CN215338212U - 投射机构以及扫描仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及三维扫描技术领域，特别是涉及一种投射机构以及具有该投射机构的扫描仪。投射机构包括：骨架、保护套以及至少一组激光发生组件；其中，所述保护套与所述骨架为一体式结构；所述保护套内开设沿所述保护套轴向贯通的通孔，所述激光发生组件至少部分配合安装于所述通孔内。本实用新型中保护套与骨架设置为一体式结构，从而保护套与骨架连接稳固，消除保护套松动的隐患，提高激光发生组件的稳固性；并且，激光发生组件直接与保护套配合连接，实现激光发生组件的快速装配，简化装配步骤，大幅度的提高工作效率。

Description

投射机构以及扫描仪

技术领域

本实用新型涉及三维扫描技术领域，特别是涉及一种投射机构以及具有该投射机构的扫描仪。

背景技术

随着计算机技术、自动化技术、图像处理技术的进步，基于结构光立体视觉的三维扫描和测量技术迅速地发展起来。结构光三维扫描测量具有速度快、精度高、使用方便的优点，近年来，各类结构光三维扫描测量设备，特别是便携式三维扫描仪发展迅速，并越来越广泛地应用于机械、汽车、航空、医疗、文物等行业。

常见的扫描仪用的投射机构包括骨架、保护套以及激光发生组件，装配时，首先将激光发生组件与保护套组装，再将组装好的激光发生组件以及保护套一起安装到骨架上，安装到骨架上时还需通过其他结构连接紧固保护套，以防止保护套松动脱落等，装配复杂，影响工作效率。

实用新型内容

有鉴于此，为解决背景技术中提出的技术问题，有必要提供一种用于投射机构以及扫描仪。

为实现上述目的，本实用新型提供的技术方案如下：

本实用新型提供的一种投射机构，安装于扫描仪上，所述投射机构用于发射光束，以供扫描仪的图像采集组件图像采集组件捕捉；所述投射机构包括：骨架、保护套以及至少一组激光发生组件；其中，所述保护套与所述骨架为一体式结构；所述保护套内开设沿所述保护套轴向贯通的通孔，所述激光发生组件至少部分配合安装于所述通孔内。

其中一个实施例中，所述激光发生组件包括至少一支激光器以及与所述激光器对应的连接件；所述连接件至少部分配合安装于所述通孔内，所述激光器位于所述保护套内。

其中一个实施例中，所述保护套上设置第一连接部，所述第一连接部设置的位置与所述图像采集组件对应；所述激光器上设置第二连接部，所述第二连接部能够与所述第一连接部配合连接以固定所述激光器。

其中一个实施例中，所述投射机构还包括电路板，所述电路板设置于所述骨架上；所述激光发生组件与所述电路板电连接。

其中一个实施例中，所述激光发生组件为常规扫描激光组件、细节扫描激光组件、深孔扫描激光组件、大幅面扫描激光组件中的任意一种；所述投射机构包括常规扫描激光组件、细节扫描激光组件、深孔扫描激光组件、大幅面扫描激光组件中的任意一组或多组组合。

其中一个实施例中，所述深孔扫描激光组件包括单支第一激光器，所述第一激光器为单线激光器。

其中一个实施例中，所述大幅面扫描激光组件包括单支第二激光器，所述第二激光器为多线激光器。

其中一个实施例中，所述常规扫描激光组件包括两支第三激光器，所述第三激光器为多线激光器；且两支所述第三激光器呈轴对称设置。

其中一个实施例中，所述细节扫描激光组件包括单支第四激光器，所述第四激光器为多线激光器。

本实用新型还提供一种扫描仪，包括以上任意一种所述的投射机构。

上述技术方案相比于现有技术的有益效果是:

本实用新型中保护套与骨架设置为一体式结构，从而保护套与骨架连接稳固，消除保护套松动的隐患，提高激光发生组件的稳固性；并且，激光发生组件直接与保护套轴孔配合连接，实现激光发生组件的快速装配，简化装配步骤，大幅度的提高工作效率。

另外，本申请的保护套内还设置第一连接部，激光器上设置第二连接部，第二连接部直接与第一连接部配合连接，得以快速安装激光器，无需使用其他紧固件配合，装配便捷；并且，第一连接部设置的位置与图像采集组件相对应，激光器装配于保护套上时其与图像采集组件的相对位置得以直接确定，无需调节激光器的安装位置以及安装角度便能使得激光器发射的光束被图像采集组件捕捉，简化装配步骤，提高装配效率。

