双六轴广角摄像头主动校准AA设备论文和设计-杨长州

全文摘要

本实用新型公开并提供了一种提升效率、提升安装精度的双六轴广角摄像头主动校准AA设备。本实用新型所采用的技术方案是：本实用新型包括两组六轴机构、预调焦模块和AA调焦模块，所述六轴机构包括直导轨、滑动配合在所述直导轨上的滑台模块和设置在所述滑台模块上的调焦夹爪，所述调焦夹爪与摄像头的镜头相配合，所述AA调焦模块包括安装框架和若干直线光管，所述安装框架的中部设置有圆通槽，若干所述直线光管均匀设置在所述圆通槽的下方，所述圆通槽中心的正下方设置为AA调焦工位，所述预调焦模块设置在所述AA调焦工位的正前方，两组所述六轴机构的所述直导轨分别平行设置在所述AA调焦工位的两侧。本实用新型可用于摄像头组装的技术领域。

主设计要求

1.一种双六轴广角摄像头主动校准AA设备，其特征在于：它包括两组六轴机构（1）、预调焦模块和AA调焦模块（2），所述六轴机构（1）包括直导轨（11）、滑动配合在所述直导轨（11）上的滑台模块（12）和设置在所述滑台模块（12）上的调焦夹爪（13），所述调焦夹爪（13）与摄像头的镜头（6）相配合，所述AA调焦模块（2）包括安装框架（21）和若干直线光管（22），所述安装框架（21）的中部设置有圆通槽（23），若干所述直线光管（22）均匀设置在所述圆通槽（23）的下方，所述圆通槽（23）中心的正下方设置为AA调焦工位（24），所述预调焦模块设置在所述AA调焦工位（24）的正前方，两组所述六轴机构（1）的所述直导轨（11）分别平行设置在所述AA调焦工位（24）的两侧。

设计方案

2.根据权利要求1所述的双六轴广角摄像头主动校准AA设备，其特征在于：所述滑台模块（12）包括沿垂直于所述直导轨（11）的方向运动的平移滑台（14），所述调焦夹爪（13）适配设置在所述平移滑台（14）上，所述平移滑台（14）上还固定设置有用于安装摄像头的底座（7）的底座工装（15），所述调焦夹爪（13）用于将镜头（6）安装至所述底座（7）上，两组六轴机构（1）的所述平移滑台（14）交替将所述底座工装（15）移动至所述AA调焦工位（24）中。

3.根据权利要求2所述的双六轴广角摄像头主动校准AA设备，其特征在于：所述平移滑台（14）在所述底座工装（15）的一侧设置有固定所述调焦夹爪（13）的夹爪滑台（16），所述调焦夹爪滑台（16）和所述底座工装（15）之间设置有镜头放置座（17），所述镜头放置座（17）的底部设置有顶升气缸（18）。

4.根据权利要求1所述的双六轴广角摄像头主动校准AA设备，其特征在于：所述双六轴广角摄像头主动校准AA设备还包括设置在所述安装框架（21）的前部的清洗-点胶模块（3），所述清洗-点胶模块（3）包括横向导轨（31）和滑动设置在所述横向导轨（31）上的模块安装板（32），所述模块安装板（32）位于所述预调焦模块的前方，所述模块安装板（32）上顺序设置有等离子清洗枪（33）、CCD相机（34）和点胶针筒（35），所述横向导轨（31）的上部设置有与所述点胶针筒（35）相连接的点胶机（36），所述模块安装板（32）在所述点胶针筒（35）的一侧还设置有胶量感应器（37）。

5.根据权利要求2所述的双六轴广角摄像头主动校准AA设备，其特征在于：所述平移滑台（14）上还设置有镜头清洗夹爪座（100），所述镜头清洗夹爪座（100）上设置有沿所述底座工装（15）前后方向运动的滑动座（19），所述滑动座（19）上转动设置有镜头清洗夹爪（101），所述镜头清洗夹爪（101）位于所述底座工装（15）的正后方。

