CN217843262U - 一种三维扫描仪校准用支架 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种三维扫描仪校准用支架，包括底部框架、顶部框架和中心块，底部框架的四个边角处分别设置有第一标准球，且底部框架通过多根第一支撑杆与中心块相固定，顶部框架的四个边角处分别设置有第二标准球，且底部框架通过多根第一支撑杆与中心块相固定，中心块位于底部框架和顶部框架之间的中心位置处，且中心块的上端设置有第三标准球，中心块的下端设置有第四标准球，第一标准球、第二标准球、第三标准球和第四标准球的尺寸以及材质均相同；优点是结构简单、操作方便，且能提高检定精度，增加检定量程。

Description

一种三维扫描仪校准用支架

技术领域

本实用新型涉及检定技术领域，尤其涉及一种三维扫描仪校准用支架。

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，随之而来的是三维扫描仪的迅速发展，三维扫描仪一种用于获取物体三维轮廓数据的工具，其通过发射激光来扫描获取被侧物体表面三维坐标和反射光强度，继而构建出高精度三维模型，被广泛应用于机械、汽车、航空、医疗、文物等行业。

三维扫描仪在扫描前需要先进行校准，目前国内外各大厂家的校准方法都是以厂家提供的球距规作为标准器，经过扫描仪扫描形成模型，再用软件对模型进行测量。在这个过程中用到的标准器是由9组标准圆球组成的，采用陶瓷、钢等具有漫反射材料制成的球体固定在大理石或者铝材板等亚光材料上，每组球的球距按照标准方法要求的距离设计。但是采用此种校准方法存在一定局限性，特别是由于9组标准圆球的距离有限，从而导致校正装置的校正范围较为局限，只能适用于特定量程的扫描仪，不具有通用性。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种三维扫描仪校准用支架，其结构简单、操作方便，且能提高检定精度，增加检定量程。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种三维扫描仪校准用支架，包括底部框架、顶部框架和中心块，所述底部框架的四个边角处分别设置有第一标准球，且所述底部框架通过多根第一支撑杆与所述中心块相固定，所述顶部框架的四个边角处分别设置有第二标准球，且所述顶部框架通过多根第二支撑杆与所述中心块相固定，所述中心块位于所述底部框架和所述顶部框架之间的中心位置处，且所述中心块的上端设置有第三标准球，所述中心块的下端设置有第四标准球，所述第一标准球、所述第二标准球、所述第三标准球和所述第四标准球的尺寸以及材质均相同。

所述底部框架包括四根第一连接杆和四个底部放置块，四根所述第一连接杆结构相同，且围设成一正四边形结构，四个所述底部放置块结构相同，且每个所述底部放置块连接在相邻所述第一连接杆之间。该结构中，四根第一连接杆的结构相同，即尺寸和材质均一致，由此保证了检定的一致性，四根第一连接杆首尾依次连接，围设成一正四边形结构，相邻两根第一连接杆之间设置有底部放置块，底部放置块用于安装第一标准球，并且除去斜向相邻的两个第一标准球，其他位置相邻的两个第一标准球之间的距离均相等，即处于纵向相邻和横向相邻位置的两个第一标准球，它们之间的距离均相等，由此不论从哪一个角度进行检定，都可以进行标准化检定。

所述第一标准球通过第一搁置架连接在所述底部放置块的上端，四个所述第一标准球的球心与所述第四标准球的球心之间的距离相等。该结构中，第一搁置架的底部固定在底部放置块的上端，其用于放置第一标准球，四个第一标准球的球心与第四标准球的球心之间的距离相等，由此可以进行360度周向检定，保证了测量精度。

所述顶部框架包括四根第二连接杆和四个顶部放置块，四根所述第二连接杆结构相同，且围设成一正四边形结构，四个所述顶部放置块结构相同，每个所述顶部放置块连接在相邻所述第二连接杆之间，且每个所述顶部放置块位于对应所述底部放置块的正上方。该结构中，四根第二连接杆的结构相同，即尺寸和材质均一致，由此保证了检定的一致性，四根第二连接杆首尾依次连接，围设成一正四边形结构，相邻两根第人连接杆之间设置有顶部放置块，顶部放置块用于安装第二标准球，并且除去斜向相邻的两个第二标准球，其他位置相邻的两个第二标准球之间的距离均相等，即处于纵向相邻和横向相邻位置的两个第二标准球，它们之间的距离均相等，由此不论从哪一个角度进行检定，都可以进行标准化检定。

