一种高速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扫描装置，尤其是涉及一种高速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，普遍采用一个非接触式位移传感器与旋转机构、直线运动机构共同配合来实现三维扫描。当被测量物体在直线运动机构的带动下平移通过旋转机构下方传感器扫描区域后，便可以获得被测量物体的三维形状信息。此种方式，因为旋转台旋转一圈，位移传感器仅可获得一条扫描线信息，因此，在被测量对象的平移方向上的扫描线间距就近似于旋转一圈期间被测量对象的平移量。提高被测量对象的平移方向上的扫描线密度主要有两个方式：

1、降低测量对象的平移速度；2、提高旋转台的旋转速度；采用方式1的话，会延长整个测量的完成时间，降低测量效率，在实际应用中难以被采纳。采用方式2的话，需要相应提高旋转台的转速以及位移传感器的采样频率。然后，单一传感器在高速旋转时会生产更大离心力，不利于高速平稳旋转。同时，位移传感器的采样频率通常也有上限要求，无法无限制提高。

技术实现要素：

本实用新型针对现有产品的不足，而提供一种高速螺旋式三维扫描装置。

本实用新型的一种高速螺旋式三维扫描装置，所述扫描装置包括计算机组件、测量组件、被测量对象，所述计算机组件通过数据线和测量组件连接，所述测量组件包括检测支架、检测平台、驱动电机、主动轮、旋转轴、旋转信息传感器、检测旋转台、直线运动机构、从动轮、直线运动信息传感器、线激光位移传感器；所述被测量对象放置在直线运动机构的上表面，所述直线运动机构的侧面端部设置有直线运动信息传感器；所述直线运动机构的侧面中间位置设置有检测支架，所述检测支架上安装有检测平台，所述检测平台的后端安装有驱动电机，所述驱动电机的输出轴上安装有主动轮，所述主动轮通过传输皮带和从动轮连接，所述从动轮的中心位置安装有旋转轴，所述旋转轴的一端和检测平台铰接，旋转轴的另一端套装有数个滑环，所述旋转轴上安装有检测旋转台，所述检测旋转台的下表面安装有数个线激光位移传感器，所述检测旋转台的下表面安装有旋转信息传感器。

进一步，所述检测旋转台的下表面圆周上等间距处固定有多个线激光位移传感器。

进一步，所述线激光位移传感器的数量为2-6个。

进一步，所述检测旋转台的下表面设置有等间距的安装卡槽，所述安装卡槽和线激光位移传感器通过螺栓连接，所述安装卡槽侧面设置刻度。

进一步，所述测支架的侧面四周设置有条形安装凹槽，所述检测平台开设有和条形安装凹槽相配合的条形凸块，所述检测平台通过螺栓和检测支架连接。

进一步，所述旋转轴的上端安装有滚动轴承，所述滚动轴承安装在旋转轴和检测平台之间。

本实用新型的有益效果是：1、结构合理，线激光位移传感器在其被固定的旋转台圆周等间距位置分布，可以有效抑制旋转过程中的非对称离心力造成旋转轴偏心，装置高速旋转易磨损、不稳定的问题。2、线激光位移传感器相对于点激光能够大大提高检测旋转台单次旋转时的扫描面积，从而有效提高三维扫描装置的扫描效率。3、检测旋转台具备线激光位移传感器的安装半径调节功能，可以根据检测工件的尺寸大小动态调整测量范围，有效提高了设备使用的灵活性。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的测量组件的结构示意图。

图3为本实用新型的线激光位移传感器的结构示意图。

图4为本实用新型的扫描区域示意图。

图5为本实用新型的不同速度的扫描区域结构示意图。

图中：计算机组件1、测量组件2、被测量对象3、检测支架4、检测平台5、驱动电机6、主动轮7、旋转轴8、旋转信息传感器9、检测旋转台10、直线运动机构11、从动轮12、直线运动信息传感器13、线激光位移传感器14、滑环15。

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。

本实用新型的一种高速螺旋式三维扫描装置主要由计算机组件1、测量组件2、被测量对象3、检测支架4、检测平台5、驱动电机6、主动轮7、旋转轴8、旋转信息传感器9、检测旋转台10、直线运动机构11、从动轮12、直线运动信息传感器13、线激光位移传感器14、滑环15组成。

所述扫描装置包括计算机组件1、测量组件2、被测量对象3，所述计算机组件1通过数据线和测量组件2连接，所述测量组件2包括检测支架4、检测平台5、驱动电机6、主动轮7、旋转轴8、旋转信息传感器9、检测旋转台10、直线运动机构11、从动轮12、直线运动信息传感器13、线激光位移传感器14；所述被测量对象3放置在直线运动机构11的上表面，所述直线运动机构11的侧面端部设置有直线运动信息传感器13；所述直线运动机构11的侧面中间位置设置有检测支架4，所述检测支架4上安装有检测平台5，所述检测平台5的后端安装有驱动电机6，所述驱动电机6的输出轴上安装有主动轮7，所述主动轮7通过传输皮带和从动轮12连接，所述从动轮12的中心位置安装有旋转轴8，所述旋转轴8的一端和检测平台5铰接，旋转轴8的另一端套装有数个滑环15，所述旋转轴8上安装有检测旋转台10，所述检测旋转台10的下表面安装有数个线激光位移传感器14，所述检测旋转台10的下表面安装有旋转信息传感器9。线激光位移传感器相对于点激光能够大大提高检测旋转台单次旋转时的扫描面积，从而有效提高三维扫描装置的扫描效率。

所述检测旋转台10的下表面圆周上等间距处固定有多个线激光位移传感器14。线激光位移传感器在其被固定的旋转台圆周等间距位置分布，可以有效抑制旋转过程中的非对称离心力造成旋转轴偏心，装置高速旋转易磨损、不稳定的问题。

所述线激光位移传感器14的数量为3个。

所述检测旋转台10的下表面设置有等间距的安装卡槽，所述安装卡槽和线激光位移传感器14通过螺栓连接，所述安装卡槽侧面设置刻度。检测旋转台具备线激光位移传感器的安装半径调节功能，可以根据检测工件的尺寸大小动态调整测量范围，有效提高了设备使用的灵活性。

所述检测支架4的侧面四周设置有条形安装凹槽，所述检测平台5开设有和条形安装凹槽相配合的条形凸块，所述检测平台5通过螺栓和检测支架4连接。

所述旋转轴8的上端安装有滚动轴承，所述滚动轴承安装在旋转轴8和检测平台5之间。

图4、5为扫描过程中的扫描密度示意图。在检测旋转台10转速一定的情况下，通过调节直线运动机构11的行进速度，就可改变每一圈扫描数据的重叠范围。水平运动机构速度较快，就可以节约扫描时间，提高扫描的效率；水平运动机构的速度较慢，就可以实现数据的冗余，从而提高测量的密度和稳定程度。

本实用新型的一种高速螺旋式三维扫描装置，检测旋转台10的旋转台下方固定有多个线激光位移传感器14。线激光位移传感器14旋转过程中，直线运动机构11将被测量对象3水平搬运通过检测旋转台10下方的检测区域。通过将线激光位移传感器的输出结果、旋转装置的旋转信息、以及直线运动机构的位置信息输出到计算机中进行处理，就可以计算出被测量工件的三维形状。

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。