6.根据权利要求1所述的双六轴广角摄像头主动校准AA设备，其特征在于：所述AA调焦模块（2）还包括用于若干所述直线光管（22）的安装的安装架（25），所述安装架（25）包括若干条沿球面形状均匀分布的曲臂和一条竖向设置的直臂（26），所述直臂（26）和若干所述曲臂的上端均相连接，若干所述曲臂的中部分别抵靠在所述圆通槽（23）的槽口沿上，所述直臂（26）和每条所述曲臂的下端均连接有光管安装板（27），每个所述光管安装板（27）上均安装有一个所述直线光管（22），所有的所述直线光管（22）均指向球面中心，所述直臂（26）对应的所述直线光管（22）位于球面中心的上方，所述AA调焦工位（24）位于球面中心处。

7.根据权利要求6所述的双六轴广角摄像头主动校准AA设备，其特征在于：所述曲臂包括弯曲弧度相同的上曲臂（28）和下曲臂（29），所述上曲臂（28）的下部抵靠在所述圆通槽（23）的槽口沿上，所述上曲臂（28）的臂身上设置有第一弧通槽（201），所述第一弧通槽（201）中滑动设置有固定在所述下曲臂（29）上部的第一螺杆（202），所述下曲臂（29）的臂身上设置有第二弧通槽（203），所述第二弧通槽（203）中滑动设置有固定在所述光管安装板（27）上的第二螺杆（204），所述光管安装板（27）沿相应的所述直线光管（22）的长度方向设置有直滑槽，所述光管安装板（27）上设置有用于固定直线光管（22）的固定滑块（205），所述固定滑块（205）设置有与所述直滑槽滑动配合的第三螺杆（206）。

8.根据权利要求1所述的双六轴广角摄像头主动校准AA设备，其特征在于：所述预调焦模块包括预调焦光管（41）和光管固定板（42），所述光管固定板（42）固定设置在所述安装框架（21）的中部前端，所述预调焦光管（41）竖向设置，所述预调焦光管（41）的底部设置增距镜。

9.根据权利要求1所述的双六轴广角摄像头主动校准AA设备，其特征在于：所述安装框架（21）的中部后端设置有预固化模块（5），所述预固化模块（5）包括若干UV光源（51）和UV光源安装座（52），所述UV光源安装座（52）固定设置在所述安装框架（21）上，所述UV光源安装座（52）的底部设置与若干所述UV光源（51）一一对应的旋转座（53），所述UV光源（51）固定在相应的旋转座（53）上，所述UV光源（51）与摄像头的镜头（6）相配合。

10.根据权利要求6所述的双六轴广角摄像头主动校准AA设备，其特征在于：所述曲臂的数量为8条。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及摄像头组装的技术领域，特别涉及一种双六轴广角摄像头主动校准AA设备。

背景技术

所谓AA制程，即Active Alignment，解释为中文即主动对准，是一项确定零配件装配过程中相对位置的技术。AA制程的装置在组装每一个零配件时，装置将检测被组装的半成品，并根据被组装半成品的实际情况主动对准，然后将下一个零配件组装到位。这种主动对准技术可调节镜头对准至6个自由度(X、Y、Z、Tx、Ty、Tz)，有效地减小整个模组的装配公差，有效地提升摄像头产品一致性，也为更高阶的摄像头产品封装创造可能性。

最先的摄像头的组装常采用螺纹调整的方式，此方法容易造成清晰度不均，光学中心易偏且无法调整，不良率高无法返工等缺陷；而后期生产出来的AA制程设备又具有成本高，制程速度慢的缺点，AA制程设备将点胶过程、AA制程过程和UV固化过程都设置在同一个工位上，故而每个摄像头的组装和AA制程流程循环所用的时间较长。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种提升效率、提升安装精度的双六轴广角摄像头主动校准AA设备。

本实用新型所采用的技术方案是：本实用新型包括两组六轴机构、预调焦模块和AA调焦模块，所述六轴机构包括直导轨、滑动配合在所述直导轨上的滑台模块和设置在所述滑台模块上的调焦夹爪，所述调焦夹爪与摄像头的镜头相配合，所述AA调焦模块包括安装框架和若干直线光管，所述安装框架的中部设置有圆通槽，若干所述直线光管均匀设置在所述圆通槽的下方，所述圆通槽中心的正下方设置为AA调焦工位，所述预调焦模块设置在所述AA调焦工位的正前方，两组所述六轴机构的所述直导轨分别平行设置在所述AA调焦工位的两侧。

