本實用新型涉及一種三維掃描裝置，尤其是涉及一種高效率螺旋式三維掃描裝置。

背景技術(shù)：

已有的螺旋式三維掃描裝置，普遍采用一個非接觸式位移傳感器與旋轉(zhuǎn)機構(gòu)、直線運動機構(gòu)共同配合來實現(xiàn)三維掃描。當(dāng)被測量物體在直線運動機構(gòu)的帶動下平移通過旋轉(zhuǎn)機構(gòu)下方傳感器掃描區(qū)域后，便可以獲得被測量物體的三維形狀信息。此種方式，因為旋轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)一圈，位移傳感器僅可獲得一條掃描線信息，因此，在被測量對象的平移方向上的掃描線間距就近似于旋轉(zhuǎn)一圈期間被測量對象的平移量。提高被測量對象的平移方向上的掃描線密度主要有兩個方式：1、降低測量對象的平移速度；2、提高旋轉(zhuǎn)臺的旋轉(zhuǎn)速度；

采用方式1的話，會延長整個測量的完成時間，降低測量效率，在實際應(yīng)用中難以被采納。采用方式2的話，需要相應(yīng)提高旋轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)速以及位移傳感器的采樣頻率。然而單一傳感器在高速旋轉(zhuǎn)時會生產(chǎn)更大離心力，不利于高速平穩(wěn)旋轉(zhuǎn)。同時，位移傳感器的采樣頻率通常也有上限要求，無法無限制提高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型針對現(xiàn)有產(chǎn)品的不足，而提供一種高效率螺旋式三維掃描裝置。

本實用新型的一種高效率螺旋式三維掃描裝置，所述裝置包括計算組件、測量組件、被測量對象；計算組件通過數(shù)據(jù)線和測量組件連接，所述測量組件包括位移傳感器、旋轉(zhuǎn)臺、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動組件、旋轉(zhuǎn)信息傳感器、滑環(huán)、安裝支架；所述安裝支架上設(shè)置有安裝平臺，所述安裝平臺的后端設(shè)置有旋轉(zhuǎn)驅(qū)動組件，所述安裝平臺前端設(shè)置有旋轉(zhuǎn)臺；所述旋轉(zhuǎn)臺的下方設(shè)置有直線運動機構(gòu)，所述直線運動機構(gòu)上放置有被測量對象，所述旋轉(zhuǎn)臺通過傳送帶和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動組件連接，所述旋轉(zhuǎn)臺下表面圓周等間距安裝有多個位移傳感器，旋轉(zhuǎn)臺的旋轉(zhuǎn)軸上套裝有滑環(huán)。

進(jìn)一步，所述位移傳感器，數(shù)量不少于2個。

進(jìn)一步，所述直線運動機構(gòu)的端部側(cè)面安裝有直線運動信息傳感器。

進(jìn)一步，所述滑環(huán)為中空圓環(huán)結(jié)構(gòu)，位移傳感器的數(shù)據(jù)線從多個滑環(huán)的中孔導(dǎo)出。

本實用新型的有益效果是：1、結(jié)構(gòu)合理，易于制造，成本低；2、實用性強，采用將多個位移傳感器在旋轉(zhuǎn)臺圓周上等角度間隔固定的方式。此方式在增加了位移傳感器數(shù)量來提高掃描密度的同時，利用等角度間隔放置抵消了傳感器高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力，保證了旋轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)重心穩(wěn)定，利于設(shè)備平穩(wěn)高速運行，相比傳統(tǒng)單一傳感器具有更好旋轉(zhuǎn)重心，利于旋轉(zhuǎn)裝置的穩(wěn)定和降低磨損。

此時，滑環(huán)可以設(shè)計為中空結(jié)構(gòu)，方便所有滑環(huán)的數(shù)據(jù)線從多個滑環(huán)的中孔導(dǎo)出。

