CN1536328A - 利用液体获取产品几何形状的方法及其装置 - Google Patents

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Abstract

一种利用液体获取产品几何形状的方法及装置，它将低透光度液体注入放置有待测产品的容器中，通过注入液体或排泄液体的方式改变容器内液面的高度，用光学测量装置逐层获取待测产品各个或某个高度的几何轮廓线的信息，经过处理后，得到待测产品的整体或某一部位的几何模型。本发明的方法可以在避免破坏产品零件的前提下，方便地获取产品完整或某个高度的几何轮廓信息，利用本发明的方法制成的装置具有结构简单、成本低廉和使用方便等优点。

Description

利用液体获取产品几何形状的方法及其装置
(一)、所属技术领域
本发明涉及一种产品设计制造领域中逆向工程的对产品几何形状进行扫描的方法及装置，特别是一种获取产品零件表面几何形状扫描方法及装置。
(二)、技术背景
目前，公知的对产品零件三维几何形状的非接触式逐层扫描包括有工业CT、核磁共振、断层扫描等几种方式。现有的断层扫描装置包括有切除机构和激光扫描装置，其工作原理是：切除机构将产品零件切除一层；激光扫描装置就扫描一层，它以逐层切除和逐层激光扫描相结合的形式来实现获得产品完整的三维几何型面。这种断层扫描装置属于破坏性扫描，极不适合于贵重材料或难切削的产品零件。
(三)、发明内容
本发明的目的就是提供一种利用液体获取产品几何形状的方法及其装置，它可以在避免破坏产品零件的前提下，方便地获取产品完整或某个高度的几何轮廓信息。
本发明的利用液体获取产品几何形状的方法是通过这样的技术方案实现的，其步骤是：
(1)将低透光度液体注入于放置有待测产品的容器中，使容器内低透光度液体的液面位于待测产品的某一高度，使低透光度液体的液面与产品之间产生明显的几何轮廓线；
(2)用光学测量装置直接获取上述几何轮廓线的信息；
(3)通过注入液体或排泄液体的方式改变容器内低透光度液体的高度，用光学测量装置直接逐层获取待测产品其它高度的几何轮廓线的信息。
(4)把所有获取的待测产品表面的几何轮廓线信息进行处理，得到待测产品的整体或某一部位的几何模型。
利用上述方法制成的装置是通过这样的技术方案实现的，它是光学测量装置或能盛装低透光度液体的容器直接或通过升降控制机构设置于工作台架上，并使光学测量装置位于容器的上方。
本发明的装置是这样工作的：将需要扫描的产品放置于容器中，向容器中注入低透光度液体，产品位于低透光度液体的液面下方的部分不看见，使低透光度液体的液面与产品之间产生明显轮廓线，以明显形成该层面产品表面几何轮廓形状，通过升降控制机构调整光学测量装置与容器中液面之间的竖直高度，通过光学测量装置获取该层面产品表面几何形状的图象。通过该方法，可以通过注入液体或排泄液体方式，改变容器内的液面高度，在保持相同物距的情况下——即光学测量装置与液面之间的竖直高度相同，实现逐层获取产品表面几何轮廓形状目的。获取的各层图象信息可以通过计算机处理系统进行矢量化转换，从而得到产品零件的各层的表面几何轮廓形状，再通过产品计算机设计软件进行处理，以得到产品的整体或某一部位的几何模型。光学测量装置可以是数码相机、普通照相机、激光或其他光学装置。
由于采用了上述技术方案，本发明的方法可以在避免破坏产品零件的前提下，方便地获取产品完整或某个高度的几何轮廓信息，利用方法制成的装置具有结构简单、成本低廉和使用方便等优点。
(四)、附图说明
本发明的附图说明如下：
图1为本发明第一种实施例的结构示意图；
图2为本发明第二种实施例的结构示意图。
图中：1.光学测量装置；2.容器；3.工作台架；4.横梁；5.丝杆；6.托板；7.丝杆；8.液面高度测量装置；9.排液机构；10.注液机构。
(五)、具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
本发明的方法步骤是：
(1)将低透光度液体注入于放置有待测产品的容器中，使容器内低透光度液体的液面位于待测产品的某一高度，使低透光度液体的液面与产品之间产生明显的几何轮廓线；
(2)用光学测量装置直接获取上述几何轮廓线的信息；
(3)通过注入液体或排泄液体的方式改变容器内低透光度液体的高度，用光学测装置直接逐层获取待测产品其它高度的几何轮廓线的信息。
(4)把所有获取的待测产品表面的几何轮廓线信息进行处理，得到待测产品的整体或某一部位的几何模型。几何轮廓线信息可以通过计算机进行处理。
如图1或2所示，利用上述方法制成的装置是光学测量装置1或能盛装低透光度液体的容器2直接或通过升降控制机构设置于工作台架3上，并使光学测量装置1位于容器2的上方。
本发明的装置是这样工作的：将需要扫描的产品放置于容器2中，向容器2中注入低透光度液体，产品位于低透光度液体的液面下方的部分不看见，使低透光度液体的液面与产品之间产生明显轮廓线，以明显形成该层面产品表面几何轮廓形状，通过升降控制机构调整光学测量装置1与容器2中液面之间的竖直高度，通过光学测量装置1获取该层面产品表面几何形状的图象。通过该方法，可以通过注入液体或排泄液体方式，改变容器内的液面高度，在保持相同物距的情况下——即光学测量装置1与液面之间的竖直高度相同，实现逐层获取产品表面几何轮廓形状目的。获取的各层图象信息可以通过计算机处理系统进行矢量化转换，从而得到产品零件的各层的表面几何轮廓形状，再通过产品计算机设计软件进行处理，以得到产品的整体或某一部位的几何模型。光学测量装置1可以是数码相机、普通照相机、激光或其他光学装置。
如图1所示，升降控制机构可以是横梁4通过其上的螺母与竖直设置于工作台架3上的丝杆5相啮合，光学测量装置1设置于横梁4上。该升降控制机构是通过转动丝杆5来带动横梁4竖直平移，改变光学测量装置的高度，从而实现调节光学测量装置1与容器2内液面之间的竖直高度目的。
如图2所示，升降控制机构也可以是托板6通过其上的螺母与竖直设置于工作台架3上的丝杆7相啮合，容器2设置于托板6上。该升降控制机构是通过转动丝杆5来带动托板6竖直平移，改变容器的高度，从而实现调节光学测量装置1与容器2内液面之间的竖直高度目的。
如图1或2所示，为了便于测量光学测量装置与液面之间的竖直高度，工作台架3上设置有容器2内液面高度测量装置8。
如图1或2所示，为了便于排泄液体，容器2上设置有排液机构9。
如图1或2所示，为了便于向容器内注入液体，容器2上设置有注液机构10。

