三維掃描儀機頭與三維掃描儀的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種三維掃描儀機頭與三維掃描儀，該機頭包括有：一固定裝置，一轉(zhuǎn)動件，一驅(qū)動裝置，一光發(fā)射裝置，一光接收裝置，該驅(qū)動裝置連接于該固定裝置上，該轉(zhuǎn)動件連接于該驅(qū)動裝置，該光發(fā)射裝置連接于該轉(zhuǎn)動件并用于向掃描對象發(fā)射光線，該光接收裝置連接于該轉(zhuǎn)動件并用于接收從掃描對象反射回來的光線，該驅(qū)動裝置用于驅(qū)動該轉(zhuǎn)動件轉(zhuǎn)動并帶動該光發(fā)射裝置與該光接收裝置一起轉(zhuǎn)動，以使發(fā)射光線覆蓋整個掃描對象并使該光接收裝置接收從整個掃描對象反射回來的光線。該三維掃描儀機頭體積小、結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、具有良好的便攜性。本發(fā)明的三維掃描儀機頭與一支架連接，構(gòu)成本發(fā)明的三維掃描儀，其同樣具有體積小、重量輕、便攜性好的特點。
【專利說明】三維掃描儀機頭與三維掃描儀
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及掃描儀，特別涉及一種三維掃描儀機頭與三維掃描儀。
【背景技術】
[0002]目前市場上的三維人體掃描儀系統(tǒng)一般設置有若干立柱，這些立柱上安裝有用來移動掃描儀機頭的導軌，在對人體進行掃描時，通過電機控制機頭在導軌上上下移動，使得機頭內(nèi)的激光裝置和相機裝置可以對人體進行從頭到腳全面的掃描。但這樣做的缺點是，一方面，由于立柱的高度一般要與人體的高度相當，所以整套系統(tǒng)的體積很大，在移動時非常不方便，另一方面，為了使整套系統(tǒng)具有良好的穩(wěn)定性，一般都采用較重材料來做立柱，這就導致整套掃描儀系統(tǒng)非常笨重，所以說目前市場上的三維人體掃描儀系統(tǒng)移動不方便，而且便攜性差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術問題是為了克服現(xiàn)有技術中三維掃描儀系統(tǒng)不方便移動、攜帶性差等缺陷，提供一種帶有轉(zhuǎn)動件的三維掃描儀機頭與三維掃描儀，這種機頭使得三維掃描儀的體積減小，并具有良好的便攜性。
[0004]本發(fā)明是通過下述技術方案來解決上述技術問題:
[0005]一種三維掃描儀機頭，其特點在于，其包括有:一固定裝置，一轉(zhuǎn)動件，一驅(qū)動裝置，一光發(fā)射裝置，一光接收裝置，該驅(qū)動裝置連接于該固定裝置上，該轉(zhuǎn)動件連接于該驅(qū)動裝置，該光發(fā)射裝置連接于該轉(zhuǎn)動件并用于向掃描對象發(fā)射光線，該光接收裝置連接于該轉(zhuǎn)動件并用于接收從掃描對象反射回來的光線，該驅(qū)動裝置用于驅(qū)動該轉(zhuǎn)動件轉(zhuǎn)動并帶動該光發(fā)射裝置與該光接收裝置一起轉(zhuǎn)動，以使發(fā)射光線覆蓋整個掃描對象并使該光接收裝置接收從整個掃描對象反射回來的光線。
[0006]較佳地，該轉(zhuǎn)動件在該光發(fā)射裝置朝向掃描對象的方向所在的豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，該轉(zhuǎn)動件在起始位置處朝向掃描對象的頂端，該轉(zhuǎn)動件在終止位置處朝向掃描對象的底端。
[0007]較佳地，該轉(zhuǎn)動件為一轉(zhuǎn)動臂。
[0008]較佳地,該驅(qū)動裝置包括一電機、一固接于該電機上的減速器，該減速器具有一連接軸，該連接軸固接于該轉(zhuǎn)動臂的尾端。
