一种工业设计用产品轮廓采集装置的制作方法

1.本发明涉及工业设计技术领域，特别涉及一种工业设计用产品轮廓采集装置。


背景技术：

2.工业设计分为产品设计、环境设计、传播设计、设计管理4类。工业设计又称工业产品设计学，工业设计涉及到心理学，社会学，美学，人机工程学，机械构造，摄影，色彩学等。工业设计过程中往往需要对产品进行轮廓采集操作，而现有产品的轮廓采集过程中往往存在以下问题：1.由于产品的轮廓变化复杂，一般采用拍照进行描边的方式获得产品的轮廓，而在拍摄过程中往往需要频繁的对拍摄产品进行手动角度的调节，从而给采集工作人员带来工作负担，采集过程繁琐；2.现有采集的轮廓图像由于拍摄距离存在差异，不能够进行等比还原，增加了工业设计的测绘难度；3.现有手持摄像机对产品进行拍摄，极易因人员的晃动导致轮廓采集效果不佳，使得采集过程的稳定性不高。


技术实现要素：

3.本发明的主要目的在于提供一种工业设计用产品轮廓采集装置，可以有效解决背景技术中的问题。
4.为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种工业设计用产品轮廓采集装置，包括二号驱动装置，所述二号驱动装置右端固定连接有支撑台，所述二号驱动装置前端左侧固定连接有一号机箱，所述一号机箱右端下侧、二号驱动装置前端右侧和支撑台前端下侧共同固定连接有底板，所述一号机箱上端中部开有开口，所述二号驱动装置上端中部设置有工件台，所述二号驱动装置上端左侧固定安装有一号反光板，所述二号驱动装置上端右侧固定安装有处理件，所述处理件左端与一号反光板右端上侧固定连接，所述一号机箱内部固定安装有一号驱动装置，且一号驱动装置上端贯穿开口内部，所述一号驱动装置上端固定连接有拍摄装置，所述拍摄装置下端与底板上端左部固定连接，所述底板上端右部固定安装有数控中心，所述数控中心前端分别固定安装有控制盒和启动开关，且控制盒位于启动开关左下方，所述启动开关分别与控制盒和数控中心电性连接，所述数控中心分别与一号驱动装置、二号驱动装置、拍摄装置和控制盒电性连接。
5.作为上述方案的进一步改进，所述一号驱动装置包括一号伺服电机，所述一号伺服电机输出端固定连接有一号转轴，所述一号转轴上端固定连接有一号小齿轮，所述一号小齿轮上端后部啮合有一号大齿轮，所述一号大齿轮中部贯穿有二号转轴，所述二号转轴后端和二号转轴前端均活动连接有一号轴承座，所述二号转轴外表面中部固定连接有连接杆。
6.作为上述方案的进一步改进，所述一号小齿轮周长为一号大齿轮周长的四分之一，所述一号伺服电机与数控中心电性连接，所述连接杆上端贯穿开口内部，所述一号轴承座远离二号转轴的一侧均与一号机箱侧壁固定连接，所述一号伺服电机下端与一号机箱下端中部固定连接。
7.作为上述方案的进一步改进，所述拍摄装置包括一号横杆，所述一号横杆后端右部固定连接有二号横杆，所述二号横杆后端固定连接有安装台，所述安装台上端分别固定连接有图像处理器和侧板，且图像处理器位于侧板右方，所述侧板左端分别固定安装有光源和摄像头，且摄像头位于光源上方，所述一号横杆下端左部固定连接有支撑件。
8.作为上述方案的进一步改进，所述摄像头分别与图像处理器和数控中心电性连接，所述一号横杆下端左侧与连接杆上端固定连接，所述一号横杆与二号横杆之间垂直分布。
9.作为上述方案的进一步改进，所述支撑件包括套筒，所述套筒上端活动套接有套杆，所述套杆上端和套筒下端均固定连接有弹性橡胶块，所述弹性橡胶块分别远离套筒的一侧和远离套杆的一侧分别与底板上端左部和一号横杆下端左部固定连接。
10.作为上述方案的进一步改进，所述二号驱动装置包括二号机箱，所述二号机箱下端左部固定连接有二号伺服电机，所述二号伺服电机输出端固定连接有三号转轴，所述三号转轴上端固定连接有二号小齿轮，所述二号小齿轮右端啮合有二号大齿轮，所述二号大齿轮中部贯穿有四号转轴，所述四号转轴下端活动连接有二号轴承座，所述二号机箱上端中部分别开有滑轨和通孔，且滑轨位于通孔外侧，所述四号转轴上端贯穿通孔内部，所述二号轴承座下端与二号机箱下端固定连接。