在上述方案中，本实用新型采用两组六轴机构独立分工，互不干涉，两组六轴机构可以以交替错位的方式使用调焦夹爪夹取摄像头的镜头在AA调焦工位上进行AA制程，当其中一组进行AA制程时，另外一组可以用于做其它前序部分工作，例如摄像头清洗、点胶、预调焦等操作，并在进行AA制程的摄像头制程完毕后，即可通过两组六轴机构的错位配合将另外一组摄像头迅速移至AA调焦工位上进行AA制程，所以，通过设计两组六轴机构可以大大提升制程效率和组装效率。本实用新型将AA制程这种耗时长的工位和其它的例如摄像头清洗、点胶、预调焦等动作分开为不同工位，从而提高效率。本实用新型在AA制程时，使用直线光管做光源营造所需光学环境和进行光心标定，代替常规的图卡并模拟图卡所产生的效果，可以适用于更多类型的摄像头的调焦，提高精度。

进一步地，所述滑台模块包括沿垂直于所述直导轨的方向运动的平移滑台，所述调焦夹爪适配设置在所述平移滑台上，所述平移滑台上还固定设置有用于安装摄像头的底座的底座工装，所述调焦夹爪用于将镜头安装至所述底座上，两组六轴机构的所述平移滑台交替将所述底座工装移动至所述AA调焦工位中。所述平移滑台在所述底座工装的一侧设置有固定所述调焦夹爪的夹爪滑台，所述调焦夹爪滑台和所述底座工装之间设置有镜头放置座，所述镜头放置座的底部设置有顶升气缸。

在上述方案中，摄像头的底座固定在底座工装中，而用于夹取摄像头的镜头的调焦夹爪可以通过夹爪滑台进行移动，使得调焦夹爪可以移动到镜头的附近并夹取镜头，再将镜头移到底座上方进行后续的装配操作。

进一步地，本实用新型还包括设置在所述安装框架的前部的清洗-点胶模块，所述清洗-点胶模块包括横向导轨和滑动设置在所述横向导轨上的模块安装板，所述模块安装板位于所述预调焦模块的前方，所述模块安装板上顺序设置有等离子清洗枪、CCD相机和点胶针筒，所述横向导轨的上部设置有与所述点胶针筒相连接的点胶机，所述模块安装板在所述点胶针筒的一侧还设置有胶量感应器。

在上述方案中，清洗-点胶模块上并排设置的等离子清洗枪、CCD相机和点胶针筒分别用于进行摄像头的清洗、定位和点胶操作，三者设置在同一工位上，并与AA调焦工位独立开，便于配合两组六轴机构错位交替进行AA调焦，使得两组六轴机构上的摄像头在上一个进行AA调整完毕后可以快速将下一个摄像头送入AA调焦工位进行调焦。其中，胶量感应器用于检测点胶针筒中的胶量的量。

进一步地，所述平移滑台上还设置有镜头清洗夹爪座，所述镜头清洗夹爪座上设置有沿所述底座工装前后方向运动的滑动座，所述滑动座上转动设置有镜头清洗夹爪，所述镜头清洗夹爪位于所述底座工装的正后方。

在上述方案中，镜头清洗夹爪座上的滑动座可以移动镜头清洗夹爪，实现镜头清洗夹爪移动到摄像头的镜头的附近并夹取镜头的效果。本实用新型在每组六轴机构中均设计了两具针对夹取镜头的夹具，分别为装配镜头用的调焦夹爪和清洗镜头用的镜头清洗夹爪，分工操作，简化设计，提高效率。

进一步地，所述AA调焦模块还包括用于若干所述直线光管的安装的安装架，所述安装架包括若干条沿球面形状均匀分布的曲臂和一条竖向设置的直臂，所述直臂和若干所述曲臂的上端均相连接，若干所述曲臂的中部分别抵靠在所述圆通槽的槽口沿上，所述直臂和每条所述曲臂的下端均连接有光管安装板，每个所述光管安装板上均安装有一个所述直线光管，所有的所述直线光管均指向球面中心，所述直臂对应的所述直线光管位于球面中心的上方，所述AA调焦工位位于球面中心处。

