CN113251946A - 一种基于结构光三维信息获取的全方位信息采集系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于结构光三维信息获取的全方位信息采集系统，包括箱体、触发机构、驱动机构、联动机构、盖合机构、清洁机构、蓄电池、光敏电阻、信息采集器和盖板，所述箱体内固定连接有蓄电池，所述箱体侧壁嵌设有光敏电阻，所述箱体内部滑动连接有联动机构，所述信息采集器固定连接在联动机构顶部。本发明中通过设置光敏电阻、热膨胀球和凹槽等结构，使本装置仅可在光照强烈的天气中才会自动启动使用，在阴雨大风天气中信息采集器收藏在箱体内部，从而避免雨水沙尘对信息采集器造成短路等故障，同时利用磁性滑杆一端焊接固定的清洗刷和信息采集器表面相抵，对信息采集器的表面进行清洗，使其对全方位信息采集更加清晰和准确。
Description
技术领域
本发明涉及信息采集系统技术领域，尤其涉及一种基于结构光三维信息获取的全方位信息采集系统。
背景技术
结构光是一组由投影仪和摄像头组成的系统结构，是根据物体造成的光信号的变化来计算物体的位置和深度等信息，进而复原整个三维空间，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。
在目前的地貌测量中，往往需要使用基于结构光三维信息获取的信息采集系统，但是因地貌测量处于户外环境且测量周期长，需要人工去对设备进行开启和关闭，且其测量过程中遇到雨水大风天气的时候，现有的信息采集系统无法自动关闭采集工作，往往会使得信息采集器具有短路等故障隐患。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种基于结构光三维信息获取的全方位信息采集系统。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种基于结构光三维信息获取的全方位信息采集系统，包括箱体、触发机构、驱动机构、联动机构、盖合机构、清洁机构、蓄电池、光敏电阻、信息采集器和盖板，所述箱体内固定连接有蓄电池，所述箱体侧壁嵌设有光敏电阻，所述箱体内部滑动连接有联动机构，所述信息采集器固定连接在联动机构顶部，所述箱体底部侧壁开设有根据光照情况进行信息采集控制的触发机构，所述触发机构内部密封滑动连接有对联动机构提供动力的驱动机构，所述箱体的内壁转动连接有对箱体顶部进行封闭和打开的盖合机构，所述箱体的内壁固定连接有对信息采集器上的灰尘进行清洗的清洁机构，所述盖合机构上共同转动连接有两个盖板。
优选地，所述触发机构包括凹槽、透光板、光膨胀球、光膨胀材料，所述箱体底部侧壁对称开设有凹槽，每个所述凹槽的内壁均固定连接有透光板，每个所述凹槽内均放置有光膨胀球，每个所述光膨胀球内均填充有光膨胀材料。
优选地，所述驱动机构包括活塞、第一弹簧、软管和弹性气囊，所述凹槽远离透光板的内壁焊接固定有弹簧，所述弹簧的另一端焊接固定有活塞，所述活塞密封滑动连接在凹槽内，所述箱体内壁固定连接有弹性气囊，所述弹性气囊通过软管和凹槽固定连通。
优选地，所述联动机构包括第一扇形齿轮、第二扇形齿轮、转轴、连接杆、推杆、滑块、滑槽、支撑板和限位杆，所述箱体内壁对称开设有滑槽，每个所述滑槽内均滑动连接有滑块，两个所述滑块共同焊接固定有支撑板，所述箱体的内壁固定连接有限位杆，所述限位杆和第一扇形齿轮相抵。
优选地，所述箱体内壁对称贯穿转动连接有转轴，其中一个所述转轴上焊接固定有第一扇形齿轮，另一个所述转轴上焊接固定有第二扇形齿轮，所述第二扇形齿轮和第一扇形齿轮啮合连接，每个所述转轴上均焊接固定有连接杆，所述连接杆远离转轴的一端转动连接有推杆，所述推杆远离连接杆的一端转动连接在支撑板侧壁。
