CN111457860A - 一种可变换测量范围的三维扫描装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可变换测量范围的三维扫描装置，属于扫描设备技术领域，一种可变换测量范围的三维扫描装置，包括扫描箱，所述扫描箱的内部转动连接有工作台，所述扫描箱的底部固定安装有驱动电机，所述驱动电机的输出轴贯穿并延伸至扫描箱的内部，所述驱动电机的输出轴与工作台的底部固定连接，所述工作台上开设有容纳槽与手部槽，所述容纳槽与手部槽之间转动连接有转轴。该发明装置，可准确的对物品进行定位且夹持稳固，根据待扫描物品的高度与宽度调节测量范围，实现可变换测量范围的目的，实用性能较好，解决了测量范围固定，适用范围较小，无法准确的对物品进行定位，导致物品晃动，影响扫描效果，实用性能差的问题。

Description

一种可变换测量范围的三维扫描装置

技术领域

本发明涉及扫描设备技术领域，更具体地说，涉及一种可变换测量范围的三维扫描装置。

背景技术

三维扫描是指集光、机、电和计算机技术于一体的高新技术，主要用于对物体空间外形和结构及色彩进行扫描，以获得物体表面的空间坐标，它的重要意义在于能够将实物的立体信息转换为计算机能直接处理的数字信号，为实物数字化提供了相当方便快捷的手段。三维扫描技术能实现非接触测量，且具有速度快、精度高的优点。

目前，在三维扫描物体时，需要将物体放置到工作台上，一般使用的三维扫描装置测量范围固定，测量时因物体大小的不同可能会导致无法全面扫描，适用范围较小，并且在物品放置时，物品的形状不规则，无法准确的对物品进行定位，导致物品晃动，影响扫描效果，实用性能差，为此提供了一种可变换测量范围的三维扫描装置来解决上述问题。

发明内容

1．要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种可变换测量范围的三维扫描装置，具备可变换测量范围，精确定位夹持稳定，实用性能较好的优点，解决了测量范围固定，适用范围较小，无法准确的对物品进行定位，导致物品晃动，影响扫描效果，实用性能差的问题。

2．技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种可变换测量范围的三维扫描装置，包括扫描箱，所述扫描箱的内部转动连接有工作台，所述扫描箱的底部固定安装有驱动电机，所述驱动电机的输出轴贯穿并延伸至扫描箱的内部，所述驱动电机的输出轴与工作台的底部固定连接，所述工作台上开设有容纳槽与手部槽，所述容纳槽与手部槽之间转动连接有转轴，所述转轴的两端分别延伸至容纳槽与手部槽的内部，所述转轴位于容纳槽内部的一端套接有第一齿轮，所述容纳槽的内部转动连接有支撑轴，所述支撑轴上套接有第二齿轮，所述第二齿轮与第一齿轮啮合，所述支撑轴的顶端固定连接有放置板，所述工作台的上表面开设有滑槽，所述滑槽的数量为三个且均匀分布在工作台的上表面，所述滑槽的内部均滑动连接有滑块，所述滑块的顶部均固定连接有夹板，所述夹板与放置板之间均固定连接有拉绳，所述扫描箱的内顶壁固定安装有电动推杆，所述电动推杆的底端固定连接有升降板，所述扫描箱的顶部固定连安装有伺服电机，所述伺服电机的输出轴贯穿并延伸至扫描箱的内部，所述伺服电机的输出轴上套接有主动皮带盘，所述扫描箱内顶壁的左右两侧均转动连接有丝杆，两个所述丝杆的底端均贯穿并延伸至升降板的底部，两个所述丝杆上均套接有从动皮带盘，两个所述从动皮带盘与主动皮带盘之间均传动连接有传动带，两个所述丝杆上均套设有与其螺纹连接的螺纹套，两个所述螺纹套相对的一侧均固定安装有气缸，两个所述气缸相对的一侧与升降板的底部均固定安装有扫描头，所述扫描箱底部的四角均固定连接有支腿。

