[实用新型]一种用于圆柱状物体柱表面的均匀成像装置

说明书

技术领域

本实用新型属于光学技术领域，具体涉及一种用于圆柱状物体柱表面的均匀成像装置。

背景技术

随着工业自动化领域技术的发展，工业产品的生产自动化程度越来越高，生产效率随之不断提升，因此行业内对自动化检测技术的要求也越来越高。过去，生产线上对圆柱状产品外侧面的自动化检测，一般使用环绕圆柱状物的多个角度进行平面成像的检测方法。这种方法的缺点是，即使是从多个角度进行成像，柱表面经由平面成像时也还是会产生变形，从而使检测产生误差。现有技术一般从4个角度对柱表面进行平面成像。在柱表面上相同宽度的特征，在成像面两端所成的影像将和在中间所成的影像不一致。而且，由于物距不一致，在成像面所成的影像将会出现部分失焦的现象。

发明内容

本实用新型的目的在于提供本发明是一种用于圆柱状物体柱表面的成像装置，一般用于检测柱表面的特征，且适用于在轴向运动的圆柱状物体。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下。

一种用于圆柱状物体柱表面的均匀成像装置，包括上弧形线阵传感器、上聚焦透镜组、折射成像棱镜、下聚焦透镜组和下弧形线阵传感器，上聚焦透镜组和下聚焦透镜组分别设置在折射成像棱镜上部和下部位置，上弧形线阵传感器设置在上聚焦透镜组上部位置，下弧形线阵传感器设置在下聚焦透镜组下部位置，折射成像棱镜中间设置有圆柱状被测物体。

进一步地，折射成像棱镜一侧设置有锥面，锥面与其轴心方向成45度，折射成像棱镜另一侧设置有相互垂直的两个平面，每个平面均与轴心方向水平面成45度。

该实用新型的有益效果在于：该实用新型装置能方便用于检测柱表面的特征，且适用于在轴向运动的圆柱状物体，使用方便，改善了使用效果。

附图说明

图1是本实用新型实施例中所使用装置爆炸结构示意图。

图2是本实用新型实施例中所使用装置组装结构示意图。

图3是本实用新型实施例中所使用装置截面结构示意图。

图4是本实用新型实施例中所使用装置整体光路示意图。

图5是本实用新型实施例中所使用装置棱镜光路示意图。

图中标记说明：S1、上弧形线阵传感器；L1、上聚焦透镜组；P1、折射成像棱镜；L2、下聚焦透镜组；S2、下弧形线阵传感器；SP、圆柱状被测物体。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行描述，以便更好的理解本实用新型。

如图1、图2所示的用于圆柱状物体柱表面的均匀成像装置，包括上弧形线阵传感器S1、上聚焦透镜组L1、折射成像棱镜P1、下聚焦透镜组L2和下弧形线阵传感器S2，上聚焦透镜组L1和下聚焦透镜组L2分别设置在折射成像棱镜P1上部和下部位置，上弧形线阵传感器S1设置在上聚焦透镜组L1上部位置，下弧形线阵传感器S2设置在下聚焦透镜组L2下部位置，折射成像棱镜P1中间设置有圆柱状被测物体SP。

本实用新型中的折射成像棱镜P1作用在于，把沿其轴心方向运动的圆柱状物体柱表面上特定位置的一段环形表面特征，分开投射到折射成像棱镜P1的上、下透光平面，如图3、图4所示。

折射成像棱镜P1，其原理参考图5，锥面A与其轴心方向成45度，且平面B和平面C与轴心方向水平面成45度。此时当光线均匀照射在圆柱状物表面上时，柱状物特定位置上垂直于轴心方向向外发散的光线将会经由锥面A反射至平面B（或平面C），再次反射后投射到上透光平面（或下透光平面），并且这些光线所经过的距离相等。依此原理，当柱状物的直径发生变化时，投射到上、下透光平面上的这些光线所行经的距离还是相等的。上聚焦透镜组L1与下聚焦透镜组L2作用在于把通过折射成像棱镜P1投射出来的光线，会聚放大并最终成像在上弧形线阵传感器S1与下弧形线阵传感器S2上，参考图4。上弧形线阵传感器S1与下弧形线阵传感器S2作用在于，通过折射成像棱镜P1和上聚焦透镜组L1形成的光束，最终会成像在上弧形线阵传感器S1上，形成一个半圆形线状影像，而上弧形线阵传感器S1上的弧形线阵传感器的排列形状与该影像重合。另一方向上，通过折射成像棱镜P1和上聚焦透镜组L2形成的光束，最终在下弧形线阵传感器S2上成像并与下弧形线阵传感器S2上的弧形线阵传感器重合。此时，结合上弧形线阵传感器S1与下弧形线阵传感器S2上传感器所感知的影像，得到被测柱状物特定位置上的环形表面影像。当柱状物沿轴心方向运动时，上弧形线阵传感器S1与下弧形线阵传感器S2上将得到连续的环形影像，将其结合起来即得到被测柱状物表面的完整影像。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。