一键式影像测量装置的制作方法

本发明涉及一种尺寸测量装置，尤其涉及一种一键式影像测量装置。

背景技术：

1、随着现代化科学技术的进步，在汽车、航空航天、机械等领域中对工件的加工和测量的要求越来越高，需要精准的测量工件的尺寸。

2、现有工人通过游标卡尺等测量工具对工件的尺寸进行手工测量，游标卡尺的精度有0.1mm、0.05mm和0.02mm，测量精度较低。市场上有二次元影像测量仪对工件进行扫描测量，二次元影像测量仪的测量精度高于通过游标卡尺测量的精度。例如专利公开的公告号为cn1523323a的一种电子显微镜测量物质长度的方法，它包括如下步骤:a.校准电子显微镜；b.用电子显微镜拍摄被测物质图像；c.测量被测物质图像；d.计算被测物质的长度值l。

3、二次元影像测量仪是由光学镜头，感光器件(ccd或cmos)，测量软件，精密位移工作台组成的精密测量设备。其中的精密位移工作台造价高，一般由手动操作，测量效率低。在此基础上发展了一键式影像测量仪，由远心镜头将工件缩小并取消了精密位移工作台，测量效率极高。但由此带来两个问题：1.远心镜头价格昂贵；2.受到感光元器件尺寸的制约，分辨率下降，以常用的1.8英寸400万像素的ccd为例，尺寸为7.718x5.319单个像素尺寸为3x3微米左右，如要检测尺寸为50mm的工件需要将工件缩小到ccd尺寸范围内，即7倍左右。而这样尺寸的分辨率即3x7＝21微米，如果要提高分辨率必须要增大ccd尺寸，且减小单个像素尺寸，这样就大大增加了成本。一键式影像测量仪在取得快速测量和高重复精度的同时必须是以增大体积(远心镜头)和成本(镜头和感光器件)以及降低测量精度为代价的，一般精密机械加工中测量精度的要求是微米和亚微米级，而要达到这个精度必须要使分辨率小于0.5微米，这样3微米的像素尺寸必须以工件放大6倍才能满足，而工件放大6倍情况下，7.7毫米的感光元件只能满足1.2毫米左右的一键式测量要求。所以，现有一键式影像测量仪的分辨率都是10微米级的，被测工件尺寸一般都小于130毫米，针对机械加工中的大批量微米级精度的检测需求，和加工机床上需要的成本低，测量精度高，体积小，能检测一般正常工件尺寸(从几毫米到几百毫米)，现有一键式影像测量系统根本无法满足。

4、要求的精度从微米到亚微米，尺寸大小从几毫米到几百毫米的机械零件非常常见，而相应的检测需求非常多，特别是机床的在位和在线检测，要求快速，简便，非常适合一键式影像测量。但由于分辨率问题，以及一键式影像测量仪的体积大，成本高，一直没法应用。

技术实现思路

1、基于上述无法高精度大批量测量大尺寸的工件等不足，本发明提供一种高精度测量工件尺寸的一键式影像测量装置，能大批量测量大尺寸工件的尺寸。

2、本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一键式影像测量装置，用于测量待测工件两待测点之间的尺寸，其特征在于，包括至少一根减距杆和影像测量仪，减距杆的一端设有用于与待测工件的待测点接触的测量触接部，另一端为减距杆的被测端，测量触接部到被测端在两个待测点的连线上的投影长度为减距杆的减距长度，影像测量仪通过测量相对的两减距杆的被测端在两个待测点的连线上的投影的间距，或者测量减距杆的被测端在两个待测点的连线上的投影与相对的待测点之间的距离，得到待测工件的测量尺寸，减距杆的减距长度用于作为影像测量仪测量范围的补偿量，

3、所述影像测量仪包括光学放大镜头和用于接收放大后影像的感光元件，所述感光元件由若干像素组成，所述光学放大镜头的放大倍数等于感光元件中单个像素的尺寸长度除以影像测量仪测量的分度值，所述影像测量仪的测量范围不小于待测工件标准尺寸的正负偏差绝对值之和，所述感光元件的尺寸不小于测量范围与光学放大镜头的放大倍数的乘积，各减距杆的减距长度之和等于待测工件的最大标准尺寸减去测量范围，所需测量的待测工件的尺寸等于各减距杆的减距长度之和加上影像测量仪测量的尺寸。

