CN204976602U - 一种三维坐标打点设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种三维坐标打点设备，属于汽车模型制作辅助设备技术领域，其中，横向滑块可滑动地安装在直线导轨上，竖向齿条竖直设置且竖向齿条的一端固定在横向滑块上，竖向滑块套设在竖向齿条上，第一旋钮的旋转轴穿过竖向滑块后与竖向齿条啮合，水平齿条穿过竖向滑块并水平设置，第二旋钮的旋转轴穿过竖向滑块后与水平齿条啮合，触笔安装在水平齿条的端部；直线导轨上设置有第一位移传感器，竖向齿条上设置有第二位移传感器，水平齿条上设置有第三位移传感器，触笔的端部设置有触碰传感器，横向滑块中设置有控制器和存储器，在保证精确记录油泥模型表面上各点的位置信息的同时，操作简单且成本较低。

Description

一种三维坐标打点设备

技术领域

本实用新型涉及汽车模型制作辅助设备技术领域，特别涉及一种三维坐标打点设备。

背景技术

在汽车设计中，油泥模型的制作是一个很重要的环节，油泥模型将设计者的思路从草图或图纸转化成了实物模型，在模型的制作过程中可以进一步完善设计者的意图，并且通过对油泥模型的评估、试验、检测能最终确定产品的设计；随着油泥模型的最终确定，对油泥模型测绘的准确与否成为后续开发的关键，油泥模型测绘中需要精确测量油泥模型的表面上多个点的位置信息，以便于绘制出准确的油泥模型三维图。

现有技术中，常用三维扫描仪或三维坐标测量机对油泥模型进行测量，以得到制出的油泥模型的外形数据。

然而，三维扫描仪或三维坐标测量机价格昂贵且操作复杂，并不适用于高校教学或个人研究。

实用新型内容

为了解决现有技术的问题，本实用新型实施例提供了一种三维坐标打点设备，技术方案如下：

本实用新型实施例提供了一种三维坐标打点设备，所述三维坐标打点设备包括直线导轨、横向滑块、竖向齿条、竖向滑块、水平齿条、第一旋钮、第二旋钮以及触笔；

所述直线滑轨、所述竖向齿条以及所述水平齿条两两垂直；

所述横向滑块可滑动地安装在所述直线导轨上，所述竖向齿条的一端固定在所述横向滑块上，所述竖向滑块套设在所述竖向齿条上，所述第一旋钮和所述第二旋钮的中部分别设置有旋转轴，所述第一旋钮的旋转轴安装在所述竖向滑块上且与所述竖向齿条啮合，所述水平齿条安装在所述竖向滑块上且水平设置，所述第二旋钮的旋转轴安装在所述竖向滑块上且与所述水平齿条啮合，所述触笔安装在所述水平齿条的端部；

所述直线导轨的端部设置有第一位移传感器，所述竖向齿条的远离所述横向滑块的一端设置有第二位移传感器，所述水平齿条的远离所述触笔的一端设置有第三位移传感器，所述触笔的端部设置有触碰传感器，所述横向滑块上设置有控制器和存储器，所述第一位移传感器、所述第二位移传感器、所述第三位移传感器、所述触碰传感器以及所述存储器分别与所述控制器电连接。

进一步地，所述三维坐标打点设备还包括推动滑块，所述推动滑块可滑动地安装在所述直线导轨上，且所述推动滑块紧贴所述横向滑块设置。

进一步地，所述三维坐标打点设备还包括测微头，所述测微头包括安装套、微调旋钮以及测杆，所述微调旋钮安装在所述测杆的一端，所述测杆与所述安装套同轴并穿过所述安装套，所述测微头的安装套固定在所述横向滑块上，所述测微头的测杆穿过所述横向滑块后固定在所述推动滑块上，所述微调旋钮和所述推动滑块分别设置在所述横向滑块的相反的两个侧面上。

