一種基于atos的齒輪三維數(shù)據(jù)采集輔助裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及三維光學(xué)測量研究領(lǐng)域，尤其涉及一種基于ATOS的齒輪三維數(shù)據(jù)采集輔助裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]逆向工程技術(shù)是隨著計算機技術(shù)的發(fā)展和成熟以及數(shù)據(jù)測量技術(shù)的進步而迅速發(fā)展起來的一門新興學(xué)科與技術(shù)。它的出現(xiàn)改變了原來CAD系統(tǒng)中從圖紙到實物的設(shè)計模式，為產(chǎn)品的迅速開發(fā)以及快速原型化設(shè)計提供了一條新的途徑。樣件的三維數(shù)據(jù)獲取是逆向工程第一步，ATOS就是一款專業(yè)的三維光學(xué)掃描測量裝置，其系統(tǒng)采用的是將投影測量和光柵測量方法相結(jié)合的三維測量技術(shù)，它是一種非接觸的光學(xué)測量方法。該種方法采用正弦光柵投影和相移技術(shù)，通過獲取全場條紋的空間信息和一個條紋周期內(nèi)相移條紋的時序信息，重建物體表面的三維信息。與其他方法相比，具有高精度、不受物體表面反射率影響等特點，也容易實現(xiàn)計算機輔助自動測量。但是這種三維掃描儀較適用于簡單、大面積面形，對于具有復(fù)雜面形的齒輪等零件，效果并不是很好。而齒輪在工業(yè)應(yīng)用中具有舉足輕重的作用，因此，研究具有復(fù)雜面形齒輪三維數(shù)據(jù)的測量具有重要意義。
[0003]傳統(tǒng)的測量方法是將齒輪放在地面或某平面上，并在齒輪表面貼上參考點，移動ATOS三維光學(xué)掃描儀，從各個不同視角進行拍攝，但是由于齒輪比較小且面形復(fù)雜，往往該方法并不能測得完整的三維數(shù)據(jù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點和不足，提供一種技術(shù)手段簡便易行的基于ATOS的齒輪三維數(shù)據(jù)采集輔助裝置及方法，結(jié)合該裝置測得的齒輪三維數(shù)據(jù)完整、無毛刺、精度高。
[0005]本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實現(xiàn):
[0006]一種基于ATOS的齒輪三維數(shù)據(jù)采集輔助裝置，包括支架1、設(shè)置在支架I上的旋轉(zhuǎn)臺2、固定在旋轉(zhuǎn)臺2上表面中心位置的輔助塊4、固定在輔助塊4上表面中心位置的鎖止機構(gòu)；
[0007]該鎖止機構(gòu)用于在采集齒輪三維數(shù)據(jù)過程中，對齒輪9的內(nèi)環(huán)91進行鎖止，使其固定在輔助塊4上。
[0008]所述鎖止機構(gòu)包括鎖止環(huán)5和沿鎖止環(huán)5徑向?qū)ΨQ分布的多個鎖止螺釘6;所述鎖止螺釘6的螺桿與鎖止環(huán)5螺紋配合。
[0009]所述鎖止螺釘6的螺帽置于鎖止環(huán)5內(nèi)；當(dāng)旋轉(zhuǎn)螺帽時，鎖止螺釘6的螺桿沿鎖止環(huán)5徑向伸縮運動。
[0010]所述旋轉(zhuǎn)臺2的下端面還設(shè)有一旋轉(zhuǎn)手柄3，旋轉(zhuǎn)手柄3的末端設(shè)有橡膠套8。
[0011 ]所述旋轉(zhuǎn)臺2通過軸承7與支架I轉(zhuǎn)動連接；當(dāng)擺動旋轉(zhuǎn)手柄3時，旋轉(zhuǎn)臺2沿支架I圓周轉(zhuǎn)動。
[0012]一種齒輪三維數(shù)據(jù)采集方法，首先將待采集三維數(shù)據(jù)的齒輪9和輔助塊4的表面均勻噴涂顯像劑；在輔助塊4的四周表面和齒輪9的兩個表面分別粘貼多個相互間隔的參考點，并在齒輪9的齒頂處粘貼3?5個相互間隔的參考點，以便后續(xù)進行拼接；
[0013]將齒輪9的內(nèi)環(huán)91套在鎖止環(huán)5上，轉(zhuǎn)動各個鎖止螺釘6的螺帽，使螺桿的頂端與內(nèi)環(huán)91相抵觸，進而將齒輪9固定在輔助塊4上；
