專利名稱：三維物體旋轉(zhuǎn)掃描裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種旋轉(zhuǎn)掃描裝置，屬于三維數(shù)字測(cè)量技術(shù)和三維表面成像技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
三維成像的系統(tǒng)技術(shù)在軍事、航天、醫(yī)學(xué)、安檢、紡織工業(yè)、機(jī)器人制造等諸多領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景，甚至可以使一些領(lǐng)域從源頭實(shí)現(xiàn)三維數(shù)字化，因此受到世界各國(guó)的高度重視。目前，三維物體激光掃描測(cè)量裝置一般是將被測(cè)量物體放在圓盤(pán)形的旋轉(zhuǎn)托盤(pán)上，托盤(pán)被電機(jī)，如步進(jìn)電機(jī)所驅(qū)動(dòng)帶動(dòng)被測(cè)量的物體旋轉(zhuǎn)，而測(cè)量裝置如激光器、攝像頭等，則垂直上下移動(dòng)，但不能旋轉(zhuǎn)；在許多情況下，被測(cè)量物體旋轉(zhuǎn)是很不方便的，有時(shí)甚至是不可行的。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種被測(cè)量物體靜止不動(dòng)，而測(cè)量裝置旋轉(zhuǎn)的方案，其精確度高、結(jié)構(gòu)合理、使用方便、應(yīng)用廣泛的三維物體旋轉(zhuǎn)掃描裝置。
本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
該裝置主要包括環(huán)形底盤(pán)、旋轉(zhuǎn)裝置、掃描支架、外罩和升降裝置，其中，掃描支架安裝在旋轉(zhuǎn)裝置上，旋轉(zhuǎn)裝置與環(huán)形底盤(pán)相連接，外罩設(shè)置在旋轉(zhuǎn)裝置和掃描支架的外部并與環(huán)形底盤(pán)相連接，升降裝置則與環(huán)形底盤(pán)連接。
所述的掃描支架由一層或多層圓環(huán)和支桿組成，圓環(huán)通過(guò)支桿支撐，并連接固定成一體。
圓環(huán)的上環(huán)形面為一定寬度的平面。
所述的外罩內(nèi)表面有漫散射吸光材料層。
所述的旋轉(zhuǎn)裝置是由裝有齒輪的旋轉(zhuǎn)電機(jī)和裝有齒圈的旋轉(zhuǎn)環(huán)及支撐滾輪組成，齒圈固定安裝在旋轉(zhuǎn)環(huán)的下面，旋轉(zhuǎn)環(huán)通過(guò)支撐滾輪支撐固定，滾輪設(shè)置在環(huán)形底盤(pán)上，電機(jī)與環(huán)形底盤(pán)固定，電機(jī)上的齒輪與旋轉(zhuǎn)環(huán)上的齒圈相嚙合。
電機(jī)上的齒輪通過(guò)齒型帶帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)。
支撐滾輪上有凹槽，通過(guò)凹槽夾持旋轉(zhuǎn)環(huán)的外緣。
所述的支撐滾輪為多個(gè)，至少有一個(gè)支撐滾輪位置徑向可調(diào)。
所述的升降裝置由龍門(mén)架、滑塊、絲杠、導(dǎo)向桿、電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置組成，通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)安裝在龍門(mén)架兩豎梁上的絲杠，絲杠分別與連接環(huán)形底盤(pán)的滑塊的絲母相配合，滑塊絲母兩邊分別設(shè)有兩個(gè)豎向的圓孔，圓孔與兩導(dǎo)向桿滑動(dòng)配合，龍門(mén)架跨裝在環(huán)形底盤(pán)、旋轉(zhuǎn)裝置、掃描支架、外罩的外周，龍門(mén)架的下端與地面固定物連接。
電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置由電機(jī)、鏈輪和鏈條組成。
