CN114910017B - 一种基于双通道激光的物体三维轮廓扫描装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于双通道激光的物体三维轮廓扫描装置，包括L型支架和图像处理器，所述L型支架的一侧外壁连接有电机，所述电机的一端活动连接有传动轴，所述传动轴穿过L型支架，所述传动轴的一端连接有圆形支板，所述圆形支板的一侧外壁连接有侧支板，所述侧支板的内壁活动连接有支轴，所述侧支板的内壁设置有孔，所述支轴穿过孔，所述支轴的外壁套接有齿轮，所述支轴的一侧外壁固定连接有第二传动轴，所述第二传动轴的一侧连接有第二电机，所述第二传动轴与第二电机位于侧支板的一侧，本发明公开的基于双通道激光的物体三维轮廓扫描装置具有减少当扫描物品为黑色物品和高亮物体时造成的轮廓缺失，提高扫描结果的清晰度的效果。
Description
技术领域
本发明涉及激光扫描设备技术领域，尤其涉及一种基于双通道激光的物体三维轮廓扫描装置。
背景技术
随着计算机技术的高速发展以及生产制造要求的提高，这使得传统的测量内容和测量方式不再能够满足需要，物体的外形及外形三维数据的获取成为测量领域一个重要的研究方向。近年来，随着电子、光学、计算机技术的发展，三维数据测量技术有了广泛的应用，其应用范围主要用于精密零件的检测，逆向工程以及为游戏、娱乐系统提供大量具有极强真实感的三维彩色模型，更可用于修复破损的文物、艺术品或缺乏供应的损坏零件等以及环境地图的三维重建。利用三维重建技术复现环境地图，可以用于机器人和无人车的导航和避障。
在三维扫描的领域中，当扫描物体为黑色或光亮物体时，会给三维扫描带来较大的挑战，其中黑色物体会导致大部分激光能量被吸收，光亮物体会使激光反射路径异常，造成扫描轮廓的缺失，影响结果清晰度，为此，我们致力于发明一种可随意调节扫描角度，降低轮廓缺失位置的三维轮廓扫描装置。
发明内容
本发明公开一种基于双通道激光的物体三维轮廓扫描装置，旨在当扫描物体为黑色或光亮物体时，造成扫描轮廓的缺失的技术问题。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种基于双通道激光的物体三维轮廓扫描装置，包括L型支架和图像处理器，所述L型支架的一侧外壁连接有电机，所述电机的一端活动连接有传动轴，所述传动轴穿过L型支架，所述传动轴的一端连接有圆形支板，所述圆形支板的一侧外壁连接有侧支板，所述侧支板的内壁活动连接有支轴，所述侧支板的内壁设置有孔，所述支轴穿过孔，所述支轴的外壁套接有齿轮，所述支轴的一侧外壁固定连接有第二传动轴，所述第二传动轴的一侧连接有第二电机，所述第二传动轴与第二电机位于侧支板的一侧，所述侧支板的另一侧固定连接有卡块，所述侧支板与卡块一体成型，所述卡块的内壁设置有空槽，所述空槽的内壁穿插有环形支架，所述环形支架的一侧外壁等密度设置有卡齿，所述环形支架通过卡齿与齿轮活动卡接，所述环形支架的底端外壁设置有限位板，所述环形支架的一侧内壁设置有扫描机构，所述扫描机构与图像处理器相连，所述L型支架的底端外壁固定连接有底板，所述底板的顶端设置有置物架，所述置物架位于环形支架的正下方。
通过将扫描物品放置在置物架上，再通过控制电机通过传动轴带动圆形支板转动，从而带动环形支架绕圈转动，使扫描机构能对扫描物品进行扫描，当环形支架接触到底板时，电机转换为反向转动，使扫描机构能扫描的更加全面，当进行二次快速扫描时，通过控制第二电机运行，带动齿轮进行转动，从而通过卡齿带动环形支架在空槽内进行短距离位移，改变扫描机构的扫描角度，并通过图像处理器对第一次扫描和二次扫描的结果进行对比和整合，从而减少当扫描物品为黑色物品时激光能量吸收以及扫描物品为高亮物体时激光反射路径异常造成的轮廓缺失，提高扫描结果的清晰度。