所述第二标准球通过第二搁置架连接在所述顶部放置块的上端，四个所述第二标准球的球心与所述第三标准球的球心之间的距离相等，且每个所述第二标准球位于对应所述第一标准球的正上方。该结构中，第二搁置架的底部固定在顶部放置块的上端，其用于放置第二标准球，四个第二标准球的球心与第三标准球的球心之间的距离相等，由此可以进行360度周向检定，保证了测量精度，并且第二标准球位于对应第一标准球的正上方，即第二标准球与对应第一标准球球心的连线为竖直线，两者之间的距离为1米，大大提高了检定量程。

所述第一标准球的球心与所述第四标准球之间的距离为L，所述第二标准球的球心与所述第三标准球之间的距离为D，L=D。由此整体装置以中心块为中心，呈上下对称、左右对称的结构，便于加工制造，且具有较高的精度。

每个所述底部放置块通过所述第一支撑杆与所述中心块的底部相连接，四根所述第一支撑杆的长度相等，每个所述顶部放置块通过所述第二支撑杆与所述中心块的顶部相连接，四根所述第二支撑杆的长度相等，所述第一支撑杆的长度与所述第二支撑杆的长度相等。该结构中，多根第一支撑杆和多根第二支撑杆的设置加强了整体的结构强度，第一支撑杆的长度与第二支撑杆的长度相等，

所述第一标准球、所述第二标准球、所述第三标准球和所述第四标准球采用亚光材质，四根所述第一支撑杆和四根所述第二支撑杆的材质均为碳纤维。该结构中，第一标准球、第二标准球、第三标准球和第四标准球采用亚光陶瓷材质，这样不仅在测量过程不用再喷涂一层显像剂，避免了喷涂一层显像剂产生的厚度层导致的测量误差，提高了测量精度，同时，亚光陶瓷材料的热膨胀系数较小，形变较小，使测量结果更稳定；而碳纤维制成的第一支撑杆和第二支撑杆，整体质量较轻，结构强度较大，并且具有较小的热膨胀系数，使测量结果更稳定。

所述第一标准球、所述第二标准球、所述第三标准球和所述第四标准球直径均为25mm-50mm，第一标准球、所述第二标准球、所述第三标准球和所述第四标准球圆度均为小于1.5μm。该结构中，圆度按照VDI/VDE 2634-2以及VDI/VDE 2634-3标准制作，第一标准球、第二标准球、第三标准球和第四标准球直径优选为30mm。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：多根第一支撑杆和多根第二支撑杆的设置增强了整体的结构强度；多个第一标准球、多个第二标准球以及第三标准球与第四标准球的设置，使得本支架可以根据需要测定的量程，选择任两个标准球进行搭配，由此获得不同的检定量程，大大增加了扫描仪量程的应用范围；本实用新型结构简单、操作方便，且能提高检定精度，增加检定量程。

附图说明

图1为本实用新型的立体结构示意图；

图2为本实用新型的主视图；

图3为本实用新型的俯视图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明，但不作为对本实用新型的限定。

实施例一：如图所示，一种三维扫描仪校准用支架，包括底部框架1、顶部框架2和中心块3，底部框架1的四个边角处分别设置有第一标准球4，且底部框架1通过多根第一支撑杆5与中心块3相固定，顶部框架2的四个边角处分别设置有第二标准球6，且顶部框架2通过多根第二支撑杆7与中心块3相固定，中心块3位于底部框架1和顶部框架2之间的中心位置处，且中心块3的上端设置有第三标准球8，中心块3的下端设置有第四标准球9，第一标准球4、第二标准球6、第三标准球8和第四标准球9的尺寸以及材质均相同。

