相机和灯的高低温保护装置及双目变形测量系统的制作方法

1.本实用新型涉及一种高低温保护装置，具体涉及一种相机和灯的高低温保护装置，其能够确保相机在高低温环境下(-40～120℃)的稳定工作。


背景技术：

2.目前，常见的产品尺寸变形测试方法为cmm(三坐标测量)或在产品检具上进行尺寸评估，但是三坐标及检具对测量环境(环境温度为25
±
2℃)要求很高，无法满足在高低温(-40～120℃)环境下测量的需求。最近市场上也有很多采用非接触式的尺寸测量设备，如gom的非接触式测量tritop(光学三维坐标测量系统)及atos(三位扫描仪)尺寸测量系统，采用了视觉尺寸测量的技术，但该测量系统均不只是利用相机和灯来完成，而是要通过外部辅助工具完成，如标定尺、编码点等，同时在数据处理上也需多张照片合成处理后实现变形尺寸的计算，无法实现实时自动变形评估，同时该系统也无法在高低温环境下(-40～120℃)工作。
3.双目变形测量系统是指基于双目(两个相机)立体视觉技术获取被测物体的两幅图像，通过计算图像对应点间的位置偏差来获取产品实时尺寸变形的测量系统，其可以用于进行产品尺寸的变形测试。由于受限于工业相机及光源的工作环境(0～50℃)，市场上现有双目变形测量系统仅能满足0～50℃下的变形测量，而汽车外饰件的老化性能测试温度范围为-40
4.～120℃，市场上采用视觉的变形测试系统无法满足该环境下的使用。
5.另外，市场上也有相机和灯的高低温保护装置，常规采用水冷的方式，但是水冷保温装置前端的玻璃对相机会有二次畸变的影响，造成成像不稳定无法满足高精度尺寸测量的需求。其中，畸变是指成像系统的内部变化所引起的成像畸变，即影像与真实景象之间产生的光谱特性和几何特性方面的误差。同时，相机要放置于玻璃后端，限制了相机的视野。
6.因此，现有的相机和灯的高低温保护装置无法满足双目变形测量设备在高低温(-40～120℃)环境下的长期工作。


