CN112049841A - 安装结构、附加模块组件、三维扫描仪及三维扫描系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机械连接技术领域，特别是涉及一种安装结构、附加模块组件、三维扫描仪及三维扫描系统，所述安装结构包括能够相对转动的锁紧把手和固定座，所述锁紧把手可转动安装于所述附加模块和所述扫描仪主体中的一者，所述固定座固定安装于另一者上，所述锁紧把手包括插入部以及沿所述附加模块安装至所述扫描仪主体方向的垂直方向外延的手柄，所述手柄能够带动所述锁紧把手转动，所述插入部能够插入所述固定座并随所述锁紧把手相对于所述固定座的转动而与所述固定座锁定，该附加模块的安装结构中，手柄自插入部外延，推动手柄即可使锁紧手柄转动，进而使得锁紧手柄与固定座锁定，可以免去外部辅助工具，直接通过手柄即可完成安装，安装过程简单。

Description

安装结构、附加模块组件、三维扫描仪及三维扫描系统

技术领域

本发明涉及机械连接技术领域，特别是涉及一种安装结构、附加模块组件、三维扫描仪及三维扫描系统。

背景技术

随着三维扫描技术的发展与应用，三维扫描仪适用的场合也日渐增多。现有的三维扫描仪基本上能够满足大多数场合的扫描需要，但是对于一些特殊需要，如恶劣环境下的扫描任务，则一般需要配套增加适应于这样的扫描任务的附加模块来对三维扫描仪的功能进行拓展。不同于普通的两个零部件之间的机械连接，附加模块在三维扫描仪上的连接可靠度、连接稳定性等均有着特殊要求。授权公告号为CN207962033U的发明专利中公开了一种紧固结构、采集装置及3D扫描装置，其中，为了实现辅助采集装置与3D扫描仪之间的紧固连接，在辅助采集装置上设置了中心柱及套设于所述中心柱外并能够相对于所述中心柱转动的螺纹套管，通过这两个零件的配合实现辅助采集装置在3D扫描仪上的位置固定。

上述形式虽然可以实现辅助采集装置的安装和固定，但是，辅助采集装置与3D扫描仪距离较近，需要尺寸较小的外部工具才能够伸入两者之间以旋转螺纹套管，导致辅助采集装置的安装与调整不便。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种安装结构、附加模块组件、三维扫描仪及三维扫描系统，该附加模块的安装结构无需外部辅助工具即可方便地安装至三维扫描仪上，安装后定位可靠。

本发明第一方面提供一种附加模块的安装结构，用于连接扫描仪主体和附加模块，所述安装结构包括能够相对转动的锁紧把手和固定座，所述锁紧把手可转动安装于所述附加模块和所述扫描仪主体中的一者，所述固定座固定安装于另一者上，所述锁紧把手包括插入部以及沿所述附加模块安装至所述扫描仪主体方向的垂直方向外延的手柄，所述手柄能够带动所述锁紧把手转动，所述插入部能够插入所述固定座并随所述锁紧把手相对于所述固定座的转动而与所述固定座锁定。

在其中一个实施例中，所述安装结构还包括定位块，所述固定座上开设有定位孔，在所述锁紧把手插入所述固定座的过程中，所述定位块和所述锁紧把手依次伸入定位孔，所述定位孔与所述定位块之间形成有用于限制所述定位块周向转动的止转结构。

在其中一个实施例中，所述止转结构包括形成于所述定位孔上的限位孔段，以及设置于所述定位块上并能够抵靠至所述限位孔段的内侧壁上的止动面。

在其中一个实施例中，所述插入部包括套接至所述附加模块或所述扫描仪主体上的套筒，以及设置于所述套筒的靠近所述固定座一端外周面上的卡扣，所述固定座上设置有能够容所述卡扣插入并旋转至卡止位置的扣位槽。

在其中一个实施例中，所述锁紧把手上还设置有用于限定所述锁紧把手和所述固定座相对转动角度的转动限位块。

本发明第二方面提供一种附加模块组件，用于配合设置有固定座的扫描仪主体使用，所述附加模块组件包括附加模块，所述附加模块与所述固定座能够形成上述的附加模块的安装结构，或者，

