CN114526688A - 一种用于再制造的3d扫描建模装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及再制造技术领域，尤其是涉及一种用于再制造的3D扫描建模装置，包括机体、扫描枪、放置台，还包括机架，所述放置台位于机架中部空腔位置，所述放置台的上方设置有柔性网，所述柔性网中的连接节点处均粘接固定有标记点，所述机架上设置有用于驱使柔性网贴合在物件外侧的第一驱动组件，所述机架上还设置有用于驱使扫描枪在柔性网上方移动第二驱动组件，3D打印建模过程中无须反复粘接标记点，降低了厂家生产成本，提升了建模的便捷性，同时提升了建模的精确性。

Description

一种用于再制造的3D扫描建模装置

技术领域

本申请涉及再制造技术领域，尤其是涉及一种用于再制造的3D扫描建模装置。

背景技术

3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工（AEC）、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。

现有的汽车零件再制造行业中，为了修复已损的汽车曲面零件，在修复之前均需要对曲面零件进行数字建模，从而通过3D打印技术修复已损的部位。已知3D打印扫描建模时，为了减少扫描建模时的误差，需要预先在零件表面贴标记点，从而手持扫描枪照射扫描的过程中，标记点20公分范围之间的物体表面均能被扫描到。

尤其当对车身前盖板或较大的钣金件扫描建模时，标记点均需要粘接半个小时以上，而且扫描完成后又需要将标记点撕扯掉。上述的这种3D打印扫描建模方式费时费力，而且消耗生产成本。

发明内容

为了减少再制造厂家的成本，使得3D打印建模方便快捷，本申请提供一种用于再制造的3D扫描建模装置。

本申请提供的一种用于再制造的3D扫描建模装置，采用如下的技术方案：

一种用于再制造的3D扫描建模装置，包括机体、扫描枪、放置台，还包括机架，所述放置台位于机架中部空腔位置，所述放置台的上方设置有柔性网，所述柔性网中的连接节点处均粘接固定有标记点，所述机架上设置有用于驱使柔性网贴合在物件外侧的第一驱动组件，所述机架上还设置有用于驱使扫描枪在柔性网上方移动第二驱动组件。

通过采用上述技术方案，标记点直接粘接在柔性网上，且柔性网具有伸缩性，扫描建模的过程中，预先将待扫描的钣金件放置在放置台上，使得整个钣金件位于机架的空腔中间，通过第一驱动组件，使得带有标记点的柔性网竖直向下滑移，直至紧贴在钣金件的外侧，从而通过第二驱动组件，使得扫描枪在柔性网的上方扫描移动，即可实现对钣金件的扫描建模，后期扫描成型后只需在机体软件上一键去除额外特征，最终保留钣金件的特征即可，相比常规，无须反复粘接标记点，减少了厂家生产成本，提升了建模的便捷性，同时提升了建模的精确性。

可选的，所述机架包括两个管组件、设置在两个管组件的第一联动件，所述管组件包括呈竖直设置的第一管和第二管、设置在第一管与第二管之间的第二联动件，所述第一管与第二管的内腔内均转动连接有竖向丝杠，所述第一管与第二管的外侧均竖直滑移设置有挂钩，所述挂钩与竖向丝杠螺纹连接，所述竖向丝杠的下端均同轴固定有端面齿轮，其中一个所述第一管内腔固定有第一电机，所述第一电机的转轴与竖向丝杠同轴固定连接，所述第一联动件与第二联动件使得若干个挂钩同步竖直滑移。

通过采用上述技术方案，驱使第一电机的转轴转动，在第一联动件以及第二联动件的作用下，使得第一管和第二管内的第一丝杠均同步转动，从而螺纹连接在第一丝杠上的挂钩沿着第一管的高度方向竖直向下滑移，直至将柔性网贴合在位于放置台上的钣金件外侧，从而更加便于扫描枪扫描建模，整个过程中，无须人为手动在钣金件外侧贴合柔性网，减轻了工作人员的劳动强度，提升了整个扫描建模的便捷性以及精密性。

可选的，所述第一联动件包括固定在两个第一管之间的第一伸缩管、转动连接在第一伸缩管内的第一伸缩杆、同轴固定在第一伸缩杆两端端部的第一齿轮，所述第一伸缩管包括与其中一个第一管固定的第三管、与另一个第一管固定的第四管，所述第三管与第四管滑移连接，所述第一伸缩杆包括转动连接在第三管内腔的第一棱管、转动连接在第四管内壁上的第二棱管，所述第一棱管与第二棱管滑移连接，其中一个第一齿轮与第一棱管固定并与相应的端面齿轮啮合，另一个第一齿轮与第二棱管固定并与相应的端面齿轮啮合，所述第三管的外侧螺纹连接有第一调节螺栓。