技术实现要素：

7.本实用新型的目的是提供一种相机和灯的高低温保护装置，以适用于高低温环境下(-40～120℃)的相机的长期工作。
8.为了实现上述目的，本实用新型提供一种相机和灯的高低温保护装置，包括保护罩外壳、固定安装于保护罩外壳内的安装支架、以及前端导风结构件和末端导风结构件，所述安装支架用于安装相机和灯，所述保护罩外壳具有进气口、一个出气口和连接于进气口和出气口之间的空气流道，前端导风结构件安装于空气流道内靠近进气口的位置，所述末端导风结构件安装于出气口的外侧。
9.所述保护罩外壳由底座和上盖组成，且底座和上盖通过螺栓固定连接，通过彼此固定的底座和上盖形成所述进气口、出气口和空气流道，所述安装支架位于所述空气流道
内。
10.所述进气口与一个压缩空气源密封连接，以提供能够沿进气方向进入进气口和离开出气口的压缩空气，进气方向平行于保护罩外壳的轴向方向，压缩空气源的温度在20～30℃。
11.进气口和压缩空气源之间通过管道相连，所述管道上设有调节气压阀，且所述保护罩外壳的空气流道内放置一温度传感器。
12.所述保护罩外壳采用隔热材料，且所述保护罩外壳的厚度设置为能够确保沿进气方向带走的热量与所述保护罩外壳的外部导入的热量达成平衡。
13.所述安装支架包括彼此固定连接的相机安装支架和灯安装支架，所述相机安装支架为一个矩形板，其具有用于安装相机的相机安装面、用于连接相机的多个第一连接孔以及用于连接保护罩外壳的多个第二安装孔；所述灯安装支架为一个中心镂空以供相机的镜头通过的环形板，其具有用于安装灯的灯安装面以及用于安装灯的多个第三连接孔。
14.第二安装孔位于第一连接孔的两侧，其数量为2个，且为腰型孔；所述第三连接孔通过长螺柱与灯连接。
15.所述前端导风结构件安装于空气流道内靠近进气口的位置，其包括开口方向与进气方向相同的喇叭结构、和喇叭底座，喇叭结构的中心具有电缆通孔，该电缆通孔中插设有相机和灯的电缆，所述前端导风结构件通过喇叭底座固定在所述保护罩外壳的内壁上。
16.所述末端导风结构件为圆形内折结构，其具有靠近保护罩外壳的大径部分和远离保护罩外壳的小径部分，大径部分和小径部分之间在保护罩外壳的轴向方向上彼此接触并固定连接。
17.另一方面，本实用新型提供一种双目变形测量系统，包括一固定平台和安装在所述固定平台上的两个上文所述的相机和灯的高低温保护装置。
18.本实用新型的相机和灯的高低温保护装置通过与压缩空气源密封连接的保护罩外壳以及相应的前端和末端导风结构件来确保沿进气方向带走的热量与所述保护罩外壳的外部导入的热量达成平衡，进而适用于高低温环境下(-40～120℃)的相机的长期工作，使得相机和灯的工作温度范围维持在0～50℃。
19.此外，本实用新型的高低温双目变形测量系统通过两个本实用新型的高低温保护装置以及相应的相机和灯，适用于高低温环境下(-40～120℃)的相机的长期工作。
附图说明
20.图1为根据本实用新型的一个实施例的相机和灯的高低温保护装置的爆炸图。
21.图2为根据本实用新型的一个实施例的相机和灯的高低温保护装置的总装示意图。
22.图3为根据本实用新型的一个实施例的相机和灯的高低温保护装置的保护罩外壳的结构示意图。
23.图4为根据本实用新型的一个实施例的相机和灯的高低温保护装置的安装支架的结构示意图。
24.图5为根据本实用新型的一个实施例的相机和灯的高低温保护装置的前端导风结构件的结构示意图。
25.图6为根据本实用新型的一个实施例的相机和灯的高低温保护装置的末端导风结构件的结构示意图。
26.图7为根据本实用新型的一个实施例的基于相机和灯的高低温保护装置的双目变形测量系统的结构示意图。
具体实施方式
27.下面结合附图，给出本实用新型的一个实施例，对本实用新型的方案做进一步详细的解释和说明。
28.如图1和图2所示为本实用新型的相机和灯的高低温保护装置，其为风冷恒温装置，用于确保相机能够在高低温(-40～120℃)环境长期稳定的工作，并满足基于特征点的实时产品变形测量。如图1和图2所示，该相机和灯的高低温保护装置包括保护罩外壳10、固定安装于保护罩外壳10内的安装支架20、以及前端导风结构件30和末端导风结构件40，所述安装支架20用于安装相机50和灯60。
29.图3为本实用新型的相机和灯的高低温保护装置的保护罩外壳10。如图3所示，所述保护罩外壳10具有进气口、一个出气口和连接于进气口和出气口之间的空气流道，所述安装支架20位于所述空气流道内。由于本实用新型的相机和灯的高低温保护装置为风冷恒温装置，因此保温盒内需设计合理的空气流道设计，以确保相机50和灯60安装于空气流道中时其四周被空气包围且不能产生风阻，导致气流堵塞。所述保护罩外壳10由底座11和上盖12两个部分组成，且底座11和上盖12通过螺栓固定连接，通过彼此固定的底座11和上盖12形成上述的进气口、出气口和连接于进气口和出气口之间的空气流道。所述进气口与一个压缩空气源(图未示)密封连接，压缩空气源的温度在20～30℃，以提供能够沿进气方向100进入进气口和离开出气口的压缩空气。进气方向100平行于保护罩外壳10的轴向方向。此外，进气口和压缩空气源之间通过管道相连，且管道上设有调节气压阀，由此，通过调节气压阀控制压缩空气的进气量，以保证进入进气口和离开出气口的压缩空气为小气流。
30.所述保护罩外壳10采用隔热材料如聚四氟乙烯，需根据隔热的条件选择适当聚四氟乙烯材料的厚度，所述保护罩外壳10的厚度设置为能够确保在小气流的情况下沿进气方向100带走的热量与所述保护罩外壳10的外部导入的热量达成平衡，确保保护罩外壳10内为恒温的状态，其中本实用新型的小气流是指流量《0.2m3/s的气流。具体来说，聚四氟乙烯材料的厚度需结合保护罩外壳10的内部结构及较小气流的气流大小进行物理测试进行壁厚的确认，是个物理测试值。其中，外部热量来源于环境舱，因为本实用新型的相机和灯的高低温保护装置需要放到一个高温环境的舱体内，图3示意性地示出了外部的热量可能进入的方向200。
