一种多层螺旋式三维扫描装置的制作方法

本实用新型涉及一种三维测量装置，尤其是涉及一种多层螺旋式三维扫描装置。

背景技术：

已有的螺旋式三维扫描装置，一般是利用旋转探头的高速旋转，对通过其下方的物体进行扫描，从而获取三维形状的工作方式。其中，探头上安装有可以测量距离的非接触式精密位移传感器。这种方式在探头旋转一周的过程中，如果定义工件的行进方向X，高度方向Z，以及同XZ平面垂直的方向定义为Y，则在被扫描平面XY内探头的扫描轨迹为不断重复的圆形。此时，如果位移传感器的采样间隔恒定，则扫描轨迹和位置如图1所示。

此时，测量对象沿着X方向行进时，在测量对象上实际呈现出的扫描轨迹如图2所示。可以看出，Y轴越靠近外侧扫描点的间距越窄，扫描密度越高。这种扫描间隔的不一致性对三维扫描结果会产生直接影响。在实际应用中，为了保证Y轴方向扫描密度的一致性，往往要求测量对象在Y方向上的宽度应小于圆形扫描轨迹的半径约为中心角60度。因此，已有的螺旋式三维扫描装置在实际应用中，探头旋转一周时，只有三分之一的扫描范围为实际有效扫描范围，导致扫描效率较低。

技术实现要素：

本实用新型针对现有产品的不足，而提供一种多层螺旋式三维扫描装置。

本实用新型的一种多层螺旋式三维扫描装置，所述多层螺旋式三维扫描装置包括计算机组件、检测组件、被测量对象；所述检测组件通过数据线和计算机组件连接；所述检测组件包括安装支架、电机、中心轴、从动带轮、从动轴、载物台、传送带、旋转台、位移传感器、滑轮、旋转信息传感器；所述安装支架的上方安装有电机，所述电机的输出轴上安装主动带轮，所述主动带轮通过传送带和中心轴连接，所述中心轴上安装有滑轮，所述滑轮和从动带轮通过传送带连接，所述从动带轮安装在从动轴上，所述从动轴的下端安装有载物台，所述载物台放置有被测量对象，所述中心轴最下端安装有旋转台，所述旋转台上安装有位移传感器；所述安装支架的下表面安装有旋转信息传感器。

进一步，所述载物台为片状圆形，采用透明材质制成。

进一步，所述载物台的数量为2-5个，且载物台的中心到中心轴的中心的距离相同。

进一步，每个所述的载物台的安装高度各不相同，载物台之间的高度不小于被测量对象的高度。

进一步，所述旋转台、从动带轮、从动轴、中心轴、载物台均由单一电机驱动。

本实用新型的有益效果是：1、结构合理，各层载物台的独立扫描范围，虽然是使用同一个传感器，却只占用圆周上不同的区域，故即使各层载物台的被测量对象同时通过该区域也不会互相影响。因此，本装置大大提高了传感器扫描范围的空间利用率，从而提高了整个装置的扫描效率。

附图说明

图1为本实用新型的现有技术的扫描轨迹结构示意图。

图2为本实用新型的现有技术的扫描轨迹结构示意图。

图3为本实用新型的整体构造结构示意图。

图4为本实用新型的检测组件的结构示意图。

图5为本实用新型的检测组件左视图。

图6为本实用新型的多层扫描范围示意图。

图7为本实用新型的中央探头下方扩大图。

图中：计算机组件1、检测组件2、被测量对象3、安装支架4、电机5、中心轴6、从动带轮7、从动轴8、载物台9、传送带10、旋转台11、位移传感器12、滑轮13、旋转信息传感器14、主动带轮15、右上方载物台被测対象的通过范围16、左上方载物台被测対象的通过范围、下方载物台被测対象的通过范围18、探头扫描轨迹19。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步的描述。

本实用新型的一种多层螺旋式三维扫描装置主要由计算机组件1、检测组件2、被测量对象3、安装支架4、电机5、中心轴6、从动带轮7、从动轴8、载物台9、传送带10、旋转台 11、位移传感器12、滑轮13、旋转信息传感器14、主动带轮15组成。

所述多层螺旋式三维扫描装置包括计算机组件1、检测组件2、被测量对象3；所述检测组件2通过数据线和计算机组件1连接；所述检测组件2包括安装支架4、电机5、中心轴6、从动带轮7、从动轴8、载物台9、传送带10、旋转台11、位移传感器12、滑轮13、旋转信息传感器14；所述安装支架4的上方安装有电机5，所述电机5的输出轴上安装主动带轮15，所述主动带轮15通过传送带10和中心轴6连接，所述中心轴6上安装有滑轮13，所述滑轮 13和从动带轮7通过传送带10连接，所述从动带轮7安装在从动轴8上，所述从动轴8的下端安装有载物台9，所述载物台9放置有被测量对象3，所述中心轴6最下端安装有旋转台 11，所述旋转台11上安装有位移传感器12；所述安装支架4的下表面安装有旋转信息传感器14。所述旋转台11、从动带轮7、从动轴8、中心轴6、载物台9均由单一电机5驱动。

所述载物台9为片状圆形，采用透明材质制成。所述载物台9的数量为3个，且载物台 9的中心到中心轴6的中心的距离相同。

每个所述的载物台9的安装高度各不相同，载物台9之间的高度不小于被测量对象3的高度。

本实用新型的一种多层螺旋式三维扫描装置，以一个位移传感器12为中心,多个透明载物台9围绕在其同心圆等角度间距半径位置，通过不同高度构成层叠结构,使每个透明载物台 9上的被测量对象3都可以通过位移传感器12下方的同一圆筒形扫描区域。上述位移传感器 12、多个透明载物台9均在同一个电机5的驱动力下，通过传送带10连接进行旋转,具有同步运动特性。位移传感器12在一个圆形的圆周上扫描时，多层载物台9上的被测量对象3只通过该圆周上互相独立的固定圆弧部分，可以多层同时扫描而不会互相影响。本装置通过这种层叠构造，有效提高了扫描的效率。

本测量装置主要由计算机组件1和检测组件2构成。一个或多个非接触位移传感器安装在旋转台11下方半径方向，滑环安装在旋转台11中央、用于连接旋转台11和安装支架4，以及用于将位移传感器12导线导出到装置外部和计算机组件1相连。旋转信息传感器14安装在旋转台11和安装支架4之间，用于采集旋转台11相对于安装支架4的旋转信息。计算机组件1控制电机5旋转，同时采集检测组件2上位移传感器的信息和旋转盘的旋转信息，通过计算，生成各层中测量对象的三维形状信息。

图6、7为探头扫描轨迹和被测对象通过范围的示意图。

右上方载物台被测対象的通过范围16、左上方载物台被测対象的通过范围、下方载物台被测対象的通过范围18为各层的独立扫描范围，虽然是使用同一个探头，却只占用圆周上不同的区域，故即使各层的工件同时通过该区域也不会互相影响。因此，本装置大大提高了探头扫描范围的空间利用率，从而提高了整个装置的扫描效率。

各层载物台的独立扫描范围，虽然是使用同一个传感器，却只占用圆周上不同的区域，故即使各层载物台的被测量对象同时通过该区域也不会互相影响。因此，本装置大大提高了传感器扫描范围的空间利用率，从而提高了整个装置的扫描效率。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。