轉盤加導軌型3D掃描儀的製作方法

2023-10-17 06:21:09

本實用新型涉及掃描儀設備技術領域，具體涉及一種轉盤加導軌型3D掃描儀。

背景技術：

3D掃描儀（又稱三維掃描儀）是一種科學儀器，用來偵測並分析現實世界中物體或環境的形狀（幾何構造）與外觀數據（如顏色、表面反照率等性質）。搜集到的數據常被用來進行三維重建計算，在虛擬世界中創建實際物體的數字模型。這些模型具有相當廣泛的用途，工業設計、瑕疵檢測、逆向工程、機器人導引、地貌測量、醫學信息、生物信息、刑事鑑定、數字文物典藏、電影製片、遊戲創作素材等領域都有應用。

在3D列印迅速發展的同時，三維掃描市場也發展得如火如荼。從生產結構來看，三維掃描儀無疑處於3D印表機的上遊，無論是工業還是軍事使用的3D印表機，其設計和生產都可以通過三維掃描儀來逆向設計。而對於家庭和教育領域的使用來說，對於還沒有完全掌握3D建模的愛好者與設計師們，可以通過三維掃描儀來實現自動建模，從而達到創新設計。

目前市面上三維掃描儀當中最為普遍的是手持式三維掃描儀和桌面三維掃描儀，這兩種掃描儀各有優缺點，桌面式三維掃描儀的掃描範圍大，但桌面式三維掃描儀的數據沒有手持式三維掃描儀的掃描細膩。

技術實現要素：

有鑑於此，有必要提供一種掃描細膩同時掃描範圍大的轉盤加導軌型3D掃描儀。

一種轉盤加導軌型3D掃描儀，包括底座、電動旋轉臺、若干個連接螺杆、導軌、電動掃描裝置和控制系統，底座的一端與電動旋轉臺連接，底座的另一端與導軌連接，電動掃描裝置設置在導軌上，控制系統設置在整個掃描儀的外部，所述控制系統與電動旋轉臺和電動掃描裝置連接，所述電動旋轉臺包括U型滑軌、設置U型滑軌上的驅動電機、轉盤固定臺和轉盤，U型滑軌的水平中心位置開設有三個螺杆孔，以供螺杆穿過後將固定線盒與U型滑軌連接，在U型滑軌的底端開設有螺釘孔，以通過螺釘將連接螺杆緊固在U型滑軌上，三個連接螺杆構成三角形使連接更穩定，U型滑軌的U型空腔內安裝有驅動電機，以給轉盤提供轉動驅動力，在U型滑軌的垂直中心位置開設有軸孔，以通過驅動電機的輸出軸，驅動電機的輸出軸上安裝有齒輪，以通過齒輪與轉盤固定臺傳動連接，轉盤固定臺為圓環形，內壁設為輪齒狀以與齒輪配合傳動，通過控制齒輪的轉動角度來控制轉盤的轉動角度，在圓環形邊上設有若干個固定座，以與轉盤固定連接，在固定座上開設有螺釘孔，以通過螺釘將轉盤固定臺與轉盤緊固，所述電動掃描裝置包括傳動裝置和掃描裝置，傳動裝置固定在導軌上，以帶動掃描裝置在軌道上上下滑動，掃描裝置一端與傳動裝置固定連接。

優選的，所述底座包括後座、安裝在後座上的導軌座和固定線盒，所述後座設置有兩個支撐腳，以使放置更穩定，所述導軌座的底端與後座固定連接，在後座底端開設有螺釘孔，以通過螺釘將導軌座緊固在後座上，導軌座中心開設有導軌孔，用來安裝導軌，導軌座側壁上開設有螺釘孔，以穿過螺釘緊固導軌，在所述導軌的兩端分別設置有限位開關，用來控制電動掃描裝置的運行，避免電動掃描裝置滑出導軌，固定線盒包括線盒底座和線盒蓋，固定線盒的一端與後座固定連接，固定線盒的另一端與電動旋轉臺通過連接螺杆活動連接，在所述線盒底座的側壁上開設有三個螺杆孔，以穿過連接螺杆，在線盒底座和線盒蓋上開設有螺釘孔，以穿過螺釘將連接螺杆緊固在固定線盒上。