附图说明

图1为本实用新型的一个实施例中的投射机构的示意图；

图2为本实用新型的另一个实施例中的投射机构的示意图；

图3为本实用新型一个实施例中的投射机构的剖视图；

图4为本实用新型一个实施例中的投射机构的剖视图。

图中，100、投射机构；10、骨架；20、保护套；201、通孔；202、第一连接部；203、定位座；30、激光发生组件；301、激光器；3011、第二连接部；3012、引脚；302、连接件；3021、激光孔；40、电路板；31、常规扫描激光组件；311、第三激光器；32、细节扫描激光组件；321、第四激光器；33、深孔扫描激光组件；331、第一激光器；34、大幅面扫描激光组件；341、第二激光器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施方式中的附图，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。

需要说明的是，当组件被称为“装设于”另一个组件，它可以直接装设在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“固定于”另一个组件，它可以是直接固定在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

传统的三维扫描仪用的投射机构中，其保护套与骨架为分体设置的，装配时，首先将激光发生组件安装在保护套上，再将组装好的激光发生组件以及保护套一起安装到骨架上，安装时需调节激光发生组件的位置使其与图像采集组件对应后再将保护套固定，以使得激光发生组件发射的光束能被图像采集组件捕捉，且由于保护套与骨架为分体设置，使得后续在使用过程中，保护套和骨架之间存在松动或松脱的隐患，影响扫描仪扫描的精准度。

本实用新型提供一种投射机构100，投射机构100通常应用于扫描仪上，投射机构100安装于扫描仪上，其中投射机构100用于发射光束，以供扫描仪的图像采集组件捕捉。

参阅图1-4，本实用新型提供的投射机构100包括：骨架10、保护套20以及至少一组激光发生组件30；其中，保护套20与骨架10为一体式结构；保护套20内开设沿保护套20轴向贯通的通孔201，激光发生组件30至少部分配合安装于通孔201内。

本实用新型中将保护套20与骨架10设置为一体式结构，从而保护套20与骨架10连接稳固，消除保护套20松动的隐患，提高激光发生组件30的稳固性，进而避免保护套20与骨架10之间松动导致激光发生组件出现偏移或震颤等现象；并且，激光发生组件30直接与保护套20配合连接，实现激光发生组件30的快速装配，简化装配步骤，大幅度的提高工作效率。

在本申请中，激光发生组件30包括至少一支激光器301以及与激光器301对应的连接件302，每个激光器301对应配备一连接件302；连接件302至少部分配合安装于通孔201内，激光器301位于保护套20内。

其中，参阅图3和图4，连接件302上开设有激光孔3021，激光器301发射的光束能够从激光孔3021发出；并且，激光孔3021内设置有光学整形元件(图中未示出)。

值得说明的是，连接件302与通孔201为轴孔配合连接，且连接件302与通孔201之间为间隙配合，以便于在进行调焦时，连接件302能够相对于保护套20沿通孔201轴向移动，以使得光学整形元件与激光器配合完成调焦，调焦完成后再固定连接件302。

优选的，连接件302和骨架10通过紧固件固定，紧固件一端穿过骨架10与连接件302相抵，紧固件另一端位于骨架10外，拧紧紧固件使得连接件302与骨架10无相对位移。具体的紧固件为螺钉，当然紧固件可以是其他的结构，此处不做限制。另外连接件302与骨架10固定的方式不局限于采用紧固件进行固定的方式。

请继续参阅图3和图4，保护套20上设置第一连接部202，第一连接部202设置的位置与图像采集组件(图中未示出)对应；激光器301上设置第二连接部3011，第二连接部3011能够与第一连接部202配合连接以定位激光器301。通过第二连接部3011与第一连接部202配合连接以定位激光器301，实现激光器301的快速安装；且第一连接部202限定激光器301以预设的角度以及位置安装，使得激光器301发射的光束能被图像采集组件捕捉，后期省略调整激光器的安装角度的步骤，可直接进入调焦步骤，从而有利于提高装配效率以及工作效率。