优选地，所述盖合机构包括第一转杆、第二转杆和圆杆，所述箱体的侧壁对称转动连接有圆杆，所述圆杆上焊接固定有第二转杆，每个所述转轴侧壁均焊接固定有第一转杆，每个所述第一转杆远离转轴的一端均转动连接在对应的一个盖板上，每个所述第二转杆远离圆杆的一端均转动连接在对应的一个盖板上。
优选地，所述清洁机构包括压电片、底座、插槽、磁性滑杆、清洗刷、电磁铁和第二弹簧，所述凹槽内壁固定连接有压电片，所述箱体内壁固定连接有底座，所述底座内壁开设有插槽，所述插槽内通过第二弹簧弹性连接有磁性滑杆。
优选地，所述所述磁性滑杆远离插槽的一端固定连接有清洗刷，所述底座内嵌设有电磁铁，所述电磁铁和压电片电性连接。
本发明具有以下有益效果：
1、通过设置光敏电阻、热膨胀球和凹槽等结构，当外界光照强时，光照透过透光板照射到凹槽内的光膨胀球处，光膨胀球内的光膨胀材料发生化学反应从而释放气体，使得光膨胀球的体积增大；在黑夜或无光照时，在氧化铜的催化作用下，发生化学反应使光膨胀球重新变小，从而本装置仅可在光照强烈的天气中才会自动启动使用，在阴雨大风天气中信息采集器收藏在箱体内部，从而避免雨水沙尘对信息采集器造成短路等故障；
2、通过设置驱动机构，当光膨胀球膨胀体积增大将推动活塞在凹槽内向左侧密封滑动，从而将凹槽内的气体通过软管挤压到弹性气囊内，从而弹性气囊逐渐伸长与第一扇形齿轮底部相抵，推动第一扇形齿轮向上方转动，带动啮合连接的第二扇形齿轮同步转动，避免设置外界动力设备，减少生产和使用的成本；
3、通过设置盖合机构，通过第一扇形齿轮和第二扇形齿轮带动对应的两个转轴转动，从而第一转杆、第二转杆共同带动两个盖板背向运动，使两个盖板远离箱体正上方位置，方便信息采集器从箱体内运动到箱体顶部进行全方位的信息采集；
4、通过设置联动机构，每个转轴均带动焊接固定在其轴体上的连接杆转动，接而连接杆带动推杆运动，从而推杆带动支撑板和滑块在滑槽内向上滑动，支撑板带动信息采集器向上滑动，直至信息采集器处于箱体的顶部，从而方便对全方位信息进行采集；
5、通过设置清洁机构，光膨胀球膨胀后挤压压电片，压电片受到机械挤压后产生压电效应对电磁铁供电，通电电磁铁推动磁性滑杆向左侧运动，从而磁性滑杆一端焊接固定的清洗刷和信息采集器表面相抵，对信息采集器的表面进行清洗，使其对全方位信息采集更加清晰和准确。
附图说明
图1为本发明提出的一种基于结构光三维信息获取的全方位信息采集系统的立体图；
图2为图1中竖直方向剖视的结构示意图；
图3为图2中的A处结构放大示意图；
图4为图2中的信息采集器工作状态时的结构示意图。
图中：1箱体、2触发机构、201凹槽、202透光板、203光膨胀球、204光膨胀材料、3驱动机构、301活塞、302第一弹簧、303软管、304弹性气囊、4联动机构、401第一扇形齿轮、402第二扇形齿轮、403转轴、404连接杆、405推杆、406滑块、407滑槽、408支撑板、409限位杆、5盖合机构、501第一转杆、502第二转杆、503圆杆、6清洁机构、601压电片、602底座、603插槽、604磁性滑杆、605清洗刷、606电磁铁、607第二弹簧、7蓄电池、8光敏电阻、9信息采集器、10盖板。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
参照图1-4，一种基于结构光三维信息获取的全方位信息采集系统，包括箱体1、触发机构2、驱动机构3、联动机构4、盖合机构5、清洁机构6、蓄电池7、光敏电阻8、信息采集器9和盖板10，箱体1内固定连接有蓄电池7，箱体1侧壁嵌设有光敏电阻8，箱体1内部滑动连接有联动机构4，信息采集器9固定连接在联动机构4顶部，箱体1底部侧壁开设有根据光照情况进行信息采集控制的触发机构2，触发机构2内部密封滑动连接有对联动机构4提供动力的驱动机构3，箱体1的内壁转动连接有对箱体1顶部进行封闭和打开的盖合机构5，箱体1的内壁固定连接有对信息采集器9上的灰尘进行清洗的清洁机构6，盖合机构5上共同转动连接有两个盖板10。
