(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211018502.8 (22)申请日 2022.08.24 (71)申请人 长春工业大学 地址 130012 吉林省长 春市朝阳区延安大 街2055号 (72)发明人 周晓东　肖畅　张卫信　 (51)Int.Cl. G01N 21/88(2006.01) G01N 21/01(2006.01) B25B 11/00(2006.01) F16M 11/04(2006.01) F16M 11/22(2006.01) F16M 13/02(2006.01) (54)发明名称 一种小型工件的外表面图像采集装置 (57)摘要 本发明公开了一种小型工件的外表面图像 采集装置， 包括图像采集机构、 旋转夹持机构、 滑 移搭载机构、 垂直位移机构， 通过旋转夹持机构 中插拔式夹具的相互组合可以实现多种小型工 件的装夹， 通过旋转位移机构和滑移搭载机构配 合可以实现工件的夹紧与松开， 通过旋转夹持机 构可以实现工件的第一拍摄角度调整， 通过旋转 位移机构、 滑移搭载机构和垂直位移机构可以实 现工件的第二拍摄角度调整， 且两种角度调整 方 式互不干 涉， 组合使用可以采集小型工件检测所 需的复杂角度外表面图像 。 权利要求书3页 说明书5页 附图3页 CN 115326810 A 2022.11.11 CN 115326810 A 1.一种小型工件外表面图像采集装置其特征在于： 包括图像采集机构(1)、 旋转夹持机 构(2)、 滑移搭载机构(3)、 垂直位移机构(4)； 所述旋转夹持机构(2)包括第一旋转夹持机构 (21)和第二旋转夹持机构(22)； 垂直位移机构(4)包括第一垂直位移机构(41)、 第二垂直位 移机构(42)和平台底座(43)； 所述图像采集机构(1)中的垂杆座(106)在平台底座(43)上通 过螺栓连接； 旋转夹持机构(2)中的第一夹持主体(213)和第二夹持主体(223)位于滑移搭 载机构(3)上的条形滑轨上且分别与第一法兰丝母(303)和第二法兰丝母(306)通过螺栓连 接； 滑移搭载机构(3)中的第一滑块(310)和第二滑 块(314)分别与垂直位移机构(4)的第一 丝杠丝母(413)和第二丝杠 丝母(423)通过第一铰链轴(310)和第二铰链轴(315)连接； 垂直 位移机构(4)的第一丝杠座(415)和第二丝杠座(425)通过螺栓连接安装在平台底座(43) 上； 所述图像采集机构(1 )包括工业相机(101)、 相机座(102)、 夹紧旋钮(103)、 保持旋钮 (104)、 垂杆(105)和垂杆座(106)， 所述工业相机(101)放置在相机座(102)中通过夹紧旋钮 (103)夹紧， 所述相机座(102)上端面有通孔与垂杆(105)配合， 所述相机座(102)通孔侧面 有螺纹孔与保持旋钮(104)配合， 通过保持旋钮(104)调整相机座(102)位置并保持， 所述垂 杆(105)下端外螺纹与垂杆座(106)上孔螺纹连接， 安装在垂杆座(106)上， 所述垂杆座 (106)下方有环形阵列的螺纹孔， 通过螺栓连接安装在平台底座(43)上； 所述旋转夹持机构 (2)包括第一旋转夹持机构(21)和第二旋转夹持机构(22)， 所述第一旋转夹持机构(21)和 第二旋转夹持机构(22)对称放置且构 造相同； 所述第一旋转夹持机构(21)包括电机安装螺 钉(211)、 转盘电机(212)、 第一夹持主体(213)、 转盘(214)和插拔式夹具(215)； 所述第一夹 持主体(21)左侧有电机槽， 所述转盘电机(212)通过电机安装螺钉(211)连接， 安装在第一 夹持主体(213)的电机槽内； 所述第一夹持主体(213)右侧上方有圆孔与转盘(214)轴端外 表面配合， 所述转盘(214)轴端内有孔与转盘电机(212)的电机轴连接， 所述转盘(214)端面 有呈雪花状分布的阵列孔； 所述插拔式夹具(215)可以根据工件的夹持方案互相组合使用， 所述插拔式夹具(215)一端与旋转夹持机构转盘上的阵列孔配合， 另一端与被夹持的小型 工件配合； 所述第一夹持主体(213)下方有通孔允许滑移搭载平台(3)上的丝杠丝杆(305) 穿过， 所述第一夹持主体(213)左端面下方有安装孔， 用于安装滑移搭载平 台(3)上的第一 法兰丝母(303)， 所述第一夹持主体(213)下方有一组对称的的长方形滑槽， 用于和滑移搭 载平台(3)上的条形滑轨(304)配合， 所述旋转夹持机构(1)由两转盘电机(212)和(222)同 步驱动两转盘(214)和(224)转动， 实现被测工件第一角度调整； 所述滑移搭载机构(3)包括 搭载平台(301)、 第一丝杠座(302)、 