CN112945143A - 一种模块化组装三维扫描仪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种模块化组装三维扫描仪，包括：电源模块，包括第一壳体，以及设置于第一壳体内的电源；转台模块，包括第二壳体、转动装置，以及设置于转动装置上的转台，部分转动装置设置于第二壳体内，转台位于第二壳体外侧，第二壳体的下端部与第一壳体可拆卸连接；相机模块，包括第三壳体，以及设置于第三壳体内的相机，相机与转台对应设置，第三壳体的下端部与第二壳体的上端部可拆卸连接；投影模块，包括第四壳体，以及设置于第四壳体内的投影装置，投影装置投射结构光线至所述转台上，第四壳体的一端与第三壳体的上端部可拆卸连接。本发明的技术方案是将电源模块、转台模块、相机模块及投影模块进行模块化的拆装，拆装难度较小，省时省力。

Description

一种模块化组装三维扫描仪

技术领域

本发明涉及三维扫描仪领域，特别是涉及一种模块化组装三维扫描仪。

背景技术

随着科技的发展，三维扫描仪的应用越来越广泛。但是现有的三维扫描仪均采用整机结构，当需要对三维扫描仪的部分零件进行更换或者维修，需要将整个三维扫描仪进行拆装，难度较大且费时费力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种模块化组装三维扫描仪，所述模块化组装三维扫描仪具有可以模块化的进行拆装，拆装简单方便且省时省力等特点，具有较好的适用性。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种模块化组装三维扫描仪，包括：电源模块，包括第一壳体，以及设置于所述第一壳体内的电源；转台模块，包括第二壳体、转动装置，以及设置于所述转动装置上的转台，部分所述转动装置设置于所述第二壳体内，所述转台位于所述第二壳体外侧，所述第二壳体的下端部与所述第一壳体可拆卸连接；相机模块，包括第三壳体，以及设置于所述第三壳体内的相机，所述相机与所述转台对应设置，所述第三壳体的下端部与所述第二壳体的上端部可拆卸连接；投影模块，包括第四壳体，以及设置于所述第四壳体内的投影装置，所述投影装置投射结构光线至所述转台上，所述第四壳体的一端与所述第三壳体的上端部可拆卸连接。

优选地，所述第一壳体上设有第一连接孔，所述第二壳体的下端部上设有第二连接孔，紧固件依次穿过所述第一连接孔及所述第二连接孔，以使所述第一壳体与所述第二壳体可拆卸连接。

优选地，所述电源模块还包括设置于所述第一壳体外侧面上的电源接口和数据接口，所述第二壳体的下端部上设有电源插口和数据插口，所述电源接口插设于所述电源插口内，所述数据接口插设于所述数据插口内。

优选地，所述第二壳体的上端部设有第一卡槽，所述第一卡槽内设有第一电性插口，所述第三壳体下端部上设有第一卡接部，所述第一卡接部上设有第一电性接口，所述第一卡接部卡设于所述第一卡槽内，且所述第一电性接口插设于所述第一电性插口内。

优选地，所述转台模块还包括固定设置于所述第二壳体内的安装件，所述转动装置包括固定于所述安装件上的第一电机和第一转轴，以及一端与所述第一电机的输出端连接，另一端与所述第一转轴连接的第一同步带。

优选地，所述第二壳体一侧面上还设有供所述第一转轴一端穿过的第一通孔，所述转动装置还包括设置于所述第一转轴一端且位于所述第二壳体外侧的第二电机和第二转轴，以及一端与所述第二电机的输出端连接，另一端与所述第二转轴连接的第二同步带，所述转台与所述第二转轴连接。

优选地，所述相机设为两个，并对称分布于所述第三壳体内，且所述第三壳体靠近所述转台的侧面上设有两个第二通孔，各所述相机一一通过所述第二通孔与所述转台对应设置。

优选地，所述投影装置包括第一控制件、投影机及反射镜，所述第四壳体靠近所述转台的一侧面上设有第三通孔，所述第一控制件控制所述投影机投射结构光线，所述结构光线先照射至所述反射镜，经所述反射镜反射后的所述结构光线通过所述第三通孔照射至所述转台上。