在上述方案中，安装架整体形成一个半球形，多个直线光管通过圆周和竖向两方面直接照射至球形中心，AA调焦工位即位于球面中心处，故而直线光管可以为摄像头的AA制程提供良好的光学环境。

进一步地，所述曲臂包括弯曲弧度相同的上曲臂和下曲臂，所述上曲臂的下部抵靠在所述圆通槽的槽口沿上，所述上曲臂的臂身上设置有第一弧通槽，所述第一弧通槽中滑动设置有固定在所述下曲臂上部的第一螺杆，所述下曲臂的臂身上设置有第二弧通槽，所述第二弧通槽中滑动设置有固定在所述光管安装板上的第二螺杆，所述光管安装板沿相应的所述直线光管的长度方向设置有直滑槽，所述光管安装板上设置有用于固定直线光管的固定滑块，所述固定滑块设置有与所述直滑槽滑动配合的第三螺杆。

在上述方案中，下曲臂可以在上曲臂上调节位置，直线光管的光管安装板也可以在下曲臂上调节位置，两种的位置调节直线光管还是照射到球形中心，另外，所有的固定滑块包括直臂的固定滑块均可以使得相应的直线光管调节其与球心的距离，故而，在对直线光管的多层次的调节下，可以满足更多种摄像头的AA制程位置光学环境要求。

进一步地，所述预调焦模块包括预调焦光管和光管固定板，所述光管固定板固定设置在所述安装框架的中部前端，所述预调焦光管竖向设置，所述预调焦光管的底部设置增距镜。

在上述方案中，预调焦模块用于摄像头在进入AA调焦工位前进行预调焦的操作。

进一步地，所述安装框架的中部后端设置有预固化模块，所述预固化模块包括若干UV光源和UV光源安装座，所述UV光源安装座固定设置在所述安装框架上，所述UV光源安装座的底部设置与若干所述UV光源一一对应的旋转座，所述UV光源固定在相应的旋转座上，所述UV光源与摄像头的镜头相配合。

在上述方案中，预固化模块用于摄像头在完成进入AA制程后进行预固化的操作。

进一步地，所述曲臂的数量为8条。

在上述方案中，8条曲臂均匀环绕在AA调焦工位的8个方位上，8条曲臂共设置8个直线光管，加上竖臂上的一个直线光管，共9个直线光管全方位均匀为AA调焦工位营造光学环境。

附图说明

图1是本实用新型中的整体结构示意图；

图2是六轴机构的结构示意图；

图3是图2中A部分结构的放大示意图；

图4是清洗-点胶模块的结构示意图；

图5是AA调焦模块的结构示意图；

图6是预调焦模块的结构示意图；

图7是预固化模块的结构示意图；

图8是本实用新型结构分布简图。

具体实施方式

如图1至图8所示，本实用新型的具体实施方式是：本实用新型包括两组六轴机构1、预调焦模块和AA调焦模块2，所述六轴机构1包括直导轨11、滑动配合在所述直导轨11上的滑台模块12和设置在所述滑台模块12上的调焦夹爪13，所述调焦夹爪13与摄像头的镜头6相配合，所述AA调焦模块2包括安装框架21和若干直线光管22，所述安装框架21的中部设置有圆通槽23，若干所述直线光管22均匀设置在所述圆通槽23的下方，所述圆通槽23中心的正下方设置为AA调焦工位24，所述预调焦模块设置在所述AA调焦工位24的正前方，两组所述六轴机构1的所述直导轨11分别平行设置在所述AA调焦工位24的两侧。在本方案中，本实用新型采用两组六轴机构1独立分工，互不干涉，两组六轴机构1可以以交替错位的方式使用调焦夹爪13夹取摄像头的镜头6在AA调焦工位24上进行AA制程，当其中一组进行AA制程时，另外一组可以用于做其它前序部分工作，例如摄像头清洗、点胶、预调焦等操作，并在进行AA制程的摄像头制程完毕后，即可通过两组六轴机构1的错位配合将另外一组摄像头迅速移至AA调焦工位24上进行AA制程，所以，通过设计两组六轴机构1可以大大提升制程效率和组装效率，效率提升80%。本实用新型将AA制程这种耗时长的工位和其它的例如摄像头清洗、点胶、预调焦等动作分开为不同工位，从而提高效率。本实用新型在AA制程时，使用直线光管22做光源营造所需光学环境和进行光心标定，代替常规的图卡并模拟图卡所产生的效果，可以适用于更多类型的摄像头的调焦，提高精度。六轴机构1可以令调焦夹爪13进行六个自由度变化。