4、另一主题：一键式影像测量装置，用于测量待测工件两待测点之间的尺寸，其特征在于，包括基座、影像测量仪和直线导轨，直线导轨设在基座上且能相对基座在y轴方向移动，基座上设有用于固定待测工件的夹持件，直线导轨上设有安装架，所述安装架上安装有两个具有标准减距长度的减距杆，两个减距杆平行设在同一测量平面上，两个减距杆能相对直线导轨在x轴方向移动，减距杆的一端设有用于与待测工件的待测点接触的测量触接部，另一端为减距杆的被测端，两个减距杆的被测端相对设置，且同时落在影像测量仪的测量范围内，两个减距杆相对的被测端之间具有间隙，影像测量仪用于测量间隙的宽度值，所述影像测量仪包括光学放大镜头和用于接收放大后影像的感光元件，所述感光元件由若干像素组成，所述光学放大镜头的放大倍数等于感光元件中单个像素的尺寸长度除以影像测量仪测量的分度值，所述影像测量仪的测量范围不小于待测工件标准尺寸的正负偏差绝对值之和，所述感光元件的尺寸不小于测量范围与光学放大镜头的放大倍数的乘积，各减距杆的减距长度之和等于待测工件的最大标准尺寸减去测量范围，

5、沿y轴向推进所述直线导轨，使两个减距杆进入待测工件，两个减距杆在x轴向开合并夹持到待测工件上，两减距杆的测量触接部分别与待测工件两侧的待测点触接，影像测量仪测量出间隙的宽度值，待测工件的尺寸等于两个减距杆的减距长度之和加上间隙的宽度值，减距杆的减距长度用于作为影像测量仪测量范围的补偿量。

6、本发明进一步的优选技术方案为：两个减距杆连接弹性件，弹性件的弹性力作用在减距杆上，使两个减距杆向两侧同步移动打开或向中间同步移动靠拢，两减距杆的测量触接部分别与待测工件两侧的待测点触接。

7、本发明进一步的优选技术方案为：两个减距杆和待测工件的材质相同。

8、本发明进一步的优选技术方案为：减距杆的被测端上设置有用于影像测量仪识别的标记。

9、本发明进一步的优选技术方案为：所述减距杆的测量触接部上设有导向面，当沿y轴向推进所述直线导轨时，待测工件沿导向面推动减距杆在x轴方向移动，使减距杆进入待测工件。

10、另一主题：一键式影像测量装置，用于测量待测工件两待测点之间的尺寸，其特征在于，包括基座、影像测量仪和直线导轨，直线导轨设在基座上且能相对基座在y轴方向移动，基座上设有用于固定待测工件的夹持件，直线导轨上设有安装架，所述安装架上安装有一个具有标准减距长度的减距杆，所述减距杆能相对直线导轨在x轴方向移动，所述减距杆的一端设有用于与待测工件的待测点接触的测量触接部，另一端为减距杆的被测端，所述影像测量仪包括光学放大镜头和用于接收放大后影像的感光元件，所述感光元件由若干像素组成，所述光学放大镜头的放大倍数等于感光元件中单个像素的尺寸长度除以影像测量仪测量的分度值，所述影像测量仪的测量范围不小于待测工件标准尺寸的正负偏差绝对值之和，所述感光元件的尺寸不小于测量范围与光学放大镜头的放大倍数的乘积，减距杆的减距长度等于待测工件的最大标准尺寸减去测量范围，

11、沿y轴向推进所述直线导轨，使减距杆进入待测工件，减距杆沿x轴向移动并使测量触接部与待测工件上一侧的待测点触接，减距杆的被测端与待测工件另一侧的待测点之间具有间隙，并且减距杆的被测端与待测工件另一侧的待测点同时落在影像测量仪的测量范围内，影像测量仪测量间隙的宽度值，所述待测工件的尺寸等于减距杆的减距长度加上或减去间隙的宽度值，减距杆减距长度用于作为影像测量仪测量范围的补偿量。

