CN204196256U - 一种3d全自动扫描装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种3D全自动扫描装置，包括3D扫描仪、上顶架和下顶架，上顶架与室内天花板固定连接，下顶架与上顶架固定连接，上顶架与下顶架之间具有安装空间，下顶架的上表面上凹设有闭环形滑槽，安装空间内设有转动架，转动架以可转动的方式安装在上顶架上，转动架上设有卡入闭环形滑槽内的滑轮，转动架上设有控制滑轮滑行的转动机构；下顶架下方具有扫描空间，转动架上竖立有立柱，立柱上设有可上下滑动的安装座和控制安装座的升降驱动装置，3D扫描仪安装在安装座上。与现有技术相比，其待扫描的立体物或人静止站立即可进行扫描，无需转动，使人在扫描过程中较为舒适，避免了传统扫描采集方式会造成采集效果差或对人体造成人体不适的问题。

Description

一种3D全自动扫描装置

技术领域

本实用新型涉及一种扫描装置，特别涉及一种对立体物进行全面扫描的3D全自动扫描装置。

背景技术

3D打印，即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状复合材料或塑料进行融合，再通过3D打印机逐层打印的方式来构造物体的技术。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，，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。由上述可知，在进行3D打印之前需通过3D扫描仪对待打印的立体物体进行数据采集扫描，采集扫描后再将数据发到计算机内进行建模处理。

现对立体物(如人物、鞋子、文物等)进行3D扫描的方法主要有二种，其一种是采集者手持着3D扫描仪对立体物扫描，此手持扫描方式常常因采集者采集过程中发生手颤抖而造成采集图案不连续，部分扫描不完全、变形等扫描不佳的问题，进而造成采集后的修复时间长，不能完全还原原来形状的问题；另一种是将立体物静放在转盘上，3D扫描仪固定在一立柱上并朝向转盘，此时转盘的转动使3D扫描仪可对转盘上立体物的周面进行扫描，此种转盘扫描方式虽可使采集的图案较佳的优点，但若人站在转盘上进行扫描时会造成人体不适，且人也不宜长久稳定地站立在转盘上，进而影响数据采集。

鉴于上述理由，本发明人对现有3D扫描所存在的上述缺陷进行深入研究，遂由本案产生。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种3D全自动扫描装置，以解决现有技术中采集效果差和对人体造成不适的问题。

本实用新型的技术方案是这样的：一种3D全自动扫描装置，包括3D扫描仪，还包括上顶架和处于上顶架下方的下顶架，上述上顶架与室内天花板固定连接，上述下顶架与上述上顶架固定连接，且上述上顶架与上述下顶架之间具有安装空间，上述下顶架的上表面上凹设有闭环形滑槽，上述安装空间内设有转动架，上述转动架以可转动的方式安装在上述上顶架上，上述转动架上设有卡入上述闭环形滑槽内，并沿闭环形滑槽滑动的滑轮，上述转动架上设有控制滑轮滑行的转动机构；上述下顶架下方具有供待扫描物放置于内的扫描空间，上述转动架位于上述扫描空间外竖立有立柱，上述立柱上设有可上下滑动的安装座，上述3D扫描仪安装在上述安装座上，上述立柱上设有控制安装座上下滑动的升降驱动装置。

上述上顶架包括一上圆盘和若干根设置在上圆盘外侧壁上，并向外延伸的上连杆，各上述上连杆沿上述上圆盘的周向方向间隔环绕分布，上述上连杆的内端与上述上圆盘固定连接，上述上连杆的外端竖立有向上延伸的立杆，上述立杆的上端端部与室内天花板固定连接；上述下顶架包括下圆环，上述上圆盘处于上述下圆环的中心部位范围内，上述上圆盘与上述下圆环之间的间距为所述的安装空间，上述上连杆的外端端部处于上述下圆环的范围外，上述立杆处于上述下圆环外，上述下圆环的外侧壁上凸设有若干个安装块，各上述安装块与各上述上连杆一一上下相对设置，各上述立杆的下端端部分别相应延伸至各上述安装块上，并与安装块固定配合，上述下圆环的上表面上凹设有沿下圆环的周向方向设置的圆形凹槽，该圆形凹槽为上述闭环形滑槽。

