CN112414301A - 一种用于线结构光三维测量的设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及三维测量领域，且公开了一种用于线结构光三维测量的设备，包括外框，外框的前侧壁面左右两端均开设有摄像孔，外框的前侧壁面中间位置开设有投影孔，外框的顶部壁面后侧开设有圆形孔，外框的顶部设置有第一轴承，第一轴承的侧壁与外框上圆形孔对应位置壁面固定连接，外框的内部设置有摄像机。本发明中，该用于线结构光三维测量的设备，再通过三角测量原理得出拍摄的物品的三维特征，通过旋转转板，使两组收纳棒旋转，两组收纳棒旋转，使两组滚轮之间的胶片上的黑色颜料的密度不同，密度越大，两组摄像机拍摄出的黑色阴影也就越多，相同的阴影的部分也就越多，计算物品的三维特征也就越精准，达到了方便更换格雷码图片的效果。

Description

一种用于线结构光三维测量的设备

技术领域

本发明涉及纸箱打包领域，尤其涉及一种用于线结构光三维测量的设备。

背景技术

三维测量，顾名思义就是被测物进行全方位测量，确定被测物的三维坐标测量数据。其测量原理分为测距、角位移、扫描、定向四个方面。根据三维技术原理研发的仪器包括拍照式（结构光）三维扫描仪、激光三维扫描仪和三坐标测量机三种测量仪器。

目前市场上已有的三维测量，通过灯光在格雷码图片上，使需要测量的物品上呈现出阴影，拿两个摄像机从不同的地方拍摄这个物品，找出照片中相同的地方，通过三角测量原理得出所拍摄的物品的三维特征，但是在拍摄时，需要频繁的更换不同密度格雷码图片，降低工作效率。为此，我们提出一种用于线结构光三维测量的设备。

发明内容

本发明主要是解决上述现有技术所存在的技术问题，提供一种用于线结构光三维测量的设备。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案，一种用于线结构光三维测量的设备，包括外框，外框的前侧壁面左右两端均开设有摄像孔，外框的前侧壁面中间位置开设有投影孔，外框的顶部壁面后侧开设有圆形孔，外框的顶部设置有第一轴承，第一轴承的侧壁与外框上圆形孔对应位置壁面固定连接，外框的内部设置有摄像机，摄像机共有两组，两组摄像机分别位于外框内部左右两侧，两组摄像机的输出端分别与两组摄像孔相互对应，外框的内部中间位置靠近后侧的左右两端均设置有两组限位板，四组限位板的顶部壁面均开设有圆形孔，外框的内部设置有两组收纳棒，两组收纳棒的侧壁分别与外框内部左右两侧的两组限位板上圆形孔的对应位置壁面固定连接，外框的内部底部壁面开设有两组圆形孔，外框内部两组圆形孔对应位置壁面上均固定安装有第一轴承，两组收纳棒的侧壁底端分别与外框内部两组第一轴承上孔对应位置壁面固定连接，外框的内部设置有胶片，胶片的后侧壁面上均涂有黑色颜料，越靠近左侧涂有黑色的部分越密集且越细，胶片的左右两端分别缠绕在两组收纳棒的侧壁上，外框的内部底部壁面前侧左右两端均固定安装有固定杆，固定杆的侧壁上套有滚轮，胶片的上对应位置后侧壁面与滚轮的侧壁对应位置相互贴合，胶片上与两组滚轮侧壁前端相互贴合的部分的前侧壁面与投影孔相互对应，外框的内部设置有照明灯，照明灯的底部壁面与外框内部底部壁面固定连接，外框的内部设置有凹透镜，凹透镜的底部壁面与外框内部底部壁面固定连接，凹透镜的后侧壁面与照明灯的输出端相互对应，凹透镜的前侧壁面与两组滚轮之间的空隙相互对应，外框的外部设置有第一连接杆，第一连接杆的底端通过外框顶部壁面上圆形孔延伸至外框的内部，第一连接杆的侧壁与外框顶部壁面上第一轴承上孔对应位置壁面固定连接，第一连接杆的顶部壁面固定安装有转板，转板的侧壁设置有凸痕，外框的内部设置有第一齿轮，第一齿轮上孔对应位置壁面与第一连接杆的侧壁底端固定连接，靠近顶部的练两组限位板的顶部壁面均固定安装有第二连接杆，外框的内部设置有两组第二轴承，两组第二轴承上孔对应位置壁面分别与两组第二连接杆上侧壁对应位置固定连接，外框的内部设置有两组第二齿轮，两组第二齿轮上孔对应位置壁面分别与两组第二轴承上侧壁固定连接，两组第二齿轮之间设置有第三齿轮，第三齿轮上孔对应位置壁面上固定安装有第二轴承，第二轴承上孔对应位置壁面上固定安装有第二连接杆，三组第二连接杆的顶部壁面分别与外框内部顶部壁面对应位置固定连接，两组第二齿轮均与第三齿轮的左右两端相互啮合，第一连接杆与第三齿轮的前端相互啮合，外框的底部壁面开设有圆形通孔，外框上圆形通孔对应位置壁面上固定安装有第三轴承，第三轴承上孔对应位置壁面固定安装有转杆，转杆的底部壁面固定安装有支撑板，支撑板的底部壁面开设有三组限位槽，三组限位槽均呈梯形状，三组限位槽上靠近中心点的一侧壁面和远离中心点的一侧壁面均开设有转孔，三组限位槽内部的转孔上对应位置壁面均固定安装有第四轴承，支撑板的底部设置有三组支撑杆。