优选地，所述第三壳体上端部设有第二卡槽，所述第二卡槽内设有第二电性插口，所述第四壳体一端部上设有第二卡接部，所述第二卡接部上设有第二电性接口，所述第二卡接部卡设于所述第二卡槽内，所述第二电性接口插设于所述第二电性插口内。

优选地，所述投影模块还包括保护装置，所述保护装置包括信号发射器及第二控制件，所述信号发射器设置于所述第四壳体的下侧面上，所述第二控制件设置于所述第四壳体内，所述第二控制件控制所述信号发射器朝所述电源模块的方向发射检测光线，所述检测光线设置于所述转台四周并形成保护区域。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

上述技术方案中所提供的一种模块化组装三维扫描仪，电源模块包括第一壳体，第一壳体内还设有电源，所述电源用于给其余三个模块供电，转台模块包括第二壳体和转动装置，部分转动装置设置于第二壳体内，所述转台设置于位于所述第二壳体外侧的所述转动装置上，所述转台可随所述转动装置一起转动，并实现两个方向的转动，且第二壳体的下端部与第一壳体可拆卸连接，相机模块包括第三壳体，以及设置于第三壳体上的相机，相机与转台对应设置，第三壳体的下端部与第二壳体的上端部可拆卸连接，投影模块包括第四壳体，以及设置于第四壳体内的投影装置，投影装置投射结构光线至所述转台上，相机拍摄结构光线照射的物体，第四壳体的一端与第三壳体的上端部可拆卸连接，所述模块化组装三维扫描仪将各零件拆分成了四个模块，且四个模块之间均为可拆卸连接，各模块的拆装简单便捷，省时省力。

附图说明

图1为本发明实施例提供的模块化组装三维扫描仪的示意图。

图2为本发明实施例提供的电源模块的示意图。

图3为本发明实施例提供的电源和部分第一壳体的示意图。

图4为本发明实施例提供的转台模块的示意图。

图5为本发明实施例提供的第二壳体的示意图。

图6为本发明实施例提供的转动装置和转台的示意图。

图7为本发明实施例提供的部分转动装置和转台的示意图。

图8为本发明实施例提供的相机模块的示意图。

图9为本发明实施例提供的第三壳体的示意图。

图10为本发明实施例提供的相机的示意图。

图11为本发明实施例提供的投影模块的示意图。

图12为本发明实施例提供的部分第四壳体和投影装置的示意图。

1、电源模块；11、第一壳体；111、第一连接孔；12、电源；13、电源接口；14、数据接口；2、转台模块；21、第二壳体；211、第二连接孔；212、第一卡槽；213、第一电性插口；214、第一通孔；22、转动装置；221、第一电机；222、第一转轴；223、第一同步带；224、第二电机；225、第二转轴；226、第二同步带；23、转台；24、电源插口；25、数据插口；26、安装件；3、相机模块；31、第三壳体；311、第一卡接部；312、第一电性接口；313、第二通孔；314、第二卡槽；315、第二电性插口；32、相机；4、投影模块；41、第四壳体；411、第三通孔；412、第二卡接部；413、第二电性接口；42、投影装置；421、第一控制件；422、投影机；423、反射镜；431、信号发射器；432、第二控制件。

具体实施方式

以下将结合附图，对本发明进行更为详细的描述，需要说明的是，下参照附图对本发明进行的描述仅是示意性的，而非限制性的。各个不同实施例之间可以进行相互组合，以构成未在以下描述中示出的其他实施例。

