CN214896681U - 一种用于三维扫描仪的自动标定设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种用于三维扫描仪的自动标定设备，包括箱体、机器人及标定部件，机器人与标定部件均设置于箱体内且二者间隔设置，标定部件用于辅助扫描仪进行标定，标定部件包括若干标定单元，各标定单元均选择性的展示不同的具有标定点位的图案，机器人上固定有扫描仪且带动扫描仪逐渐抵近标定部件并扫描各标定单元，从而对扫描仪进行标定；通过设置标定部件包括若干标定单元，且各标定单元均能够选择性的展示不同的具有标定点位的图案，从而形成不同的引导扫描的路径，从而适配多种类型的扫描仪进行标定。

Description

一种用于三维扫描仪的自动标定设备

技术领域

本实用新型涉及扫描仪标定技术领域，尤其涉及一种用于三维扫描仪的自动标定设备。

背景技术

现有的三维扫描仪在组装完成后，都需要做标定出厂系统，用来标定扫描仪的精准度。原有的操作方式通常是人工拿着扫描仪对标定板来回扫描拍照，再在电脑上操作软件，生产标定的文件，再导入到扫描仪中，完成扫描仪的出厂标定。扫描过程是重复、时间长，并且对扫描的位置角度有一定要求，这其中就存在问题，工人去操作，劳动强度大，对人的技术能力有要求，而且工人操作每次位置不一定能都能那么准确，输出的结果会有差异，对扫描仪的精度有影响。

为了解决这个问题，本申请人设计一套能够自动实现扫描仪标定出厂系统的设备，大幅提高了处理效率。然而，在使用该设备的过程中，技术人员发现对不同的扫描仪进行标定时，需要控制扫描仪途径的路径各不相同，且不同种类扫描仪进行标定时所采用的标定点位图案也不尽相同。目前，需要人工来替换标定板上的标定点位图案，并形成不同的引导扫描的路径，从而适配不同种类的扫描仪，导致作业繁琐，效率低下，且适用性和泛用性较差。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提出了一种能够根据需求自动切换标定图案和引导轨迹，适用于多种扫描仪的用于三维扫描仪的自动标定设备。

本实用新型的技术方案是这样实现的：本实用新型提供了一种用于三维扫描仪的自动标定设备，包括箱体、机器人及标定部件，机器人与标定部件均设置于箱体内且二者间隔设置，标定部件用于辅助扫描仪进行标定，标定部件包括若干标定单元，各标定单元均选择性的展示不同的具有标定点位的图案，机器人上固定有扫描仪且带动扫描仪逐渐抵近标定部件并扫描各标定单元，从而对扫描仪进行标定。

在以上技术方案的基础上，优选的，标定部件还包括板体、轴杆和套筒，板体朝向机器人的端面矩阵排列开设有若干窗口，各窗口内一一对应的设置标定单元，各标定单元均连接有一套筒；板体远离机器人一侧设置若干轴杆，若干轴杆平行设置且两端分别轴接于板体不相邻的侧面边缘，各轴杆于上分别设置同行或同列的所有套筒；各标定单元通过套筒可相对于轴杆转动从而切换暴露于窗口的端面。

更进一步优选的，标定单元径向断面为正多边形，套筒与标定单元轴线重合设置。

更进一步优选的，标定部件还包括第一齿轮，第一齿轮设置于套筒上且位于相邻的标定单元之间；还包括驱动组件、第一调节组件及第二调节组件；第二调节组件连接于箱体，第二调节组件上设置第一调节组件并驱使第一调节组件沿铅垂线方向移动；第一调节组件内设置驱动组件并驱使驱动组件运动；驱动组件在第一调节组件驱动下选择性的相对于第一调节组件水平移动或轴向旋转，驱动组件包括被动端且被动端设置于第一调节组件内，驱动组件还包括活动端且活动端朝标定部件的方向延伸且并与标定部件间隔设置，活动端可相对于被动端朝标定部件的方向移动并选择性的驱使第一齿轮转动。

更进一步优选的，活动端包括转轴和第三齿轮，转轴一端连接于被动端且另一端朝向标定部件延伸，转轴在第一调节组件驱动下可相对于第一调节组件轴向旋转，第三齿轮设置于转轴朝向标定部件的端部并可相对于转轴朝向标定部件移动，使第三齿轮抵持第一齿轮并与第一齿轮啮合。

