CN212179865U - 一种三维扫描的工装夹具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种三维扫描的工装夹具，包括底座、相对于所述底座能转动的转动件，调节所述转动件与底座锁紧力的调节组件以及与所述转动件连接的卡爪组件；所述转动件嵌入所述底座内，所述底座内设有弧形内侧壁，所述转动件设有与所述弧形内侧壁适配的弧形外侧壁；所述卡爪组件包括与所述转动件连接的连接座及沿周向均布设于所述连接座上的多个卡爪；所述卡爪包括向四周延伸的伸长爪臂以及垂直方向延伸的支撑爪臂，所述支撑爪臂的末端连接有弹性锁紧件，多个所述卡爪的弹性锁紧件能够卡紧样品。实施本实用新型，可实现无死角扫描，提高扫描精度。

Description

一种三维扫描的工装夹具

技术领域

本实用新型涉及工装夹具技术领域，尤其涉及一种三维扫描的工装夹具。

背景技术

随着三维扫描技术在各个行业、各个领域的推广与应用，对数据采集过程的速度与精度要求越来越严格。由于人为对扫描物体的移动、翻转等的操作产生的影响，采集数据的精度总是不如人意，需要反复修改，耗费的时间也因此增加。而目前的三维扫描用夹具装置存在着扫描有死角、操作不方便、扫描局限性大等缺点。

中国专利CN 208860252 U公开了一种三维扫描仪的夹具装置，包括底座，所述底座上表面设有可旋转的工作台，所述工作台上表面设有向底座方向凹陷的安装槽，所述安装槽内设有矩形框架，所述框架左右两侧对称设有通透的丝孔，所述丝孔内设有调节丝杆，所述调节丝杆通过丝孔能够向接近或远离框架中心位置方向移动，所述调节丝杆接近框架中心位置的一端设有夹持部，所述夹持部为圆锥体，所述圆锥体的顶点设在接近框架中心位置的一端。本专利中，通过工作台带动夹持在夹持部上的样品进行沿z轴的360°转动，但由于框架不能翻转，难以通过一次夹持对样品的顶面及地面进行扫描，扫描仍存在死角问题。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种三维扫描的工装夹具，可实现无死角扫描，提高扫描精度。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种三维扫描的工装夹具，包括底座、相对于所述底座能转动的转动件，调节所述转动件与底座锁紧力的调节组件以及与所述转动件连接的卡爪组件；

