CN207936913U - 一种三维扫描仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种三维扫描仪，包括外壳、结构件和功能组件，所述结构件固定安装于所述外壳内部，所述功能组件固定安装于所述结构件上，所述外壳的前表面设置有多个间隔排列的条形散热孔，所述功能组件包括用于投射码元图案的光机和两个用于拍摄所述码元图案的点云相机，所述光机和所述点云相机的安装基准面与所述三维扫描仪的水平基准面垂直。本实用新型提供的技术方案可在不影响扫描仪正常使用的情况下，使其散热效果更好，并提高竖向的扫描精度。

Description

一种三维扫描仪

技术领域

本实用新型涉及三维扫描技术领域，尤其涉及一种三维扫描仪。

背景技术

在对目标物体进行三维建模时，可以采用三维扫描仪进行扫描以获得目标物体的三维数据，并由配套软件完成最终三维模型的构建。但是，由于三维扫描仪在使用过程中发热较严重，这不仅影响扫描仪的性能，还影响对扫描仪，尤其是手持式扫描仪的操作。另外，由于通用扫描仪通常没有确定的扫描范围，这使得希望在更大竖向范围获得三维数据的扫描仪扫描精度得不到保证。

实用新型内容

为了在不影响扫描仪正常使用的情况下，使其散热效果更好，并提高竖向的扫描精度，本实用新型提供一种三维扫描仪。

本实用新型提供一种三维扫描仪，包括外壳、结构件和功能组件，所述结构件固定安装于所述外壳内部，所述功能组件固定安装于所述结构件上，所述外壳的前表面设置有多个间隔排列的条形散热孔，所述功能组件包括用于投射码元图案的光机和两个用于拍摄所述码元图案的点云相机，所述光机和所述点云相机的安装基准面与所述三维扫描仪的水平基准面垂直。

本实用新型提供的三维扫描仪的有益效果是：功能组件紧固于结构件上，结构件紧固于外壳内，这样使三维扫描仪的结构更加紧凑，也方便安装使用。在手持扫描仪进行扫描时，首先控制光机产生投射向目标物体的码元图案，与光机匹配的点云相机随即获取码元图案，并将码元图案传输至上位机，由上位机进行三维建模。此时，扫描仪也会随之产生大量热量。由于通过手持时，手部通常夹持的是扫描仪的上下部位，而光机和点云相机则通常是朝向扫描仪前方的，故在外壳前表面设置多个间隔排列的条形散热孔，不仅不会影响对扫描仪的夹持与操作，还能有效散发光机等部件产生的热量，保证扫描仪的正常使用，同时也较美观。另外，由于光机和点云相机的安装基准面与扫描仪的水平基准面，也就是水平面是垂直的，即光机的投射视场区域可以在竖向方向进一步扩大，这样在对例如瘦高型目标物体进行扫描时，可以在具有更多特征信息的竖向范围内获得更多更精确的扫描数据，提高针对此类目标物体所建模型的准确性。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述外壳包括上盖、下盖、前盖和后盖，所述上盖固定安装于所述下盖上方，所述上盖和所述下盖之间固定安装所述前盖和所述后盖，所述上盖、所述下盖、所述前盖和所述后盖合围的区域形成空腔，所述条形散热孔置于所述前盖上。

采用上述进一步方案的有益效果是：外壳由四个方向的盖体合围安装组成，由于单独加工每个盖体的难度较低，这样可以降低外壳整体的加工成本。在前盖上设置条形散热孔，不仅可有效散发光机等部件产生的热量，而且组合式的盖体的加工成本和难度也较低。同时还可根据实际需求，在不同盖体上分别设置例如连接扣、安装接头等结构，降低整体加工难度。