作为优选，三组所述支撑杆的侧壁顶端左右两端均固定安装有限位杆，三组支撑杆上两组限位杆侧壁分别与限位槽内部的两组第四轴承上孔对应位置壁面固定连接。

作为优选，三组所述支撑杆的侧壁上分别套有限位框，三组限位框的侧壁上均固定安装有圆杆，三组圆杆将三组限位框固定连接起来，三组限位框的内部壁面均开设有多组圆形孔。

作为优选，三组所述限位框内部均设置有多组顶板，三组限位框内部的多组顶板分别与三组限位框内部的圆形孔相互对应，三组限位框内部的多组圆形孔内部均设置有弹簧。

作为优选，三组所述限位框内部的弹簧的两端分别与三组限位框内部的顶板远离中心点的一侧壁面和三组限位框内部圆形孔远离中心的一侧壁面固定连接。

有益效果

本发明提供了一种用于线结构光三维测量的设备。具备以下有益效果：

（1）、该用于线结构光三维测量的设备，将两组摄像孔对准需要拍摄的物品，将照明灯打开，照明灯发出的光照射在胶片上，需要拍摄的物品会呈现有黑色的阴影，两组摄像机将该画面拍摄下来，两组摄像机拍摄出的照片均有黑色阴影的地方，找出两张照片中有相同黑色阴影的地方，再通过三角测量原理得出拍摄的物品的三维特征，通过旋转转板，使两组收纳棒旋转，两组收纳棒旋转，使两组滚轮之间的胶片上的黑色颜料的密度不同，密度越大，两组摄像机拍摄出的黑色阴影也就越多，相同的阴影的部分也就越多，计算物品的三维特征也就越精准，达到了方便更换格雷码图片的效果。

（2）、该用于线结构光三维测量的设备，外框的内部设置有两组滚轮，两组滚轮均套在固定杆的侧壁上，胶片的后侧壁面与滚轮的侧壁相互贴合，使胶片以更加平整的呈现出来，滚轮呈圆柱状，避免了胶片的侧壁被折弯的情况发生。

（3）、该用于线结构光三维测量的设备，外框的内部设置有凹透镜，凹透镜将照明灯发出的光散开，再通过投影孔照射出去，提高了照明灯的照射范围，使胶片的后侧壁面都会被照明灯照射到，降低照明灯的能耗，达到了提高该设备的一次使用时间的效果。

