CN209057283U - 一种3d扫描仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种3D扫描仪，包括用于放置被扫描物体的底座、位于底座正上方的固定架和用于驱使固定架升降的升降装置；固定架上设置有激光发射器模块和热感摄像机模块，其中，激光发射器模块与固定架可滑动地连接；激光发射器模块的数量为一个，热感摄像机模块的数量有多个；激光发射器模块发出的激光始终照向被扫描物体，各热感摄像机模块的拍摄方向均朝向被扫描物体，其中，通过移动激光发射器模块使其发出的激光依次照向各热感摄像机模块的拍摄区域。该3D扫描仪的扫描精度及效率高。同时，由于只采用一个激光发射器模块，所以使得3D扫描仪的结构得到简化，制造成本得到减低。

Description

一种3D扫描仪

技术领域

本实用新型涉及扫描技术领域，尤其涉及一种3D扫描仪。

背景技术

随着3D扫描技术的发展，各种3D扫描仪也相继出现。3D扫描仪在工业、医疗、影视制作等领域都有广泛的应用。

现有的3D扫描仪结构扫描精度差且生产成本高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种3D扫描仪，用以解决现有技术中的问题。

为解决上述问题，本实用新型提供了：一种3D扫描仪，包括用于放置被扫描物体的底座、位于所述底座正上方的固定架和用于驱使所述固定架升降的升降装置；

所述固定架上设置有激光发射器模块和热感摄像机模块，其中，所述激光发射器模块与所述固定架可滑动地连接；

所述激光发射器模块的数量为一个，所述热感摄像机模块的数量有多个；

所述激光发射器模块发出的激光始终照向所述被扫描物体，各所述热感摄像机模块的拍摄方向均朝向所述被扫描物体，其中，通过移动所述激光发射器模块使其发出的激光依次照向各所述热感摄像机模块的拍摄区域。

作为上述技术方案的进一步改进，所述固定架呈圆形或圆弧形。

作为上述技术方案的进一步改进，所述固定架上设置有圆形或圆弧形的滑轨，所述滑轨与所述固定架的中心线共线；

所述激光发射器模块上设置有用于驱使所述激光发射器模块沿所述滑轨移动的驱动装置。

作为上述技术方案的进一步改进，所述驱动装置包括电机和由所述电机驱动的滚轮，所述电机与所述激光发射器模块可固定地连接，所述滚轮与所述滑轨滚动接触。

作为上述技术方案的进一步改进，所述固定架上设置有用于安装所述热感摄像机模块的连接轴。

作为上述技术方案的进一步改进，所述连接轴与所述固定架可转动地连接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述热感摄像机模块与所述连接轴可转动地连接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述热感摄像机模块通过球头万向节与所述连接轴相连。

作为上述技术方案的进一步改进，所述升降装置包括升降杆，所述底座和所述固定架分别与所述升降杆的两端相连。

作为上述技术方案的进一步改进，各所述热感摄像机模块位于同一圆周上。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提出一种3D扫描仪，包括底座、固定架和升降装置，固定架上设置有激光发射器模块和热感摄像机模块，其中，激光发射器模块与固定架可滑动地连接。激光发射器模块的数量为一个，热感摄像机模块的数量有多个，激光发射器模块发出的激光始终照向被扫描物体，各热感摄像机模块的拍摄方向均朝向被扫描物体。将被扫描物体放置于底座上保持静止状态，通过移动激光发射器模块使得其发出的激光依次照向各热感摄像机模块的拍摄区域，从而完成对于拍摄区域内被扫描物体表面(除底面)各点及曲面的扫描工作，并能由此获取到三维点云数据，通过这样的方式可以有效保证扫描的精度，并能极大的缩短扫描的时间；同时，通过升降装置可以调节固定架的高度，使得激光发射器模块和热感摄像机模块能够完成对被扫描物体不同高度位置的表面的扫描工作。