Claims (7)

1.一种利用液体获取产品几何形状的方法，其步骤是：
(1)将低透光度液体注入于放置有待测产品的容器中，使容器内低透光度液体的液面位于待测产品的某一高度，使低透光度液体的液面与产品之间产生明显的几何轮廓线；
(2)用光学测量装置直接获取上述几何轮廓线的信息；
(3)通过注入液体或排泄液体的方式改变容器内低透光度液体的高度，用光学测量装置直接逐层获取待测产品其它高度的几何轮廓线的信息。
(4)把所有获取的待测产品表面的几何轮廓线信息进行处理，得到待测产品的整体或某一部位的几何模型。
2.如权利要求1所述的方法制成的利用液体获取产品几何形状的装置，其特征在于：光学测量装置(1)或能盛装低透光度液体的容器(2)直接或通过升降控制机构设置于工作台架(3)上，并使光学测量(1)装置位于容器(2)的上方。
3.如权利要求2所述的利用液体获取产品几何形状的装置，其特征在于：升降控制机构是横梁(4)通过其上的螺母与竖直设置于工作台架(3)上的丝杆(5)相啮合，光学测量装置(1)设置于横梁(4)上。
4.如权利要求2所述的利用液体获取产品几何形状的装置，其特征在于：升降控制机构是托板(6)通过其上的螺母与竖直设置于工作台架(3)上的丝杆(7)相啮合，容器(2)设置于托板(6)上。
5.如权利要求2、3或4所述的利用液体获取产品几何形状的装置，其特征在于：工作台架(3)上设置有容器(2)内液面高度测量装置(8)。
6.如权利要求5所述的利用液体获取产品几何形状的装置，其特征在于：容器(2)上设置有排液机构(9)。
7.如权利要求5所述的利用液体获取产品几何形状的装置，其特征在于：容器(2)上设置有注液机构(10)。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100380095C (zh) * 2005-11-18 2008-04-09 宝钢集团上海梅山有限公司 不规则形状大块矿岩体积估计方法
CN104236477A (zh) * 2014-09-05 2014-12-24 西安交通大学 一种基于液面基准的线扫描轮廓测量方法及装置

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