CN1217986A - 自动立体雕刻装置 - Google Patents

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Abstract

本发明能够非接触地测定人等被拍摄体的三维形状的数据,将该数据变换为自动立体雕刻机的专用数据,在硬币、徽章、糕点以及制冰器皿等上自动进行凸起状或凹陷状的立体雕刻。

Description

自动立体雕刻装置
本发明涉及一种自动立体雕刻装置，能够从人等被拍摄体中非接触地测定三维形状的数据，用该三维形状的数据，在硬币等立体雕刻体上自动进行凸起状或凹陷状的立体雕刻。
以往，在硬币、徽章、糕点以及制冰器皿等上进行立体雕刻时，利用以三维CAM(computer aided manufacturing，计算机辅助制造)数据进行操作的三维机床来进行。
使以往的三维机床进行操作的三维CAM数据的输入非常麻烦，非常花费功夫和时间，不能很轻松地在短时间内在硬币、徽章、糕点以及制冰器皿等上进行立体雕刻，这是它的缺点。
本发明的目的就是鉴于以上的现有技术的缺点，提供一种自动立体雕刻装置，谁都可以以简单的操作、轻松地、在短时间内，在硬币、徽章、糕点以及制冰器皿等立体雕刻体上进行凸起状或凹陷状的立体雕刻。
为了达到本发明的所述目的，本发明提供一种自动立体雕刻装置，包括：壳体；三维测量器，设置在该壳体上，用于非接触地测定位于该壳体前面的人等被拍摄体的三维形状的数据；数据变换软件，用于将该三维测量器的数据变换为自动立体雕刻机的专用数据；三维机床，设置在所述壳体上，用于根据来自该数据变换软件的数据，在立体雕刻体上自动进行凸起状或凹陷状的立体雕刻。
为了达到本发明的所述目的，本发明还提供一种自动立体雕刻装置，包括：壳体；三维测量器，设置在该壳体上，用于非接触地测定位于该壳体前面的人等被拍摄体的、作为自动立体雕刻机的专用数据的、三维形状的数据；三维机床，设置在所述壳体上，能够根据该三维测量器的数据，在立体雕刻体上自动进行凸起状或凹陷状的立体雕刻；操作装置，使设置在所述壳体上的所述三维测量器、所述三维机床进行操作。
通过参照附图阅读下面的说明，本发明的上述及其他目的和新的特征将会变得更加明显。
然而，附图仅仅用于说明，并不限定本发明的技术范围。
附图的简要说明
图1是本发明第1实施例的主视图；
图2是本发明第1实施例的侧视图；
图3是本发明第1实施例的俯视图；
图4是本发明第1实施例的概略说明图；
图5是本发明第1实施例的方框图；
图6是本发明第1实施例的自动立体雕刻机的说明图；
图7是本发明第1实施例的立体雕刻供给机构的说明图；
图8是本发明第1实施例的操纵器(manipulator)的说明图；
图9是自动立体雕刻机所立体雕刻出的立体雕刻体的主视图；
图10是沿图9的10-10线的放大剖面图；
图11是本发明第2实施例的概略说明图；
图12是本发明第2实施例的侧视图；
图13是本发明第2实施例的方框图；
图14是本发明第3实施例的概略说明图；
图15是本发明第3实施例的字符输入装置的说明图；
图16是本发明第3实施例的方框图；
图17是自动立体雕刻机所立体雕刻出的立体雕刻体的主视图；
图18是沿图17的18-18线的放大剖面图；
图19是本发明第4实施例的概略说明图；
图20是本发明第4实施例的侧视图；
图21是本发明第4实施例的方框图；
图22是自动立体雕刻机所立体雕刻出的立体雕刻体的主视图；
图23是沿图22的23-23线的放大剖面图；
图24是本发明第5实施例的概略说明图；
图25是本发明第5实施例的侧视图；
图26是自动立体雕刻机所立体雕刻出的立体雕刻体的说明图；
图27是沿图26的27-27线的放大剖面图；
图28是立体雕刻出的立体雕刻体的使用状态的说明图；
