[发明专利]基于激光传感器的轴承内孔测量装置及方法

说明书

本发明提出一种基于激光传感器的轴承内孔测量装置及方法，包括底座、轴承夹具、滑动平台、旋转关节、激光测距传感器和控制模块，具体包括如下步骤：步骤S1:确定激光测距传感器的运动学模型和参数，并建立三维坐标系；步骤S2:使用激光测距仪对轴承内壁进行测量，获取轴承内壁三维点云数据；步骤S3:对所得到的的三维点云数据进行特征提取；步骤S4:去噪处理，使用滤波对点云数据进行平滑处理；步骤S5:使用三维重建算法对处理过高的点云数据进行重建，得到相对应的轴承内壁完整的三维模型。本发明能够快速方便的采集轴承内孔信息，并绘制出三维模型。

技术领域

本发明属于激光测量的技术领域，尤其涉及一种基于激光传感器的轴承内孔测量装置及方法。

背景技术

轴承是机械在传动过程中不可或缺的机械零部件，它起着固定和减小载荷摩擦系数的作用，其安装在器械上并与其他机件在轴上彼此产生相对运动，用以降低动力传递过程中的摩擦系数和保持轴中心位置的固定。它的主要功能是支撑机械旋转体，用以降低设备在传动过程中的机械载荷摩擦系数。轴承属于高精度产品，其精度对轴承整体的性能起着举足轻重的作用。

轴承由于内孔较小，通过手工进行测量，检测的精度差。而且还会出现人为误差，在人工检测的过程中，需要耗费大量的人力资源，经济效益较低。当前检测方法效率低下，导致检测技术不能满足市场的需求，不利于轴承机械领域的发展，无法跟上现代技术趋势。

随着激光测量技术和三维建模技术的快速发展，人们对于高精度、高效率的追求越来越高，三维激光测量技术克服了传统的测量限制，可以在不需要与被测物碰触的情况下进行全自动测量，获取需要的数据信息。该技术可以获取任何特定物体的的信息并进行一定的处理，通过三维建模技术生成实体三维立体模型。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述存在的问题，提供一种基于激光传感器的轴承内孔测量装置及方法，通过安装在移动平台上的激光测距传感器自动测量轴承内孔数据，并进行三维模型重建，能够较好的还原待测轴承的内孔信息。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：基于激光传感器的轴承内孔测量装置，其特征在于，包括底座、轴承夹具、滑动平台、旋转关节、激光测距传感器和控制模块，所述轴承夹具竖直固定于所述底座一侧，其上固定待测轴承，所述滑动平台通过驱动电机沿底座上安设的滑动导轨滑动，所述旋转关节通过支架安设于滑动平台上，所述激光测距传感器安设于旋转关节的端头，所述控制模块包括控制器和上位机，所述控制器的输入端与激光测距传感器相连，输出端分别与旋转关节和激光测距传感器相连，控制器与上位机相连，实现信息交互。

按上述方案，所述轴承夹具包括固定板、上夹臂和下夹臂，所述上、下夹臂堆成固定于所述固定板上，固定板底部固定于所述底座上，上、下夹臂的间距与待测轴承外径相同，实现卡合固定。

按上述方案，所述旋转关节为步进电机，所述步进电机的输出轴的端头安设所述激光测距传感器，步进电机的输出轴与待测轴承内孔相对应设置。

按上述方案，所述激光测距传感器为单目激光测距传感器，激光光源方向与滑动平台的滑动方向垂直。

基于激光传感器的轴承内孔测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1)建立坐标系：确定激光测距传感器的运动学模型和参数，并建立三维坐标系；

S2)激光测量：使用激光测距仪对轴承内壁进行测量，获取轴承内壁三维点云数据；

S3)特征提取：对所得到的的三维点云数据进行特征提取；

S4)光顺滤波：去噪处理，使用滤波器对点云数据进行平滑滤波处理；

S3)模型重建：使用三维重建算法对处理过后的点云数据进行重建，得到相对应的轴承内壁完整的三维模型