CN113551625A - 一种三维扫描装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种三维扫描装置，属于三维扫描技术领域。三维扫描装置包括扫描台、扫描组件和定位组件。扫描台的顶面上具有第一刻度尺和第二刻度尺。扫描组件包括调节杆和三维扫描仪，调节杆的一端垂直固定在扫描台的顶面上，三维扫描仪可活动地布置在调节杆的另一端上。定位组件包括第一固定板、第二固定板、第一滑动板和第二滑动板，第一固定板和第二固定板垂直固定在扫描台的顶面上，第一滑动板可滑动地布置在扫描台的顶面上，第二滑动板可滑动地布置在扫描台的顶面上。本发明提供的一种三维扫描装置，在三维扫描的过程中便捷获取物体的尺寸数据，能够对最终扫描获取的三维数据进行校准，从而获取更加精确的三维图形。
Description
技术领域
本发明属于三维扫描技术领域，更具体地，涉及一种三维扫描装置。
背景技术
三维扫描仪是一种科学仪器，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。对物体进行扫描时，需要将扫描物体放置在扫描台上，经过处理系统将扫描后的图形重建，从而得出三维图形。
为了提高三维图形的精度，除扫描外还需要对物体的实际尺寸进行测量，以校准三维扫描仪的扫描结果，从而提高三维图形的精度。然而，扫描的物体多为不规则的形状，现有的三维扫描装置中通常无法便捷获取物体的尺寸，导致无法实现扫描结果的校准。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种三维扫描装置，其目的在于可以在扫描的过程中便捷获取物体的尺寸，实现对扫描结果的校准。
本发明提供了一种三维扫描装置，所述三维扫描装置包括扫描台、扫描组件和定位组件；
所述扫描台的顶面上具有第一刻度尺和第二刻度尺，所述第一刻度尺和所述第二刻度尺相互垂直；
所述扫描组件包括调节杆和三维扫描仪，所述调节杆为长度可调的杆件，所述调节杆的一端垂直固定在所述扫描台的顶面上，所述三维扫描仪可活动地布置在所述调节杆的另一端上，以调节所述三维扫描仪的扫描视角；
所述定位组件包括第一固定板、第二固定板、第一滑动板和第二滑动板，所述第一固定板和所述第二固定板相互垂直，且均垂直固定在所述扫描台的顶面上，所述第一滑动板平行于所述第一固定板，所述第一滑动板可滑动地布置在所述扫描台的顶面上，且所述第一滑动板的滑动方向沿所述第一刻度尺的长度方向延伸，所述第二滑动板平行于所述第二固定板，所述第二滑动板可滑动地布置在所述扫描台的顶面上，且所述第二滑动板的滑动方向沿所述第二刻度尺的长度方向延伸。
可选地，所述定位组件还包括驱动件，所述驱动件包括固定座和螺杆，所述固定座位于所述扫描台的顶面上，所述螺杆插装在所述固定座中，所述螺杆贯穿所述固定座，且所述螺杆的一端与所述第一滑动板垂直连接。
可选地，所述驱动件还包括握把，所述握把位于所述螺杆的另一端上。
可选地，所述扫描台的顶面上具有凹槽，所述凹槽沿所述第二刻度尺长度方向延伸，所述第二滑动板可滑动地插装在所述凹槽中。
可选地，所述调节杆包括轴杆和套管，所述轴杆的一端垂直固定在所述扫描台的顶面上，所述轴杆的另一端同轴插装在所述套管的一端中，且所述轴杆的外周壁和所述套管的内周壁之间夹设有橡胶套，所述三维扫描仪可活动地布置在所述套管的另一端上。
可选地，所述套管的一端套设有套环，所述套环与所述套管螺纹配合，以挤压所述套管。
可选地，所述轴杆的一端具有连接座，所述连接座和所述扫描台可拆卸地连接在一起。
可选地，所述连接座朝向所述扫描台的端面具有多个凸块，所述扫描台的顶面上具有多个定位槽，多个所述凸块和多个所述定位槽一一对应，各所述凸块插装在相对应的所述定位槽中。
可选地，所述调节杆的另一端具有连接轴，所述连接轴中具有可转动地球体，所述三维扫描仪上具有转动杆，所述转动杆和所述球体连接在一起。
可选地，所述扫描组件还包括成像显示屏，所述成像显示屏位于所述扫描台的顶面上，所述成像显示屏和所述三维扫描仪电连接。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
