CN107860333B - 汽车挡风玻璃检测装置及汽车挡风玻璃检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车挡风玻璃检测装置及汽车挡风玻璃检测系统，包括：仿形基座机构、移动驱动机构和视觉采集机构。仿形基座机构包括镜像设置的分别适于贴于挡风玻璃前、后端型面的结构相同的前仿形基座组件和后仿形基座组件。前、后仿形基座组件均包括分别位于两端的主活动基座，以及位于两端的主活动基座之间的若干从活动基座。移动驱动机构，适于驱动仿形基座机构沿着挡风玻璃的型面移动，包括设于主活动基座内的一适于由控制电机驱动的主动轮，以及设于从活动基座内的从动轮。视觉采集机构，包括分别设于主活动基座和从活动基座与挡风玻璃的型面相对端面中央区域的CCD相机。

Description

汽车挡风玻璃检测装置及汽车挡风玻璃检测系统

技术领域

本发明属于汽车部件检测设备技术领域，更具体的涉及汽车挡风玻璃检测装置及汽车挡风玻璃检测系统。

背景技术

现阶段汽车玻璃的型面要求越来越高，进而其型面生产的控制方法也越来越多，而其型面的稳定性直接决定了汽车玻璃后续使用的问题。为了满足空气动力学、防止光学失真及白车身型面限制等要求，汽车前、后挡风玻璃都被设计成为双曲线复合曲面。目前，平板玻璃检测方式有人工检测法、电学参数检测法和机器视觉检测法三种。人工检测容易受到工人主观判断的影响导致误检，劳动强度大、检测效率低、人工成本高。电学参数检测法可靠性和精度不高、检测范围有限。机器视觉检测法则具有速度快、信息量大、实时性强、智能化程度高等优点。但是对于汽车挡风玻璃这种曲面玻璃，目前还只能够采用人工检测方法。

针对上述问题，设计能够检测各种型面的、结构简单、易于实现，且智能化程度高的玻璃质量检测装置具有很广泛的应用前景。

发明内容

1、发明目的。

本发明的第一目的是提出一种汽车挡风玻璃检测装置，以解决适于检测各种型面的汽车挡风玻璃质量的技术问题。

本发明的第二目的是提出一种汽车挡风玻璃检测系统，以解决适于检测各种型面的汽车挡风玻璃质量的技术问题。

2、本发明所采用的技术方案。

一种汽车挡风玻璃检测装置，包括：

仿形基座机构，包括镜像设置的分别适于贴于挡风玻璃前、后端型面的结构相同的前仿形基座组件和后仿形基座组件；所述前、后仿形基座组件均包括分别位于两端的主活动基座，以及位于两端的主活动基座之间的若干从活动基座；

