线激光发生器、深度相机以及物品拣选系统的制作方法

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1.本实用新型涉及3d相机，具体地，涉及一种线激光发生器、深度相机以及物品拣选系统。

背景技术：

2.近年来，随着电子产业的不断发展，具有深度传感功能的3d摄像头日渐受到工业以及消费电子界的重视。目前比较成熟的深度测量方法是结构光方案，即将特定的结构光图案投影在物体上，然后通过图案的形变或位移计算物体不同位置的深度。
3.基于结构光的三维成像需要主动去投射结构光到被测物体上，通过结构光的变形来确定被测物的尺寸参数，因此叫做主动三维测量。结构光的类型就分为很多种，包括点结构光、线结构光、面结构光以及编码光学图案等。结构光投射到待测物表面后被待测物的进行高度调制，被调制的结构光经摄像系统采集，传送至计算机内分析计算后可得出被测物的三维面形数据。

技术实现要素：

4.针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种线激光发生器、深度相机以及物品拣选系统。
5.根据本实用新型提供的线激光发生器，其特征在于，包括：
6.固定机构，所述固定机构包括支架座和棱镜支架，所述支架座中开设有内孔，所述棱镜支架设置在所述内孔中且能够在所述内孔转动；
7.鲍威尔棱镜，设置在所述棱镜支架中，能够随着所述棱镜支架的转动以进行角度的调整；
8.激光二极管，用于发射激光；
9.准直透镜，设置在所述激光二极管的出光侧，用于接收所述激光，并将所述激光准直后投射至所述鲍威尔棱镜，以使所述鲍威尔棱镜进行线激光的发射。
10.优选地，所述支架座中开设有第一内螺纹孔；
11.所述棱镜支架设置有与所述第一内螺纹孔相匹配的第一外螺纹且通过所述第一外螺纹与所述第一内螺纹孔螺纹连接；
12.所述鲍威尔棱镜固定在所述棱镜支架中，能够随所述棱镜支架转动而转动。
13.优选地，所述棱镜支架的外端设置有旋钮；
14.所述旋钮，用于控制所述棱镜支架在所述支架座中转动。
15.优选地，还包括振镜组件，所述振镜组件包括振镜和驱动电机，所述驱动电机连接振镜；
16.所述驱动电机，用于驱动所述振镜转动，以使所述线激光投射在所述振镜上后以不同角度投影至检测区域。
17.优选地，所述激光二极管电连接在电路板上；
18.所述激光二极管和所述电路板之间设置有散热片。
19.优选地，所述散热片朝向所述电路板的一侧设置有容纳凹槽；
20.所述电路板上设置有一温度传感器，所述温度传感器位于所述散热片和所述电路板之间且容置在所述容纳凹槽里面。
21.优选地，所述准直透镜设置在一准直镜座中；
22.所述准直镜座的至少一侧面上设置有制冷片。
23.优选地，所述准直镜座中开设有第二内螺纹孔；
24.所述准直透镜的外侧面设置有与所述第二内螺纹孔相匹配的第二外螺纹且通过所述第二外螺纹与所述第二内螺纹孔螺纹连接。
25.根据本实用新型提供的深度相机，包括所述的线激光发生器，还包括第一相机模块、第二相机模块以及处理控制模块；
26.所述线激光发生器，用于向目标物体表面发射条纹结构光；
27.所述第一相机模块，用于接收所述目标物体反射后的条纹结构光生成第一结构光图像；
28.所述第二相机模块，用于接收所述目标物体反射后的条纹结构光生成第二结构光图像；
29.所述处理控制模块，用于根据所述第一结构光图像和第二结构光图像的视差生成深度图像或3d图像。
30.根据本实用新型提供的物品拣选系统，包括所述的深度相机，还包括：
31.第一单元、第二单元，用于储放或/和运输物料；
32.所述深度相机，其视觉扫描区域至少涵盖所述物料的储放或运输的第一单元，用于对所述物料进行视觉扫描，采集所述物料的目标深度图像，并根据所述目标深度图像生成物料的位姿信息；
33.机器人单元，与所述深度相机通信连接，用于接收所述位姿信息，并根据所述位姿信息以相应的抓取姿态抓取物料后移送至第二单元。
