一種適應(yīng)性好的3d掃描儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及掃描儀技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種適應(yīng)性好的3D掃描儀。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，與計(jì)算機(jī)相關(guān)的其它設(shè)備也得到迅猛的發(fā)展，比如掃描儀，掃描儀是一種計(jì)算機(jī)外部?jī)x器設(shè)備，通過(guò)捕獲圖像并將之轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)可以顯示、編輯、存儲(chǔ)和輸出的數(shù)字化輸入設(shè)備。對(duì)一定長(zhǎng)寬高的真實(shí)物體。如:輪胎螺絲，玩具汽車(chē)、茶杯、茶壺等三維對(duì)象都可作為掃描對(duì)象，提取和將原始的線(xiàn)條、圖形、文字、照片、平面實(shí)物轉(zhuǎn)換成可以編輯及加入文件中的裝置。
[0003]中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)CN203873121U公開(kāi)了一種圓盤(pán)旋轉(zhuǎn)式腳形三維掃描儀，包括機(jī)器支架，在所述機(jī)器支架頂面沿長(zhǎng)度方向的一端設(shè)有大齒輪，大齒輪上部連接有鋼化玻璃圓盤(pán)，還包括與大齒輪嚙合的小齒輪，小齒輪上連接有伺服電機(jī)，在機(jī)器支架內(nèi)與設(shè)置鋼化玻璃圓盤(pán)的一端相對(duì)的另一端設(shè)有腳底掃描儀，在機(jī)器支架上方與設(shè)置腳底掃描儀相同的一端設(shè)有腳面掃描儀。上述專(zhuān)利通過(guò)鋼化玻璃圓盤(pán)的自動(dòng)旋轉(zhuǎn)可以避免腳在人為移動(dòng)的情況下進(jìn)行多次的掃描，有利的避免了腳在移動(dòng)后二次采集的數(shù)據(jù)誤差，使準(zhǔn)確度更高；通過(guò)腳面三維掃描儀對(duì)腳上部的三維數(shù)據(jù)測(cè)量和腳底掃描儀對(duì)腳底部的三維數(shù)據(jù)測(cè)量，然后進(jìn)行腳上方三維數(shù)據(jù)和腳底部三維數(shù)據(jù)的合成，便是整個(gè)腳形的三維數(shù)據(jù)。
[0004]但是，上述圓盤(pán)旋轉(zhuǎn)式腳形三維掃描儀還存在通用性不強(qiáng)和腳底掃描空間受限的問(wèn)題，有待進(jìn)一步改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決【背景技術(shù)】中存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種適應(yīng)性好的3D掃描儀，使用方便，靈活性好。
[0006]—種適應(yīng)性好的3D掃描儀，包括載物臺(tái)、電機(jī)、滑槽、動(dòng)力單元、信息采集處理模塊、執(zhí)行模塊，該電機(jī)與載物臺(tái)傳動(dòng)連接，該載物臺(tái)的表面設(shè)有至少2個(gè)凸起單元，該凸起單元包括若干矩形凸起，一個(gè)凸起單元內(nèi)的凸起的延伸方向與另一個(gè)凸起單元內(nèi)的凸起的延伸方向斜交或垂直；該載物臺(tái)、電機(jī)與滑槽滑動(dòng)連接，滑槽水平設(shè)置，該動(dòng)力單元驅(qū)動(dòng)載物臺(tái)、電機(jī)沿滑槽長(zhǎng)度方向移動(dòng)；
[0007]通過(guò)凸起的設(shè)計(jì)，通過(guò)設(shè)置至少2個(gè)凸起單元，不同凸起都能夠?qū)ξ矬w施加不同方向、不同大小的摩擦力，不同凸起單元對(duì)物體的摩擦強(qiáng)度不同，有效的保證摩擦效果，防止物體從載物臺(tái)滑落。