进一步，所述后盖上设置有多个散热孔。

采用上述进一步方案的有益效果是：由于整体结构较紧凑，在后盖上也设置散热孔，可更充分散发内部功能组件产生的热量，保证扫描仪的正常使用。

进一步，所述结构件包括位于所述空腔内的安装板、立柱、光机安装板和两个点云相机安装板，所述下盖与所述安装板固定连接，所述安装板通过所述立柱与所述上盖固定连接，所述光机安装板和两个所述点云相机安装板均竖直固定安装于所述安装板上，两个所述点云相机安装板分别位于所述安装板上表面的左右两侧，所述光机安装板位于所述安装板上表面两个所述点云相机安装板之间，所述光机固定安装于所述光机安装板的侧面上，两个所述点云相机分别固定安装于两个所述点云相机安装板的侧面上。

采用上述进一步方案的有益效果是：立柱可从内部有效支撑扫描仪的外壳结构，保证其稳定性，功能组件可直接固定安装于安装板上，这样不仅安装方便，使扫描仪整体结构更紧凑，还能有效避免因磕碰对扫描仪元器件造成的损坏。两个点云相机可以对二者中间的光机投射出的码元图案进行对称角度方向的数据采集，实现类似人体双眼对目标物体的准确识别，这样获得的两路采集数据有助于建立更精确的三维模型。另外，由于光机、点云相机的安装基准面是分别和光机安装板、点云相机安装板的基准面平行的，也就是和安装板的基准面，即水平面是垂直的，这将使得光机和点云相机在竖向方向具有更大的扫描范围与更好的扫描效果。

进一步，所述结构件还包括驱动板安装板，所述功能组件还包括驱动板和通信板，所述驱动板安装板竖直固定安装于所述安装板上，所述驱动板固定安装于所述驱动板安装板的侧面上，所述通信板固定安装于所述安装板上，所述驱动板和所述通信板分别位于所述光机与两个所述点云相机之间，所述通信板上的通信装置分别与所述点云相机和所述驱动板上的驱动装置电连接，所述驱动板上的驱动装置与所述光机电连接，所述光机的投射方向和所述点云相机的拍摄方向均面向所述前盖。

采用上述进一步方案的有益效果是：由于光机和点云相机的竖直安装方式使三维扫描仪的整体结构较短而厚，将驱动板通过驱动板安装板也竖直安装于安装板上，可以进一步充分利用空间，并有效促进工作时驱动板的散热。

进一步，所述前盖上设置有分别与所述光机和所述点云相机匹配的通孔。

采用上述进一步方案的有益效果是：光机和点云相机的主体位于壳体内部，镜头通过前盖上与其匹配的通孔进行投射与拍摄，这样可以有效保护光机和点云相机。

进一步，所述功能组件还包括两个风扇，两个所述风扇固定安装于所述安装板上，且分别位于所述光机与两个所述点云相机之间，所述风扇与所述驱动板上的驱动装置电连接，所述风扇的散热方向面向所述前盖。

采用上述进一步方案的有益效果是：在光机与两个点云相机之间分别各设置一个风扇，不仅可以有效对光机和点云相机进行散热，同时可充分利用光机与点云相机之间的间隔空间，进一步提高扫描仪整体结构的紧凑性与改善内部散热情况。

进一步，所述结构件还包括风扇座，所述功能组件还包括散热片和第三个所述风扇，所述风扇座固定安装于所述上盖内侧面，第三个所述风扇固定安装于所述风扇座内，所述散热片固定安装于所述驱动板与第三个所述风扇之间，第三个所述风扇与所述驱动板上的驱动装置电连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：由于驱动板在工作时也会产生一定热量，在竖直安装的驱动板旁设置一个散热片，不仅可充分利用竖向空间，还可以有效吸收驱动板产生的热量，同时由于散热片也位于光机上方，可兼顾光机产生的热量，并通过风扇将热量排出，从而保证扫描仪的正常使用。

进一步，所述功能组件还包括第二个所述散热片，第二个所述散热片设置于所述光机上方，并与其中一个所述风扇的外壳抵接。

采用上述进一步方案的有益效果是：由于光机在工作时会产生一定热量，在光机与风扇之间设置一个散热片，不仅可充分利用空间，还可以更有效吸收光机产生的热量，并通过风扇将热量排出，从而保证扫描仪的正常使用。

