CN112129216A - 一种三维扫描仪的校准装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种三维扫描仪的校准装置，包括底座，底座顶部一侧开设有容纳槽，底座顶部另一侧固定设置有支撑臂，容纳槽内底部沿竖直方向固定设置有电动伸缩杆，电动伸缩杆顶部固定连接有第一支撑板，第一支撑板顶部有通过螺栓固定连接有电机，电机的输出端设有操作平台，操作平台顶部设置有多组直径不同的标准球，每组标准球包括两个直径相同的第一标准球本体和第二标准球本体。该装置快速、便捷的对三维扫描仪进行精确的校准，且扩大了三维扫描仪校正装置的校准范围，适用范围更广。

Description

一种三维扫描仪的校准装置

技术领域

本发明涉及三维扫描技术领域，具体涉及一种三维扫描仪的校准装置。

背景技术

三维扫描仪(3D scanner)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(几何构造)与外观数据(如颜色、表面反照率等性质)。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，这些模型具有相当广泛的用途，举凡工业设计、瑕疵检测、逆向工程、机器人导引、地貌测量、医学信息、生物信息、刑事鉴定、数字文物典藏、电影制片、游戏创作素材等等都可见其应用。

扫描仪在扫描前需要先进行校准，以获得准确的位置坐标并建立完整的扫描物模型。目前国内外各大厂家的校准方法都是以厂家提供的球距规作为标准器，经过扫描仪扫描形成模型，再用软件对模型进行测量。此种三维扫描仪的校准方法通常需要通过繁琐的程序，需要耗费大量的时间及人力物力，且校准精准度不高；此外，三维扫描仪校正装置的校正范围较为局限，只能适用于特定量程的扫描仪，不具有通用性。

发明内容

为了解决上述背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种三维扫描仪的校准装置，其快速、便捷的对三维扫描仪进行精确的校准，且扩大了三维扫描仪校正装置的校准范围，适用范围更广。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种三维扫描仪的校准装置，包括底座，所述底座顶部一侧开设有容纳槽，所述底座顶部另一侧固定设置有支撑臂，所述容纳槽内底部沿竖直方向固定设置有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆顶部固定连接有第一支撑板，所述第一支撑板顶部有通过螺栓固定连接有电机，所述电机的输出端设有操作平台，所述操作平台顶部设置有多组直径不同的标准球，每组标准球包括两个直径相同的第一标准球本体和第二标准球本体；所述支撑臂为由竖直部和水平部构成的L型结构，所述竖直部底部通过移动机构可在沿底座长度方向上移动，所述水平部底部沿长度方向上开设有第一滑槽，所述第一滑槽内设有第一滚珠丝杆，所述第一滚珠丝杆一端与第一步进电机相连接，所述第一滚珠丝杆外侧连接有第一滑块，所述第一滑块底部固定有第二支撑板，所述第二支撑板底部通过安装座连接有三维扫描仪主体。

进一步地改进在于，所述操作平台为轴对称结构，每组所述标准球的第一标准球本体和第二标准球本体的中心连线相互平行，且每组所述标准球的第一标准球本体和第二标准球本体均关于所述操作平台的对称轴对称分布。在实际制作过程中，操作平台上的多组标准球的直径可以根据实际需要设置成具有不同直径的标准球，将操作平台上的操作球作为校准参考，多组不同直径的标准球对应三维扫描仪不同的量程，所以在进行不同量程的扫描仪的校准时，只需将三维扫描仪对应操作平台上相应的一组标准球即可，增大了三维扫描仪的校准装置的校准量程。

进一步地改进在于，每组所述标准球的第一标准球本体和第二标准球本体沿所述操作平台的对称轴依次排布。

进一步地改进在于，每组所述标准球的第一标准球本体和第二标准球本体分布在所述操作平台的对称轴的一侧，且每组所述标准球的第一标准球本体和第二标准球本体关于与所述操作平台的对称轴相垂直的轴线交错排布。

进一步地改进在于，每组标准球的直径为1-100毫米。

进一步地改进在于，所述移动机构包括第二滑槽、第二滚珠丝杆、第二步进电机、第二滑块，所述底座顶部沿长度方向上开设有第二滑槽，所述第二滚珠丝杆铺设在所述第二滑槽内，所述第二滚珠丝杆一端与所述第二步进电机相连接，所述第二滚珠丝杆外侧连接有第二滑块，所述竖直部固定在所述第二滑块顶部。使用时，通过第二步进电机带动第二滚珠丝杆转动，进而带动第二滚珠丝杆上第二滑块的滑动，实现了支撑臂沿底座长度方向上平稳的进行移动，方便对三维扫描仪在水平方向上的位置进行调整。