请继续参阅图3和图4，第一连接部202设置于保护套20的通孔201内的孔壁上，激光器301从通孔201的一端伸入通孔201内，通过第一连接部202与第二连接部3011配合安装于激光孔3021内，从而快速实现激光器301的安装固定。当然在其他实施例中，第一连接部202设置的位置不局限于以上所述或图中所示的结构，第一连接部202只需能够与第二连接部3011配合连接固定激光器301即可。

参阅图4，作为优选，第一连接部202为设于通孔201的孔壁上的凸起，第二连接部3011为开设于激光器301的卡槽；激光器301安装于通孔201内时，凸起与卡槽配合卡接，实现激光器301的快速安装。当然，在其他实施例中，也可以是，第一连接部202为设于通孔201的孔壁上的卡槽，第二连接部3011为设于激光器301上的凸起。在其他的实施例中，第一连接部202和第二连接部3011的具体结构和连接方式不局限于以上所述，例如也可以通过卡接的方式实现连接，或者第一连接部与第二连接部为相匹配的螺纹部。

更优的，凸起与卡槽过盈配合，提高激光器301的安装稳定性，避免激光器301松动。

参阅图3和图4，通孔201的孔壁上设有定位座203，当激光器301的一端伸入通孔201直至与定位座203抵靠，从而激光器301无法继续沿着通孔201推进，表明激光器301已安装至预设的位置处，达到对激光器301进行的定位的作用，确保激光器301定位以及装配准确，从而确保激光器301与图像采集组件相对应，提高扫描精准度。

参阅图1、图2，激光发生组件30为常规扫描激光组件31、细节扫描激光组件32、深孔扫描激光组件33、大幅面扫描激光组件34中的任意一种；本申请提供的投射机构100包括常规扫描激光组件31、细节扫描激光组件32、深孔扫描激光组件33、大幅面扫描激光组件34中的任意一组或多组组合。当然激光发生组件不局限于以上所述列举激光组件类型，还可根据需求调整激光器301设置的类型以及激光器301设置的数量，从而使得投射机构100具备多种相互独立工作的激光组件类型，以使得投射机构100具备多种扫描模式，例如常规扫描模式、高速扫描模式、精细扫描模式，细节扫描模式、深孔扫描模式，大幅面扫描模式等；扫描时可任意切换扫描模式，以满足不同应用场景的需求，能够对应的满足多种应用场景。

其中，参阅图1、图2，深孔扫描激光组件33包括单支第一激光器331，第一激光器331为单线激光器，通过第一激光器331向深孔或死角处发射激光束，以获取深孔或死角的位置和形状信息，实现对深孔或死角的扫描。

参阅图2，大幅面扫描激光组件34包括单支第二激光器341，第二激光器341为多线激光器，通过第二激光器341向待扫描工件发射多条激光束，以扩大扫描面积，提高扫描效率。并且，优选的第二激光器341发出红外激光，红外激光的波长更长，对应的扫描范围更广，从而实现远距离实现被扫描工件的大范围扫描，即对应大幅面扫描模式。

参阅图1、图2，常规扫描激光组件31包括两支第三激光器311，第三激光器311为多线激光器；且两支第三激光器311呈轴对称设置，在扫描过程中，两支第三激光器311交替发出多条激光线，但是由于交替速度很快，人眼看到激光线呈现在被扫描物体上的图像是交叉激光线，所以让两支第三激光器311呈轴对称设置可以使得激光线交叉；换言之两只第三激光器311发射的激光束呈夹角设置，如此可以使得激光线束的覆盖面更广，以扩大扫描范围，提高扫描速度。且两支第三激光器311发射的激光束扫描的区域存在重叠部分，以便于扫描仪根据重叠的部分将两支第三激光器311扫描的区域拼接得到完整的被扫描物的图像，并且两支第三激光器311快速交替的发出光束，以提高扫描速度。

图像采集组件用以捕捉激光器301发射的光束，通过改变图像采集组件的帧率，提高对光束的捕捉速度从而提高成像速度，配合两支第三激光器311，能够改变投射机构100的扫描频率，形成高速扫描模式，实现高速扫描。

参阅1和图2，细节扫描激光组件32包括单支第四激光器321，第四激光器321为多线激光器。细节扫描激光组件32用于对工件进行精细扫描，以提高扫描的清晰度。

以下具体举例阐述投射机构100中具有的多种扫描模式的组合方案。

组合方案一：投射机构100包括常规扫描激光组件31和深孔扫描激光组件33，即骨架10上设置两支第三激光器311和一支第一激光器331，从而投射机构100具备常规扫描模式以及深孔扫描模式。

