[发明专利]单目多功能主被动视觉传感装置及其传感方法

权利要求书

1.一种单目多功能主被动视觉传感装置，其特征在于，该传感装置包括：壳体、摄像机、外置挡光板、内置挡光板、减光及滤光镜系统、窄带滤光镜、单面凸透镜、激光头、扫描转镜、反射镜系统、电机、挡飞溅玻璃、减光及滤光装夹系统，传感装置侧装于焊接方向，调节传感装置安装位置和角度，使反射激光进光窗口对准熔池后跟部附近区域，摄像机前半镜头对准焊缝附近区域，其结果为能使焊缝成像光线通过单面凸透镜调整反射方向后成像在摄影机靶面的前半部份，熔池图像信息通过内置反射镜和单面凸透镜调整反射方向后成像在摄影机靶面的后半部份。

2.根据权利要求1所述的单目多功能主被动视觉传感装置，其特征是，传感装置所成图像特征为焊缝图像与熔池图像以不同成像光同时成像于同一幅图像上，它们的成像方式分别为：1)焊缝图像为通过减光及滤光镜系统后直接观察成像，以自然光和弧光为成像光的多波长光反射成像；2)熔池图像为激光扫描反射成像，以单一波长激光为成像光的单波长光反射成像。

3.根据权利要求1所述的单目多功能主被动视觉传感装置，其特征是，所述的减光及滤光装夹系统能实现初始焊位识别、焊缝跟踪与熔池动态特征监测时减光及滤光镜系统和内置挡光板的装夹与移除功能，系统包括：螺杆、导杆、挡光板、减光及滤光镜系统、电机、弹簧、连接导块、电磁圈、带轮传动结构，其中两根螺杆螺纹方向相反；焊缝成像光进光口为窗口4，扫描熔池附近区域反射激光进光口为窗口14；该装夹系统能完成的功能为：

1)在进行初始焊位识别时大范围大图像获取焊接工作台图像时，为获得清晰的图像，能把窗口4的减光及滤光镜系统移除，同时把窗口14的挡光板装夹进来，避免近激光波长的光从窗口14进来干扰初始焊位识别的图像信息。

2)当焊枪移动到焊缝起始位置并准备实行焊缝跟踪和熔池动态特征监测时，能把减光及滤光镜系统装夹进窗口4，同时把窗口14的挡光板移除，让扫描熔池的反射激光能从窗口14进入，获取熔池图像信息。

3)该装夹系统还能对电机功能进行复用，一是使电机用于扫描转镜在30度角范围内的往复摆动，二是在电磁圈通电时使电机连接到带轮系统实现初始焊位识别和焊缝跟踪与熔池动态特征监测时的减光及滤光镜系统和内置挡光板的装夹与移除功能。