11.作为上述方案的进一步改进，所述工件台包括圆台，所述圆台上端固定安装有二号反光板，所述二号反光板上端中部放置有产品件，所述圆台下端左部和下端右部均固定安装有滑块，所述滑块均与滑轨滑动连接，所述圆台下端中部与四号转轴上端固定连接，所述一号反光板和二号反光板均为棱镜式反光板。
12.作为上述方案的进一步改进，所述处理件包括一号菲涅尔透镜，所述一号菲涅尔透镜右端固定连接有二号菲涅尔透镜，所述一号菲涅尔透镜上端中部和二号菲涅尔透镜右端中部分别刻有二号刻度线和一号刻度线，所述二号菲涅尔透镜下端与二号机箱上端右侧固定连接。
13.与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
14.1、本发明中，通过将数控中心分别与一号驱动装置、二号驱动装置和拍摄装置进行配合使用，可自动实现拍摄头的多角度拍摄工作，在保证轮廓采集精准的同时可避免手动对产品件进行频繁的角度调节，使得采集工作更加便捷，减轻采集人员的工作负担。
15.2、本发明中，通过一号菲涅尔透镜和二号菲涅尔透镜将发出的光源进行平行光处理，同时利用一号反光板和二号反光板将接收到的平行光进行反射，并经过一号菲涅尔透镜和二号菲涅尔透镜汇集，最终摄像头实现轮廓图像的捕捉，而一号菲涅尔透镜和二号菲涅尔透镜外表面分别刻有二号刻度线和一号刻度线，从而根据二号刻度线或一号刻度线对捕捉轮廓图像进行轮廓尺寸的计算，便于等比例还原产品件，降低了工业设计的测绘难度。
16.3、本发明中，通过支撑件、滑轨和滑块的安装，可分别对拍摄装置和工件台进行支撑和导向工作，保证摄像头拍摄时的稳定性，保证工件台上的产品件稳定旋转，避免光源、产品件和摄像头晃动，保证轮廓采集效果。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的
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发明的一些实施例，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。
18.图1为本发明一种工业设计用产品轮廓采集装置的整体结构示意图；
19.图2为本发明一种工业设计用产品轮廓采集装置的一号机箱的纵向剖视图；
20.图3为本发明一种工业设计用产品轮廓采集装置的一号驱动装置与拍摄装置之间的连接示意图；
21.图4为本发明一种工业设计用产品轮廓采集装置的支撑件的结构示意图；
22.图5为本发明一种工业设计用产品轮廓采集装置的二号驱动装置的纵向剖视图；
23.图6为本发明一种工业设计用产品轮廓采集装置的工件台的结构示意图；
24.图7为本发明一种工业设计用产品轮廓采集装置的处理件的结构示意图。
25.图中：1、底板；2、一号机箱；3、一号驱动装置；4、拍摄装置；5、二号驱动装置；6、工件台；7、处理件；8、支撑台；9、一号反光板；10、数控中心；11、启动开关；12、控制盒；13、开口；31、一号伺服电机；32、一号转轴；33、一号小齿轮；34、一号大齿轮；35、二号转轴；36、一号轴承座；37、连接杆；41、一号横杆；42、二号横杆；43、安装台；44、图像处理器；45、侧板；46、摄像头；47、光源；48、支撑件；51、二号机箱；52、三号转轴；53、二号伺服电机；54、二号小齿轮；55、二号大齿轮；56、四号转轴；57、二号轴承座；58、滑轨；59、通孔；61、圆台；62、二号反光板；63、产品件；64、滑块；71、一号菲涅尔透镜；72、二号菲涅尔透镜；73、一号刻度线；74、二号刻度线；481、套杆；482、套筒；483、弹性橡胶块。
具体实施方式