优选的，所述扫描箱内壁的左右两侧均开设有导向槽，两个所述导向槽的内部均滑动连接有导向块，两个所述导向块分别延伸至两个导向槽的外侧并与两个螺纹套固定连接。

优选的，所述扫描箱内壁的左右两侧均固定连接有轴承座，两个所述轴承座的内圈分别与两个丝杆的底端固定连接。

优选的，所述滑块的底部均嵌设有滚珠，所述滚珠的底部与其对应的滑槽的内底壁滚动连接。

优选的，所述转轴位于手部槽内部的一端固定连接有转盘，所述转盘的外侧设置有防滑纹路。

优选的，所述夹板的内侧均固定连接有防滑垫，所述防滑垫均为弹性橡胶材料构件。

3．有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

（1）本方案通过转轴带动第一齿轮转动，使第二齿轮带动支撑轴转动，支撑轴使放置板转动来拉动拉绳，此时拉绳缠绕在放置板上并拉动夹板，夹板带动滑块在滑槽的内部向放置板滑动，夹板接触物品后将其夹紧，准确的对物品进行定位且夹持稳固，根据待扫描物品的高度，驱动电动推杆推动升降板，使得升降板带动顶部的扫描头移动到物品的顶部，驱动伺服电机使主动皮带盘转动，主动皮带盘通过传动带带动两个从动皮带盘转动，两个从动皮带盘带动丝杆转动，丝杆的转动使与其螺纹连接的螺纹套可以上下移动，螺纹套的移动可以带动两侧的扫描头移动到物品的左右两侧，根据待扫描物品的宽度，驱动气缸，使得两侧的扫描头向内移动接近物品的左右两侧，调整完成后，驱动驱动电机可以带动工作台转动，使得被夹持的物品转动，能够对物品进行全方位多角度的扫描，避免扫描死角的出现，上述过程定位准确，夹持稳定，可以根据物品大小调节测量范围，实用性能较好，解决了测量范围固定，适用范围较小，无法准确的对物品进行定位，导致物品晃动，影响扫描效果，实用性能差的问题。

（2）本方案通过螺纹套的移动可以带动导向块在导向槽内滑动，从而对螺纹套起到定位导向作用，防止螺纹套在移动时发生偏移，无法正常工作或碰到扫描箱的内壁造成损伤。

（3）本方案通过轴承座可以对丝杆起到固定作用，使丝杆在转动时更加稳定。

（4）本方案通过滚珠可以使滑块在滑槽内的滑动更加顺畅，避免造成滑块的磨损，提高滑块的使用寿命。

（5）本方案通过设有防滑纹路的转盘，可以增大摩檫力，使转轴的转动更加省力。

（6）本方案通过弹性橡胶材料制成的防滑垫，可以在对物品定位时产生弹性形变，使夹持更加稳定，且不会使物品因夹持而变形或损伤。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明图1中A处放大的结构示意图；