图29是本发明第6实施例的概略说明图；
图30是本发明第6实施例的侧视图；
图31是本发明第6实施例的三维测量器的说明图；
图32是本发明第6实施例的方框图；
图33是本发明第7实施例的概略说明图；
图34是本发明第7实施例的三维测量器的说明图；
图35是本发明第7实施例的方框图；
图36是本发明第7实施例的三维测量器的原理图。
下面根据附图所示的实施例详细说明本发明。
在图1至图10所示的本发明的第1实施例中，1是壳体，该壳体1由底面安装高度调节用的脚部件2、2、2、2的下部壳体3、和一体地固定在该下部壳体3上部的上部壳体4构成。
5是位于所述壳体1的前面、安装在所述壳体1上的椅子。
6是使用激光光线的激光三维测量器，设置在所述上部壳体4上，用于非接触地测定坐在所述椅子5上的被拍摄体--人7的上半身部位的三维形状的数据。该激光三维测量器6使用例如非接触三维形状输入机VIVID700(ミノルタ株式会社)等市售品。
8是设置在所述激光三维测量器6的上部位置的所述上部壳体4内的监视器，使得坐在所述椅子5上的人7可以看见，该监视器8显示所述激光三维测量器6测定的图像。
9是设置在所述上部壳体4内的自动立体雕刻机，该自动立体雕刻机9使用台式(desktop)成型机(modelling machine)NC-5(株式会社ミマキェンジニアリンゲ)等市售品，但是在通常的雕刻方法之外，在雕刻人体的头部时，为了得到美观的雕刻，使用从中央部以旋涡状态依次雕刻外周部的方法来进行雕刻的机器。
10是数据变换软件，用于将设置在所述下部壳体3内的所述激光三维测量器6测定的数据变换为所述自动立体雕刻机9的专用数据。
11是设置在所述上部壳体4内的操纵器，该操纵器11从供给硬币、浮雕饰物(cameo)等立体雕刻体12的立体雕刻体供给机构13向所述自动立体雕刻机9供给立体雕刻体12，同时，自动进行将立体雕刻出的立体雕刻体12A从自动立体雕刻机9排出到形成于所述下部壳体3上的排出口14的操作。
15是操作装置，用于当从设置在所述上部壳体4前部的投币口16投入预先设定的钱币时，使所述激光三维测量器6、监视器8、操纵器11、自动立体雕刻机9自动操作，该操作装置15包括：通断开关17、设置在安装于所述下部壳体3上的开关盒(switch box)18上的三维测量器操作开关19、取消(cancel)开关20、确认(OK)开关21。
所述构成的自动立体雕刻装置22测定坐在椅子5上的人7的三维形状的数据，并显示在监视器8上，所述人7坐在椅子5上，从投币口16投入预先设定的钱币，接通三维测量器操作开关19，从而激光三维测量器6进行操作。
如果显示在监视器8上的图像令人满意时，通过接通确认开关21，用数据变换软件10将三维形状的数据变换为自动立体雕刻机的专用数据，同时，操纵器11进行操作，从立体雕刻供给机构13夹持立体雕刻体12，供给自动立体雕刻机9。
以此状态，自动立体雕刻机9按照自动立体雕刻机的专用数据自动进行操作，在立体雕刻体12上进行凸起状的立体雕刻。
自动立体雕刻机9的操作结束后，操纵器11进行操作，从自动立体雕刻机9，如图9及图10所示，将凸起状的立体雕刻出的立体雕刻体12A排出排出口14。
可以在测定三维形状的数据时，将其依次变换为自动立体雕刻机的专用数据，此外，可以在输入自动立体雕刻机的专用数据之前，用操纵器11将立体雕刻体12供给自动立体雕刻机9。
其次，说明图11至图36所示的本发明的不同的实施例。在说明这些本发明的不同的实施例时，对于与所述本发明的第1实施例相同的构成部分赋予相同的符号，并省略其重复说明。
在图11至图13所示的本发明的第2实施例中，和所述本发明的第1实施例的主要不同点是激光三维测量器6A，该激光三维测量器6A使用能够将测定数据作为自动立体雕刻机的专用数据输出的软件23。这样构成的自动立体雕刻装置22A也可以获得和所述本发明的第1实施例相同的作用效果。