更进一步优选的，第一调节组件包括转筒、限位板、底板和第一驱动机构，底板连接于第二调节组件并在第二调节组件驱动下沿铅垂线方向移动，两个限位板对称设置于底板朝向标定部件的端面且二者间隔设置，两个转筒设置于两个限位板之间且两端分别轴接于两个限位板，两个转筒间隔设置，转筒外周面开设螺纹，两个第一驱动机构设置于底板上，各第一驱动机构一一对应的连接两个转筒的端部并驱动转筒转动；被动端包括第二齿轮和伸缩机构，第二齿轮连接于转轴朝向第一调节组件的端部，第二齿轮设置于两个转筒之间且同时啮合于两个转筒，伸缩机构也设置于转轴朝向第一调节组件的端部，伸缩机构具有固定部和活动部，固定部与转轴连接，活动部活动设置在固定部一端，活动部朝向标定部件方向延伸并连接于第三齿轮，活动部驱动第三齿轮沿其轴向方向伸出或者缩回。

更进一步优选的，两个转筒表面的螺纹螺旋方向相同；两个转筒同步同向转动，并驱使第二齿轮相对于转筒水平移动；两个转筒同步反向转动，并驱使第二齿轮轴向旋转。

更进一步优选的，底板上开设滑槽，滑槽沿驱动组件移动的方向延伸；转轴远离标定部件的一端穿过第二齿轮继续延伸并插入滑槽内；驱动组件还包括活动块，活动块设置于转轴插入滑槽的端部，活动块设置于滑槽内且随转轴运动并选择性的沿滑槽移动或相对于滑槽旋转。

更进一步优选的，第二调节组件包括固定座、转动杆、支架；支架设置于箱体内，转动杆设置于支架内且沿铅垂线方向延伸，固定座设置于转动杆上且可沿转动杆延伸方向移动，固定座连接第一调节组件。

更进一步优选的，转动杆为螺杆，转动杆可相对于支架转动，固定座螺接于转动杆，第二调节组件还包括第二驱动机构，第二驱动机构设置于支架上且连接于转动杆一端并驱动于转动杆转动。

本实用新型的一种用于三维扫描仪的自动标定设备相对于现有技术具有以下有益效果：

(1)通过设置标定部件包括若干标定单元，且各标定单元均能够选择性的展示不同的具有标定点位的图案，从而形成不同的引导扫描的路径，从而适配多种类型的扫描仪进行标定。

(2)通过驱动组件和两个调节组件的相互配合，使第三齿轮能够在铅垂线和水平方向移动至需要转动的标定单元的位置，并啮合第一齿轮使其转动，从而实现标定单元上的图案的切换。

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为本实用新型的标定设备的立体图；

图2为本实用新型的标定设备的内部结构的侧视图；

图3为本实用新型的标定设备的内部结构的正视图；

图4为本实用新型的标定部件的正视图；

图5为本实用新型的标定部件的俯剖图；

图6为本实用新型的标定部件的部分正剖图；

图7为本实用新型的标定部件的侧剖图；

图8为本实用新型的调节组件的正视图。

图中：1、箱体；2、机器人；3、标定部件；31、板体；32、标定单元；33、轴杆；34、套筒；35、第一齿轮；4、驱动组件；401、活动端；402、被动端；41、转轴；42、第二齿轮；43、第三齿轮；44、伸缩机构；45、活动块；5、第一调节组件；51、转筒；52、限位板；53、底板；531、滑槽；54、第一驱动机构；6、第二调节组件；61、固定座；62、转动杆；63、支架；64、第二驱动机构。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施方式，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，结合图2、图3及图4，本实用新型的一种用于三维扫描仪的自动标定设备，包括箱体1、机器人2、标定部件3、驱动组件4、第一调节组件5及第二调节组件6。

其中，机器人2与标定部件3均设置于箱体1内且二者间隔设置。

标定部件3用于辅助扫描仪进行标定，标定部件3包括若干标定单元32，各标定单元32均选择性的展示不同的具有标定点位的图案。

机器人2上固定有扫描仪且带动扫描仪逐渐抵近标定部件3并扫描各标定单元32，从而对扫描仪进行标定；由于各标定单元32能够选择性的展示多种图案，因此多个标定单元32能够在板体31的板面上形成不同的引导轨迹，进而适配不同扫描仪的标定需求。

