CN204988183U - 手持扫描设备骨架结构 - Google Patents

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Abstract

一种手持扫描设备骨架结构，包括主架、相机安装座和用以安装图案投影器的图案投影器安装座，所述相机安装座包括用以安装第一相机和第二相机的第一相机安装座和第二相机安装座，所述第一相机安装座与所述第二相机安装座分别设置在所述主架的两端，所述骨架结构还包括用以与手持扫描设备外壳固定连接的固定件，所述主架为管状结构，所述固定件设置在所述管状结构的外壁上，所述图案投影器安装座设置在所述第一相机安装座与所述第二相机安装座之间的管状结构外壁上。本实用新型提供一种不易变形、体积较轻、精度较高的手持扫描设备骨架结构。

Description

手持扫描设备骨架结构
技术领域
本实用新型属于手持式三维扫描技术领域，尤其涉及一种手持扫描设备骨架结构。
背景技术
手持式三维扫描仪作为一种高科技的仪器，其主要用来侦测并分析现实世界中物体或环境形状与外观数据，将仪器所获得的数据进行三维重建计算，并创建实际物体的数字模型。其在工业设计、逆向工程、机器视觉、瑕疵检测、刑事鉴定、数字文物及影视游戏制作等领域都可见其应用。
目前扫描仪大致可分为接触式三维扫描仪和非接触式三维扫描仪，接触式三维扫描仪通过探针触碰物体表面的方式计算深度，而非接触式三维扫描仪则采用将额外的能量投射至物体，借由能量的反射来计算三维空间信息，目前常用的能量源有结构光或激光，非接触式三维扫描仪又包含固定式和手持式两种。接触式三维扫描仪能精确测量得到物体的三维空间信息，常应用于工程制造产业，但其在扫描过程中必须接触物体，因此待测物体有遭到探针破坏损毁之可能，另外接触式扫描仪在测量大物体时需要较长的时间，现今最快的扫描仪每秒能完成数百次测量，而光学技术如激光扫描仪运作频率则高达每秒一万至五百万次。手持式三维扫描仪相较于固定式三维扫描仪，其携带轻便，可应用于更多场合。
目前，手持式三维扫描仪的精度相较于固定和接触式的其在精度上略微显得不够，其主要存在的问题是精度受温度发生偏移的现象，目前常用的方法是采用温度补偿的方式，经分析其主要是由于扫描仪内部器件在工作过程中存在升温的现象，由于温度在骨架中传导需要经过较长的时间才能达到相对稳定值，在这过程中由于骨架由于受热不均匀从而发生微形变，因此设备的检测精度就会存在不确定的漂移现象。同时传统采用在骨架上穿螺丝孔的方式进行固定，这样容易将外壳的应力传递到骨架结构上从而导致骨架的扭曲变形，由于手持设备在检测过程中需要不停的变换移动位置，因此也间接影响设备的检测精度。另外传统实心骨架笨重，携带不方便，对于一些空间较紧凑的零部件则很难进行扫描测量，而且传统的扫描设备不宜长时间扫描测量。
实用新型内容
为了克服现有技术存在的不足，本实用新型提供一种不易变形、体积较轻、精度较高的手持扫描设备骨架结构。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种手持扫描设备骨架结构，包括主架、相机安装座和用以安装图案投影器的图案投影器安装座，所述相机安装座包括用以安装第一相机和第二相机的第一相机安装座和第二相机安装座，所述第一相机安装座与所述第二相机安装座分别设置在所述主架的两端，所述骨架结构还包括用以与手持扫描设备外壳固定连接的固定件，所述主架为管状结构，所述固定件设置在所述管状结构的外壁上，所述图案投影器安装座设置在所述第一相机安装座与所述第二相机安装座之间的管状结构外壁上。
进一步，所述管状结构在与所述固定件连接点处设有用以增加管状结构强度的蜂窝煤结构，所述蜂窝煤结构位于所述管状结构内。
再进一步，所述固定件为耳状结构，所述耳状结构与所述管状结构单点连接。
再进一步，所述第一相机固定座与所述第二相机固定座分别位于所述管状结构中心轴的两侧并均朝向所述图案投影器安装座倾斜。
再进一步，所述固定件位于所述相机安装座与所述图案投影器安装座之间。
更进一步，所述管状结构为圆角方管。
本实用新型的有益效果主要表现在：本实用新型采用中间有镂空且有一定壁厚的管状结构，相比传统的实心骨架结构，首先在重量上得到极大的减轻，其次管状结构在温度形变上得到显著改善；所述骨架结构与扫描仪外壳采用叶状结构相连，改善了传统骨架中因多点固定所导致的外部应力作为骨架结构发生形变的状况；从而可使手持式三维扫描仪在精度、稳定性和便携性上得到极大的提升，使得手持式三维扫描仪可以在更多的领域得到应用。
附图说明
图1是本实用新型结构示意图。
图2是图1的透视图。
图3是图1的主视图。
图4是图3的A-A管状结构部分的横向截面示意图。
图5是图3的B-B蜂窝煤状结构部分的横向截面示意图。
图6是本实用新型中心纵向截面示意图。
图7是本实用新型上第一相机与第二相机的光心夹角示意图。
图8是传统实心骨架结构示意图。
图9是传统两相机和图案投影器呈三角形排布的骨架结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步描述。
参照图1～图9，一种手持扫描设备骨架结构，包括主架、相机安装座和用以安装图案投影器的图案投影器安装座3，所述相机安装座包括用以安装第一相机和第二相机的第一相机安装座1和第二相机安装座2，所述第一相机安装座1与所述第二相机安装座2分别设置在所述主架的两端，所述骨架结构还包括用以与手持扫描设备外壳固定连接的固定件，所述主架为管状结构4，所述固定件设置在所述管状结构4的外壁上，所述图案投影器安装座3设置在所述第一相机安装座1与所述第二相机安装座2之间的管状结构4外壁上。
进一步，所述管状结构4在与所述固定件连接点处设有用以增加管状结构强度的蜂窝煤结构6，所述蜂窝煤结构6位于所述管状结构4内。
再进一步，所述固定件为耳状结构5，所述耳状结构5与所述管状结构4单点连接。
再进一步，所述第一相机固定座1与所述第二相机固定座2分别位于所述管状结构4中心轴的两侧并均朝向所述图案投影器安装座3倾斜。
再进一步，所述固定件位于所述相机安装座与所述图案投影器安装座3之间。
更进一步，所述管状结构4为圆角方管。
参照图1至图7，所述第一相机安装座1、第二相机安装座2、图案投影器安装座3和骨架外侧支出与手持扫描设备外壳进行连接固定的耳状结构5均设在管状结构4上；所述图案投影器可以是激光投影器或白光投影器，激光投影器可以包含单个或多个图案投影发生器件，本实施例中采用激光投影器，其中包含三个激光发生器件；本实用新型应用于手持式三维扫描仪上，具体可应用于手持式激光三维扫描仪和手持式白光三维扫描仪。
如图3和4所示，本实用新型所采用有一定壁厚的管状结构作为连接相机和图案投影器的主体，本实施例中采用的是圆角方管，图中斜线部分即为管状结构的横向截面示意图；在实际应用中管状结构横截面可以为圆形、方形、筒形等，还可根据实际需求设计为任意的管状结构，管状结构具有坚韧轻便的特性，适合用于移动手持设备，同时管状结构受温度形变影响小。
如图5所示，本实用新型所采用管状结构外侧支出耳状结构5来与手持扫描设备外壳进行连接固定，耳状结构5的特点是其与手持扫描设备外壳具有较大的接触面积，但与管状结构4连接采用单点连接，采用耳状结构5可以避免外部受力通过连接点传给管状结构4，从而避免骨架结构发生微变形导致检测结果不准确；在耳状结构5与管状结构4连接点处骨架内部采用蜂窝煤结构6，蜂窝煤结构6特点是在实体中均匀的加入圆柱通孔，蜂窝煤结构6的优点是在保留管状结构4的优点外，增加了此处的强度。
如图1和图7所示，本实用新型所述两相机分别固定于管状结构4的两端，相机固定采用单边固定，且两相机固定端面分别为管状结构4中心轴线的两侧；两相机的光轴夹角a，且该夹角在0°到180°之间。
如图8和图9所示，为传统手持式扫描仪中的骨架结构，其中图8为传统的实心骨架结构，在此结构中两个相机和图案投影器也和本实用新型中一样采用直线排布，图8的结构中采用金属长方条作为连接主体骨架，两个相机分别固定于骨架的两侧，激光投影仪固定于骨架的前端，骨架与扫描仪外壳固定则采用在骨架上的三个孔固定；相比本实用新型中的骨架，首先实心骨架在受温度影响不均时，骨架的变形存在不确定性，其不能像管状结构可以相互抵消，因此将直接影响检测精度，其次采用在骨架上的孔固定，容易将扫描仪外壳的受力通过固定孔将力传递给骨架，从而使骨架发生扭曲变形。图9结构中虽然主体骨架也已采用中间有有一定壁厚的管状结构，但两个相机和图案投影器在此结构中呈三角形排布，两个相机分别安装在横向的两侧，而图案投影器则安装在纵向的下端，这样的结构使扫描仪的整体体积迅速的增加，这样直接导致的结果就是整体包装和重量增加，这对于手持式这种需要灵活轻便的要求来说是致命的，同时在测量过程中对空间的要求也就直接上升，对于小体积的内控等结构，此种结构直接导致扫描仪无法工作。
综合上述，本实用新型骨架结构设计轻巧，有效地解决了目前手持式扫描仪骨架结构在温度变化及外力作用导致的微形变问题，因此具有高度产业利用价值。上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，并非用于限制本实用新型。