进一步地改进在于，所述三维扫描仪的校准装置还包括控制装置，所述控制装置固定在所述竖直部外侧，所述控制装置分别与所述电动伸缩杆、电机、第一步进电机、第二步进电机电连接。通过设置控制装置，实现了快速便捷的对三维扫描仪主体进行准确的校准。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明中通过设置电动伸缩杆，可带动位于操作平台上的多组直径不同的标准球进行升降运动，实现了对三维扫描仪主体到标准球之间的距离进行调整，从而扩大了校准装置对三维扫描仪的校准量程；通过在第一支撑板顶部设置电机，电机的输出端设有操作平台，通过电机的输出端带动操作平台上的多组标准球转动，将操作平台上的操作球作为校准参考，从而使三维扫描仪对标准球进行全方位扫描，使得校准装置的校准更加精确，且不同尺寸的标准球对应不同量程，设置多组直径不同的标准球增大了三维扫描仪的校准装置的校准量程；此外，支撑臂的竖直部底部通过移动机构可在沿底座长度方向上移动，支撑臂的水平部底部沿长度方向上开设有第一滑槽，通过第一滑块、第一滚珠丝杆和第一步进电机的作用下，带动第二支撑板沿水平部长度方向上运动，进而实现了带动位于第二支撑板底部的三维扫描仪主体的运动，实现了对三维扫描仪在水平方向上的位置进行调整，进一步确保了校准装置的校准精确。

附图说明

下面结合附图与具体实施例对本发明作进一步详细说明。

图1为本发明中三维扫描仪的校准装置的结构图；

图2为图1中三维扫描仪的校准装置的左视图；

图3为本发明中底座处的结构图；

图4为本发明中水平部的结构图；

图5为本发明中操作平台上标准球的第一种排布方式结构图；

图6为本发明中操作平台上标准球的第二种排布方式结构图；

其中，具体附图标记为：底座1，容纳槽2，电动伸缩杆3，第一支撑板4，螺栓5，电机6，操作平台7，标准球8，第一标准球本体9，第二标准球本体10，支撑臂11，竖直部12，第二滑槽13，第二滚珠丝杆14，第二步进电机15，第二滑块16，水平部17，第一滑槽18，第一滚珠丝杆19，第一步进电机20，第一滑块21，第二支撑板22，三维扫描仪主体23，控制装置24。

具体实施方式

本发明提供一种三维扫描仪的校准装置，如图1和图2所示，包括底座1，底座1顶部一侧开设有容纳槽2，底座1顶部另一侧固定设置有支撑臂11，容纳槽2内底部沿竖直方向固定设置有电动伸缩杆3，电动伸缩杆3顶部固定连接有第一支撑板4，第一支撑板4顶部有通过螺栓5固定连接有电机6，电机6的输出端设有操作平台7，操作平台7顶部设置有多组直径不同的标准球8，通过电机6的输出端带动操作平台7上的多组标准球8转动，从而使三维扫描仪对标准球8进行全方位扫描，使得校准装置的校准更加精确；每组标准球8包括两个直径相同的第一标准球本体9和第二标准球本体10，优选地，每组标准球8的直径为1-100毫米，在使用过程中可以根据使用需要设置不同直径的标准球8。支撑臂11为由竖直部12和水平部17构成的L型结构，竖直部12底部通过移动机构可在沿底座1长度方向上移动，如图4所示，水平部17底部沿长度方向上开设有第一滑槽18，第一滑槽18内设有第一滚珠丝杆19，第一滚珠丝杆19一端与第一步进电机20相连接，第一滚珠丝杆19外侧连接有第一滑块21，第一滑块21底部固定有第二支撑板22，第二支撑板22底部通过安装座连接有三维扫描仪主体23。如图3所示，移动机构包括第二滑槽13、第二滚珠丝杆14、第二步进电机15、第二滑块16，底座1顶部沿长度方向上开设有第二滑槽13，第二滚珠丝杆14铺设在第二滑槽13内，第二滚珠丝杆14一端与第二步进电机15相连接，第二滚珠丝杆14外侧连接有第二滑块16，竖直部12固定在第二滑块16顶部。使用时，第二步进电机15带动第二滚珠丝杆14转动，进而带动第二滚珠丝杆14上第二滑块16的滑动，实现了支撑臂11沿底座1长度方向上平稳的进行移动，支撑臂11的水平部17底部沿长度方向上开设有第一滑槽18，通过第一滑块21、第一滚珠丝杆19和第一步进电机20的作用下，带动第二支撑板22沿水平部17长度方向上运动，进而实现了带动位于第二支撑板22底部的三维扫描仪主体23的运动，方便对三维扫描仪在水平方向上的位置进行调整，确保三维扫描仪与操作平台7上的多组标准球8进行对准，确保了校准装置的校准精确。

