自动三维扫描机器人的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及三维扫描技术的领域，提供自动三维扫描机器人，包括底座，底座设有第一转子及第二转子，第一转子上设有升降组件，升降组件上设有托盘，第二转子上设有连杆组件，连杆组件上设有扫描仪。上述自动三维扫描机器人通过第一转子和第二转子的自转，结合升降组件和连杆组件于竖直方向上的高度调节，来实现对物品进行完整的三维扫描。相比较现有技术而言，其并不耗费人工，操作方便，应用广泛，且不需要进行机械手臂的设计和扫描程序的研发，结构简单，成本低。
【专利说明】
自动三维扫描机器人
技术领域
[0001]本实用新型属于三维扫描技术的领域，尤其涉及自动三维扫描机器人。
【背景技术】
[0002]随着技术的发展，三维扫描技术已经应用于各种领域，如:为了更好地保护和研究文物，对文物进行三维数据采集及三维重建;为了使艺术家和设计师的作品能够批量生产或再设计，对艺术品或设计品进行的三维重建；另外，三维扫描技术还应用于虚拟物体演示和动画电影的三维模型的设计中。
[0003]现有三维扫描技术有两种方式:一种是手工扫描的方式，即通过手工拿取扫描仪对物品进行三维数据采集，该方式得到的三维数据不完整、不准确，后续对三维数据的使用很不方便，且耗费人工、工作量大、扫描成本高、难以广泛应用。另一种是采用机器人平台进行扫描的方式，其采用机械手臂和扫描仪，并通过研发功能复杂的扫描程序来控制机械手臂的动作，以使扫描仪对物品进行自动三维扫描。但其需要采用复杂的机械手臂，扫描过程繁琐，工作量大，成本高，且其需要研发功能复杂的扫描程序，扫描技术知识的专业性要求尚O
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的在于提供自动三维扫描机器人，旨在解决现有三维扫描方式所存在的耗费人工、操作不便、难以推广、结构复杂及成本高的问题。
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型提供了自动三维扫描机器人，包括底座，所述底座上间隔设有转轴竖直设置的第一转子及第二转子，所述第一转子上设有于竖直方向上高度可调的升降组件，所述升降组件上设有用于乘放物品的托盘，所述第二转子上设有于竖直方向上升或下降的连杆组件，所述连杆组件上设有用于对所述托盘上的物品进行扫描的扫描仪。
[0006]进一步地，所述底座包括前半座体及与所述前半座体对接的后半座体，所述第一转子设于所述前半座体上，所述第二转子设于所述后半座体上。
[0007]进一步地，所述前半座体与所述后半座体之间通过收缩组件连接。
[0008]进一步地，所述收缩组件包括第一液压筒和第一液压杆;所述第一液压杆一端与所述前半座体连接，另一端插设于所述第一液压筒中，所述第一液压筒与所述后半座体连接;或者，所述第一液压杆一端与所述后半座体连接，另一端插设于所述第一液压筒中，所述第一液压筒与所述前半座体连接。
[0009]进一步地，所述升降组件包括第二液压筒和第二液压杆，所述第二液压筒设于所述第一转子上，所述第二液压杆一端插设于所述第二液压筒中，另一端支撑所述托盘。
[0010]进一步地，所述第二液压杆支撑于所述托盘的底部中心。
[0011]进一步地，所述升降组件包括电机、设于所述电机的输出轴上的齿轮以及竖直设置且与所述齿轮啮合的齿条，所述托盘设于所述齿条的上端。
[0012]进一步地，所述连杆组件包括设于所述第二转子上的转杆，所述转杆转动连接有第一连杆，所述第一连杆的自由端转动连接有第二连杆，所述第二连杆的自由端与所述扫描仪转动连接。
[0013]进一步地，所述转杆与所述第一连杆通过第三转子连接，所述第一连杆与所述第二连杆通过第四转子连接，所述第二连杆与所述扫描仪通过第五转子连接。
[0014]进一步地，所述前半座体的底部和所述后半座体的底部分别设有滚轮。
[0015]本实用新型提供的自动三维扫描机器人的有益效果:
[0016]由于上述自动三维扫描机器人采用第一转子、第二转子、升降组件和连杆组件，扫描时，将物品放置于托盘上，这样，可以通过调节升降组件，调整托盘上物品于竖直方向上的高度，而通过驱使第一转子绕其转轴转动，使得托盘上的物品转动，这样，扫描仪从物品的周向和上方进行三维扫描，利于得到完整的三维数据；进一步地，扫描仪设于连杆组件上，而连杆组件设于第二转子上，这样，可以通过驱使第二转子绕其转轴转动，使得连杆组件及其上的扫描仪转动，同时，通过连杆组件的上升或下降，来调节扫描仪于竖直方向上的高度，以便于对物品进行扫描。总之，上述自动三维扫描机器人通过第一转子和第二转子的自转，结合升降组件和连杆组件于竖直方向上的高度调节，来实现对物品进行完整的三维扫描。相比较现有采用手工扫描的方式而言，其并不耗费人工，而通过采用第一转子、第二转子、升降组件及连杆组件，来实现对物品的自动扫描，操作方便，利于广泛应用;而相比较现有采用机器人平台进行扫描的方式而言，其不需要进行机械手臂的设计和扫描程序的研发，其结构简单，成本低，扫描方便。