所述转动件嵌入所述底座内，所述底座内设有弧形内侧壁，所述转动件设有与所述弧形内侧壁适配的弧形外侧壁；

所述卡爪组件包括与所述转动件连接的连接座及沿周向均布设于所述连接座上的多个卡爪；

所述卡爪包括向四周延伸的伸长爪臂以及垂直方向延伸的支撑爪臂，所述支撑爪臂的末端连接有弹性锁紧件，多个所述卡爪的弹性锁紧件能够卡紧样品。

作为上述技术方案的改进，所述弹性锁紧件包括与所述支撑爪臂连接的固定座，所述固定座内设有安装孔，所述安装孔内安装有弹性锁杆；

多个所述弹性锁紧件的弹性锁杆的轴线汇聚于同一点。

作为上述技术方案的改进，所述固定座上设有销钉孔，所述销钉孔与所述安装孔垂直设置；

所述固定座内还设有限位孔，所述限位孔与所述安装孔同心设置。

作为上述技术方案的改进，所述弹性锁杆的一端设有尖头，多个所述弹性锁杆的尖头相对设置；

所述弹性锁杆的外壁设有限位凸起，所述弹性锁杆上套设有弹性件，所述弹性件的两端分别与所述限位凸起及所述限位孔的底面抵接。

作为上述技术方案的改进，多个所述卡爪的支撑爪臂的横截面形状不同，且所述卡爪的支撑爪臂上设有用于标识的凸起。

作为上述技术方案的改进，所述调节组件包括与所述底座螺纹连接的顶块，所述顶块沿轴线设有空腔，所述空腔内设有磁铁，所述顶块的顶面为与所述转动件相适配的圆弧面。

作为上述技术方案的改进，所述转动件包括中空球支架及设于所述中空球支架上的基座，所述连接座与所述基座可拆卸连接；

所述基座呈圆柱形，所述底座的顶面设有凹槽，所述凹槽的宽度大于所述基座的直径。

作为上述技术方案的改进，所述连接座包括中心连接柱及与所述中心连接柱连接的多根支臂，多根所述支臂与多个卡爪一一对应连接。

作为上述技术方案的改进，所述连接座包括与所述基座连接的安装板，所述安装板包括圆形板及沿轴向对称设置的多个支板；所述安装板上连接有用于驱动多个所述卡爪同步运动的同步驱动组件。

作为上述技术方案的改进，所述同步驱动组件包括与所述圆形板上连接的主动齿轮以及与所述主动齿轮啮合的多个行星齿轮，以及与所述行星齿轮啮合的被动齿轮；

所述支板上设有滑板，所述滑板与所述支板之间设有导向机构；所述滑板上固定有与所述被动齿轮啮合的齿条；所述滑板与所述卡爪可拆卸连接，且所述滑板与所述支板可锁定。

实施本实用新型，具有如下有益效果：

本实用新型通过在底座内嵌入转动件，所述底座的弧形内侧壁与转动件的弧形外侧壁配合，以实现转动件的大角度的转动，实现无死角扫描。通过转动所述转动件，还能保证扫描过程中转动支架时不发生移动现象，确保采集数据的精度。此外，所述调节组件能够调节转动件不相对于底座转动所需的锁紧力，以防止样品测量时晃动，提高测量精度。所述转动件连接有卡爪组件，所述卡爪上连接有弹性锁紧件，所述弹性锁紧件能够快速卡紧样品并适应多种样式的样品表面。向四周延伸的伸长爪臂及向上延伸的支撑爪臂提供一定的宽度及高度的夹持空间，能扩大夹具对扫描物体大小及扫描环境的局限性，同时也不会因卡爪的扫描变形对样品的扫描精度造成影响。

此外，所述连接座包括同步驱动组件，所述同步驱动组件的动齿轮能够受外力驱动转动，带动多个行星齿轮转动，所述行星齿轮带动所述被动齿轮转动，所述被动齿轮带动与之啮合的齿条平动，从而带动多个所述滑板及与连接的卡爪同步运动，实现对夹持样品尺寸的调整，提高本装置的通用性。

附图说明

图1是本实用新型涉及的工装夹具的立体图；

图2是本实用新型涉及的弹性锁紧件的结构图；

图3是本实用新型涉及的调节组件的剖视图；

图4是本实用新型涉及的连接座的另一实施例。

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作进一步地详细描述。仅此声明，本实用新型在文中出现或即将出现的上、下、左、右、前、后、内、外等方位用词，仅以本实用新型的附图为基准，其并不是对本实用新型的具体限定。

参见图1，本实用新型提供了一种三维扫描的工装夹具，包括底座1、相对于所述底座1能转动的转动件2，调节所述转动件2与底座1锁紧力的调节组件3以及与所述转动件2连接的卡爪组件4；

所述转动件2嵌入所述底座1内，所述底座1内设有弧形内侧壁11，所述转动件2设有与所述弧形内侧壁11适配的弧形外侧壁21；

所述卡爪组件4包括与所述转动件2连接的连接座41及沿周向均布设于所述连接座41上的多个卡爪42；

所述卡爪42均包括向四周延伸的伸长爪臂421以及垂直方向延伸的支撑爪臂422，所述支撑爪臂422的末端连接有弹性锁紧件5，多个所述卡爪42的弹性锁紧件5能够卡紧样品。