[0009]較佳地，該固定裝置上設有一支承座，該支承座上固設有一軸承，該連接軸嵌設于該軸承的內(nèi)圈，該減速器固接于該支承座上。這樣就可以通過該減速器的連接軸帶動該轉(zhuǎn)動臂轉(zhuǎn)動。
[0010]較佳地，該光發(fā)射裝置為一激光裝置，該激光裝置包括一激光頭，該激光頭固接于一激光頭固定塊，該激光頭固定塊螺接于該轉(zhuǎn)動臂的首端。
[0011]較佳地，該光接收裝置為一相機裝置，該相機裝置包括一相機支撐板，該相機支撐板螺接于該轉(zhuǎn)動臂的尾端，該相機支撐板上螺接一相機PCB板，該相機PCB板上設有一螺接一相機適配器的相機。
[0012]較佳地，該三維掃描儀機頭還包括一拉簧裝置，該拉簧裝置包括:一中間為螺紋段、兩端為安裝段的短拉簧軸，該短拉簧軸以螺紋段螺接于該轉(zhuǎn)動臂的尾端；一一端為螺紋段、另一端為安裝段的長拉簧軸，該長拉簧軸以螺紋段螺接于該支承座；兩根拉簧，每根所述拉簧的兩端分別嵌入該短拉簧軸與該長拉簧軸的安裝段。這樣就可以保證該轉(zhuǎn)動臂在轉(zhuǎn)動時更平穩(wěn)，也避免了該電機可能產(chǎn)生的連接軸的偏心運動。
[0013]較佳地，該固定裝置上還設有一制動裝置，該制動裝置包括一固接于該固定裝置上的帶U字型開口的制動臂，該制動臂的側(cè)面設有一開關支撐件，該開關支撐件上設有兩調(diào)節(jié)孔且固設有一開關，該U字型開口處設有一彈性件。該調(diào)節(jié)孔可以調(diào)節(jié)固設于該開關支撐件上的開關的位置，以使得該轉(zhuǎn)動臂可以使該開關動作，該彈性件使得該轉(zhuǎn)動臂在碰到該開關并停止轉(zhuǎn)動后可以彈回一小段距離，也就不再壓迫于該開關而是抵靠在該彈性件上，此位置即為該轉(zhuǎn)動臂的起始位置。
[0014]較佳地，該固定裝置上還設有一外連裝置，該外連裝置包括若干固設于該固定裝置上的夾緊環(huán)，該些夾緊環(huán)夾緊一支撐管，該支撐管用于支撐三維掃描儀機頭于一支架上。
[0015]較佳地,該三維掃描儀機頭還包括一用于遮蓋的殼體，該殼體的敞口處與該固定裝置固接，該殼體上還設有若干對應于該光發(fā)射裝置、該光接收裝置、該轉(zhuǎn)動件與該支撐管的開口。該殼體可以保護該三維掃描儀機頭的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
[0016]較佳地，該固定裝置為一底板。
[0017]本發(fā)明還提供一種三維掃描儀，其包括一支架，其特點在于，其還包括如上所述的三維掃描儀機頭，該三維掃描儀機頭與該支架相連接。
[0018]本發(fā)明的積極進步效果在于:本發(fā)明的三維掃描儀機頭體積小、結(jié)構(gòu)簡單、重量輕，具有良好的便攜性。本發(fā)明的三維掃描儀同樣具有體積小、重量輕、便攜性好的特點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明較佳實施例中三維掃描儀機頭的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2為本發(fā)明較佳實施例中三維掃描儀機頭的局部爆炸結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖3為本發(fā)明較佳實施例中三維掃描儀機頭的底座及固設其上的支承座、制動裝置、外連裝置等的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖4為本發(fā)明較佳實施例中三維掃描儀機頭的激光裝置的爆炸結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖5為本發(fā)明較佳實施例中三維掃描儀機頭的相機裝置的爆炸結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖6為本發(fā)明較佳實施例中三維掃描儀機頭的驅(qū)動裝置的爆炸結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖7為本發(fā)明較佳實施例中三維掃描儀機頭的制動裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0026]下面舉個較佳實施例，并結(jié)合附圖來更清楚完整地說明本發(fā)明。
[0027]本實施例中的三維掃描儀用于對人體進行掃描，所以下文中稱之為三維人體掃描儀和三維人體掃描儀機頭。如圖1所示，本發(fā)明的三維人體掃描儀機頭，其包括有:一固定裝置，一轉(zhuǎn)動件，一驅(qū)動裝置，一光發(fā)射裝置，一光接收裝置。在本實施例中，固定裝置為一底板1，轉(zhuǎn)動件為一轉(zhuǎn)動臂2，光發(fā)射裝置為激光裝置3，光接收裝置為相機裝置4。當然，本領域技術人員應當理解，這些具體化的部件僅是舉例說明，他們都可以換成其他能實現(xiàn)相同功能的部件。其中，驅(qū)動裝置5連接于底板I上，轉(zhuǎn)動臂2連接于驅(qū)動裝置5，激光裝置3連接于轉(zhuǎn)動臂2并用于向人體發(fā)射激光，相機裝置4連接于轉(zhuǎn)動臂2并用于接收從人體反射回來的光線，驅(qū)動裝置5用于驅(qū)動轉(zhuǎn)動臂2轉(zhuǎn)動并帶動激光裝置3與相機裝置4 一起轉(zhuǎn)動，以使發(fā)射的激光覆蓋整個人體并使相機裝置4接收從整個人體反射回來的光線。
[0028]轉(zhuǎn)動臂2在激光裝置3朝向人體的方向所在的豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動臂2在起始位置處朝向人體的頭部，該轉(zhuǎn)動臂2在終止位置處朝向人體的腳部。
[0029]如圖1、6所示，底板I上設有一支承座11,用于支承起驅(qū)動裝置5，當然，本領域技術人員應當理解，采用支承座11來支承驅(qū)動裝置5只是一種較佳的方案，當然也可以直接將驅(qū)動裝置5固接在底板I上。支承座11上固設有一軸承111，該軸承111以一大螺釘112和一小螺釘113周向固定于支承座上。
[0030]如圖2、6所示,驅(qū)動裝置5包括一步進電機51、一固接于該步進電機51上的減速器52，驅(qū)動裝置5通過減速器52以螺釘方式固定于支承座11右側(cè)的螺紋孔114內(nèi)，減速器52伸出一連接軸521，連接軸521嵌設于該軸承111的內(nèi)圈，并以螺釘5211方式固定于轉(zhuǎn)動臂2尾端的螺紋孔21內(nèi)。當然，該驅(qū)動裝置5的連接軸未必需要固定于轉(zhuǎn)動臂的尾端，固定于轉(zhuǎn)動臂的其他位置也是可以的。驅(qū)動裝置5由程序控制，步進電機51帶動轉(zhuǎn)動臂2在O至72度范圍內(nèi)動作。
[0031]如圖4所示，激光裝置3包括一激光頭31，激光頭31用聚乙酯膠水固定于激光頭固定塊32的固定孔321內(nèi)，激光頭固定塊32以螺釘322通過轉(zhuǎn)動臂2首端的安裝孔22并旋入激光頭固定塊32螺紋孔323的方式固定。
[0032]如圖5所示，相機裝置4包括一相機支撐板41，相機支撐板41以螺釘411方式固定于轉(zhuǎn)動臂2尾端的螺紋孔23內(nèi)，相機支撐板41上螺接一相機PCB板42，相機PCB板42上設有一 C⑶相機43, (XD相機43上螺接一相機適配器44。