进一步，当所述三维扫描仪水平放置时，所述光机的投射视场区域呈现为宽大于长的矩形。

采用上述进一步方案的有益效果是：在安装之前，若光机和点云相机水平放置时，令其下表面为安装基准面，在安装时，由于需要将安装基准面分别安装至光机安装板和点云相机安装板的侧面上，由于光机安装板和点云相机安装板是分别与扫描仪安装板垂直的，此时光机和点云相机的安装基准面便和扫描仪的水平基准面垂直。而扫描仪在使用时，是水平放置的，此时扫描仪光机的投射扫描范围是一个纵向长度大于横向长度的矩形，适合实现竖向三维扫描，并获得精确的竖向数据。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例的三维扫描仪的外部结构示意图；

图2为本实用新型实施例的三维扫描仪的外部结构示意图；

图3为本实用新型实施例的三维扫描仪的内部结构示意图；

图4为本实用新型实施例的三维扫描仪的内部结构示意图；

图5为本实用新型实施例的三维扫描仪的使用示意图；

图6为本实用新型实施例的三维扫描仪的电路连接示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1至图6所示，本实用新型实施例提供的三维扫描仪包括外壳、结构件和功能组件，结构件固定安装于外壳内部，功能组件固定安装于结构件上，外壳的前表面设置有多个间隔排列的条形散热孔105，功能组件包括位于条形散热孔105后方的用于投射码元图案的光机10和两个用于拍摄码元图案的点云相机20，光机10和点云相机20的安装基准面与三维扫描仪的水平基准面垂直。

在本实施例中，功能组件紧固于结构件上，结构件紧固于外壳内，这样使三维扫描仪的结构更加紧凑，也方便安装使用。在手持扫描仪进行扫描时，首先控制光机产生投射向目标物体的码元图案，与光机匹配的点云相机随即获取码元图案，并将码元图案传输至上位机，由上位机进行三维建模。此时，扫描仪也会随之产生大量热量。由于通过手持时，手部通常夹持的是扫描仪的上下部位，而光机和点云相机则通常是朝向扫描仪前方的，故在外壳前表面设置多个间隔排列的条形散热孔，不仅不会影响对扫描仪的夹持与操作，还能有效散发光机等部件产生的热量，保证扫描仪的正常使用，同时也较美观。另外，由于光机和点云相机的安装基准面与扫描仪的水平基准面，也就是水平面是垂直的，即光机的投射视场区域可以在竖向方向进一步扩大，这样在对例如瘦高型目标物体进行扫描时，可以在具有更多特征信息的竖向范围内获得更多更精确的扫描数据，提高针对此类目标物体所建模型的准确性。

优选地，外壳包括上盖101、下盖102、前盖103和后盖104，上盖101固定安装于下盖102上方，上盖101和下盖102之间固定安装前盖103和后盖104，上盖101、下盖102、前盖103和后盖104合围的区域形成空腔，条形散热孔105置于前盖103上。

外壳由四个方向的盖体合围安装组成，由于单独加工每个盖体的难度较低，这样可以降低外壳整体的加工成本。在前盖上设置条形散热孔，不仅可有效散发光机等部件产生的热量，而且组合式的盖体的加工成本和难度也较低。同时还可根据实际需求，在不同盖体上分别设置例如连接扣、安装接头等结构，降低整体加工难度。

优选地，后盖104上设置有多个散热孔。

由于整体结构较紧凑，在后盖上也设置散热孔，可更充分散发内部功能组件产生的热量，保证扫描仪的正常使用。

优选地，结构件包括位于空腔内的安装板111、立柱112、光机安装板113和两个点云相机安装板114，下盖102与安装板111固定连接，安装板111通过立柱112与上盖101固定连接，光机安装板113和两个点云相机安装板114均竖直固定安装于安装板111上，两个点云相机安装板114分别位于安装板111上表面的左右两侧，光机安装板113位于安装板111上表面两个点云相机安装板114之间，光机10固定安装于光机安装板113的侧面上，两个点云相机20分别固定安装于两个点云相机安装板114的侧面上。