对于本发明实施例提供的一种三维扫描装置，在对物体进行三维扫描时，首先，将物体放置在扫描台上。然后，滑动第一滑动板和第二滑动板(第一滑动板向第一固定板滑动，第二滑动板向第二固定板滑动)，从而在X轴方向和Y轴方向上分别实现物体的夹装固定，避免在后续扫描时物体移动导致扫描数据异常，并可以根据第一固定板和第一滑动板相对于第一刻度尺的读数确定物体在X轴方向上的尺寸，根据第二固定板和第二滑动板相对于第二刻度尺的读数确定物体在Y轴方向上的尺寸，从而最终便捷实现对物体的尺寸的测量，进而便于对后续扫描结果进行校准。接着，调节调节杆至合适的高度，并使得三维扫描仪调整至合适的扫描视角。最后，通过三维扫描仪实现对物体的多角度扫描(通过转动物体)，即三维扫描仪内部的超声发生器发送超声波，同时超声接收器可对反馈的超声波进行收集，从而测算出扫描物体每个扫描点与三维扫描仪之间的距离，将这些数据与物体的尺寸的数据经过处理、校准后即可最终确定出物体的精确三维图形。
也就是说，本发明提供的一种三维扫描装置，在三维扫描的过程中便捷获取物体的尺寸数据，能够对最终扫描获取的三维数据进行校准，从而获取更加精确的三维图形。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种三维扫描装置的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的一种三维扫描装置的正视图；
图3是图2中A区域的局部放大图；
图4是本发明实施例提供的三维扫描仪的装配示意图。
图中各符号表示含义如下：
1、扫描台；11、第一刻度尺；12、第二刻度尺；13、凹槽；14、定位槽；2、扫描组件；21、调节杆；211、轴杆；212、套管；213、套环；214、连接座；2141、凸块；215、连接轴；2151、球体；22、三维扫描仪；221、转动杆；23、成像显示屏；3、定位组件；31、第一固定板；32、第二固定板；33、第一滑动板；34、第二滑动板；35、驱动件；351、固定座；352、螺杆；353、握把。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
图1是本发明实施例提供的一种三维扫描装置的结构示意图，如图1所示，三维扫描装置包括扫描台1、扫描组件2和定位组件3。
扫描台1的顶面上具有第一刻度尺11和第二刻度尺12，第一刻度尺11和第二刻度尺12相互垂直。
扫描组件2包括调节杆21和三维扫描仪22，调节杆21为长度可调的杆件，调节杆21的一端垂直固定在扫描台1的顶面上，三维扫描仪22可活动地布置在调节杆21的另一端上，以调节三维扫描仪22的扫描视角。
定位组件3包括第一固定板31、第二固定板32、第一滑动板33和第二滑动板34，第一固定板31和第二固定板32相互垂直，且均垂直固定在扫描台1的顶面上，第一滑动板33平行于第一固定板31，第一滑动板33可滑动地布置在扫描台1的顶面上，且第一滑动板33的滑动方向沿第一刻度尺11的长度方向延伸，第二滑动板34平行于第二固定板32，第二滑动板34可滑动地布置在扫描台1的顶面上，且第二滑动板34的滑动方向沿第二刻度尺12的长度方向延伸。
对于本发明实施例提供的一种三维扫描装置，在对物体进行三维扫描时，首先，将物体放置在扫描台1上。然后，滑动第一滑动板33和第二滑动板34(第一滑动板33向第一固定板31滑动，第二滑动板34向第二固定板32滑动)，从而在X轴方向和Y轴方向上分别实现物体的夹装固定，避免在后续扫描时物体移动导致扫描数据异常，并可以根据第一固定板31和第一滑动板33相对于第一刻度尺11的读数确定物体在X轴方向上的尺寸，根据第二固定板32和第二滑动板34相对于第二刻度尺12的读数确定物体在Y轴方向上的尺寸，从而最终便捷实现对物体的尺寸的测量，进而便于对后续扫描结果进行校准。接着，调节调节杆21至合适的高度，并使得三维扫描仪22调整至合适的扫描视角。最后，通过三维扫描仪22实现对物体的多角度扫描(通过转动物体)，即三维扫描仪22内部的超声发生器发送超声波，同时超声接收器可对反馈的超声波进行收集，从而测算出扫描物体每个扫描点与三维扫描仪22之间的距离，将这些数据与物体的尺寸的数据经过处理、校准后即可最终确定出物体的精确三维图形。
也就是说，本发明提供的一种三维扫描装置，在三维扫描的过程中便捷获取物体的尺寸数据，能够对最终扫描获取的三维数据进行校准，从而获取更加精确的三维图形。