移动驱动机构，适于驱动仿形基座机构沿着挡风玻璃的型面移动，包括设于所述主活动基座内的一适于由控制电机驱动的主动轮，以及设于所述从活动基座内的从动轮；以及

视觉采集机构，包括分别设于主活动基座和从活动基座与挡风玻璃的型面相对端面中央区域的CCD相机和位于该CCD相机旁的适于增强挡风玻璃型面待检区域光照效果的补光灯。

进一步的，所述主活动基座和若干从活动基座之间通过伸缩调节模块相连以适于调整前、后仿形基座组件的形状而适应不同型面的挡风玻璃；

所述伸缩调节模块包括设于每相邻的活动基座的边缘之间的活动合页，以及设于每相邻的活动基座侧端面之间的自调节弹簧。

进一步的，所述主活动基座和从活动基座均包括对称设置的左、右内腔体，以及凹设于所述左、右内腔体之间的凹槽；以及

所述CCD相机和补光灯位于所述凹槽内。

进一步的，所述主活动基座的左、右内腔体中镜像地设有所述主动轮和适于驱动主动轮转动的控制电机；所述主动轮部分地凸出于所述主活动基座的左、右内腔体的端面；

所述从活动基座的左、右内腔体中镜像设有所述从动轮，所述从动轮部分地凸出于所述从活动基座的左、右内腔体的端面；以及

所述主动轮和从动轮凸出于左、右内腔体端面的部分高度一致，且凸出部分的外轮廓适于贴于挡风玻璃型面上。

进一步的，所述视觉采集机构还包括设于主活动基座和从活动基座的凹槽内且分别位于所述CCD相机和补光灯旁侧的挡光胶条；

所述挡光胶条的端面与所述左、右内腔体的端面齐平，即适于分别从CCD相机和补光灯的两侧阻挡外界干扰光线。

一种汽车挡风玻璃检测系统，包括：

所述的汽车挡风玻璃检测装置和一测控机构；其中

测控机构，包括PLC控制器、与所述PLC控制器连接的用于驱动所述汽车挡风玻璃检测装置的控制电机的电机控制器，以及与所述PLC控制器连接的内设有图像采集卡的工业计算机；所述汽车挡风玻璃检测装置的CCD相机数据传输端连接到所述图像采集卡。

进一步的，所述汽车挡风玻璃检测系统还包括适于控制汽车挡风玻璃检测装置的前仿形基座组件和后仿形基座组件开合的开合控制机构；

所述开合控制机构包括能够开合的两个旋转支臂，两个旋转支臂的根部通过圆柱铰链铰接在一起；以及

两个所述旋转支臂适于分别支持所述前、后仿形基座组件，即通过两个所述旋转支臂的开合可实现前、后仿形基座组件分别贴于挡风玻璃的前、后端型面上或撤离挡风玻璃的前、后端型面。

进一步的，支持所述前仿形基座组件的旋转支臂与位于所述前仿形基座组件中部的从活动基座相连；以及

支持所述后仿形基座组件的旋转支臂包括分别与所述后仿形基座组件两端的主活动基座相连的上旋转支臂和下旋转支臂。

进一步的，所述圆柱铰链适于由一伺服电机控制其开合，该伺服电机与PLC控制器相连。

进一步的，所述PLC控制器包括一通讯模块，所述PLC控制器适于通过通讯模块与云端数据库实现数据交互。

3、本发明所产生的技术效果。

(1)本发明的汽车挡风玻璃检测装置，通过设计的贴于挡风玻璃前、后端型面的前、后仿形基座组件，可以调节适应不同型面的汽车挡风玻璃，提高了检测的适用范围。

(2)本发明的汽车挡风玻璃检测系统，通过设计的测控机构，可以精确地通过计算控制主动轮和从动轮对应的控制电机，进而控制主动轮和从动轮的运行速度，使检测过程中对于挡风玻璃型面检测的更完善。

(3)本发明的汽车挡风玻璃检测系统，又通过设置的开合控制机构，可自动化地控制前、后仿形基座组件的开合，提高了自动化和检测的效率。

附图说明

图1为本发明的汽车挡风玻璃检测系统的结构示意图；

图2为本发明的汽车挡风玻璃检测装置的前、后仿形基座组件的结构示意图；

图3为本发明的汽车挡风玻璃检测装置的前仿形基座组件的侧视结构图；

图4为本发明的汽车挡风玻璃检测装置的后仿形基座组件的侧视结构示意图；

图5为本发明的汽车挡风玻璃检测装置的主活动基座的结构示意图；

图6为本发明的汽车挡风玻璃检测装置的从活动基座的结构示意图。

附图标记说明：前仿形基座组件100、后仿形基座组件200、主活动基座102、从活动基座103、控制电机105、主动轮107、从动轮108、CCD相机119、补光灯120、活动合页122、自调节弹簧123、左、右内腔体125、凹槽126、挡光胶条127、PLC控制器130、工业计算机132、旋转支臂135、圆柱铰链136、上旋转支臂138、下旋转支臂139、外接数据传输线140，直线轴承141。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