进一步地，所述推动滑块的外侧壁上设置有多条防滑凸纹。

进一步地，所述推动滑块上设置有第一显示屏，所述竖向滑块上设置有第二显示屏和第三显示屏，所述第一显示屏、所述第二显示屏以及所述第三显示屏分别与所述控制器电连接。

进一步地，所述三维坐标打点设备还包括固定在所述水平齿条的端部的固定架，所述固定架上设置有弧线槽，所述触笔上设置有与所述弧线槽匹配的触笔滑块。

进一步地，所述弧线槽的槽口曲线和所述水平齿条的延伸线共面，所述触笔在所述弧线槽上相对于所述水平齿条的延伸线的偏转角度为0～90度。

进一步地，所述横向滑块中还设置有无线通信模块，所述无线通信模块与所述控制器电连接。

进一步地，所述直线导轨为工字钢导轨。

进一步地，所述竖向齿条、所述竖向滑块、所述水平齿条、所述第一旋钮、所述第二旋钮以及所述触笔均为工程塑料件。

本实用新型实施例提供的技术方案的有益效果是：

通过设置横向布置的直线导轨和横向滑块，竖向布置的竖向齿条、竖向滑块和第一旋钮，纵向布置的水平齿条和第二旋钮，触笔又安装在水平齿条上，可以调节触笔在三维空间中的位置，触笔上的触碰传感器接触到油泥模型表面时，经三个位移传感器接收到的三维位置信号由控制器处理并存储在存储器中，在保证精确记录油泥模型表面上的各点的三维位置数据的同时，操作简单且成本较低。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的一种三维坐标打点设备的结构示意图；

图2是三维坐标打点设备的另一结构示意图；

图3是三维坐标打点设备的电控部件连接示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

实施例

本实用新型实施例提供了一种三维坐标打点设备，如图1和2所示，该三维坐标打点设备包括直线导轨1、横向滑块2、竖向齿条3、竖向滑块4、水平齿条5、第一旋钮6、第二旋钮7以及触笔8；

其中，直线滑轨1、竖向齿条3以及水平齿条5两两垂直；横向滑块2可滑动地安装在直线导轨1上，竖向齿条3的一端固定在横向滑块2上，竖向滑块4套设在竖向齿条3上，第一旋钮6和第二旋钮7的中部分别设置有旋转轴，第一旋钮6的旋转轴安装在竖向滑块4上且与竖向齿条3啮合，水平齿条5安装在竖向滑块4上且水平设置，第二旋钮7的旋转轴安装在竖向滑块4上且与水平齿条5啮合，触笔8安装在水平齿条5的端部；

其中，直线导轨1的端部设置有第一位移传感器9，竖向齿条3的远离横向滑块2的一端设置有第二位移传感器10，水平齿条5的远离触笔8的一端设置有第三位移传感器11，触笔8的端部设置有触碰传感器12，横向滑块2上设置有控制器13和存储器14，如图3所示，第一位移传感器9、第二位移传感器10、第三位移传感器11、触碰传感器12以及存储器14分别与控制器13电连接。

具体地，为实现在汽车油泥模型上的精确取点，需要取点设备能够形成对点的位置起参考作用的三维坐标系，这样取点设备触碰到油泥模型上的各个点时，收集到的坐标点就是油泥模型的网络节点，便于后期制作油泥模型的三维图；对比xyz三维坐标系，直线导轨1相当于三维坐标系中的x轴，调节横向滑块2在直线导轨1上运动时，确定了点在水平的x轴方向上的位置，竖向齿条3相当于三维坐标系中的z轴，通过第一旋钮6调节竖向滑块4在竖向齿条3上运动时，确定了点在竖直的z轴方向上的位置，水平齿条5相当于三维坐标系中的y轴，通过第二旋钮7调节水平齿条5运动时，确定了点在水平的y轴方向上的位置。

其中，第一位移传感器9用于感应横向滑块2在直线导轨1上移动的距离，第二位移传感器10用于感应竖向滑块3在竖向齿条3上移动的距离，第三位移传感器11用于感应水平齿条5移动的距离，各传感器感应到的位移信号传输给控制器13，当三维方向上移动到合适位置时，触笔8的端部触碰到油泥模型表面上某点，此时触碰传感器12感应到触碰信号，控制器13记录此时三个位移传感器的位移信号并发送到存储器14进行存储。