需要说明的是，本实用新型是配合三维扫描设备使用的工装夹具，其主要解决了常规样品的侧面及底面测量时，需要重新摆放样品而引起的位置偏移，最终影响测量精度的问题。具体地，所述底座1与所述三维扫描设备连接。所述底座1内设有弧形内侧壁11，所述转动件2设有弧形外侧壁21，通过底座1与转动件2的配合，可实现所述转动件2在所述底座1内的大角度转动，便于从多个角度扫描样品，实现对样品的侧面及底面的扫描。所述转动件2上连接有卡爪组件4，所述卡爪组件4用于固定样品，所述卡爪组件4包括多个卡爪42以及与所述转动件2连接的连接座41，多个所述卡爪42通过向四周延伸的伸长爪臂421及向上延伸的支撑爪臂422，且所述伸长爪臂421与支撑爪臂422之间设有圆弧过度段。采用此结构的伸长爪臂421与支撑爪臂422，提供一定的宽度及高度的夹持空间，扩大夹具对扫描物体大小及降低夹具对扫描环境的局限性。此外，采用所述伸长爪臂421及支撑爪臂422的结构，使得测量时不会因卡爪42的扫描变形对样品的扫描精度造成影响。为提高夹持的可靠性，所述支撑爪臂422的末端连接有弹性锁紧件5，所述弹性锁紧件5能够在卡紧样品的同时，避免对样品的损坏，提高夹持的可靠性。此外，所述弹性锁紧件5也能适应不同的样品外表面，提高本实用新型的精度。为减少视线遮挡及样品夹持的稳固性，所述卡爪42的数量优选为3个，但不限于此。

参见图2，所述弹性锁紧件5包括与所述支撑爪臂422连接的固定座51，所述固定座51内设有安装孔511，所述安装孔511内安装有弹性锁杆52；多个所述弹性锁紧件5的弹性锁杆52的轴线汇聚于同一点。具体地，所述固定座51设于所述支撑爪臂422的末端，所述固定座51上设有用于安装所述弹性锁杆52的安装孔511，多个所述弹性锁紧件5的弹性锁杆52的轴线汇聚于同一点，通过多个所述弹性锁杆52对样品的施加作用力，以平衡样品的重力，实现可靠锁紧。

优选地，所述安装孔511自远离样品的一端向靠近样品的一端的半径逐步增大，所述弹性锁杆52设有与所述安装孔511适配的锥形固定段，以对弹性锁杆52实现初步定位，提高样品的夹持效率。进一步地，所述固定座51上设有销钉孔512，所述销钉孔512与所述安装孔511垂直设置。所述销钉孔512内的销钉53能够防止弹性锁杆52轴向及周向运动。

所述弹性锁杆52的一端设有尖头521，多个所述弹性锁杆52的尖头521相对设置。所述尖头521的尖端能与样品点接触，以减少对样品的遮挡。优选地，在所述尖头521上套塑胶套(附图中未显示)，以增大与样品之间的摩擦力，同时防止划伤样品。

所述固定座51朝向样品的一侧还设有限位孔513，所述限位孔513与所述安装孔511同心设置，所述限位孔513为盲孔。所述限位孔513用于对弹性锁杆52的弹性元件进行限位。所述弹性锁杆52的外壁设有限位凸起522，所述弹性锁杆52上套设有弹性件，所述弹性件的两端分别与所述限位凸起522及所述限位孔513的底面抵接。所述限位凸起522设于所述尖头521的后侧，所述限位凸起522与限位孔513之间设有弹性件54，所述弹性件54为弹簧，但不限于此。根据样品的表面形状，所述弹性锁杆52中可自动调节其弹性件54的伸长长度，以降低夹持的样品外形的要求。

综上，夹紧样品的工序包括：通过弹性锁杆52与安装孔511的锥面配合，实现弹性锁杆52的初步固定；将样品放置在多个弹性锁杆52件间，样品会压缩弹簧，通过弹簧的弹力给样品提供锁紧力；待样品夹持好后，将弹性锁杆52与固定孔通过销钉53锁紧。采用上述夹持工序，能保证扫描过程中转动支架时不发生移动现象，确保采集数据的精度。