通过采用上述技术方案，可调节两个第一管之间的间距，使得机架中围成的空腔形状多种多样，从而适用多种尺寸形状类型的钣金件进行扫描建模，根据钣金件的形状以及尺寸，将机架搭建成型后，驱动第一电机的转轴转动，端面齿轮啮合第一齿轮转动，从而使得两个第一管内的丝杠同步转动，使得挂接在挂钩上的柔性网竖直向下滑移，直至贴合在钣金件的外壁上，更加便于扫描枪进行扫描。

可选的，第二联动件包括转动连接在第一管外侧的第二伸缩管、转动连接在第二伸缩管内的第二伸缩杆、同轴固定在第二伸缩杆两端端部的第二齿轮，所述第二伸缩管包括转动连接在第一管外侧的第五管、固定在第二管外侧的第六管，所述第六管与第五管滑移连接，所述第五管外螺纹连接有第二调节螺栓，所述第二伸缩杆包括转动连接在第五管内壁上的第三棱管、转动连接在第六管内壁上的第四棱管，所述第三棱管与第四棱管滑移连接，其中一个所述第二齿轮同轴固定在第三棱管端部且与相应的端面齿轮啮合，另一个所述第二齿轮同轴固定在第四棱管端部且与相应的端面齿轮啮合。

通过采用上述技术方案，使得两个第二管可沿着第一管的外侧转动，从而使得两个第一管与两个第二管之间可形成多种形状的内腔空间，将柔性网挂接在第一管与第二管的外侧，可使得柔性网适用多种形状尺寸的钣金件进行扫描，同时在第五管与第六管的作用下，可调节第一管与第二管之间的间距，使得整个机架之间的空腔尺寸形状多种多样，适用多种尺寸形状的钣金件进行扫描建模。

可选的，所述第二驱动组件包括设置在第一管与第二管上端的安装板、沿着安装板长度方向滑移在安装板底面上的第一板、沿着安装板宽度方向滑移在第一板底面上的第二板，所述扫描枪固定在第二板的底面上，所述安装板与第一板之间设置有驱使第一板移动的长度驱动件，所述第一板与第二板之间设置有驱使第二板在第一板上移动的宽度驱动件。

通过采用上述技术方案，长度驱动件使得第一板沿着安装板的长度方向移动，宽度驱动件使得第二板沿着安装板的宽度方向移动，从而固定在安装板底面上的扫描枪即可沿着安装板的长度方向移动扫描，也可沿着安装板的宽度方向移动扫描，整个扫描的过程无须人为手动，扫描方便快捷。

可选的，所述长度驱动件包括转动连接在安装板底面上的长度丝杠、固定在安装板底面上的第二电机、固定在第一板朝向安装板一侧的第一导向块，所述第一导向块滑移在安装板上，所述第一导向块与长度丝杠螺纹连接，所述长度丝杠与第二电机的转轴同轴固定连接。

通过采用上述技术方案，驱使第二电机的转轴转动，使得长度丝杠转动，从而第一导向块沿着安装板的长度方向滑移，第一板可沿着安装板的长度方向移动。

可选的，所述宽度驱动件包括转动连接在第一板背离安装板一侧的宽度丝杠、固定在第一板侧壁上的第三电机、固定在第二板上的第二导向块，所述第二导向块滑移在第一板上，所述第二导向块与宽度丝杠螺纹连接。

通过采用上述技术方案，驱使第三电机的转轴转动，使得第二导向块沿着宽度丝杠的轴向移动，从而可使得整个扫描枪沿着安装板的宽度方向移动。

可选的，所述安装板为透明亚克力板。

通过采用上述技术方案，使用者可从安装板的上方，时刻观看扫描枪的位置，从而观测整个扫描枪移动是否正常。

可选的，所述放置台一侧设置有呈竖直设置的支撑杆，所述支撑杆的下端一体成型有压台，所述安装板可拆卸固定在支撑杆的上端。

通过采用上述技术方案，安装板可在支撑杆的上端翻转，当需要使用时，将安装板朝向放置台一侧翻转，当需要取出放置台上的钣金件时，反向翻转安装板，从而便于将钣金件从机架的空腔之间取出。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.整个3D打印建模的过程中无须反复粘接标记点，减少了厂家生产成本，提升了建模的便捷性，同时提升了建模的精确性。