[0033]如圖2、3所示，拉簧裝置6包括:一中間為螺紋段、兩端為安裝段的短拉簧軸61，短拉簧軸61以中間的螺紋段螺接于轉(zhuǎn)動臂2尾端的螺紋孔24 ；一一端為螺紋段、另一端為安裝段的長拉簧軸62，長拉簧軸62以一端的螺紋段螺接固定于支承座11底部的通孔115 ；兩根拉簧(圖中未示意)，每根拉簧的兩端分別嵌入短拉簧軸61與長拉簧軸62的安裝段。這樣就可以保證轉(zhuǎn)動臂2在轉(zhuǎn)動時更平穩(wěn)，也避免了步進電機51可能產(chǎn)生的連接軸521的偏心運動。
[0034]如圖1、7所示，底板上還設有一制動裝置7，制動裝置7包括一以螺釘方式固定于底板上的帶U字型開口的制動臂71，制動臂71的側(cè)面設有一開關支撐件72，開關支撐件72上設有兩螺釘調(diào)節(jié)孔721且固設有一行程開關(圖中未示意)，在U字型開口處設有一彈簧73。開關支撐件72的位置由螺釘722調(diào)節(jié)，直至轉(zhuǎn)動臂2可使行程開關動作。彈簧73使得轉(zhuǎn)動臂2在碰到行程開關并停止轉(zhuǎn)動后可以彈回一小段距離，也就不再壓迫于行程開關而是抵靠在彈簧73上，此位置即為轉(zhuǎn)動臂2的起始位置。
[0035]如圖3所示，底板I上還設有一外連裝置8，該外連裝置包括兩個固設于該底板I上的夾緊環(huán)81，一支撐管82以螺釘83方式固定于這兩個夾緊環(huán)81內(nèi)，支撐管82用于支撐三維掃描儀機頭于一支架(圖中未示意)上。當然，也可以采用其他形式的外連裝置8，只要是能實現(xiàn)將三維掃描儀機頭連接于外部支架即可。[0036]如圖1所不,一用于遮蓋的殼體9,殼體9的敞口處與底板I固接，殼體9上還設有若干對應于激光裝置3、相機裝置4、轉(zhuǎn)動臂2與支撐管82的開口。殼體9可以保護三維掃描儀機頭的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
[0037]以上描述的是本發(fā)明的三維人體掃描儀機頭的具體結(jié)構(gòu)，將三維人體掃描儀機頭通過支撐管82以豎直方向固定于一支架上，即構(gòu)成了三維人體掃描儀。
[0038]在實際操作時，轉(zhuǎn)動臂2 —開始是抵靠在制動裝置7的彈簧73上的，這時，由于轉(zhuǎn)動臂2與豎直方向成一定的角度，轉(zhuǎn)動臂2上的激光裝置3與相機裝置4均對準待掃描的人體的頭部。隨后，由程序控制步進電機51啟動而開始對人體進行掃描，隨著轉(zhuǎn)動臂2發(fā)生轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動臂2從起始位置的O度逐漸旋轉(zhuǎn)至72度，在轉(zhuǎn)動臂2旋轉(zhuǎn)了 72度時，轉(zhuǎn)動臂2上的激光裝置3與相機裝置4均對準人體的腳部。此時，由程序控制步進電機51倒轉(zhuǎn)使轉(zhuǎn)動臂2往回旋轉(zhuǎn)，當轉(zhuǎn)動臂2碰到制動裝置7的行程開關后，步進電機51停止工作，轉(zhuǎn)動臂2停止旋轉(zhuǎn)，掃描結(jié)束。
[0039]雖然以上描述了本發(fā)明的【具體實施方式】，但是本領域的技術人員應當理解，這僅是舉例說明，本發(fā)明的保護范圍是由所附權利要求書限定的。本領域的技術人員在不背離本發(fā)明的原理和實質(zhì)的前提下，可以對這些實施方式做出多種變更或修改，但這些變更和修改均落入本發(fā)明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種三維掃描儀機頭，其特征在于，其包括有:一固定裝置，一轉(zhuǎn)動件，一驅(qū)動裝置，一光發(fā)射裝置，一光接收裝置，該驅(qū)動裝置連接于該固定裝置上，該轉(zhuǎn)動件連接于該驅(qū)動裝置，該光發(fā)射裝置連接于該轉(zhuǎn)動件并用于向掃描對象發(fā)射光線，該光接收裝置連接于該轉(zhuǎn)動件并用于接收從掃描對象反射回來的光線，該驅(qū)動裝置用于驅(qū)動該轉(zhuǎn)動件轉(zhuǎn)動并帶動該光發(fā)射裝置與該光接收裝置一起轉(zhuǎn)動，以使發(fā)射光線覆蓋整個掃描對象并使該光接收裝置接收從整個掃描對象反射回來的光線。
