[发明专利]一种投影莫尔齿轮齿面三维测量装置和测量方法

权利要求书

1.一种投影结构光齿轮齿面三维轮廓测量装置，其特征在于：包括点光源(1)，点光源(1)光路上依次设置有测量光栅(2)和半反射半透射镜(3)，半反射半透射镜(3)与光路成45°夹角设置，点光源(1)通过半反射半透射镜(3)的反射光路上依次设置有透镜(4)、参考光栅(5)和工业摄像机(6)。

2.根据权利要求1所述投影结构光齿轮齿面三维轮廓测量装置，其特征在于：所述点光源(1)由光纤支架(8)、光纤(9)和光源(10)组成，光纤(9)的一端接于光源(10)的发射端，另一端架设于光纤支架(8)上。

3.根据权利要求1所述投影结构光齿轮齿面三维轮廓测量装置，其特征在于：通过所述装置进行测量的方法，包括以下步骤：

首先，将被测齿轮置于测量空间，开启点光源(1)，光线经测量光栅(2)，为齿面投射光栅阴影，工业摄像机(6)在不同于投射方向的角度反射光路上观测变形光栅(14)，工业摄像机(6)记录含有齿面形貌信息莫尔条纹图；

然后，应用数字相移的方法，将采集的条纹图变换成三帧具有90°相移的相移条纹图，从而应用相移算法提取测量相位；

进而采用空域去包裹的方法，对获得的测量相位进行展开，获得去包裹相位；

在上面步骤基础上，通过训练好的生成对抗网络(CGAN)，将相位空间映射至高度空间，建立的相位--高度映射集，实现相位--高度映射，获得重构齿面三维轮廓的点云数据；

最后，将对得到的点云数据进行跨尺度数据分割，形成齿轮的微观信息和三维宏观数据信息，为后续齿轮服役性能表述提供数据；

依次旋转齿轮，重复上述步骤，完成所有齿面三维轮廓测量。