所述附加模块组件包括附加模块，所述附加模块上设置有固定座，其用于配合扫描仪主体使用，所述固定座能够与所述扫描仪主体之间能够形成上述的附加模块的安装结构。

在其中一个实施例中，所述附加模块上装设有接口装置，所述接口装置能够随所述插入部插入所述固定座的过程插接至所述扫描仪主体上，并将所述附加模块电连接和/或通讯连接至所述扫描仪主体。

在其中一个实施例中，所述插入部包括套接至所述附加模块上的套筒，所述套筒内还嵌装有固设至所述接口装置的压块，所述压块的部分外周壁贴合至所述套筒的内侧壁上以限定所述锁紧把手的回转轴线。

在其中一个实施例中，所述接口装置包括与所述压块固定连接的安装端，以及自所述安装端延伸并穿出所述套筒的接口端，所述附加模块上还固设有定位块，所述定位块上形成有容所述接口端穿过并贴靠所述接口端侧壁的定位槽。

本发明第三方面提供一种三维扫描仪，所述三维扫描仪包括扫描仪主体，所述扫描仪主体上设置有所述固定座，并能够通过所述固定座与所述附加模块配合，以形成上述的附加模块的安装结构；或者，

所述三维扫描仪包括扫描仪主体，其用于配合附加模块使用，所述附加模块上设置有固定座，所述扫描仪主体能够与所述固定座配合并形成上述的附加模块的安装结构。

发明第四方面还提供了一种三维扫描系统，所述三维扫描系统包括扫描仪主体和附加模块，所述扫描仪主体和所述附加模块之间通过上述的附加模块的安装结构连接固定。

上述附加模块的安装结构中，手柄自插入部外延，并且推动手柄即可使锁紧手柄转动，进而使得锁紧手柄与固定座锁定，这种安装方式可以免去外部辅助工具，直接通过手柄即可完成安装，安装过程简单。

附图说明

图1为附加模块组件与固定座的安装结构视图，其中为了显示锁紧把手与固定座的安装关系而将固定座局部剖开；

图2为锁紧把手的立体图；

图3为定位块的立体图；

图4为固定座的立体图；

图5为三维扫描仪的立体结构图，其中将扫描仪主体和附加模块组件的部分剖开，以充分显示两者的安装结构；

图6为接口装置、压块及模块支架三者安装结构处的分解结构图；

图7为图6中分解图的装配结构图；

图8为定位块与固定座的嵌装关系，其中显示了定位块上的止动面与固定座上的限位孔段之间的抵靠限位关系。

附图标记说明

1、扫描仪主体；2、附加模块；20、模块支架；200、限位槽口；2000、限位壁面；202、接口安装部；2020、弧形面；21、接口装置；210、安装端；211、接口端；3、锁紧把手；30、插入部；300、套筒；301、卡扣；3010、扣合导向面；3011、扣合锁止面；31、手柄；32、转动限位块；4、固定座；40、扣位槽；400、压紧面；401、转动贴合面；402、滑入面；403、止挡面；404、槽底面；41、定位孔；410、限位孔段；5、定位块；50、对中部；51、安装导向面；52、定位槽；53、止动面；6、压块。

具体实施方式

需要说明的是，当组件被称为“装设于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“固定于”另一个组件，它可以是直接固定在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1至图8中所示，根据本发明一种实施方式的附加模块的安装结构，用于连接扫描仪主体1和附加模块2，所述安装结构包括能够相对转动的锁紧把手3和固定座4，其中：固定座4固定安装于扫描仪主体1或附加模块2中的一者上，锁紧把手3设置于另一者上，并能够相对于其所在的扫描仪主体1或附加模块2转动，并且，锁紧把手3相对于固定座4的转动能够使两者锁合固定，相对于固定座4反向转动锁紧把手3则可以使两者解锁。