（4）、该用于线结构光三维测量的设备，转杆固定安装在第三轴承上，转杆的底部固定安装有支撑板，所以外框可以在支撑板的顶部上随意旋转，三组支撑杆分别处在三组限位槽的内部，三组支撑杆的侧壁两端分别通过两组限位杆，使支撑杆固定在限位槽的内部，因为三组限位槽均呈梯形状，所以三组支撑杆在限位槽的内部有足够的旋转空间，三组支撑杆能够支撑的范围也就越大，达到了方便使用的效果。

（5）、该用于线结构光三维测量的设备，三组支撑杆的侧壁均套有限位框，三组限位框通过三组圆杆相互连接起来，三组限位框可以限定三组支撑杆的活动范围，三组限位框内部设置有多组顶板，多组顶板远离中心的一端均固定连接有弹簧，所以顶板可以随着限位框的位置移动而倾斜，提高限位框与支撑杆之间的接触面积，达到了提高三组支撑杆支撑的稳定性的效果。

附图说明

图1为本发明线结构光三维测量的设备主视图；

图2为本发明外框内部示意图；

图3为本发明外框内部剖视图；

图4为本发明支撑板俯视图；

图5为本发明支撑板剖视图；

图6为本发明限位框主视图；

图7为本发明限位框剖视图。

图例说明：

1外框、2摄像孔、3投影孔、4第一轴承、5摄像机、6限位板、7收纳棒、8胶片、9固定杆、10滚轮、11照明灯、12凹透镜、13第一连接杆、14转板、15第一齿轮、16第二连接杆、17第二轴承、18第二齿轮、19第三齿轮、20第三轴承、21转杆、22支撑板、23限位槽、24转孔、25第四轴承、26支撑杆、27限位杆、28限位框、29圆杆、30顶板、31弹簧。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：如图1-图7所示，一种用于线结构光三维测量的设备，包括外框1，外框1呈空心矩体状，外框1的前侧壁面左右两端均开设有摄像孔2，两组摄像孔2均呈圆形状，外框1的前侧壁面中间位置开设有投影孔3，投影孔3呈矩形状，外框1的顶部壁面后侧开设有圆形孔，外框1的顶部设置有第一轴承4，第一轴承4的侧壁与外框1上圆形孔对应位置壁面固定连接，外框1的内部设置有摄像机5，摄像机5为已公开技术，在此不做赘述，摄像机5共有两组，两组摄像机5分别位于外框1内部左右两侧，两组摄像机5的输出端分别与两组摄像孔2相互对应，外框1的内部中间位置靠近后侧的左右两端均设置有两组限位板6，四组限位板6的顶部壁面均开设有圆形孔，外框1的内部设置有两组收纳棒7，两组收纳棒7的侧壁分别与外框1内部左右两侧的两组限位板6上圆形孔的对应位置壁面固定连接，外框1的内部底部壁面开设有两组圆形孔，外框1内部两组圆形孔对应位置壁面上均固定安装有第一轴承4，两组收纳棒7的侧壁底端分别与外框1内部两组第一轴承4上孔对应位置壁面固定连接，外框1的内部设置有胶片8，胶片8为已公技术，在此不做赘述，胶片8的后侧壁面上均涂有黑色颜料，越靠近左侧涂有黑色的部分越密集且越细，使胶片8达到格雷码图片的效果，胶片8的左右两端分别缠绕在两组收纳棒7的侧壁上，外框1的内部底部壁面前侧左右两端均固定安装有固定杆9，固定杆9的侧壁上套有滚轮10，胶片8的上对应位置后侧壁面与滚轮10的侧壁对应位置相互贴合，胶片8上与两组滚轮10侧壁前端相互贴合的部分的前侧壁面与投影孔3相互对应，外框1的内部设置有照明灯11，照明灯11为已公开技术，在此不做赘述，照明灯11的