CN105898150B - 3d打印机使用的拍摄装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了3D打印机使用的拍摄装置，涉及3D打印领域。该装置通过设置了具有支撑座、外壳、转动盘、滑轨和移动摄像机的3D打印机使用的拍摄装置；其中，所述外壳呈一侧开口的中空腔体；所述转动盘位于所述外壳的底面的内侧，所述支撑座位于所述外壳的底面的外侧，所述转动盘能以其所在的重力线为轴进行转动；所述滑轨设置在所述外壳的内壁上，且所述移动摄像机与所述滑轨滑动连接。进而，在使用的时候，用户可以将被拍摄物放置在转动盘上，并使用移动摄像机对被拍摄物进行影像拍摄，同时，如果需要调整被拍摄物的位置，则只需要控制转动盘进行旋转，就能够调整移动摄像机与被拍摄物之间的相对角度，提高了使用的便捷程度。

Description

3D打印机使用的拍摄装置

技术领域

本发明涉及3D打印领域，具体而言，涉及3D打印机使用的拍摄装置。

背景技术

随着数字技术水平的提高，传统的打印机也得到了改良，即在传统的2D打印技术基础上，开发出了3D打印技术。3D打印(3DP)是快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印技术能够较为快速的制备出与预设3D模型相同的实物，因而，近些年推广速度较快。

下面对3D打印机的原理进行简要说明。3D打印机与普通打印机工作原理基本相同，主要区别在于打印材料的不同，普通打印机的打印材料是墨水和纸张，而3D打印机内装有金属、陶瓷、塑料、砂等不同的“打印材料”，是实实在在的原材料，打印机与电脑连接后，通过电脑控制可以把“打印材料”一层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物。通俗地说，3D打印机是可以“打印”出真实的3D物体的一种设备，比如打印一个机器人、打印玩具车，打印各种模型，甚至是食物等等。之所以通俗地称其为“打印机”是参照了普通打印机的技术原理，因为分层加工的过程与喷墨打印十分相似。

3D打印机在打印真实物体之前，首先需要了解到待打印物体的足够信息，其中，三维坐标信息是首要的一种信息。三维坐标信息输入到3D打印机中有两种方式，第一种方式是用户手动操作电脑中的绘图软件进行建模；第二种方式是3D拍摄装置进行实际的拍摄，而后自动进行建模。

第一种方式，通常要求用户具有一定的绘图能力，用户在手动完成3D模型的绘制之后，将3D模型直接输入给3D打印机。第二种方式，3D拍摄装置可以完成对目标物体的拍摄，并且在拍摄的时候记录拍摄角度、位置等信息，之后，3D拍摄装置将招聘和拍摄角度、位置等信息一起输入给电脑，最终由电脑完成3D模型的建立，并将建立好的3D模型输入给3D打印机。

很明显，第二种方式更适合于一般用户使用。但，传统的3D拍摄装置在进行拍摄的时候，需要用户依据需求来手动调整模型与3D拍摄装置的相对位置，这导致拍摄很不方便。

发明内容

本发明的目的在于提供3D打印机使用的拍摄装置，以提高拍摄的便捷程度。

第一方面，本发明实施例提供了3D打印机使用的拍摄装置，包括：

支撑座、外壳、转动盘、滑轨和移动摄像机；

外壳呈一侧开口的中空腔体；

转动盘位于外壳的底面的内侧，支撑座位于外壳的底面的外侧，转动盘能以其所在的重力线为轴进行转动；

滑轨设置在外壳的内壁上，且移动摄像机与滑轨滑动连接。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，外壳呈三棱台状，外壳由底面、第一侧面、第二侧面和顶面围成；