附圖說明

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實用新型的測量組件的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本實用新型的多位移傳感器安裝結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：計算組件1、測量組件2、被測量對象3、位移傳感器4、旋轉(zhuǎn)臺5、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動組件6、旋轉(zhuǎn)信息傳感器7、滑環(huán)8、直線運動機構(gòu)9、直線運動信息傳感器10、安裝支架11、中空旋轉(zhuǎn)軸12。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例對本實用新型作進(jìn)一步的描述。

本實用新型的一種高效率螺旋式三維掃描裝置主要由計算組件1、測量組件2、被測量對象3、位移傳感器4、旋轉(zhuǎn)臺5、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動組件6、旋轉(zhuǎn)信息傳感器7、滑環(huán)8、直線運動機構(gòu)9、直線運動信息傳感器10、安裝支架11、中空旋轉(zhuǎn)軸12組成。

如圖1，圖2所示；所述裝置包括計算組件1、測量組件2、被測量對象3、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動組件6；計算組件1通過數(shù)據(jù)線和測量組件2連接，所述測量組件2包括位移傳感器4、旋轉(zhuǎn)臺5、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動組件6、旋轉(zhuǎn)信息傳感器7、滑環(huán)8、安裝支架11；所述安裝支架11上設(shè)置有安裝平臺，所述安裝平臺的后端設(shè)置有旋轉(zhuǎn)驅(qū)動組件6，所述安裝平臺前端設(shè)置有旋轉(zhuǎn)臺5；所述旋轉(zhuǎn)臺5的下方設(shè)置有直線運動機構(gòu)9，所述直線運動機構(gòu)9上放置有被測量對象3，所述旋轉(zhuǎn)臺5通過傳送帶和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動組件6連接，所述旋轉(zhuǎn)臺5下表面圓周等間距安裝有多個位移傳感器4，旋轉(zhuǎn)臺5的旋轉(zhuǎn)軸上套裝有滑環(huán)8。

所述位移傳感器4的數(shù)量不少于2個。

所述直線運動機構(gòu)9的端部側(cè)面安裝有直線運動信息傳感器10。

所述滑環(huán)8為中空圓環(huán)結(jié)構(gòu)，位移傳感器4的數(shù)據(jù)線從多個滑環(huán)的中孔導(dǎo)出。

圖3為旋轉(zhuǎn)臺下方的多個位移傳感器安裝位置示意圖，該圖例中包含三個位移傳感器，但數(shù)量不僅限于三個，可以為圓周上可以等角度間隔安裝的任意數(shù)量。此時，多個位移傳感器導(dǎo)線都可以從中空旋轉(zhuǎn)軸中引出，方便走線。

本實用新型的一種高效率螺旋式三維掃描裝置，非接觸式位移傳感器4在其被固定的旋轉(zhuǎn)臺5圓周等間距位置分布，通過這種構(gòu)造可以有效抑制旋轉(zhuǎn)過程中的非對稱離心力造成旋轉(zhuǎn)軸偏心，裝置高速旋轉(zhuǎn)易磨損、不穩(wěn)定的問題。

本裝置通過在旋轉(zhuǎn)臺上等角度間隔地擴展非接觸式位移傳感器4的數(shù)量，使得旋轉(zhuǎn)臺5在單圈旋轉(zhuǎn)時的掃描效率得到提升。

因此，傳統(tǒng)的裝置相比較，單位時間內(nèi)的測量分辨率得到提高，或同等測量分辨率下的測量時間得到優(yōu)化。

另外，旋轉(zhuǎn)臺5上所固定的非接觸式位移傳感器4在排列方式上采用等角度間隔排列方式，在高速旋轉(zhuǎn)時，相比傳統(tǒng)單一傳感器具有更好旋轉(zhuǎn)重心，利于旋轉(zhuǎn)裝置的穩(wěn)定和降低磨損。

將非接觸式位移傳感器4的輸出信息、旋轉(zhuǎn)信息傳感器7的輸出信息、直線運動信息傳感器10的輸出信息傳輸?shù)接嬎憬M件1，由計算機進(jìn)行處理，生成被測量對象的三維形狀。

以上所述僅為本實用新型的實施例，并非因此限制本實用新型的專利范圍，凡是利用本實用新型說明書內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實用新型的專利保護范圍內(nèi)。