参考图2至图4中所示，锁紧把手3包括能够插入固定座4上的插入部30，以及自该插入部30沿附加模块2安装至扫描仪主体1方向的垂直方向延伸的手柄31，所述手柄31能够带动锁紧把手3整体转动，以使锁紧把手3锁定至固定座4上。附加模块2与扫描仪主体1在安装到位后，两者之间的距离较近，手柄31外延，可以便于使用者通过推动手柄31将两者锁定，因此，手柄31优选外延至超出附加模块2的外侧面的位置。

所述安装结构还包括定位块5，该定位块5固定连接至附加模块2或扫描仪主体1上，以将锁紧把手3沿附加模块2安装至扫描仪主体1的方向限制于预设的安装位置。以图1所示的实施方式为例，锁紧把手3可转动地连接于附加模块2上，在这种实施方式中，定位块5沿锁紧把手3的回转轴线方向固定至附加模块2上，从而沿锁紧把手3的回转轴线方向限定锁紧把手3在附加模块2上的位置。

结合图3和图8所示，定位块5上设置有对中部50，该对中部50能够紧固定至附加模块2上，该对中部50能够起到辅助限位的作用，避免在螺接定位块5至附加模块2的过程中，定位块5随螺纹紧固件的旋转过程发生偏转。

定位块5上靠近固定座4的一端形成有安装导向面51，其能够用于引导锁紧把手3的插入部30盲插至固定座4上的过程。安装导向面51倾斜设置，以使得定位块5上安装导向面51所在的一端尺寸小于另一端的尺寸，从而在锁紧把手3插入固定座4时起到一定的导向作用。

继续结合图3和图8所示，固定座4上开设有定位孔41，锁紧把手3的插入部30和用于连接锁紧把手3的定位块5依次伸入该定位孔41内，由于定位块5上形成有安装导向面51，且定位块5先于插入部30伸入定位孔41内，因此，安装导向面51能够起到引导插入部30伸入过程的作用。

定位孔41与定位块5配合，并在两者之间形成有用于限制定位块5周向转动的止转结构，如此设置，定位块5与附加模块2固定连接，而在形成的安装结构中，固定块5能够被所述止转结构阻止，避免定位块5与固定座4发生相对转动，从而限制了附加模块2相对于固定座4发生相对转动，从而防止附加模块的扫描角发生变化，丢失标定，影响扫描精度。在一些实施方式中，定位孔41上形成有与定位块5配合以限制定位块5周向转动的限位孔段410，在图示的一种实施方式中，定位块5上形成有止动面53，该止动面53设置为能够抵靠至限位孔段410内侧壁上相应位置的止动平面，随附加模块2安装至扫描仪主体1的过程，定位块5逐渐伸入定位孔41并嵌入限位孔段410内，在该孔段，止动面53抵靠限位孔段410内的平直内壁上，定位块5的其余部分的外侧壁与限位孔段410的内侧壁贴合，从而使得定位块5不能在限位孔段410内作周向转动，因此，定位块5在插接到位后结合锁紧把手3，既能限定附加模块2与扫描仪主体1的相对转动，也能限定附加模块2与扫描仪主体1的轴向移动，以保持附加模块2在扫描仪主体1上的相对位置稳固不动。

结合图1和图2中所示，锁紧把手3的插入部30包括能够套接至附加模块2或扫描仪主体1上的套筒300，以及设置于所述套筒300上靠近固定座4一端外周面上的卡扣301，固定座4上对应位置处设置有能够容所述卡扣301插入并旋转至卡止位置的扣位槽40。在向固定座4上固定锁紧把手3时，套筒300的部分伸入固定座4上的孔中，并使得卡扣301落入扣位槽40中，随着锁紧把手3的转动，卡扣301能够转动至扣位槽40上具有压紧面400的位置处，此时，由于压紧面400能够抵压卡扣301，因此，锁紧把手3与固定座4相互锁定。

