[發(fā)明專利]便攜非接觸式物體內(nèi)腔形貌內(nèi)窺測量數(shù)字化設(shè)備

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710089669.6
• 申請日: 2017-02-20
• 公開（公告）號: CN106989690A
• 公開（公告）日: 2017-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 屠大維;王紹昶;蘭浩;張曦
• 申請（專利權(quán)）人: 上海大學(xué)
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24
• 代理公司: 上海上大專利事務(wù)所(普通合伙)31205
• 代理人: 何文欣

1.一種便攜非接觸式物體內(nèi)腔形貌內(nèi)窺測量的數(shù)字化設(shè)備，包括內(nèi)腔采集機(jī)構(gòu)（4）、控制箱體（1）及運(yùn)動支撐機(jī)構(gòu)，其特征在于：所述內(nèi)腔采集機(jī)構(gòu)（4）通過運(yùn)動支撐機(jī)構(gòu)固定于控制箱體(1)的一側(cè)，完成被測物體內(nèi)腔模型點(diǎn)云采集的工作;運(yùn)動支撐機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對內(nèi)腔采集系統(tǒng)的運(yùn)動和支撐；所述內(nèi)腔采集機(jī)構(gòu)（4）內(nèi)有反光鏡和激光測距儀，通過反光鏡將激光測距儀的激光束折射90°，測量得到被測物體內(nèi)腔的半徑值，結(jié)合轉(zhuǎn)動的角度及上下方向的運(yùn)動值，可在上位機(jī)中計(jì)算得到內(nèi)腔點(diǎn)云；控制箱體（1）為運(yùn)動及激光測距儀供電及實(shí)現(xiàn)對運(yùn)動的控制，從而對被測物體內(nèi)腔形貌進(jìn)行三維掃描重建，實(shí)現(xiàn)對被測物體內(nèi)腔測量，進(jìn)而可實(shí)現(xiàn)考古研究及數(shù)字化博物館的建立。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜非接觸式物體內(nèi)腔形貌內(nèi)窺測量數(shù)字化設(shè)備，其特征在于：所述內(nèi)腔采集機(jī)構(gòu)（4），包括激光測距儀（10）、L型激光測距儀支撐板（11）、圓管（12）、反光鏡（13）及反光鏡底板（14），所述激光測距儀（10）固定在L型激光測距儀支撐板（11）上，在激光測距儀防護(hù)蓋（9）內(nèi)，用于測得激光發(fā)射點(diǎn)到內(nèi)腔的距離；L型激光測距儀支撐板（11）采用L型的一體式設(shè)計(jì)，保證激光束與水平面的垂直度以及下方圓管與激光束的平行度；圓管（12）固定在L型激光測距儀支撐板（11）下端，其長度大于被測物體內(nèi)腔的深度；反光鏡（13）通過硅膠固定在反光鏡底板（14）上，反光鏡底板（14）與水平面呈45°固定在圓管（12）下端，反光鏡（13）將激光束折射90°打到被測物體內(nèi)腔。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的運(yùn)動支撐機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)是：一根直線導(dǎo)軌（7）固定在一個導(dǎo)軌固定板（8）上，直線導(dǎo)軌（7）為整個內(nèi)腔采集機(jī)構(gòu)（4）提供垂直方向的上下運(yùn)動；一根L型懸臂支架（6）固定于直線導(dǎo)軌（7）的滑塊上，用于支撐激光測距儀；L型懸臂支架（6）末端固定有手動平移臺（5），手動平移臺（5）實(shí)現(xiàn)整個內(nèi)腔采集機(jī)構(gòu)（4）的上下位置調(diào)節(jié)作用；導(dǎo)軌固定板（8）和控制箱體（1）連接固定處采用快速拆裝的結(jié)構(gòu)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制箱體（1）的結(jié)構(gòu)是：包括底板連接板（15）、一體式底板（16）、USB轉(zhuǎn)接頭（17）、24V開關(guān)電源（18）、D1驅(qū)動器（19）、DD馬達(dá)（20）、轉(zhuǎn)盤（21）及D2驅(qū)動器（22），所有部件（15、17、18、19、20、21、22）固定在一體式底板（16）上，轉(zhuǎn)接頭（17）固定在控制箱壁上，實(shí)現(xiàn)將內(nèi)部D2驅(qū)動器（22）的數(shù)據(jù)線轉(zhuǎn)接到外部；24V開關(guān)電源（18）作為供電來源為D1驅(qū)動器（19）及激光測距儀（10）供電； D1驅(qū)動器（19）連接控制DD馬達(dá)（20）而固定在后側(cè)箱壁上；DD馬達(dá)（20）提供旋轉(zhuǎn)運(yùn)動并固定在一體式底板（16）上；轉(zhuǎn)盤（21）實(shí)現(xiàn)為外部提供旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，并且在其下部留有與DD馬達(dá)（20）連接的定位銷孔，保證轉(zhuǎn)盤（21）與DD馬達(dá)（20）的回轉(zhuǎn)軸心在同一條線；D2驅(qū)動器（22）聯(lián)接控制驅(qū)動直線導(dǎo)軌（7）。

5.根據(jù)權(quán)利要求4中所述激光測距儀（10）發(fā)射激光束，經(jīng)過反光鏡（13）折射，到達(dá)被測物體內(nèi)腔，測得激光發(fā)射點(diǎn)到被測物體內(nèi)腔壁的距離，與激光發(fā)射點(diǎn)到折射點(diǎn)的距離做差，可得激光折射點(diǎn)到內(nèi)腔壁的距離值，結(jié)合轉(zhuǎn)臺（2）旋轉(zhuǎn)的角度和直線導(dǎo)軌（7）的上下運(yùn)動，在上位機(jī)中進(jìn)行極坐標(biāo)系向直角坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換，可得到被測物回轉(zhuǎn)體點(diǎn)云，實(shí)現(xiàn)內(nèi)腔點(diǎn)云的采集。