立柱可从内部有效支撑扫描仪的外壳结构，保证其稳定性，功能组件可直接固定安装于安装板上，这样不仅安装方便，使扫描仪整体结构更紧凑，还能有效避免因磕碰对扫描仪元器件造成的损坏。两个点云相机可以对二者中间的光机投射出的码元图案进行对称角度方向的数据采集，实现类似人体双眼对目标物体的准确识别，这样获得的两路采集数据有助于建立更精确的三维模型。另外，由于光机、点云相机的安装基准面是分别和光机安装板、点云相机安装板的基准面平行的，也就是和安装板的基准面，即水平面是垂直的，这将使得光机和点云相机在竖向方向具有更大的扫描范围与更好的扫描效果。

优选地，结构件还包括驱动板安装板115，功能组件还包括驱动板121和通信板122，驱动板安装板115竖直固定安装于安装板111上，驱动板121固定安装于驱动板安装板115的侧面上，通信板122固定安装于安装板111上，驱动板121和通信板122分别位于光机10与两个点云相机20之间，通信板122上的通信装置分别与点云相机20和驱动板121上的驱动装置电连接，驱动板121上的驱动装置与光机10电连接，光机10的投射方向和点云相机20的拍摄方向均面向前盖103。

由于光机和点云相机的竖直安装方式使三维扫描仪的整体结构较短而厚，将驱动板通过驱动板安装板也竖直安装于安装板上，可以进一步充分利用空间，并有效促进工作时驱动板的散热。

优选地，前盖103上设置有分别与光机10和点云相机20匹配的通孔。

光机和点云相机的主体位于壳体内部，镜头通过前盖上与其匹配的通孔进行投射与拍摄，这样可以有效保护光机和点云相机。

优选地，功能组件还包括两个风扇123，两个风扇123固定安装于安装板111上，且分别位于光机10与两个点云相机20之间，风扇123与驱动板121上的驱动装置电连接，风扇123的散热方向面向前盖103。

在光机与两个点云相机之间分别各设置一个风扇，不仅可以有效对光机和点云相机进行散热，同时可充分利用光机与点云相机之间的间隔空间，进一步提高扫描仪整体结构的紧凑性与改善内部散热情况。

优选地，结构件还包括风扇座116，功能组件还包括散热片124和第三个风扇123，风扇座116固定安装于上盖101内侧面，第三个风扇123固定安装于风扇座116内，散热片124固定安装于驱动板121与第三个风扇123之间，第三个风扇123与驱动板121上的驱动装置电连接。

由于驱动板在工作时也会产生一定热量，在竖直安装的驱动板旁设置一个散热片，不仅可充分利用竖向空间，还可以有效吸收驱动板产生的热量，同时由于散热片也位于光机上方，可兼顾光机产生的热量，并通过风扇将热量排出，从而保证扫描仪的正常使用。

优选地，功能组件还包括第二个散热片124，第二个散热片124设置于光机10上方，并与其中一个风扇123的外壳抵接。

由于光机在工作时会产生一定热量，在光机与风扇之间设置一个散热片，不仅可充分利用空间，还可以更有效吸收光机产生的热量，并通过风扇将热量排出，从而保证扫描仪的正常使用。

优选地，当三维扫描仪水平放置时，光机10的投射视场区域30呈现为宽大于长的矩形。

在安装之前，若光机和点云相机水平放置时，令其下表面为安装基准面，在安装时，由于需要将安装基准面分别安装至光机安装板和点云相机安装板的侧面上，由于光机安装板和点云相机安装板是分别与扫描仪安装板垂直的，此时光机和点云相机的安装基准面便和扫描仪的水平基准面垂直。而扫描仪在使用时，是水平放置的，此时扫描仪光机的投射扫描范围是一个纵向长度大于横向长度的矩形，也就是Y大于X，适合实现竖向三维扫描，并获得精确的竖向数据。

读者应理解，在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

以上所述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)

