CN114268702B - 一种可扫描古钱币的三维扫描仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可扫描古钱币的三维扫描仪，包括机柜，所述机柜的底部设置有万向轮，所述机柜的正面合页铰接有保护罩，安装杆，安装杆的两端均安装有安装板，安装板的一端与机柜的外侧固定连接。本发明的有益效果是：极大程度上减少扫描过程中对古钱币的人工手动操作，基于光栅尺位移传感器的自动化钱币扫描设备改变了传统的文物数字化装备在扫描时运用的手持式和拍照式三维扫描设备的采集数据方式，减少了扫描过程中对古钱币的位置改变，手动接触，在携带钱币二维运动的同时同轴位移传感器测量钱币表面不同位置的高度值，为大批量古钱币的信息留存、预防性保护和研究，提供高精度、高效率、自动化解决方案。

Description

一种可扫描古钱币的三维扫描仪

技术领域

本发明涉及一种三维扫描仪，具体为一种可扫描古钱币的三维扫描仪，属于三维扫描仪技术领域。

背景技术

钱币作为一般等价物诞生于人类文明起源之时，与世界各地文明的出现、发展、沟通都密不可分与世界文明的出现、发展、沟通密不可分，是人类历史的重要见证，中国的钱币自然和中国的历史同样悠久，在千万年中华文明的浸润下逐渐演进出系统完整的中国古代钱币，是中华优秀传统文化的重要组成部分，在世界钱币史上举足轻重，同时对周边国家及地区的货币也产生了深远的影响，是反映五千多年中华文明绵延不绝、灿烂辉煌的重要代表性物证，承载着不可再生的历史信息和宝贵的文化资源，具有重要的历史价值。

开展古钱币数字化保护工作，不仅能摸清我们自己的历史家底，同样对于探明自古以来中国在世界中的位置和角色有着直接的帮助，因此，我国目前对于古钱币的数字化有着很大的需求和市场，目前对于小型可移动文物国内一般由人工使用手持式扫描仪和固定拍照式扫描仪采集三维数据，但是目前无论是国内还是国外古钱币这类小而薄的文物的单体扫描耗费时间长，不适合用于博物馆的大批量古钱币扫描，且目前手持式扫描仪和固定拍照式扫描仪的分辨率和扫描精度达不到研究需要，所以现急需一套能够提高扫描效率且分辨率和扫描精度能满足研究需求的专门古钱币数字化方案和高精度自动化古钱币三维扫描系统。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种可扫描古钱币的三维扫描仪。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的，一种可扫描古钱币的三维扫描仪，包括：

机柜，所述机柜的底部设置有万向轮，所述机柜的正面合页铰接有保护罩；

安装杆，所述安装杆的两端均安装有安装板，所述安装板的一端与机柜的外侧固定连接，所述安装杆的底部转动连接有底板，所述底板的顶部安装有计算机，所述安装杆的外侧套设有转筒，所述转筒的外侧安装有固定板，所述固定板与计算机的外侧固定连接；

收纳组件，所述收纳组件设置在底板的底部，所述收纳组件包括弹簧夹，所述底板底部的两端均通过弹簧夹转动安装有转板，两个所述转板相互靠近的一端安装有滑轨，所述转板的一端且位于滑轨的底部嵌设有磁铁。

优选的，所述机柜的内部安装有第一导轨，所述第一导轨的两端均安装有侧板，所述侧板与机柜的内壁固定连接，所述第一导轨的正面滑动连接有滑块，所述滑块的两端均安装有防撞胶。

优选的，所述滑块的正面安装有测头支架，所述测头支架正面的两端均设置有扫描头，所述滑块的顶部安装有读数头安装块，所述读数头安装块的一端安装有第一传感器。

优选的，所述机柜的正面开设有工作槽，所述工作槽的内部安装有第二导轨，所述第二导轨的顶部滑动连接有平移台，所述第二导轨的正面安装有第二传感器，所述平移台位于扫描头的正下方。