图3为本发明工作台俯视的结构示意图；

图4为本发明工作台仰视的结构示意图。

图中标号说明：

1、扫描箱；2、工作台；3、驱动电机；4、容纳槽；5、手部槽；6、转轴；7、第一齿轮；8、支撑轴；9、第二齿轮；10、放置板；11、滑槽；12、滑块；13、夹板；14、拉绳；15、电动推杆；16、升降板；17、伺服电机；18、主动皮带盘；19、丝杆；20、从动皮带盘；21、传动带；22、螺纹套；23、气缸；24、扫描头；25、支腿；26、导向槽；27、导向块；28、轴承座；29、滚珠；30、转盘；31、防滑垫。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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做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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1-4，一种可变换测量范围的三维扫描装置，包括扫描箱1，扫描箱1的内部转动连接有工作台2，扫描箱1的底部固定安装有驱动电机3，驱动电机3的输出轴贯穿并延伸至扫描箱1的内部，驱动电机3的输出轴与工作台2的底部固定连接，驱动驱动电机3可以带动工作台2转动，使物品转动进行全方位多角度的扫描，避免扫描死角的出现，工作台2上开设有容纳槽4与手部槽5，容纳槽4与手部槽5之间转动连接有转轴6，转轴6的两端分别延伸至容纳槽4与手部槽5的内部，转轴6位于容纳槽4内部的一端套接有第一齿轮7，容纳槽4的内部转动连接有支撑轴8，支撑轴8上套接有第二齿轮9，第二齿轮9与第一齿轮7啮合，支撑轴8的顶端固定连接有放置板10，工作台2的上表面开设有滑槽11，滑槽11的数量为三个且均匀分布在工作台2的上表面，滑槽11的内部均滑动连接有滑块12，滑块12的顶部均固定连接有夹板13，夹板13与放置板10之间均固定连接有拉绳14，转动转轴6带动第一齿轮7使第二齿轮9转动，第二齿轮9带动支撑轴8转动来使放置板10转动拉动拉绳14，此时拉绳14缠绕在放置板10上并拉动夹板13，夹板13带动滑块12在滑槽11的内部向放置板10滑动，夹板13接触物品后将其夹紧，定位准确，夹持稳定，扫描箱1的内顶壁固定安装有电动推杆15，电动推杆15的底端固定连接有升降板16，驱动电动推杆15推动升降板16，使得升降板16带动顶部的扫描头24移动到物品的顶部，调节测量高度，扫描箱1的顶部固定连安装有伺服电机17，伺服电机17的输出轴贯穿并延伸至扫描箱1的内部，伺服电机17的输出轴上套接有主动皮带盘18，扫描箱1内顶壁的左右两侧均转动连接有丝杆19，两个丝杆19的底端均贯穿并延伸至升降板16的底部，两个丝杆19上均套接有从动皮带盘20，两个从动皮带盘20与主动皮带盘18之间均传动连接有传动带21，两个丝杆19上均套设有与其螺纹连接的螺纹套22，驱动伺服电机17使主动皮带盘18转动，通过传动带21带动两个从动皮带盘20来使丝杆19转动，丝杆19的转动使螺纹套22可以上下移动，带动两侧的扫描头24移动到物品的左右两侧，两个螺纹套22相对的一侧均固定安装有气缸23，两个气缸23相对的一侧与升降板16的底部均固定安装有扫描头24，驱动气缸23，使得两侧的扫描头24向内移动接近物品的左右两侧，调节测量宽度，扫描箱1底部的四角均固定连接有支腿25。

进一步的，扫描箱1内壁的左右两侧均开设有导向槽26，两个导向槽26的内部均滑动连接有导向块27，两个导向块27分别延伸至两个导向槽26的外侧并与两个螺纹套22固定连接，通过螺纹套22的移动可以带动导向块27在导向槽26内滑动，从而对螺纹套22起到定位导向作用，防止螺纹套22在移动时发生偏移，无法正常工作或碰到扫描箱1的内壁造成损伤。

进一步的，扫描箱1内壁的左右两侧均固定连接有轴承座28，两个轴承座28的内圈分别与两个丝杆19的底端固定连接，通过轴承座28可以对丝杆19起到固定作用，使丝杆19在转动时更加稳定。

进一步的，滑块12的底部均嵌设有滚珠29，滚珠29的底部与其对应的滑槽11的内底壁滚动连接，通过滚珠29可以使滑块12在滑槽11内的滑动更加顺畅，避免造成滑块12的磨损，提高滑块12的使用寿命。

进一步的，转轴6位于手部槽5内部的一端固定连接有转盘30，转盘30的外侧设置有防滑纹路，通过设有防滑纹路的转盘30，可以增大摩檫力，使转轴6的转动更加省力。

进一步的，夹板13的内侧均固定连接有防滑垫31，防滑垫31均为弹性橡胶材料构件，通过弹性橡胶材料制成的防滑垫31，可以在对物品定位时产生弹性形变，使夹持更加稳定，且不会使物品因夹持而变形或损伤。

其中驱动电机3的型号可为Y160M-4，电动推杆15的型号可为ANT-52，伺服电机17的型号可为MCA17N23-RS0B0，气缸23的型号可为SC63-100，其他符合本实施例使用的电器元件均可，上述电子元件均与外界电源和控制开关连接使用，其具体的电路连接方式以及使用方法均是常用公开的技术，在此就不进行过多赘述。