该3D扫描仪的扫描精度及效率高。同时，由于只采用一个激光发射器模块，所以使得3D扫描仪的结构得到简化，制造成本得到减低。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本实用新型实施例中一种3D扫描仪的第一示意图；

图2为本实用新型实施例中一种3D扫描仪的第二示意图。

主要元件符号说明：

1-底座；2-升降装置；3-固定架；4-热感摄像机模块；5-激光发射器模块；6-滑动座；7-滑轨。

具体实施方式

在下文中，将更全面地描述本实用新型的各种实施例。本实用新型可具有各种实施例，并且可在其中做出调整和改变。然而，应理解：不存在将本实用新型的各种实施例限于在此公开的特定实施例的意图，而是应将本实用新型理解为涵盖落入本实用新型的各种实施例的精神和范围内的所有调整、等同物和/或可选方案。

在下文中，可在本实用新型的各种实施例中使用的术语“包括”或“可包括”指示所公开的功能、操作或元件的存在，并且不限制一个或更多个功能、操作或元件的增加。此外，如在本实用新型的各种实施例中所使用，术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。

在本实用新型的各种实施例中，表述“A或/和B”包括同时列出的文字的任何组合或所有组合，例如，可包括A、可包括B或可包括A和B二者。

在本实用新型的各种实施例中使用的表述(诸如“第一”、“第二”等)可修饰在各种实施例中的各种组成元件，不过可不限制相应组成元件。例如，以上表述并不限制所述元件的顺序和/或重要性。以上表述仅用于将一个元件与其它元件区别开的目的。例如，第一用户装置和第二用户装置指示不同用户装置，尽管二者都是用户装置。例如，在不脱离本实用新型的各种实施例的范围的情况下，第一元件可被称为第二元件，同样地，第二元件也可被称为第一元件。

应注意到：在本实用新型中，除非另有明确的规定和定义，“安装”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，可以是直接连接，也是可以通过中间媒介间接相连；可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，本领域的普通技术人员需要理解的是，文中指示方位或者位置关系的术语为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的各种实施例中使用的术语仅用于描述特定实施例的目的并且并非意在限制本实用新型的各种实施例。除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本实用新型的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本实用新型的各种实施例中被清楚地限定。

实施例1

参阅图1和图2，在本实施例中，提出一种3D扫描仪，包括用于放置被扫描物体的底座1、位于底座1正上方的固定架3和用于驱使固定架3升降的升降装置2。

固定架3上设置有激光发射器模块5和热感摄像机模块4，其中，激光发射器模块5与固定架3可滑动地连接。

激光发射器模块5的数量为一个，热感摄像机模块4的数量有多个。

激光发射器模块5发出的激光始终照向被扫描物体，各热感摄像机模块4的拍摄方向均朝向被扫描物体，其中，通过移动激光发射器模块5使其发出的激光依次照向各热感摄像机模块4的拍摄区域。

将被扫描物体放置于底座1上保持静止状态，通过移动激光发射器模块5使得其发出的激光依次照向各热感摄像机模块4的拍摄区域，从而完成对于拍摄区域内被扫描物体表面(除底面)各点及曲面的扫描工作，并能由此获取到三维点云数据，通过这样的方式可以有效保证扫描的精度，并能极大的缩短扫描的时间。

由于不同的被扫描物体的高度不同，用户可以通过升降装置2调节固定架3的高度，继而实现激光发射器模块5及热感摄像机模块4高度的调节，最终使得激光发射器模块5和热感摄像机模块4能够完成被扫描物体不同高度位置的表面的扫描及拍摄的工作。

在本实施例中，升降装置2可包括升降杆，其中，底座1和固定架3分别与升降杆的两端相连。具体的，升降杆可以选择使用电动式升降杆、气动式升降杆或液压式升降杆。为保证升降的稳定性，升降杆可设置有多根，其彼此之间同步进行升降。