组合方案二：例如参阅图1，投射机构100包括常规扫描激光组件31、深孔扫描激光组件33、细节扫描激光组件32，即对应的骨架1上设置有两支第三激光器311、一支第一激光器331以及一支第四激光器321，对应的投射机构100具备常规扫描模式、深孔扫描模式、细节扫描模式。

组合方案三：例如参阅图2，在图1中的投射机构100的基础上增设大幅面扫描激光组件34，即增设一支第二激光器341，使得投射机构100还具备有大幅面扫描模式。

综上所述，投射机构100上设置的激光发生组件的类型不局限于以上所述的组合，根据应用场景调整骨架10上激光发生组件30，使得投射机构100具备多种扫描模式。

参阅图3和图4，投射机构100还包括电路板40，电路板40设置于骨架10上；激光发生组件30与电路板40电连接。如此设置，多组激光发生组件30中的激光器301的引脚3012或者与引脚3012连接的电线可集成连接至电路板40上，简化投射机构100的电路，提高安装效率的同时还能够降低出错率，避免当激光器301设置的数量较多时，电线出现相互缠绕等隐患，安全性能更高。

本申请还提供一种扫描仪，该扫描仪包括本申请提供的以上所述的任意一种投射机构100。

扫描仪还包括机架(图中未示出)和图像采集组件，投射机构和图像采集组件直接安装于机架上。

以上实施方式的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施方式中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本实用新型，而并非用作为对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围内，对以上实施方式所作的适当改变和变化都落在本实用新型要求保护的范围内。

Claims (10)

1.一种投射机构，安装于扫描仪上，所述投射机构用于发射光束，以供扫描仪的图像采集组件图像采集组件捕捉；其特征在于，所述投射机构包括：骨架(10)、保护套(20)以及至少一组激光发生组件(30)；

其中，所述保护套(20)与所述骨架(10)为一体式结构；所述保护套(20)内开设沿所述保护套(20)轴向贯通的通孔(201)，所述激光发生组件(30)至少部分配合安装于所述通孔(201)内。

2.根据权利要求1所述的投射机构，其特征在于，所述激光发生组件(30)包括至少一支激光器(301)以及与所述激光器(301)对应的连接件(302)；所述连接件(302)至少部分配合安装于所述通孔(201)内，所述激光器(301)位于所述保护套(20)内。

3.根据权利要求2所述的投射机构，其特征在于，所述保护套(20)上设置第一连接部(202)，所述第一连接部(202)设置的位置与所述图像采集组件对应；所述激光器(301)上设置第二连接部(3011)，所述第二连接部(3011)能够与所述第一连接部(202)配合连接以固定所述激光器(301)。

4.根据权利要求1所述的投射机构，其特征在于，所述投射机构还包括电路板(40)，所述电路板(40)设置于所述骨架(10)上；所述激光发生组件(30)与所述电路板(40)电连接。

5.根据权利要求2所述的投射机构，其特征在于，所述激光发生组件(30)为常规扫描激光组件(31)、细节扫描激光组件(32)、深孔扫描激光组件(33)、大幅面扫描激光组件(34)中的任意一种；

所述投射机构包括常规扫描激光组件(31)、细节扫描激光组件(32)、深孔扫描激光组件(33)、大幅面扫描激光组件(34)中的任意一组或多组组合。

6.根据权利要求5所述的投射机构，其特征在于，所述深孔扫描激光组件(33)包括单支第一激光器(331)，所述第一激光器(331)为单线激光器。

7.根据权利要求5所述的投射机构，其特征在于，所述大幅面扫描激光组件(34)包括单支第二激光器(341)，所述第二激光器(341)为多线激光器。

8.根据权利要求5所述的投射机构，其特征在于，所述常规扫描激光组件(31)包括两支第三激光器(311)，所述第三激光器(311)为多线激光器；且两支所述第三激光器(311)呈轴对称设置。

9.根据权利要求5所述的投射机构，其特征在于，所述细节扫描激光组件(32)包括单支第四激光器(321)，所述第四激光器(321)为多线激光器。

10.一种扫描仪，其特征在于，包括如权利要求1-9中任意一种所述的投射机构。

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