(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 202210583491.1 (22)申请日 2022.05.25 (71)申请人 辽宁科技学院 地址 117004 辽宁省本溪市高新 技术产业 开发区香槐路176号 (72)发明人 支珊　李君朋　黄志东　 (74)专利代理 机构 重庆缙云专利代理事务所 (特殊普通 合伙) 50237 专利代理师 王翔 (51)Int.Cl. G01B 11/24(2006.01) G01B 11/02(2006.01) G01B 11/08(2006.01) G06T 5/00(2006.01) G06T 7/00(2017.01)G06T 7/12(2017.01) G06T 7/136(2017.01) G06T 7/73(2017.01) (54)发明名称 摇臂式多功能中小模数直齿圆柱齿轮视觉 检测装置及检测方法 (57)摘要 本发明公开摇臂式多功能中小模数直齿圆 柱齿轮视觉检测装置及检测方法， 装置包括摇臂 视觉测量系统、 升降平台系统、 平台和数据处理 系统。 方法步骤包括： 1)搭建摇臂式多功能中小 模数直齿圆柱齿轮视觉检测装置。 2)将被测直齿 圆柱齿轮安装在水平分度盘的芯轴上。 3)调整摇 臂视觉测量系统、 升降平台系统， 获取被测直齿 圆柱齿轮图像， 并上传至数据处理系统。 4)所述 数据处理系统对被测直齿圆柱齿轮的图像进行 处理， 得到被测直齿圆柱齿轮的检测信息。 本发 明利用视觉测量技术测量中小模 数圆柱齿轮， 可 以实现齿轮各项误差项目的快速、 高精度、 分析 式测量报告， 提高加工齿轮在 线反馈齿轮加工精 度的制造能力。 权利要求书4页 说明书12页 附图4页 CN 114993202 A 2022.09.02 CN 114993202 A 1.摇臂式多功能中小模数直齿圆柱齿轮视觉检测装置， 其特征在于： 包括摇臂视觉测 量系统、 所述升降平台系统、 平台(10)和数据处 理系统。 所述摇臂视 觉测量系统和升降平台系统安装在平台(10)上； 所述摇臂视 觉测量系统拍摄 被测直齿圆柱齿轮(1)的图像， 并传输 至数据处 理系统。 所述升降平台系统用于带动被测直齿圆柱齿轮(1)上 下移动和旋转； 所述数据处理系统对被测直齿圆柱齿轮(1)的图像进行处理， 得到被测直齿圆柱齿轮 (1)的检测信息 。 2.根据权利要求1所述的摇臂式多功能中小模数直齿圆柱齿轮视觉检测装置， 其特征 在于： 所述摇臂视觉测量系统包括Z轴导轨的手轮(14)、 立式旋转分度盘(15)、 远心镜头 (16)、 工业相机(17)、 Z轴导轨(18)、 X轴导轨(19)、 X轴导轨滑块(2 0)、 Z轴导轨滑块(21)、 X轴 导轨的手 轮(22)、 垂直连接 板、 水平连接 板； 所述远心镜 头(16)和工业相机(17)连接； 所述远心镜 头(16)和工业相机(17)配合， 拍摄 被测直齿圆柱齿轮(1)的图像； 所述工业相机(17)固定安装在X轴导轨滑块(20)的一侧； 所述X轴导轨滑块(20)在X轴导轨(19)上 可移动； 所述X轴导轨(19)的一侧固定安装在水平连接 板上； 所述水平连接 板安装在Z轴导轨滑块(21)一侧； 所述Z轴导轨滑块(21)在Z轴导轨(18)上 可移动； 所述Z轴导轨(18)安装在垂直连接 板上； 所述垂直连接 板安装在立式旋转分度盘(15)上； 所述立式旋转分度盘(15)可旋转； 所述立式旋转分度盘(15)通过Z轴导轨(18)、 X轴导 轨(19)带动远心镜 头(16)和工业相机(17)旋转； 所述Z轴导轨手 轮(14)用于调整Z轴导轨滑块(21)在Z轴导轨(18)上的移动距离； 所述X轴导轨手 轮(22)用于调整X轴导轨滑块(20)在X轴导轨(19)上的移动距离 。 3.根据权利要求1所述的摇臂式多功能中小模数直齿圆柱齿轮视觉检测装置， 其特征 在于： 所述摇臂视 觉测量系统还 包括垫块(13)； 所述垫块(13)固定安装在平台(10)上； 所述立式旋转分度盘(15)固定安装在垫块(13)上。 4.