底部壁面与外框1内部底部壁面固定连接，外框1的内部设置有凹透镜12，凹透镜12为已公开技术，在此不作赘述，凹透镜12的底部壁面与外框1内部底部壁面固定连接，凹透镜12的后侧壁面与照明灯11的输出端相互对应，凹透镜12的前侧壁面与两组滚轮10之间的空隙相互对应，外框1的外部设置有第一连接杆13，第一连接杆13的底端通过外框1顶部壁面上圆形孔延伸至外框1的内部，第一连接杆13的侧壁与外框1顶部壁面上第一轴承4上孔对应位置壁面固定连接，第一连接杆13的顶部壁面固定安装有转板14，转板14的侧壁设置有凸痕，外框1的内部设置有第一齿轮15，第一齿轮15上孔对应位置壁面与第一连接杆13的侧壁底端固定连接，靠近顶部的练两组限位板6的顶部壁面均固定安装有第二连接杆16，外框1的内部设置有两组第二轴承17，两组第二轴承17上孔对应位置壁面分别与两组第二连接杆16上侧壁对应位置固定连接，外框1的内部设置有两组第二齿轮18，两组第二齿轮18上孔对应位置壁面分别与两组第二轴承17上侧壁固定连接，两组第二齿轮18之间设置有第三齿轮19，第三齿轮19上孔对应位置壁面上固定安装有第二轴承17，第二轴承17上孔对应位置壁面上固定安装有第二连接杆16，三组第二连接杆16的顶部壁面分别与外框1内部顶部壁面对应位置固定连接，两组第二齿轮18均与第三齿轮19的左右两端相互啮合，第一连接杆13与第三齿轮19的前端相互啮合，外框1的底部壁面开设有圆形通孔，外框1上圆形通孔对应位置壁面上固定安装有第三轴承20，第三轴承20上孔对应位置壁面固定安装有转杆21，转杆21的底部壁面固定安装有支撑板22，支撑板22的底部壁面开设有三组限位槽23，三组限位槽23均呈梯形状，三组限位槽23上靠近中心点的一侧壁面和远离中心点的一侧壁面均开设有转孔24，三组限位槽23内部的转孔24上对应位置壁面均固定安装有第四轴承25，支撑板22的底部设置有三组支撑杆26，三组支撑杆26的侧壁顶端左右两端均固定安装有限位杆27，三组支撑杆26上两组限位杆27侧壁分别与限位槽23内部的两组第四轴承25上孔对应位置壁面固定连接，三组支撑杆26的侧壁上分别套有限位框28，三组限位框28的侧壁上均固定安装有圆杆29，三组圆杆29将三组限位框28固定连接起来，三组限位框28的内部壁面均开设有多组圆形孔，三组限位框28内部均设置有多组顶板30，三组限位框28内部的多组顶板30分别与三组限位框28内部的圆形孔相互对应，三组限位框28内部的多组圆形孔内部均设置有弹簧31，三组限位框28内部的弹簧31的两端分别与三组限位框28内部的顶板30远离中心点的一侧壁面和三组限位框28内部圆形孔远离中心的一侧壁面固定连接。

本发明的工作原理：

在使用时，将两组摄像孔2对准需要拍摄的物品，将照明灯11打开，照明灯11发出的光照射在胶片8上，需要拍摄的物品会呈现有黑色的阴影，两组摄像机5将该画面拍摄下来，两组摄像机5拍摄出的照片均有黑色阴影的地方，找出两张照片中有相同黑色阴影的地方，再通过三角测量原理得出拍摄的物品的三维特征，通过旋转转板14，使两组收纳棒7旋转，两组收纳棒7旋转，使两组滚轮10之间的胶片8上的黑色颜料的密度不同，密度越大，两组摄像机5拍摄出的黑色阴影也就越多，相同的阴影的部分也就越多，计算物品的三维特征也就越精准，达到了方便更换格雷码图片的效果。

