三維測量工業(yè)內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的光機設計與研究.pdf

1、針對國內(nèi)工業(yè)內(nèi)窺鏡無法滿足工件三維尺寸測量的現(xiàn)狀，設計了一種探頭直徑為6mm并且可以向任意方向彎曲的三維測量工業(yè)內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，并加工出系統(tǒng)樣機，實現(xiàn)了三維尺寸測量的功能。本文重點介紹了該內(nèi)窺鏡的雙目光學系統(tǒng)及總體機械結(jié)構(gòu)的設計方法，主要研究內(nèi)容包括:
　　1.詳細介紹了國內(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)品不具有三維測量功能的缺點，并分析了造成這一缺點的主要技術(shù)難度在于亞毫米級零件（包括光學零件）的裝配工藝。

2、r>　　2.介紹了三維立體測量技術(shù)基本理論依據(jù)，并提出了系統(tǒng)的總體設計方案包括系統(tǒng)的總體技術(shù)指標和主要工作原理。
　　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，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參數(shù)相同的透鏡，并在其后方分別放置兩塊相互交錯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、通過計算機軟件進行三維重建。
　　4.根據(jù)系統(tǒng)的主要技術(shù)目標及要求，將整個內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分成四個功能性組成部分來設計，分別是:頭部結(jié)構(gòu)、頭部彎曲結(jié)構(gòu)、后端控制機構(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);后端控制機構(gòu)作用是通過控制兩個舵機的轉(zhuǎn)動來帶動頭部彎曲結(jié)構(gòu)進行工作;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。
　　5.