根据权利要求1所述的摇臂式多功能中小模数直齿圆柱齿轮视觉检测装置， 其特征 在于： 所述升降平台系统包括水平分度盘(5)、 载物升降平台(6)、 箱体(8)、 电动推杆(9)、 步 进电机(11)、 机身(12)、 电机(12 ‑1)、 联轴器(12 ‑2)、 底板(12 ‑3)、 螺纹杆(12 ‑4)、 导柱(12 ‑ 5)、 滑块(12 ‑6)、 顶板(12 ‑7)、 背板(12 ‑8)； 所述机身(12)固定安装在平台(10)上； 所述机身(12)表面 罩设有外壳(8)； 所述导柱(12‑5)固定安装在底板(12 ‑3)上； 所述背板(12 ‑8)一侧固定安装螺纹杆(12 ‑4)上的滑块(12 ‑6)、 导柱(12 ‑5)上的滑块 (12‑6)， 另一侧与载物升降平台(6)固定安装； 所述机身(12)内部固定安装电机(12 ‑1)、 联轴器(12 ‑2)、 底板(12 ‑3)、 螺纹杆(12 ‑4)、 导柱(12‑5)、 滑块(12 ‑6)、 顶板(12 ‑7)、 背板(12 ‑8)；权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 114993202 A 2所述机身(12)上端开口， 开口 由顶板(12 ‑7)覆盖； 所述顶板(12 ‑7)和联轴器(12 ‑2)之间固定安装螺纹杆(12 ‑4)； 所述螺纹杆(12 ‑4)上安装有滑块(12 ‑6)； 所述导柱(12 ‑5)上安装有滑块(12 ‑6)； 所述导柱(12 ‑5)上的滑块(12 ‑6)固定安装载物 升降平台(6)； 所述电机(12 ‑1)通过联轴器(12 ‑2)带动螺纹杆(12 ‑4)上的滑块(12 ‑6)上下移动； 螺纹杆(12 ‑4)上的滑块(12 ‑6)在向上移动过程中， 通过背板(12 ‑8)带动导柱(12 ‑5)上 的滑块(12 ‑6)上推， 使载物升降平台(6)向上移动； 螺纹杆(12 ‑4)上的滑块(12 ‑6)在向下移动过程中， 通过背板(12 ‑8)带动导柱(12 ‑5)上 的滑块(12 ‑6)下推， 使载物升降平台(6)向下移动； 所述外壳(8)包裹机身(12)； 所述载物升降平台(6)与平台(10)之间固定安装电动推杆(9)； 所述载物升降平台(6)上固定安装水平分度盘(5)； 所述电动推杆(9)与电机(12 ‑1)配合， 驱动载物升降平台(6)上 下移动； 所述水平分度盘(5)的芯轴(0)上安装被测直齿圆柱齿轮(1)； 所述步进电机(1 1)带动水平分度盘(5)旋转。 5.根据权利要求1所述的摇臂式多功能中小模数直齿圆柱齿轮视觉检测装置， 其特征 在于： 所述升降平台系统还包括用于监测载物升降平台(6)与平台(10)之间距离的位置传 感器(7)。 6.根据权利要求1所述的摇臂式多功能中小模数直齿圆柱齿轮视觉检测装置， 其特征 在于： 所述升降平台系统还 包括托盘(2)、 光源支撑架(3)、 光源(4)； 所述托盘(2)安装在水平分度盘(5)上 方； 所述托盘(2)与水平分度盘(5)之间安装有光源支撑架(3)； 所述光源支撑架(3)用于支撑光源(4)； 所述光源(4)为被测直齿圆柱齿轮(1)提供光亮。 7.根据权利要求1所述的摇臂式多功能中小模数直齿圆柱齿轮视觉检测装置， 其特征 在于： 所述被测直齿圆柱齿轮(1)的检测信息包括齿轮尺寸信息和误差信息； 所述齿轮尺寸信息包括齿顶圆半径、 齿根圆半径、 分度圆半径、 齿厚、 齿距、 齿宽、 公法 线长度； 所述齿轮误差信 息包括单个齿距偏差、 累计齿距偏差、 齿廓总偏差、 齿厚偏差和公法线 长度变动。 8.根据权利要求1所述的摇臂式多功能中小模数直齿圆柱齿轮视觉检测装置， 其特征 在于： 所述数据处理系统包括图像获取模块、 图像预处理模块、 齿轮边缘亚像素级定位监测 模块、 图像拼接模块、 虚拟齿轮中心定位模块； 所述图像获取模块获取被测直齿圆柱齿轮图像， 并传输 至图像预处 理模块； 所述图像预处理模块对被测直齿圆柱齿轮图像进行预处理， 得到处理后的齿轮图像， 并传输至齿轮边缘亚像素级定位监测模块； 所述预 处理包括高斯滤波、 边缘过渡 带提取、 齿 轮轮廓分割 、 齿轮径向分割； 所述齿轮边缘亚像素级定位监测模块对齿廓 边缘进行定位， 并将定位齿廓 边缘后的齿权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 114993202 A 3