CN111869971A - 人体三维扫描装置 - Google Patents

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CN111869971A
CN111869971A CN202010355142.5A CN202010355142A CN111869971A CN 111869971 A CN111869971 A CN 111869971A CN 202010355142 A CN202010355142 A CN 202010355142A CN 111869971 A CN111869971 A CN 111869971A
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human body
fixing
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赖廷豪
林香君
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Bafengmeng Co ltd
Industrial Technology Research Institute ITRI
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Bafengmeng Co ltd
Industrial Technology Research Institute ITRI
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Abstract

本发明公开了一种人体三维扫描装置，其包括承载模块围绕被测量者移动，支架模块装设在该承载模块的上方，该支架模块包括收纳方式进行伸缩组接的多个支架，套筒收容组装其它支架于其内部，固持模块装设在套筒上，该固持模块用以固定扫描装置，借由支架模块的上下伸缩与滑块组件的移动带动该扫描装置进行人体扫描。

Description

人体三维扫描装置
技术领域
本发明涉及三维扫描装置，特别地有关于一种人体三维扫描装置。
背景技术
一般在选购服装，贩卖者大体上只在服装的大小分有S、M、L、XL…等几个不同等级型号而已，但因每个人的体型胖瘦都不同，当身材三维大小恰好介于两个型号之间时，常常会有买小号的太小，尤其是较为贴身的衣物，买大一号的又稍嫌太大不合身，特别是在选购贴身的内衣裤或者塑身衣裤时，很讲究身体各部位的合身问题。因此，由裁制厂商依统计资料制定的几个不同大小型号，根本不能因应所有客户的需求，往往买到不合身的服装，穿在身上并不舒服，且整体外观视觉上有所缺失。
于是，在市面上就兴起了依消费者身材大小而量身订制服装的风潮，传统上通过服务人员量测身材大小再剪裁缝制有着制作效率低且人工成本高的问题，甚至因为量测人员经验问题或被量测者的自身问题，实际量测尺寸会有误差及立体数据效果差等问题。
虽然科技进步后，借由电子化进行量测的装置很多，目前已知的人体扫描装置都需通过旋转机构、圆环组件、支架组件…等，组成零组件繁多且结构复杂且整体机构大型化，不仅组装十分费时费事，相对地增加产品的制造成本及售价，并且整体装置携带不方便，需要专业人员进行组装及操作。
发明内容
本发明提供一种人体三维扫描装置，被测量者不需要旋转身体即可实现人体扫描，整体结构不占空间且携带方便，使用上不需要特别进行组装与设定，非专业人员可以快速学会使用与操控。
本发明公开了一种人体三维扫描装置，其实施上最少包括承载模块、支架模块、套筒、固持模块及扫描装置。该承载模块其内部具有动力源，该承载模块能围绕被测量者移动；该支架模块装设在该承载模块的上方，该支架模块包括收纳方式进行伸缩组接的多个支架，该套筒装设于该支架模块的最上方，且该套筒可收容所述支架于其内部；该固持模块装设在该套筒的外侧，该固持模块用以固定该扫描装置，该固持模块通过一滑块组件于该套筒的一滑轨进行上下的移动，借由该支架模块的上下伸缩与该滑块组件的移动带动该扫描装置进行人体扫描。