31.此外，所述保护罩外壳10的空气流道内放置一温度传感器(图未示)，以进行温度监控，且由于压缩空气的进气量可以通过上文提及的调节气压阀来调节，进而调节降温效率达到恒温的效果，因此能够确保所述保护罩外壳10内的温度在0～50℃。
32.图4为本实用新型的相机和灯的高低温保护装置的安装支架20，其安装于保护罩外壳10的空气流道中，用于将相机50和灯60安装在空气流道中，确保相机50和灯60的四周被空气包围。如图4所示，所述安装支架20包括彼此固定连接的相机安装支架21和灯安装支架22，相机安装支架21为一个矩形板，其具有用于安装相机50的相机安装面211、用于连接
相机50的多个第一连接孔212以及用于连接保护罩外壳10的多个第二安装孔213。由于灯60为环形结构，因此，灯安装支架22为一个中心镂空以供相机50的镜头51通过的环形板，其具有用于安装灯60的灯安装面221以及用于安装灯60的多个第三连接孔222。
33.在本实施例中，所述灯安装面221为灯安装支架22的远离所述相机安装支架21的一面，且相机安装面211和灯安装面221彼此正交。第一连接孔212的数量至少为3个，用于相机50的安装固定。
34.第二安装孔213位于第一连接孔212的两侧，其数量为2个。第二安装孔213优选为腰型孔，从而通过腰型孔与保护罩外壳10连接固定(不会产生旋转和滑动)，实现相机50和灯60的安装距离可调整，即实现相机50和灯60相对位置的柔性安装，避免灯光外壳对相机造成遮挡，影响相机的视野。具体来说，相机50具有穿过灯安装支架22的镜头51，灯60的外边缘如果超出镜头51，可能会有遮挡，影响视野，所以安装支架20为柔性安装支架，其可以通过腰型孔调整相机50的位置，进而调整相机50和灯60两者的位置关系，以保证灯60的位置必须在相机50的镜头51的后方，确保灯60不会遮挡相机。
35.第三连接孔222的数量至少为3个，第三连接孔222通过长螺柱与灯60连接，由此，调整长螺柱的长短可控制灯60与所述安装支架20的距离。
36.同时，所述相机安装支架21和灯安装支架22的外尺寸均与相机50和灯60中尺寸较大的一个的外尺寸(即最大外尺寸)接近(即小于等于2mm)，同时，灯安装支架22的内尺寸和外尺寸之间的差值尽可能小(即小于等于5mm)，以避免灯安装支架22太大挡住压缩空气的流动，在空气流道中产生风阻。
37.图5和图6分别示出了本实用新型的前端导风结构件30和末端导风结构件40。如图5所示，所述前端导风结构件30安装于空气流道内靠近进气口的位置，其包括开口方向与进气方向100相同的喇叭结构31、和一个喇叭底座32。喇叭结构31设置为将沿进气方向100进入所述保护罩外壳10的空气流道内的风流均匀打散并合理分流，尽量的沿所述保护罩外壳10的内壁及相机50和灯60的外围流动，喇叭结构31的中心具有电缆通孔，该电缆通孔中插设有相机50和灯60的电缆51。前端导风结构件30通过喇叭底座32固定在所述保护罩外壳10的内壁上。
38.末端导风结构件40安装于保护罩外壳10的出气口的外侧，其为圆形内折结构，具有靠近保护罩外壳10的大径部分41和远离保护罩外壳10的小径部分42，大径部分41和小径部分42之间在保护罩外壳10的轴向方向上彼此接触并固定连接。由此，末端导风结构件40能够在保护罩外壳10的出气口处改变气流风向，向内形成风帘(即类锥形的风流保护)，使得外部空气难以经由出气口向保护罩外壳10内流动。大径部分通过固定安装孔与所述保护罩外壳10密封固定。
39.本实用新型的相机和灯的高低温保护装置通过与压缩空气源密封连接的保护罩外壳以及相应的前端和末端导风结构件来确保沿进气方向带走的热量与所述保护罩外壳的外部导入的热量达成平衡，可以实现保护罩外壳10在高低温(-40～120℃)的相机的长期工作，使得相机50和灯60的工作温度范围维持在0～50℃。
40.图7为本实用新型的双目变形测量系统的结构示意图。如图7所示，所述双目变形测量系统包括安装在一固定平台100和安装在所述固定平台100上的两个本实用新型的相机和灯的高低温保护装置200，每个相机和灯的高低温保护装置200上安装有一个相机和一
个灯(图未示)。
41.所述固定平台100为六轴可调的三角固定平台。其中，所述固定平台100根据测量的视野需求布置，来实现所需的两个相机和灯的高低温相机保护装置200的基线距离、角度等。本实用新型的相机和灯的高低温保护装置200通过保护罩外壳10上的安装孔且通过螺钉锁死的方式与固定平台100连接。
42.本实用新型的双目变形测量系统采用双目立体视觉技术进行产品的实时尺寸变形测量，具体来说，基于halcon软件中的视觉算法进行图像处理实现变形测量，并采用跟踪特征点变形的方式进行实时变形显示。
43.由此，本实用新型的双目变形测量系统通过相机和灯的高低温保护装置200以及相应的相机和灯，来确保相机50和灯60的工作环境，适用于高低温环境下(-40～120℃)的相机的长期工作。相机和灯的高低温保护装置200的保护罩外壳10可进入到高低温(-40～120℃)的环境工作，使得相机50和灯60的工作温度范围维持在0～50℃。
44.以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并非用以限定本实用新型的范围，本实用新型的上述实施例还可以做出各种变化。比如，本实用新型中外壳材料采用的聚四氟乙烯材料可以采用其它低导热材料替代，前端和末端采用其它结构达成同样的导风效果等。即凡是依据本实用新型申请的权利要求书及说明书内容所作的简单、等效变化与修饰，皆落入本实用新型的权利要求保护范围，本实用新型未详尽描述的均为常规技术内容。