外框1的内部设置有两组滚轮10，两组滚轮10均套在固定杆9的侧壁上，胶片8的后侧壁面与滚轮10的侧壁相互贴合，使胶片8以更加平整的呈现出来，滚轮10呈圆柱状，避免了胶片8的侧壁被折弯的情况发生。

外框1的内部设置有凹透镜12，凹透镜12将照明灯11发出的光散开，再通过投影孔3照射出去，提高了照明灯11的照射范围，使胶片8的后侧壁面都会被照明灯11照射到，降低照明灯11的能耗，达到了提高该设备的一次使用时间的效果。

转杆21固定安装在第三轴承20上，转杆21的底部固定安装有支撑板22，所以外框1可以在支撑板22的顶部上随意旋转，三组支撑杆26分别处在三组限位槽23的内部，三组支撑杆26的侧壁两端分别通过两组限位杆27，使支撑杆26固定在限位槽23的内部，因为三组限位槽23均呈梯形状，所以三组支撑杆26在限位槽23的内部有足够的旋转空间，三组支撑杆26能够支撑的范围也就越大，达到了方便使用的效果。

三组支撑杆26的侧壁均套有限位框28，三组限位框28通过三组圆杆29相互连接起来，三组限位框28可以限定三组支撑杆26的活动范围，三组限位框28内部设置有多组顶板30，多组顶板30远离中心的一端均固定连接有弹簧31，所以顶板30可以随着限位框28的位置移动而倾斜，提高限位框28与支撑杆26之间的接触面积，达到了提高三组支撑杆26支撑的稳定性的效果。

最后，应当指出，以上实施例仅是本发明较有代表性的例子。显然，本发明不限于上述实施例，还可以有许多变形。凡是依据本发明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，均应认为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于线结构光三维测量的设备，包括外框（1），其特征在于：所述外框（1）的前侧壁面左右两端均开设有摄像孔（2），外框（1）的前侧壁面中间位置开设有投影孔（3），外框（1）的顶部壁面后侧开设有圆形孔，外框（1）的顶部设置有第一轴承（4），外框（1）的内部设置有摄像机（5），外框（1）的内部中间位置靠近后侧的左右两端均设置有两组限位板（6），四组限位板（6）的顶部壁面均开设有圆形孔，外框（1）的内部设置有两组收纳棒（7），外框（1）的内部设置有胶片（8），外框（1）的内部设置有照明灯（11），外框（1）的外部设置有第一连接杆（13），第一连接杆（13）的底端通过外框（1）顶部壁面上圆形孔延伸至外框（1）的内部，第一连接杆（13）的侧壁与外框（1）顶部壁面上第一轴承（4）上孔对应位置壁面固定连接，第一连接杆（13）的顶部壁面固定安装有转板（14），转板（14）的侧壁设置有凸痕，外框（1）的内部设置有第一齿轮（15），第一齿轮（15）上孔对应位置壁面与第一连接杆（13）的侧壁底端固定连接，靠近顶部的练两组限位板（6）的顶部壁面均固定安装有第二连接杆（16），外框（1）的内部设置有两组第二轴承（17），两组第二轴承（17）上孔对应位置壁面分别与两组第二连接杆（16）上侧壁对应位置固定连接，外框（1）的内部设置有两组第二齿轮（18），两组第二齿轮（18）上孔对应位置壁面分别与两组第二轴承（17）上侧壁固定连接，两组第二齿轮（18）之间设置有第三齿轮（19），第三齿轮（19）上孔对应位置壁面上固定安装有第二轴承（17），第二轴承（17）上孔对应位置壁面上固定安装有第二连接杆（16），三组第二连接杆（16）的顶部壁面分别与外框（1）内部顶部壁面对应位置固定连接，两组第二齿轮（18）均与第三齿轮（19）的左右两端相互啮合，第一连接杆（13）与第三齿轮（19）的前端相互啮合，外框（1）的底部壁面开设有圆形通孔，外框（1）上圆形通孔对应位置壁面上固定安装有第三轴承（20），第三轴承（20）上孔对应位置壁面固定安装有转杆（21），转杆（21）的底部壁面固定安装有支撑板（22）。