2.整个过程中，无须人为手动在钣金件外侧贴合柔性网，同时也无须人为手持扫描枪进行扫描，减轻了工作人员的劳动强度，提升了整个扫描建模的便捷性以及精密性。

附图说明

图1是本实施例的整体结构示意图。

图2是本实施例中用于展示第一伸缩管和第一伸缩杆的部分结构示意图。

图3是图2中A处的局部放大图。

图4是本实施例中用于展示第二伸缩管和第二伸缩杆的部分结构示意图。

图5是图4中B处的局部放大图。

图6是图4中C处的局部放大图。

图7是本实施例中用于展示第二驱动组件的整体结构示意图。

图8是本实施例中用于展示长度驱动件以及宽度驱动件的整体结构示意图。

附图标记：1、机体；2、扫描枪；3、放置台；4、机架；5、柔性网；6、第一驱动组件；7、第二驱动组件；8、管组件；9、第一联动件；10、第一管；11、第二管；12、第二联动件；13、竖向丝杠；14、挂钩；15、端面齿轮；16、第一电机；17、第一伸缩管；18、第一伸缩杆；19、第一齿轮；20、第三管；21、第四管；22、第一棱管；23、第二棱管；24、第一调节螺栓；25、第二伸缩管；26、第二伸缩杆；27、第二齿轮；28、第五管；29、第六管；30、第二调节螺栓；31、第三棱管；32、第四棱管；33、安装板；34、第一板；35、第二板；36、长度驱动件；37、宽度驱动件；38、长度丝杠；39、第二电机；40、第一导向块；41、宽度丝杠；42、第三电机；43、第二导向块；44、支撑杆；45、压台。

具体实施方式

以下结合附图1-8对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种用于再制造的3D扫描建模装置。

参照图1，一种用于再制造的3D扫描建模装置，包括机体1、电连接在机体1上的扫描枪2，机体1为3D打印扫描建模仪器，扫描枪2用于扫描实物零件模型。用于再制造的3D扫描建模装置还包括放置台3以及机架4，扫描之前预先将待扫描的钣金件放置在放置台3上，放置台3位于机架4的空腔中。

参照图1，同时在机架4上设置有柔性网5，柔性网5位于放置台3的上方，且柔性网5的网格连接节点处均粘接固定有标记点，在机架4上设置有用于驱使柔性网5贴合在物件外侧的第一驱动组件6，从而用于扫描枪2扫描时光栅追踪，提升待测物扫描建模的准确性。此处的待测物可以是汽车零件再制造生产时的任何一个零件，不仅仅指代的是汽车钣金件。

参照图1、图2和图3，机架4包括两个管组件8和第一联动件9，每个管组件8包括第一管10和第二管11，第一管10与第二管11均呈竖直设置，且第一管10与第二管11的内腔内均转动连接有竖向丝杠13，第一管10与第二管11的外侧壁上均竖直滑移有挂钩14，挂钩14与竖向丝杠13螺纹连接。每个竖向丝杠13的下端还同轴固定有端面齿轮15，其中一个第一管10的外壁固定有第一电机16，第一电机16为伺服电机，第一电机16的转轴与竖向丝杠13同轴固定连接。

参照图1和图2，管组件8还包括设置在第一管10与第二管11之间的第二联动件12，从而驱使第一电机16的转轴转动，在第二联动件12以及第一联动件9的作用下，可使得第一管10与第二管11内的竖向丝杠13均能转动。

参照图2和图3，第一联动件9包括第一伸缩管17、第一伸缩杆18和第一齿轮19，第一伸缩管17包括第三管20和第四管21，第三管20一端固定在其中一个第一管10的外侧，第四管21一端固定在另一个第一管10的外侧，第三管20与第四管21之间滑移连接，且第三管20的外侧还螺纹连接有第一调节螺栓24，调节完成两个第一管10之间的间距后，转动第一调节螺栓24，使得第三管20与第四管21之间难以相对滑移。

参照图2和图3，第一伸缩杆18包括第一棱管22和第二棱管23，第一棱管22通过滚珠轴承转动连接在第三管20的内腔侧壁上，第二棱管23通过滚珠轴承转动连接在第四管21的内腔侧壁上，第一棱管22与第二棱管23滑移连接。第一齿轮19设置有两个，其中一个第一齿轮19同轴固定在第一棱管22远离第二棱管23的一端，且与相应的端面齿轮15啮合。另一个第一齿轮19同轴固定在第二棱管23远离第一棱管22的一端，且与相应的端面齿轮15啮合。从而驱使其中一个第一管10内的竖向丝杠13转动，即可使得另一个第一管10内的竖向丝杠13转动。