1.一种三维扫描仪，其特征在于，包括外壳、结构件和功能组件，所述结构件固定安装于所述外壳内部，所述功能组件固定安装于所述结构件上，所述外壳的前表面设置有多个间隔排列的条形散热孔(105)，所述功能组件包括用于投射码元图案的光机(10)和两个用于拍摄所述码元图案的点云相机(20)，所述光机(10)和所述点云相机(20)的安装基准面与所述三维扫描仪的水平基准面垂直。

2.根据权利要求1所述的三维扫描仪，其特征在于，所述外壳包括上盖(101)、下盖(102)、前盖(103)和后盖(104)，所述上盖(101)固定安装于所述下盖(102)上方，所述上盖(101)和所述下盖(102)之间固定安装所述前盖(103)和所述后盖(104)，所述上盖(101)、所述下盖(102)、所述前盖(103)和所述后盖(104)合围的区域形成空腔，所述条形散热孔(105)设置于所述前盖(103)上。

3.根据权利要求2所述的三维扫描仪，其特征在于，所述后盖(104)上设置有多个散热孔。

4.根据权利要求2所述的三维扫描仪，其特征在于，所述结构件包括位于所述空腔内的安装板(111)、立柱(112)、光机安装板(113)和两个点云相机安装板(114)，所述下盖(102)与所述安装板(111)固定连接，所述安装板(111)通过所述立柱(112)与所述上盖(101)固定连接，所述光机安装板(113)和两个所述点云相机安装板(114)均竖直固定安装于所述安装板(111)上，两个所述点云相机安装板(114)分别位于所述安装板(111)上表面的左右两侧，所述光机安装板(113)位于所述安装板(111)上表面两个所述点云相机安装板(114)之间，所述光机(10)固定安装于所述光机安装板(113)的侧面上，两个所述点云相机(20)分别固定安装于两个所述点云相机安装板(114)的侧面上。

5.根据权利要求4所述的三维扫描仪，其特征在于，所述结构件还包括驱动板安装板(115)，所述功能组件还包括驱动板(121)和通信板(122)，所述驱动板安装板(115)竖直固定安装于所述安装板(111)上，所述驱动板(121)固定安装于所述驱动板安装板(115)的侧面上，所述通信板(122)固定安装于所述安装板(111)上，所述驱动板(121)和所述通信板(122)分别位于所述光机(10)与两个所述点云相机(20)之间，所述通信板(122)上的通信装置分别与所述点云相机(20)和所述驱动板(121)上的驱动装置电连接，所述驱动板(121)上的驱动装置与所述光机(10)电连接，所述光机(10)的投射方向和所述点云相机(20)的拍摄方向均面向所述前盖(103)。

6.根据权利要求5所述的三维扫描仪，其特征在于，所述前盖(103)上设置有分别与所述光机(10)和所述点云相机(20)匹配的通孔。

7.根据权利要求5所述的三维扫描仪，其特征在于，所述功能组件还包括两个风扇(123)，两个所述风扇(123)固定安装于所述安装板(111)上，且分别位于所述光机(10)与两个所述点云相机(20)之间，所述风扇(123)与所述驱动板(121)上的驱动装置电连接，所述风扇(123)的散热方向面向所述前盖(103)。

8.根据权利要求7所述的三维扫描仪，其特征在于，所述结构件还包括风扇座(116)，所述功能组件还包括散热片(124)和第三个所述风扇(123)，所述风扇座(116)固定安装于所述上盖(101)内侧面，第三个所述风扇(123)固定安装于所述风扇座(116)内，所述散热片(124)固定安装于所述驱动板(121)与第三个所述风扇(123)之间，第三个所述风扇(123)与所述驱动板(121)上的驱动装置电连接。

9.根据权利要求8所述的三维扫描仪，其特征在于，所述功能组件还包括第二个所述散热片(124)，第二个所述散热片(124)设置于所述光机(10)上方，并与其中一个所述风扇(123)的外壳抵接。

10.根据权利要求1至9任一项所述的三维扫描仪，其特征在于，当所述三维扫描仪水平放置时，所述光机(10)的投射视场区域(30)呈现为纵向长度大于横向长度的矩形。