一種三維立體激光掃描儀的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種三維立體激光掃描儀，包括載物臺、傳動機(jī)構(gòu)、絲杠滑臺往復(fù)運(yùn)動機(jī)構(gòu)、伸縮機(jī)構(gòu)、表面點(diǎn)云拾取收集機(jī)構(gòu)和計(jì)算機(jī)三維成像機(jī)構(gòu)，所述的伸縮機(jī)構(gòu)通過滑臺與絲杠滑臺往復(fù)運(yùn)動機(jī)構(gòu)連接，所述的表面點(diǎn)云拾取收集機(jī)構(gòu)與伸縮機(jī)構(gòu)通過掃描支撐桿連接，計(jì)算機(jī)三維成像機(jī)構(gòu)與表面點(diǎn)云拾取收集機(jī)構(gòu)電連接。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，本實(shí)用新型可利用傳動機(jī)構(gòu)中的步進(jìn)電機(jī)帶動絲杠滑臺往復(fù)運(yùn)動機(jī)構(gòu)中的滾珠絲杠轉(zhuǎn)動，使安裝有表面點(diǎn)云拾取收集機(jī)構(gòu)的滑臺上下運(yùn)動，完成一整面的掃描；同時采用四個表面點(diǎn)云拾取收集機(jī)構(gòu)進(jìn)行同時掃描進(jìn)一步加快了掃描儀的工作效率，實(shí)用性強(qiáng)。
【專利說明】一種三維立體激光掃描儀
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于掃描儀【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種三維立體激光掃描儀。
【背景技術(shù)】
[0002]三維掃描儀(3D scanner)是一種科學(xué)儀器，用來偵測并分析現(xiàn)實(shí)世界中物體或環(huán)境的形狀(幾何構(gòu)造)與外觀數(shù)據(jù)(如顏色、表面反照率等性質(zhì))。搜集到的數(shù)據(jù)常被用來進(jìn)行三維重建計(jì)算，在虛擬世界中創(chuàng)建實(shí)際物體的數(shù)字模型。這些模型具有相當(dāng)廣泛的用途，舉凡工業(yè)設(shè)計(jì)、瑕疵檢測、逆向工程、機(jī)器人導(dǎo)引、地貌測量、醫(yī)學(xué)信息、生物信息、刑事鑒定、數(shù)字文物典藏、電影制片、游戲創(chuàng)作素材等等都可見其應(yīng)用。
[0003]目前三維掃描儀經(jīng)歷前兩個階段:點(diǎn)測量、線測量，到了如今的面測量階段，通過一組(一面光)光柵的位移，在同時經(jīng)過傳感器而采集到物體表面的數(shù)據(jù)信息。采用的是當(dāng)目標(biāo)物一面掃描完成后，利用人工手動將掃描儀轉(zhuǎn)移到目標(biāo)物的另一面開始掃描和數(shù)據(jù)采集，再經(jīng)過多個面的疊加而形成一個完整的目標(biāo)物三維影像。這樣就造成工作人員需要時刻在三維立體掃描儀邊，完成一個被測目標(biāo)物全周的掃描需要多次調(diào)整三維立體掃描儀，限制了工作人員的“自由”，雖然掃描面的時間減少了，但大多數(shù)時間全部用在了調(diào)整三維立體掃描儀角度上。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型的目的是提供一種新型的三維立體激光掃描儀。
[0005]本實(shí)用新型為解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是:
[0006]一種三維立體激光掃描儀，包括載物臺、傳動機(jī)構(gòu)、絲杠滑臺往復(fù)運(yùn)動機(jī)構(gòu)、伸縮機(jī)構(gòu)、表面點(diǎn)云拾取收集機(jī)構(gòu)和計(jì)算機(jī)三維成像機(jī)構(gòu)，所述的伸縮機(jī)構(gòu)通過滑臺與絲杠滑臺往復(fù)運(yùn)動機(jī)構(gòu)連接，所述的表面點(diǎn)云拾取收集機(jī)構(gòu)與伸縮機(jī)構(gòu)通過掃描支撐桿連接，計(jì)算機(jī)三維成像機(jī)構(gòu)與表面點(diǎn)云拾取收集機(jī)構(gòu)電連接，還包括控制器，表面點(diǎn)云拾取收集機(jī)構(gòu)采集的分布的點(diǎn)信息反饋給計(jì)算機(jī)三維成像機(jī)構(gòu)成像，最后發(fā)送給控制器。
[0007]所述的絲杠滑臺往復(fù)運(yùn)動機(jī)構(gòu)包括滾珠絲杠、滑臺和支架，所述的支架與載物臺連接，所述的滾珠絲杠和支架平行設(shè)置，且所述的滾珠絲杠和支架均與載物臺垂直連接，所述的滾珠絲杠與滑臺滑動連接。