在一个优选的方案中，所述扫描机构包括固定杆，所述固定杆的底端外壁连接有第二圆形支板，所述第二圆形支板的底端外壁设置有激光扫描头，所述固定杆的两侧外壁设置有连接板，所述固定杆通过连接杆固定连接有圆柱外壳，所述固定杆的另一侧外壁连接有连接件，所述连接件包括支块、第二支块、第三支块和第四支块，所述第四支块与固定杆固定连接，所述第四支块的两侧外壁设置有第二连接架，所述第四支块通过第二连接架与第三支块活动连接，所述第三支块的两侧外壁设置有第三连接架，所述第三支块通过第三连接架与第二支块活动连接，所述第二支块的两侧外壁设置有第四连接架，所述第二支块通过第四连接架与支块活动连接，所述支块的两侧外壁活动连接有连接架，所述连接架的底端外壁设置有第二连接板，所述第二连接板的底端外壁设置有蓝光激光扫描头，所述圆柱外壳的一侧外壁设置有第三电机，所述第三电机的一端连接有第二支轴，所述固定杆的内壁设置有穿孔，所述穿孔同时贯穿支块、第二支块、第三支块、第四支块和圆柱外壳，所述穿孔的内壁设置有连接线，所述连接线的一端与支块相连，所述连接线的另一端绕在第二支轴上。
通过将连接件分为支块、第二支块、第三支块和第四支块，并通过在其内部设置连接线，当同时使用激光扫描头和蓝光激光扫描头进行扫描时，通过控制第三电机带动第二支轴进行转动，使连接线卷起，带动支块、第二支块、第三支块和第四支块呈横向直线，此时蓝光激光扫描头与激光扫描头呈同一水平线，即可使蓝光激光扫描头与激光扫描头同时对物品进行快速扫描，并通过蓝光激光扫描头补帧，提高成像效果，当仅需用蓝光激光扫描头单独对物体表面细节进行扫描时，通过控制第三电机反向旋转，使连接线放松，即可使蓝光激光扫描头长度高于激光扫描头，完成对物体的进一步扫描，提高成像效果。
在一个优选的方案中，所述第二连接板的底端设置有第二磁铁，所述环形支架的一侧内壁设置有L型限位架，所述L型限位架的底端外壁设置有磁铁，所述环形支架的同侧内壁设置有限位架。
通过设置磁铁和限位架，当连接线呈拉紧状态时，蓝光激光扫描头呈横向固定，此时限位架的三侧与蓝光激光扫描头的三侧相接触，使蓝光激光扫描头在旋转过程中保证稳定性，当连接线呈放松状态时，蓝光激光扫描头呈竖向，此时第二连接板上的第二磁铁刚好与磁铁相吸，从而固定蓝光激光扫描头的位置，保障扫描过程的稳定性。
由上可知，一种基于双通道激光的物体三维轮廓扫描装置，包括L型支架和图像处理器，所述L型支架的一侧外壁连接有电机，所述电机的一端活动连接有传动轴，所述传动轴穿过L型支架，所述传动轴的一端连接有圆形支板，所述圆形支板的一侧外壁连接有侧支板，所述侧支板的内壁活动连接有支轴，所述侧支板的内壁设置有孔，所述支轴穿过孔，所述支轴的外壁套接有齿轮，所述支轴的一侧外壁固定连接有第二传动轴，所述第二传动轴的一侧连接有第二电机，所述第二传动轴与第二电机位于侧支板的一侧，所述侧支板的另一侧固定连接有卡块，所述侧支板与卡块一体成型，所述卡块的内壁设置有空槽，所述空槽的内壁穿插有环形支架，所述环形支架的一侧外壁等密度设置有卡齿，所述环形支架通过卡齿与齿轮活动卡接，所述环形支架的底端外壁设置有限位板，所述环形支架的一侧内壁设置有扫描机构，所述扫描机构与图像处理器相连，所述L型支架的底端外壁固定连接有底板，所述底板的顶端设置有置物架，所述置物架位于环形支架的正下方。本发明提供的基于双通道激光的物体三维轮廓扫描装置具有减少当扫描物品为黑色物品和高亮物体时造成的轮廓缺失，提高扫描结果的清晰度的技术效果。
附图说明
图1为本发明提出的一种基于双通道激光的物体三维轮廓扫描装置的整体结构示意图。
图2为本发明提出的一种基于双通道激光的物体三维轮廓扫描装置的位移机构结构示意图。
图3为本发明提出的一种基于双通道激光的物体三维轮廓扫描装置的环形支架整体外观结构示意图。
图4为本发明提出的一种基于双通道激光的物体三维轮廓扫描装置的扫描机构整体结构示意图。
图5为本发明提出的一种基于双通道激光的物体三维轮廓扫描装置的扫描机构截面示意图。
图中：1、图像处理器；2、L型支架；3、电机；4、第二电机；5、齿轮；6、卡齿；7、环形支架；8、扫描机构；9、限位板；10、置物架；11、底板；12、传动轴；13、第二传动轴；14、支轴；15、卡块；16、空槽；17、侧支板；18、孔；19、圆形支板；20、固定杆；21、连接板；22、圆柱外壳；23、第二圆形支板；24、激光扫描头；25、连接件；26、磁铁；27、L型限位架；28、蓝光激光扫描头；29、限位架；30、第二连接板；31、连接架；32、支块；33、第二支块；34、第三支块；35、第四支块；36、第二连接架；37、第三连接架；38、第四连接架；40、第三电机；41、第二支轴；42、连接线；43、穿孔。