34.与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：
35.在本实用新型中通过将鲍威尔棱镜设置在所述棱镜支架中，所述棱镜支架设置在所述支架座的内孔中且能够在所述内孔转动，从而能够随着所述棱镜支架的转动进行所述鲍威尔棱镜角度的调整，实现线激光方向的调整。
附图说明
36.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
37.图1为本实用新型实施例中线激光发生器的爆炸示意图；
38.图2为本实用新型实施例中线激光发生器的结构示意图；
39.图3为本实用新型实施例中激光器的结构示意图；
40.图4为本实用新型实施例中鲍威尔棱镜的安装示意图；
41.图5为本实用新型实施例中散热片和支架座的安装示意图；
42.图6为本实用新型实施例中激光器的截面结构示意图；
43.图7为本实用新型实施例中深度相机的模块示意图；
44.图8为本实用新型实施例中深度相机的结构示意图；
45.图9为本实用新型实施例中物品拣选系统的结构示意图。
46.图中：
47.1为棱镜支架；2为鲍威尔棱镜；3为棱镜固定圈；4为支架座；5为o型圈；6为准直透镜；7为弹簧；8为准直镜座；9为制冷片；10为压紧件；11为激光二极管；12为散热片；13为电路板；14为端子线；15为温度传感器；16为模组支架；17为振镜；18为驱动电机；19为振镜支架；100为机器人单元；200为储料单元；300为深度相机；301为第一相机模块；302为线激光发生器；303为第二相机模块；304为处理控制模块；305为目标物体。
具体实施方式
48.下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。
49.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。另外，连接即可以是用于固定作用也可以是用于电路连通作用。
50.需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
51.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本实用新型实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
52.本实用新型提供的线激光发生器，包括：
53.固定机构，所述固定机构包括支架座和棱镜支架，所述支架座中开设有内孔，所述棱镜支架设置在所述内孔中且能够在所述内孔转动；
54.鲍威尔棱镜，设置在所述棱镜支架中，能够随着所述棱镜支架的转动进行角度的调整；
55.激光二极管，用于发射激光；
56.准直透镜，设置在所述激光二极管的出光侧，用于接收所述激光，并将所述激光准直后投射至所述鲍威尔棱镜，以使所述鲍威尔棱镜进行线激光的发射。
57.在本实用新型实施例中，通过将鲍威尔棱镜设置在所述棱镜支架中，所述棱镜支
架设置在所述支架座的内孔中且能够在所述内孔转动，从而能够随着所述棱镜支架的转动进行所述鲍威尔棱镜角度的调整，实现线激光方向的调整。
58.以上是本实用新型的核心思想，为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
59.图1为本实用新型实施例中线激光发生器的爆炸示意图，如图1所示，本实用新型提供的线激光发生器，包括：
60.固定机构，所述固定机构包括支架座4和棱镜支架1，所述支架座4中开设有内孔，所述棱镜支架1设置在所述内孔中且能够在所述内孔转动；
61.鲍威尔棱镜2，设置在所述棱镜支架1中，能够随着所述棱镜支架1的转动进行角度的调整；
62.激光二极管11，用于发射激光；
63.准直透镜6，设置在所述激光二极管11的出光侧，用于接收所述激光，并将所述激光准直后投射至所述鲍威尔棱镜2，以使所述鲍威尔棱镜2进行线激光的发射。