优选的，所述机柜的背面铰接有柜门，所述柜门的顶部安装有把手，所述机柜的一端设置有外部电源开关，所述机柜的两端均开设有凹槽。

优选的，所述底板的顶部设置有放置罩，所述放置罩顶部的两端均开设有导向槽，所述导向槽的内部安装有固定杆，所述固定杆的外侧套设有套杆，所述套杆的一端安装有第一弹簧。

优选的，所述第一弹簧的一端和放置罩的内壁固定连接，所述固定杆的外侧套设有第一弹簧。

优选的，所述放置罩的顶部开设有滑孔，所述滑孔和导向槽相连通，所述滑孔的内部滑动穿插连接有按压板，所述按压板的底部与套杆的外侧固定连接。

优选的，所述放置罩两端的底部均开设有卡槽，所述卡槽的内部转动连接有导向杆，所述导向杆的一端安装有按压球，所述导向杆一端的外侧开设有安装槽。

优选的，所述安装槽的内部安装有第二弹簧，所述第二弹簧的一端与放置罩的内壁固定连接，所述底板顶部的两端均开设有固定槽，所述固定槽与导向杆的尺寸对应相同。

本发明的有益效果是：其一、高精度电控二维平移台采用特有的机加工工艺，实现精度、耐磨性和外观的完美统一，在计算机工作平台的远程操作调试下，两组光栅尺位移传感器和导轨构成的移动组件在操作上可以极大程度上减少扫描过程中对古钱币的人工手动操作，基于光栅尺位移传感器的自动化钱币扫描设备改变了传统的文物数字化装备在扫描时运用的手持式和拍照式三维扫描设备的采集数据方式，减少了扫描过程中对古钱币的位置改变，手动接触，减短单个古钱币扫描时间和操作步骤，并大幅提高3D扫描质量和精度，在携带钱币二维运动的同时同轴位移传感器测量钱币表面不同位置的高度值，可有效消除间隙和提高刚性，负载能力强，运行直线度、平行度好，提升3D数据质量，为大批量古钱币的信息留存、预防性保护和研究，提供高精度、高效率、自动化解决方案。

其二、计算机在不使用的过程中能够转动至与机柜相平行，减少计算机的占地面积，并通过放置罩放置在计算机的外侧，能够防止灰尘粘附在计算机表面，造成的计算机不方便使用，通过挤压按压球便能够实现导向杆的转动，使导向杆压缩第二弹簧，同时导向杆进入底板上的固定槽中，通过第二弹簧自身的回弹能力，便能够带动导向杆转动，通过导向杆定位，实现放置罩和底板之间的卡合，通过按压按压球便能够快速的解除安装。

其三、计算机在使用的过程中，通过按压按压球解除放置罩的安装，能将放置罩取出，通过滑轨将放置罩转动九十度，插入转板之间的滑轨中，此时放置罩能够充当抽屉使用，通过放置罩上的放置槽能够放置古钱币，方便工作人员使用，转动转板，通过底板底部和转板上相互吸引的磁铁，能够实现转板固定，方便转板收纳，能够减少转板的占地面积。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明机柜内部结构右侧视图；

图3为本发明机柜内部结构左侧视图；

图4为本发明整体结构后视图；

图5为本发明机柜内部结构俯视图；

图6为本发明机柜内部结构示意图；

图7为本发明机柜结构右侧视图；

图8为本发明放置罩内部结构侧视图；

图9为本发明放置罩和底板连接结构侧视图。

图中：1、机柜；2、万向轮；3、保护罩；4、外部电源开关；5、安装杆；6、底板；7、计算机；8、转板；9、放置罩；10、防撞胶；11、侧板；12、第一导轨；13、测头支架；14、读数头安装块；15、第一传感器；16、扫描头；17、平移台；18、柜门；1801、把手；19、第二导轨；1901、第二传感器；20、第一弹簧；21、固定杆；2101、套杆；2102、按压板；22、弹簧夹；23、滑轨；24、磁铁；25、导向杆；2501、第二弹簧；2502、按压球。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-9所示，一种可扫描古钱币的三维扫描仪，包括：

机柜1，机柜1的底部设置有万向轮2，机柜1的正面合页铰接有保护罩3，万向轮2对称安装有四个，四个万向轮2能够增加机柜1与地面的接触，通过万向轮2能够带动机柜1整体移动，保护罩3的形状呈弧形，保护罩3为亚克力结构，能够对电机起到一定的防风防尘保护作用，通过保护罩能够密封机柜1内部，防止灰尘进入机柜1中；

机柜1的背面铰接有柜门18，柜门18的顶部安装有把手1801，机柜1的一端设置有外部电源开关4，机柜1的两端均开设有凹槽，通过把手1801安装杆5，安装杆5的两端均安装有安装板，安装板的一端与机柜1的外侧固定连接，安装杆5的底部转动连接有底板6，底板6的顶部安装有计算机7，安装杆5的外侧套设有转筒，转筒的外侧安装有固定板，固定板与计算机7的外侧固定连接，安装杆5能够起到限位转筒和底板6的作用，通过安装板的限位能够实现安装杆5的定轴转动，通过转筒和底板6能够实现计算机7的同步转动；