[0014]利用ATOS三維掃描儀，先拍攝齒輪9的其中一個表面，并根據(jù)需要轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)臺2，以達到不同視角拍攝目的，測得齒輪9完整的一個表面三維數(shù)據(jù)，此時需將輔助塊4上的參考點一起拍攝，以便后續(xù)齒輪9的各個齒的三維數(shù)據(jù)的測量;調(diào)整ATOS攝像頭與齒輪9的齒頂同一水平線，對準(zhǔn)齒輪9的其中幾個齒進行拍攝，并根據(jù)需要轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)臺2，逐步測得齒輪9的各個齒的三維數(shù)據(jù)；
[0015]然后松開鎖止環(huán)5上的鎖止螺釘6，取下并翻轉(zhuǎn)齒輪9，拍攝齒輪9的另一個表面，此時，無需拍攝齒輪9全部齒頂?shù)膱D像，僅需拍攝貼有參考點的頂齒，以便后續(xù)進行拼接；
[0016]刪減測得三維數(shù)據(jù)中的非齒輪部分，并利用粘貼在齒頂各處的參考點，將兩次測得的三維數(shù)據(jù)拼接，即可得到完整齒輪的三維數(shù)據(jù)。
[0017]本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)，具有如下的優(yōu)點及效果:
[0018]本發(fā)明解決了具有復(fù)雜形面齒輪三維數(shù)據(jù)測量的質(zhì)量問題，尤其是當(dāng)齒輪比較小時，可以通過輔助塊上的輔助參考點進行測量，測得的齒輪三維數(shù)據(jù)完整、無毛刺、精度高。
[0019]本發(fā)明中的鎖止機構(gòu)將齒輪與輔助塊固定在一起、無相對運動，可有效防止由于各參考點相對位置變化而引起拍攝過程中的偏差過大問題。
[0020]本發(fā)明可通過手柄轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)臺達到不同視角拍攝目的，代替了傳統(tǒng)的移動笨重ATOS設(shè)備方式，操作更加方便、安全。
[0021]本發(fā)明支架1、旋轉(zhuǎn)臺2、輔助塊4以及鎖止機構(gòu)均可拆卸組裝，具有結(jié)構(gòu)簡單、攜帶方便等優(yōu)點。
【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明基于ATOS的齒輪三維數(shù)據(jù)采集輔助裝置，裝配前的全局示意圖。
[0023]圖2為圖1裝配后的整體示意圖。
[0024]圖3為圖2中A-A剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖4為齒輪9置于輔助塊上的示意圖。
[0026]圖5為齒輪9的內(nèi)環(huán)91與鎖止機構(gòu)結(jié)合關(guān)系放大示意圖。
[0027]圖6為輔助塊4及鎖止機構(gòu)局部放大示意圖。
【具體實施方式】
[0028]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步具體詳細描述。
[0029]實施例
[0030]如圖1至6所示。本發(fā)明公開了一種基于ATOS的齒輪三維數(shù)據(jù)采集輔助裝置，包括支架1、設(shè)置在支架I上的旋轉(zhuǎn)臺2、固定在旋轉(zhuǎn)臺2上表面中心位置的輔助塊4、固定在輔助塊4上表面中心位置的鎖止機構(gòu)；該鎖止機構(gòu)用于在采集齒輪三維數(shù)據(jù)過程中，對齒輪9的內(nèi)環(huán)91進行鎖止，使齒輪9固定在輔助塊4上。[0031 ] 所述鎖止機構(gòu)包括鎖止環(huán)5和沿鎖止環(huán)5徑向?qū)ΨQ分布的多個鎖止螺釘6;所述鎖止螺釘6的螺桿與鎖止環(huán)5螺紋配合。鎖止環(huán)5可通過鉚接、焊接方式固定在輔助塊4上;輔助塊4可通過螺栓、焊接等方式固定在旋轉(zhuǎn)臺2上。
[0032]所述鎖止螺釘6的螺帽置于鎖止環(huán)5內(nèi)；當(dāng)旋轉(zhuǎn)螺帽時，鎖止螺釘6的螺桿沿鎖止環(huán)5徑向伸縮運動。
[0033]所述旋轉(zhuǎn)臺2的下端面還設(shè)有一旋