Claims (6)

1.一种手持扫描设备骨架结构，包括主架、相机安装座和用以安装图案投影器的图案投影器安装座，所述相机安装座包括用以安装第一相机和第二相机的第一相机安装座和第二相机安装座，所述第一相机安装座与所述第二相机安装座分别设置在所述主架的两端，其特征在于：所述骨架结构还包括用以与手持扫描设备外壳固定连接的固定件，所述主架为管状结构，所述固定件设置在所述管状结构的外壁上，所述图案投影器安装座设置在所述第一相机安装座与所述第二相机安装座之间的管状结构外壁上。
2.如权利要求1所述的手持扫描设备骨架结构，其特征在于：所述管状结构在与所述固定件连接点处设有用以增加管状结构强度的蜂窝煤结构，所述蜂窝煤结构位于所述管状结构内。
3.如权利要求1或2所述的手持扫描设备骨架结构，其特征在于：所述固定件为耳状结构，所述耳状结构与所述管状结构单点连接。
4.如权利要求1或2所述的手持扫描设备骨架结构，其特征在于：所述第一相机固定座与所述第二相机固定座分别位于所述管状结构中心轴的两侧并均朝向所述图案投影器安装座倾斜。
5.如权利要求1或2所述的手持扫描设备骨架结构，其特征在于：所述固定件位于所述相机安装座与所述图案投影器安装座之间。
6.如权利要求1或2所述的手持扫描设备骨架结构，其特征在于：所述管状结构为圆角方管。
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