上述转动架处于上述下圆环的中空范围内，上述转动架包括一转动轴、一转动盘和若干根设置在转动盘外侧壁上，并向外延伸的下连杆，上述转动盘处于上述上圆盘的正下方，上述转动轴竖立于上述上圆盘与上述转动盘之间，且上述转动轴的上端端部通过安装轴承可转动的安装在上圆盘的下底面上，上述转动轴的下端端部与上述转动盘固定连接，各上述下连杆沿上述转动盘的周向方向间隔环绕分布，上述下连杆的内端与上述转动盘固定连接，上述下连杆的外端端部处于上述圆形凹槽的上方，各上述下连杆的外端端部外分别套固有上述滑轮，上述立柱竖立于其一上述下连杆的外端下方，并处于上述下圆环的中空范围内，且上述立柱的上端端面上固定设有与上述下连杆焊固连接的连接柱，上述下圆环的中空范围下方位于上述立柱以内的空间为所述的扫描空间。

上述转动机构包括驱动电机和主动轮，其一上述下连杆上设有电机安装架，上述驱动电机横卧安装在上述电机安装架上，且上述驱动电机的输出轴与上述下连杆相平行，上述主动轮套固在上述驱动电机的输出轴外，并处于上述圆形凹槽的上方，且上述主动轮与上述滑轮转动配合。

上述升降驱动装置包括升降驱动电机、主动齿轮和齿带，上述立柱为方形中空立柱，上述立柱的其中一对对立面上分别凹设有沿立柱的长度方向延伸的安装凹槽，上述齿带为其一面具有齿牙的闭环带体，上述立柱的上下两端端面上安装有过带轮，上述齿带绕设在两上述过带轮上，且上述齿带的两侧相应嵌入两上述安装凹槽内，上述齿带的齿牙朝向上述安装凹槽的槽底，上述立柱的上端外套固有安装套，上述升降驱动电机固定在上述安装套外，且上述升降驱动电机的输出轴活动穿过上述安装套的其一侧面至上述立柱的中空腔室内，上述主动齿轮处于上述立柱的中空腔室内，并套固在上述升降驱动电机的输出轴外，其一上述安装凹槽的槽底位于上述主动齿轮外开设有裸露窗口，上述主动齿轮的部分轮面伸出上述裸露窗口外与上述齿带的齿牙相啮合。

上述立柱的上、下端端面外均罩设有将过带轮容置于内的保护罩，且上述保护罩与上述立柱锁固连接，上述连接柱的下端端部与上述立柱上端的保护罩的上表面焊固连接，上述立柱上端的保护罩处于上述安装套的上方。

上述安装座为中空方形座体，上述安装座套设于上述立柱外，并处于上述安装套的下方，且上述安装座与上述齿带固定连接，以立柱朝向扫描空间的中心的一侧面为后，两上述安装凹槽相应分布在上述立柱的左、右两侧面上，上述升降驱动电机处于上述立柱的前侧面或后侧面，且上述升降驱动电机的输出轴活动穿过上述安装套的前侧面或后侧面，上述安装座的左、右两侧面上分别延伸有安装杆，两上述安装杆上分别安装有上述3D扫描仪。