容易理解的是，通过两组滑动板和固定板的配合(第一固定板31和第二滑动板34、第二固定板32和第二滑动板34的配合)，能够实现对物体的精确固定，尤其对不规则物体的固定具有重要意义，避免在扫描过程中物体移动而导致扫描数据异常的问题。另外，通过两组滑动板和固定板的配合，还能够将物体限制在扫描范围内，避免物体超出扫描范围而无法完成扫描成像的问题。
针对第一滑动板33的滑动，在本实施例中，定位组件3还包括驱动件35，驱动件35包括固定座351和螺杆352，固定座351位于扫描台1的顶面上，螺杆352插装在固定座351中，螺杆352贯穿固定座351，且螺杆352的一端与第一滑动板33垂直连接。
在上述实施方式中，通过螺杆352能够便捷实现对第一滑动板33的滑动调节，从而配合第一固定板31和第一刻度尺11实现物体在X轴方向上的夹装和尺寸测量。
示例性地，驱动件35还包括握把353，握把353位于螺杆352的另一端上。通过握把353能够便捷转动螺杆352，更加省力。
针对第二滑动板34的滑动，扫描台1的顶面上具有凹槽13，凹槽13沿第二刻度尺12长度方向延伸，第二滑动板34可滑动地插装在凹槽13中。凹槽13对第二滑动板34的滑动起到导向的作用，这样可以使得第二滑动板34能够配合第二固定板32和第二刻度尺12实现物体在Y轴方向上夹装和尺寸测量。
需要说明的是，在公开的其它实施例中，第一滑动板33上在Z轴方向上可以设置有第三刻度尺，从而通过第三刻度尺读取物体在Z轴方向上的尺寸，从而可以进一步校准三维扫描仪22的扫描结果。
图2是本发明实施例提供的一种三维扫描装置的正视图，如图2所示，调节杆21包括轴杆211和套管212，轴杆211的一端垂直固定在扫描台1的顶面上，轴杆211的另一端同轴插装在套管212的一端中，且轴杆211的外周壁和套管212的内周壁之间夹设有橡胶套，三维扫描仪22可活动地布置在套管212的另一端上。
在上述实施方式中，通过轴杆211在套管212中的插装以及两者之间的滑动可以便捷实现调节杆21长度的调节。另外，通过对橡胶套的夹装能够实现对套管212的定位。
示例性地，套管212的一端套设有套环213，套环213与套管212螺纹配合，以挤压套管212，从而通过套环213与套管212的螺纹配合，使得套环213进一步挤压套管212及橡胶套，从而进一步实现对套管212的定位，避免套管212在重力下滑动。
在本实施例中，轴杆211、套管212和套环213可以为塑料结构件。
在本公开的其它实施例中，调节杆21还可以设置为雨伞伸缩杆结构，本发明对此不作限制。
图3是图2中A区域的局部放大图，如图3所示，轴杆211的一端具有连接座214，连接座214和扫描台1可拆卸地连接在一起。
在上述实施方式中，通过连接座214可以实现三维扫描仪22和扫描台1的自由拆装。
示例性地，连接座214和扫描台1通过螺栓实现连接。
示例性地，连接座214朝向扫描台1的端面具有多个凸块2141，扫描台1的顶面上具有多个定位槽14，多个凸块2141和多个定位槽14一一对应，各凸块2141插装在相对应的定位槽14中，从而通过定位槽14和凸块2141的配合实现连接座214在扫描台1上的定位。
图4是本发明实施例提供的三维扫描仪的装配示意图，如图4所示，调节杆21的另一端具有连接轴215，连接轴215中具有可转动地球体2151，三维扫描仪22上具有转动杆221，转动杆221和球体2151连接在一起。
在上述实施方式中，通过球体2151转动带动三维扫描仪22转动，可以扩大三维扫描仪22的扫描范围。
再次参见图1，扫描组件2还包括成像显示屏23，成像显示屏23位于扫描台1的顶面上，成像显示屏23和三维扫描仪22电连接。成像显示屏23可对物体扫描后的三维图形进行显示，从而达到影像展示效果。
以下简要说明本三维扫描装置的有益效果：
1、本发明通过设置的螺杆352，能够在固定座351上左右滑动，从而可调整待扫描物体的位置，实现其在X轴方向上的固定及尺寸测量。通过设置的凹槽13，能够使得第二滑动板34滑动，从而对待扫描物品进行Y轴上的固定及尺寸测量。
2、本发明通过设置的定位槽14和凸块2141的配合，能够实现三维扫描仪22与扫描台1面之间的自由拆装。通过轴杆211和套管212的配合，可自由调整三维扫描仪22的高度。