需要说明的是，扫描得到的多幅图片需要拼接以还原样品的特征，为便于汇总样品各个面的信息，需要快速识别样品对应的测量面。在本实施例中，多个所述卡爪42的支撑爪臂422的横截面形状不同，且所述卡爪42的支撑爪臂422上设有用于标识的凸起6。所述支撑爪臂422的横截面可以是六边形、圆形或矩形截面等。所述支撑爪臂422上设有用于区分的凸起6，每个所述支撑卡爪42上凸起6的位置及凸起6的形状均不同，以快速区分出样品的各个表面。

样品的重量需要通过所述卡爪组件4传递给传动件2，根据样品的重量的不同，转动件2与底座1之间所需的锁紧力不同。为防止样品晃动，提高测量的稳定性，所述底座1上连接有所述调节组件3，所述调节组件3能够调节转动件2与底座1之间的摩擦力，从而调节转动件2根据测量角度停留在相应位置上的稳定性。

参见图3，所述调节组件3包括顶块31，所述底座1内设有与所述顶块31适配的空腔311，所述顶块上设有外螺纹312，所述空腔311内设有适配的内螺纹，以使所述底座1与顶块31螺纹连接。通过调节顶块31的旋入深度，可调节对转动件2的压力，从而调节转动件2与底座1之间的摩擦阻力。其中所述顶块31沿轴线设有空腔311，所述空腔311内设有磁铁32。所述磁铁32能够将底座1与三维扫描平台固定。为提高顶块31与转动件2的接触稳定性，所述顶块31的顶面为与所述转动件2相适配的圆弧面。

所述转动件2包括中空球支架21及设于所述中空球支架21上的基座22。采用中空球支架21可减少转动件2的质量，提高转动件2调节的灵活度。通过转动件2与底座1球形铰接的方式，可实现大角度的转动范围。此外，所述基座22呈圆柱形，所述基座22内设有螺纹孔，所述连接座41与所述基座22螺纹连接。进一步地，所述底座1的顶面设有凹槽12，所述凹槽12的宽度大于所述基座22的直径，以使所述转动件2的基座22能够从凹槽12插入，以改变样品的测量角度，进一步增大转动件2的转动范围。

作为所述连接座41的一种实施例，所述连接座41包括中心连接柱411及与所述中心连接柱411连接的多根支臂412，多根所述支臂412与多个卡爪42一一对应连接。其中所述中心连接柱411与所述基座22可拆卸连接，多个所述支臂412沿周向均布在所述中心连接柱411的外侧，所述支臂412与所述卡爪42可拆卸连接。

需要说明的是，上述实施例的多个卡爪42的夹持尺寸范围有限，超过尺寸范围后需要更换夹具。

参见图4，作为所述连接座41的另一种实施例，所述连接座41包括与所述基座22连接的安装板43，所述安装板43包括圆形板431及沿轴向对称设置的多个支板432；所述安装板43上连接有用于驱动多个所述卡爪42同步运动的同步驱动组件44。所述同步驱动组件44能够驱动对应的卡爪42进行同步运动，以灵活调节可夹持样品的尺寸。

所述同步驱动组件44包括与所述圆形板431上连接的主动齿轮441以及与所述主动齿轮441啮合的多个行星齿轮442，以及与所述行星齿轮442啮合的被动齿轮443；所述支板432上设有滑板444，所述滑板444与所述支板432之间设有导向机构；所述滑板444上固定有与所述被动齿轮443啮合的齿条445；所述滑板444与所述卡爪42可拆卸连接，且所述滑板444与所述支板432可锁定。其中，所述主动齿轮441、多个行星齿轮442以及被动齿轮443均安装在所述圆形板431上，所述主动齿轮441能够受外力驱动，带动多个行星齿轮442转动，从而带动所述被动齿轮443转动，所述被动齿轮443带动与之啮合的齿条445平动，从而带动多个所述滑板444同步运动，实现对夹持样品尺寸的调整。所述滑板444与所述支板432之间设有导向机构，所述导向机构包括设于所述支板432上的导向槽446及设于所述滑板444上的导向凸起447，以提高滑板444运动的平稳性。在所述滑板444调整到合适位置后，可通过销钉或螺钉将滑板444与支板432固定。