触发机构2包括凹槽201、透光板202、光膨胀球203、光膨胀材料204，箱体1底部侧壁对称开设有凹槽201，每个凹槽201的内壁均固定连接有透光板202，每个凹槽201内均放置有光膨胀球203，每个光膨胀球203内均填充有光膨胀材料204，透光板202可使外界的光照照射到凹槽201内，从而本装置仅可在光照强烈的天气中才会启动使用，在阴雨大风天气中信息采集器9收藏在箱体1内部，从而避免雨水沙尘对信息采集器9造成短路等故障，光膨胀材料204为有溴化银粉末和氧化铜粉末，在光照条件下发生化学反应：2AgBr＝2Ag+Br2，溴气使得光膨胀球203的体积增大；在黑夜或无光照时，在氧化铜的催化作用下，发生反应：2Ag+Br2＝2AgBr，使光膨胀球203重新变小。
驱动机构3包括活塞301、第一弹簧302、软管303和弹性气囊304，凹槽201远离透光板202的内壁焊接固定有第一弹簧302，第一弹簧302的另一端焊接固定有活塞301，活塞301密封滑动连接在凹槽201内，箱体1内壁固定连接有弹性气囊304，弹性气囊304通过软管303和凹槽201固定连通，当光膨胀球203膨胀体积增大的过程中，将推动活塞301在凹槽201内向左侧密封滑动，从而将凹槽201内的气体通过软管303挤压到弹性气囊304内，从而弹性气囊304由压缩状态变为伸长状态。
联动机构4包括第一扇形齿轮401、第二扇形齿轮402、转轴403、连接杆404、推杆405、滑块406、滑槽407、支撑板408和限位杆409，箱体1内壁对称开设有滑槽407，每个滑槽407内均滑动连接有滑块406，两个滑块406共同焊接固定有支撑板408，箱体1的内壁固定连接有限位杆409，限位杆409和第一扇形齿轮401相抵，伸长后的弹性气囊304和第一扇形齿轮401底部相抵，从而推动第一扇形齿轮401向上方转动，带动啮合连接的第二扇形齿轮402同步转动。
箱体1内壁对称贯穿转动连接有转轴403，其中一个转轴403上焊接固定有第一扇形齿轮401，另一个转轴403上焊接固定有第二扇形齿轮402，第二扇形齿轮402和第一扇形齿轮401啮合连接，每个转轴403上均焊接固定有连接杆404，连接杆404远离转轴403的一端转动连接有推杆405，推杆405远离连接杆404的一端转动连接在支撑板408侧壁，第一扇形齿轮401和第二扇形齿轮402同步向上转动的时候，带动对应的两个转轴403转动，从而每个转轴403均带动焊接固定在其轴体上的连接杆404转动，接而连接杆404带动推杆405运动，从而推杆405带动支撑板408和滑块406在滑槽407内向上滑动。
盖合机构5包括第一转杆501、第二转杆502和圆杆503，箱体1的侧壁对称转动连接有圆杆503，圆杆503上焊接固定有第二转杆502，每个转轴403侧壁均焊接固定有第一转杆501，每个第一转杆501远离转轴403的一端均转动连接在对应的一个盖板10上，每个第二转杆502远离圆杆503的一端均转动连接在对应的一个盖板10上，当转轴403转动的时候，同样带动焊接固定在其轴体上的第一转杆501转动，第一转杆501的另一端转动连接在对应的一个盖板10上，第二转杆502的一端也转动连接在该盖板10上，从而共同带动两个盖板10背向运动，使两个盖板10远离箱体1正上方位置，方便信息采集器9从箱体1内运动到箱体1顶部进行全方位的信息采集。
清洁机构6包括压电片601、底座602、插槽603、磁性滑杆604、清洗刷605、电磁铁606和第二弹簧607，凹槽201内壁固定连接有压电片601，箱体1内壁固定连接有底座602，底座602内壁开设有插槽603，插槽603内通过第二弹簧607弹性连接有磁性滑杆604，光膨胀球203膨胀后挤压压电片601，压电片601收到机械挤压后产生压电效应对电磁铁606供电，通电电磁铁606和磁性滑杆604的极性相同互为磁斥力，从而推动磁性滑杆604向左侧运动，从而磁性滑杆604一端焊接固定的清洗刷605和信息采集器9表面相抵，对信息采集器9的表面进行清洗，使其对全方位信息采集更加清晰和准确。