[0008]所述的傳動機(jī)構(gòu)包括步進(jìn)電機(jī)和齒輪副，所述的步進(jìn)電機(jī)設(shè)置在所述的載物臺內(nèi)，所述的步進(jìn)電機(jī)端部連接齒輪副，齒輪副與所述的滾珠絲杠下端連接。
[0009]所述的表面點(diǎn)云拾取收集機(jī)構(gòu)為四個，且分別設(shè)在所述的伸縮機(jī)構(gòu)的四個角上，且所述的各表面點(diǎn)云拾取收集機(jī)構(gòu)呈均勻分布。
[0010]所述的支架為L形結(jié)構(gòu)，所述的滾珠絲杠與支架連接處設(shè)有軸承。
[0011]還包括云服務(wù)器，控制器與云服務(wù)器通過無線連接，控制器接收的圖像信息上傳到云服務(wù)器。[0012]本實(shí)用新型的有益效果:本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，本實(shí)用新型可利用步進(jìn)電機(jī)帶動滾珠絲杠轉(zhuǎn)動，使安裝有表面點(diǎn)云拾取收集機(jī)構(gòu)的滑臺上下運(yùn)動，完成一整面的掃描；同時采用四個表面點(diǎn)云拾取收集機(jī)構(gòu)進(jìn)行同時掃描進(jìn)一步加快了掃描儀的工作效率，實(shí)用性強(qiáng)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型的立體示意圖。
[0014]圖2為本實(shí)用新型的左視圖。
[0015]圖3為本實(shí)用新型掃描目標(biāo)物過程的示意圖。
[0016]圖4為本實(shí)用新型的絲杠滑臺往復(fù)運(yùn)動機(jī)構(gòu)立體圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]為了使本實(shí)用新型便于理解，下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步闡述。
[0018]如圖1-4所示的一種三維立體激光掃描儀，值得注意的是，包括載物臺2、傳動機(jī)構(gòu)、絲杠滑臺往復(fù)運(yùn)動機(jī)構(gòu)1、伸縮機(jī)構(gòu)8、表面點(diǎn)云拾取收集機(jī)構(gòu)10和計(jì)算機(jī)三維成像機(jī)構(gòu)(圖中未示出)，所述的伸縮機(jī)構(gòu)8通過滑臺7與絲杠滑臺往復(fù)運(yùn)動機(jī)構(gòu)I連接，所述的表面點(diǎn)云拾取收集機(jī)構(gòu)10與伸縮機(jī)構(gòu)8通過掃描支撐桿9連接，計(jì)算機(jī)三維成像機(jī)構(gòu)與表面點(diǎn)云拾取收集機(jī)構(gòu)10電連接。
[0019]所述的絲杠滑臺往復(fù)運(yùn)動機(jī)構(gòu)I包括滾珠絲杠6、滑臺7和支架5，所述的支架5與載物臺2連接，所述的滾珠絲杠6和支架5平行設(shè)置，且所述的滾珠絲杠6和支架5均與載物臺2垂直連接，所述的滾珠絲杠6與滑臺7滑動連接。
[0020]所述的傳動機(jī)構(gòu)包括步進(jìn)電機(jī)3和齒輪副4，所述的步進(jìn)電機(jī)3設(shè)置在所述的載物臺2內(nèi)，所述的步進(jìn)電機(jī)3端部連接齒輪副4，齒輪副4與所述的滾珠絲杠6下端連接。步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元件。在非超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，即給電機(jī)加一個脈沖信號，電機(jī)則轉(zhuǎn)過一個步距角。這一線性關(guān)系的存在，加上步進(jìn)電機(jī)只有周期性的誤差而無累積誤差等特點(diǎn)。使得在速度、位置等控制領(lǐng)域用步進(jìn)電機(jī)來控制變的非常的簡單。
[0021]所述的表面點(diǎn)云拾取收集機(jī)構(gòu)10為四個，且分別設(shè)在所述的伸縮機(jī)構(gòu)8的四個角上，且所述的各表面點(diǎn)云拾取收集機(jī)構(gòu)10呈均勻分布。
[0022]所述的支架5為L形結(jié)構(gòu)，所述的滾珠絲杠6與支架5連接處設(shè)有軸承。