本申请特点在于，使用者在使用该人体三维扫描装置进行人体扫描时，被测量者不需要旋转即可实现人体扫描，通过该承载模块围绕被测量者移动，同时该支架模块的支架拉伸与收纳的运动，及该固持模块在套筒的移动，使该固持模块上的扫描设备可以分段在不同的高度位置处对被测量者进行360°扫描，构建被测量者的身材不同高度各部位的尺寸。进一步该固持模块能做倾斜作动，用以增加该扫描设备扫描角度范围。
本发明提供更为轻巧更容易携带的3D人体扫描装置，不管在使用或不使用的情况下整体占用空间都极小，且使用上不需要再特别进行组装与设定，非专业人员可以快速的学会操作。
附图说明
图1为本发明第一实施例的一种人体三维扫描装置作动的示意图；
图2为本发明一实施例的承载模块的分解示意图；
图3为本发明一实施例的支架模块的伸缩杆组示意图；
图4为本发明另一实施例的支架模块的伸缩杆组示意图；
图5A~图5E为本发明一实施例的支架模块作动示意图；
图6为本发明另一实施例的支架模块作动示意图；
图7为本发明第二实施例的一种人体三维扫描装置作动的示意图；
图8为本发明的距离传感器的实施示意图；
图9为本发明的距离传感器的另一实施示意图；
图10为本发明第三实施例的一种人体三维扫描装置作动的示意图；
图11为本发明一实施例的底盘与承载模块的示意图；
图12为本发明另一实施例的支架模块的示意图。
附图中的符号说明：
100︰人体三维扫描装置；
10︰承载模块；
11︰车体；
12︰车轮；
13︰电池；
14︰驱动器；
15︰第一马达装置；
15a︰第二马达装置；
151︰减速齿轮组；
16︰第一控制电路板；
16a︰第二控制电路板；
17、18︰传感器；
19︰距离传感器；
20、20a︰支架模块；
25、25a︰伸缩杆组；
251、251a︰第一节螺杆；
252、252a︰第二节螺杆；
253、253a︰第三节螺杆；
254、254a︰第四节螺杆
30︰固持模块；
31︰滑块组件；
32︰第一夹合部；
33︰第二夹合部；
40︰扫描装置；
50︰定位座；
51︰基座；
52︰承载面；
54︰旋转空间；
53︰悬臂；
531︰第一端；
532︰第二端；
55︰特征点；
60︰测量器；
70︰套筒；
71︰滑轨。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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的实施例，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所做的等效变化与修饰前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的资料在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
请参阅图1为本发明第一实施例的一种人体三维扫描装置作动的示意图、图2为本发明一实施例的承载模块的分解示意图。本发明公开了一种人体三维扫描装置100，其实施上包括承载模块10、支架模块20、套筒70、固持模块30及扫描装置40。使用上通过该承载模块10围绕被测量者移动，同时该支架模块20的支架拉伸与收纳的移动，及带动该固持模块30上下移动，使该固持模块30上的扫描设备40可以分段在不同的高度位置对被测量者进行360°扫描，构建被测量者的身材各部位的尺寸。
在本实施例中，该承载模块10会自行移动且内部具有容置空间的车体11，该车体11外侧的左右侧分别枢接有数个车轮12，该车体11内部装设有第一控制电路板16，与该第一控制电路板16电性连接有电池13(在一实施例中，电池13可为二次电池)、至少一驱动器14及至少一传感器17(18)，和该驱动器14控制的至少一第一马达装置15，该第一马达装置15作为该承载模块10内部的动力源。
实施上，该驱动器14驱动该些车轮12转动，通过该电池13提供电力予该驱动器14并与该第一控制电路板16电性连接，借以驱动该车体11上的车轮12转动以带动该车体11移动，使该承载模块10能围绕被测量者移动。
实施应用上，该承载模块10依照用户需求不同，车轮12可依照使用者需求增加或不使用弹簧，增减避震功能，也可将轮型替换为以下两者：一般型车轮：用于一般平地室内使用，并可再依使用者场地需求变更轮面材质为；PU表面轮：通用的一般轮面，可快速替换、价格较为便宜；橡胶表面轮：具有较高的承载力；硅胶表面轮：较不易老化，使用年限较长。履带型轮：用于较为崎岖、颠颇的地面使用。