[0008]利用電機(jī)帶動(dòng)載物臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)，便于進(jìn)行全方位掃描，能夠靈活的調(diào)整載物臺(tái)與第一掃描單元之間的距離，避免因?yàn)榫嚯x過(guò)大或過(guò)小而影響掃描效果，靈活性、適應(yīng)性更好。
[0009]該載物臺(tái)的上方設(shè)有滑桿、超聲波測(cè)距離傳感器、第一液壓缸、第二液壓缸，該滑桿水平設(shè)置，該滑桿上設(shè)有滑板，該滑板與滑桿滑動(dòng)連接，該第一液壓缸驅(qū)動(dòng)滑板沿滑桿的延伸方向位移，該滑板與滑桿斜交或垂直，實(shí)施例中，垂直設(shè)置即可，且讓滑板水平設(shè)置；該滑板上設(shè)有滑動(dòng)塊，該滑動(dòng)塊與滑板滑動(dòng)連接，該第二液壓缸驅(qū)動(dòng)滑動(dòng)塊沿滑板的延伸方向位移，該超聲波測(cè)距離傳感器安裝在滑動(dòng)塊上，該超聲波測(cè)距離傳感器的發(fā)射端指向載物臺(tái)；
[0010]利用超聲波測(cè)距離傳感器檢測(cè)物體的不同部位的高度及對(duì)應(yīng)的水平方向的寬度，并形成對(duì)應(yīng)的高度軌跡和寬度軌跡，以供參考，根據(jù)高度軌跡和寬度軌跡限定掃描范圍，避免不必要的掃描作業(yè)。
[0011]該滑槽的一側(cè)設(shè)有N個(gè)第一掃描單元，該第一掃描單元包括第一支撐桿、第一橫桿、第一氣缸，該第一支撐桿沿豎直方向設(shè)置，具體實(shí)施時(shí)，豎直設(shè)置即可，該第一橫桿與第一支撐桿斜交或垂直，具體實(shí)施時(shí)，垂直設(shè)置；該第一橫桿與第一支撐桿滑動(dòng)連接，該第一氣缸驅(qū)動(dòng)第一橫桿沿第一支撐桿的延伸方向位移；該第一橫桿上設(shè)有第二氣缸、至少一個(gè)第一滑塊，該第一滑塊與第一橫桿滑動(dòng)連接，該第二氣缸驅(qū)動(dòng)第一滑塊沿第一橫桿的延伸方向位移；該第一滑塊上安裝有第一掃描頭，該第一掃描頭指向載物臺(tái)方向，該第一掃描頭與計(jì)算機(jī)信號(hào)連接；
[0012]利用第一氣缸驅(qū)動(dòng)第一橫桿在豎直方向進(jìn)行位移，利用第二氣缸驅(qū)動(dòng)第一滑塊在水平方向進(jìn)行位移，能夠?qū)Σ煌叨取⒉煌瑢挾鹊奈锪隙寄軌蜻M(jìn)行掃描，配合載物臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)，讓第一掃描頭對(duì)載物臺(tái)上的物體實(shí)現(xiàn)三維掃描，掃描范圍大，掃描數(shù)據(jù)全面，掃描效果好。
[0013]該信息采集處理模塊與超聲波測(cè)距離傳感器、執(zhí)行模塊信號(hào)連接，該執(zhí)行模塊與第一氣缸、第二氣缸、電機(jī)信號(hào)連接并控制第一氣缸、第二氣缸、電機(jī)運(yùn)動(dòng)；
[0014]超聲波測(cè)距離傳感器，用于檢測(cè)放置于載物臺(tái)上物體的不同部位的高度及對(duì)應(yīng)的水平方向的寬度，并形成對(duì)應(yīng)的高度軌跡和寬度軌跡；
[0015]信息采集處理模塊，用于獲取上述高度軌跡和寬度軌跡，根據(jù)上述高度軌跡和寬度軌跡形成物體的輪廊曲線(xiàn)，并將該輪廊曲線(xiàn)傳遞給執(zhí)行模塊；
[0016]執(zhí)行模塊，根據(jù)上述輪廊曲線(xiàn)定義第一橫桿在豎直方向的位移區(qū)間和第一掃描頭在水平方向的位移區(qū)間。