实施例二：如图所示，与实施例一不同的是，底部框架1包括四根第一连接杆11和四个底部放置块12，四根第一连接杆11结构相同，且围设成一正四边形结构，四个底部放置块12结构相同，且每个底部放置块12连接在相邻第一连接杆11之间。该结构中，四根第一连接杆11的结构相同，即尺寸和材质均一致，由此保证了检定的一致性，四根第一连接杆11首尾依次连接，围设成一正四边形结构，相邻两根第一连接杆11之间设置有底部放置块12，底部放置块12用于安装第一标准球4，并且除去斜向相邻的两个第一标准球4，其他位置相邻的两个第一标准球4之间的距离均相等，即处于纵向相邻和横向相邻位置的两个第一标准球4，它们之间的距离均相等，由此不论从哪一个角度进行检定，都可以进行标准化检定。

第一标准球4通过第一搁置架13连接在底部放置块12的上端，四个第一标准球4的球心与第四标准球9的球心之间的距离相等。该结构中，第一搁置架13的底部固定在底部放置块12的上端，其用于放置第一标准球4，四个第一标准球4的球心与第四标准球9的球心之间的距离相等，由此可以进行360度周向检定，保证了测量精度。

顶部框架2包括四根第二连接杆21和四个顶部放置块22，四根第二连接杆21结构相同，且围设成一正四边形结构，四个顶部放置块22结构相同，每个顶部放置块22连接在相邻第二连接杆21之间，且每个顶部放置块22位于对应底部放置块12的正上方。该结构中，四根第二连接杆21的结构相同，即尺寸和材质均一致，由此保证了检定的一致性，四根第二连接杆21首尾依次连接，围设成一正四边形结构，相邻两根第人连接杆之间设置有顶部放置块22，顶部放置块22用于安装第二标准球6，并且除去斜向相邻的两个第二标准球6，其他位置相邻的两个第二标准球6之间的距离均相等，即处于纵向相邻和横向相邻位置的两个第二标准球6，它们之间的距离均相等，由此不论从哪一个角度进行检定，都可以进行标准化检定。

实施例三：如图所示，与实施例二不同的是，第二标准球6通过第二搁置架23连接在顶部放置块22的上端，四个第二标准球6的球心与第三标准球8的球心之间的距离相等，且每个第二标准球6位于对应第一标准球4的正上方。该结构中，第二搁置架23的底部固定在顶部放置块22的上端，其用于放置第二标准球6，四个第二标准球6的球心与第三标准球8的球心之间的距离相等，由此可以进行360度周向检定，保证了测量精度，并且第二标准球6位于对应第一标准球4的正上方，即第二标准球6与对应第一标准球4球心的连线为竖直线，两者之间的距离为1米，大大提高了检定量程。

第一标准球4的球心与第四标准球9之间的距离为L，第二标准球6的球心与第三标准球8之间的距离为D，L=D。由此整体装置以中心块3为中心，呈上下对称、左右对称的结构，便于加工制造，且具有较高的精度。

每个底部放置块通过第一支撑杆5与中心块3的底部相连接，四根第一支撑杆5的长度相等，每个顶部放置块通过第二支撑杆7与中心块3的顶部相连接，四根第二支撑杆7的长度相等，第一支撑杆5的长度与第二支撑杆7的长度相等。该结构中，多根第一支撑杆5和多根第二支撑杆7的设置加强了整体的结构强度，第一支撑杆5的长度与第二支撑杆7的长度相等，

实施例四：如图所示，与实施例三不同的是，第一标准球4、第二标准球6、第三标准球8和第四标准球9采用亚光材质，四根第一支撑杆5和四根第二支撑杆7的材质均为碳纤维。该结构中，第一标准球4、第二标准球6、第三标准球8和第四标准球9采用亚光陶瓷材质，这样不仅在测量过程不用再喷涂一层显像剂，避免了喷涂一层显像剂产生的厚度层导致的测量误差，提高了测量精度，同时，亚光陶瓷材料的热膨胀系数较小，形变较小，使测量结果更稳定；而碳纤维制成的第一支撑杆5和第二支撑杆7，整体质量较轻，结构强度较大，并且具有较小的热膨胀系数，使测量结果更稳定。