如图4中所示，扣位槽40内设置有基本沿插入部30插入方向设置的转动贴合面401、滑入面402、止挡面403以及能够与卡扣301的底面接触的槽底面404。插入部30插入定位孔41内时，卡扣301的一侧面能够贴合或靠近华滑入面402，直至卡扣301的底面接触槽底面404，在旋转锁紧把手3以锁合时，卡扣301的外侧面能够沿转动贴合面401逐渐转动，当锁紧把手3转过一定角度后，卡扣301之间进入压紧面400以下的空间内，并被压紧面400抵住上表面；当卡扣301抵触扣位槽40内的止挡面403时，锁紧把手3转动到位。

在一些实施方式中，沿锁紧把手3转动的圆周方向，套筒300的外周面上间隔设置有多个卡扣301，固定座4上设置有对应分布的扣位槽40。如图2中所示，套筒300上设置有两个卡扣301，且两个卡扣301之间间隔近似180°，从而配合固定座4上的扣位槽40，使得锁紧把手3与固定座4之间形成均匀间隔的两个锁止点，从而更加稳固地锁定锁紧把手3。

在一些实施方式中，卡扣301具有倾斜设置的扣合导向面3010以及平行于锁紧把手3转动平面的扣合锁止面3011。如此，在卡扣301放入扣位槽40并开始相对于固定座4转动锁紧把手3时，扣合导向面3010首先进入压紧面400以下，由于扣合导向面3010倾斜设置，卡扣301被逐渐压紧，当锁紧把手3转动至扣合锁止面3011贴合压紧面400时，锁紧把手3转动到位并锁定于固定座4上。

进一步地，锁紧把手3上还可以设置有用于限定锁紧把手3相对于固定座4转过角度的转动限位块32，在一些实施方式中，该转动限位块32凸设于插入部30上远离固定座4的一端。如此，以图5所示的锁紧把手3设置于附加模块2上的实施方式为例，转动限位块32凸设于远离固定座4的一端，与附加模块2上形成于模块支架20上的限位槽口200配合，当转动限位块32的一侧面抵靠限位槽口200的一侧时，锁紧把手3能够与固定座4相互脱开；当锁紧把手3转动至转动限位块32的另一侧面抵靠限位槽口200的另一侧时，锁紧把手3无法进一步转动，此时，压紧面400抵压贴合扣合锁止面3011。

结合图1和图5所示，根据本发明一种实施方式的附加模块组件，包括附加模块2以及上述任意一种实施方式的安装结构。在图示的实施方式中，锁紧把手3设置于附加模块2上，相对地，固定座4固设至与附加模块组件相配合的扫描仪主体1上。

附加模块2上还设置有接口装置21，该接口装置21能够随插入部30插入固定座4的过程插接至扫描仪主体1上，并将附加模块2电连接和/或通讯连接至扫描仪主体1上。在这种实施方式中，本发明中的安装结构同时起到两个作用：(1)保持附加模块2与扫描仪主体1之间的相对安装位置；(2)锁定接口装置21，以保持附加模块2与扫描仪主体1之间的电连接和/或通讯连接关系。这种实施方式省去附加模块2与扫描仪主体1之间的连接线，并通过安装结构保证两者的电连接和/或通讯连接被可靠锁定。所述接口装置21可以设置为图示的USB接口装置，在该USB接口装置插接至扫描仪主体1上的对应插口时，附加模块2能够与扫描仪主体1之间进行通讯，并同时使得附加模块2电连接至扫描仪主体1上的供电模块处。可以理解的是，接口装置21也可以设置为其他能够实现两者电连接与通讯连接的结构，如Type-c接口装置。

结合图5和图6中所示，在一些实施方式中，锁紧把手3的插入部30包括有套筒300，接口装置21上固设有压块6，该压块6的部分外周壁贴合至套筒300的内侧壁上，从而限定锁紧把手3的回转轴线。由于接口装置21需要可靠固定，以保证附加模块2可靠地电连接和/或通讯连接至扫描仪主体1上，因此，在转动锁紧把手3的过程中，接口装置21应当能够保持在一个可靠的位置不动。压块6与接口装置21固定，且其能够限定锁紧把手3的回转轴线，因此，锁紧把手3相对于接口装置21的转动轨迹被确定，从而避免了转动锁紧把手3的过程触碰接口装置21。