[0017]不同物體的高度和寬度是不同的，利用超聲波測(cè)距離傳感器獲取物體的高度軌跡和寬度軌跡，利用信息采集處理模塊產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的輪廊曲線(xiàn)，執(zhí)行模塊根據(jù)該輪廊曲線(xiàn)限定第一橫桿在豎直方向的一定區(qū)域內(nèi)位移、限制第一掃描頭在水平方向的一端區(qū)域內(nèi)位移，這樣避免不必要的掃描作業(yè)，節(jié)省成本、節(jié)省時(shí)間。
[0018]優(yōu)選的，3D掃描儀還包括至少一個(gè)第二掃描單元，至少一個(gè)第二掃描單元位于載物臺(tái)的上方，該第二掃描單元包括第二支撐桿、第二橫桿、第三氣缸、第四氣缸、支撐塊，該第二支撐桿水平設(shè)置，該第二橫桿與第二支撐桿斜交或垂直，該第二橫桿與第二支撐桿滑動(dòng)連接，該第三氣缸驅(qū)動(dòng)第二橫桿沿第二支撐桿的延伸方向位移，該第四氣缸驅(qū)動(dòng)支撐塊沿第二橫桿的延伸方向位移，該支撐塊上安裝有第二掃描頭，該第二掃描頭指向載物臺(tái)方向，該第二掃描頭與計(jì)算機(jī)信號(hào)連接。
[0019]利用第二掃描單元從物體的上方對(duì)物體進(jìn)行掃描，可以將掃描的數(shù)據(jù)與第一掃描單元的掃描數(shù)據(jù)相結(jié)合、相互印證以保證掃描效果；當(dāng)?shù)谝粧呙鑶卧荒軌驅(qū)ξ矬w的某個(gè)區(qū)域進(jìn)行掃描時(shí)，可以借助第二掃描單元。
[0020]例如，物體上有凹槽，該凹槽開(kāi)口向上，此時(shí)，第一掃描單元就不能夠很好的對(duì)凹槽內(nèi)部的區(qū)域進(jìn)行掃描。
[0021]優(yōu)選的，該第二掃描單元還包括第五氣缸，該第五氣缸與第二橫桿滑動(dòng)連接，該第二氣缸驅(qū)動(dòng)第五氣缸沿第二橫桿的延伸方向位移，該第五氣缸的輸出端沿豎直方向伸縮，該支撐塊與第五氣缸的輸出端傳動(dòng)連接。
[0022]靈活的改變第二掃描頭與物體的距離，以保證掃描效果。
[0023]優(yōu)選的，第二掃描單元還包括旋轉(zhuǎn)氣缸，該旋轉(zhuǎn)氣缸安裝在第五氣缸的輸出端，該支撐塊安裝在旋轉(zhuǎn)氣缸的輸出端。
[0024]這樣，第二掃描頭能夠旋轉(zhuǎn)的對(duì)物體進(jìn)行掃描，效果更好，范圍更大。
[0025]優(yōu)選的，該支撐塊的側(cè)面上水平安裝有第三掃描頭，該第三掃描頭與計(jì)算機(jī)信號(hào)連接。
[0026]增加第三掃描頭增大掃描范圍，保證掃描質(zhì)量。
[0027]優(yōu)選的，第三氣缸、第四氣缸、第五氣缸均與執(zhí)行模塊信號(hào)連接，該執(zhí)行模塊根據(jù)物體的輪廊曲線(xiàn)定義第二橫桿、第五氣缸在水平方向的位移區(qū)間和支撐塊在豎直方向的位移區(qū)間。
[0028]根據(jù)物體的輪廊曲線(xiàn)，相應(yīng)限定第二橫桿、第五氣缸、支撐塊的運(yùn)動(dòng)范圍，減少不必要的掃描作業(yè)，節(jié)省資源。
[0029]優(yōu)選的，該支撐塊上還安裝有發(fā)光源。
[0030]補(bǔ)充亮度，方便掃描，保證掃描效果。
[0031]優(yōu)選的，第二掃描單元的數(shù)量為2個(gè)，分別置于載物臺(tái)的上、下側(cè)，該載物臺(tái)由透明材料制成。
[0032]能夠從下方對(duì)物體進(jìn)行掃描，當(dāng)物體上有沉孔，且該沉孔開(kāi)口向下時(shí)，此時(shí)就能夠利用第二掃描單元進(jìn)行掃描。
[0033]當(dāng)然位于載物臺(tái)下方的第二掃描單元就不需要第五氣缸、旋轉(zhuǎn)氣缸了，將支撐塊之間安裝在第二橫桿上即可。
[0034]優(yōu)選的，N = 2，2個(gè)第一掃描單元分布于滑槽的兩側(cè)。
[0035]增加掃描效率，保證掃描效果。