第一标准球4、第二标准球6、第三标准球8和第四标准球9直径均为25mm-50mm，第一标准球4、第二标准球6、第三标准球8和第四标准球9圆度均为小于1.5μm。该结构中，圆度按照VDI/VDE 2634-2以及VDI/VDE 2634-3标准制作，第一标准球4、第二标准球6、第三标准球8和第四标准球9直径优选为30mm。

值得注意的是，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并非因此限定本实用新型的专利保护范围，本实用新型还可以对上述各种零部件的构造进行材料和结构的改进，或者是采用技术等同物进行替换。故凡运用本实用新型的说明书及图示内容所作的等效结构变化，或直接或间接运用于其他相关技术领域均同理皆包含于本实用新型所涵盖的范围内。

Claims (9)

1.一种三维扫描仪校准用支架，其特征在于：包括底部框架、顶部框架和中心块，所述底部框架的四个边角处分别设置有第一标准球，且所述底部框架通过多根第一支撑杆与所述中心块相固定，所述顶部框架的四个边角处分别设置有第二标准球，且所述顶部框架通过多根第二支撑杆与所述中心块相固定，所述中心块位于所述底部框架和所述顶部框架之间的中心位置处，且所述中心块的上端设置有第三标准球，所述中心块的下端设置有第四标准球，所述第一标准球、所述第二标准球、所述第三标准球和所述第四标准球的尺寸以及材质均相同。

2.根据权利要求1所述的一种三维扫描仪校准用支架，其特征在于：所述底部框架包括四根第一连接杆和四个底部放置块，四根所述第一连接杆结构相同，且围设成一正四边形结构，四个所述底部放置块结构相同，且每个所述底部放置块连接在相邻所述第一连接杆之间。

3.根据权利要求2所述的一种三维扫描仪校准用支架，其特征在于：所述第一标准球通过第一搁置架连接在所述底部放置块的上端，四个所述第一标准球的球心与所述第四标准球的球心之间的距离相等。

4.根据权利要求3所述的一种三维扫描仪校准用支架，其特征在于：所述顶部框架包括四根第二连接杆和四个顶部放置块，四根所述第二连接杆结构相同，且围设成一正四边形结构，四个所述顶部放置块结构相同，每个所述顶部放置块连接在相邻所述第二连接杆之间，且每个所述顶部放置块位于对应所述底部放置块的正上方。

5.根据权利要求4所述的一种三维扫描仪校准用支架，其特征在于：所述第二标准球通过第二搁置架连接在所述顶部放置块的上端，四个所述第二标准球的球心与所述第三标准球的球心之间的距离相等，且每个所述第二标准球位于对应所述第一标准球的正上方。

6.根据权利要求5所述的一种三维扫描仪校准用支架，其特征在于：所述第一标准球的球心与所述第四标准球之间的距离为L，所述第二标准球的球心与所述第三标准球之间的距离为D，L=D。

7.根据权利要求5所述的一种三维扫描仪校准用支架，其特征在于：每个所述底部放置块通过所述第一支撑杆与所述中心块的底部相连接，四根所述第一支撑杆的长度相等，每个所述顶部放置块通过所述第二支撑杆与所述中心块的顶部相连接，四根所述第二支撑杆的长度相等，所述第一支撑杆的长度与所述第二支撑杆的长度相等。

8.根据权利要求5所述的一种三维扫描仪校准用支架，其特征在于：所述第一标准球、所述第二标准球、所述第三标准球和所述第四标准球采用亚光材质，四根所述第一支撑杆和四根所述第二支撑杆的材质均为碳纤维。

9.根据权利要求1所述的一种三维扫描仪校准用支架，其特征在于：所述第一标准球、所述第二标准球、所述第三标准球和所述第四标准球直径均为25mm-50mm，第一标准球、所述第二标准球、所述第三标准球和所述第四标准球圆度均为小于1.5μm。

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