第一侧面为平面，第二侧面为外凸的曲面，第一侧面的一侧与第二侧面的一侧固定连接，第一侧面的另一侧与第二侧面的另一侧相分离，以形成外壳的开口；

第二侧面沿竖直方向的两侧棱均呈外凸的曲线状；

滑轨沿外壳的开口的边沿环绕设置。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，在第一侧面的内壁上，和/或第二侧面的内壁上设置有多个LED灯，且多个LED灯呈阵列状排布。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，移动摄像机的表面设置有摄像头和照明灯具。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，第一侧面上还设置有处理器和无线通讯模块，移动摄像机、处理器和无线通讯模块顺序电连接；

处理器，用于将移动摄像机获取到的图像进行预处理；

无线通讯模块，用于将预处理后的图像向指定的无线终端发送。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，转动盘包括驱动电机、与驱动电机的输出轴连接的支撑平台，驱动电机位于支撑平台和支撑座之间；

支撑平台能在驱动电机的输出轴的驱动下，沿水平方向进行转动。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，支撑平台的上表面设置有多个固定件；

驱动电机为步进电机。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，支撑平台包括旋转基座和升降平台，旋转基座和升降平台通过伸缩支架连接；

旋转基座与驱动电机的输出轴连接；

升降平台在伸缩支架的驱动下，能沿竖直方向运动。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，在第一侧面的内壁上和第二侧面的内壁上还设置有多个固定摄像机，固定摄像机呈阵列状排布。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第九种可能的实施方式，其中，还包括多个凹陷在第一侧面的内壁和第二侧面的内壁上的固定槽；

每个固定摄像机均位于相应固定槽内，以嵌设在第一侧面的内部或第二侧面的内部；

每个固定槽的开口处均设置有可移动的封盖，封盖能覆盖住固定槽，或露出固定槽。

本发明实施例提供的3D打印机使用的拍摄装置，采用设置转动盘的方式，与现有技术中，用户使用传统的3D拍摄装置在进行拍摄的时候，需要用户依据需求来手动调整模型与3D拍摄装置的相对位置，这导致拍摄很不方便相比，其通过设置了具有支撑座、外壳、转动盘、滑轨和移动摄像机的3D打印机使用的拍摄装置；其中，外壳呈一侧开口的中空腔体；转动盘位于外壳的底面的内侧，支撑座位于外壳的底面的外侧，转动盘能以其所在的重力线为轴进行转动；滑轨设置在外壳的内壁上，且移动摄像机与滑轨滑动连接。进而，在使用的时候，用户可以将被拍摄物放置在转动盘上，并使用移动摄像机对被拍摄物进行影像拍摄，同时，如果需要调整被拍摄物的位置，则只需要控制转动盘进行旋转，就能够调整移动摄像机与被拍摄物之间的相对角度，提高了使用的便捷程度，同时，用户还可以通过沿滑轨来调整移动摄像机的位置，同样能够使移动摄像机能够从不同角度拍摄到被拍摄物。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本发明实施例所提供的3D打印机使用的拍摄装置的第一种视角的视图；

图2示出了本发明实施例所提供的3D打印机使用的拍摄装置的第二种视角的视图；

图3示出了本发明实施例所提供的3D打印机使用的拍摄装置的第三种视角的视图；

图4示出了本发明实施例所提供的3D打印机使用的拍摄装置的转动盘的细节放大图；

图5示出了本发明实施例所提供的3D打印机使用的拍摄装置的第四种视角的视图。

图中，101，外壳；102，支撑座；103，移动摄像机；104，摄像头；105，照明灯具；106，滑轨；107，无线通讯模块；108，固定摄像机；109，LED灯；110，转动盘。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

传统的3D拍摄装置是采用独立的摄像装置来对被拍摄物进行摄影，并在摄影的同时记录位置和角度等信息。为了生成3D画面，在进行拍摄的时候，必须要从多个不同的角度进行拍摄才能够实现拍摄的目的。进而需要用户手动调整被拍摄物与摄像装置之间的相对位置，以使设想装置能够完成摄像任务，此种工作方式并不方便。