实施例1

请参阅图2所示，本发明提供了一种汽车挡风玻璃检测装置，包括：仿形基座机构、移动驱动机构和视觉采集机构。

仿形基座机构，包括镜像设置(不完全镜像)的分别适于贴于挡风玻璃前、后端型面的结构相同的前仿形基座组件100和后仿形基座组件200。

前仿形基座组件100和后仿形基座组件200在圆柱铰链136处伺服电机的作用下，使旋转支臂135闭合，并通过旋转支臂135对前仿形基座组件100和后仿形基座组件200施加持续的作用力并使其保持与挡风玻璃表面紧密贴合的状态。

由于汽车挡风玻璃为曲面结构，因此本实施例中的挡风玻璃的前端型面为凸面，挡风玻璃的后端型面为凹面。前、后仿形基座组件均包括分别位于两端的主活动基座102，以及位于两端的主活动基座102之间的若干从活动基座103。

移动驱动机构，适于驱动仿形基座机构沿着挡风玻璃的型面移动，包括设于主活动基座102内的一适于由控制电机105驱动的主动轮107，以及设于从活动基座103内的从动轮108。

视觉采集机构，包括分别设于主活动基座102和从活动基座103与挡风玻璃的型面相对端面中央区域的CCD相机119和位于该CCD相机119旁的适于增强挡风玻璃型面待检区域光照效果的补光灯120。为了保证检测的精确度，CCD相机119在检测过程中焦距一直处于有效状态。

具体的，请参阅图3和图4所示，主活动基座102和若干从活动基座103之间通过伸缩调节模块相连以适于调整前、后仿形基座组件的形状而适应不同型面的挡风玻璃。伸缩调节模块包括设于每相邻的活动基座的边缘之间的活动合页122，以及设于每相邻的活动基座侧端面之间的自调节弹簧123。其中，活动合页122用于限制各个活动基座的相对运动，自调节弹簧123用于自调节各活动基座在挡风玻璃型面上的贴合程度。

圆柱铰链136处伺服电机施加给挡风玻璃的作用力，随着施加力的增大而增大，以前仿形基座组件100为例，因挡风玻璃前表面为凸面，随着施加力的增大，前仿形基座组件的各个模块之间的弹簧伸长，以前仿形基座组件100的曲度逐渐变小，与挡风玻璃的贴合就越紧密。当施加力到一定程度，前仿形基座组件100的曲度与挡风玻璃基本相同时，弹簧长度将不再变化，前仿形基座组件100的形状也不再改变。

具体的，前仿形基座组件100的活动合页122设置于主(从)活动基座与挡风玻璃型面相接的端角边缘之间。后仿形基座组件200的活动合页122设置于主(从)活动基座与挡风玻璃型面相离的端角边缘之间。

请参阅图5和图6所示，主活动基座102和从活动基座103均包括对称设置的左、右内腔体125，以及凹设于左、右内腔体125之间的凹槽126；以及CCD相机119和补光灯120位于凹槽126内，可选的，CCD相机119和补光灯120低于左、右内腔体125端面2～3mm。

主活动基座102的左、右内腔体125中镜像地设有主动轮107和适于驱动主动轮107转动的控制电机105；主动轮107部分地凸出于主活动基座102的左、右内腔体125的端面。从活动基座103的左、右内腔体125中镜像设有从动轮108，从动轮108部分地凸出于从活动基座103的左、右内腔体125的端面。以及主动轮107和从动轮108凸出于左、右内腔体125端面的部分高度一致，且凸出部分的外轮廓适于贴于挡风玻璃型面上。主动轮107和从动轮108的外轮廓高于左、右内腔体125端面2～3mm。

视觉采集机构还包括设于主活动基座102和从活动基座103的凹槽126内且分别位于CCD相机119和补光灯120旁侧的挡光胶条127。挡光胶条127的端面与左、右内腔体125的端面齐平，即适于分别从CCD相机119和补光灯120的两侧阻挡外界干扰光线。