具体来说，本实用新型通过以下手段实现。

如图1所示，结合图6，标定部件3还包括板体31、轴杆33和套筒34，板体31朝向机器人2的端面矩阵排列开设有若干窗口，各窗口内一一对应的设置标定单元32，各标定单元32均连接有一套筒34；板体31远离机器人2一侧设置若干轴杆33，若干轴杆33平行设置且两端分别轴接于板体31不相邻的侧面边缘，各轴杆于33上分别设置同行或同列的所有套筒34，套筒34与轴杆33之间填充轴承；各标定单元32通过套筒34可相对于轴杆33转动从而切换暴露于窗口的端面。另外，也可以设置轴杆33由若干相同长度的杆单元依次连接而成，相邻的杆单元直接转动连接，而每个杆单元上设置第一齿轮35，以便带动杆单元转动。

进一步的，如图1所示，结合图5，标定单元32径向断面为正多边形，套筒34与标定单元32轴线重合设置，另外，为了避免标定单元32转动时，可能会抵持窗口边缘，依次可以设置窗口边缘开设让位部，即窗口边缘沿标定单元32转动时的圆形轨迹的切线方向开设倾斜面，从而形成让位部。

为了实现标定单元32的转动，本实用新型的另一种实施例，通过以下手段实现。

如图1所示，结合图7，标定部件3还包括第一齿轮35，第一齿轮35设置于套筒34上且位于相邻的标定单元32之间。

其中，第二调节组件6连接于箱体1，第二调节组件6上设置第一调节组件5并驱使第一调节组件5沿铅垂线方向移动。

第一调节组件5内设置驱动组件4并驱使驱动组件4运动。

驱动组件4在第一调节组件5驱动下选择性的相对于第一调节组件5水平移动或轴向旋转，驱动组件4包括被动端402且被动端402设置于第一调节组件5内，驱动组件4还包括活动端401且活动端401朝标定部件3的方向延伸且并与标定部件3间隔设置，活动端401可相对于被动端402朝标定部件3的方向移动并选择性的驱使第一齿轮35转动。

更进一步，具体来说，活动端401包括转轴41和第三齿轮43，转轴41一端连接于被动端402且另一端朝向标定部件3延伸，转轴41在第一调节组件5驱动下可相对于第一调节组件5轴向旋转，第三齿轮43设置于转轴41朝向标定部件3的端部并可相对于转轴41朝向标定部件3移动，使第三齿轮43抵持第一齿轮35并与第一齿轮35啮合。

采用上述技术方案时，当驱动组件4在第二调节组件6的作用下垂直移动，并在第一调节组件5的作用下水平移动，从而转移至需要切换图案的标定单元32所对应的位置，然后伸缩机构44驱动第三齿轮43朝向第一齿轮35移动并最终与第一齿轮35啮合，然后第三齿轮43在第一调节组件5的作用下转动并带动第一齿轮35旋转，从而使标定单元32通过套筒34相对于轴杆33旋转，从而切换暴露于窗口的端面及该端面上的图案。需要说明的是，第一齿轮35与第三齿轮43可以采用相互配合的伞齿轮和锥齿轮。

为了实现第一齿轮35与第三齿轮43选择性的配合，本实用新型还有一种实施例，通过以下手段实现。

优选的，被动端402包括第二齿轮42和伸缩机构44，第二齿轮42连接于转轴41朝向第一调节组件5的端部，第二齿轮42设置于两个转筒51之间且同时啮合于两个转筒51，伸缩机构44也设置于转轴41朝向第一调节组件5的端部，伸缩机构44具有固定部和活动部，固定部与转轴41连接，活动部活动设置在固定部一端，活动部朝向标定部件3方向延伸并连接于第三齿轮43，活动部驱动第三齿轮43沿其轴向方向伸出或者缩回；当驱动组件4在两个调节组件的作用下，移动至需要转动的标定单元32对应的位置时，启动伸缩机构44使第三齿轮43抵近并啮合第一齿轮35，然后第二齿轮42在第一调节组件5带动下转动，从而使第三齿轮43转动并驱使第一齿轮35转动。

为了实现驱动组件4选择性的水平移动或轴向旋转，本实用新型的第四种实施例，通过以下手段实现。

如图1所示，结合图8，第一调节组件5包括转筒51、限位板52、底板53和第一驱动机构54，底板53连接于第二调节组件6并在第二调节组件6驱动下沿铅垂线方向移动，两个限位板52对称设置于底板53朝向标定部件3的端面且二者间隔设置，两个转筒51设置于两个限位板52之间且两端分别轴接于两个限位板52，两个转筒51间隔设置，转筒51外周面开设螺纹，两个第一驱动机构54设置于底板53上，各第一驱动机构54一一对应的连接两个转筒51的端部并驱动转筒51转动。