26.为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
27.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
28.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
29.下面结合附图对本发明的技术方案进一步说明。
30.实施例一
31.一种工业设计用产品轮廓采集装置，如图1所示，包括二号驱动装置5，二号驱动装置5右端固定连接有支撑台8，二号驱动装置5前端左侧固定连接有一号机箱2，一号机箱2右端下侧、二号驱动装置5前端右侧和支撑台8前端下侧共同固定连接有底板1，一号机箱2上端中部开有开口13，二号驱动装置5上端中部设置有工件台6，二号驱动装置5上端左侧固定
安装有一号反光板9，二号驱动装置5上端右侧固定安装有处理件7，处理件7左端与一号反光板9右端上侧固定连接，一号机箱2内部固定安装有一号驱动装置3，且一号驱动装置3上端贯穿开口13内部，一号驱动装置3上端固定连接有拍摄装置4，拍摄装置4下端与底板1上端左部固定连接，底板1上端右部固定安装有数控中心10，数控中心10前端分别固定安装有控制盒12和启动开关11，且控制盒12位于启动开关11左下方，启动开关11分别与控制盒12和数控中心10电性连接，数控中心10分别与一号驱动装置3、二号驱动装置5、拍摄装置4和控制盒12电性连接。
32.实施例在具体使用过程中，当需要对设计产品进行轮廓的采集时，产品位于工作台上，然后启动数控中心10上的启动开关11，开关启动，此时数控中心10和控制盒12启动，控制盒12打出指令给数控中心10，数控中心10控制拍摄装置4启动，拍摄完毕数控中心10控制二号驱动装置5工作，此时二号驱动装置5带动工作台进行旋转，从而实现产品的移动，待移动完成，控制中心控制二号驱动装置5停止工作，并再次启动拍摄装置4对产品进行侧面的拍摄，待拍摄完成，数控中心10再次控制二号驱动装置5启动工作，直至拍摄装置4拍摄完产品正面、背面和两个侧面的轮廓图像，然后数控中心10控制一号驱动装置3工作，一号驱动装置3带动拍摄装置4进行旋转操作，使得拍摄装置4顺时针旋转九十度，此时拍摄装置4上的拍摄件位于工件台6上方，待移动完成后，数控中心10控制一号驱动装置3停止工作，并启动拍摄装置4工作，从而完成产品的俯视图轮廓采集，而工件台6上方和右方共同设置的处理件7可对拍摄装置4发出的光线进行处理同时便于拍摄装置4对产品的轮廓图像进行采集，而拍摄装置4可对拍摄的轮廓图像进行处理，该采集装置将数控中心10分别与一号驱动装置3、二号驱动装置5和拍摄装置4配合使用，从而可自动实现拍摄装置4的多角度拍摄工作，在保证采集轮廓精准的同时可避免手动频繁对产品件63进行角度的调节，使得采集工作更加便捷，减轻采集人员的工作负担。
33.实施例二
34.在实施例一的基础上，如图2
‑
5所示，一种工业设计用产品轮廓采集装置，包括二号驱动装置5，二号驱动装置5右端固定连接有支撑台8，二号驱动装置5前端左侧固定连接有一号机箱2，一号机箱2右端下侧、二号驱动装置5前端右侧和支撑台8前端下侧共同固定连接有底板1，一号机箱2上端中部开有开口13，二号驱动装置5上端中部设置有工件台6，二号驱动装置5上端左侧固定安装有一号反光板9，二号驱动装置5上端右侧固定安装有处理件7，处理件7左端与一号反光板9右端上侧固定连接，一号机箱2内部固定安装有一号驱动装置3，且一号驱动装置3上端贯穿开口13内部，一号驱动装置3上端固定连接有拍摄装置4，拍摄装置4下端与底板1上端左部固定连接，底板1上端右部固定安装有数控中心10，数控中心10前端分别固定安装有控制盒12和启动开关11，且控制盒12位于启动开关11左下方，启动开关11分别与控制盒12和数控中心10电性连接，数控中心10分别与一