参照图4、图5和图6，第二联动件12包括第二伸缩管25、第二伸缩杆26和第二齿轮27，第二伸缩管25包括第五管28和第六管29，第五管28一端转动连接在第一管10的外侧，第一管10最优设置为圆形管。第六管29一端固定在第二管11的外侧，第二管11与第六管29的内腔呈连通设置。第五管28远离第一管10的一端与第六管29之间滑移连接。在第五管28的外壁上螺纹连接有第二调节螺栓30，从而调节完成第一管10与第二管11之间的间距，转动第二调节螺栓30，使得第二调节螺栓30的端部抵接在第六管29的外侧，使得第五管28与第六管29之间难以相对滑移。

参照图4、图5和图6，第二伸缩杆26包括第三棱管31和第四棱管32，第三棱管31通过滚珠轴承转动连接在第五管28的内腔侧壁上，第四棱管32通过滚珠轴承转动连接在第六管29的内腔侧壁上，第三棱管31与第四棱管32之间滑移连接。第二齿轮27设置有两个，其中一个第二齿轮27同轴固定在第三棱管31远离第四棱管32的一端，且与相应的端面齿轮15啮合，另一个第二齿轮27同轴固定在第四棱管32远离第三棱管31的一端，且与相应的端面齿轮15啮合。

参照图1和图7，为了使得扫描更加方便，建模更加精准，在机架4一侧还设置有驱使扫描枪2在柔性网5上方移动的第二驱动组件7，第二驱动组件7包括安装板33、第一板34和第二板35以及用于驱使第一板34沿着安装板33长度方向移动的长度驱动件36和用于驱使第二板35沿着安装板33宽度方向移动的宽度驱动件37。为了在扫描过程中，便于工作人员观测，将安装板33设置为透明的亚克力板。从而在放置台3的一侧设置有呈竖直设置的支撑杆44，支撑杆44的下端一体固定有压台45，安装板33通过螺栓固定在支撑杆44的上端。

参照图7和图8，长度驱动件36包括长度丝杠38、第二电机39以及第一导向块40，长度丝杠38转动连接在安装板33朝向第一板34一侧，长度丝杠38的轴向与安装板33的长度方向呈平行设置。第一板34朝向安装板33一侧固定有第一导向块40，第一导向块40沿着安装板33的长度方向滑移在安装板33上，第一导向块40与长度丝杠38螺纹连接。第二电机39为伺服电机，第二电机39固定在安装板33朝向第一板34一侧，第二电机39的转轴与长度丝杠38同轴固定连接。

参照图7和图8，宽度驱动件37包括宽度丝杠41、第三电机42和第二导向块43，宽度丝杠41转动连接在第一板34背离安装板33一侧，第三电机42固定在第一板34上，第三电机42为伺服电机，第三电机42的转轴与宽度丝杠41同轴固定连接。第二导向块43固定在第二板35朝向第一板34一侧，第二导向块43沿着安装板33的宽度方向滑移在第一板34上，第二导向块43与宽度丝杠41螺纹连接。

本申请实施例一种用于再制造的3D扫描建模装置的实施原理为：将待测物放置在放置台3上，驱使第一电机16的转轴转动，使得四个竖向丝杠13同步转动，从而挂接有柔性网5的挂钩14竖直向下滑移，将柔性网5贴合在待测物的外壁上，此时驱使第二电机39和第三电机42的转轴转动，使得扫描枪2在安装板33上沿着安装板33的长度以及宽度方向缓慢移动，最终实现对整个待测物外壁的扫描。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于再制造的3D扫描建模装置，包括机体(1)、扫描枪(2)、放置台(3)，其特征在于：还包括机架(4)，所述放置台(3)位于机架(4)中部空腔位置，所述放置台(3)的上方设置有柔性网(5)，所述柔性网(5)中的连接节点处均粘接固定有标记点，所述机架(4)上设置有用于驱使柔性网(5)贴合在物件外侧的第一驱动组件(6)，所述机架(4)上还设置有用于驱使扫描枪(2)在柔性网(5)上方移动第二驱动组件(7)。

2.根据权利要求1所述的一种用于再制造的3D扫描建模装置，其特征在于：所述机架(4)包括两个管组件(8)、设置在两个管组件(8)的第一联动件(9)，所述管组件(8)包括呈竖直设置的第一管(10)和第二管(11)、设置在第一管(10)与第二管(11)之间的第二联动件(12)，所述第一管(10)与第二管(11)的内腔内均转动连接有竖向丝杠(13)，所述第一管(10)与第二管(11)的外侧均竖直滑移设置有挂钩(14)，所述挂钩(14)与竖向丝杠(13)螺纹连接，所述竖向丝杠(13)的下端均同轴固定有端面齿轮(15)，其中一个所述第一管(10)内腔固定有第一电机(16)，所述第一电机(16)的转轴与竖向丝杠(13)同轴固定连接，所述第一联动件(9)与第二联动件(12)使得若干个挂钩(14)同步竖直滑移。