可选的，挡光胶条127分别设于CCD相机119和补光灯120两侧1～2mm处。挡光胶条127的尺寸可选设为4～6mm宽，1mm厚。以及设于主活动基座102的左、右内腔体125内的主动轮107和控制电机105可设为距离挡光胶条127外侧5mm处。设于从活动基座103的左、右内腔体125内的从动轮108同样可设为距离挡光胶条127外侧5mm处。

实施例2：

在实施例1的基础上，请参阅图1所示，本发明还提供了一种汽车挡风玻璃检测系统，包括实施例1的汽车挡风玻璃检测装置，以及一测控机构。

测控机构，包括PLC控制器130、与PLC控制器130连接的用于驱动汽车挡风玻璃检测装置的控制电机105的电机控制器，以及与PLC控制器130连接的内设有图像采集卡的工业计算机132；汽车挡风玻璃检测装置的CCD相机119数据传输端连接到图像采集卡。PLC控制器130可通过图像采集卡的数据信息分析汽车挡风玻璃的缺陷特征。

汽车挡风玻璃检测系统还包括适于控制汽车挡风玻璃检测装置的前仿形基座组件100和后仿形基座组件200开合的开合控制机构。

开合控制机构包括能够开合的两个旋转支臂135，两个旋转支臂135的根部通过圆柱铰链136铰接在一起；以及两个旋转支臂135适于分别支持前、后仿形基座组件，即通过两个旋转支臂135的开合可实现前、后仿形基座组件分别贴于挡风玻璃的前、后端型面上或撤离挡风玻璃的前、后端型面。

CCD相机119数据传输端连接有数据传输线，且数据传输线装配于旋转支臂135的芯部，以避免线路的杂乱分布，再通过与外接数据传输线140连接至图像采集卡。

支持前仿形基座组件100的旋转支臂135与位于前仿形基座组件100中部的从活动基座103相连；以及支持后仿形基座组件200的旋转支臂135包括分别与后仿形基座组件200两端的主活动基座102相连的上旋转支臂138和下旋转支臂139。

圆柱铰链136适于由一伺服电机控制其开合，该伺服电机与PLC控制器130相连。

在圆柱铰链136的上方安装一个直线轴承141，直线轴承141套在刚性圆棒上，当前仿形基座组件100和后仿形基座组件200在挡风玻璃上移动时，带动直线轴承在圆棒上进行移动。圆棒上放置两个限位块，防止直线轴承超出圆棒的控制范围。PLC控制器130除了可本地保存通过图像采集卡的数据信息分析得到的汽车挡风玻璃的缺陷特征，还包括一通讯模块，即PLC控制器130适于通过通讯模块与云端数据库实现数据交互，便于远程控制和追踪产品检测档案。

本发明的汽车挡风玻璃检测系统具体的实施方式为：在PLC控制器130中分别输入汽车挡风玻璃上边缘和下边缘的长度，PLC控制器130自动计算出前、后仿形基座组件200分别对应的主动轮107的运动速度。PLC控制器130控制伺服电机以驱动圆柱铰链136上连接的两个旋转支臂135闭合，使得前、后仿形基座组件贴于汽车挡风玻璃的前、后端型面上。PLC控制器130再控制适于控制电机105的电机控制器，进而控制前、后仿形基座组件分别对应的主动轮107沿着汽车挡风玻璃纵向运动，带动前、后仿形基座组件上的CCD相机119全面采集挡风玻璃型面图像，PLC控制器130根据CCD相机119采集的数据信息分析汽车挡风玻璃的缺陷特征。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

在本发明的描述中，需要理解的是，指示方位或位置关系的术语为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

Claims (10)

1.一种汽车挡风玻璃检测装置，其特征在于，包括：

仿形基座机构，包括镜像设置的分别适于贴于挡风玻璃前、后端型面的结构相同的前仿形基座组件和后仿形基座组件；所述前、后仿形基座组件均包括分别位于两端的主活动基座，以及位于两端的主活动基座之间的若干从活动基座；