其一上述下连杆上竖立有处于下连杆下方的安装立杆，上述安装立杆的下端设有供手提电脑放置于上的放置平台。

上述安装立杆朝向上述扫描空间的一侧面上安装有若干个LED灯，各上述LED灯沿安装立杆的长度方向间隔排列分布。

采用上述技术方案后，本实用新型的一种3D全自动扫描装置，使用时，待扫描的立体物或人站立在扫描空间内，然后启动转动机构和升降驱动机构，转动机构驱动滑轮沿闭环形滑槽滑动，滑轮的滑动可带动旋转架旋转，旋转架的旋转可使立柱上的3D扫描仪可沿扫描空间内的待扫描立体物或人的周向进行扫描，同时，升降驱动机构驱动安装座上下升降，安装座的上下升降可使3D扫描仪可沿扫描空间内的待扫描立体物或人的纵向方向进行扫描，这样，3D扫描仪在作周向方向扫描的同时作纵向方向扫描，使3D扫描仪的扫描路线呈逐步上升或下降的螺旋路线，从而3D扫描仪的扫描数据较为精准、连续，从而使采集后的修复时间极短。与现有技术相比，其待扫描的立体物或人静止站立即可进行扫描，无需转动，使人在扫描过程中较为舒适，不会造成人体眩晕，并不会造成3D扫描仪发生抖动，避免了传统扫描采集方式会造成采集效果差或对人体造成人体不适的问题，并具有结构简单，操作方便的优点。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型另一角度的结构示意图。

图中：

3D扫描仪      1      上顶架      2

上圆盘         21     上连杆     22

立杆          23      下顶架     3

下圆环        31      圆形凹槽   311

安装块        32      转动架     4

转动轴        41      转动盘     42

下连杆        43      电机安装架 431

安装立杆      44      滑轮        5

立柱          6       连接柱      61

保护罩        62      安装套      63

安装座        7       安装杆      71

驱动电机      81      主动轮      82

升降驱动电机  91      齿带        92

具体实施方式

本实用新型的一种3D全自动扫描装置，如图1、2所示，包括3D扫描仪1、上顶架2和处于上顶架2下方的下顶架3，上顶架2与室内天花板固定连接，下顶架3与上顶架2固定连接，且上顶架2与下顶架3之间具有安装空间，下顶架3的上表面上凹设有闭环形滑槽，安装空间内设有转动架4，转动架4以可转动的方式安装在上顶架2上，转动架4上设有卡入闭环形滑槽内，并沿闭环形滑槽滑动的滑轮5，转动架4上设有控制滑轮5滑行的转动机构；下顶架3下方具有供待扫描物放置于内的扫描空间，转动架4位于扫描空间外竖立有立柱6，立柱6上设有可上下滑动的安装座7，3D扫描仪1安装在安装座7上，立柱6上设有控制安装座7上下滑动的升降驱动装置。

具体的是：所述的上顶架2包括一上圆盘21和若干根设置在上圆盘21外侧壁上，并向外延伸的上连杆22，各上连杆22沿上圆盘21的周向方向间隔环绕分布，上连杆22的内端与上圆盘21的外侧壁焊固连接，上连杆22的外端竖立有向上延伸的立杆23，立杆23的上端端部与室内天花板固定连接，这样，通过各上连杆22上的立杆23可实现上顶架2的固定悬空设置。

所述的下顶架3包括下圆环31，上圆盘21处于下圆环31的中心部位范围内，上圆盘21与下圆环31之间的间距为所述的安装空间，上连杆22的外端端部处于下圆环31的范围外，下圆环31的外侧壁上凸设有若干个安装块32，各安装块32沿下圆环31的周向方向间隔环绕分布，且各安装块32与各上连杆22一一上下相对设置，各立杆23的下端端部分别相应延伸至各安装块32上，并与安装块32固定配合，通过立杆23下端端部与安装块32的固定可实现下顶架3的固定悬空设置，下圆环31的上表面上凹设有沿下圆环31的周向方向设置的圆形凹槽311，该圆形凹槽311为所述的闭环形滑槽。