请参阅图1，本发明实施例中提供了一种模块化组装三维扫描仪，包括：电源模块1、转台模块2、相机模块3及投影模块4。电源模块1包括第一壳体11，以及设置于所述第一壳体11内的电源12；转台模块2包括第二壳体21、转动装置22，以及设置于所述转动装置22上的转台23，部分所述转动装置22设置于所述第二壳体21内，所述转台23位于所述第二壳体21外侧，所述第二壳体21的下端部与所述第一壳体11可拆卸连接；相机模块3包括第三壳体31，以及设置于所述第三壳体31内的相机32，所述相机32与所述转台23对应设置，所述第三壳体31的下端部与所述第二壳体21的上端部可拆卸连接；投影模块4包括第四壳体41，以及设置于所述第四壳体41内的投影装置42，所述投影装置42投射结构光线至所述转台23上，所述第四壳体41的一端与所述第三壳体31的上端部可拆卸连接。

在上述实施例中，电源模块1包括第一壳体11，第一壳体11内还设有电源12，所述电源12用于给其余三个模块供电，转台模块2包括第二壳体21和转动装置22，部分转动装置22设置于第二壳体21内，所述转台23设置于位于所述第二壳体21外侧的所述转动装置22上，所述转台23可随所述转动装置22一起转动，并实现两个方向的转动，且第二壳体21的下端部与第一壳体11可拆卸连接，相机模块3包括第三壳体31，以及设置于第三壳体31上的相机32，相机32与转台23对应设置，第三壳体31的下端部与第二壳体21的上端部可拆卸连接，投影模块4包括第四壳体41，以及设置于第四壳体41内的投影装置42，投影装置42投射结构光线至所述转台23上，相机32拍摄结构光线照射的物体，第四壳体41的一端与第三壳体31的上端部可拆卸连接，所述模块化组装三维扫描仪将各零件拆分成了四个模块，且四个模块之间均为可拆卸连接，各模块的拆装简单便捷，省时省力。

请参阅图2及图3，所述电源模块1包括第一壳体11，所述第一壳体11内设有电源12，所述第一壳体11上还设有电源接口13，所述电源12通过所述电源接口13给其余三个模块供电。且所述第一壳体11内还设有控制芯片，所述第一壳体11上还设有数据接口14，所述控制芯片通过所述数据接口14控制用于控制其余三个模块的运行。所述电源模块1位于最下侧，因此所述电源模块1起到了底座的作用。为了所述三维扫描仪的安装更为稳定，所述第一壳体11上也可以设置固定孔或者别的固定件，以使所述三维扫描仪固定于桌面或者别的位置。

更为优选地，所述第一壳体11靠近所述电源接口13和数据接口14的端部上还设有多个第一连接孔111，紧固件可穿过所述第一连接孔111以使转台模块2可拆卸固定于所述电源模块1上。

当然，在其他实施例中，所述第一连接孔111的设置位置并不局限于上述情况，例如，可以设置于所述第一壳体11的中间部位，或者别的位置，只要所述电源模块1能给其余模块供电且能稳定放置即可。

请参阅图4至图7，所述转台模块2包括第二壳体21，所述第二壳体21的下端部上设有多个第二连接孔211，紧固件依次穿过所述第一连接孔111和所述第二连接孔211，以使所述转台模块2可拆卸连接于所述电源模块1上。

当然，在其他实施例中，所述电源模块1和所述转台模块2的连接方式并不局限于上述情况，例如，所述电源模块1和所述转台模块2通过卡接方式固定。

更为优选地，所述转台模块2还包括安装件26及转动装置22，所述安装件26通过紧固件可拆卸连接于所述第二壳体21的一内侧面上。所述转动装置22包括第一电机221、第一转轴222及第一同步带223，所述第一电机221和所述第一同步带223均位于所述第二壳体21内部，部分所述第一转轴222位于所述第二壳体21内部。所述第一电机221固定设置于所述安装件26上，所述第一转轴222的一端转动设置于所述安装件26上，所述第一同步带223一端与所述第一电机221的输出端固定连接，另一端与所述第一转轴222靠近所述安装件26的一端连接，所述第一电机221带动所述第一同步带223转动，所述第一同步带223带动所述第一转轴222转动。