进一步地，该三维坐标打点设备还包括推动滑块15，推动滑块15可滑动地安装在直线导轨1上，且推动滑块15紧贴横向滑块2设置。

具体地，竖向齿条3上承载的零部件较多，在调整触笔8在水平的x轴方向上的位置时，如果直接推动横向滑块2进行调节，竖向齿条3不稳定容易晃动，通过挤压推动滑块15进行过渡调节横向滑块2，能较为平稳地调整触笔8在x轴向上的位置。

进一步地，该三维坐标打点设备还包括测微头16，测微头16包括安装套、微调旋钮以及测杆，微调旋钮安装在测杆的一端，测杆与安装套同轴并穿过安装套，测微头16的安装套固定在横向滑块2上，测微头16的测杆穿过横向滑块2后固定在推动滑块15上，微调旋钮和推动滑块15分别设置在横向滑块2的相反的两个侧面上。

具体地，测微头16是常用的精确测量和调节距离的工具，其结构和工作原理在此不再赘述，调节推动滑块15时只能将其握住手动来回滑动，用力较大，容易将触笔8顶入油泥模型中造成一定损坏，且会导致测量的数据具有一定的偏差，测微头16的调节力度小且精度较高，调节测微头16的测杆来回移动时，可以较为精确地调节触笔8的横向位置，同时用力小可以减小触笔8对油泥模型的损坏。

进一步地，推动滑块15的外侧壁上设置有多条防滑凸纹17。防滑凸纹17的设置可以增大摩擦力，有利于更加平稳地握紧推动滑块15进行调节。

进一步地，推动滑块15上设置有第一显示屏18，竖向滑块4上设置有第二显示屏19和第三显示屏20，第一显示屏18、第二显示屏19以及第三显示屏20分别与控制器13电连接。具体地，第一显示屏18用于显示控制器13处理后的第一位移传感器9处的横向位移数据，第二显示屏19用于显示控制器13处理后的第二位移传感器10处的竖向位移数据，第三显示屏20用于显示控制器13处理后的第三位移传感器11处的纵向位移数据。

进一步地，该三维坐标打点设备还包括固定在水平齿条5的端部的固定架21，固定架21上设置有弧线槽22，触笔8上设置有与弧线槽22匹配的触笔滑块23。

具体地，触笔8通过触笔滑块23可滑动地固定在弧线槽22上，通过推动触笔滑块23，可以调节触笔8的倾斜方面，便于触笔8的端部指向油泥模型上的不同位置；在其中一种实现方式中，弧线槽22可以设置两个，且两个弧线槽22的弧形轨迹平行，相应的，此时触笔8上则设置有两个触笔滑块23，使用两对匹配的弧线槽22以及触笔滑块23，使得触笔8在弧线槽22上可以滑动地更加平稳；其中，弧线槽22的槽口曲线和水平齿条5的延伸线可以共面，触笔8在弧线槽22上相对于水平齿条5的延伸线的偏转角度可以为0～90度，这样使得触笔8可以由水平状态一直调节到竖直状态，但触笔8的笔尖位置不变，由于笔尖位置不变，所以触笔8相对于坐标系的位置没有改变，但是可以调整触笔8笔杆的角度和位置，使得笔尖更好地指向模型，防止在一些模型突出部位笔杆和模型触碰产生干涉。

进一步地，横向滑块2中还设置有无线通信模块24，无线通信模块24与控制器13电连接。

具体地，无线通信模块24用于将控制器13处收集的油泥模型上各点的位置数据无线发送给上位机进行处理或显示，这里的上位机可以是同样具有无线通信功能的PC(PersonalComputer，个人计算机)、PDA(PersonalDigitalAssistant，个人数字助理)等。

进一步地，本实施例中，直线导轨1可以为工字钢导轨。

具体地，工字钢为常见的标准件，且工字钢上的导轨部分在钢结构件的两个相反的外侧壁上，具有对称性，使用工字钢导轨成本较低且平稳性较好。

进一步地，本实施例中，竖向齿条3、竖向滑块4、水平齿条5、第一旋钮6、第二旋钮7以及触笔8均可以为工程塑料件。

具体地，竖向滑块4、水平齿条5、第一旋钮6、第二旋钮7以及触笔8设置在竖向齿条3上，处于较高的位置，具有一定的重力势能，使用工程塑料件制备这些部件可以减轻重量，防止这些部件因自重较大而发生倾斜。