優選的，所述傳動裝置包括長固定板、短固定板、驅動電機、驅動輪、傳動輪組和同步輪組，所述長固定板和短固定板對稱設置在導軌的兩側，傳動輪組包括傳動軸和傳動輪，傳動軸依次穿過長固定板、傳動輪、短固定板，傳動輪的輪面與導軌正對接觸，同步輪組包括傳動軸和同步輪，傳動軸依次穿過長固定板、同步輪、短固定板，同步輪的輪面與導軌正對接觸，傳動輪和同步輪分別設置在導軌的上方和下方，以將導軌上下夾緊，以通過傳動輪和同步輪將長固定板和短固定板支撐在導軌上，兩個傳動輪平行設置在導軌的上方，驅動輪設置在兩個傳動輪之間，三輪摩擦傳動，所述驅動輪的直徑小於兩個傳動輪的直徑，以使驅動輪不接觸導軌，驅動電機安裝在長固定板的外側，驅動電機的輸出端與驅動輪連接，以通過驅動電機帶動驅動輪轉動，進而帶動傳動輪沿著導軌爬行，在長固定板上開設有螺釘孔，以穿過螺釘將驅動電機緊固在長固定板上。

優選的，所述掃描裝置包括連接載板、攝像頭和兩個雷射器、連接螺杆，所述連接載板為多邊體，連接載板上端設置有卡槽，以與長固定板和短固定板固定連接，在連接載體的側壁、長固定板和短固定板上分別開設有螺釘孔，以通過螺釘插入螺釘孔的方式將連接載體和長固定板、短固定板相對緊固，在連接載板的側壁上還分別開設有兩個螺杆孔，用於穿入連接螺杆的一端，雷射器設置在連接螺杆的另一端，在連接裝置的底端開設有凹槽，用來安裝攝像頭，攝像頭用來對物體進行圖像採集，將採集到的物體圖像傳輸至計算機存儲。

優選的，所述導軌為圓弧形，以使掃描裝置沿著導軌爬行滑動的路徑也為圓弧形，通過控制驅動輪的轉動圈數來控制上的運動角度，所述電動掃描裝置在導軌上能夠滑動的角度範圍為0°到90°。

優選的，所述電動旋轉臺的U型滑軌與連接螺杆之間通過螺釘固定連接，可通過調整螺釘的緊固程度來調節電動旋轉臺與底座的距離，以更好的滿足掃描需要。

優選的，所述雷射器與連接螺杆之間通過螺釘固定連接，可通過調整螺釘的緊固程度來調節雷射器與所述連接裝置的距離，以更好的滿足掃描需要。

本實用新型採用上述技術方案，其有益效果在於：本實用新型中的轉盤加導軌型3D掃描儀通過設置電動旋轉臺、電動掃描裝置和導軌來完成物體的全方位掃描，導軌為圓弧形，電動掃描裝置可在導軌上上下滑動，電動旋轉臺底部設置有驅動電機，驅動電機的輸出軸上套有齒輪，以通過齒輪與轉盤固定臺傳動連接，轉盤固定臺為圓環形，圓環形的內壁設為輪齒以與齒輪配合傳動，通過控制齒輪的轉動角度來控制轉盤的轉動角度，本實用新型通過控制系統控制電動旋轉臺來控制物體的擺放角度，以完成物體水平不同角度的信息採集，同時通過控制電動掃描裝置在軌道上的滑動角度，來完成物體垂直不同角度的信息採集，從而完成物體的全方位掃描，可滿足掃描範圍又大同時掃描又細膩的掃描需求。