在本具体实施例中，所述滑台模块12包括沿垂直于所述直导轨11的方向运动的平移滑台14，所述调焦夹爪13适配设置在所述平移滑台14上，所述平移滑台14上还固定设置有用于安装摄像头的底座7的底座工装15，所述调焦夹爪13用于将镜头6安装至所述底座7上，两组六轴机构1的所述平移滑台14交替将所述底座工装15移动至所述AA调焦工位24中。所述平移滑台14在所述底座工装15的一侧设置有固定所述调焦夹爪13的夹爪滑台16，所述调焦夹爪滑台16和所述底座工装15之间设置有镜头放置座17，所述镜头放置座17的底部设置有顶升气缸18。在本方案中，摄像头的底座7固定在底座工装15中，而用于夹取摄像头的镜头6的调焦夹爪13可以通过夹爪滑台16进行移动，使得调焦夹爪13可以移动到镜头6的附近并夹取镜头6，再将镜头6移到底座7上方进行后续的装配操作。

在本具体实施例中，本实用新型还包括设置在所述安装框架21的前部的清洗-点胶模块3，所述清洗-点胶模块3包括横向导轨31和滑动设置在所述横向导轨31上的模块安装板32，所述模块安装板32位于所述预调焦模块的前方，所述模块安装板32上顺序设置有等离子清洗枪33、CCD相机34和点胶针筒35，所述横向导轨31的上部设置有与所述点胶针筒35相连接的点胶机36，所述模块安装板32在所述点胶针筒35的一侧还设置有胶量感应器37。在本方案中，清洗-点胶模块3上并排设置的等离子清洗枪33、CCD相机34和点胶针筒35分别用于进行摄像头的清洗、定位和点胶操作，三者设置在同一工位上，并与AA调焦工位24独立开，便于配合两组六轴机构1错位交替进行AA调焦，使得两组六轴机构1上的摄像头在上一个进行AA调整完毕后可以快速将下一个摄像头送入AA调焦工位24进行调焦。其中，胶量感应器37用于检测点胶针筒35中的胶量的量。

在本具体实施例中，所述平移滑台14上还设置有镜头清洗夹爪座100，所述镜头清洗夹爪座100上设置有沿所述底座工装15前后方向运动的滑动座19，所述滑动座19上转动设置有镜头清洗夹爪101，所述镜头清洗夹爪101位于所述底座工装15的正后方。在本方案中，镜头清洗夹爪座100上的滑动座19可以移动镜头清洗夹爪101，实现镜头清洗夹爪101移动到摄像头的镜头6的附近并夹取镜头6的效果。本实用新型在每组六轴机构1中均设计了两具针对夹取镜头6的夹具，分别为装配镜头6用的调焦夹爪13和清洗镜头6用的镜头清洗夹爪101，分工操作，简化设计，提高效率。

在本具体实施例中，所述AA调焦模块2还包括用于若干所述直线光管22的安装的安装架25，所述安装架25包括若干条沿球面形状均匀分布的曲臂和一条竖向设置的直臂26，所述直臂26和若干所述曲臂的上端均相连接，若干所述曲臂的中部分别抵靠在所述圆通槽23的槽口沿上，所述直臂26和每条所述曲臂的下端均连接有光管安装板27，每个所述光管安装板27上均安装有一个所述直线光管22，所有的所述直线光管22均指向球面中心，所述直臂26对应的所述直线光管22位于球面中心的上方，所述AA调焦工位24位于球面中心处。在本方案中，安装架25整体形成一个半球形，多个直线光管22通过圆周和竖向两方面直接照射至球形中心，AA调焦工位24即位于球面中心处，故而直线光管22可以为摄像头的AA制程提供良好的光学环境。底座7中有与镜头6相配合的感光芯片，多个直线光管22照射至镜头6上时，镜头6将光转移至感光芯片上，进而用于对焦。