64.在本实用新型实施例中，所述棱镜支架1的外端设置有旋钮；
65.所述旋钮，用于控制所述棱镜支架1在所述支架座4中转动。
66.所述旋钮可以设置为外六角、外四角、外三角或便于转动的相对平面，其中优选为外六角。
67.图2为本实用新型实施例中线激光发生器的结构示意图，如图2所示，所述振镜组件包括振镜17和驱动电机18，所述驱动电机18连接振镜17；
68.所述驱动电机18，用于驱动所述振镜17转动，以使所述线激光投射在所述振镜17上后以不同角度投影至检测区域。
69.在本实用新型实施例中，所述振镜17设置在所述棱镜支架1的侧面，便于接收所述线激光，并对所述线激光进行反射，通过所述振镜17连续的对所述线激光的反射，形成条纹结构光。
70.所述驱动电机18设置在振镜支架19上，所述振镜支架19不仅能够用于所述驱动电机18的安装，而且能够对所述驱动电机18进行散热。
71.图3为本实用新型实施例中激光器的结构示意图，如图3所示，所述激光二极管11电连接在电路板13上；
72.所述激光二极管11和所述电路板13之间设置有散热片12。
73.在本实用新型实施例中，所述散热片12采用金属铝制成。所述散热片上设置有通孔，所述激光二极管11的脚线通过所述通孔连接所述电路板13。
74.所述准直镜座8的后侧面上设置有二极管安装槽，所述激光二极管11设置在所述二极管安装槽内；
75.在本实用新型一实施例中，所述激光二极管11的侧壁面与所述安装槽的侧壁面相贴合，所述激光二极管11与所述散热片12相贴合，以实现所述激光二极管11的散热。
76.在本实用新型实施例中，所述散热片12朝向所述电路板13的一侧设置有容纳凹
槽；
77.所述电路板13上设置有一温度传感器15，所述温度传感器15位于所述散热片12和所述电路板13之间且容置在所述容纳凹槽里面。
78.所述准直透镜6设置在一准直镜座8中；所述准直镜座8的至少一侧面上设置有制冷片9。
79.由于所述激光二极管11采用1.5w的大功率激光二极管，发热量较大，需要使用制冷片9进行强制制冷，以保证激光器温度在一个设定范围内，从而能够降低温度过高对激光二极管11精度的影响。
80.所述制冷片9采用tec制冷片。所述制冷片9包括第一制冷片和第二制冷片，所述准直镜座8呈立方体形，第一制冷片设置在所述准直镜座8的一侧面上，第二制冷片设置在所述准直镜座8的另一侧面上。
81.所述电路板13上设置有端子线14，以实现所述激光二极管11和所述温度传感器15与处理控制模块304的电气连接。
82.图4为本实用新型实施例中鲍威尔棱镜的安装示意图，如图4所示，所述支架座4中开设有第一内螺纹孔；
83.所述棱镜支架1设置有与所述第一内螺纹孔相匹配的第一外螺纹且通过所述第一外螺纹与所述第一内螺纹孔螺纹连接。
84.所述鲍威尔棱镜2固定在所述棱镜支架1中，能够随所述棱镜支架1转动而转动。
85.在本实用新型实施例中，所述鲍威尔棱镜2通过棱镜固定圈3固定在所述棱镜支架1中。
86.所述棱镜固定圈3设置在外螺纹，所述鲍威尔棱镜2镶嵌在所述棱镜固定圈3中，所述棱镜固定圈3通过其设置的外螺纹螺纹连接在所述棱镜支架1中。
87.在本实用新型实施例中，所述准直镜座8中开设有第二内螺纹孔；
88.所述准直透镜6的外侧面设置有与所述第二内螺纹孔相匹配的第二外螺纹且通过所述第二外螺纹与所述第二内螺纹孔螺纹连接。
89.所述准直镜座8内设置限位台阶；所述限位台阶上设置有弹簧7，所述弹簧7的一端顶住所述限位台阶，另一端顶住所述准直透镜6的外缘。
90.图5为本实用新型实施例中散热片和支架座的安装示意图，如图5所示，所述支架座4通过螺钉固定在所述准直镜座8的前侧面上；所述电路板13和所述散热片12通过螺钉固定在所述准直镜座8的后侧面上。
91.在本实用新型实施例中，所述支架座4和所述准直镜座8之间设置有o型圈5，以实现所述支架座4和所述准直镜座8之间的紧密配合。