综上，本实用新型在底座1内嵌入转动件2，通过底座1的弧形内侧壁11与转动件2的弧形外侧壁21配合，以实现大角度的转动，实现无死角扫描。通过转动所述转动件2，能保证扫描过程中转动支架时不发生移动现象，确保采集数据的精度。所述调节组件3能够调节转动件2不相对于底座1转动所需的锁紧力；通过调节合适的锁紧力，防止样品测量时晃动，提高测量精度。所述转动件2连接有卡爪组件4，所述卡爪组件4包括多个卡爪42，所述卡爪42上连接有弹性锁紧件5，所述弹性锁紧件5能够快速卡紧样品并适应多种样式的样品表面，提高本装置的通用性。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种三维扫描的工装夹具，其特征在于，包括底座、相对于所述底座能转动的转动件，调节所述转动件与底座锁紧力的调节组件以及与所述转动件连接的卡爪组件；

所述转动件嵌入所述底座内，所述底座内设有弧形内侧壁，所述转动件设有与所述弧形内侧壁适配的弧形外侧壁；

所述卡爪组件包括与所述转动件连接的连接座及沿周向均布设于所述连接座上的多个卡爪；

所述卡爪包括向四周延伸的伸长爪臂以及垂直方向延伸的支撑爪臂，所述支撑爪臂的末端连接有弹性锁紧件，多个所述卡爪的弹性锁紧件能够卡紧样品。

2.根据权利要求1所述的三维扫描的工装夹具，其特征在于，所述弹性锁紧件包括与所述支撑爪臂连接的固定座，所述固定座内设有安装孔，所述安装孔内安装有弹性锁杆；

多个所述弹性锁紧件的弹性锁杆的轴线汇聚于同一点。

3.根据权利要求2所述的三维扫描的工装夹具，其特征在于，所述固定座上设有销钉孔，所述销钉孔与所述安装孔垂直设置；

所述固定座内还设有限位孔，所述限位孔与所述安装孔同心设置。

4.根据权利要求3所述的三维扫描的工装夹具，其特征在于，所述弹性锁杆的一端设有尖头，多个所述弹性锁杆的尖头相对设置；

所述弹性锁杆的外壁设有限位凸起，所述弹性锁杆上套设有弹性件，所述弹性件的两端分别与所述限位凸起及所述限位孔的底面抵接。

5.根据权利要求1-4任一项所述的三维扫描的工装夹具，其特征在于，多个所述卡爪的支撑爪臂的横截面形状不同，且所述卡爪的支撑爪臂上设有用于标识的凸起。

6.根据权利要求1所述的三维扫描的工装夹具，其特征在于，所述调节组件包括与所述底座螺纹连接的顶块，所述顶块沿轴线设有空腔，所述空腔内设有磁铁，所述顶块的顶面为与所述转动件相适配的圆弧面。

7.根据权利要求1或6所述的三维扫描的工装夹具，其特征在于，所述转动件包括中空球支架及设于所述中空球支架上的基座，所述连接座与所述基座可拆卸连接；

所述基座呈圆柱形，所述底座的顶面设有凹槽，所述凹槽的宽度大于所述基座的直径。

8.根据权利要求7所述的三维扫描的工装夹具，其特征在于，所述连接座包括中心连接柱及与所述中心连接柱连接的多根支臂，多根所述支臂与多个卡爪一一对应连接。

9.根据权利要求7所述的三维扫描的工装夹具，其特征在于，所述连接座包括与所述基座连接的安装板，所述安装板包括圆形板及沿轴向对称设置的多个支板；所述安装板上连接有用于驱动多个所述卡爪同步运动的同步驱动组件。

10.根据权利要求9所述的三维扫描的工装夹具，其特征在于，所述同步驱动组件包括与所述圆形板上连接的主动齿轮以及与所述主动齿轮啮合的多个行星齿轮，以及与所述行星齿轮啮合的被动齿轮；

所述支板上设有滑板，所述滑板与所述支板之间设有导向机构；所述滑板上固定有与所述被动齿轮啮合的齿条；所述滑板与所述卡爪可拆卸连接，且所述滑板与所述支板可锁定。

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