更为优选地，所述第二壳体21一侧面上还设有第一通孔214，所述第一转轴222远离所述安装件26的一端穿过所述第一通孔214延伸至所述第二壳体21外侧。

更为优选地，所述转动装置22还包括第二电机224、第二转轴225和第二同步带226，所述第二电机224、所述第二转轴225及所述第二同步带226均位于所述第二壳体21外侧。为了所述第一转轴222能更稳定的带动所述第二电机224、所述第二转轴225及所述第二同步带226一起转动，所述转台模块2还包括固定设置于所述第一转轴222远离所述安装件26端部上的第五壳体，所述第五壳体可随所述第一转轴222一起转动，且所述第二电机224、所述第二转轴225及所述第二同步带226均设置于所述第五壳体内。

更为优选的，所述第二电机224及所述第二转轴225设置于所述第五壳体内，所述第二同步带226一端与所述第二电机224的输出端固定连接，另一端与所述第二转轴225连接，所述第二电机224带动所述第二同步带226转动，所述第二同步带226带动所述第二转轴225转动。所述转台23与所述第二转轴225固定连接，所述转台23可实现两个方向的转动。更为具体的，所述第二电机224、所述第二转轴225、所述第二同步带226及所述转台23均位于所述电源模块1的上侧。

更为优选地，所述第二壳体21下端部设有电源插口24和数据插口25，所述电源接口13插设于所述电源插口24中，实现供电；所述数据接口14插设于所述数据插口25中，实现数据的传输。

更为优选地，所述第二壳体21上端部设有第一卡槽212，所述第一卡槽212沿所述第二壳体21的长度方向延伸设置，且其长度短于所述第二壳体21的长度。在所述第一卡槽212的一侧面上还设有第一电性插口213。

请参阅图8至图10，所述相机模块3包括第三壳体31，所述第三壳体31的下端部设有第一卡接部311，所述第一卡接部311的一侧面上设有第一电性接口312，所述第一卡接部311可滑动卡设于所述第一卡槽212中，且所述第一卡接部311全部卡设于所述第一卡槽212中后，所述第一电性接口312正好插设于所述第一电性插口213中，所述转台模块2与所述相机模块3通过所述第一电性接口312和所述第一电性插口213实现供电和数据的传输。

更为优选地，所述第三壳体31靠近所述转台23的一侧面上还对称设有两个第二通孔313，所述相机模块3还包括设置于所述第三壳体31内部的相机32，所述相机32设为两个，各所述相机32一一对应穿过所述第二通孔313，以使所述相机32的镜头拍摄安装于所述转台23上的物体。

为了所述相机32安装的更加稳定，所述相机模块3还包括设置于所述第三壳体31内的两个安装板，所述安装板中间弯折，形成呈夹角设置的上下两部分，下部分可通过紧固件可拆卸安装在于所述第三壳体31设有所述第二通孔313的内侧面上，所述相机32可一一对应设置于上部分。且由于所述安装板的上部分呈夹角设置，所述相机32也可呈倾斜设置，并且倾斜设置的所述相机32的镜头正好对准所述转台23。

更为优选地，所述第三壳体31的上端部还设有第二卡槽314，所述第二卡槽314沿所述第三壳体31的长度方向延伸设置，且其长度短于所述第三壳体31的长度。所述第二卡槽314的一侧面上还设有第二电性插口315。

请参阅图11至图12，所述投影模块4包括第四壳体41，所述第四壳体41的一端部上设有第二卡接部412，所述第二卡接部412的一侧面上还设于第二电性接口413，所述第二卡接部412可滑动卡设于所述第二卡槽314中。且所述第二卡接部412全部卡设于所述第二卡槽314中时，所述第二电性接口413正好插设于所述第二电性插口315中。所述投影模块4与所述相机模块3通过所述第二电性接口413和所述第二电性插口315实现供电可数据的传输。

