[發(fā)明專利]一種多軸聯(lián)動(dòng)交互一體式三維掃描儀及掃描方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010876524.2
• 申請(qǐng)日: 2020-08-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111854640A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-10-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊海馬;徐煒;陳毅;徐斌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州飛特西普三維科技有限公司
• 主分類號(hào): G01B11/24
• 分類號(hào): G01B11/24
• 代理公司: 蘇州智品專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32345
• 代理人: 王利斌

本發(fā)明公開(kāi)了一種多軸聯(lián)動(dòng)交互一體式三維掃描儀及掃描方法，第一T型絲桿直線模組內(nèi)設(shè)置有第五電機(jī)，第二T型絲桿直線模組上滑動(dòng)設(shè)置有第二絲桿滑臺(tái)，下端設(shè)置有第三電機(jī)，第三電機(jī)設(shè)置在掃描儀底座上，第二絲桿滑臺(tái)與掃描臂固定連接；掃描臂內(nèi)設(shè)置有第二電機(jī)，掃描儀下臂內(nèi)設(shè)置有控制分度轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)的第四電機(jī)，第一電機(jī)包括電機(jī)齒輪，半圓型齒輪固定在載物臺(tái)底部中心位置，電機(jī)齒輪與半圓型齒輪嚙合連接。本發(fā)明通過(guò)一塊集成控制電路板，配合上位機(jī)軟件，聯(lián)合控制分度轉(zhuǎn)臺(tái)直線移動(dòng)、分度轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)、載物臺(tái)俯仰、掃描臂升降、掃描頭旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)小型復(fù)雜形貌物體的全方位、自動(dòng)化三維掃描；掃描方法簡(jiǎn)單實(shí)用，能滿足不同使用者的精度和速度要求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及三維掃描儀領(lǐng)域，具體涉及一種多軸聯(lián)動(dòng)交互一體式三維掃描儀及掃描方法。

背景技術(shù)

三維掃描儀廣泛應(yīng)用于光學(xué)精密檢測(cè)、增材制造等領(lǐng)域，隨著計(jì)算機(jī)視覺(jué)、圖像處理、機(jī)械設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用及軟件開(kāi)發(fā)、集成電路設(shè)計(jì)等學(xué)科發(fā)展和技術(shù)突破，三維掃描儀生產(chǎn)成本隨之降低，且逐漸趨于微型化、自動(dòng)化、高精化，快速化、一體化的形勢(shì)。對(duì)于復(fù)雜形貌物體的三維掃描，如何改進(jìn)硬件結(jié)構(gòu)、最優(yōu)化掃描路徑，減少掃描盲區(qū)，是提高查全率和減少?gòu)?fù)雜度的關(guān)鍵，也是掃描儀裝置設(shè)計(jì)的一大難點(diǎn)；另外，三維掃描儀與人機(jī)交互上位機(jī)的一體化設(shè)計(jì)給使用者帶來(lái)便利，使用者無(wú)需攜帶個(gè)人電腦和安裝相關(guān)軟件，避免了系統(tǒng)適配問(wèn)題，使系統(tǒng)更趨微型化，同時(shí)數(shù)據(jù)可經(jīng)USB傳輸，用于二次處理或3D打印，但人機(jī)交互上位機(jī)的機(jī)型選擇、在三維掃描裝置的嵌入位置等仍需綜合整體設(shè)計(jì)考慮。

專利CN211060881U公開(kāi)了一種工件的三維檢測(cè)系統(tǒng)，掃描頭由機(jī)械手抓取固定，通過(guò)控制機(jī)械手上下擺動(dòng)及掃描轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)，完成對(duì)物體的全身掃描，由于機(jī)械臂無(wú)法垂直上下移動(dòng)，只能旋轉(zhuǎn)式上下擺動(dòng)，機(jī)械臂和轉(zhuǎn)臺(tái)之間需要留有足夠空間，使得整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體積較大，難以實(shí)現(xiàn)掃描頭與被測(cè)物的最佳距離，影響掃描效果，為了能自下而上掃描被測(cè)物，通過(guò)在掃描臺(tái)下疊加墊片，增加高度，其方式未實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)化，且墊片厚度固定，升降精度低，其方式不適于小型復(fù)雜形貌物體的三維掃描；專利CN204240957U公開(kāi)了一體化三維掃描儀，其通過(guò)設(shè)置可卸載面板，并在面板下設(shè)置空腔，將設(shè)備放置在空腔內(nèi)，操作按鍵與顯示屏放置在面板上，便于拆卸和維修。通常為增加掃描范圍，需要掃描頭作旋轉(zhuǎn)或移動(dòng)，在掃描頭上設(shè)置顯示器和按鈕不方便實(shí)時(shí)觀察和操作，只需設(shè)置可拆卸面板即可，若在掃描頭上嵌入顯示器，整體重量偏大，增加了機(jī)械運(yùn)動(dòng)負(fù)載，同時(shí)掃描頭需做到精小化，一般對(duì)于三維掃描，微型電腦硬件需配置較高，其體積尺寸相對(duì)較大，小屏幕也不便觀察和操作。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種多軸聯(lián)動(dòng)交互一體式三維掃描儀及掃描方法，通過(guò)一塊集成控制電路板，配合上位機(jī)軟件，聯(lián)合控制分度轉(zhuǎn)臺(tái)直線移動(dòng)、分度轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)、載物臺(tái)俯仰、掃描臂升降、掃描頭旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)小型復(fù)雜形貌物體的全方位、自動(dòng)化三維掃描；掃描方法簡(jiǎn)單實(shí)用，能滿足不同使用者的精度和速度要求。

為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，達(dá)到上述技術(shù)效果，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種多軸聯(lián)動(dòng)交互一體式三維掃描儀，包括在端部設(shè)置有掃描儀下臂的掃描儀底座，設(shè)置在所述掃描儀下臂上端的掃描臂，垂直設(shè)置的下端與所述掃描儀底座固定連接的第二T型絲桿直線模組，通過(guò)圓柱形軸與所述掃描臂上端側(cè)邊連接的掃描頭，水平沉嵌在所述掃描儀底座內(nèi)的第一T型絲桿直線模組，至下而上依次設(shè)置在所述第一T型絲桿直線模組上的第一絲桿滑臺(tái)、分度轉(zhuǎn)臺(tái)和載物臺(tái)，設(shè)置在所述分度轉(zhuǎn)臺(tái)上控制所述載物臺(tái)俯仰動(dòng)作的第一電機(jī)，半圓型齒輪，設(shè)置在所述掃描臂內(nèi)部的控制電路板和設(shè)置在所述掃描儀底座內(nèi)部的上位機(jī)；所述第一T型絲桿直線模組內(nèi)設(shè)置有第五電機(jī)，所述第二T型絲桿直線模組上滑動(dòng)設(shè)置有第二絲桿滑臺(tái)，下端設(shè)置有第三電機(jī)，所述第三電機(jī)設(shè)置在所述掃描儀底座上，所述第二絲桿滑臺(tái)與所述掃描臂固定連接；所述掃描臂內(nèi)設(shè)置有第二電機(jī)，所述掃描儀下臂內(nèi)設(shè)置有控制所述分度轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)的第四電機(jī)，所述第一電機(jī)包括電機(jī)齒輪，所述半圓型齒輪固定在所述載物臺(tái)底部中心位置，所述電機(jī)齒輪與所述半圓型齒輪嚙合連接，所述載物臺(tái)通過(guò)活動(dòng)支架與所述分度轉(zhuǎn)臺(tái)支撐固定。