号驱动装置3、二号驱动装置5、拍摄装置4和控制盒12电性连接；一号驱动装置3包括一号伺服电机31，一号伺服电机31输出端固定连接有一号转轴32，一号转轴32上端固定连接有一号小齿轮33，一号小齿轮33上端后部啮合有一号大齿轮34，一号大齿轮34中部贯穿有二号转轴35，二号转轴35后端和二号转轴35前端均活动连接有一号轴承座36，二号转轴35外表面中部固定连接有连接杆37；一号小齿轮33周长为一号大齿轮34周长的四分之一，一号伺服电机31与数控中心10电性连接，连接杆37上端贯穿开口13内部，一号轴承座36远离二号转轴35的一侧均与
一号机箱2侧壁固定连接，一号伺服电机31下端与一号机箱2下端中部固定连接；拍摄装置4包括一号横杆41，一号横杆41后端右部固定连接有二号横杆42，二号横杆42后端固定连接有安装台43，安装台43上端分别固定连接有图像处理器44和侧板45，且图像处理器44位于侧板45右方，侧板45左端分别固定安装有光源47和摄像头46，且摄像头46位于光源47上方，一号横杆41下端左部固定连接有支撑件48；摄像头46分别与图像处理器44和数控中心10电性连接，一号横杆41下端左侧与连接杆37上端固定连接，一号横杆41与二号横杆42之间垂直分布；支撑件48包括套筒482，套筒482上端活动套接有套杆481，套杆481上端和套筒482下端均固定连接有弹性橡胶块483，弹性橡胶块483分别远离套筒482的一侧和远离套杆481的一侧分别与底板1上端左部和一号横杆41下端左部固定连接；二号驱动装置5包括二号机箱51，二号机箱51下端左部固定连接有二号伺服电机53，二号伺服电机53输出端固定连接有三号转轴52，三号转轴52上端固定连接有二号小齿轮54，二号小齿轮54右端啮合有二号大齿轮55，二号大齿轮55中部贯穿有四号转轴56，四号转轴56下端活动连接有二号轴承座57，二号机箱51上端中部分别开有滑轨58和通孔59，且滑轨58位于通孔59外侧，四号转轴56上端贯穿通孔59内部，二号轴承座57下端与二号机箱51下端固定连接。
35.本实施例在具体使用过程中，当需要产品进行多方位轮廓的采集时，可首先通过控制中心控制二号伺服电机53启动，二号伺服电机53带动三号转轴52上的二号小齿轮54转动，而二号小齿轮54与二号大齿轮55啮合，二号大齿轮55带动四号转轴56转动，而四号转轴56与工件台6固定连接，从而带动工件台6旋转，而二号伺服电机53的一个工作周期为带动二号小齿轮54旋转一周，此时大齿轮带动工件台6旋转九十度，实现工件台6一个周期的旋转，待二号伺服电机53工作一个周期，数控中心10控制拍摄装置4上的拍摄头对工件台6上的产品进行进行一个侧面的轮廓采集，待摄像头46采集完成，数控中心10继续控制二号伺服电机53工作，直至二号伺服电机53完成四个工作周期，拍摄头完成产品正面、背面和两个侧面的轮廓采集工作，待四个面采集完成后，数控中心10控制一号伺服电机31工作，一号伺服电机31带动一号转轴32上的一号小齿轮33转动，而一号小齿轮33与一号大齿轮34啮合，进而带动一号大齿轮34上的二号转轴35旋转，而二号转轴35带动连接杆37上端连接的一号横杆41进行旋转，而一号横杆41旋转带动二号横杆42上的安装台43旋转，最终实现安装台43上拍摄头、光源47和图像处理器44的整体旋转，而一号伺服电机31的一个工作周期为带动一号小齿轮33旋转一周，此时一号大齿轮34旋转九十度，最终实现拍摄装置4的九十度旋转，此时拍摄头和光源47均位于工件台6上方，从而实现产品的俯视轮廓拍摄，最终可实现产品多个面的轮廓采集工作，经过摄像头46进行轮廓采集的图像经过图像处理器44进行二值化处理、边缘检测、轮廓提取、轮廓匹配等处理，而一号横杆41与底板1之间安装的支撑件48在一号横杆41进行旋转时，套杆481在套筒482内进行伸缩，而套杆481上端和套筒482下端连接的弹性橡胶块483在外界压力的作用下可产生形变，实现支撑件48与底板1和支撑件48与一号横杆41之间的角度调节，对拍摄装置4进行支撑，保证摄像头46拍摄时的稳定性，避免光源47和摄像头46晃动，影响轮廓采集效果。
