙夹角可以根据实际的换向器尺寸设置。
49.进一步，所述相机107与换向器20在同一水平面，相机107拍摄方向与换向器上的一铜片垂直，且朝向该铜片21相邻的钩子的侧面，该钩子为待拍摄钩子22。
50.需要说明的是，请参阅图4，待拍摄钩子22即为待检测钩型图像中，侧面面积最大
的钩子。为了避免遮挡，相机107可从换向器钩子所在平面侧上/下方或者与钩子处于同一水平面拍摄，图中箭头即为拍摄方向。
51.进一步，请参阅图5，所述正背侧多角度集成光源机构101包括：正向圆型光源1011和背向圆型光源1012，所述正向圆型光源1011设置在锥压机构103的水平上方，用于给待检测换向器20提供从水平上方射向水平下方的光源；所述背向圆型光源1012设置在支撑平台105上，用于给待检测换向器20提供从水平下方射向水平上方的光源；正向圆型光源1011和背向圆型光源1012具体可以为球形光源或环形光源。所述正背侧多角度集成光源机构101还包括：侧向条状光源1013；所述侧向条状光源1013设置在待检测换向器的同一平面内，用于给待检测换向器20提供从水平侧方垂直射向待检测换向器20上钩子的光源。正向圆型光源1011具体可以为正向球形/圆型/环型光源，背向圆型光源1012具体可以为背向球型/圆型/环型光源。
52.进一步，旋转机构106中设置有激光传感器1063，所述激光传感器1063用于在通过激光检测待检测换向器20的旋转情况，并在待检测换向器20旋转至预设位置时，向相机107发送拍摄指令。
53.进一步，所述锥压机构103的推进机构1031具体为气缸，气缸的活塞杆的运动方向与圆锥头1032轴线共线，气缸推进活塞杆使得圆锥头1032压在换向器中心孔上，以固定换向器在转轴上位置；气缸收回，换向器可以离开检测位置，便于更换下一个待检测的换向器。
54.本实施例通过设置旋转机构106的结构，使得待检测换向器20能以旋转固定轴104的轴线为旋转轴旋转，相机107即可获取到换向器上不同钩子的无遮挡待检测钩型图像，提高获取图像的效率。
55.以上所述，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.一种基于光机混合的换向器钩型视觉检测装置，其特征在于，包括：正背侧多角度集成光源机构、上顶支座、锥压机构、旋转固定轴、支撑平台、旋转机构和相机；所述上顶支座与所述支撑平台通过旋转固定轴连接；所述旋转固定轴穿过所述支撑平台，支撑平台通过轴承套接在旋转固定轴上，且旋转固定轴垂直于支撑平台与待检测换向器的接触面；旋转固定轴突出于支撑平台的轴体直径小于待检测换向器的内径；所述支撑平台的台面用于放置待检测换向器；所述锥压机构包括推进机构和圆锥头，所述圆锥头的轴线垂直于支撑平台的台面，且与旋转固定轴的轴线共线；所述推进机构与圆锥头连接，用于使圆锥头沿轴线方向推进；所述正背侧多角度集成光源机构环绕旋转固定轴的轴线设置，用于提供照射待检测换向器的光源；所述旋转机构与相机电连接，用于使待检测换向器以旋转固定轴的轴线为旋转轴旋转，且在旋转到预设位置时向相机发送拍摄指令；所述相机与旋转机构电连接，用于根据拍摄指令获取待检测换向器上钩子不被遮挡的待检测钩型图像。2.根据权利要求1所述的基于光机混合的换向器钩型视觉检测装置，其特征在于，所述旋转机构具体为侧边旋转装置，包括挡板和带动装置；所述带动装置与待检测换向器接触，具体为运动方向与待检测换向器上的任一铜片平面平行且与待检测换向器轴线垂直的皮带或齿条；所述挡板与带动装置之间的夹角为锐角，且挡板设置于待检测换向器受带动装置带动的运动方向上，锐角开口朝向所述待检测换向器。3.根据权利要求1所述的基于光机混合的换向器钩型视觉检测装置，其特征在于，所述旋转机构具体为安装在旋转固定轴内的步进电机，使得旋转固定轴以轴线自转并与支撑平台发生相对转动，且旋转固定轴与待检测换向器接触的轴体带动待检测换向器一起以轴线为旋转轴旋转。4.根据权利要求1所述的基于光机混合的换向器钩型视觉检测装置，其特征在于，所述旋转机构具体为安装在支撑平台上的步进电机，使支撑平台以旋转固定轴轴线为旋转轴旋转，且支撑平台与待检测换向器底面接触，带动待检测换向器旋转。5.根据权利要求1所述的基于光机混合的换向器钩型视觉检测装置，其特征在于，所述相机与待检测换向器不在同一水平面内，相机的拍摄方向与待检测换向器上的一铜片平行，且拍摄方向与该铜片上待拍摄钩子的侧面之间的夹角，不大于间隙夹角；所述间隙夹角为，该铜片上待拍摄钩子的最高点和相邻钩子最低点的连线与该铜片上钩子的侧面之间的夹角。6.根据权利要求1所述的基于光机混合的换向器钩型视觉检测装置，其特征在于，所述相机与换向器在同一水平面，相机拍摄方向与换向器上的一铜片垂直，且朝向该铜片相邻的钩子的侧面，该钩子为待拍摄钩子。7.根据权利要求1所述的基于光机混合的换向器钩型视觉检测装置，其特征在于，所述旋转机构中设置有激光传感器，所述激光传感器用于在通过激光检测待检测换向器的旋转情况，并在待检测换向器旋转至预设位置时，向相机发送拍摄指令。8.根据权利要求1所述的基于光机混合的换向器钩型视觉检测装置，其特征在于，所述
推进机构具体为气缸，气缸的活塞杆的运动方向与圆锥头轴线共线。9.根据权利要求1所述的基于光机混合的换向器钩型视觉检测装置，其特征在于，所述正背侧多角度集成光源机构包括：正向圆型光源和背向圆型光源，所述正向圆型光源设置在锥压机构的水平上方，用于给待检测换向器提供从水平上方射向水平下方的光源；所述背向圆型光源设置在支撑平台上，且旋转固定轴背向圆型光源中心穿出，用于给待检测换向器提供从水平下方射向水平上方的光源。10.根据权利要求1所述的基于光机混合的换向器钩型视觉检测装置，其特征在于，所述正背侧多角度集成光源机构还包括：侧向条状光源；所述侧向条状光源设置在待检测换向器的同一平面内，用于给待检测换向器提供从水平侧方垂直射向待检测换向器上钩子的光源。

技术总结
本实用新型公开了一种基于光机混合的换向器钩型视觉检测装置，包括正背侧多角度集成光源机构、上顶支座、锥压机构、旋转固定轴、支撑平台、旋转装置和相机，通过设置上顶支座与支撑平台提供的支撑力、锥压机构提供的下压力，以及旋转固定轴的限位，使得待检测换向器被精准固定在预设位置，并在旋转装置的带动下旋转时，以相机获取换向器被正背侧多角度集成光源机构照射的待检测钩型图像，解决了换向器钩型图像采集的难题，提高了对换向器钩型检测时获取待检测钩型图像的效率。时获取待检测钩型图像的效率。时获取待检测钩型图像的效率。


技术研发人员：许亮 乔俊杰 郑博远
受保护的技术使用者：广东工业大学
技术研发日：2022.12.30
技术公布日：2023/9/13