其中，优选的，两个转筒51表面的螺纹螺旋方向相同；采用上述技术方案时，两个转筒51在两个第一驱动机构54的作用下同步同向转动，由于第二齿轮42同时啮合于两个转筒51，因此第二齿轮42不会转动而是会相对于转筒51水平移动，从而带动第三齿轮43在水平方向移动；而当两个转筒51同步反向转动，第二齿轮42会位于当前位置进行轴向旋转，从而带动第三齿轮43转动。

为了实现驱动组件4沿铅垂线方向移动，本实用新型的第五种实施例，通过以下手段实现。

优选的，第二调节组件6包括固定座61、转动杆62、支架63；支架63设置于箱体1内，转动杆62设置于支架63内且沿铅垂线方向延伸，固定座61设置于转动杆62上且可沿转动杆62延伸方向移动，固定座61连接第一调节组件5。转动杆62起到定位导向的作用。

进一步的，转动杆62为螺杆，转动杆62可相对于支架63转动，固定座61螺接于转动杆62，第二调节组件6还包括第二驱动机构64，第二驱动机构64设置于支架63上且连接于转动杆62一端并驱动于转动杆62转动。

采用上述技术方案时，第二驱动机构64驱动转动杆62转动，由于固定座61与转动杆62螺接。因此固定座61在转动杆62转动时，会沿转动杆62移动，从而带动第三齿轮43在铅垂线方向移动。

作为可选实施例，底板53上开设滑槽531，滑槽531沿驱动组件4移动的方向延伸；转轴41远离标定部件3的一端穿过第二齿轮42继续延伸并插入滑槽531内；驱动组件4还包括活动块45，活动块45设置于转轴41插入滑槽531的端部，活动块45设置于滑槽531内且随转轴41运动并选择性的沿滑槽531移动或相对于滑槽531旋转；活动块45可以看做一个卡在滑槽531内的可以活动的转动盘，活动块45既能够引导驱动组件4移动，同时也起到支撑的作用，避免第二齿轮42脱离两个转筒51之间。

工作原理：

将扫描仪设置于机器人2上，机器人2会带动扫描仪抵近标定部件3沿一个预设的轨迹进行扫描，从而进行标定。不同的扫描仪会途径不同的预设的轨迹进行扫描，该轨迹需要提前设置于机器人2内，本申请并不涉及该预设轨迹的相关电路或设计原理，而该预设轨迹也是现有技术中能够轻易获得或获知的，因此不对预设轨迹进行赘述。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式而已，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)

1.一种用于三维扫描仪的自动标定设备，其特征在于：包括箱体(1)、机器人(2)及标定部件(3)，所述机器人(2)与标定部件(3)均设置于箱体(1)内且二者间隔设置，所述标定部件(3)用于辅助扫描仪进行标定，所述标定部件(3)包括若干标定单元(32)，各所述标定单元(32)均选择性的展示不同的具有标定点位的图案，所述机器人(2)上固定有扫描仪且带动扫描仪逐渐抵近标定部件(3)并扫描各标定单元(32)，从而对扫描仪进行标定。

2.根据权利要求1所述的一种用于三维扫描仪的自动标定设备，其特征在于：所述标定部件(3)还包括板体(31)、轴杆(33)和套筒(34)，所述板体(31)朝向机器人(2)的端面矩阵排列开设有若干窗口，各所述窗口内一一对应的设置标定单元(32)，各所述标定单元(32)均连接有一套筒(34)；

所述板体(31)远离机器人(2)一侧设置若干轴杆(33)，若干所述轴杆(33)平行设置且两端分别轴接于板体(31)不相邻的侧面边缘，各所述轴杆(33)上分别设置同行或同列的所有套筒(34)；

各所述标定单元(32)通过套筒(34)可相对于轴杆(33)转动从而切换暴露于窗口的端面。

3.根据权利要求2所述的一种用于三维扫描仪的自动标定设备，其特征在于：所述标定单元(32)径向断面为正多边形，所述套筒(34)与标定单元(32)轴线重合设置。

4.根据权利要求2所述的一种用于三维扫描仪的自动标定设备，其特征在于：所述标定部件(3)还包括第一齿轮(35)，所述第一齿轮(35)设置于套筒(34)上且位于相邻的标定单元(32)之间；

