CN109578755B - 一种便携式三维扫描仪 - Google Patents

Abstract

一种便携式三维扫描仪，包括支架，支架的顶面固定连接底板的底面，底板的顶面两侧分别开设条形透槽，底板的顶面两侧分别固定安装大齿轮，大齿轮的下部分别位于对应的条形透槽内，底板的底面两侧分别固定安装电机，电机的输出端分别固定安装小齿轮，小齿轮的上部分别位于对应的条形透槽内且与大齿轮啮合，底板的上方设有倒U型架，倒U型架的两侧底部分别固定连接大齿轮的内侧，倒U型架的外周活动安装数个C型座，C型座的开口均朝后，且C型座分别与倒U型架之间设有定位装置，C型座的底面分别固定安装扫描机头。一次扫描完成后，无需将倒U型架复位，直接进行下一物体的扫描即可，能够进一步节省人们的时间，提高扫描效率。

Description

一种便携式三维扫描仪

技术领域

本发明属于扫描装置技术领域领域，具体地说是一种便携式三维扫描仪。

背景技术

三维扫描仪是一种科学仪器，用来侦测并分析现实世界中物体或环境的形状与外观数据。搜集到的数据常被用来进行三维重建计算，在虚拟世界中创建实际物体的数字模型。目前人们在操作三维扫描仪进行物体扫描时，整个操作过程都需要人们操控，比较费力，且如人们操作出现失误，很有可能会导致图像失真，这就需要重新对物体进行图像采集，工作效率低。

发明内容

本发明提供一种便携式三维扫描仪，用以解决现有技术中的缺陷。

本发明通过以下技术方案予以实现：

一种便携式三维扫描仪，包括支架，支架的顶面固定连接底板的底面，底板的顶面两侧分别开设条形透槽，底板的顶面两侧分别固定安装大齿轮，大齿轮的下部分别位于对应的条形透槽内，底板的底面两侧分别固定安装电机，电机的输出端分别固定安装小齿轮，小齿轮的上部分别位于对应的条形透槽内且与大齿轮啮合，底板的上方设有倒U型架，倒U型架的两侧底部分别固定连接大齿轮的内侧，倒U型架的外周活动安装数个C型座，C型座的开口均朝后，且C型座分别与倒U型架之间设有定位装置，C型座的底面分别固定安装扫描机头，底板的顶面前后两侧分别开设竖向的通孔，底板的底面前后两侧分别固定连接绝缘套的顶面，绝缘套的内径与通孔的内径相等，且绝缘套分别与对应的通孔的中心线共线，通孔内分别穿过一根绝缘杆，绝缘杆的上端分别固定连接限位板的底面，限位板的底面分别固定连接弹簧的上端，弹簧的下端均与底板的顶面固定连接，绝缘杆分别从对应的弹簧内穿过，绝缘杆的下端分别固定连接铁芯的上端，铁芯分别位于对应的绝缘套内，绝缘套的内壁上部分别固定安装线圈，铁芯的下端分别固定连接竖杆的上端，竖杆的下端均位于绝缘套外，竖杆的前面下部分别开设槽孔，槽孔的背面均与外界相通，底板的背面前后两侧分别固定安装闸座，底板的底面前后两侧分别固定连接支撑杆的上端，支撑杆的下端分别铰接连接闸杆的一端，闸杆的另一端分别从对应的槽孔内穿过，闸杆分别与对应的闸座接触配合，且闸杆和闸座均为导电金属材质。

如上所述的一种便携式三维扫描仪，所述的定位装置为螺栓，C型座的顶面分别开设竖孔，竖孔均与C型座内部相通，竖孔内分别设有螺栓，倒U型架的顶面、两侧分别开设螺孔，螺栓的下端分别位于对应的螺孔内且与之螺纹配合。

如上所述的一种便携式三维扫描仪，所述的底板的顶面两侧分别固定安装弧形板，弧形板的凹面均朝下，弧形板的内侧分别开设弧形槽，倒U型架的两侧分别固定连接导向杆的一端，导向杆的另一端分别位于对应的弧形槽内且能沿之滑动。

如上所述的一种便携式三维扫描仪，所述的闸杆的另一端两侧分别固定连接限位杆的一端，限位杆均位于竖杆前方。

如上所述的一种便携式三维扫描仪，所述的底板的背面前后两侧分别固定连接闸盒的顶面，闸盒的顶面均开口，闸座分别位于对应的闸盒内，闸盒的前后两面分别开设竖向的条形槽，条形槽均与闸盒内部相通，闸杆从条形槽内穿过。