更为优选地，所述第四壳体41位于所述转台23的上侧。所述第四壳体41靠近所述转台23的一侧面上还设有第三通孔411。所述投影模块4还包括投影装置42，所述投影装置42包括第一控制件421、投影机422及反射镜423。所述第一控制件421具体为控制电路板，所述第一控制件421可控制所述投影机422投射结构光线。所述投影机422和所述反射镜423分别位于所述第三通孔411的两侧。所述反射镜423中间弯折，形成呈夹角设置的上下两部分，下部分通过紧固件可拆卸连接于所述第四壳体41的内侧面上，所述上部分与竖直方向呈夹角设置，所述投影机422投射的结构光线先照射至所述反射镜423上，经所述反射镜423反射最后投射至所述转台23上的物体上。

更为优选地，所述投影模块4还包括信号发射器431和第二控制件432。所述信号发射器431呈“U”形，所述信号发射器431的开口朝向所述第二卡接部412，其余三边分别设置于所述第四壳体41的其余三端部上，且所述信号发射器431具体设置于所述第四壳体41靠近所述电源模块1的侧面上。所述信号发射器431可以发射检测光线，具体为不可见光，所述检测光线朝所述电源模块1的方向发射，直至照射至所述第一壳体11上。所述第一壳体11和所述第四壳体41之间的空间被所述检测光线形成的光幕所包围，该包围的区域为保护区域。所述转台23位于保护区域中。所述第二控制件432设置于所述第四壳体41内，当所述三维扫描仪开始工作时，所述第二控制件432同时控制所述信号发射器431发射检测光线。

更为优选地，当有异物，例如人手进入保护区域中时，检测光线会照射至人手上，此时所述第二控制件432内部的电压会产生变化，所述第二控制件432根据该电压的变化分析得到有异物进入保护区域中，并生成停机命令，该停机命令发送至所述电源模块1中的所述控制芯片，所述控制芯片控制所述转台23停止转动，防止误伤人手和造成设备的损坏。

综上所述，所述电源模块1位于最下侧，用于给其余三个模块供电和传输数据，所述转台模块2下端部与所述电源模块1可拆卸连接，且所述电源模块1的控制芯片可控制所述转台23的转动，所述相机模块3下端与所述转台模块2上端卡接，所述相机模块3上端与所述投影模块4一端卡接。所述转台23上安装有被检测物体，所述第一控制件421控制所述投影机422投射结构光线，结构光线先照射至反射镜423，经所述反射镜423反射的结构光线照射至被检测物体上，所述相机32拍摄被结构光线照射的被检测物体，并形成多角度的二维图，该多张二维图的数据先传输至所述电源模块1，再由所述电源模块1传输至外部设备，由外部设备进行处理并合成三维模型。所述三维扫描仪将各零件拆分成四个模块，各模块之间实现可拆卸连接，若需要对其中某些零件进行维修或者更换等，只需要对某个模块单独拆装，且拆装简单方便，省时省力。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种模块化组装三维扫描仪，其特征在于，包括：

电源模块(1)，包括第一壳体(11)，以及设置于所述第一壳体(11)内的电源(12)；

转台模块(2)，包括第二壳体(21)、转动装置(22)，以及设置于所述转动装置(22)上的转台(23)，部分所述转动装置(22)设置于所述第二壳体(21)内，所述转台(23)位于所述第二壳体(21)外侧，所述第二壳体(21)的下端部与所述第一壳体(11)可拆卸连接；

相机模块(3)，包括第三壳体(31)，以及设置于所述第三壳体(31)内的相机(32)，所述相机(32)与所述转台(23)对应设置，所述第三壳体(31)的下端部与所述第二壳体(21)的上端部可拆卸连接；

投影模块(4)，包括第四壳体(41)，以及设置于所述第四壳体(41)内的投影装置(42)，所述投影装置(42)投射结构光线至所述转台(23)上，所述第四壳体(41)的一端与所述第三壳体(31)的上端部可拆卸连接。