底板6的顶部设置有放置罩9，放置罩9顶部的两端均开设有导向槽，导向槽的内部安装有固定杆21，固定杆21的外侧套设有套杆2101，套杆2101的一端安装有第一弹簧20，通过固定杆21能够实现套杆2101的滑动，同时通过套杆2101对第一弹簧20进行挤压和拉伸；

第一弹簧20的一端和放置罩9的内壁固定连接，固定杆21的外侧套设有第一弹簧20，通过第一弹簧20能够对套杆2101起到限位的作用；

放置罩9的顶部开设有滑孔，滑孔和导向槽相连通，滑孔的内部滑动穿插连接有按压板2102，按压板2102的底部与套杆2101的外侧固定连接，通过移动按压板2102，能够带动套杆2101在导向槽内部滑动；

放置罩9两端的底部均开设有卡槽，卡槽的内部转动连接有导向杆25，导向杆25的一端安装有按压球2502，导向杆25一端的外侧开设有安装槽，导向杆25的形状呈弧形，按压球2502通过卡槽延伸至放置罩9的外部，听过按压按压球2502能够带动导向杆25转动；

安装槽的内部安装有第二弹簧2501，第二弹簧2501的一端与放置罩9的内壁固定连接，底板6顶部的两端均开设有固定槽，固定槽与导向杆25的尺寸对应相同通过第二弹簧2501能够对导向杆25起到限位的作用，能够限制导向杆25的移动，导向杆25卡在底板6顶部的固定槽中，能够实现放置罩9和底板6之间的固定；

收纳组件，收纳组件设置在底板6的底部，收纳组件包括弹簧夹22，底板6底部的两端均通过弹簧夹22转动安装有转板8，两个转板8相互靠近的一端安装有滑轨23，转板8的一端且位于滑轨23的底部嵌设有磁铁24，底板6底部的两端嵌设有与磁铁24相互吸引的磁铁24，通过两组磁铁24能够在收纳过程中对转板8实现固定。

机柜1的内部安装有第一导轨12，第一导轨12的两端均安装有侧板11，侧板11与机柜1的内壁固定连接，第一导轨12的正面滑动连接有滑块，滑块的两端均安装有防撞胶10，防撞胶10为橡胶材质，具备一定的形变和耐磨能力，能够防止滑块在移动过程中遭受磕碰损坏；

第一导轨12为x轴导轨，第一导轨12与x轴光栅连接，由x轴光栅控制第一导轨12在扫描x轴方向上二维移动，使得扫描头16沿x轴方向左右移动进行；

滑块的正面安装有测头支架13，测头支架13正面的两端均设置有扫描头16，滑块的顶部安装有读数头安装块14，读数头安装块14的一端安装有第一传感器15，测头支架13的内部设置有马达，马达的输出端和扫描头16固定连接；

马达和外部电源开关4电性连接，通过外部电源开关4能够开启和关闭马达电源，通过调整扫描头16聚焦位置调节其与待扫描构建之间的二维位置距离关系；

机柜1的正面开设有工作槽，工作槽的内部安装有第二导轨19，第二导轨19的顶部滑动连接有平移台17，第二导轨19的正面安装有第二传感器1901，平移台17位于扫描头16的正下方，第二导轨19为y轴导轨，由y轴光栅进行控制可沿扫描y轴方向二维移动；

第一传感器15和第二传感器1901均为光栅位移传感器，能够感应平移台17和滑块的移位。

本发明在使用时参考图1至图9；

实施第一步操作，推动机柜1，通过机柜1底部的万向轮2带动整体移动，移动至指定位置之后停止移动；

实施第二步操作，转动保护罩3，使保护罩3停留在机柜1的顶部，将古钱币放入平移台17的顶部，同时通过外部电源开关4启动第一导轨12、第二导轨19内部的电机和测头支架13内部的马达；

通过电机驱动带动第一导轨12和第二导轨19，配合光栅带动平移台17前后移动和测头支架13左右移动，测头支架13上的马达带动扫描头16转动，扫描之后手动将古钱币翻面，再重复上述步骤，从而完成古钱币的全方位测量；

实施第三步操作，使用放置罩9时，转动转板8，使转板8上的磁铁24与底板6底部的磁铁24相互分离，此时转板8不受限位，弹簧夹22自身的弹性带动转板8转动，使转板8与底板6的底部相处垂直；