实施上，该车体11的前方或前方及后方设有非接触式防撞感测的传感器17及接触式防撞感测的传感器18。该传感器17用于侦测该车体11前进路径有障碍物时，发出讯号使该承载模块10停止移动；该传感器18用于当该车体11前进路径上碰到障碍物时发出讯号使该承载模块10停止移动。实施上该些传感器17(18)同时具有发射端和接收端，发射端发送讯号，如侦测到障碍物则会反射讯号回接收端，接收端收到讯号后使承载模块停止移动。
实施上，该支架模块20装设固定在该承载模块10上方，依已知技术，该支架模块20固定于该承载模块10的方式可以是螺合固定、弹簧夹紧、滚珠式、结构式、卡榫式、气油压式。
实施上，该支架模块20包括收纳方式进行伸缩组接的多个支架，该套筒70装设于该支架模块20的最上方，该套筒70可收容组装其它支架于其内部；该支架模块20包含不同大小管径的支架，这些数个支架依据管径大小依序套接收合。这些数个支架中，管径最小的支架的一端连接并竖立在车体11的顶面(如图1所示)；或该支架模块20a的数个支架中，管径最大的支架的一端连接并竖立在车体11的顶面(如图12所示)。
实施上是利用最上方的该套筒70通过收纳方式收容该支架模块20，该支架模块20为伸缩方式组接多个支架，通过其它支架的拉伸与收纳进行反复式的伸缩移动，应用上支架的数量也可以是三个支架以下或以上。
在实施例中，该支架模块20的支架内部进一步包括伸缩杆组25，该伸缩杆组25带动前述支架的伸缩移动。图3为本发明一实施例的支架模块的伸缩杆组示意图，以三个支架加上一个套筒为说明例，实施上可以是该伸缩杆组25包含由上而下的第一节螺杆251、第二节螺杆252、第三节螺杆253及第四节螺杆254，该伸缩杆组25受该承载模块10内动力源的驱动使第一节螺杆251可收入于第二节螺杆252的内部，第二节螺杆252可收入于第三节螺杆253的内部，第三节螺杆253可收入于第四节螺杆254的内部。
图4为本发明另一实施例的支架模块的伸缩杆组示意图。或者，实施上可以是该伸缩杆组25a包含由上而下的第一节螺杆251a、第二节螺杆252a、第三节螺杆253a及第四节螺杆254a，该伸缩杆组25a受该承载模块10内动力源的驱动使第四节螺杆254a可收入于第三节螺杆253a的内部，第三节螺杆253a可收入于第二节螺杆252a的内部，第二节螺杆252a可收入于第一节螺杆251a的内部。
实施应用上，可以通过前述第一马达装置15启动且通过一组减速齿轮组151的减速并带动该伸缩杆组25(以图3的伸缩杆组为说明例)正转(例如为顺时针旋转)时，首先第三节螺杆253会由第四节螺杆254内伸出，接着第二节螺杆252会由第三节螺杆253内伸出，接着第一节螺杆251会由第二节螺杆252内伸出，通过前述螺杆的带动使该支架模块20的支架伸缩，形成一直线而竖立在被量测者的一侧。
请再参阅图5A~图5E为本发明一实施例的支架模块作动示意图。以图1所示支架为说明例，当该第一马达装置15启动通过减速齿轮组151的减速并带动该伸缩杆组25反转(例如为逆时针旋转)时，第一节螺杆251会收入于第二节螺杆252内部，第二节螺杆252会收入于第三节螺杆253内部，第三节螺杆253会收入于第四节螺杆254内部，如此带动该套筒70向下移而依序收纳下方该支架模块20的支架于其内部。
图6为本发明另一实施例的支架模块作动示意图。在实施上，也可以在该套筒70内装设一第二马达装置15a及一第二控制电路板16a，改由该套筒70内部的第二控制电路板16a控制第二马达装置15a带动该伸缩杆组25的作动，借此控制该支架模块20的高度。
又，该套筒70表面设有与其长度同向的一滑轨71，该固持模块30装设在该套筒70上用以固定该扫描装置40，实施应用上该扫描装置40可以是智能型手机、平板计算机、可携式运算器…等现行可用于三维扫描的装置，例如现有的智能型手机已具有良好的相关摄像硬件，且具有良好的软件承载能力，应用上不只可以通过智能型手机进行扫描，也可由该扫描装置40对该承载模块10进行相关的操控，且扫描后的数据不只可以无线传输给远程的主机(图中未示)，也可由该扫描装置40经过内部软件运算后将扫描信息直接显示出。