2.根据权利要求1所述的一种用于线结构光三维测量的设备，其特征在于：所述外框（1）的内部底部壁面前侧左右两端均固定安装有固定杆（9），固定杆（9）的侧壁上套有滚轮（10），胶片（8）的上对应位置后侧壁面与滚轮（10）的侧壁对应位置相互贴合，胶片（8）上与两组滚轮（10）侧壁前端相互贴合的部分的前侧壁面与投影孔（3）相互对应。

3.根据权利要求1所述的一种用于线结构光三维测量的设备，其特征在于：所述照明灯（11）的底部壁面与外框（1）内部底部壁面固定连接，外框（1）的内部设置有凹透镜（12），凹透镜（12）的底部壁面与外框（1）内部底部壁面固定连接，凹透镜（12）的后侧壁面与照明灯（11）的输出端相互对应，凹透镜（12）的前侧壁面与两组滚轮（10）之间的空隙相互对应。

4.根据权利要求1所述的一种用于线结构光三维测量的设备，其特征在于：所述支撑板（22）的底部壁面开设有三组限位槽（23），三组限位槽（23）均呈梯形状，三组限位槽（23）上靠近中心点的一侧壁面和远离中心点的一侧壁面均开设有转孔（24），三组限位槽（23）内部的转孔（24）上对应位置壁面均固定安装有第四轴承（25），支撑板（22）的底部设置有三组支撑杆（26）。

5.根据权利要求1所述的一种用于线结构光三维测量的设备，其特征在于：三组所述支撑杆（26）的侧壁上分别套有限位框（28），三组限位框（28）的侧壁上均固定安装有圆杆（29），三组圆杆（29）将三组限位框（28）固定连接起来，三组限位框（28）的内部壁面均开设有多组圆形孔，三组限位框（28）内部均设置有多组顶板（30），三组限位框（28）内部的多组顶板（30）分别与三组限位框（28）内部的圆形孔相互对应。

6.根据权利要求1所述的一种用于线结构光三维测量的设备，其特征在于：所述第一轴承（4）的侧壁与外框（1）上圆形孔对应位置壁面固定连接，摄像机（5）共有两组，两组摄像机（5）分别位于外框（1）内部左右两侧，两组摄像机（5）的输出端分别与两组摄像孔（2）相互对应。

7.根据权利要求1所述的一种用于线结构光三维测量的设备，其特征在于：两组所述收纳棒（7）的侧壁分别与外框（1）内部左右两侧的两组限位板（6）上圆形孔的对应位置壁面固定连接，外框（1）的内部底部壁面开设有两组圆形孔，外框（1）内部两组圆形孔对应位置壁面上均固定安装有第一轴承（4），两组收纳棒（7）的侧壁底端分别与外框（1）内部两组第一轴承（4）上孔对应位置壁面固定连接。

8.根据权利要求1所述的一种用于线结构光三维测量的设备，其特征在于：所述胶片（8）的后侧壁面上均涂有黑色颜料，越靠近左侧涂有黑色的部分越密集且越细，胶片（8）的左右两端分别缠绕在两组收纳棒（7）的侧壁上。

9.根据权利要求4所述的一种用于线结构光三维测量的设备，其特征在于：三组所述支撑杆（26）的侧壁顶端左右两端均固定安装有限位杆（27），三组支撑杆（26）上两组限位杆（27）侧壁分别与限位槽（23）内部的两组第四轴承（25）上孔对应位置壁面固定连接。

10.根据权利要求5所述的一种用于线结构光三维测量的设备，其特征在于：三组所述限位框（28）内部的多组圆形孔内部均设置有弹簧（31），三组限位框（28）内部的弹簧（31）的两端分别与三组限位框（28）内部的顶板（30）远离中心点的一侧壁面和三组限位框（28）内部圆形孔远离中心的一侧壁面固定连接。

Images