对按压板2102施加外力，按压板2102带动套杆2101在固定杆21的外侧滑动，同时进入导向槽内部，滑动的过程中压缩第一弹簧20；

将放置罩9转动九十度，使放置罩9的放置槽位于顶部，将放置罩9放置在滑轨23的内壁，再松开对按压板2102施加的外力，第一弹簧20自身的弹性带动套杆2101滑动，使套杆2101从导向槽滑出，通过套杆2101对放置罩9起到限位的作用；

实施第四步操作，不需要使用整体时，转动底板6，底板6带动计算机7转动，实施第三步操作的反向步骤，将放置罩9从转板8的滑轨23上取出，将放置罩9罩在计算机7的外侧，使得放置槽的一端贴合机柜1；

向着相互靠近的一端按压按压球2502，按压球2502带动导向杆25的一端转动，同时导向杆25压缩第二弹簧2501，导向杆25进入底板6顶部的固定槽，此时松开按压球2502，第二弹簧2501带动导向杆25的一端转动，卡住底板6顶部的固定槽，能够防止灰尘进入计算机7内部。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种可扫描古钱币的三维扫描仪，其特征在于，包括：

机柜(1)，所述机柜(1)的底部设置有万向轮(2)，所述机柜(1)的正面合页铰接有保护罩(3)；

安装杆(5)，所述安装杆(5)的两端均安装有安装板，所述安装板的一端与机柜(1)的外侧固定连接，所述安装杆(5)的底部转动连接有底板(6)，所述底板(6)的顶部安装有计算机(7)，所述安装杆(5)的外侧套设有转筒，所述转筒的外侧安装有固定板，所述固定板与计算机(7)的外侧固定连接；

收纳组件，所述收纳组件设置在底板(6)的底部，所述收纳组件包括弹簧夹(22)，所述底板(6)底部的两端均通过弹簧夹(22)转动安装有转板(8)，两个所述转板(8)相互靠近的一端安装有滑轨(23)，所述转板(8)的一端且位于滑轨(23)的底部嵌设有磁铁(24)；

所述底板(6)的顶部设置有放置罩(9)，所述放置罩(9)顶部的两端均开设有导向槽，所述导向槽的内部安装有固定杆(21)，所述固定杆(21)的外侧套设有套杆(2101)，所述套杆(2101)的一端安装有第一弹簧(20)；

所述第一弹簧(20)的一端和放置罩(9)的内壁固定连接，所述固定杆(21)的外侧套设有第一弹簧(20)；所述放置罩(9)的顶部开设有滑孔，所述滑孔和导向槽相连通，所述滑孔的内部滑动穿插连接有按压板(2102)，所述按压板(2102)的底部与套杆(2101)的外侧固定连接；

所述放置罩(9)两端的底部均开设有卡槽，所述卡槽的内部转动连接有导向杆(25)，所述导向杆(25)的一端安装有按压球(2502)，所述导向杆(25)一端的外侧开设有安装槽；所述安装槽的内部安装有第二弹簧(2501)，所述第二弹簧(2501)的一端与放置罩(9)的内壁固定连接，所述底板(6)顶部的两端均开设有固定槽，所述固定槽与导向杆(25)的尺寸对应相同。

2.根据权利要求1所述的一种可扫描古钱币的三维扫描仪，其特征在于：所述机柜(1)的内部安装有第一导轨(12)，所述第一导轨(12)的两端均安装有侧板(11)，所述侧板(11)与机柜(1)的内壁固定连接，所述第一导轨(12)的正面滑动连接有滑块，所述滑块的两端均安装有防撞胶(10)。

3.根据权利要求2所述的一种可扫描古钱币的三维扫描仪，其特征在于：所述滑块的正面安装有测头支架(13)，所述测头支架(13)正面的两端均设置有扫描头(16)，所述滑块的顶部安装有读数头安装块(14)，所述读数头安装块(14)的一端安装有第一传感器(15)。

4.根据权利要求1所述的一种可扫描古钱币的三维扫描仪，其特征在于：所述机柜(1)的正面开设有工作槽，所述工作槽的内部安装有第二导轨(19)，所述第二导轨(19)的顶部滑动连接有平移台(17)，所述第二导轨(19)的正面安装有第二传感器(1901)，所述平移台(17)位于扫描头(16)的正下方。

5.根据权利要求1所述的一种可扫描古钱币的三维扫描仪，其特征在于：所述机柜(1)的背面铰接有柜门(18)，所述柜门(18)的顶部安装有把手(1801)，所述机柜(1)的一端设置有外部电源开关(4)，所述机柜(1)的两端均开设有凹槽。

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