参考图3、图6和图7所示，接口装置21包括与压块6固定连接的安装端210，以及自所述安装端210延伸并穿出套筒300以下的接口端211，附加模块2上固定设置的定位块5上形成有定位槽52，接口端211的侧壁贴合定位槽52的内槽壁。如图3中所示，定位块5上设置有对中部50，其相对于附加模块2不会发生周向转动，在其上开设定位槽52，可以保持接口端211与扫描仪主体1上的插口的可靠插接。

如图6和图7中所示，附加模块2包括用于固定相关组件的模块支架20，例如，当附加模块2设置为摄像组件时，模块支架20则用于支撑相机及相关组件。模块支架20的下端设置有接口安装部202，接口装置21的安装端210固定至该接口安装部202上，以与模块支架20固定连接。压块6与安装端210固定并固定连接至该接口安装部202上。接口安装部202的部分外周壁形成弧形面2020，压块6的部分外周壁也形成有弧形外壁，如图7中所示，弧形面2020和压块6的弧形外壁共同形成能够贴合套筒300内周壁的近似的圆柱面，从而为锁紧把手3的转动过程进行引导，并且，套筒将压块及接口安装部紧固限位在接口装置的两侧，防止USB对插头多次插拔或受横向外力造成器件电路损坏。

模块支架20上形成限位槽口200，该限位槽口200用于配合锁紧把手3上的转动限位块32，以限定锁紧把手3相对于模块支架20的转动范围。具体地，附加模块2的外壳底壁上开设有容转动限位块32伸入并转过一定角度的开口，模块支架20上用于形成限位槽口200的两端面形成为限位壁面2000，转动限位块32在起始转动位置和转动截止位置可以分别抵靠两个所述限位壁面2000。

本发明还提供一种附加模块组件，其用于配合设置有固定座4的扫描仪主体1使用，该附加模块组件包括附加模块2，所述附加模块2与扫描仪主体1上的固定座4能够形成上述任一实施方式中描述的安装结构。

在附加模块组件中，其也可以包括附加模块2，该附加模块2上设置有固定座4，其能够配合扫描仪主体1使用，并在两者之间形成上述任一实施方式中描述的安装结构。

本发明还提供一种三维扫描仪，扫描仪主体1上固定设置有固定座4，该固定座4上固定有前述实施方式所述的附加模块组件。此外，固定座4也可以设置于附加模块2上，此时，三维扫描仪的扫描主体1上设置有能够与所述固定座4配合并形成上述任一实施方式的安装结构的相关零部件，如锁紧把手3等结构。

上述的附加模块2可以设置为照相机模块，用于在一些特定环境下进行三维扫描，此时，附加模块2的扫描结果需要进行拼接处理，因此，其在扫描仪主体1上的可靠定位十分重要，采用前述的安装结构，或者使用所述的附加模块组件，可以可靠地定位附加模块2于扫描仪主体1上，并同时实现两者电连接和/或通讯连接的接口装置21处可靠固定，这种三维扫描仪结构稳定性好，且装配简单。

本发明还提供一种三维扫描系统，其包括扫描仪主体1以及附加模块2，两者通过前述实施方式中的安装结构相互固定。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (12)

1.一种附加模块的安装结构，用于连接扫描仪主体(1)和附加模块(2)，其特征在于，所述安装结构包括能够相对转动的锁紧把手(3)和固定座(4)，所述锁紧把手(3)可转动安装于所述附加模块(2)和所述扫描仪主体(1)中的一者，所述固定座(4)固定安装于另一者上，所述锁紧把手(3)包括插入部(30)以及沿所述附加模块(2)安装至所述扫描仪主体(1)方向的垂直方向外延的手柄(31)，所述手柄(31)能够带动所述锁紧把手(3)转动，所述插入部(30)能够插入所述固定座(4)并随所述锁紧把手(3)相对于所述固定座(4)的转动而与所述固定座(4)锁定。