附圖說明

圖1為一較佳實施方式的轉盤加導軌型3D掃描儀的結構示意圖。

圖2為圖1中轉盤加導軌型3D掃描儀的另一角度的結構示意圖。

圖3為傳動裝置的局部放大圖。

圖4為連接載板的結構示意圖。

圖中：轉盤加導軌型3D掃描儀10、底座11、後座111、導軌座112、固定線盒113、電動旋轉臺12、U型滑軌121、驅動電機122、轉盤固定臺123、轉盤124、連接螺杆13、螺釘131、導軌14、限位開關141、電動掃描裝置15、傳動裝置151、長固定板1511、短固定板1512、驅動電機1513、驅動輪1532、傳動輪組1533、傳動軸15331、傳動輪15332、同步輪組1534、傳動軸15341、同步輪15342、掃描裝置152、連接載板1521、卡槽15211、螺釘孔15212、螺杆孔15213、凹槽15214、攝像頭1522、雷射器1523、連接螺杆1524、控制系統16。

具體實施方式

請參看圖1至圖4，本實用新型實施例提供了一種轉盤加導軌型3D掃描儀10，一種轉盤加導軌型3D掃描儀，包括底座11、電動旋轉臺12、若干個連接螺杆13、導軌14、電動掃描裝置15和控制系統16，底座11的一端與電動旋轉臺12連接，底座11的另一端與導軌14連接，電動掃描裝置15設置在導軌14上，控制系統16設置在整個掃描儀的外部，所述控制系統16與電動旋轉臺12和電動掃描裝置15連接，所述電動旋轉臺12包括U型滑軌121、設置U型滑軌121上的驅動電機122、轉盤固定臺123和轉盤124，U型滑軌121的水平中心位置開設有三個螺杆孔，以供螺杆穿過後將固定線盒113與U型滑軌121連接，在U型滑軌121的底端開設有螺釘孔，以穿過螺釘將連接螺杆13緊固在U型滑軌121上，三個連接螺杆構成三角形使連接更穩定，U型滑軌121的U型空腔內安裝有驅動電機122，以給轉盤124提供轉動驅動力，在U型滑軌121的垂直中心位置開設有軸孔，以通過驅動電機122的輸出軸，驅動電機122的輸出軸上安裝有齒輪，以通過齒輪與轉盤固定臺123傳動連接，轉盤固定臺123為圓環形，內壁設為輪齒狀以與齒輪配合傳動，通過控制齒輪的轉動角度來控制轉盤124的轉動角度，在圓環形邊上設有若干個固定座，以與轉盤124固定連接，在固定座上開設有螺釘孔，以穿過螺釘將轉盤固定臺123與轉盤124緊固，所述電動掃描裝置15包括傳動裝置151和掃描裝置152，傳動裝置151固定在導軌14上，以帶動掃描裝置152在軌道上上下滑動，掃描裝置152一端與傳動裝置151固定連接。

進一步的，所述底座11包括後座111、安裝在後座111上的導軌座112和固定線盒113，所述後座111設置有兩個支撐腳，以使放置更穩定，所述導軌座112的底端與後座111固定連接，在後座111底端開設有螺釘孔，以穿過螺釘將導軌座112緊固在後座111上，導軌座14中心開設有導軌孔，用來安裝導軌14，導軌座112側壁上開設有螺釘孔，以穿過螺釘緊固導軌14，在所述導軌14的兩端分別設置有限位開關141，用來控制電動掃描裝置的運行，避免電動掃描裝置滑出導軌，固定線盒113包括線盒底座和線盒蓋，固定線盒113的一端與後座111固定連接，固定線盒113的另一端與電動旋轉臺12通過連接螺杆13活動連接，在所述線盒底座的側壁上開設有三個螺杆孔，以穿過連接螺杆13，在線盒底座和線盒蓋上開設有螺釘孔，以穿過螺釘插入螺釘孔的方式將連接螺杆13緊固在固定線盒113上。