针对该种情况，本申请提供了3D打印机使用的拍摄装置，如图1-5所示，包括：

支撑座102、外壳101、转动盘110、滑轨106和移动摄像机103；

外壳101呈一侧开口的中空腔体；

转动盘110位于外壳101的底面的内侧，支撑座102位于外壳101的底面的外侧，转动盘110能以其所在的重力线为轴进行转动；

滑轨106设置在外壳101的内壁上，且移动摄像机103与滑轨106滑动连接。

使用时，用户先将被拍摄物放置在转动盘110上，并驱动移动摄像机103对被拍摄物进行摄像。当需要拍摄其他角度的影像时，用户可以通过两种方式来调节被拍摄物与移动摄像机103之间的相对位置。第一种是调节转动盘110，由于被拍摄物是放置在转动盘110上的，因此，当转动盘110发生转动的时候，被拍摄物也就同时进行了转动，如此调节了被拍摄物与移动摄像机103之间的相对角度。第二种是调节移动摄像机103的位置，由于移动摄像机103是设置在滑轨106上，并与滑轨106滑动连接的。因此，移动摄像机103可以沿着滑轨106进行移动，进而调节了被拍摄物与移动摄像机103之间的相对位置和角度。当然，第一种和第二种方式可以同时使用。其中，转动盘110的重力线始终朝向地心，并且转动盘110通常呈圆形，这保证了转动盘110在旋转的时候，能够保证放置在其上的被拍摄物也是围绕转动盘110的重力线进行运动，约束了被拍摄物的移动范围，提高了便捷性。

外壳101的开口侧是便于用户将被拍摄物放置到转动盘110上的，其开口大小可以根据被拍摄物的大小，或使用的具体场景进行调节。

支撑座102是连接外壳101和放置面(如桌面、地面等具有支撑功能的面)的，其形状通常是呈圆柱形，且支撑座102的上表面连接外壳101的底面，支撑座102的下表面贴近放置面。

具体使用时，滑轨106应当能够沿外壳101的竖直方向设置，以使移动摄像机103进行拍摄的时候，能够从不能的高度来调整拍摄的视角。并且移动摄像机103能够沿数值方向进行移动，转动盘110能沿水平方向进行运动，使得移动摄像机103能够从各种不同的角度对被拍摄物进行拍摄。

具体的，为了提高外壳101的使用寿命，外壳101可以设计为不锈钢材质。本申请所提供的3D打印机使用的拍摄装置中，外壳101呈三棱台状，外壳101由底面、第一侧面、第二侧面和顶面围成；其中，第一侧面为平面，第二侧面为外凸的曲面，第一侧面的一侧与第二侧面的一侧固定连接，第一侧面的另一侧与第二侧面的另一侧相分离，以形成外壳101的开口；第二侧面沿竖直方向的两侧棱均呈外凸的曲线状；滑轨106沿外壳101的开口的边沿环绕设置。

转动盘110位于第一侧面和第二侧面之间所形成的空腔内，也可以说是顶面和底面之间所形成的空腔内。如图中所示，开口呈一条侧边为曲线的梯形。将第二侧面设置为弧形一方面能够提高外壳101整体的抗冲击能力，另一方面能够使照射被拍摄物的灯光更为均衡的反射在被拍摄物上，不会引起色差，从而保证移动摄像机103拍摄影像的质量。

光源方面，本申请所提供的3D打印机使用的拍摄装置中，设置了两种，第一种是设置在外壳101内壁上的LED灯109，这种LED灯109应当均匀分布，避免被拍摄物表面形成不同程度的反光。即在第一侧面的内壁上，和/或第二侧面的内壁上设置有多个LED灯109，且多个LED灯109呈阵列状排布。具体的，LED灯109可以呈线阵的方式排布，也可以呈方阵、圆阵的形式排布。LED灯109优选沿竖直方向均匀分布，同时沿水平方向均匀分布。控制这些LED灯109的开关可以是无线控制，也可以将开关设置在外壳101的外表面。