[0023]運(yùn)用滾珠絲杠較一般絲杠減小了接觸面積，因而減小阻力，加快了表面點(diǎn)云拾取收集機(jī)構(gòu)的上下運(yùn)動，使其測量速度提高數(shù)倍。支架5豎直放置，滾珠絲杠通過軸承固定于支架5上，滑臺7還可以通過導(dǎo)軌安裝于支架5上，步進(jìn)電機(jī)3安裝于支架5底部，利用齒輪副4對將輸出扭矩傳給滾珠絲杠6，帶動滾珠絲杠6運(yùn)動；滑臺7通過滾珠絲杠運(yùn)動，帶動安裝于滑臺7上的表面點(diǎn)云拾取收集機(jī)構(gòu)10運(yùn)動；當(dāng)?shù)竭_(dá)設(shè)定的位移極限時，步進(jìn)電機(jī)3反向運(yùn)轉(zhuǎn)，從而通過一系列帶動，使表面點(diǎn)云拾取收集機(jī)構(gòu)10反向運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)表面點(diǎn)云拾取收集機(jī)構(gòu)10做上下往復(fù)運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)物全周的掃描。
[0024]本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，本實(shí)用新型可利用步進(jìn)電機(jī)帶動滾珠絲杠轉(zhuǎn)動，使安裝有表面點(diǎn)云拾取收集機(jī)構(gòu)的滑臺上下運(yùn)動，完成一整面的掃描；同時采用四個表面點(diǎn)云拾取收集機(jī)構(gòu)進(jìn)行同時掃描進(jìn)一步加快了掃描儀的工作效率，實(shí)用性強(qiáng)。
[0025]以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理、主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本領(lǐng)域內(nèi)普通的技術(shù)人員的簡單更改和替換都是本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種三維立體激光掃描儀，其特征在于:包括載物臺、傳動機(jī)構(gòu)、絲杠滑臺往復(fù)運(yùn)動機(jī)構(gòu)、伸縮機(jī)構(gòu)、表面點(diǎn)云拾取收集機(jī)構(gòu)和計(jì)算機(jī)三維成像機(jī)構(gòu)，所述的伸縮機(jī)構(gòu)通過滑臺與絲杠滑臺往復(fù)運(yùn)動機(jī)構(gòu)連接，所述的表面點(diǎn)云拾取收集機(jī)構(gòu)與伸縮機(jī)構(gòu)通過掃描支撐桿連接，計(jì)算機(jī)三維成像機(jī)構(gòu)與表面點(diǎn)云拾取收集機(jī)構(gòu)電連接，還包括控制器，表面點(diǎn)云拾取收集機(jī)構(gòu)采集的分布的點(diǎn)信息反饋給計(jì)算機(jī)三維成像機(jī)構(gòu)成像，最后發(fā)送給控制器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三維立體激光掃描儀，其特征在于:所述的絲杠滑臺往復(fù)運(yùn)動機(jī)構(gòu)包括滾珠絲杠、滑臺和支架，所述的支架與載物臺連接，所述的滾珠絲杠和支架平行設(shè)置，且所述的滾珠絲杠和支架均與載物臺垂直連接，所述的滾珠絲杠與滑臺滑動連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種三維立體激光掃描儀,其特征在于:所述的傳動機(jī)構(gòu)包括步進(jìn)電機(jī)和齒輪副，所述的步進(jìn)電機(jī)設(shè)置在所述的載物臺內(nèi)，所述的步進(jìn)電機(jī)端部連接齒輪副，齒輪副與所述的滾珠絲杠下端連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三維立體激光掃描儀，其特征在于:所述的表面點(diǎn)云拾取收集機(jī)構(gòu)為四個，且分別設(shè)在所述的伸縮機(jī)構(gòu)的四個角上，且所述的各表面點(diǎn)云拾取收集機(jī)構(gòu)呈均勻分布。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種三維立體激光掃描儀，其特征在于:所述的支架為L形結(jié)構(gòu)，所述的滾珠絲杠與支架連接處設(shè)有軸承。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任意一權(quán)利要求所述的一種三維立體激光掃描儀,其特征在于:還包括云服務(wù)器，控制器與云服務(wù)器通過無線連接，控制器接收的圖像信息上傳到云服務(wù)器。
【文檔編號】G01B11/24GK203534540SQ201320595656
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年9月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月25日
【發(fā)明者】羅勝 申請人:溫州大學(xué), 羅勝