2.如权利要求1所述的模块化组装三维扫描仪，其特征在于，所述第一壳体(11)上设有第一连接孔(111)，所述第二壳体(21)的下端部上设有第二连接孔(211)，紧固件依次穿过所述第一连接孔(111)及所述第二连接孔(211)，以使所述第一壳体(11)与所述第二壳体(21)可拆卸连接。

3.如权利要求1所述的模块化组装三维扫描仪，其特征在于，所述电源模块(1)还包括设置于所述第一壳体(11)外侧面上的电源接口(13)和数据接口(14)，所述转台模块(2)还包括设置于所述第二壳体(21)的下端部上的电源插口(24)和数据插口(25)，所述电源接口(13)插设于所述电源插口(24)内，所述数据接口(14)插设于所述数据插口(25)内。

4.如权利要求1所述的模块化组装三维扫描仪，其特征在于，所述第二壳体(21)的上端部设有第一卡槽(212)，所述第一卡槽(212)内设有第一电性插口(213)，所述第三壳体(31)下端部上设有第一卡接部(311)，所述第一卡接部(311)上设有第一电性接口(312)，所述第一卡接部(311)卡设于所述第一卡槽(212)内，且所述第一电性接口(312)插设于所述第一电性插口(213)内。

5.如权利要求1所述的模块化组装三维扫描仪，其特征在于，所述转台模块(2)还包括固定设置于所述第二壳体(21)内的安装件(26)，所述转动装置(22)包括固定于所述安装件(26)上的第一电机(221)和第一转轴(222)，以及一端与所述第一电机(221)的输出端连接，另一端与所述第一转轴(222)连接的第一同步带(223)。

6.如权利要求5所述的模块化组装三维扫描仪，其特征在于，所述第二壳体(21)一侧面上还设有供所述第一转轴(222)一端穿过的第一通孔(214)，所述转动装置(22)还包括设置于所述第一转轴(222)一端且位于所述第二壳体(21)外侧的第二电机(224)和第二转轴(225)，以及一端与所述第二电机(224)的输出端连接，另一端与所述第二转轴(225)连接的第二同步带(226)，所述转台(23)与所述第二转轴(225)连接。

7.如权利要求1所述的模块化组装三维扫描仪，其特征在于，所述相机(32)设为两个，并对称分布于所述第三壳体(31)内，且所述第三壳体(31)靠近所述转台(23)的侧面上设有两个第二通孔(313)，各所述相机(32)一一通过所述第二通孔(313)与所述转台(23)对应设置。

8.如权利要求1所述的模块化组装三维扫描仪，其特征在于，所述投影装置(42)包括第一控制件(421)、投影机(422)及反射镜(423)，所述第四壳体(41)靠近所述转台(23)的一侧面上设有第三通孔(411)，所述第一控制件(421)控制所述投影机(422)投射结构光线，所述结构光线先照射至所述反射镜(423)，经所述反射镜(423)反射后的所述结构光线通过所述第三通孔(411)照射至所述转台(23)上。

9.如权利要求1所述的模块化组装三维扫描仪，其特征在于，所述第三壳体(31)上端部设有第二卡槽(314)，所述第二卡槽(314)内设有第二电性插口(315)，所述第四壳体(41)一端部上设有第二卡接部(412)，所述第二卡接部(412)上设有第二电性接口(413)，所述第二卡接部(412)卡设于所述第二卡槽(314)内，所述第二电性接口(413)插设于所述第二电性插口(315)内。

10.如权利要求1所述的模块化组装三维扫描仪，其特征在于，所述投影模块(4)还包括保护装置，所述保护装置包括信号发射器(431)及第二控制件(432)，所述信号发射器(431)设置于所述第四壳体(41)的下侧面上，所述第二控制件(432)设置于所述第四壳体(41)内，所述第二控制件(432)控制所述信号发射器(431)朝所述电源模块(1)的方向发射检测光线，所述检测光线设置于所述转台(23)四周并形成保护区域。

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