其中，操作平台7为轴对称结构，每组标准球8的第一标准球本体9和第二标准球本体10的中心连线相互平行，且每组标准球8的第一标准球本体9和第二标准球本体10均关于操作平台7的对称轴对称分布。在实际制作过程中，操作平台7上的多组标准球8的直径可以根据实际需要设置成具有不同直径的标准球8，将操作平台7上的操作球作为校准参考，多组不同直径的标准球8对应三维扫描仪不同的量程，所以在进行不同量程的扫描仪的校准时，只需将三维扫描仪对应操作平台7上相应的一组标准球8，增大了三维扫描仪的校准装置的校准量程。每组标准球8的第一标准球本体9和第二标准球本体10沿操作平台7的对称轴依次排布(如图5所示)或每组标准球8的第一标准球本体9和第二标准球本体10分布在操作平台7的对称轴的一侧(如图6所示)，且每组标准球8的第一标准球本体9和第二标准球本体10关于与操作平台7的对称轴相垂直的轴线交错排布。操作平台7上的多组标准球8可沿上述两种不同的形式分布，在实际制作过程中可根据操作平台7的尺寸和形状进行选择。

三维扫描仪的校准装置还包括控制装置24，控制装置24固定在竖直部12外侧，控制装置24分别与电动伸缩杆3、电机6、第一步进电机20、第二步进电机15电连接。通过设置控制装置24，实现了快速便捷的对三维扫描仪主体23进行准确的校准。

以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (7)

1.一种三维扫描仪的校准装置，包括底座，其特征在于，所述底座顶部一侧开设有容纳槽，所述底座顶部另一侧固定设置有支撑臂，所述容纳槽内底部沿竖直方向固定设置有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆顶部固定连接有第一支撑板，所述第一支撑板顶部有通过螺栓固定连接有电机，所述电机的输出端设有操作平台，所述操作平台顶部设置有多组直径不同的标准球，每组标准球包括两个直径相同的第一标准球本体和第二标准球本体；所述支撑臂为由竖直部和水平部构成的L型结构，所述竖直部底部通过移动机构可在沿底座长度方向上移动，所述水平部底部沿长度方向上开设有第一滑槽，所述第一滑槽内设有第一滚珠丝杆，所述第一滚珠丝杆一端与第一步进电机相连接，所述第一滚珠丝杆外侧连接有第一滑块，所述第一滑块底部固定有第二支撑板，所述第二支撑板底部通过安装座连接有三维扫描仪主体。

2.根据权利要求1所述的三维扫描仪的校准装置，其特征在于，所述操作平台为轴对称结构，每组所述标准球的第一标准球本体和第二标准球本体的中心连线相互平行，且每组所述标准球的第一标准球本体和第二标准球本体均关于所述操作平台的对称轴对称分布。

3.根据权利要求2所述的三维扫描仪的校准装置，其特征在于，每组所述标准球的第一标准球本体和第二标准球本体沿所述操作平台的对称轴依次排布。

4.根据权利要求2所述的三维扫描仪的校准装置，其特征在于，每组所述标准球的第一标准球本体和第二标准球本体分布在所述操作平台的对称轴的一侧，且每组所述标准球的第一标准球本体和第二标准球本体关于与所述操作平台的对称轴相垂直的轴线交错排布。

5.根据权利要求1所述的三维扫描仪的校准装置，其特征在于，每组标准球的直径为1-100毫米。

6.根据权利要求1所述的三维扫描仪的校准装置，其特征在于，所述移动机构包括第二滑槽、第二滚珠丝杆、第二步进电机、第二滑块，所述底座顶部沿长度方向上开设有第二滑槽，所述第二滚珠丝杆铺设在所述第二滑槽内，所述第二滚珠丝杆一端与所述第二步进电机相连接，所述第二滚珠丝杆外侧连接有第二滑块，所述竖直部固定在所述第二滑块顶部。

7.根据权利要求6所述的三维扫描仪的校准装置，其特征在于，所述三维扫描仪的校准装置还包括控制装置，所述控制装置固定在所述竖直部外侧，所述控制装置分别与所述电动伸缩杆、电机、第一步进电机、第二步进电机电连接。

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