三維測(cè)量工業(yè)內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的光機(jī)設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、針對(duì)國內(nèi)工業(yè)內(nèi)窺鏡無法滿足工件三維尺寸測(cè)量的現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)了一種探頭直徑為6mm并且可以向任意方向彎曲的三維測(cè)量工業(yè)內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，并加工出系統(tǒng)樣機(jī)，實(shí)現(xiàn)了三維尺寸測(cè)量的功能。本文重點(diǎn)介紹了該內(nèi)窺鏡的雙目光學(xué)系統(tǒng)及總體機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法，主要研究?jī)?nèi)容包括:
　　1.詳細(xì)介紹了國內(nèi)外工業(yè)內(nèi)窺鏡的研究及發(fā)展現(xiàn)狀，指出了國內(nèi)工業(yè)內(nèi)窺鏡產(chǎn)品不具有三維測(cè)量功能的缺點(diǎn)，并分析了造成這一缺點(diǎn)的主要技術(shù)難度在于亞毫米級(jí)零件（包括光學(xué)零件）的裝配工藝。

2、r>　　2.介紹了三維立體測(cè)量技術(shù)基本理論依據(jù)，并提出了系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案包括系統(tǒng)的總體技術(shù)指標(biāo)和主要工作原理。
　　3.通過分析國外內(nèi)窺鏡系統(tǒng)中兩種常用的成像方案的優(yōu)缺點(diǎn)，提出了一種雙物鏡、單圖像傳感器，圖像傳感器靶面分區(qū)成像方案。該方案采用兩組光學(xué)參數(shù)相同的透鏡，并在其后方分別放置兩塊相互交錯(cuò)180°的棱鏡，從而將兩組物鏡接收的圖像分別成像至同一圖像傳感器靶面上左右的兩個(gè)均分區(qū)域，通過圖像處理軟件讀取并分隔成左右兩幅圖像，然后

3、通過計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行三維重建。
　　4.根據(jù)系統(tǒng)的主要技術(shù)目標(biāo)及要求，將整個(gè)內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分成四個(gè)功能性組成部分來設(shè)計(jì)，分別是:頭部結(jié)構(gòu)、頭部彎曲結(jié)構(gòu)、后端控制機(jī)構(gòu)、手柄外形結(jié)構(gòu)四部分。其中頭部結(jié)構(gòu)的作用是搭建光學(xué)成像系統(tǒng);頭部彎曲結(jié)構(gòu)的作用是保證內(nèi)窺鏡工作探頭可以向任意方向彎曲，從而消除了視覺上的盲區(qū);后端控制機(jī)構(gòu)作用是通過控制兩個(gè)舵機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)來帶動(dòng)頭部彎曲結(jié)構(gòu)進(jìn)行工作;手柄外形結(jié)構(gòu)主要作用是使系統(tǒng)更加便攜及穩(wěn)定。
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