在图14至图18所示的本发明的第3实施例中，和所述本发明的第1实施例的主要不同点是，为了使自动立体雕刻机9也能雕刻字符，在上部壳体4上设置了和该自动立体雕刻机9与监视器8连接的字符输入装置24，这样构成的自动立体雕刻装置22B也能获得和所述本发明的第1实施例相同的作用效果，同时，可以加工雕刻有立体雕刻和立体字符的立体雕刻体12A。
在图19至图23所示的本发明的第4实施例中，和所述本发明的第1实施例的主要不同点是，为了能在立体雕刻体12上进行凹陷状的立体雕刻，使用了将激光三维测量器6测定的数据变换为自动立体雕刻机9的专用数据的数据变换软件10A，这样构成的自动立体雕刻装置22C也能获得和所述本发明的第1实施例相同的作用效果，同时，可以加工能够原样使用、或作为模子使用的凹陷状的立体雕刻出的立体雕刻体12B。
在图24至图28所示的本发明的第5实施例中，和所述本发明的第4实施例的主要不同点是，如图28所示，为了能够作为小甜饼干(cookie)等糕点类25的模子使用，自动立体雕刻装置22D能够在立体雕刻体12上进行作为模子的凹陷状的立体雕刻，形成作为模子的凹陷状的立体雕刻体12C，这样构成的自动立体雕刻装置22D能够很容易地制作可以形成小甜饼干等糕点类25的模子，在该糕点类25上立体地形成利用者的上半身。
此外，在该本发明的实施例中，说明了制作小甜饼干等糕点类的模子的自动立体雕刻装置，但是，并不限于此，用于制作制冰器皿、巧克力以及果冻等的模子等，也能获得相同的作用效果。
在图29至图32所示的本发明的第6实施例中，和所述本发明的第1实施例的主要不同点是使用了三维测量器6B，该三维测量器6B包括：配置在不同的位置的至少2个以上、在本发明的实施例中为2个的数字摄像机26、26、和将这2个数字摄像机26、26拍摄的数据变换为三维形状的数据的三维变换软件27，主要不同点还有，使用了将该三维测量器6B测定的数据变换为自动立体雕刻机9的专用数据的数据变换软件10B，这样构成的自动立体雕刻装置22E也能获得和所述本发明的第1实施例相同的作用效果，同时，作为三维测量器6B，可以使用采用2个数字摄像机26、26的廉价的三维测量器。
此外，在该本发明的实施例中，说明了使用采用2个数字摄像机26、26和三维变换软件27的三维测量器6B，但是，也可以使用将三维变换软件27包括在数据变换软件10B中的三维测量器。
在图33至图36所示的本发明的第7实施例中，和所述本发明的第6实施例的主要不同点是使用了三维测量器6C，作为坐在椅子5上的被拍摄体的人7的轮廓部位采用数字摄像机26的数据，该轮廓内的部位采用采用激光光线的激光三维测量器6的数据，以此来非接触地测定三维形状的数据，用三维变换软件27A将其变换为三维数据，通过采用这样构成的三维测量器6C的自动立体雕刻装置22F，可以制作立体雕刻体12D，形成作为被拍摄体的人7的轮廓鲜明的立体雕刻。
此外，在所述本发明的各实施例中使用的自动立体雕刻机9雕刻出的立体雕刻体12可以是任何能够切削加工的材料，如金属材料、宝石材料、石头、贝壳、木材、树脂材料、粘土材料等。
此外，在所述本发明的各实施例中使用采用激光光线的的三维测量器时，当被拍摄体是人7的情况下，使其坐在椅子5上，以便能够进行侧脸、而不是正面的立体雕刻，从而防止激光光线照射眼睛，可以安全地使用。
此外，为了激光光线不照射眼睛，可以使用太阳镜或采用偏光透镜制作的眼镜，从而安全地进行正面的立体雕刻。
此外，在被拍摄体是人7的情况下，可以将三维测量器测定的部位设定为除肩部以外的头部，从而可以设定大的凹凸，得到美观的头部雕刻。
从以上说明可以看出，本发明可以获得下列效果。