進一步的，所述傳動裝置151包括長固定板1511、短固定板1512、驅動電機1513、驅動輪1532、傳動輪組1533和同步輪組1534，所述長固定板1511和短固定板1512對稱設置在導軌14的兩側，傳動輪組1533包括傳動軸15331和傳動輪15332，傳動軸15331依次穿過長固定板1511、傳動輪15332、短固定板1512，傳動輪15332的輪面與導軌14正對接觸，同步輪組1534包括傳動軸15341和同步輪15342，傳動軸15341依次穿過長固定板1511、同步輪15342、短固定板1512，同步輪15342的輪面與導軌14正對接觸，傳動輪15332和同步輪15342分別設置在導軌14的上方和下方，以將導軌14上下夾緊，以通過傳動輪15332和同步輪15342將長固定板1511和短固定板1512支撐在導軌14上，兩個傳動輪15332平行設置在導軌14的上方，驅動輪1532設置在兩個傳動輪15332之間，三輪摩擦傳動，所述驅動輪1532的直徑小於兩個傳動輪1533的直徑，以使驅動輪1532不接觸導軌14，驅動電機1513安裝在長固定板1511的外側，驅動電機1513的輸出端與驅動輪1532連接，以通過驅動電機1513帶動驅動輪1532轉動，進而帶動傳動輪15332沿著導軌14爬行，在長固定板1511上開設有螺釘孔，以穿過螺釘將驅動電機1513緊固在長固定板1511上。

進一步的，所述掃描裝置152包括連接載板1521、攝像頭1522和兩個雷射器1523、連接螺杆1524，所述連接載板1521為多邊體，連接載板1521上端設置有卡槽15211，以與長固定板1511和短固定板1512固定連接，在連接載體1521的側壁、長固定板1511和短固定板1512上分別開設有螺釘孔15212，以通過螺釘插入螺釘孔15212的方式將連接載體1521和長固定板1511、短固定板1512相對緊固，在連接載板1521的側壁上還分別開設有兩個螺杆孔15213，用於穿入連接螺杆1524的一端，雷射器1523設置在連接螺杆1524的另一端，雷射器發出一字線雷射來對物體進行測距，雷射器控制板記錄雷射發出的時間和經過物體反射又返回的時間，在連接裝置的底端開設有凹槽15214，用來安裝攝像頭1522，攝像頭1522具有深度探測功能，用來對物體進行圖像採集，將採集到的物體圖像傳輸至計算機存儲。

進一步的，所述導軌14為圓弧形，以使掃描裝置152沿著導軌14爬行滑動的路徑也為圓弧形，通過控制驅動輪1523的轉動圈數來控制掃描裝置152在導軌14上的運動角度，所述電動掃描裝置15215在導軌14上能夠滑動的角度範圍為0°到90°。

進一步的，所述電動旋轉臺12的U型滑軌121與連接螺杆13之間通過螺釘固定連接，可通過調整螺釘的緊固程度來調節電動旋轉臺12與底座11的距離，以更好的滿足掃描需要。

進一步的，所述雷射器1523與連接螺杆13之間通過螺釘固定連接，可通過調整螺釘的緊固程度來調節雷射器1523與所述連接裝置的距離，以更好的滿足掃描需要。

在物體掃描時，將物體放置於電動旋轉臺12上，打開雷射器1523的開關以對物體對焦，對焦校準後，打開攝像頭1522，雷射器1523對物體發出一字線雷射，雷射器控制板記錄雷射發出的時間和經過物體反射又返回的時間，攝像頭1523對物體進行拍照，將物體的圖像信息傳輸至計算機，通過控制系統16控制電動掃描裝置15在導軌上緩慢上升，來完成物體垂直不同角度的信息採集，同時通過控制系統16控制電動旋轉臺12的轉動來控制物體的擺放角度，以完成物體水平不同角度的信息採集，從而完成物體的全方位掃描，將雷射器1523與攝像頭1522採集的信息結合，便可確定物體的三維結構。

以上所揭露的僅為本實用新型較佳實施例而已，當然不能以此來限定本實用新型之權利範圍，本領域普通技術人員可以理解實現上述實施例的全部或部分流程，並依本實用新型權利要求所作的等同變化，仍屬於實用新型所涵蓋的範圍。