所述的转动架4处于下圆环31的中空范围内，此转动架4包括一转动轴41、一转动盘42和若干根设置在转动盘42外侧壁上，并向外延伸的下连杆43，转动盘42处于上圆盘21的下方，转动轴41竖立于上圆盘21与转动盘42之间，且转动轴41的上端端部通过安装轴承可转动的安装在上圆盘21的下底面上，转动轴41的下端端部与转动盘42固定连接，各下连杆43沿转动盘42的周向方向间隔环绕分布，下连杆43的内端与转动盘42的外侧壁焊固连接，下连杆43的外端端部处于圆形凹槽311的上方，各下连杆43的外端端部外分别套固有所述的滑轮5，立柱6竖立于其一下连杆43的外端下方，并处于下圆环31的中空范围内，且立柱6的上端端面上固设有与下连杆43焊固连接的连接柱61，下圆环31的中空范围下方位于立柱6以内的空间为所述的扫描空间。

所述的转动机构包括驱动电机81和主动轮82，其一下连杆43上设有电机安装架431，驱动电机81横卧安装在电机安装架431上，且驱动电机81的输出轴与下连杆43相平行，并朝外设置，主动轮82套固在驱动电机81的输出轴外，并处于圆形凹槽311的上方，且主动轮82与滑轮5转动配合，即主动轮82的部分轮面与滑轮5的部分轮面紧密相贴配合。驱动电机81启动时，主动轮82旋转，因主动轮82与滑动5之间的摩擦力，使主动轮82的旋转可带动滑轮5转动，滑轮5的转动可使转动架4作圆周旋转。本实用新型中，该转动机构也可安装在转动轴内，且该转动机构控制转动轴转动也可实现转动架的圆周旋转，而设置在转动轴内的转动机构主要由驱动电机、主动轮和从动轴配合，具体的安装方式在现有转动驱动领域中常见，本申请人在此不再累述。

所述的升降驱动装置包括升降驱动电机91、主动齿轮(图中未示出)和齿带92，立柱6为方形中空立柱，以立柱6朝向扫描空间中心的一侧面为后，立柱6的左、右两侧面上分别凹设有沿立柱6的长度方向延伸的安装凹槽，安装凹槽的两端贯通立柱6的两端，齿带92为闭环带体，此闭环形带体的内侧面布满有若干个沿带体的周向方向连续并排的齿牙，该立柱6的上下两端端面上安装有过带轮(图中未示出)，齿带92绕设在两过带轮上，且齿带92的两侧相应嵌入两安装凹槽内，齿带92的齿牙朝向安装凹槽的槽底，立柱6的上、下端端面外均罩设有将过带轮容置于内的保护罩62，且保护罩62通过螺丝锁固在立柱6上，通过保护罩62可对过带轮起到保护，还可防止齿带92脱落，连接柱61的下端端部与立柱6上端保护罩62的上表面焊固连接，该立柱6的上端外套固有安装套63，升降驱动电机91固定在安装套63的后侧面上，且升降驱动电机91的输出轴活动穿过安装套63的后侧面至立柱6的中空腔室内，主动齿轮处于立柱6的中空腔室内，且主动齿轮套固在升降驱动电机91的输出轴外，其一安装凹槽的槽底位于主动齿轮外开设有裸露窗口，主动齿轮的部分轮面伸出裸露窗口外与齿带92内侧面的齿牙相啮合；所述的安装座7为中空方形座体，安装座7套设于立柱6外，并处于安装套63的下方，且安装座7与齿带92固定连接，该安装座7的左、右两侧面上分别延伸有安装杆71，两安装杆71上分别安装有3D扫描仪1，两3D扫描仪1的型号和款式相同，也可以不相同，可根据实际需要自调节，且3D扫描仪1的扫描口朝向扫描空间的中心。升降驱动电机91启动时，升降驱动电机91带动主动齿轮转动，主动齿轮与齿带92相啮合，则主动齿轮可带动齿带92作上下方向的转动，齿带92转动可使与齿带92固定的安装座7作上下移动。