如上所述的一种便携式三维扫描仪，所述的支架为带有三脚架且高度可调的伸缩杆。

如上所述的一种便携式三维扫描仪，所述的支架的外周顶部固定连接数个肋板的一侧，肋板的顶面均与底板的底面固定连接。

如上所述的一种便携式三维扫描仪，所述的倒U型架为空心管。

本发明的优点是：本发明在使用时，人们先控制电机工作，电机带动小齿轮转动，小齿轮带动大齿轮转动，且两个大齿轮的转向相同，从而能够带动倒U型架以大齿轮的中心线为中心转动，直至倒U型架或C型座与限位板接触后，能够带动限位板向下移动，此时弹簧处于压缩状态，限位板带动绝缘杆向下移动，绝缘杆带动铁芯向下移动，铁芯带动竖杆向下移动，由于闸杆从槽孔内穿过，因此当竖杆向下移动时能够带动闸杆向下翻折，直至闸杆不再与闸座接触，闸杆、闸座均与对应的电机电路连接，电机与电源电路连接，因此当闸杆与闸座分离后，电机断电停止工作，此时，倒U型架平行于底板，然后人们将待扫描物体放在底板的顶面，然后调节电机的转换开关使其得电后反转，然后使线圈得电，线圈能够吸附铁芯，铁芯向上运动，铁芯带动竖杆向上运动，竖杆带动闸杆向上运动直至闸杆与闸座重新接触，电机得电通过小齿轮、大齿轮带动倒U型架反向转动，直至倒U型架或C型座与另一个限位板接触后，另一个闸杆与另一个闸座分离使电机断电，由此完成除物体底面外的全方位扫描。本发明适用于中小型物体的扫描，尤其适用于雕塑等不规则外型的扫描，大齿轮的直径大于小齿轮的直径，从而改变传动比，进一步降低大齿轮的转速，从而带动倒U型架匀速稳定的转动，由扫描机头完成对物体的扫描，得到的图像清晰且完整；通过定位装置能够调节C型座的位置，同时通过数个扫描机头进行扫描，灵活性更强；通常情况下用户控制线圈通电后无需其他操作，操作步骤更加简化，倒U型架转动半周后自动停止，此期间用户能够进行其他物体的扫描准备工作或是对比图像和实物之间是否存在差异，能够更有效的利用工作时间；倒U型架平行于底板时，占用空间少，便于人们运输或搬运；一次扫描完成后，无需将倒U型架复位，直接进行下一物体的扫描即可，能够进一步节省人们的时间，提高扫描效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的结构示意图；图2是沿图1A-A线的剖视图的放大图；图3是图1的B向视图，图4是图1的Ⅰ局部放大图；图5是图4的C向视图；图6是本发明的电路结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。