92.所述支架座4的内侧面设置有o型槽口，所述o型圈5设置在所述o型槽口中。
93.所述准直镜座8的外缘壁面上设置有多个与所述螺钉相匹配的螺纹孔，其中所述准直镜座8的前侧面上设置有四个螺纹孔，所述准直镜座8的后侧面上设置有四个螺纹孔。
94.图6为本实用新型实施例中激光器的截面结构示意图，如图6所示，所述激光二极管11、所述准直透镜6、所述鲍威尔棱镜2设置在同一轴线上，所述棱镜支架1和所述支架座4的螺旋配合，实现了所述准直透镜6、所述鲍威尔棱镜2的同轴设置。
95.在本实用新型实施例中，所述准直镜座8通过压紧件10固定在模组支架16上。
96.所述模组支架16设置有l形的缺口，所述准直镜座8的一侧面通过所述第一制冷片连接所述缺口的一壁面，所述准直镜座8的另一侧面通过所述第二制冷片连接所述缺口的另一壁面；
97.所述压紧件10设置有与所述缺口相匹配的u形结构，所述压紧件10的一侧面与所述模组支架16的一侧面固定连接，所述压紧件10的另一侧面与所述模组支架16的另一侧面固定连接。
98.图7为本实用新型实施例中深度相机的模块示意图，如图7所示，本实用新型提供的深度相机，包括所述的线激光发生器302，还包括第一相机模块301、第二相机模块303以及处理控制模块304；
99.所述线激光发生器302，用于向目标物体305表面发射条纹结构光；
100.所述第一相机模块301，用于接收所述目标物体305反射后的条纹结构光生成第一结构光图像；
101.所述第二相机模块303，用于接收所述目标物体305反射后的条纹结构光生成第二结构光图像；
102.所述处理控制模块304，用于根据所述第一结构光图像和第二结构光图像的视差生成深度图像或3d图像。
103.图8为本实用新型实施例中深度相机的结构示意图，如图8所示，所述第一相机模块301、所述第二相机模块303设置在相机壳体的两端，所述线激光发生器302设置在所述第一相机模块301、所述第二相机模块303之间且靠近所述第二相机模块303。
104.图9为本实用新型实施例中物品拣选系统的结构示意图，如图9所示，本实用新型提供的物品拣选系统，还包括：
105.第一单元、第二单元，用于储放或/和运输物料；
106.深度相机300，其视觉扫描区域至少涵盖所述物料的储放或运输的第一单元，用于对所述物料进行视觉扫描，采集所述物料的深度图像，并根据所述深度图像生成物料的位姿信息和存放位置；
107.机器人单元100，与所述深度相机300通信连接，用于接收所述位姿态信息和存放位置，根据所述位姿和所述存放位置判断目标物体305的放置状态，并根据所述放置状态对所述目标物体305进行拣取。
108.在本实用新型一实施例中，所述第一单元可以设置为储料单元200；
109.储料单元200，用于储放无序放置的物料，所述物料为所述目标物体305，如金属制品、盒体等任意物品；
110.机器人单元100，与所述深度相机300通信连接，用于接收所述位姿态信息和存放位置，根据所述位姿和所述存放位置判断目标物体305的放置状态，并根据所述放置状态对所述目标物体305进行拣取后移送至第二单位中。
111.所述第二单位可以设置为对拣选后的物料进行运输或存放，如设置为便于物品整齐排列的支撑架，
112.所述第二单位，还可以设置运输单元，使得所述机器人单元100能够将支撑架上的目标物体305移动至运输单元上。
113.所述深度相机300，设置在相机支架上。
114.在本实用新型实施例中，通过将鲍威尔棱镜设置在所述棱镜支架中，所述棱镜支架设置在所述支架座的内孔中且能够在所述内孔转动，从而能够随着所述棱镜支架的转动进行所述鲍威尔棱镜角度的调整，实现线激光方向的调整。
115.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
116.以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。