12、另一主题：一键式影像测量装置，用于测量待测工件两待测点之间的尺寸，其特征在于，包括基座、影像测量仪和直线导轨，直线导轨设在基座上且能相对基座在y轴方向移动，基座上设有用于固定待测工件的夹持件，直线导轨上转动连接有两连接杆，两连接杆上均固定有具有标准减距长度的减距杆，减距杆能在xy轴平面上转动，且两个减距杆处于同一测量平面，减距杆的一端设有用于与待测工件的待测点接触的测量触接部，另一端为减距杆的被测端，所述影像测量仪包括光学放大镜头和用于接收放大后影像的感光元件，所述感光元件由若干像素组成，所述光学放大镜头的放大倍数等于感光元件中单个像素的尺寸长度除以影像测量仪测量的分度值，所述影像测量仪的测量范围不小于待测工件标准尺寸的正负偏差绝对值之和，所述感光元件的尺寸不小于测量范围与光学放大镜头的放大倍数的乘积，各减距杆的减距长度之和等于待测工件的最大标准尺寸减去测量范围，

13、沿y轴向推进所述直线导轨，使两个减距杆进入待测工件，两个减距杆在xy轴平面转动并夹持到待测工件上，两减距杆的测量触接部分别与待测工件两侧的待测点触接，两减距杆的被测端相对，且同时落在影像测量仪的测量范围内，两个减距杆相对的被测端之间具有间隙，影像测量仪测量间隙的宽度值，所述待测工件的尺寸等于两个减距杆的减距长度之和加上间隙的宽度值，减距杆的减距长度用于作为影像测量仪测量范围的补偿量。

14、本发明进一步的优选技术方案为：两个减距杆连接弹性件，弹性件的弹性力作用在减距杆上，使两个减距杆同步向两侧转动或同步向中间转动，两减距杆的测量触接部分别与待测工件两侧的待测点触接。

15、另一主题：一键式影像测量装置，用于测量待测工件两待测点之间的尺寸，其特征在于，包括基座、影像测量仪和直线导轨，直线导轨设在基座上且能相对基座在y轴方向移动，基座上设有用于固定待测工件的夹持件，直线导轨上转动连接有一连接杆，连接杆上固定有具有标准减距长度的减距杆，所述减距杆能在xy轴平面上转动，减距杆的一端设有用于与待测工件的待测点接触的测量触接部，另一端为减距杆的被测端，所述影像测量仪包括光学放大镜头和用于接收放大后影像的感光元件，所述感光元件由若干像素组成，所述光学放大镜头的放大倍数等于感光元件中单个像素的尺寸长度除以影像测量仪测量的分度值，所述影像测量仪的测量范围不小于待测工件标准尺寸的正负偏差绝对值之和，所述感光元件的尺寸不小于测量范围与光学放大镜头的放大倍数的乘积，减距杆的减距长度等于待测工件的最大标准尺寸减去测量范围，

16、沿y轴向推进所述直线导轨，使减距杆进入待测工件，减距杆在xy轴平面转动，并使测量触接部与待测工件上一侧的待测点触接，减距杆的被测端与待测工件另一侧的待测点之间具有间隙，并且减距杆的被测端与待测工件另一侧的待测点同时落在影像测量仪的测量范围内，影像测量仪测量间隙的宽度值，所述待测工件的尺寸等于减距杆的减距长度加上或减去间隙的宽度值，减距杆的减距长度用于作为影像测量仪测量范围的补偿量。

17、与现有技术相比，本发明的优点是通过设置减距杆用于补偿影像测量仪测量范围，减距杆的减距长度作为影像测量仪测量范围的补偿量，使影像测量仪只需测量待测工件多出减距杆减距长度的部分，缩短了待测工件上所需测量的长度，使影像测量仪能用于测量大尺寸的工件；

18、并且影像测量仪包括光学放大镜头和用于接收放大后影像的感光元件，感光元件由若干像素组成，光学放大镜头的放大倍数等于感光元件中单个像素的尺寸长度除以影像测量仪测量的分度值，影像测量仪的测量范围不小于待测工件标准尺寸的正负偏差绝对值之和，感光元件的尺寸不小于测量范围与光学放大镜头的放大倍数的乘积，各减距杆的减距长度之和等于待测工件的最大标准尺寸减去测量范围，使影像测量仪的测量范围满足被测距离尺寸的要求的情况下，影像测量仪的分辨率不会下降，保证测量精度，且无需体积过大的感光元件尺寸，节约成本，能大批量对工件进行快速测量。