一种便携式三维扫描仪，如图所示，包括支架1，支架1的顶面固定连接底板2的底面，支架1与底板2的中心线共线，底板2的顶面两侧分别开设条形透槽3，底板2的顶面两侧分别固定安装大齿轮4，大齿轮4的下部分别位于对应的条形透槽3内，底板2的底面两侧分别固定安装电机5，电机5的输出端分别固定安装小齿轮6，小齿轮6的上部分别位于对应的条形透槽3内且与大齿轮4啮合，底板2的上方设有倒U型架7，倒U型架7的两侧底部分别固定连接大齿轮4的内侧，倒U型架7的外周活动安装数个C型座8，C型座8的开口均朝后，且C型座8分别与倒U型架7之间设有定位装置，定位装置能够将C型座8固定在倒U型架7的当前位置，C型座8的底面分别固定安装扫描机头，底板2的顶面前后两侧分别开设竖向的通孔9，底板2的底面前后两侧分别固定连接绝缘套10的顶面，绝缘套10的内径与通孔9的内径相等，且绝缘套10分别与对应的通孔9的中心线共线，通孔9内分别穿过一根绝缘杆11，绝缘杆11的上端分别固定连接限位板12的底面，限位板12的底面分别固定连接弹簧13的上端，弹簧13的下端均与底板2的顶面固定连接，绝缘杆11分别从对应的弹簧13内穿过，绝缘杆11的下端分别固定连接铁芯14的上端，铁芯14分别位于对应的绝缘套10内，绝缘套10的内壁上部分别固定安装线圈，线圈分别与电源电路连接，铁芯14分别从对应的线圈内穿过，且当线圈通电时能够吸附铁芯14向上运动，铁芯14的下端分别固定连接竖杆15的上端，竖杆15的下端均位于绝缘套10外，竖杆15的前面下部分别开设槽孔16，槽孔16的背面均与外界相通，底板2的背面前后两侧分别固定安装闸座17，底板2的底面前后两侧分别固定连接支撑杆18的上端，支撑杆18均为绝缘材质，支撑杆18的下端分别铰接连接闸杆19的一端，闸杆19的另一端分别从对应的槽孔16内穿过，闸杆19分别与对应的闸座17接触配合，闸杆19不与闸座17接触的部位涂装绝缘涂层，且闸杆19和闸座17均为导电金属材质。本发明在使用时，人们先控制电机5工作，电机5带动小齿轮6转动，小齿轮6带动大齿轮4转动，且两个大齿轮4的转向相同，从而能够带动倒U型架7以大齿轮4的中心线为中心转动，直至倒U型架7或C型座8与限位板12接触后，能够带动限位板12向下移动，此时弹簧13处于压缩状态，限位板12带动绝缘杆11向下移动，绝缘杆11带动铁芯14向下移动，铁芯14带动竖杆15向下移动，由于闸杆19从槽孔16内穿过，因此当竖杆15向下移动时能够带动闸杆19向下翻折，直至闸杆19不再与闸座17接触，闸杆19、闸座17均与对应的电机5电路连接，电机5与电源电路连接，因此当闸杆19与闸座17分离后，电机5断电停止工作，此时，倒U型架7平行于底板2，然后人们将待扫描物体放在底板2的顶面，然后调节电机5的转换开关使其得电后反转，然后使线圈得电，线圈能够吸附铁芯14，铁芯14向上运动，铁芯14带动竖杆15向上运动，竖杆15带动闸杆19向上运动直至闸杆19与闸座17重新接触，电机5得电通过小齿轮6、大齿轮4带动倒U型架7反向转动，直至倒U型架7或C型座8与另一个限位板12接触后，另一个闸杆19与另一个闸座17分离使电机5断电，由此完成除物体底面外的全方位扫描。本发明适用于中小型物体的扫描，尤其适用于雕塑等不规则外型的扫描，大齿轮4的直径大于小齿轮6的直径，从而改变传动比，进一步降低大齿轮4的转速，从而带动倒U型架7匀速稳定的转动，由扫描机头完成对物体的扫描，得到的图像清晰且完整；通过定位装置能够调节C型座8的位置，同时通过数个扫描机头进行扫描，灵活性更强；通常情况下用户控制线圈通电后无需其他操作，操作步骤更加简化，倒U型架7转动半周后自动停止，此期间用户能够进行其他物体的扫描准备工作或是对比图像和实物之间是否存在差异，能够更有效的利用工作时间；倒U型架7平行于底板2时，占用空间少，便于人们运输或搬运；一次扫描完成后，无需将倒U型架7复位，直接进行下一物体的扫描即可，能够进一步节省人们的时间，提高扫描效率。

具体而言，如图2所示，本实施例所述的定位装置为螺栓20，C型座8的顶面分别开设竖孔21，竖孔21均与C型座8内部相通，竖孔21内分别设有螺栓20，倒U型架7的顶面、两侧分别开设螺孔22，螺栓20的下端分别位于对应的螺孔22内且与之螺纹配合。C型座8的内壁与倒U型架7的外周接触配合，再通过螺栓20将C型座8固定在倒U型架7上，C型座8无法移动，且C型座8与倒U型架7的连接稳定性高。

具体的，如图3所示，本实施例所述的底板2的顶面两侧分别固定安装弧形板23，弧形板23的凹面均朝下，弧形板23的内侧分别开设弧形槽24，倒U型架7的两侧分别固定连接导向杆25的一端，导向杆25的另一端分别位于对应的弧形槽24内且能沿之滑动。弧形板23、弧形槽24与大齿轮6的中心线共线，当倒U型架7以大齿轮6为中心转动时，导向杆25沿弧形槽24滑动，导向杆25能够给予倒U型架7稳定的支撑，从而有利于提高倒U型架7的运行稳定性。

进一步的，如图4所示，本实施例所述的闸杆19的另一端两侧分别固定连接限位杆26的一端，限位杆26均位于竖杆15前方。限位杆26无法从槽孔16内穿过，从而能够防止意外情况致使闸杆19从槽孔16内脱离。

更进一步的，如图4所示，本实施例所述的底板2的背面前后两侧分别固定连接闸盒27的顶面，闸盒27的顶面均开口，闸座17分别位于对应的闸盒27内，闸盒27的前后两面分别开设竖向的条形槽28，条形槽28均与闸盒27内部相通，闸杆19从条形槽28内穿过。闸盒27为绝缘材质，该结构能够进一步避免人与闸杆19、闸座17接触，从而提高本发明的使用安全性。

更进一步的，如图1所示，本实施例所述的支架1为带有三脚架且高度可调的伸缩杆。该结构能够调节底板2的高度，实际使用时更加灵活。

更进一步的，如图1或5所示，本实施例所述的支架1的外周顶部固定连接数个肋板29的一侧，肋板29的顶面均与底板2的底面固定连接。该结构能够增强支架1与底板2之间的连接强度，进一步增强本发明的结构稳定性。