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。
本发明公开的一种基于双通道激光的物体三维轮廓扫描装置主要应用于三维轮廓扫描的场景。
参照图1—图3，一种基于双通道激光的物体三维轮廓扫描装置，包括L型支架2和图像处理器1，L型支架2的一侧外壁连接有电机3，电机3的一端活动连接有传动轴12，传动轴12穿过L型支架2，传动轴12的一端连接有圆形支板19，圆形支板19的一侧外壁连接有侧支板17，侧支板17的内壁活动连接有支轴14，侧支板17的内壁设置有孔18，支轴14穿过孔18，支轴14的外壁套接有齿轮5，支轴14的一侧外壁固定连接有第二传动轴13，第二传动轴13的一侧连接有第二电机4，第二传动轴13与第二电机4位于侧支板17的一侧，侧支板17的另一侧固定连接有卡块15，侧支板17与卡块15一体成型，卡块15的内壁设置有空槽16，空槽16的内壁穿插有环形支架7，环形支架7的一侧外壁等密度设置有卡齿6，环形支架7通过卡齿6与齿轮5活动卡接，环形支架7的底端外壁设置有限位板9，环形支架7的一侧内壁设置有扫描机构8，扫描机构8与图像处理器1相连，L型支架2的底端外壁固定连接有底板11，底板11的顶端设置有置物架10，置物架10位于环形支架7的正下方。
参照图3，在一个优选的实施方式中，扫描机构8包括固定杆20，固定杆20的底端外壁连接有第二圆形支板23，第二圆形支板23的底端外壁设置有激光扫描头24。
参照图3，在一个优选的实施方式中，固定杆20的两侧外壁设置有连接板21，固定杆20通过连接杆21固定连接有圆柱外壳22，固定杆20的另一侧外壁连接有连接件25。
参照图4，在一个优选的实施方式中，连接件25包括支块32、第二支块33、第三支块34和第四支块35，第四支块35与固定杆20固定连接，第四支块35的两侧外壁设置有第二连接架36，第四支块35通过第二连接架36与第三支块34活动连接。
参照图4，在一个优选的实施方式中，第三支块34的两侧外壁设置有第三连接架37，第三支块34通过第三连接架37与第二支块33活动连接，第二支块33的两侧外壁设置有第四连接架38，第二支块33通过第四连接架38与支块32活动连接。
参照图4，在一个优选的实施方式中，支块32的两侧外壁活动连接有连接架31，连接架31的底端外壁设置有第二连接板30，第二连接板30的底端外壁设置有蓝光激光扫描头28。
参照图4和图5，在一个优选的实施方式中，圆柱外壳22的一侧外壁设置有第三电机40，第三电机40的一端连接有第二支轴41，固定杆20的内壁设置有穿孔43，穿孔43同时贯穿支块32、第二支块33、第三支块34、第四支块35和圆柱外壳22，穿孔43的内壁设置有连接线42，连接线42的一端与支块32相连，连接线42的另一端绕在第二支轴41上。
参照图3，在一个优选的实施方式中，第二连接板30的底端设置有第二磁铁，环形支架7的一侧内壁设置有L型限位架27，L型限位架27的底端外壁设置有磁铁26，环形支架7的同侧内壁设置有限位架29。
工作原理：使用时，通过将扫描物品放置在置物架10上，再通过控制电机3通过传动轴12带动圆形支板19转动，从而带动环形支架7绕圈转动，使扫描机构8能对扫描物品进行扫描，当环形支架7接触到底板11时，电机3转换为反向转动，使扫描机构8能扫描的更加全面，当进行二次快速扫描时，通过控制第二电机4运行，带动齿轮5进行转动，从而通过卡齿6带动环形支架7在空槽16内进行短距离位移，改变扫描机构8的扫描角度，并通过图像处理器1对第一次扫描和二次扫描的结果进行对比和整合，从而减少当扫描物品为黑色物品时激光能量吸收以及扫描物品为高亮物体时激光反射路径异常造成的轮廓缺失，提高扫描结果的清晰度，过程中，通过将连接件25分为支块32、第二支块33、第三支块34和第四支块35，并通过在其内部设置连接线42，当同时使用激光扫描头24和蓝光激光扫描头28进行扫描时，通过控制第三电机40带动第二支轴41进行转动，使连接线42卷起，带动支块32、第二支块33、第三支块34和第四支块35呈横向直线，此时蓝光激光扫描头28与激光扫描头24呈同一水平线，即可使蓝光激光扫描头28与激光扫描头24同时对物品进行快速扫描，并通过蓝光激光扫描头28补帧，提高成像效果，当仅需用蓝光激光扫描头28单独对物体表面细节进行扫描时，通过控制第三电机40反向旋转，使连接线42放松，即可使蓝光激光扫描头28长度高于激光扫描头24，完成对物体的进一步扫描，提高成像效果。