本实用新型实施例提供的三维坐标打点设备，通过设置横向布置的直线导轨和横向滑块，竖向布置的竖向齿条、竖向滑块和第一旋钮，纵向布置的水平齿条和第二旋钮，触笔又安装在水平齿条上，可以调节触笔在三维空间中的位置，触笔上的触碰传感器接触到油泥模型表面时，经三个位移传感器接收到的三维位置信号由控制器处理并存储在存储器中，在保证精确记录油泥模型表面上的各点的三维位置数据的同时，操作简单且成本较低。

以上仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种三维坐标打点设备，其特征在于，所述三维坐标打点设备包括直线导轨、横向滑块、竖向齿条、竖向滑块、水平齿条、第一旋钮、第二旋钮以及触笔；

所述直线滑轨、所述竖向齿条以及所述水平齿条两两垂直；

所述横向滑块可滑动地安装在所述直线导轨上，所述竖向齿条的一端固定在所述横向滑块上，所述竖向滑块套设在所述竖向齿条上，所述第一旋钮和所述第二旋钮的中部分别设置有旋转轴，所述第一旋钮的旋转轴安装在所述竖向滑块上且与所述竖向齿条啮合，所述水平齿条安装在所述竖向滑块上且水平设置，所述第二旋钮的旋转轴安装在所述竖向滑块上且与所述水平齿条啮合，所述触笔安装在所述水平齿条的端部；

所述直线导轨的端部设置有第一位移传感器，所述竖向齿条的远离所述横向滑块的一端设置有第二位移传感器，所述水平齿条的远离所述触笔的一端设置有第三位移传感器，所述触笔的端部设置有触碰传感器，所述横向滑块上设置有控制器和存储器，所述第一位移传感器、所述第二位移传感器、所述第三位移传感器、所述触碰传感器以及所述存储器分别与所述控制器电连接。

2.根据权利要求1所述的三维坐标打点设备，其特征在于，所述三维坐标打点设备还包括推动滑块，所述推动滑块可滑动地安装在所述直线导轨上，且所述推动滑块紧贴所述横向滑块设置。

3.根据权利要求2所述的三维坐标打点设备，其特征在于，所述三维坐标打点设备还包括测微头，所述测微头包括安装套、微调旋钮以及测杆，所述微调旋钮安装在所述测杆的一端，所述测杆与所述安装套同轴并穿过所述安装套，所述测微头的安装套固定在所述横向滑块上，所述测微头的测杆穿过所述横向滑块后固定在所述推动滑块上，所述微调旋钮和所述推动滑块分别设置在所述横向滑块的相反的两个侧面上。

4.根据权利要求3所述的三维坐标打点设备，其特征在于，所述推动滑块的外侧壁上设置有多条防滑凸纹。

5.根据权利要求4所述的三维坐标打点设备，其特征在于，所述推动滑块上设置有第一显示屏，所述竖向滑块上设置有第二显示屏和第三显示屏，所述第一显示屏、所述第二显示屏以及所述第三显示屏分别与所述控制器电连接。

6.根据权利要求1所述的三维坐标打点设备，其特征在于，所述三维坐标打点设备还包括固定在所述水平齿条的端部的固定架，所述固定架上设置有弧线槽，所述触笔上设置有与所述弧线槽匹配的触笔滑块。

7.根据权利要求6所述的三维坐标打点设备，其特征在于，所述弧线槽的槽口曲线和所述水平齿条的延伸线共面，所述触笔在所述弧线槽上相对于所述水平齿条的延伸线的偏转角度为0～90度。

8.根据权利要求1～7任一项所述的三维坐标打点设备，其特征在于，所述横向滑块中还设置有无线通信模块，所述无线通信模块与所述控制器电连接。

9.根据权利要求1～7任一项所述的三维坐标打点设备，其特征在于，所述直线导轨为工字钢导轨。

10.根据权利要求1～7任一项所述的三维坐标打点设备，其特征在于，所述竖向齿条、所述竖向滑块、所述水平齿条、所述第一旋钮、所述第二旋钮以及所述触笔均为工程塑料件。