移动驱动机构，适于驱动仿形基座机构沿着挡风玻璃的型面移动，包括设于所述主活动基座内的一适于由控制电机驱动的主动轮，以及设于所述从活动基座内的从动轮；以及

视觉采集机构，包括分别设于主活动基座和从活动基座与挡风玻璃的型面相对的端面中央区域的CCD相机和位于该CCD相机旁的适于增强挡风玻璃型面待检区域光照效果的补光灯。

2.根据权利要求1所述的汽车挡风玻璃检测装置，其特征在于，所述主活动基座和若干从活动基座之间通过伸缩调节模块相连以适于调整前、后仿形基座组件的形状而适应不同型面的挡风玻璃；

所述伸缩调节模块包括设于每相邻的主活动基座与从活动基座及从活动基座与从活动基座的边缘之间的活动合页，以及设于每相邻的主活动基座与从活动基座及从活动基座与从活动基座侧端面之间的自调节弹簧。

3.根据权利要求1所述的汽车挡风玻璃检测装置，其特征在于，所述主活动基座和从活动基座均包括对称设置的左、右内腔体，以及凹设于所述左、右内腔体之间的凹槽；以及

所述CCD相机和补光灯位于所述凹槽内。

4.根据权利要求3所述的汽车挡风玻璃检测装置，其特征在于，所述主活动基座的左、右内腔体中镜像地设有所述主动轮和适于驱动主动轮转动的控制电机；所述主动轮部分地凸出于所述主活动基座的左、右内腔体的端面；

所述从活动基座的左、右内腔体中镜像设有所述从动轮，所述从动轮部分地凸出于所述从活动基座的左、右内腔体的端面；以及

所述主动轮和从动轮凸出于左、右内腔体端面的部分高度一致，且凸出部分的外轮廓适于贴于挡风玻璃型面上。

5.根据权利要求3所述的汽车挡风玻璃检测装置，其特征在于，所述视觉采集机构还包括设于主活动基座和从活动基座的凹槽内且分别位于所述CCD相机和补光灯旁侧的挡光胶条；

所述挡光胶条的端面与所述左、右内腔体的端面齐平，即适于分别从CCD相机和补光灯的两侧阻挡外界干扰光线。

6.一种汽车挡风玻璃检测系统，其特征在于，包括：如权利要求1～5任一项所述的汽车挡风玻璃检测装置和一测控机构；其中

测控机构，包括PLC控制器、与所述PLC控制器连接的用于驱动所述汽车挡风玻璃检测装置的控制电机的电机控制器，以及与所述PLC控制器连接的内设有图像采集卡的工业计算机；所述汽车挡风玻璃检测装置的CCD相机数据传输端连接到所述图像采集卡。

7.根据权利要求6所述的汽车挡风玻璃检测系统，其特征在于，所述汽车挡风玻璃检测系统还包括适于控制汽车挡风玻璃检测装置的前仿形基座组件和后仿形基座组件开合的开合控制机构；

所述开合控制机构包括能够开合的两个旋转支臂，两个旋转支臂的根部通过圆柱铰链铰接在一起；以及

两个所述旋转支臂适于分别支持所述前、后仿形基座组件，即通过两个所述旋转支臂的开合可实现前、后仿形基座组件分别贴于挡风玻璃的前、后端型面上或撤离挡风玻璃的前、后端型面。

8.根据权利要求7所述的汽车挡风玻璃检测系统，其特征在于，支持所述前仿形基座组件的旋转支臂与位于所述前仿形基座组件中部的从活动基座相连；以及

支持所述后仿形基座组件的旋转支臂包括分别与所述后仿形基座组件两端的主活动基座相连的上旋转支臂和下旋转支臂。

9.根据权利要求7所述的汽车挡风玻璃检测系统，其特征在于，所述圆柱铰链适于由一伺服电机控制其开合，该伺服电机与PLC控制器相连。

10.根据权利要求7所述的汽车挡风玻璃检测系统，其特征在于，所述PLC控制器包括一通讯模块，所述PLC控制器适于通过通讯模块与云端数据库实现数据交互。

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