第一法兰丝母(303)、 条形滑轨(304)、 丝杠丝杆(305)、 第二法兰丝母(306)、 第二丝杠座(307)、 联轴器(308)、 丝杠电机(309)、 第一铰链轴(310)、 第一滑杆(311)、 第一滑杆座(312)、 第二滑杆座(313)、 第二滑杆(314)和第二铰链轴(315)； 所述第一丝杠座(302)和第二丝杠座(307)通过六角螺栓连接安装在搭载平台(301)上， 所 述丝杠丝杆(305)安装在第一丝杠座(302)和第二丝杠座(307)之间， 所述第一丝杠座(302) 轴承孔内有轴承与丝杠 丝杆(305)左端光杆配合， 所述第二丝杠座(307)的左侧轴承孔内有 轴承与丝杠丝杆(305)右端光杆配合， 所述丝杠丝杆(305)右端光杆比第二丝杠座(307)内 轴承轴向尺寸长， 有部分伸出， 所述丝杠丝杆(305)右端光杆伸出部分与丝杠电机(309)轴 端通过联轴器连接， 所述丝杠电机(309)通过螺栓连接安装在第二丝杠座(307)右端面上， 所述第一法兰丝母(303)和第二法兰丝母(306)通过螺纹连接安装在丝杠 丝杆(305)上且对 称放置， 第一法兰丝母(303)和第二法兰丝母(306)通过螺栓连接 分别安装在旋转夹持机构权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115326810 A 2(1)中的第一夹持主体(213)和第二夹持主体(223)下方的圆孔内， 丝杠电机(309)通过联轴 器(308)带动丝杠 丝杆(305)旋转， 使其上两法兰丝母(303)、 (306)同时向内或向外运动， 使 得旋转夹持机构(1)实现自动夹紧和松开； 所述条形滑轨(304)通过沉头螺钉连接， 安装在 搭载平台(301)上的丝杠 丝杆(305)两侧； 所述第一滑杆座(312)和第二滑杆座(313)通过两 组沉头螺钉连接安装在搭载平台(301)下方， 所述第一滑杆座(312)和第二滑杆座(313)之 间有间隔， 所述第一滑杆座(312)有方形通孔与第一滑杆(311)右端配合， 所述第一滑杆 (311)可与第一滑杆座(312)相对滑动， 所述第一滑杆(311)左端有孔与第一铰链轴(310)配 合， 所述第二滑杆座(313)有方形孔通过沉头螺钉与第二滑杆(314)左端连接， 所述第二滑 杆(314)与第二滑杆座(313)固定， 所述第二滑杆(314)右端有孔与第二铰链(315)轴配合； 所述垂直位移机构(4)包括第一垂直位移机构(41)、 第二垂直位移机构(42)和平台底座 (43)， 所述第一垂直位移机构(41)和第二垂直位移机构(42)对称放置且零件构成相同； 所 述第一垂直位移机构(41)包括第一垂直丝杠电机(411)、 丝杠上端座(412)、 第一垂直丝杠 丝母(413)、 垂直丝杠丝杆(414)和丝杠下端座(415)； 所述第一垂直丝杠电机(411)通过螺 栓连接安装在在丝杠上端座(4 12)上， 所述丝杠上端座(4 12)通过螺栓连接安装在丝杠下端 座(415)上， 所述丝杠下端座(415)通过螺栓连接安装在平台底座(43)上， 所述垂直丝杠丝 杆(414)在丝杠上端座(412)和丝杠下端座(415)之间， 所述垂直丝杠上端座(412)内有 联轴 器， 使垂直丝杠丝杆(414)上端光杆与第一垂直丝杠电机(411)通过联轴器连接， 所述垂直 丝杠下端座(415)的轴承孔内有轴承与 垂直丝杠 丝杆(414)下端光杆配合， 所述垂直丝杠 丝 杆(414)上通过螺纹连接安装有第一丝杠丝母(413)， 所述第一丝杠丝母(413)和第一滑杆 (311)通过第一铰链轴(310)连接； 所述第二丝杠 丝母(423)和第二滑杆(314)通过第二铰链 轴(315)连接； 两垂直丝杠电机(411)和(421)分别带动两垂直丝杠丝母(413)和(423)反向 运动， 当产生高度差时， 第一丝杠丝母(310)拉动第一滑杆(311)， 使由旋转夹持机构(2)和 滑移搭载机构(3)组成的夹持平台小角度偏转， 实现被测工件的第二角度调整。 2.根据权利要求1所述的一种小型工件外表面图像采集装置其特征在于： 所述相机座 (102)左右两侧有螺纹孔， 用于安装夹紧旋钮(103)； 所述相机座(102)有圆柱通孔与垂杆 (105)配合， 通 孔侧面有螺纹孔与保持旋钮(104)配合。 3.根据权利要求1所述的一种小型工件外表面图像采集装置其特征在于： 所述旋转夹 持装置(2)的两转盘(214)和(224)的端面上有呈雪花状排布的孔结构， 便于调整插拔式夹 具(215)和(225)的排布位置； 所述插拔式夹具(215)和(225)是可拆卸的， 有多种类型， 可组 合使用。 4.根据权利要求1所述的一种小型工件