磁性滑杆604远离插槽603的一端固定连接有清洗刷，底座602内嵌设有电磁铁606，电磁铁606和压电片601电性连接，当压电片601不产生挤压变形后，其不再对电磁铁606通电，在第二弹簧607的弹性作用下，磁性滑杆604向右侧滑动，从而和底座602产生碰撞，将清洗刷605上的灰尘抖落，避免灰尘堆积在清洗刷605上，影响对信息采集器9的清洁效果。
本发明中，蓄电池7、光敏电阻8和信息采集器9电性连接，当外界光照强时，光敏电阻8电阻降低，从而蓄电池7对信息采集器9供电，此时外界的光照透过透光板202照射到凹槽201内的光膨胀球203处，光膨胀球203由透光的弹性材料制成，光膨胀材料204为有溴化银粉末和氧化铜粉末，在光照条件下发生化学反应：2AgBr＝2Ag+Br2，溴气使得光膨胀球203的体积增大；在黑夜或无光照时，在氧化铜的催化作用下，发生反应：2Ag+Br2＝2AgBr，使光膨胀球203重新变小，从而本装置仅可在光照强烈的天气中才会自动启动使用，在阴雨大风天气中信息采集器9收藏在箱体1内部，从而避免雨水沙尘对信息采集器9造成短路等故障。
当光膨胀球203膨胀体积增大的过程中，将推动活塞301在凹槽201内向左侧密封滑动，从而将凹槽201内的气体通过软管303挤压到弹性气囊304内，从而弹性气囊304由压缩逐渐伸长与第一扇形齿轮401底部相抵，从而推动第一扇形齿轮401向上方转动，带动啮合连接的第二扇形齿轮402同步转动。
第一扇形齿轮401和第二扇形齿轮402同步向上转动的时候，带动对应的两个转轴403转动，当转轴403转动的时候，同样带动焊接固定在其轴体上的第一转杆501转动，第一转杆501的另一端转动连接在对应的一个盖板10上，第二转杆502的一端也转动连接在该盖板10上，第一转杆501、第二转杆502均焊接固定在对应的转轴403位于箱体1外部的轴体上，从而共同带动两个盖板10背向运动，使两个盖板10远离箱体1正上方位置，方便信息采集器9从箱体1内运动到箱体1顶部进行全方位的信息采集。
光膨胀球203膨胀后挤压压电片601，压电片601受到机械挤压后产生压电效应对电磁铁606供电，通电电磁铁606和磁性滑杆604的极性相同互为磁斥力，从而推动磁性滑杆604向左侧运动，从而磁性滑杆604一端焊接固定的清洗刷605和信息采集器9表面相抵，对信息采集器9的表面进行清洗，使其对全方位信息采集更加清晰和准确。
同时每个转轴403均带动焊接固定在其轴体上的连接杆404转动，接而连接杆404带动推杆405运动，从而推杆405带动支撑板408和滑块406在滑槽407内向上滑动，支撑板408带动信息采集器9向上滑动，直至信息采集器9处于箱体1的顶部，从而方便对全方位信息进行采集。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种基于结构光三维信息获取的全方位信息采集系统，其特征在于，包括箱体（1）、触发机构（2）、驱动机构（3）、联动机构（4）、盖合机构（5）、清洁机构（6）、蓄电池（7）、光敏电阻（8）、信息采集器（9）和盖板（10），所述箱体（1）内固定连接有蓄电池（7），所述箱体（1）侧壁嵌设有光敏电阻（8），所述箱体（1）内部滑动连接有联动机构（4），所述信息采集器（9）固定连接在联动机构（4）顶部，所述箱体（1）底部侧壁开设有根据光照情况进行信息采集控制的触发机构（2），所述触发机构（2）内部密封滑动连接有对联动机构（4）提供动力的驱动机构（3），所述箱体（1）的内壁转动连接有对箱体（1）顶部进行封闭和打开的盖合机构（5），所述箱体（1）的内壁固定连接有对信息采集器（9）上的灰尘进行清洗的清洁机构（6），所述盖合机构（5）上共同转动连接有两个盖板（10）。