在本实施例中，各热感摄像机模块4均位于同一平面上，具体的，可位于同一圆周上，其中，热感摄像机模块4彼此之间可等间距设置。

热感摄像机模块4的数量可以根据需要根据设置，例如，3个、4个、5个等等。

在本实施例中，热感摄像机模块4的总体的拍摄区域相对于被扫描物体可形成360°的全覆盖。同时，激光发射器模块5发出的激光的覆盖范围与热感摄像机模块4相对应，具体的，通过移动激光发射器模块5，使其所发出的激光能完成对被扫描物体360°的全覆盖。

由于采用了上述的设置，所以通过移动激光发射器模块5可以完成对被扫描物体360°的扫描及拍摄工作，再通过升降装置2调节激光发射器模块5及热感摄像机模块4的高度，如此，就能实现对被扫描物体表面(除底面)各点及曲面的扫描及拍摄工作。

在本实施例中，固定架3可设置呈圆形或圆弧形，底座1的横截面呈圆形，其中，两者的中心线共线。需要注意的是，当固定架3设置呈圆弧形时，只能对体积较小的被扫描物体进行360°的扫描工作。

固定架3采用圆形或圆弧形的形状可以方便激光发射器模块5移动。相应的，固定架3上可设置有圆形或圆弧形的滑轨7，其中，滑轨7与固定架3的中心线共线。

在本实施例中，固定架3、底座1及滑轨7为旋转体结构或旋转体结构的一部分。在旋转体结构上，同一圆周上的各点到其中心线的距离均相等。

为驱动激光发射器模块5，激光发射器模块5上可设置有用于驱使激光发射器模块5沿滑轨7移动的驱动装置。

在本实施例中，驱动装置可包括电机和由电机驱动的滚轮，电机与激光发射器模块5可固定地连接，滚轮与滑轨7滚动接触。

激光发射器模块5可包括有滑动座6，滑动座6与固定架3滑动连接。具体的，滑动座6上可设置有滑杆，滑杆插入滑轨7内并与之滑动连接。

电机安装于滑动座6上，滑动座6上可设置有转轴，电机的输出轴可通过齿轮组与转轴传动连接，滚轮固定于转轴上并与滑轨7相接触。其中，电机可以采用伺服电机。

为控制滚轮滚动的方向，以确保激光发射器模块5沿滑轨7移动，滑动座6上可设置有导向轮，其中，导向轮始终与滑轨7的内壁相接触。启动驱动装置后，导向轮对激光发射器模块5进行导向，并保障激光发射器模块5移动的平稳性。

在其他具体实施例中，驱动装置还可以使用其他元件组成。

启动驱动装置可驱使激光发射器模块5发出激光照射到相应的热感摄像机模块4的拍摄区域，从而实现对该区域的扫描及拍摄工作。由于热感摄像机模块4的总体的拍摄区域相对于被扫描物体形成了360°的全覆盖，所以通过移动激光发射器模块5可以完成对被扫描物体360°全方位无死角的扫描及拍摄。

在本实施例中，通过3D扫描仪可以完成被扫描物体表面(除底面)各点及曲面等数据获取工作。

参照图1和图2，激光发射器模块5可沿顺时针或逆时针的方向进行移动。图1中，激光发射器模块5位于初始位置，激光发射器模块5发出激光落在图中最内侧热感摄像机模块4的拍摄区域内，在激光发射器模块5和该热感摄像机模块4的共同作用下完成对该区域内被扫描物体表面的扫描及拍摄工作，并获取该区域的三维点云数据。之后，通过驱动装置使得激光发射器模块5发出的激光移动至下一个热感摄像机模块4的拍摄区域内，重复上述操作，完成对相应区域内被扫描物体表面的扫描及拍摄工作。

