[發明專利]一種基于激光的精密寶石三維測量裝置

在審

• 申請號: 201810543089.4
• 申請日: 2018-05-30
• 公開（公告）號: CN108692678A
• 公開（公告）日: 2018-10-23
• 發明（設計）人: 李勇波;蔡文迪;趙濤;賀磊;路康;饒靖;王元將
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24
• 代理公司: 武漢知產時代知識產權代理有限公司 42238
• 代理人: 郝明琴

本發明公開了一種基于激光的精密寶石三維測量裝置，包括控制器模塊，與控制器模塊連接的激光傳感器、電機驅動模塊、PC機，與電機驅動模塊連接的旋轉平臺模塊；控制器模塊控制電機驅動模塊的運轉來帶動旋轉平臺模塊上的寶石旋轉，控制器模塊控制激光傳感器對旋轉的寶石進行掃描并同步采集掃描數據；激光傳感器采集的掃描數據通過控制器模塊傳輸至PC機，PC機對掃描數據進行處理和構建寶石的三維模型。本發明能夠精確地對寶石原石進行三維測量，并根據掃描數據在PC機上生成對應的三維模型，實現對寶石原石的原始數據的獲取和處理。

技術領域

本發明涉及自動化寶石加工技術領域，尤其涉及一種基于激光的精密寶石三維測量裝置。

背景技術

我國是珠寶使用和珠寶制造大國，由于珠寶加工工藝復雜，自動化程度低，目前還大量停留在手工加工階段。隨著工業4.0、中國制造2015與傳統制造業的融合，智能制造不斷深入；為契合2014年武漢市正式啟動的“武漢·中國寶谷”千億珠寶產業集群綜合體建設工程，研究寶石加工的智能制造技術具有重要的現實意義。

寶石的設計與加工都離不開原石的原始數據獲取，因此實現精確的寶石三維測量與建模是自動化寶石加工中重要的一個環節，對此提出一個基于激光傳感器的裝置實現寶石三維測量與建模，此裝置能夠獲取精確的寶石原石的三維模型，并能夠導出點云文件以供后續加工使用。

發明內容

為解決現有技術的不足，本發明提供了一種基于激光的精密寶石三維測量裝置，能夠精確地對寶石原石進行三維測量，并根據掃描數據在PC機上生成對應的三維模型，實現對寶石原石的原始數據的獲取和處理。

為實現上述目的，本發明采用了一種技術方案：一種基于激光的精密寶石三維測量裝置，所述基于激光的精密寶石三維測量裝置包括控制器模塊；與所述控制器模塊連接的激光傳感器、電機驅動模塊、PC機；與所述電機驅動模塊連接的旋轉平臺模塊；

所述控制器模塊控制所述電機驅動模塊運轉，帶動所述旋轉平臺模塊上的寶石旋轉；所述控制器模塊控制所述激光傳感器對旋轉的寶石進行掃描并同步采集掃描數據；所述激光傳感器采集的掃描數據通過所述控制器模塊傳輸至所述PC機，所述PC機對掃描數據進行處理，并根據數據處理結果構建寶石的三維模型；

所述旋轉平臺模塊包括夾持部、轉盤和平臺，所述夾持部安裝在所述轉盤上用于固定寶石，并隨轉盤旋轉，所述轉盤安裝在所述平臺的上平面；所述夾持部為夾具或支撐結構，所述夾具包括至少一個螺母、至少一個螺栓和夾具臺，所述螺栓固定在夾具臺上且其位置固定，所述螺母穿過所述螺栓，通過調節各個螺母的位置以固定寶石；所述支撐結構包括至少一個支撐柱、至少一個墊片和支撐臺，所述支撐柱設有螺紋，且固定在所述支撐臺上，所述墊片穿過所述支撐柱，通過所述支撐柱上的螺紋來調整各個墊片的高度以固定寶石。

進一步地，所述控制器模塊包括通訊單元，所述PC機通過所述通訊單元分別與所述控制器模塊、激光傳感器進行通訊。

進一步地，所述控制器模塊包括液晶顯示單元，用于顯示或設置所述激光傳感器和電機驅動模塊的參數。

進一步地，所述電機驅動模塊包括電機和電機編碼器，所述轉盤與電機連接，并由所述電機帶動其旋轉，所述電機編碼器分別向所述控制器模塊和PC機反饋所述電機的位置信息。

進一步地，所述PC機上安裝有配套軟件和數據采集卡，所述激光傳感器采集的掃描數據傳輸至所述數據采集卡中，通過所述配套軟件對所述數據采集卡中的掃描數據進行處理和構建寶石的三維模型。

進一步地，所述配套軟件包括傳感器設置模塊、圖像數據處理模塊和電機設置模塊，所述傳感器設置模塊和電機設置模塊分別設置所述激光傳感器和電機驅動模塊的參數，所述圖像數據處理模塊對掃描數據進行處理和構建寶石的三維模型。