更进一步的，如图2所示，本实施例所述的倒U型架7为空心管。该结构选用具有足够结构强度的轻质材料，能够减轻自身重量，从而减轻电机5的负载。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1. 一种便携式三维扫描仪，包括支架（1），支架（1）的顶面固定连接底板（2）的底面，底板（2）的顶面两侧分别固定安装大齿轮（4），底板（2）的底面两侧分别固定安装电机（5），电机（5）的输出端分别固定安装小齿轮（6），底板（2）的上方设有倒U型架（7），倒U型架（7）的外周活动安装数个C型座（8），C型座（8）的底面分别固定安装扫描机头，其特征在于：底板（2）的顶面两侧分别开设条形透槽（3），大齿轮（4）的下部分别位于对应的条形透槽（3）内，小齿轮（6）的上部分别位于对应的条形透槽（3）内且与大齿轮（4）啮合，倒U型架（7）的两侧底部分别固定连接大齿轮（4）的内侧， C型座（8）的开口均朝后，且C型座（8）分别与倒U型架（7）之间设有定位装置，底板（2）的顶面前后两侧分别开设竖向的通孔（9），底板（2）的底面前后两侧分别固定连接绝缘套（10）的顶面，绝缘套（10）的内径与通孔（9）的内径相等，且绝缘套（10）分别与对应的通孔（9）的中心线共线，通孔（9）内分别穿过一根绝缘杆（11），绝缘杆（11）的上端分别固定连接限位板（12）的底面，限位板（12）的底面分别固定连接弹簧（13）的上端，弹簧（13）的下端均与底板（2）的顶面固定连接，绝缘杆（11）分别从对应的弹簧（13）内穿过，绝缘杆（11）的下端分别固定连接铁芯（14）的上端，铁芯（14）分别位于对应的绝缘套（10）内，绝缘套（10）的内壁上部分别固定安装线圈，铁芯（14）的下端分别固定连接竖杆（15）的上端，竖杆（15）的下端均位于绝缘套（10）外，竖杆（15）的前面下部分别开设槽孔（16），槽孔（16）的背面均与外界相通，底板（2）的背面前后两侧分别固定安装闸座（17），底板（2）的底面前后两侧分别固定连接支撑杆（18）的上端，支撑杆（18）的下端分别铰接连接闸杆（19）的一端，闸杆（19）的另一端分别从对应的槽孔（16）内穿过，闸杆（19）分别与对应的闸座（17）接触配合，且闸杆（19）和闸座（17）均为导电金属材质。

2.根据权利要求1所述的一种便携式三维扫描仪，其特征在于：所述的定位装置为螺栓（20），C型座（8）的顶面分别开设竖孔（21），竖孔（21）均与C型座（8）内部相通，竖孔（21）内分别设有螺栓（20），倒U型架（7）的顶面、两侧分别开设螺孔（22），螺栓（20）的下端分别位于对应的螺孔（22）内且与之螺纹配合。

3.根据权利要求1所述的一种便携式三维扫描仪，其特征在于：所述的底板（2）的顶面两侧分别固定安装弧形板（23），弧形板（23）的凹面均朝下，弧形板（23）的内侧分别开设弧形槽（24），倒U型架（7）的两侧分别固定连接导向杆（25）的一端，导向杆（25）的另一端分别位于对应的弧形槽（24）内且能沿之滑动。

4.根据权利要求1所述的一种便携式三维扫描仪，其特征在于：所述的闸杆（19）的另一端两侧分别固定连接限位杆（26）的一端，限位杆（26）均位于竖杆（15）前方。

5.根据权利要求1所述的一种便携式三维扫描仪，其特征在于：所述的底板（2）的背面前后两侧分别固定连接闸盒（27）的顶面，闸盒（27）的顶面均开口，闸座（17）分别位于对应的闸盒（27）内，闸盒（27）的前后两面分别开设竖向的条形槽（28），条形槽（28）均与闸盒（27）内部相通，闸杆（19）从条形槽（28）内穿过。

6.根据权利要求1所述的一种便携式三维扫描仪，其特征在于：所述的支架（1）为带有三脚架且高度可调的伸缩杆。

7.根据权利要求1或6所述的一种便携式三维扫描仪，其特征在于：所述的支架（1）的外周顶部固定连接数个肋板（29）的一侧，肋板（29）的顶面均与底板（2）的底面固定连接。

8.根据权利要求1或2所述的一种便携式三维扫描仪，其特征在于：所述的倒U型架（7）为空心管。

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