2.根据权利要求1所述的一种基于结构光三维信息获取的全方位信息采集系统，其特征在于，所述触发机构（2）包括凹槽（201）、透光板（202）、光膨胀球（203）、光膨胀材料（204），所述箱体（1）底部侧壁对称开设有凹槽（201），每个所述凹槽（201）的内壁均固定连接有透光板（202），每个所述凹槽（201）内均放置有光膨胀球（203），每个所述光膨胀球（203）内均填充有光膨胀材料（204）。
3.根据权利要求2所述的一种基于结构光三维信息获取的全方位信息采集系统，其特征在于，所述驱动机构（3）包括活塞（301）、第一弹簧（302）、软管（303）和弹性气囊（304），所述凹槽（201）远离透光板（202）的内壁焊接固定有第一弹簧（302），所述第一弹簧（302）的另一端焊接固定有活塞（301），所述活塞（301）密封滑动连接在凹槽（201）内，所述箱体（1）内壁固定连接有弹性气囊（304），所述弹性气囊（304）通过软管（303）和凹槽（201）固定连通。
4.根据权利要求1所述的一种基于结构光三维信息获取的全方位信息采集系统，其特征在于，所述联动机构（4）包括第一扇形齿轮（401）、第二扇形齿轮（402）、转轴（403）、连接杆（404）、推杆（405）、滑块（406）、滑槽（407）、支撑板（408）和限位杆（409），所述箱体（1）内壁对称开设有滑槽（407），每个所述滑槽（407）内均滑动连接有滑块（406），两个所述滑块（406）共同焊接固定有支撑板（408），所述箱体（1）的内壁固定连接有限位杆（409），所述限位杆（409）和第一扇形齿轮（401）相抵。
5.根据权利要求4所述的一种基于结构光三维信息获取的全方位信息采集系统，其特征在于，所述箱体（1）内壁对称贯穿转动连接有转轴（403），其中一个所述转轴（403）上焊接固定有第一扇形齿轮（401），另一个所述转轴（403）上焊接固定有第二扇形齿轮（402），所述第二扇形齿轮（402）和第一扇形齿轮（401）啮合连接，每个所述转轴（403）上均焊接固定有连接杆（404），所述连接杆（404）远离转轴（403）的一端转动连接有推杆（405），所述推杆（405）远离连接杆（404）的一端转动连接在支撑板（408）侧壁。
6.根据权利要求5所述的一种基于结构光三维信息获取的全方位信息采集系统，其特征在于，所述盖合机构（5）包括第一转杆（501）、第二转杆（502）和圆杆（503），所述箱体（1）的侧壁对称转动连接有圆杆（503），所述圆杆（503）上焊接固定有第二转杆（502），每个所述转轴（403）侧壁均焊接固定有第一转杆（501），每个所述第一转杆（501）远离转轴（403）的一端均转动连接在对应的一个盖板（10）上，每个所述第二转杆（502）远离圆杆（503）的一端均转动连接在对应的一个盖板（10）上。
7.根据权利要求2所述的一种基于结构光三维信息获取的全方位信息采集系统，其特征在于，所述清洁机构（6）包括压电片（601）、底座（602）、插槽（603）、磁性滑杆（604）、清洗刷（605）、电磁铁（606）和第二弹簧（607），所述凹槽（201）内壁固定连接有压电片（601），所述箱体（1）内壁固定连接有底座（602），所述底座（602）内壁开设有插槽（603），所述插槽（603）内通过第二弹簧（607）弹性连接有磁性滑杆（604）。
8.根据权利要求7所述的一种基于结构光三维信息获取的全方位信息采集系统，其特征在于，所述所述磁性滑杆（604）远离插槽（603）的一端固定连接有清洗刷，所述底座（602）内嵌设有电磁铁（606），所述电磁铁（606）和压电片（601）电性连接。
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