实施上，该固持模块30可通过一滑块组件31在该套筒70的滑轨71进行上下的反复式移动，进一步应用上可使该固持模块30能做倾斜角度的作动，借此可以增加该扫描装置40的扫描角度范围。
又，该滑块组件31上可以设置夹合装置及/或吸附装置，用以左右夹合、上下夹合或吸附(包含磁性吸附)等方式固定该扫描装置40于滑块组件31上。本实施附图中以左右夹合为说明例，该扫描装置40为一智能型手机为说明例，该滑块组件31的左右侧相对设有第一夹合部32及第二夹合部33，该第一夹合部32与该第二夹合部33由左右侧夹合固定该扫描装置40于该滑块组件31上。
图7为本发明第二实施例的一种人体三维扫描装置作动的示意图，第二实施例应用上与第一实施例相同，差异点在于第二实施例包含有一定位座50，使用上被测量者可以在该定位座50上表面，使该承载模块10配合该定位座50围绕移动。该定位座50为圆形供被测量者站上，该定位座50上方进一步可以设有一测量器60，该测量器60可以是体重计或体脂体重计，用以取得被测量者身体重量与体脂方面的信息，在实施例中，测量器60所测得的数据通过无线传输给扫描装置40。
图8为本发明的距离传感器的实施示意图，图9为本发明的距离传感器的另一实施示意图。实施上应用上，该承载模块10可借由安装于侧边上的距离传感器19，使用红外线、超声波、影像、雷达、雷射等测距方式，通过距离传感器19具有发射端和接收端，发射端发送讯号，接收端侦测从定位座50反射的讯号以测得距离(如图8所示)；或通过固定在该定位座50侧面的特征点55例如特征颜色、感光件，通过距离传感器19侦测反射讯号回接收端测得距离(如图9所示)，通过内外轮差速或主从动轮配合的方式或导引辅助转向轮间的配合，定位该承载模块10与该定位座50的距离，进行定距离的围绕移动，使承载模块10围绕被测量者移动时可以更精准的在设定半径内。
实施上应用上，本发明亦可在不使用传感器的情况下，搭配体脂计承载圆盘与悬臂的使用，使移动载体可配合被测量者的体态不同，进行不同直径大小的围绕人体旋转移动并进行扫描。请再参阅图10为本发明第三实施例的一种人体三维扫描装置作动的示意图、图11为本发明一实施例的底盘与承载模块的示意图，实施上与第二实施例相同，差异点在于本实施该定位座50具有基座51可跨置在平面上，该基座51的上方具有承载面52，该承载面52上方设有测量器60供被测量者站上量测体重与体脂肪，该基座51与该承载面52之间具有旋转空间54，悬臂53具有第一端531与第二端532，该承载模块10可通过组装、拉伸、嵌入、卡榫的方式与该悬臂53及该定位座50中心轴连接。该悬臂53于该旋转空间54旋转，该第一端531以该基座51的中心点旋转，第二端532连接该车体11，使该悬臂53制约该车体11绕着被测量者旋转，使该承载模块10移动围绕动作被该悬臂53制约就不会偏离圆圈路径。
整体应用上，借由上述的实施结构，当被测量者站上该定位座50时，该第一控制电路板16(及第二控制电路板16a)接收到信号后，操作该支架模块20的支架依序伸出，位于套筒70上的扫描装置40通过该滑块组件31由滑轨71底部向顶部移位，接着该承载模块10的车体11随着车轮12的启动而绕着该定位座50(或被测量者)旋转，使该扫描装置40能借着车体11围绕该被测量者，同时借该支架模块20的各支架向上伸出而对被测量者进行扫描动作，且该扫描装置40可感测被测量者的身高，使该滑块组件31上移的位置停止于该套筒70的滑轨71的适当高度。
应用上该扫描装置40的扫描动作可以在前述支架模块20上升时，承载模块10围绕被测量者时进行；也可以前述动作为测量被测者高度后，后续该支架模块20在扫描的过程中连续不间断的往下移动，而该承载模块10则同步在进行绕圆移动时，由该扫描装置40进行扫描动作。
进行扫描时，通过该支架模块20的伸缩，该支架模块20在扫描的过程中会连续不间断的往下移动(或往上移动)，而该承载模块10则同步在进行绕圆走行移动，此时承载模块10移动的速率与支架模块20下降(或上升)的速率两者间的相对关系是重要的，实施上可利用3D扫描成像时的状态来控制两者间的相对关系，达到良好的扫描成像结果。实施上该扫描装置40可应用自动对焦及自动变焦，达到良好的扫描成像结果外，也可利用该扫描装置40于扫描过程随时测得的与被测量者人体的距离，针对不同体型，同步动态调整该承载模块10绕圆走行移动的半径，使达到良好的扫描成像结果。