本实用新型的一种3D全自动扫描装置，使用时，待扫描的立体物或人站立在下圆环31的下方，并处于下圆环31的中空范围内，立柱6处于待扫描的立体物或人外，然后启动转动机构和升降驱动机构，转动机构驱动滑轮5沿闭环形滑槽311滑动，滑轮5的滑动可带动旋转架4作旋转运动，旋转架4的旋转可使立柱6上的3D扫描仪1对待扫描立体物或人作周向方向扫描，同时，升降驱动机构驱动安装座7上下升降，安装座7的上下升降可使3D扫描仪1对待扫描立体物或人作纵向方向扫描，这样，3D扫描仪1在作周向方向扫描的同时作纵向方向扫描，使3D扫描仪1的扫描路线呈逐步上升或下降的螺旋路线，从而3D扫描仪1的扫描数据较为精准、连续，从而使采集后的修复时间极短。与现有技术相比，其待扫描的立体物或人静止站立即可进行扫描，无需转动，使人在扫描过程中较为舒适，不会造成人体眩晕，并不会造成3D扫描仪发生抖动，避免了传统扫描采集方式会造成采集效果差或对人体造成人体不适的问题，并具有结构简单，操作方便的优点。

本实用新型中，其一下连杆43上竖立有处于下连杆43下方的安装立杆44，安装立杆44的下端设有供手提电脑放置于上的放置平台441，且安装立杆44、立柱6和电机安装架431分别设置在三根下连杆43上，这样，3D扫描仪1在作周向移动时用于接收扫描数据的手提电脑一同作周向移动，避免了因手提电脑固定不动而造成3D扫描仪与手提电脑之间的连接线出现打结的问题；同时该安装立杆44正朝向扫描空间的一侧面上安装有若干个沿安装立杆44的长度方向间隔排列分布的LED灯，通过各LED灯可给3D扫描仪1提供光源，使3D扫描仪1的采集效果更佳。

上述实施例和图式并非限定本实用新型的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本实用新型的专利范畴。

Claims (9)

1.一种3D全自动扫描装置，包括3D扫描仪，其特征在于：还包括上顶架和处于上顶架下方的下顶架，上述上顶架与室内天花板固定连接，上述下顶架与上述上顶架固定连接，且上述上顶架与上述下顶架之间具有安装空间，上述下顶架的上表面上凹设有闭环形滑槽，上述安装空间内设有转动架，上述转动架以可转动的方式安装在上述上顶架上，上述转动架上设有卡入上述闭环形滑槽内，并沿闭环形滑槽滑动的滑轮，上述转动架上设有控制滑轮滑行的转动机构；上述下顶架下方具有供待扫描物放置于内的扫描空间，上述转动架位于上述扫描空间外竖立有立柱，上述立柱上设有可上下滑动的安装座，上述3D扫描仪安装在上述安装座上，上述立柱上设有控制安装座上下滑动的升降驱动装置。

2.根据权利要求1所述的一种3D全自动扫描装置，其特征在于：上述上顶架包括一上圆盘和若干根设置在上圆盘外侧壁上，并向外延伸的上连杆，各上述上连杆沿上述上圆盘的周向方向间隔环绕分布，上述上连杆的内端与上述上圆盘固定连接，上述上连杆的外端竖立有向上延伸的立杆，上述立杆的上端端部与室内天花板固定连接；上述下顶架包括下圆环，上述上圆盘处于上述下圆环的中心部位范围内，上述上圆盘与上述下圆环之间的间距为所述的安装空间，上述上连杆的外端端部处于上述下圆环的范围外，上述立杆处于上述下圆环外，上述下圆环的外侧壁上凸设有若干个安装块，各上述安装块与各上述上连杆一一上下相对设置，各上述立杆的下端端部分别相应延伸至各上述安装块上，并与安装块固定配合，上述下圆环的上表面上凹设有沿下圆环的周向方向设置的圆形凹槽，该圆形凹槽为上述闭环形滑槽。