3.根据权利要求2所述的一种用于再制造的3D扫描建模装置，其特征在于：所述第一联动件(9)包括固定在两个第一管(10)之间的第一伸缩管(17)、转动连接在第一伸缩管(17)内的第一伸缩杆(18)、同轴固定在第一伸缩杆(18)两端端部的第一齿轮(19)，所述第一伸缩管(17)包括与其中一个第一管(10)固定的第三管(20)、与另一个第一管(10)固定的第四管(21)，所述第三管(20)与第四管(21)滑移连接，所述第一伸缩杆(18)包括转动连接在第三管(20)内腔的第一棱管(22)、转动连接在第四管(21)内壁上的第二棱管(23)，所述第一棱管(22)与第二棱管(23)滑移连接，其中一个第一齿轮(19)与第一棱管(22)固定并与相应的端面齿轮(15)啮合，另一个第一齿轮(19)与第二棱管(23)固定并与相应的端面齿轮(15)啮合，所述第三管(20)的外侧螺纹连接有第一调节螺栓(24)。

4.根据权利要求2所述的一种用于再制造的3D扫描建模装置，其特征在于：第二联动件(12)包括转动连接在第一管(10)外侧的第二伸缩管(25)、转动连接在第二伸缩管(25)内的第二伸缩杆(26)、同轴固定在第二伸缩杆(26)两端端部的第二齿轮(27)，所述第二伸缩管(25)包括转动连接在第一管(10)外侧的第五管(28)、固定在第二管(11)外侧的第六管(29)，所述第六管(29)与第五管(28)滑移连接，所述第五管(28)外螺纹连接有第二调节螺栓(30)，所述第二伸缩杆(26)包括转动连接在第五管(28)内壁上的第三棱管(31)、转动连接在第六管(29)内壁上的第四棱管(32)，所述第三棱管(31)与第四棱管(32)滑移连接，其中一个所述第二齿轮(27)同轴固定在第三棱管(31)端部且与相应的端面齿轮(15)啮合，另一个所述第二齿轮(27)同轴固定在第四棱管(32)端部且与相应的端面齿轮(15)啮合。

5.根据权利要求2所述的一种用于再制造的3D扫描建模装置，其特征在于：所述第二驱动组件(7)包括设置在第一管(10)与第二管(11)上端的安装板(33)、沿着安装板(33)长度方向滑移在安装板(33)底面上的第一板(34)、沿着安装板(33)宽度方向滑移在第一板(34)底面上的第二板(35)，所述扫描枪(2)固定在第二板(35)的底面上，所述安装板(33)与第一板(34)之间设置有驱使第一板(34)移动的长度驱动件(36)，所述第一板(34)与第二板(35)之间设置有驱使第二板(35)在第一板(34)上移动的宽度驱动件(37)。

6.根据权利要求5所述的一种用于再制造的3D扫描建模装置，其特征在于：所述长度驱动件(36)包括转动连接在安装板(33)底面上的长度丝杠(38)、固定在安装板(33)底面上的第二电机(39)、固定在第一板(34)朝向安装板(33)一侧的第一导向块(40)，所述第一导向块(40)滑移在安装板(33)上，所述第一导向块(40)与长度丝杠(38)螺纹连接，所述长度丝杠(38)与第二电机(39)的转轴同轴固定连接。

7.根据权利要求5所述的一种用于再制造的3D扫描建模装置，其特征在于：所述宽度驱动件(37)包括转动连接在第一板(34)背离安装板(33)一侧的宽度丝杠(41)、固定在第一板(34)侧壁上的第三电机(42)、固定在第二板(35)上的第二导向块(43)，所述第二导向块(43)滑移在第一板(34)上，所述第二导向块(43)与宽度丝杠(41)螺纹连接。

8.根据权利要求5所述的一种用于再制造的3D扫描建模装置，其特征在于：所述安装板(33)为透明亚克力板。

9.根据权利要求5所述的一种用于再制造的3D扫描建模装置，其特征在于：所述放置台(3)一侧设置有呈竖直设置的支撑杆(44)，所述支撑杆(44)的下端一体成型有压台(45)，所述安装板(33)可拆卸固定在支撑杆(44)的上端。

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