本實(shí)用新型通過(guò)設(shè)置掃描支架，可在多層圓環(huán)圈的平面上安裝三維物體陣列旋轉(zhuǎn)掃描所需光電設(shè)備，實(shí)現(xiàn)多層次、多角度的陣列掃描和三維測(cè)量，既提高測(cè)量速度，又?jǐn)U大垂直測(cè)量的范圍；設(shè)置外罩及在外罩內(nèi)表面涂有漫散射折光材料層，目的是避免外來(lái)光線和設(shè)備內(nèi)的光反射引起的相互交叉干擾；設(shè)置旋轉(zhuǎn)裝置，完成整體支架的旋轉(zhuǎn)和支撐，實(shí)現(xiàn)被測(cè)量人或物體處于圓環(huán)中央靜止固定不動(dòng)，整個(gè)掃描測(cè)量裝置可圍繞被測(cè)量物體旋轉(zhuǎn)，特別適于對(duì)人體或動(dòng)物的測(cè)量，有利于保持姿態(tài)的穩(wěn)定和提高測(cè)量的精度，從而完成三維物體旋轉(zhuǎn)掃描；環(huán)形底盤(pán)的作用是，為安裝旋轉(zhuǎn)裝置、掃描支架和外罩，連接升降裝置。設(shè)置升降裝置，可使掃描支架自由升降，滿足不同高度和垂直測(cè)量范圍的要求。本實(shí)用新型具有設(shè)計(jì)合理、使用方便、精確度高、應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。


圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的示意圖；圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的示意圖的A-A剖視圖；圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例的示意圖的B-B剖視圖；其中，1、環(huán)形底盤(pán)，2、支撐滾輪，3、外罩，4、掃描支架，5、旋轉(zhuǎn)電機(jī)，6、齒輪；7、齒圈，8、旋轉(zhuǎn)環(huán)，9、升降電機(jī)，10、鏈輪，11、鏈條，12、絲杠，13、導(dǎo)向桿，14、龍門(mén)架、15、滑塊。
(五)具體實(shí)施例結(jié)構(gòu)如圖1、2、3所示，在直徑為1300mm的環(huán)形底盤(pán)1上安裝兩個(gè)固定的支撐滾輪2和一個(gè)徑向可調(diào)的支撐滾輪2，每個(gè)支撐滾輪2的直徑為60mm，三個(gè)相距120度帶有凹槽的支撐滾輪2夾持旋轉(zhuǎn)環(huán)8的外緣，旋轉(zhuǎn)環(huán)8的內(nèi)徑為800mm，外徑是1100mm，齒圈7固定安裝在旋轉(zhuǎn)環(huán)8的下面，齒圈7的內(nèi)徑是800mm，外徑為1050mm，裝配有齒輪6的旋轉(zhuǎn)電機(jī)5固定在環(huán)形底盤(pán)1上，旋轉(zhuǎn)電機(jī)5上的齒輪6與齒圈7嚙合；掃描支架4為雙層圓環(huán)和支桿組成，圓環(huán)的內(nèi)徑為800mm，外徑為1050mm，圓環(huán)通過(guò)支桿支撐，并連接固定成一體，圓環(huán)的上表面平面寬度為125mm，其上可安裝激光器或攝像頭及燈光等；掃描支架4安裝在旋轉(zhuǎn)環(huán)8的上面，當(dāng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)5上的齒輪6帶動(dòng)齒圈7轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，整體支架被帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，速度控制為每30秒旋轉(zhuǎn)一周；在掃描支架4的外部設(shè)有外罩3，外罩3的內(nèi)表面涂有黑色漫散射折光材料層，避免了外來(lái)光線和設(shè)備內(nèi)的光反射引起的相互交叉干擾；升降裝置由龍門(mén)架14、滑塊15、絲杠12、導(dǎo)向桿13、升降電機(jī)9、鏈輪10和鏈條11組成，裝有鏈輪10的升降電機(jī)9設(shè)置在龍門(mén)架14的橫梁上，通過(guò)鏈條11將動(dòng)力傳給豎直安裝在龍門(mén)架兩豎梁的絲杠12上，絲杠12分別與連接環(huán)形底盤(pán)1的兩滑塊15的絲母相配合，滑塊15絲母兩邊分別設(shè)有兩個(gè)豎向的圓孔，圓孔與兩導(dǎo)向桿13為滑動(dòng)配合，龍門(mén)架跨裝在環(huán)形底盤(pán)1、旋轉(zhuǎn)裝置、掃描支架4、外罩3的外部，龍門(mén)架14的下端與地面的固定物固定；滑塊與環(huán)形底盤(pán)通過(guò)螺栓連接，升降電機(jī)9旋轉(zhuǎn)，通過(guò)鏈輪10和鏈條11帶動(dòng)絲杠12旋轉(zhuǎn)，在絲杠12作用下，滑塊15絲母旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)環(huán)形底盤(pán)1及在環(huán)形底盤(pán)1上的旋轉(zhuǎn)裝置、掃描支架4、外罩3一同升降；由此實(shí)現(xiàn)三維物體旋轉(zhuǎn)掃描。