工作原理：该发明在使用时，通过将待扫描物品放置在放置板10上，转动转轴6带动第一齿轮7转动，第一齿轮7使与其啮合的第二齿轮9带动转动支撑轴8，支撑轴8使放置板10转动来拉动拉绳14，此时拉绳14缠绕在放置板10上并拉动夹板13，夹板13带动滑块12在滑槽11的内部向放置板10滑动，夹板13接触物品后将其夹紧，准确的对物品进行定位且夹持稳固，根据待扫描物品的高度，驱动电动推杆15推动升降板16，使得升降板16带动顶部的扫描头24移动到物品的顶部，驱动伺服电机17使主动皮带盘18转动，主动皮带盘18通过传动带21带动两个从动皮带盘20转动，两个从动皮带盘20带动丝杆19转动，丝杆19的转动使与其螺纹连接的螺纹套22可以上下移动，螺纹套22的移动可以带动两侧的扫描头24移动到物品的左右两侧，根据待扫描物品的宽度，驱动气缸23，使得两侧的扫描头24向内移动接近物品的左右两侧，调整完成后，驱动驱动电机3可以带动工作台2转动，使得被夹持的物品转动，能够对物品进行全方位多角度的扫描，避免扫描死角的出现，上述过程定位准确，夹持稳定，可以根据物品大小调节测量范围，实用性能较好，解决了测量范围固定，适用范围较小，无法准确的对物品进行定位，导致物品晃动，影响扫描效果，实用性能差的问题。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；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，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种可变换测量范围的三维扫描装置，包括扫描箱（1），其特征在于：所述扫描箱（1）的内部转动连接有工作台（2），所述扫描箱（1）的底部固定安装有驱动电机（3），所述驱动电机（3）的输出轴贯穿并延伸至扫描箱（1）的内部，所述驱动电机（3）的输出轴与工作台（2）的底部固定连接，所述工作台（2）上开设有容纳槽（4）与手部槽（5），所述容纳槽（4）与手部槽（5）之间转动连接有转轴（6），所述转轴（6）的两端分别延伸至容纳槽（4）与手部槽（5）的内部，所述转轴（6）位于容纳槽（4）内部的一端套接有第一齿轮（7），所述容纳槽（4）的内部转动连接有支撑轴（8），所述支撑轴（8）上套接有第二齿轮（9），所述第二齿轮（9）与第一齿轮（7）啮合，所述支撑轴（8）的顶端固定连接有放置板（10），所述工作台（2）的上表面开设有滑槽（11），所述滑槽（11）的数量为三个且均匀分布在工作台（2）的上表面，所述滑槽（11）的内部均滑动连接有滑块（12），所述滑块（12）的顶部均固定连接有夹板（13），所述夹板（13）与放置板（10）之间均固定连接有拉绳（14），所述扫描箱（1）的内顶壁固定安装有电动推杆（15），所述电动推杆（15）的底端固定连接有升降板（16），所述扫描箱（1）的顶部固定连安装有伺服电机（17），所述伺服电机（17）的输出轴贯穿并延伸至扫描箱（1）的内部，所述伺服电机（17）的输出轴上套接有主动皮带盘（18），所述扫描箱（1）内顶壁的左右两侧均转动连接有丝杆（19），两个所述丝杆（19）的底端均贯穿并延伸至升降板（16）的底部，两个所述丝杆（19）上均套接有从动皮带盘（20），两个所述从动皮带盘（20）与主动皮带盘（18）之间均传动连接有传动带（21），两个所述丝杆（19）上均套设有与其螺纹连接的螺纹套（22），两个所述螺纹套（22）相对的一侧均固定安装有气缸（23），两个所述气缸（23）相对的一侧与升降板（16）的底部均固定安装有扫描头（24），所述扫描箱（1）底部的四角均固定连接有支腿（25）。

2.根据权利要求1所述的一种可变换测量范围的三维扫描装置，其特征在于：所述扫描箱（1）内壁的左右两侧均开设有导向槽（26），两个所述导向槽（26）的内部均滑动连接有导向块（27），两个所述导向块（27）分别延伸至两个导向槽（26）的外侧并与两个螺纹套（22）固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种可变换测量范围的三维扫描装置，其特征在于：所述扫描箱（1）内壁的左右两侧均固定连接有轴承座（28），两个所述轴承座（28）的内圈分别与两个丝杆（19）的底端固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种可变换测量范围的三维扫描装置，其特征在于：所述滑块（12）的底部均嵌设有滚珠（29），所述滚珠（29）的底部与其对应的滑槽（11）的内底壁滚动连接。

5.根据权利要求1所述的一种可变换测量范围的三维扫描装置，其特征在于：所述转轴（6）位于手部槽（5）内部的一端固定连接有转盘（30），所述转盘（30）的外侧设置有防滑纹路。

6.根据权利要求1所述的一种可变换测量范围的三维扫描装置，其特征在于：所述夹板（13）的内侧均固定连接有防滑垫（31），所述防滑垫（31）均为弹性橡胶材料构件。

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