3.根据权利要求2所述的一种3D全自动扫描装置，其特征在于：上述转动架处于上述下圆环的中空范围内，上述转动架包括一转动轴、一转动盘和若干根设置在转动盘外侧壁上，并向外延伸的下连杆，上述转动盘处于上述上圆盘的正下方，上述转动轴竖立于上述上圆盘与上述转动盘之间，且上述转动轴的上端端部通过安装轴承可转动的安装在上圆盘的下底面上，上述转动轴的下端端部与上述转动盘固定连接，各上述下连杆沿上述转动盘的周向方向间隔环绕分布，上述下连杆的内端与上述转动盘固定连接，上述下连杆的外端端部处于上述圆形凹槽的上方，各上述下连杆的外端端部外分别套固有上述滑轮，上述立柱竖立于其一上述下连杆的外端下方，并处于上述下圆环的中空范围内，且上述立柱的上端端面上固定设有与上述下连杆焊固连接的连接柱，上述下圆环的中空范围下方位于上述立柱以内的空间为所述的扫描空间。

4.根据权利要求3所述的一种3D全自动扫描装置，其特征在于：上述转动机构包括驱动电机和主动轮，其一上述下连杆上设有电机安装架，上述驱动电机横卧安装在上述电机安装架上，且上述驱动电机的输出轴与上述下连杆相平行，上述主动轮套固在上述驱动电机的输出轴外，并处于上述圆形凹槽的上方，且上述主动轮与上述滑轮转动配合。

5.根据权利要求3所述的一种3D全自动扫描装置，其特征在于：上述升降驱动装置包括升降驱动电机、主动齿轮和齿带，上述立柱为方形中空立柱，上述立柱的其中一对对立面上分别凹设有沿立柱的长度方向延伸的安装凹槽，上述齿带为其一面具有齿牙的闭环带体，上述立柱的上下两端端面上安装有过带轮，上述齿带绕设在两上述过带轮上，且上述齿带的两侧相应嵌入两上述安装凹槽内，上述齿带的齿牙朝向上述安装凹槽的槽底，上述立柱的上端外套固有安装套，上述升降驱动电机固定在上述安装套外，且上述升降驱动电机的输出轴活动穿过上述安装套的其一侧面至上述立柱的中空腔室内，上述主动齿轮处于上述立柱的中空腔室内，并套固在上述升降驱动电机的输出轴外，其一上述安装凹槽的槽底位于上述主动齿轮外开设有裸露窗口，上述主动齿轮的部分轮面伸出上述裸露窗口外与上述齿带的齿牙相啮合。

6.根据权利要求5所述的一种3D全自动扫描装置，其特征在于：上述立柱的上、下端端面外均罩设有将过带轮容置于内的保护罩，且上述保护罩与上述立柱锁固连接，上述连接柱的下端端部与上述立柱上端的保护罩的上表面焊固连接，上述立柱上端的保护罩处于上述安装套的上方。

7.根据权利要求5所述的一种3D全自动扫描装置，其特征在于：上述安装座为中空方形座体，上述安装座套设于上述立柱外，并处于上述安装套的下方，且上述安装座与上述齿带固定连接，以立柱朝向扫描空间的中心的一侧面为后，两上述安装凹槽相应分布在上述立柱的左、右两侧面上，上述升降驱动电机处于上述立柱的前侧面或后侧面，且上述升降驱动电机的输出轴活动穿过上述安装套的前侧面或后侧面，上述安装座的左、右两侧面上分别延伸有安装杆，两上述安装杆上分别安装有上述3D扫描仪。

8.根据权利要求3所述的一种3D全自动扫描装置，其特征在于：其一上述下连杆上竖立有处于下连杆下方的安装立杆，上述安装立杆的下端设有供手提电脑放置于上的放置平台。

9.根据权利要求8所述的一种3D全自动扫描装置，其特征在于：上述安装立杆朝向上述扫描空间的一侧面上安装有若干个LED灯，各上述LED灯沿安装立杆的长度方向间隔排列分布。