權(quán)利要求1.一種三維物體旋轉(zhuǎn)掃描裝置主要包括環(huán)形底盤(pán)、旋轉(zhuǎn)裝置、掃描支架、外罩和升降裝置，其特征在于掃描支架安裝在旋轉(zhuǎn)裝置上，旋轉(zhuǎn)裝置與環(huán)形底盤(pán)相連接，外罩設(shè)置在旋轉(zhuǎn)裝置和掃描支架的外部并與環(huán)形底盤(pán)相連接，升降裝置則與環(huán)形底盤(pán)連接。
2.如權(quán)利要求1所述的三維物體旋轉(zhuǎn)掃描裝置，其特征在于，掃描支架由一層或多層圓環(huán)和支桿組成，圓環(huán)通過(guò)支桿支撐，并連接固定成一體。
3.如權(quán)利要求2所述的三維物體旋轉(zhuǎn)掃描裝置，其特征在于，圓環(huán)的上環(huán)形面為一定寬度的平面。
4.如權(quán)利要求1所述的三維物體旋轉(zhuǎn)掃描裝置，其特征在于，外罩內(nèi)表面漫散射吸光材料層。
5.如權(quán)利要求1所述的三維物體旋轉(zhuǎn)掃描裝置，其特征在于，所述的旋轉(zhuǎn)裝置是由裝有齒輪的旋轉(zhuǎn)電機(jī)和裝有齒圈的旋轉(zhuǎn)環(huán)及支撐滾輪組成，齒圈固定安裝在旋轉(zhuǎn)環(huán)的下面，旋轉(zhuǎn)環(huán)通過(guò)支撐滾輪支撐固定，滾輪設(shè)置在環(huán)形底盤(pán)上，電機(jī)與環(huán)形底盤(pán)固定，電機(jī)上的齒輪與旋轉(zhuǎn)環(huán)上的齒圈相嚙合。
6.如權(quán)利要求5所述的三維物體旋轉(zhuǎn)掃描裝置，其特征在于，電機(jī)上的齒輪通過(guò)齒型帶帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)。
7.如權(quán)利要求5所述的三維物體旋轉(zhuǎn)掃描裝置，其特征在于，支撐滾輪上有凹槽，通過(guò)凹槽夾持旋轉(zhuǎn)環(huán)的外緣。
8.如權(quán)利要求5所述的三維物體旋轉(zhuǎn)掃描裝置，其特征在于，支撐滾輪為多個(gè)，至少有一個(gè)支撐滾輪徑向可調(diào)。
9.如權(quán)利要求1所述的三維物體旋轉(zhuǎn)掃描裝置，其特征在于，升降裝置由龍門(mén)架、滑塊、絲杠、導(dǎo)向桿、電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置組成，通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)安裝在龍門(mén)架兩豎梁上的絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，絲杠分別與連接底座的滑塊的絲母相配合，滑塊絲母兩邊分別設(shè)有兩個(gè)軸向?yàn)樨Q直方向的圓孔，圓孔與兩導(dǎo)向桿為滑動(dòng)配合，龍門(mén)架跨裝在環(huán)形底盤(pán)、旋轉(zhuǎn)裝置、掃描支架、外罩的外周，龍門(mén)架的下端被固定在地面的固定物上。
專利摘要三維物體旋轉(zhuǎn)掃描裝置涉及一種旋轉(zhuǎn)掃描裝置，屬于三維數(shù)字測(cè)量技術(shù)和三維表面成像技術(shù)領(lǐng)域。主要包括環(huán)形底盤(pán)、旋轉(zhuǎn)裝置、掃描支架、外罩和升降裝置，其中，掃描支架安裝在旋轉(zhuǎn)裝置上，旋轉(zhuǎn)裝置與環(huán)形底盤(pán)相固定，外罩在旋轉(zhuǎn)裝置和掃描支架的外部并與環(huán)形底盤(pán)連接，升降裝置與環(huán)形底盤(pán)連接。使用本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)多層次、多角度的陣列掃描和三維測(cè)量，既提高測(cè)量速度，又?jǐn)U大垂直測(cè)量的范圍；由于掃描測(cè)量裝置圍繞被測(cè)量物體旋轉(zhuǎn)，被測(cè)量人或物體在圓環(huán)中可靜止不動(dòng)，利于保持姿態(tài)的穩(wěn)定和提高測(cè)量的精度，實(shí)現(xiàn)三維物體旋轉(zhuǎn)掃描；由于支架可調(diào)，能滿足不同高度和垂直測(cè)量范圍的要求。具有結(jié)構(gòu)合理、操作簡(jiǎn)單、精確度高、應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G06K9/22GK2616955SQ0321666
公開(kāi)日2004年5月19日 申請(qǐng)日期2003年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月30日
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