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 (3)
1.一种基于双通道激光的物体三维轮廓扫描装置，包括L型支架(2)和图像处理器(1)，其特征在于，所述L型支架(2)的一侧外壁连接有电机(3)，所述电机(3)的一端活动连接有传动轴(12)，所述传动轴(12)穿过L型支架(2)，所述传动轴(12)的一端连接有圆形支板(19)，所述圆形支板(19)的一侧外壁连接有侧支板(17)，所述侧支板(17)的内壁活动连接有支轴(14)，所述侧支板(17)的内壁设置有孔(18)，所述支轴(14)穿过孔(18)，所述支轴(14)的外壁套接有齿轮(5)，所述支轴(14)的一侧外壁固定连接有第二传动轴(13)，所述第二传动轴(13)的一侧连接有第二电机(4)，所述第二传动轴(13)与第二电机(4)位于侧支板(17)的一侧，所述侧支板(17)的另一侧固定连接有卡块(15)，所述侧支板(17)与卡块(15)一体成型，所述卡块(15)的内壁设置有空槽(16)，所述空槽(16)的内壁穿插有环形支架(7)，所述环形支架(7)的一侧外壁等密度设置有卡齿(6)，所述环形支架(7)通过卡齿(6)与齿轮(5)活动卡接，所述环形支架(7)的底端外壁设置有限位板(9)，所述环形支架(7)的一侧内壁设置有扫描机构(8)，所述扫描机构(8)与图像处理器(1)相连，所述L型支架(2)的底端外壁固定连接有底板(11)，所述底板(11)的顶端设置有置物架(10)，所述置物架(10)位于环形支架(7)的正下方；
所述扫描机构(8)包括固定杆(20)，所述固定杆(20)的底端外壁连接有第二圆形支板(23)，所述第二圆形支板(23)的底端外壁设置有激光扫描头(24)；
所述固定杆(20)的两侧外壁设置有连接板(21)，所述固定杆(20)通过连接板(21)固定连接有圆柱外壳(22)，所述固定杆(20)的另一侧外壁连接有连接件(25)；
所述连接件(25)包括支块(32)、第二支块(33)、第三支块(34)和第四支块(35)，所述第四支块(35)与固定杆(20)固定连接，所述第四支块(35)的两侧外壁设置有第二连接架(36)，所述第四支块(35)通过第二连接架(36)与第三支块(34)活动连接；
所述第三支块(34)的两侧外壁设置有第三连接架(37)，所述第三支块(34)通过第三连接架(37)与第二支块(33)活动连接，所述第二支块(33)的两侧外壁设置有第四连接架(38)，所述第二支块(33)通过第四连接架(38)与支块(32)活动连接；
所述圆柱外壳(22)的一侧外壁设置有第三电机(40)，所述第三电机(40)的一端连接有第二支轴(41)，所述固定杆(20)的内壁设置有穿孔(43)，所述穿孔(43)同时贯穿支块(32)、第二支块(33)、第三支块(34)、第四支块(35)和圆柱外壳(22)，所述穿孔(43)的内壁设置有连接线(42)，所述连接线(42)的一端与支块(32)相连，所述连接线(42)的另一端绕在第二支轴(41)上。
2.根据权利要求1所述的一种基于双通道激光的物体三维轮廓扫描装置，其特征在于，所述支块(32)的两侧外壁活动连接有连接架(31)，所述连接架(31)的底端外壁设置有第二连接板(30)，所述第二连接板(30)的底端外壁设置有蓝光激光扫描头(28)。
3.根据权利要求2所述的一种基于双通道激光的物体三维轮廓扫描装置，其特征在于，所述第二连接板(30)的底端设置有第二磁铁，所述环形支架(7)的一侧内壁设置有L型限位架(27)，所述L型限位架(27)的底端外壁设置有磁铁(26)，所述环形支架(7)的同侧内壁设置有限位架(29)。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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