(1)本发明包括：壳体；三维测量器，设置在该壳体上，用于非接触地测定位于该壳体前面的人等被拍摄体的三维形状的数据；数据变换软件，用于将该三维测量器的数据变换为自动立体雕刻机的专用数据；三维机床，设置在所述壳体上，能够根据来自该数据变换软件的数据，在立体雕刻体上自动进行凸起状或凹陷状的立体雕刻。因此，通过位于壳体前面、使三维测量器进行操作，可以用数据变换软件将该三维测量器的数据变换为自动立体雕刻机的专用数据，自动立体雕刻机根据该数据进行操作，从而在立体雕刻体上加工立体雕刻。
因此，可以和现有的プリントクラフ(PRINT CLUB，日本ATLUS CO.,LTD.公司的注册商标)同样使用。
(2)根据所述(1)，能够在短时间内得到可以用于纪念品、钥匙挂圈(keyholder)、垂饰(pendant)等的立体雕刻出的立体雕刻体。
(3)根据所述(1)，可以使用市售的三维测量器和自动立体雕刻机，所以能够容易地制造，同时能够廉价地制造。
(4)根据所述(1)，通过在立体雕刻体上进行凹陷状的立体雕刻，可以作为模子使用。

Claims (12)

1、一种自动立体雕刻装置，其特征在于，包括：
壳体；三维测量器，设置在该壳体上，用于非接触地测定位于该壳体前面的人等被拍摄体的三维形状的数据；数据变换软件，用于将该三维测量器的数据变换为自动立体雕刻机的专用数据；三维机床，设置在所述壳体上，用于根据来自该数据变换软件的数据，在立体雕刻体上自动进行凸起状或凹陷状的立体雕刻。
2、如权利要求1所述的自动立体雕刻装置，其特征在于，在壳体上设有监视器，用于显示用三维测量器测定的被拍摄体。
3、如权利要求1所述的自动立体雕刻装置，其特征在于，三维测量器是激光三维测量器，采用激光光线，能够非接触地测定三维形状的数据。
4、如权利要求1所述的自动立体雕刻装置，其特征在于，三维测量器是配置在不同位置上的至少2个以上的数字摄像机。
5、如权利要求1所述的自动立体雕刻装置，其特征在于，三维测量器包括：数字摄像机，采用被拍摄体的轮廓部位的数据；激光三维测量器，采用该轮廓内的部位的数据，并采用激光光线。
6、如权利要求1所述的自动立体雕刻装置，其特征在于，在壳体上设有操作装置，用于使三维测量器和三维机床自动进行操作。
7、一种自动立体雕刻装置，其特征在于，包括：壳体；三维测量器，设置在该壳体上，用于非接触地测定位于该壳体前面的人等被拍摄体的、作为自动立体雕刻机的专用数据的、三维形状的数据；三维机床，设置在所述壳体上，能够根据该三维测量器的数据，在立体雕刻体上自动进行凸起状或凹陷状的立体雕刻；操作装置，使设置在所述壳体上的所述三维测量器、所述三维机床进行操作。
8、如权利要求7所述的自动立体雕刻装置，其特征在于，在壳体上设有监视器，用于显示用三维测量器测定的被拍摄体。
9、如权利要求7所述的自动立体雕刻装置，其特征在于，三维测量器是激光三维测量器，采用激光光线，能够非接触地测定作为自动立体雕刻机的专用数据的三维形状的数据。
10、如权利要求7所述的自动立体雕刻装置，其特征在于，三维测量器包括：至少2个以上的数字摄像机，配置在不同的部位；数据变换软件，将该至少2个以上的数字摄像机拍摄的数据变换为自动立体雕刻机的专用数据。
11、如权利要求7所述的自动立体雕刻装置，其特征在于，三维测量器包括：数字摄像机，采用被拍摄体的轮廓部位的数据；激光三维测量器，采用该轮廓内的部位的数据，并采用激光光线；数据变换软件，将该三维测量器测定的数据变换为自动立体雕刻机的专用数据。
12、如权利要求7所述的自动立体雕刻装置，其特征在于，在壳体上设有操作装置，用于使三维测量器和三维机床自动进行操作。
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