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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106017350A(43)申请公布日2016.10.12(21)申请号201610520019.8(22)申请日2016.07.05(71)申请人沈阳工业大学地址110870辽宁省沈阳市沈阳经济技术开发区沈辽西路111号(72)发明人赵文辉段振云赵文珍孙禾王宁支珊(74)专利代理机构沈阳亚泰专利商标代理有限公司21107代理人史力伏(51)Int.Cl.G01B11/24(2006.01)G01B11/14(2006.01)G06T7/00(2006.01)G06T7/60(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图3页(54)发明名称基于机器视觉的中小模数齿轮快速检测装置及检测方法(57)摘要本发明基于机器视觉的中小模数齿轮快速检测装置及检测方法,属于高精度检测技术领域,能够快速非接触检测高精度中小模数齿轮的误差。本发明包括大理石平台,大理石平台上设置视觉测量系统;视觉测量系统包括工业相机、远心镜头、平行光源,工业相机与远心镜头相连;大理石平台上还包括有物距调节机构、立柱、水平调节机构、双顶尖齿轮定位机构,立柱垂直设在水平调节机构上,物距调节机构设在立柱上的一侧;工业相机安装在物距调节机构上,平行光源设在水平调节机构上,平行光源与远心镜头相对放置;双顶尖齿轮定位机构设在水平调节机构上平行光源的一侧,双顶尖齿轮定位机构与水平调节机构在同一直线上且对正放置;工业相机的输出端连接计算机。CN106017350ACN106017350A权利要求书1/2页1.基于机器视觉的中小模数齿轮快速检测装置,其特征在于:包括大理石平台(8),所述大理石平台(8)上设置有视觉系统;所述视觉系统包括工业相机(1)、远心镜头(3)、平行光源(6),所述工业相机(1)与远心镜头(3)相连;所述大理石平台(8)上还包括有物距调节机构(2)、立柱(4)、水平调节机构(7)、双顶尖齿轮定位机构(5),所述立柱(4)垂直设在水平调节机构(7)上,所述物距调节机构(2)设在立柱(4)上的一侧;所述工业相机(1)安装在物距调节机构(2)上,所述平行光源(6)设置在水平调节机构(7)上,所述平行光源(6)与远心镜头(3)相对放置;所述双顶尖齿轮定位机构(5)设置在水平调节机构(7)上放置平行光源(6)的一侧,所述双顶尖齿轮定位机构(5)与水平调节机构(7)在同一直线上且对正放置;所述工业相机(1)的输出端连接计算机。2.根据权利要求1所述的基于机器视觉的中小模数齿轮快速检测装置,其特征在于:所述工业相机(1)采用的是工业CCD相机,所述工业CCD相机的分辨率是2448×2050。3.根据权利要求1所述的基于机器视觉的中小模数齿轮快速检测装置,其特征在于:所述远心镜头(3)采用的是TC2348远心镜头,所述TC2348远心镜头的视场为56mm×48mm、畸变率为<0.08%。4.根据权利要求3所述的基于机器视觉的中小模数齿轮快速检测装置,其特征在于:所述视场56mm×48mm的范围由500万个(2448×2050)像素来表示,每个(2448×2050)像素对应实际尺寸为19.4650μm。5.根据权利要求1所述的基于机器视觉的中小模数齿轮快速检测装置,其特征在于:所述平行光源(6)为LED蓝光平行光源。6.基于机器视觉的中小模数齿轮快速的检测方法,其特征在于:包括以下步骤:步骤一、被检测齿轮的高质量背光数字图像的获取:首先,如果被检测的齿轮是中等模数外齿轮,则使用双顶尖齿轮定位机构(5)快速准确定位齿轮;如果被检测的齿轮是小模数外齿轮或内齿轮,则直接放置在平行光源(6)上;然后通过水平调节机构(7),将被测齿轮调节到视野中心位置,通过物距调节机构(2)调节远心镜头(3)与被测齿轮之间的距离,使图像清晰;平行光源(6)发出蓝色平行光,通过远心镜头(3)被工业相机(1)记录;即通过工业相机(1)完成获取被检测齿轮的高质量背光数字图像,然后将数字图像输入到计算机中,并存储为数组;步骤二、图像预处理:对步骤一中所获取的全图像进行高斯滤波,Canny算法初找像素级边缘,运用Ramer算法对初边缘进行分段;拟合轮廓为三次样条曲线,并计算法向方向n;步骤三、过渡带法截线高斯拟合法进行亚像素定位:计算包含整个过渡带的初边缘等距线,用贝塞尔曲面插值计算初边缘等距线的灰度,用过渡带离散点的坐标和灰度信息拟合符合高斯积分模型的边缘法平面截线,准确定位齿轮亚像素边缘,存储为二维数组,误差为0.2像素,即4μm;步骤四、数据后处理:齿轮亚像素边缘存储为二维数组,分段采用最小二乘法拟合;用齿轮渐开线方程式生成理论标准齿轮轮廓,与理论齿轮进行对比,计算被测齿轮的齿距累计总偏差、单个齿距偏差、齿廓总偏差等各种误差。7.