在本具体实施例中，所述曲臂包括弯曲弧度相同的上曲臂28和下曲臂29，所述上曲臂28的下部抵靠在所述圆通槽23的槽口沿上，所述上曲臂28的臂身上设置有第一弧通槽201，所述第一弧通槽201中滑动设置有固定在所述下曲臂29上部的第一螺杆202，所述下曲臂29的臂身上设置有第二弧通槽203，所述第二弧通槽203中滑动设置有固定在所述光管安装板27上的第二螺杆204，所述光管安装板27沿相应的所述直线光管22的长度方向设置有直滑槽，所述光管安装板27上设置有用于固定直线光管22的固定滑块205，所述固定滑块205设置有与所述直滑槽滑动配合的第三螺杆206。在本方案中，下曲臂29可以在上曲臂28上调节位置，直线光管22的光管安装板27也可以在下曲臂29上调节位置，两种的位置调节直线光管22还是照射到球形中心，另外，所有的固定滑块205包括直臂26的固定滑块205均可以使得相应的直线光管22调节其与球心的距离，故而，在对直线光管22的多层次的调节下，可以满足更多种摄像头的AA制程位置光学环境要求。所述第一螺杆202、所述第二螺杆204和所述第三螺杆206均相应配合设置有锁紧螺母，锁紧螺母用于调节后进行固定。

在本具体实施例中，所述预调焦模块包括预调焦光管41和光管固定板42，所述光管固定板42固定设置在所述安装框架21的中部前端，所述预调焦光管41竖向设置，所述预调焦光管41的底部设置增距镜。在本方案中，预调焦模块用于摄像头在进入AA调焦工位24前进行预调焦的操作。

在本具体实施例中，所述安装框架21的中部后端设置有预固化模块5，所述预固化模块5包括若干UV光源51和UV光源安装座52，所述UV光源安装座52固定设置在所述安装框架21上，所述UV光源安装座52的底部设置与若干所述UV光源51一一对应的旋转座53，所述UV光源51固定在相应的旋转座53上，所述UV光源51与摄像头的镜头6相配合。在本方案中，预固化模块5用于摄像头在完成进入AA制程后进行预固化的操作。

在本具体实施例中，所述曲臂的数量为8条。在本方案中，8条曲臂均匀环绕在AA调焦工位24的8个方位上，8条曲臂共设置8个直线光管22，加上竖臂26上的一个直线光管，共9个直线光管22全方位均匀为AA调焦工位24营造光学环境。

本实用新型的操作过程如下：首先，对两组六轴机构1均执行如下操作：摄像头的底座7安装入底座工装15中，摄像头的镜头6放置到镜头放置座17上；接着，第一组六轴机构1动作，使用镜头清洗夹爪101夹取镜头6并配合清洗-点胶模块3依次进行镜头6的清洗、定位和点胶操作，然后，再将镜头6放置到镜头放置座17上，并让调焦夹爪13抓取镜头6，接着，六轴机构1将镜头6运送到预调焦模块处进行预调焦，再接着，六轴机构1将镜头6运送到AA调焦工位24上进行AA制程，此时，由于AA制程时间较长，令第二组的六轴机构1动作，执行第一组六轴机构1一样的将镜头6运送到AA调焦工位24前的所有动作，并等待第一组AA制程完毕后第二组即可快速进行AA制程；最后，第一组六轴机构1将AA制程完毕的摄像头运送到预固化模块5中进行预固化操作，预固化完毕后，第一组六轴机构1错位绕开第一组正在AA制程的六轴机构，并复位移动至初始位置，接着，取走摄像头，并重新进行第二轮的由放置底座7与镜头6起步的循环操作，第一组六轴机构1将镜头6运送到AA调焦工位24前等待第二组AA制程完毕后第一组即可快速进行AA制程，形成两组六轴机构1的交替错位动作的循环。

本实用新型可用于摄像头组装的技术领域。

设计图

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