通过驱动装置可使得激光发射器模块5发出的激光依次落入各热感摄像机模块4的区域内，由此就能够完成对被扫描物体360°的扫描及拍摄。

由于热感摄像机模块4的布局以及激光发射器模块5移动的连贯性，所以扫描及拍摄后的合成的重复性好且精度高。

热感摄像机模块4安装于固定架3上。其中，固定架3上可设置有用于安装热感摄像机模块4的连接轴。

在本实施例中，连接轴可与固定架3转动连接。如此，可以通过转动连接轴调节热感摄像机模块4的拍摄角度及范围。

在其他具体实施例中，热感摄像机模块4可与连接轴转动连接。如此，可以通过转动热感摄像机模块4调节热感摄像机模块4的拍摄角度及范围。其中，热感摄像机模块4可通过球头万向节与连接轴相连，由此可以使得热感摄像机模块4的可调节的拍摄角度及范围更大。

不论通过何种方式调节热感摄像机模块4的拍摄角度及范围，在进行拍摄前，都需要对热感摄像机模块4的位置进行固定，防止因振动等原因导致其位置发生偏移而影响到扫描及测量的精度及准确性。

3D扫描仪利用的是激光测距原理，通过测量记录被扫描物体表面大量的密集的点的三维坐标、反射率和纹理等信息，可以快速复建出被扫描物体的三维模型，包括线、面、体等数据。

本实施例中所提出的3D扫描仪采用多个固定的热感摄像机模块4以及可移动的激光发射器模块5对静态的被扫描物体进行拍摄和扫描，获取的数据的合成的重复性好，拍摄的画面清晰，扫描及测量的精度高。

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施场景的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本实用新型所必须的。

本领域技术人员可以理解实施场景中的装置中的模块可以按照实施场景描述进行分布于实施场景的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施场景的一个或多个装置中。上述实施场景的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

上述实施例序号仅仅为了描述，不代表实施场景的优劣。

以上公开的仅为本实用新型的几个具体实施场景，但是，本实用新型并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种3D扫描仪，其特征在于，包括用于放置被扫描物体的底座、位于所述底座正上方的固定架和用于驱使所述固定架升降的升降装置；

所述固定架上设置有激光发射器模块和热感摄像机模块，其中，所述激光发射器模块与所述固定架可滑动地连接；

所述激光发射器模块的数量为一个，所述热感摄像机模块的数量有多个；

所述激光发射器模块发出的激光始终照向所述被扫描物体，各所述热感摄像机模块的拍摄方向均朝向所述被扫描物体，通过移动所述激光发射器模块使其发出的激光依次照向各所述热感摄像机模块的拍摄区域。

2.根据权利要求1所述的3D扫描仪，其特征在于，所述固定架呈圆形或圆弧形。

3.根据权利要求2所述的3D扫描仪，其特征在于，所述固定架上设置有圆形或圆弧形的滑轨，所述滑轨与所述固定架的中心线共线；

所述激光发射器模块上设置有用于驱使所述激光发射器模块沿所述滑轨移动的驱动装置。

4.根据权利要求3所述的3D扫描仪，其特征在于，所述驱动装置包括电机和由所述电机驱动的滚轮，所述电机与所述激光发射器模块可固定地连接，所述滚轮与所述滑轨滚动接触。

5.根据权利要求1所述的3D扫描仪，其特征在于，所述固定架上设置有用于安装所述热感摄像机模块的连接轴。

6.根据权利要求5所述的3D扫描仪，其特征在于，所述连接轴与所述固定架可转动地连接。

7.根据权利要求5所述的3D扫描仪，其特征在于，所述热感摄像机模块与所述连接轴可转动地连接。

8.根据权利要求7所述的3D扫描仪，其特征在于，所述热感摄像机模块通过球头万向节与所述连接轴相连。

9.根据权利要求1所述的3D扫描仪，其特征在于，所述升降装置包括升降杆，所述底座和所述固定架分别与所述升降杆的两端相连。

10.根据权利要求1所述的3D扫描仪，其特征在于，各所述热感摄像机模块均位于同一圆周上。