【附图说明】
[0017]图1是本实用新型实施例提供的自动三维扫描机器人的结构示意图。
【具体实施方式】
[0018]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0019]如图1所示，为本实用新型提供的较佳实施例。
[0020]需要说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接在另一个部件上或者可能同时存在居中部件。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件，它可以是直接连接到另一个部件或者可能同时存在居中部件。
[0021]还需要说明的是，本实施例中的左、右、上、下等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。
[0022]如图1所示，本实施例提供的自动三维扫描机器人10，应用于对文物、艺术品、饰品、工业零件、盆景、日常使用品、食品等中小件物品的自动三维扫描。
[0023]其包括底座11，底座11上间隔设有转轴竖直设置的第一转子121及第二转子122，第一转子121上设有于竖直方向上高度可调的升降组件13，升降组件13上设有用于乘放物品的托盘14，第二转子122上设有于竖直方向上升或下降的连杆组件15，连杆组件15上设有用于对托盘14上的物品进行扫描的扫描仪16。
[0024]如图1所示，由于上述自动三维扫描机器人10采用第一转子121、第二转子122、升降组件13和连杆组件15，扫描时，将物品放置于托盘14上，这样，可以通过调节升降组件13，调整托盘14上物品于竖直方向上的高度，而通过驱使第一转子121绕其转轴转动，使得托盘14上的物品转动，这样，扫描仪16从物品的周向和上方进行三维扫描，利于得到完整的三维数据;进一步地，扫描仪16设于连杆组件15上，而连杆组件15设于第二转子122上，这样，可以通过驱使第二转子122绕其转轴转动，使得连杆组件15及其上的扫描仪16转动，同时，通过连杆组件15的上升或下降，来调节扫描仪16于竖直方向上的高度，以便于对物品进行扫描。总之，上述自动三维扫描机器人10通过第一转子121和第二转子122的自转，结合升降组件13和连杆组件15于竖直方向上的高度调节，来实现对物品进行完整的三维扫描。相比较现有采用手工扫描的方式而言，其并不耗费人工，而通过采用第一转子121、第二转子122、升降组件13及连杆组件15，来实现对物品的自动扫描，操作方便，利于广泛应用；而相比较现有采用机器人平台进行扫描的方式而言，其不需要进行机械手臂的设计和扫描程序的研发，其结构简单，成本低，扫描方便。
[0025]需要说明的是，上述自动三维扫描机器人10还包括对第一转子121、第二转子122、升降组件13、连杆组件15及扫描仪16进行控制的控制系统。
[0026]为了进一步地便于扫描仪16对物品进行完整的扫描，如图1所示，底座11包括前半座体111及与前半座体111对接的后半座体112，第一转子121设于前半座体111上，第二转子122设于后半座体112上。这样，可通过调整前半座体111及后半座体112的相对距离，来调节物品和扫描仪16的相对距离，以便于扫描仪16对物品进行扫描。
[0027]当然，还可以是，第一转子121设于后半座体112上，第二转子122设于前半座体111上。
[0028]如图1所示，为了更为方便地对物品和扫描仪16之间的距离进行调节，前半座体111与后半座体112之间通过收缩组件17连接。这样，收缩组件17可通过收缩动作，来使得前半座体111靠近或远离后半座体112。
[0029]关于收缩组件17具体结构的优选实施方式，如图1所示，收缩组件17包括第一液压筒171和第一液压杆172;第一液压杆172—端与前半座体111连接，另一端插设于第一液压筒171中，第一液压筒171与后半座体112连接;或者，第一液压杆172—端与后半座体112连接，另一端插设于第一液压筒171中，第一液压筒171与前半座体111连接。这样，通过第一液压杆172于第一液压筒171中的滑动，使得前半座体111和后半座体112靠近对接或者远离拆开，即实现了调整扫描仪16与物品的相对距离。
[0030]如图1所示，为了便于调整托盘14和其上物品于竖直方向内的高度，升降组件13包括第二液压筒131和第二液压杆132，第二液压筒131设于第一转子121上，第二液压杆132—端插设于第二液压筒131中，另一端支撑托盘14。这样，通过第二液压杆132于第二液压筒131中的上下运动，实现托盘14的上升或下降，从而使得物品与扫描仪16相对位置的调整。
[0031]当然，升降组件13还可以为升降杆。