还包括驱动组件(4)、第一调节组件(5)及第二调节组件(6)；

所述第二调节组件(6)连接于箱体(1)，所述第二调节组件(6)上设置第一调节组件(5)并驱使第一调节组件(5)沿铅垂线方向移动；

所述第一调节组件(5)内设置驱动组件(4)并驱使驱动组件(4)运动；

所述驱动组件(4)在第一调节组件(5)驱动下选择性的相对于第一调节组件(5)水平移动或轴向旋转，所述驱动组件(4)包括被动端(402)且被动端(402)设置于第一调节组件(5)内，所述驱动组件(4)还包括活动端(401)且活动端(401)朝标定部件(3)的方向延伸且并与标定部件(3)间隔设置，所述活动端(401)可相对于被动端(402)朝标定部件(3)的方向移动并选择性的驱使第一齿轮(35)转动。

5.根据权利要求4所述的一种用于三维扫描仪的自动标定设备，其特征在于：所述活动端(401)包括转轴(41)和第三齿轮(43)，所述转轴(41)一端连接于被动端(402)且另一端朝向标定部件(3)延伸，所述转轴(41)在第一调节组件(5)驱动下可相对于第一调节组件(5)轴向旋转，所述第三齿轮(43)设置于转轴(41)朝向标定部件(3)的端部并可相对于转轴(41)朝向标定部件(3)移动，使所述第三齿轮(43)抵持第一齿轮(35)并与第一齿轮(35)啮合。

6.根据权利要求4所述的一种用于三维扫描仪的自动标定设备，其特征在于：所述第一调节组件(5)包括转筒(51)、限位板(52)、底板(53)和第一驱动机构(54)，所述底板(53)连接于第二调节组件(6)并在第二调节组件(6)驱动下沿铅垂线方向移动，两个所述限位板(52)对称设置于底板(53)朝向标定部件(3)的端面且二者间隔设置，两个所述转筒(51)设置于两个限位板(52)之间且两端分别轴接于两个限位板(52)，两个转筒(51)间隔设置，所述转筒(51)外周面开设螺纹，两个所述第一驱动机构(54)设置于底板(53)上，各所述第一驱动机构(54)一一对应的连接两个转筒(51)的端部并驱动转筒(51)转动；

所述被动端(402)包括第二齿轮(42)和伸缩机构(44)，所述第二齿轮(42)连接于转轴(41)朝向第一调节组件(5)的端部，所述第二齿轮(42)设置于两个转筒(51)之间且同时啮合于两个转筒(51)，所述伸缩机构(44)也设置于转轴(41)朝向第一调节组件(5)的端部，所述伸缩机构(44)具有固定部和活动部，固定部与转轴(41)连接，活动部活动设置在固定部一端，活动部朝向标定部件(3)方向延伸并连接于第三齿轮(43)，活动部驱动第三齿轮(43)沿其轴向方向伸出或者缩回。

7.根据权利要求6所述的一种用于三维扫描仪的自动标定设备，其特征在于：两个所述转筒(51)表面的螺纹螺旋方向相同；两个所述转筒(51)同步同向转动，并驱使第二齿轮(42)相对于转筒(51)水平移动；两个所述转筒(51)同步反向转动，并驱使第二齿轮(42)轴向旋转。

8.根据权利要求6所述的一种用于三维扫描仪的自动标定设备，其特征在于：所述底板(53)上开设滑槽(531)，所述滑槽(531)沿驱动组件(4)移动的方向延伸；所述转轴(41)远离标定部件(3)的一端穿过第二齿轮(42)继续延伸并插入滑槽(531)内；所述驱动组件(4)还包括活动块(45)，所述活动块(45)设置于转轴(41)插入滑槽(531)的端部，所述活动块(45)设置于滑槽(531)内且随转轴(41)运动并选择性的沿滑槽(531)移动或相对于滑槽(531)旋转。

9.根据权利要求4所述的一种用于三维扫描仪的自动标定设备，其特征在于：所述第二调节组件(6)包括固定座(61)、转动杆(62)、支架(63)；所述支架(63)设置于箱体(1)内，所述转动杆(62)设置于支架(63)内且沿铅垂线方向延伸，所述固定座(61)设置于转动杆(62)上且可沿转动杆(62) 延伸方向移动，所述固定座(61)连接第一调节组件(5)。

10.根据权利要求9所述的一种用于三维扫描仪的自动标定设备，其特征在于：所述转动杆(62)为螺杆，所述转动杆(62)可相对于支架(63)转动，所述固定座(61)螺接于转动杆(62)，所述第二调节组件(6)还包括第二驱动机构(64)，所述第二驱动机构(64)设置于支架(63)上且连接于转动杆(62)一端并驱动于转动杆(62)转动。

Images