2.根据权利要求1所述的附加模块的安装结构，其特征在于，所述安装结构还包括定位块(5)，所述固定座(4)上开设有定位孔(41)，在所述锁紧把手(3)插入所述固定座(4)的过程中，所述定位块(5)和所述锁紧把手(3)依次伸入定位孔(41)，所述定位孔(41)与所述定位块(5)之间形成有用于限制所述定位块(5)周向转动的止转结构。

3.根据权利要求2所述的附加模块的安装结构，其特征在于，所述止转结构包括形成于所述定位孔(41)上的限位孔段(410)，以及设置于所述定位块(5)上并能够抵靠至所述限位孔段(410)的内侧壁上的止动面(53)。

4.根据权利要求1所述的附加模块的安装结构，其特征在于，所述插入部(30)包括套接至所述附加模块(2)或所述扫描仪主体(1)上的套筒(300)，以及设置于所述套筒(300)的靠近所述固定座(4)一端外周面上的卡扣(301)，所述固定座(4)上设置有能够容所述卡扣(301)插入并旋转至卡止位置的扣位槽(40)。

5.根据权利要求4所述的附加模块的安装结构，其特征在于，所述卡扣(301)具有倾斜设置的扣合导向面(3010)以及平行于所述锁紧把手(3)转动平面的扣合锁止面(3011)，所述扣位槽(40)具有能够抵靠贴合至所述扣合锁止面(3011)的压紧面(400)。

6.根据权利要求1所述的附加模块的安装结构，其特征在于，所述锁紧把手(3)上还设置有用于限定所述锁紧把手(3)和所述固定座(4)相对转动角度的转动限位块(32)。

7.一种附加模块组件，其特征在于，用于配合设置有固定座(4)的扫描仪主体(1)使用，所述附加模块组件包括附加模块(2)，所述附加模块(2)与所述固定座(4)能够形成如权利要求1-6中任意一项所述的附加模块的安装结构，或者，

所述附加模块组件包括附加模块(2)，所述附加模块(2)上设置有固定座(4)，其用于配合扫描仪主体(1)使用，所述固定座(4)能够与所述扫描仪主体(1)之间能够形成如权利要求1-6中任意一项所述的附加模块的安装结构。

8.根据权利要求7所述的附加模块组件，其特征在于，所述附加模块(2)上装设有接口装置(21)，所述接口装置(21)能够随所述插入部(30)插入所述固定座(4)的过程插接至所述扫描仪主体(1)上，并将所述附加模块(2)电连接和/或通讯连接至所述扫描仪主体(1)。

9.根据权利要求8所述的附加模块组件，其特征在于，所述插入部(30)包括套接至所述附加模块(2)上的套筒(300)，所述套筒(300)内还嵌装有固设至所述接口装置(21)的压块(6)，所述压块(6)的部分外周壁贴合至所述套筒(300)的内侧壁上以限定所述锁紧把手(3)的回转轴线。

10.根据权利要求9所述的附加模块组件，其特征在于，所述接口装置(21)包括与所述压块(6)固定连接的安装端(210)，以及自所述安装端(210)延伸并穿出所述套筒(300)的接口端(211)，所述附加模块(2)上还固设有定位块(5)，所述定位块(5)上形成有容所述接口端(211)穿过并贴靠所述接口端侧壁的定位槽(52)。

11.一种三维扫描仪，其特征在于，所述三维扫描仪包括扫描仪主体(1)，所述扫描仪主体(1)上设置有所述固定座(4)，并能够通过所述固定座(4)与所述附加模块(2)配合，以形成如权利要求1-6中任意一项所述的附加模块的安装结构；或者，

所述三维扫描仪包括扫描仪主体(1)，其用于配合附加模块(2)使用，所述附加模块(2)上设置有固定座(4)，所述扫描仪主体(1)能够与所述固定座(4)配合并形成如权利要求1-6中任意一项所述的附加模块的安装结构。

12.一种三维扫描系统，其特征在于，所述三维扫描系统包括扫描仪主体(1)和附加模块(2)，所述扫描仪主体(1)和所述附加模块(2)之间通过如权利要求1-6中任意一项所述的附加模块的安装结构连接固定。

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