[0032]细化地，如图1所示，为了更加稳固地支撑托盘14以及使得托盘14的转动更加规则化，第二液压杆132支撑于托盘14的底部中心。这样，第一转子121绕其转轴转动时，托盘14与第一转子121同轴转动。若将物品放置于托盘14中心上时，物品也将绕转轴的转动，利于扫描仪16对物品进行规则扫描。
[0033]关于升降组件13具体结构的另一优选实施方式，升降组件13包括电机(图中未示)、设于电机的输出轴上的齿轮(图中未示)以及竖直设置且与齿轮啮合的齿条(图中未示)，托盘14设于齿条的上端。这样，通过电机驱动齿轮，再通过齿轮与齿条的啮合传动，驱使托盘14上升或下降。
[0034]为了方便连杆组件15在竖直方向内的上升和下降，如图1所示，连杆组件15包括设于第二转子122上的转杆153，转杆153转动连接有第一连杆151，第一连杆151的自由端转动连接有第二连杆152，第二连杆152的自由端与扫描仪16转动连接。这样，连杆组件15的动力传递路线为:第二转子122、转杆153、第一连杆151、第二连杆152及扫描仪16。具体地，驱动第二转子122，使第二转子122绕其竖直轴线转动，轴线竖直设置的转杆153也绕其转轴转动，第一连杆151可绕其与转杆153的连接点，在竖直方向内转动上升或下降，第二连杆152也可绕其与第一连杆151自由端的连接点，在竖直方向内转动上升或下降。因此，通过第二转子122、转杆153、第一连杆151及第二连杆152的转动，来调节扫描仪16的扫描位置，以便于从各角度对物品进行自动三维扫描，使获得的三维数据清楚完整。
[0035]如图1所示，为了更便于对第一连杆151、第二连杆152及扫描仪16的转动进行控制，转杆153与第一连杆151通过第三转子123连接，第一连杆151与第二连杆152通过第四转子124连接，第二连杆152与扫描仪16通过第五转子125连接。这样，可通过对第三转子123、第四转子124和第五转子125的转动进行控制，从而实现对扫描仪16的扫描位置进行调整。
[0036]当然，还可以是，转杆153与第一连杆151铰接，第一连杆151与第二连杆152铰接，第二连杆152与扫描仪16通过第五转子125连接。
[0037]如图1所示，为了便于前半座体111和后半座体112的移动，前半座体111的底部和后半座体112的底部分别设有滚轮18。
[0038]以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.自动三维扫描机器人，其特征在于，包括底座，所述底座上间隔设有转轴竖直设置的第一转子及第二转子，所述第一转子上设有于竖直方向上高度可调的升降组件，所述升降组件上设有用于乘放物品的托盘，所述第二转子上设有于竖直方向上升或下降的连杆组件，所述连杆组件上设有用于对所述托盘上的物品进行扫描的扫描仪。2.如权利要求1所述的自动三维扫描机器人，其特征在于，所述底座包括前半座体及与所述前半座体对接的后半座体，所述第一转子设于所述前半座体上，所述第二转子设于所述后半座体上。3.如权利要求2所述的自动三维扫描机器人，其特征在于，所述前半座体与所述后半座体之间通过收缩组件连接。4.如权利要求3所述的自动三维扫描机器人，其特征在于，所述收缩组件包括第一液压筒和第一液压杆;所述第一液压杆一端与所述前半座体连接，另一端插设于所述第一液压筒中，所述第一液压筒与所述后半座体连接;或者，所述第一液压杆一端与所述后半座体连接，另一端插设于所述第一液压筒中，所述第一液压筒与所述前半座体连接。5.如权利要求1?4任一项所述的自动三维扫描机器人，其特征在于，所述升降组件包括第二液压筒和第二液压杆，所述第二液压筒设于所述第一转子上，所述第二液压杆一端插设于所述第二液压筒中，另一端支撑所述托盘。6.如权利要求5所述的自动三维扫描机器人，其特征在于，所述第二液压杆支撑于所述托盘的底部中心。7.如权利要求1?4任一项所述的自动三维扫描机器人，其特征在于，所述升降组件包括电机、设于所述电机的输出轴上的齿轮以及竖直设置且与所述齿轮啮合的齿条，所述托盘设于所述齿条的上端。8.如权利要求1?4任一项所述的自动三维扫描机器人，其特征在于，所述连杆组件包括设于所述第二转子上的转杆，所述转杆转动连接有第一连杆，所述第一连杆的自由端转动连接有第二连杆，所述第二连杆的自由端与所述扫描仪转动连接。9.如权利要求8所述的自动三维扫描机器人，其特征在于，所述转杆与所述第一连杆通过第三转子连接，所述第一连杆与所述第二连杆通过第四转子连接，所述第二连杆与所述扫描仪通过第五转子连接。10.如权利要求2?4任一项所述的自动三维扫描机器人，其特征在于，所述前半座体的底部和所述后半座体的底部分别设有滚轮。
【文档编号】B25J5/00GK205466149SQ201521139713
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2015年12月31日
【发明人】任甲成, 黄惠, 龙品辛
【申请人】中国科学院深圳先进技术研究院