36.实施例三
37.在实施例一的基础上，如图6
‑
7所示，一种工业设计用产品轮廓采集装置，包括二号驱动装置5，二号驱动装置5右端固定连接有支撑台8，二号驱动装置5前端左侧固定连接有一号机箱2，一号机箱2右端下侧、二号驱动装置5前端右侧和支撑台8前端下侧共同固定
连接有底板1，一号机箱2上端中部开有开口13，二号驱动装置5上端中部设置有工件台6，二号驱动装置5上端左侧固定安装有一号反光板9，二号驱动装置5上端右侧固定安装有处理件7，处理件7左端与一号反光板9右端上侧固定连接，一号机箱2内部固定安装有一号驱动装置3，且一号驱动装置3上端贯穿开口13内部，一号驱动装置3上端固定连接有拍摄装置4，拍摄装置4下端与底板1上端左部固定连接，底板1上端右部固定安装有数控中心10，数控中心10前端分别固定安装有控制盒12和启动开关11，且控制盒12位于启动开关11左下方，启动开关11分别与控制盒12和数控中心10电性连接，数控中心10分别与一号驱动装置3、二号驱动装置5、拍摄装置4和控制盒12电性连接；工件台6包括圆台61，圆台61上端固定安装有二号反光板62，二号反光板62上端中部放置有产品件63，圆台61下端左部和下端右部均固定安装有滑块64，滑块64均与滑轨58滑动连接，圆台61下端中部与四号转轴56上端固定连接，一号反光板9和二号反光板62均为棱镜式反光板；处理件7包括一号菲涅尔透镜71，一号菲涅尔透镜71右端固定连接有二号菲涅尔透镜72，一号菲涅尔透镜71上端中部和二号菲涅尔透镜72右端中部分别刻有二号刻度线74和一号刻度线73，二号菲涅尔透镜72下端与二号机箱51上端右侧固定连接。
38.本实施例在具体使用过程中，当产品轮廓的采集过程中，拍摄装置4发出光源47，光源47通过一号菲涅尔透镜71或二号菲涅尔透镜72形成平行光，此时形成的平行光通过产品件63并打在一号反光板9或二号反光板62上，此时一号反光板9或二号反光板62上留下与产品件63对应的轮廓阴影，而一号反光板9或二号反光板62反射回的反射光线经过一号菲涅尔透镜71或二号菲涅尔透镜72汇集，并被拍摄装置4捕捉轮廓图像，捕捉轮廓图像含有产品件63的阴影轮廓，而在一号菲涅尔透镜71和二号菲涅尔透镜72外表面均刻有二号刻度线74和一号刻度线73，从而在捕捉轮廓图像上可根据二号刻度线74或一号刻度线73实现轮廓尺寸的计算，便于等比例还原产品件63，降低了工业设计的测绘难度。
39.综合上述实施例中，本发明通过将数控中心10分别与一号驱动装置3、二号驱动装置5和拍摄装置4进行配合使用，可自动实现拍摄头的多角度拍摄工作，在保证轮廓采集精准的同时可避免手动对产品件63进行频繁的角度调节，使得采集工作更加便捷，减轻采集人员的工作负担；而一号菲涅尔透镜71和二号菲涅尔透镜72将发出的光源47进行平行光处理，同时利用一号反光板9和二号反光板62将接收到的平行光进行反射，并经过一号菲涅尔透镜71和二号菲涅尔透镜72汇集，最终摄像头46实现轮廓图像的捕捉，而一号菲涅尔透镜71和二号菲涅尔透镜72外表面分别刻有二号刻度线74和一号刻度线73，从而根据二号刻度线74或一号刻度线73对捕捉轮廓图像进行轮廓尺寸的计算，便于等比例还原产品件63，降低了工业设计的测绘难度；另外支撑件48、滑轨58和滑块64的安装，可分别对拍摄装置4和工件台6进行支撑和导向工作，保证摄像头46拍摄时的稳定性，保证工件台6上的产品件63稳定旋转，避免光源47、产品件63和摄像头46晃动，保证轮廓采集效果。
40.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。