3、本发明通过设置的球体2151，能够使三维扫描仪22在转动转动杆221的带动下进行转动，扩大三维扫描仪22的扫描范围。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种三维扫描装置，其特征在于，所述三维扫描装置包括扫描台(1)、扫描组件(2)和定位组件(3)；
所述扫描台(1)的顶面上具有第一刻度尺(11)和第二刻度尺(12)，所述第一刻度尺(11)和所述第二刻度尺(12)相互垂直；
所述扫描组件(2)包括调节杆(21)和三维扫描仪(22)，所述调节杆(21)为长度可调的杆件，所述调节杆(21)的一端垂直固定在所述扫描台(1)的顶面上，所述三维扫描仪(22)可活动地布置在所述调节杆(21)的另一端上，以调节所述三维扫描仪(22)的扫描视角；
所述定位组件(3)包括第一固定板(31)、第二固定板(32)、第一滑动板(33)和第二滑动板(34)，所述第一固定板(31)和所述第二固定板(32)相互垂直，且均垂直固定在所述扫描台(1)的顶面上，所述第一滑动板(33)平行于所述第一固定板(31)，所述第一滑动板(33)可滑动地布置在所述扫描台(1)的顶面上，且所述第一滑动板(33)的滑动方向沿所述第一刻度尺(11)的长度方向延伸，所述第二滑动板(34)平行于所述第二固定板(32)，所述第二滑动板(34)可滑动地布置在所述扫描台(1)的顶面上，且所述第二滑动板(34)的滑动方向沿所述第二刻度尺(12)的长度方向延伸。
2.根据权利要求1所述的一种三维扫描装置，其特征在于，所述定位组件(3)还包括驱动件(35)，所述驱动件(35)包括固定座(351)和螺杆(352)，所述固定座(351)位于所述扫描台(1)的顶面上，所述螺杆(352)插装在所述固定座(351)中，所述螺杆(352)贯穿所述固定座(351)，且所述螺杆(352)的一端与所述第一滑动板(33)垂直连接。
3.根据权利要求2所述的一种三维扫描装置，其特征在于，所述驱动件(35)还包括握把(353)，所述握把(353)位于所述螺杆(352)的另一端上。
4.根据权利要求1所述的一种三维扫描装置，其特征在于，所述扫描台(1)的顶面上具有凹槽(13)，所述凹槽(13)沿所述第二刻度尺(12)长度方向延伸，所述第二滑动板(34)可滑动地插装在所述凹槽(13)中。
5.根据权利要求1所述的一种三维扫描装置，其特征在于，所述调节杆(21)包括轴杆(211)和套管(212)，所述轴杆(211)的一端垂直固定在所述扫描台(1)的顶面上，所述轴杆(211)的另一端同轴插装在所述套管(212)的一端中，且所述轴杆(211)的外周壁和所述套管(212)的内周壁之间夹设有橡胶套，所述三维扫描仪(22)可活动地布置在所述套管(212)的另一端上。
6.根据权利要求5所述的一种三维扫描装置，其特征在于，所述套管(212)的一端套设有套环(213)，所述套环(213)与所述套管(212)螺纹配合，以挤压所述套管(212)。
7.根据权利要求5所述的一种三维扫描装置，其特征在于，所述轴杆(211)的一端具有连接座(214)，所述连接座(214)和所述扫描台(1)可拆卸地连接在一起。
8.根据权利要求7所述的一种三维扫描装置，其特征在于，所述连接座(214)朝向所述扫描台(1)的端面具有多个凸块(2141)，所述扫描台(1)的顶面上具有多个定位槽(14)，多个所述凸块(2141)和多个所述定位槽(14)一一对应，各所述凸块(2141)插装在相对应的所述定位槽(14)中。
9.根据权利要求1-8任意一项所述的一种三维扫描装置，其特征在于，所述调节杆(21)的另一端具有连接轴(215)，所述连接轴(215)中具有可转动地球体(2151)，所述三维扫描仪(22)上具有转动杆(221)，所述转动杆(221)和所述球体(2151)连接在一起。
10.根据权利要求1-8任意一项所述的一种三维扫描装置，其特征在于，所述扫描组件(2)还包括成像显示屏(23)，所述成像显示屏(23)位于所述扫描台(1)的顶面上，所述成像显示屏(23)和所述三维扫描仪(22)电连接。
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