第二种是在移动摄像机103上增加光源，这是考虑到被拍摄物不一定是形状规则的物体，这样，放到转动盘110上面后，不同的LED灯109与被拍摄物的距离不同，容易造成色差，此时，可以只开启移动摄像机103的照明灯具105，并关闭LED灯109。即，移动摄像机103的表面设置有摄像头104和照明灯具105。其中，照明灯具105射出的光线优选与摄像头104平行。

同时，为了保证LED灯109不会干扰到移动摄像机103进行拍摄，优选将未每个LED灯109设置一个储存槽，储存槽陷入到外壳101内(至第一侧面或第二侧面内部)，并且还设置有配合储存槽的封闭壳体，LED灯109是放置在储存槽中的。不使用LED灯109的时候，封闭壳体将储存槽遮挡住，并且封闭壳体遮挡住储存槽的时候封闭壳体与外壳101的内壁能够形成平面；使用LED灯109的时候，只需要取下封闭壳体，直接使LED灯109暴露出来即可。具体的，封闭壳体为不透明材质。

为了便于用户进行控制和使用，本申请所提供的3D打印机使用的拍摄装置，第一侧面上还设置有处理器和无线通讯模块107，移动摄像机103、处理器和无线通讯模块107顺序电连接；处理器，用于将移动摄像机103获取到的图像进行预处理；无线通讯模块107，用于将预处理后的图像向指定的无线终端发送。

其中，处理器的任务主要是对图像进行压缩、编码等操作，当然处理器还可以与LED灯109、移动摄像机103等结构连接，以当处理器通过无线通讯模块107接收到用户的控制指令之后，驱动相应的结构进行动作。无线终端指的是用户下达控制指令和接收反馈信息(如移动摄像头104拍摄到的图像)所使用的终端。无线通讯模块107的具体体现形式可以是wifi模块、蓝牙模块、3G、4G模块等。

优选的，转动盘110包括驱动电机、与驱动电机的输出轴连接的支撑平台，驱动电机位于支撑平台和支撑座102之间；支撑平台能在驱动电机的输出轴的驱动下，沿水平方向进行转动。其中，支撑平台的上表面设置有多个固定件；驱动电机为步进电机。

支撑平台上设置的固定件是用来固定被拍摄物的，其作用类似于限位件，用来保证被拍摄物在进行旋转的时候不会发生移动。更优选的，固定件可以是能够自由伸出支撑平台上表面的圆柱形棍，并且固定件是多个。使用的时候，多个不同位置的圆柱形棍同时伸出支撑平台的上表面，以卡住被拍摄物。

为了便于从不同的角度对被拍摄物进行全面的拍摄，可以将支撑平台设置成可伸缩的形式。具体的，支撑平台包括旋转基座和升降平台，旋转基座和升降平台通过伸缩支架连接；旋转基座与驱动电机的输出轴连接；升降平台在伸缩支架的驱动下，能沿竖直方向运动。

也就是，旋转基座能够带动被拍摄物旋转，升降平台能够带动被拍摄物在竖直方向进行运动。升降平台与旋转基座在水平方向不会发生相对移动，只在竖直方向，受到伸缩支架的驱动发生相对位移。

优选的，除了使用移动式摄像机拍摄被拍摄物，还可以通过固定摄像机108进行拍摄，以保证拍摄的实时性(同一时间点，从不同的角度进行拍摄)，以保证信息获取的完整性。具体的，在第一侧面的内壁上和第二侧面的内壁上还设置有多个固定摄像机108，固定摄像机108呈阵列状排布。与设置LED灯109的方式相类似的，为了保证固定摄像机108不会干扰到移动摄像机103进行拍摄，可以在外壳101的内壁上设置固定槽，以容置固定摄像机108。具体的，本申请所提供的3D打印机使用的拍摄装置，还包括多个凹陷在第一侧面的内壁和第二侧面的内壁上的固定槽；每个固定摄像机108均位于相应固定槽内，以嵌设在第一侧面的内部或第二侧面的内部；每个固定槽的开口处均设置有可移动的封盖，封盖能覆盖住固定槽，或露出固定槽。