[0036]本發(fā)明能夠?qū)Σ煌叨?、不同寬度的物料都能夠進(jìn)行掃描，配合載物臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)載物臺(tái)上的物體實(shí)現(xiàn)三維掃描，掃描范圍大，掃描數(shù)據(jù)全面，掃描效果好；減小不必要的掃描作業(yè)，節(jié)省資源，提高效率；能夠從物體的上方、下方進(jìn)行掃描，有效的保證了掃描質(zhì)量。
【附圖說(shuō)明】
[0037]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]圖2為圖1中的載物臺(tái)的俯視圖；
[0039]圖3為圖1中的滑桿、超聲波測(cè)距離傳感器等的左視圖；
[0040]圖4為圖1中的第一掃描單元的右視圖；
[0041]圖5為圖1中的位于載物臺(tái)下方的第二掃描單元左視圖；
[0042]圖6為圖1中的位于載物臺(tái)上方包括第五氣缸等的第二掃描單元的左視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0043]參照?qǐng)D1一6:
[0044]本發(fā)明提出的一種適應(yīng)性好的3D掃描儀，包括載物臺(tái)1、電機(jī)2、滑槽3、動(dòng)力單元26、信息采集處理模塊、執(zhí)行模塊，該電機(jī)2與載物臺(tái)1傳動(dòng)連接，該載物臺(tái)1、電機(jī)2與滑槽3滑動(dòng)連接，滑槽3水平設(shè)置，該動(dòng)力單元26驅(qū)動(dòng)載物臺(tái)1、電機(jī)2沿滑槽3長(zhǎng)度方向移動(dòng)。
[0045]利用電機(jī)2帶動(dòng)載物臺(tái)1轉(zhuǎn)動(dòng)，便于對(duì)物體進(jìn)行全方位的掃描，能夠靈活的調(diào)整載物臺(tái)1與第一掃描單元之間的距離，避免因?yàn)榫嚯x過(guò)大或過(guò)小而影響掃描效果，靈活性、適應(yīng)性更好。
[0046]該載物臺(tái)1的上方設(shè)有滑桿4、超聲波測(cè)距離傳感器5、第一液壓缸6、第二液壓缸7，該滑桿4水平設(shè)置，該滑桿4上設(shè)有滑板8，該滑板8與滑桿4滑動(dòng)連接，該第一液壓缸6驅(qū)動(dòng)滑板8沿滑桿4的延伸方向位移，該滑板8與滑桿4斜交或垂直，實(shí)施例中，垂直設(shè)置即可，且讓滑板8水平設(shè)置；該滑板8上設(shè)有滑動(dòng)塊9，該滑動(dòng)塊9與滑板8滑動(dòng)連接，該第二液壓缸7驅(qū)動(dòng)滑動(dòng)塊9沿滑板8的延伸方向位移，該超聲波測(cè)距離傳感器5安裝在滑動(dòng)塊9上，該超聲波測(cè)距離傳感器5的發(fā)射端指向載物臺(tái)1 ;
[0047]利用超聲波測(cè)距離傳感器5檢測(cè)物體的不同部位的高度及對(duì)應(yīng)的水平方向的寬度，并形成對(duì)應(yīng)的高度軌跡和寬度軌跡，以供參考，根據(jù)高度軌跡和寬度軌跡限定掃描范圍，避免不必要的掃描作業(yè)。
[0048]該滑槽3的一側(cè)設(shè)有N個(gè)第一掃描單元，該第一掃描單元包括第一支撐桿10、第一橫桿11、第一氣缸12，該第一支撐桿10沿豎直方向設(shè)置，該第一橫桿11與第一支撐桿10斜交或垂直，具體實(shí)施時(shí)，垂直設(shè)置；該第一橫桿11與第一支撐桿10滑動(dòng)連接，該第一氣缸12驅(qū)動(dòng)第一橫桿11沿第一支撐桿10的延伸方向位移；該第一橫桿11上設(shè)有第二氣缸13、至少一個(gè)第一滑塊14，該第一滑塊14與第一橫桿11滑動(dòng)連接，該第二氣缸13驅(qū)動(dòng)第一滑塊14沿第一橫桿11的延伸方向位移；該第一滑塊14上安裝有第一掃描頭15，