2.如權利要求1所述的三維掃描儀機頭，其特征在于，該轉(zhuǎn)動件在該光發(fā)射裝置朝向掃描對象的方向所在的豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，該轉(zhuǎn)動件在起始位置處朝向掃描對象的頂端，該轉(zhuǎn)動件在終止位置處朝向掃描對象的底端。
3.如權利要求2所述的三維掃描儀機頭，其特征在于，該轉(zhuǎn)動件為一轉(zhuǎn)動臂。
4.如權利要求3所述的三維掃描儀機頭，其特征在于，該驅(qū)動裝置包括一電機、一固接于該電機上的減速器，該減速器具有一連接軸，該連接軸固接于該轉(zhuǎn)動臂的尾端。
5.如權利要求4所述的三維掃描儀機頭，其特征在于，該固定裝置上設有一支承座，該支承座上固設有一軸承，該連接軸嵌設于該軸承的內(nèi)圈，該減速器固接于該支承座上。
6.如權利要求3所述的三維掃描儀機頭，其特征在于，該光發(fā)射裝置為一激光裝置，該激光裝置包括一激光頭，該激光頭固接于一激光頭固定塊，該激光頭固定塊螺接于該轉(zhuǎn)動臂的首端。
7.如權利要求3所述的三維掃描儀機頭，其特征在于，該光接收裝置為一相機裝置，該相機裝置包括一相機支撐板，該相機支撐板螺接于該轉(zhuǎn)動臂的尾端，該相機支撐板上螺接一相機PCB板,該相機PCB板上設有一螺接一相機適配器的相機。
8.如權利要求5所述的三維掃描儀機頭,其特征在于，該三維掃描儀機頭還包括一拉簧裝置，該拉簧裝置包括:一中間為螺紋段、兩端為安裝段的短拉簧軸，該短拉簧軸以螺紋段螺接于該轉(zhuǎn)動臂的尾端；一一端為螺紋段、另一端為安裝段的長拉簧軸，該長拉簧軸以螺紋段螺接于該支承座；兩根拉簧，每根所述拉簧的兩端分別嵌入該短拉簧軸與該長拉簧軸的安裝段。
9.如權利要求2所述的三維掃描儀機頭，其特征在于，該固定裝置上還設有一制動裝置，該制動裝置包括一固接于該固定裝置上的帶U字型開口的制動臂，該制動臂的側(cè)面設有一開關支撐件，該開關支撐件上設有兩調(diào)節(jié)孔且固設有一開關，該U字型開口處設有一彈性件。
10.如權利要求2所述的三維掃描儀機頭，其特征在于，該固定裝置上還設有一外連裝置，該外連裝置包括若干固設于該固定裝置上的夾緊環(huán)，該些夾緊環(huán)夾緊一支撐管，該支撐管用于支撐三維掃描儀機頭于一支架上。
11.如權利要求10所述的三維掃描儀機頭，其特征在于，該三維掃描儀機頭還包括一用于遮蓋的殼體，該殼體的敞口處與該固定裝置固接，該殼體上還設有若干對應于該光發(fā)射裝置、該光接收裝置、該轉(zhuǎn)動件與該支撐管的開口。
12.如權利要求1-11中任意一項所述的三維掃描儀機頭，其特征在于，該固定裝置為一底板。
13.—種三維掃描儀,其包括一支架,其特征在于,其還包括如權利要求1-12中任意一項所述的三維掃描儀機頭，該三維掃描儀機頭與該支架相連接。
【文檔編號】A41H1/02GK103908031SQ201210594565
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2012年12月31日 優(yōu)先權日:2012年12月31日
【發(fā)明者】尹智勇, 溫慶欣, 王向陽 申請人:上海和鷹機電科技股份有限公司