[發明專利]一種三維鏡像仿形復刻系統及方法

有效

• 申請號: 202110455345.6
• 申請日: 2021-04-26
• 公開（公告）號: CN113269866B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發明（設計）人: 劉華
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00;G06T7/80
• 代理公司: 北京卓嵐智財知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11624
• 代理人: 郭智

1.一種三維鏡像仿形復刻系統，其特征在于：包括機座(1)，所述機座(1)的左右兩端相對立設有兩道滑軌(11)，所述機座(1)的左右兩端分別滑動連接有第一機械臂(2)和第二機械臂(3)，所述第一機械臂(2)的端頭設有掃描筆(4)，所述第二機械臂(3)的端頭設有復刻筆(5)，所述機座(1)中間相對立設有兩塊底托板(6)，所述底托板(6)的前后兩端均設有拉槽(61)，所述底托板(6)上刻印有坐標網格(62)，所述機座(1)的外側設有工控機(7)；

所述工控機(7)內部裝載有控制系統，包括基礎建設單元(100)、掃描管理單元(200)、數據處理單元(300)和復刻控制單元(400)；所述基礎建設單元(100)的信號輸出端與所述掃描管理單元(200)、所述數據處理單元(300)、所述復刻控制單元(400)的信號輸入端連接，所述掃描管理單元(200)的信號輸出端與所述數據處理單元(300)的信號輸入端連接，所述數據處理單元(300)的信號輸出端與所述復刻控制單元(400)的信號輸入端連接；所述基礎建設單元(100)用于提供支持系統運行的基礎裝置載體、智能技術及應用；所述掃描管理單元(200)用于對圖像的掃描過程進行控制管理；所述數據處理單元(300)用于對掃描獲取的圖像進行處理轉換；所述復刻控制單元(400)用于以掃描獲得的圖形為基礎控制復刻圖形的運行過程；

所述基礎建設單元(100)包括終端載體模塊(101)、動作管理模塊(102)、技術支持模塊(103)和網絡通信模塊(104)；

所述掃描管理單元(200)包括運行控制模塊(201)、圖像掃描模塊(202)、尺寸測量模塊(203)和圖形編繪模塊(204)；

所述數據處理單元(300)包括圖像處理模塊(301)、逆向掃描模塊(302)、坐標定位模塊(303)和鏡像切換模塊(304)；

所述復刻控制單元(400)包括圖形解析模塊(401)、路徑規劃模塊(402)、同步運行模塊(403)和仿形復刻模塊(404)；

所述終端載體模塊(101)、所述動作管理模塊(102)與所述技術支持模塊(103)依次通過以太網通訊連接；所述終端載體模塊(101)用于提供支持系統運行的機械、傳感裝置及其配套的工控處理器；所述動作管理模塊(102)用于管理記錄各機械臂的動作過程并進行調用；所述技術支持模塊(103)用于在系統內加載多種智能技術以支持系統的順滑運行；所述網絡通信模塊(104)用于在系統各層面之間建立連接及數據傳輸的通道；

所述運行控制模塊(201)的信號輸出端與所述圖像掃描模塊(202)的信號輸入端連接，所述圖像掃描模塊(202)的信號輸出端與所述尺寸測量模塊(203)的信號輸入端連接，所述尺寸測量模塊(203)的信號輸出端與所述圖形編繪模塊(204)的信號輸入端連接；所述運行控制模塊(201)用于控制掃描端機械臂及掃描裝置的運行過程；所述圖像掃描模塊(202)用于通過掃描裝置按運行路徑對待復刻的建材圖像及其形狀進行掃描；所述尺寸測量模塊(203)用于在掃描過程中對建材形狀各邊緣的尺寸進行測量；所述圖形編繪模塊(204)用于根據掃描的圖像信息及測量的尺寸按比例編繪對應的圖形；

所述圖像處理模塊(301)的信號輸出端與所述逆向掃描模塊(302)的信號輸入端連接，所述逆向掃描模塊(302)的信號輸出端與所述坐標定位模塊(303)的信號輸入端連接，所述坐標定位模塊(303)的信號輸出端與所述鏡像切換模塊(304)的信號輸入端連接；所述圖像處理模塊(301)用于對編繪的圖形進行去雜質化、灰度轉化及色彩過濾操作以降低因圖像背景雜亂導致影響識別的精確度；所述逆向掃描模塊(302)用于對仿形對象的輪廓及結構進行逆向掃描并以此為基礎進行數字仿真及三維建模操作；所述坐標定位模塊(303)用于獲取針對三維仿真模型各點對應底托板上定位網格上的精確坐標值；所述鏡像切換模塊(304)用于對三維模型及定位后的圖像進行鏡像切換并將切換后的圖形傳輸到復刻端處理層。

2.根據權利要求1所述的三維鏡像仿形復刻系統，其特征在于：所述第一機械臂(2)的底端設有滑塊(21)，所述滑塊(21)與所述滑軌(11)滑動連接，所述滑塊(21)的中間轉動連接有主支撐臂(22)，所述主支撐臂(22)的頂端通過第一萬向球(23)連接有伸縮臂(24)，所述伸縮臂(24)的另一端通過第二萬向球(25)連接有操作臂(26)，所述第二機械臂(3)與所述第一機械臂(2)的結構相同。