其中，封盖的材质和颜色与外壳的内壁的材质和颜色相同。

使用时，可以预先在处理器中设置好相应的程序，以便于用户可以使用一个按键就能够完成拍摄。拍摄时，移动摄像机每沿滑轨移动预设的距离，便进行一次拍摄，并且沿滑轨移动一周后，转动盘转动预设的角度，之后移动摄像机再次沿滑轨移动，并且在移动的时候进行拍照，重复上述过程，直至转动盘转动了360度后，停止拍摄。一般情况下，移动摄像机进行拍摄的时候，需要记录移动的位置(三维坐标)，一遍后续过程中进行3D模型的建立。

移动摄像机上可以增加感光元件，当感光元件探测到当前环境的亮度过低时，再驱动移动摄像机上的照明灯具工作。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.3D打印机使用的拍摄装置，其特征在于，包括：

支撑座、外壳、转动盘、滑轨和移动摄像机；

所述外壳呈一侧开口的中空腔体；

所述转动盘位于所述外壳的底面的内侧，所述支撑座位于所述外壳的底面的外侧，所述转动盘能以其所在的重力线为轴进行转动；

所述滑轨设置在所述外壳的内壁上，且所述移动摄像机与所述滑轨滑动连接；

所述外壳呈三棱台状，所述外壳由底面、第一侧面、第二侧面和顶面围成；

所述第一侧面为平面，所述第二侧面为外凸的曲面，所述第一侧面的一侧与第二侧面的一侧固定连接，所述第一侧面的另一侧与所述第二侧面的另一侧相分离，以形成所述外壳的开口；

所述第二侧面沿竖直方向的两侧棱均呈外凸的曲线状；

所述滑轨沿所述外壳的开口的边沿环绕设置。

2.根据权利要求1所述的3D打印机使用的拍摄装置，其特征在于，在所述第一侧面的内壁上，和/或所述第二侧面的内壁上设置有多个LED灯，且多个LED灯呈阵列状排布。

3.根据权利要求1所述的3D打印机使用的拍摄装置，其特征在于，所述移动摄像机的表面设置有摄像头和照明灯具。

4.根据权利要求1所述的3D打印机使用的拍摄装置，其特征在于，所述第一侧面上还设置有处理器和无线通讯模块，所述移动摄像机、所述处理器和所述无线通讯模块顺序电连接；

所述处理器，用于将所述移动摄像机获取到的图像进行预处理；

所述无线通讯模块，用于将所述预处理后的图像向指定的无线终端发送。

5.根据权利要求2所述的3D打印机使用的拍摄装置，其特征在于，所述转动盘包括驱动电机、与所述驱动电机的输出轴连接的支撑平台，所述驱动电机位于所述支撑平台和支撑座之间；

所述支撑平台能在所述驱动电机的输出轴的驱动下，沿水平方向进行转动。

6.根据权利要求5所述的3D打印机使用的拍摄装置，其特征在于，所述支撑平台的上表面设置有多个固定件；

所述驱动电机为步进电机。

7.根据权利要求5所述的3D打印机使用的拍摄装置，其特征在于，所述支撑平台包括旋转基座和升降平台，所述旋转基座和所述升降平台通过伸缩支架连接；

所述旋转基座与所述驱动电机的输出轴连接；

所述升降平台在所述伸缩支架的驱动下，能沿竖直方向运动。

8.根据权利要求1所述的3D打印机使用的拍摄装置，其特征在于，在所述第一侧面的内壁上和所述第二侧面的内壁上还设置有多个固定摄像机，所述固定摄像机呈阵列状排布。

9.根据权利要求8所述的3D打印机使用的拍摄装置，其特征在于，还包括多个凹陷在所述第一侧面的内壁和第二侧面的内壁上的固定槽；

每个所述固定摄像机均位于相应所述固定槽内，以嵌设在所述第一侧面的内部或第二侧面的内部；

每个所述固定槽的开口处均设置有可移动的封盖，所述封盖能覆盖住所述固定槽，或露出所述固定槽。