[发明专利]一种汽车空调活塞内球面直径检测装置

权利要求书

1.一种汽车空调活塞内球面直径检测装置，其特征在于，包括机械手(2)、检测工作台(6)和计算机(8)，所述机械手(2)能够将汽车空调活塞(7)从上料位置搬运置检测工作台(6)，且能将活塞(7)从检测工作台(6)搬运置下料位置，所述检测工作台(6)可用于夹紧空调活塞(7)，所述检测工作台(6)上安装有相机(4)，该相机(4)能获取待测汽车空调活塞内球面的图像，所述的计算机(8)与相机(4)通信连接，用于活塞图像的处理及活塞内球面直径的计算；所述检测工作台(6)包括工作台台面(10)、台面支架(11)、激光器支架(9)、结构光激光器(3)、夹具(5)；

所述结构光激光器(3)安装在激光器支架(9)上；所述台面支架(11)的数量为四，均匀分布在工作台台面(10)下方的四个角处，且与工作台台面(10)固定连接；所述激光器支架(9)固定连接在检测工作台(6)台面上方，所述夹具(5)固定连接在工作台台面(10)上，并处于激光器支架(9)包围的范围内，用于固定活塞(7)；

所述结构光激光器(3)设置在激光器支架(9)的上侧边与夹具(5)相对的位置上，所述相机(4)可滑移的设置在激光器支架(9)的上侧边上，并朝向夹具(5)；所述结构光激光器(3)投射结构光到夹具(5)上的活塞内球面上，所述相机(4)拍摄有三条结构光光条的活塞内球面图像，所述相机(4)传输活塞内球面图像至计算机(8)；

利用该检测装置测量汽车空调活塞内球面直径的步骤如下：

步骤一，将检测装置运行模式切换到手动模式，示教机械手(2)将活塞(7)放入到检测装置夹具(5)内，调整结构光激光器(3)位置使三条结构光均匀投射在活塞内球面上，调整相机(4)位置使相机(4)能清晰拍到活塞内球面全貌；

步骤二，机械手(2)取走检测装置内的活塞(7)，然后机械手(2)的夹爪夹住棋盘格标定板，示教机械手(2)将标定板移动到检测装置夹具(5)附近，机械手(2)调整标定板位姿，相机(4)拍取清晰的棋盘格图像，计算机(8)用获得的图像对相机(4)参数进行标定；

步骤三，机械手(2)调整标定板位姿，使三个光平面投射在标定板上的边缘位置，相机(4)拍取有三条光条的标定板图像并传送给计算机(8)，计算机(8)用获得的图像对结构光光平面进行标记与标定；

步骤四，机械手(2)重新将活塞(7)放入到结构光检测装置夹具(5)内，相机(4)清晰拍取有三条结构光光条的活塞内球面图像，计算机(8)用获得的图像计算出活塞内球面光条中心线上点在相机坐标系下的坐标；

步骤五，用步骤四得到的坐标点拟合活塞内球面，计算内球面球心与半径，得到活塞内球面的直径。

2.根据权利要求1所述的汽车空调活塞内球面直径检测装置，其特征在于，所述步骤一中对结构光激光器(3)及相机(4)调整好后位置紧固不动。

3.根据权利要求1所述的汽车空调活塞内球面直径检测装置，其特征在于，所述步骤二中对于相机(4)的参数进行标定的步骤如下：

步骤二(一)，在相机(4)清晰可视范围内机械手(2)将标定板放置成不同姿态，相机(4)清晰的拍取平面靶标在20种不同姿态下的特征图像20张；

步骤二(二)，对步骤二(一)获取得到的特征图像用计算机(8)计算每张特征图像的平均标定误差，将标定误差大的图像剔除；

步骤二(三)，用步骤二(二)剔除后剩余的特征图像进行相机(4)参数标定，得到相机(4)内部参数、畸变系数及每幅图像的旋转平移矩阵，完成对相机(4)的参数标定。