技术特征：

1.一种线激光发生器，其特征在于，包括：固定机构，所述固定机构包括支架座和棱镜支架，所述支架座中开设有内孔，所述棱镜支架设置在所述内孔中且能够在所述内孔转动；鲍威尔棱镜，设置在所述棱镜支架中，能够随着所述棱镜支架的转动以进行角度的调整；激光二极管，用于发射激光；准直透镜，设置在所述激光二极管的出光侧，用于接收所述激光，并将所述激光准直后投射至所述鲍威尔棱镜，以使所述鲍威尔棱镜进行线激光的发射；所述支架座中开设有第一内螺纹孔；所述棱镜支架设置有与所述第一内螺纹孔相匹配的第一外螺纹且通过所述第一外螺纹与所述第一内螺纹孔螺纹连接；所述鲍威尔棱镜固定在所述棱镜支架中，能够随所述棱镜支架转动而转动。2.根据权利要求1所述的线激光发生器，其特征在于，所述棱镜支架的外端设置有旋钮；所述旋钮，用于控制所述棱镜支架在所述支架座中转动。3.根据权利要求1所述的线激光发生器，其特征在于，还包括振镜组件，所述振镜组件包括振镜和驱动电机，所述驱动电机连接振镜；所述驱动电机，用于驱动所述振镜转动，以使所述线激光投射在所述振镜上后以不同角度投影至检测区域。4.根据权利要求1所述的线激光发生器，其特征在于，所述激光二极管电连接在电路板上；所述激光二极管和所述电路板之间设置有散热片。5.根据权利要求4所述的线激光发生器，其特征在于，所述散热片朝向所述电路板的一侧设置有容纳凹槽；所述电路板上设置有一温度传感器，所述温度传感器位于所述散热片和所述电路板之间且容置在所述容纳凹槽里面。6.根据权利要求1所述的线激光发生器，其特征在于，所述准直透镜设置在一准直镜座中；所述准直镜座的至少一侧面上设置有制冷片。7.根据权利要求6所述的线激光发生器，其特征在于，所述准直镜座中开设有第二内螺纹孔；所述准直透镜的外侧面设置有与所述第二内螺纹孔相匹配的第二外螺纹且通过所述第二外螺纹与所述第二内螺纹孔螺纹连接。8.一种深度相机，其特征在于，包括权利要求1至7任一项所述的线激光发生器，还包括第一相机模块、第二相机模块以及处理控制模块；所述线激光发生器，用于向目标物体表面发射条纹结构光；所述第一相机模块，用于接收所述目标物体反射后的条纹结构光生成第一结构光图像；所述第二相机模块，用于接收所述目标物体反射后的条纹结构光生成第二结构光图
像；所述处理控制模块，用于根据所述第一结构光图像和第二结构光图像的视差生成深度图像或3d图像。9.一种物品拣选系统，其特征在于，包括权利要求8所述的深度相机，还包括：第一单元、第二单元，用于储放或/和运输物料；所述深度相机，其视觉扫描区域至少涵盖所述物料的储放或运输的第一单元，用于对所述物料进行视觉扫描，采集所述物料的目标深度图像，并根据所述目标深度图像生成物料的位姿信息；机器人单元，与所述深度相机通信连接，用于接收所述位姿信息，并根据所述位姿信息以相应的抓取姿态抓取物料后移送至第二单元。

技术总结

本实用新型提供了一种线激光发生器、深度相机以及物品拣选系统，包括：固定机构，所述固定机构包括支架座和棱镜支架，所述支架座中开设有内孔，所述棱镜支架设置在所述内孔中且能够在所述内孔转动；鲍威尔棱镜，设置在所述棱镜支架中，能够随着所述棱镜支架的转动以进行角度的调整；激光二极管，用于发射激光；准直透镜，设置在所述激光二极管的出光侧，用于接收所述激光，并将所述激光准直后投射至所述鲍威尔棱镜，以使所述鲍威尔棱镜进行线激光的发射。在本实用新型中通过将鲍威尔棱镜设置在所述棱镜支架中，棱镜支架设置在支架座的内孔中且能够在内孔转动，从而能够随着棱镜支架的转动进行鲍威尔棱镜角度的调整，实现线激光方向的调整。的调整。的调整。