本发明的特点在于，使用者在使用该人体三维扫描装置100进行人体扫描时，被测量者不需要旋转即可实现人体扫描，通过承载模块围绕被测量者移动，同时支架的拉伸与收纳的运动，及该固持模块在套筒的滑轨上的移动，使该固持模块上的扫描设备可以分段在不同的高度位置处对被测量者进行360°扫描，构建被测量者的身材各部位的尺寸。本发明的人体三维扫描装置轻巧，也更容易携带，不管在使用或不使用的情况下整体占用空间都极小，使用上不需要再特别进行组装与设定，非专业人员可以快速的学会操作。
以上所述，仅是本申请的具体实施例而已，并非对本申请作任何形式上的限制，虽然本申请已以具体实施例公开如上，然而并非用以限定本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案范围内，当可利用上述公开的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本申请技术方案的内容，依据本申请的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本申请技术方案的范围内。

Claims (13)

1.一种人体三维扫描装置，其特征在于，包括：
承载模块，其内部具有动力源，该承载模块围绕被测量者移动；
支架模块及套筒，该支架模块装设在该承载模块的上方，该支架模块包括收纳方式进行伸缩组接的多个支架，该套筒装设于该支架模块的最上方，且该套筒能够收容所述支架于其内部；以及
固持模块，其装设在该套筒的外侧，该固持模块用以固定一扫描装置，该固持模块通过一滑块组件于该套筒的一滑轨进行上下的移动，借由该支架模块的上下伸缩与该滑块组件的移动带动该扫描装置进行人体扫描。
2.如权利要求1所述的人体三维扫描装置，其特征在于，该承载模块具有数个车轮的车体，该车体内设有至少一第一马达装置作为该承载模块内部的动力源。
3.如权利要求2所述的人体三维扫描装置，其特征在于，该车体内设有第一控制电路板，和该第一控制电路板电性连接的电池、至少一驱动器及至少一传感器，且该驱动器控制所述第一马达装置。
4.如权利要求3所述的人体三维扫描装置，其特征在于，该传感器为非接触式防撞感测，用于侦测车体前进路径有障碍物时，发出讯号使该承载模块停止移动。
5.如权利要求2所述的人体三维扫描装置，其特征在于，该套筒内设有第二马达装置及第二控制电路板，该套筒内的所述第二控制电路板控制该第二马达装置带动该支架模块的作动。
6.如权利要求1所述的人体三维扫描装置，其特征在于，该支架模块包含数个不同大小管径的支架，该些数个支架依据管径大小依序套接收合。
7.如权利要求6所述的人体三维扫描装置，其特征在于，该支架模块的内部进一步包括伸缩杆组，该伸缩杆组带动该些支架的伸缩移动。
8.如权利要求7所述的人体三维扫描装置，其特征在于，所述动力源通过一减速齿轮组控制该些伸缩杆组旋转延伸或缩短。
9.如权利要求1所述的人体三维扫描装置，其特征在于，该固持模块包含该滑块组件上的夹合装置及/或吸附装置，用以固定该扫描装置于滑块组件上。
10.如权利要求1所述的人体三维扫描装置，其特征在于，进一步包含有定位座，该定位座的上方设有一测量器，该测量器供被测量者量测体重和体脂肪至少其中之一。
11.如权利要求10所述的人体三维扫描装置，其特征在于，该承载模块侧边装设有距离传感器，用以定位该承载模块以定距离围绕该定位座。
12.如权利要求11所述的人体三维扫描装置，其特征在于，该定位座上设有特征点，使该距离传感器用以侦测该些特征点，定位该承载模块与该定位座的距离。
13.如权利要求10所述的人体三维扫描装置，其特征在于，该定位座具有基座跨置在平面上，该基座的上方设有承载面，该承载面的上方设有测量器供被测量者量测体重及/或体脂肪，该基座与该承载面之间具有旋转空间，一悬臂设置于该旋转空间，该悬臂具有第一端与第二端，该第一端以该基座的中心点旋转，该悬臂的该第二端连接该承载模块。
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