专利名称：一种三维还原拍摄用t形拍摄架的纵横转动机构的制作方法
技术领域：
本实用新型系一种三维还原重建所使用的器具，具体是涉及三维还原拍摄用安装图像获取仪和光干涉源的一种拍摄架的调节结构。
背景技术：
三维重建技术是目前全球范围最具吸引力的课题之一，世界各国投巨资在追求和提高更加逼真的重建效果、更加高的重建精度、更加快速的重建速度。所谓全息三维重建技术是基于计算机立体视觉和计算机图形学及光学成像原理，获取三维空间物体图像，数字化测量及还原重建的方法和装置。常规的方法是通过至少两台严格精确定位的图像传感器对同一物体进行成像获得相对应的两幅图像传送给计算机，根据光学成像原理计算确定空间物体上任一定标点的三维坐标几何参数，由计算机建立数字模型，继而还原重建原物体。为了获取高保真的被摄物还原体，现有技术要求两台相机精确定位，保持两台相机静止不动，精确标定两者的距离、相对的X、Y、Z方向角度，但是两台相机大量的零部件加工、组装、装配及拍摄等等因素，不可能没有误差，经过数十年的努力，距离以及角度标定的精度由毫米缩小至微米，至数十丝，几近机械概念上的极限值，已难再有突破。相机间相互的丝毫误差，导致测量、计算出的物体还原数据误差被很大倍数放大，重建物体难以避免变形、失真。因此，本领域在努力寻找探索更好的还原重建手段和方法。专利申请号201210280413. O《一种拍摄三维还原重建方法》和专利申请号201210281322. 9《一种数码相机移动拍摄三维重建方法》，提出了一种外部标定的方法，即一台数码相机和一台设置在数码相机侧部的光干涉源，根据被摄物或被摄物欲重建部位的大小和距离，以及还原的精度，选择数码相机的数码后背(CCD)密度和数码相机镜头焦距，配置数码相机和光干涉源相互的间距和夹角，达到数码相机和光干涉源拍摄图像存在共面，达到被还原对象部位成像面积最大程度占有数码相机的数码后背(CCD)。在相关的拍摄程序中需要图像获取仪和光干涉源在一个拍摄架上无论上下左右能灵活机动地作各种距离和角度的调整。尤其，比如在拍摄还原敦煌石窟中的佛像彩塑时，洞窟体积有限，拍摄空间狭小，数码相机和光干涉源离开拍摄对象的距离很近，因此数码相机和光干涉源必须具有很大的角度调整范围。为了完整还原彩塑，许多场合数码相机和光干涉源还需要伸入彩塑的腋下、臂后、后侧面等处去拍摄，此时需要数码相机和光干涉源在狭小的空间有很长的前后伸缩距离，且伸入到狭小、背部空间人员无法直接手工调整拍摄角度时能够实现远距离的电控或遥控等等。对数码相机和光干涉源安装，配置、调整的特殊要求是现有技术没有提供，无法实现的，为了更好地实现特殊对象的三维重建，迫切需要提供一种全方位，灵便机动的图像获取仪和光干涉源的一种拍摄架结构。在狭小的空间要实现固定在拍摄架上的图像获取仪和光干涉源在上下、左右全方位的转动，现有技术几乎是个空白，或者机构庞大，或者结构复杂，或者使用不灵活不方便不能进行自动控制，迫切需要有改良举措。
实用新型内容本实用新型的目的是提供用于三维还原重建中拍摄还原对象拍摄架上，图像获取仪和光干涉源能够全方位灵巧转动，而且结构简单的一种机构装置，特别是在狭小的空间场合，采用简单可靠的结构予以实现。本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的一种三维还原拍摄用T形拍摄架的纵横转动机构，在底座上固定主立杆，在主立杆上配置可上下移动的立杆套，在立杆套上固定一水平方向的滑轴套，滑轴套中配置沿轴向滑动的滑轴，其特征在于在滑轴的端部经纵向转动机构和横向转动机构固定连接一呈正方形方框架结构的方形安装框，在方形安装框中插入截面为相应正方形的方截面横杆；所述方截面横杆可转换一、二或三个九十度固定在方形安装框中；所述纵向转动机构和横向转动机构为如下结构设X、Y、Z三根正交轴，在XY平面上，在Y向的长形基杆上端竖起一根与Z轴同向的短轴，在下端设置一根与X轴同向的扁轴，在扁轴上固定可同轴转动的方形安装框，在短轴上配置一根可绕短轴转动的转杆，转杆在水平位置时的右端固定一具有与滑轴截面相同多边形孔的夹持夹；在基杆上固定一块圆弧形齿条位于右侧的纵向弧形齿板，弧形齿条与固定在转杆上的涡轮涡杆相啮合，涡轮涡杆由数控电机驱动，或者涡轮涡杆经减速齿轮组由数控电机驱动；在YZ平面上，在扁轴上固定一块可绕扁轴转动的圆弧形齿条位于左侧的横向弧形齿板，弧形齿条与固定在基杆上的涡轮涡杆相啮合，涡轮涡杆由数控电机驱动，或者涡轮涡杆经减速齿轮组由数控电机驱动；所述纵向弧形齿板和横向弧形齿板上的齿面弧度等于90度。本技术方案为一种结构紧凑，同时具备纵向转动和横向转动功能的装置，使得方形安装框和具有多边形孔的夹持夹相互之间可以实现全方位球面位置和角度的调整和固定。本装置除纵向弧形齿板、横向弧形齿板和长形基杆等一些件为特殊加工件外，其余均为标准件，因此，加工制作很容易，成本低，易于控制产品质量和大规模推广使用。所述横条的两端由螺栓固定连接在所述匚字框架的开口两端。本技术方案的连接固定方式结构特别简单，而且连接牢固、可靠。由于本实用新型采用的纵向转动机构具备了九十度的调节范围，结合所述方截面横杆可转换一、二或三个九十度插入并固定在方形安装框中，因此，可以实现装配在方截面横杆两端的图像获取仪和光干涉源在纵向可照射和拍摄全部圆周360度。纵向弧形齿板的齿面弧度只要90度应能实现360度的功效，如此巧妙的结合，使得本实用新型整个装置采用比较简单的结构就可以实现更大的使用拍摄范围。进一步，所述方截面横杆两端分别经方框夹持架配置图像获取仪和光干涉源。进一步，所述方形安装框呈正方形的匚字框架，再在开口处固定一横条，匚字框架的背部固定连接在扁轴上，所述横条的两端由螺栓固定连接在所述匚字框架的开口两端。[0026]本文所述的左侧、水平等方位用语，均系在设定坐标系中的方位。本实用新型的有益效果本实用新型首次提出了一种结构紧凑，用于三维还原重建中拍摄还原对象，能使图像获取仪和光干涉源实现全方位，灵便机动变化、调整的拍摄架结构。采用本实用新型的技术方案，在狭小的空间，在紧凑的装置器具上，可以实现图像获取仪和光干涉源前后、上下、左右、远近距离全方位调节，拍摄的目的。特别是配置在方截面横杆的图像获取仪和光干涉源，结合方截面横杆转换一、二或三个九十度固定在方形安装框中，采用本实用新型结构简单、紧凑，只有90度的纵向转动机构便可实现360度全方位适应调节的效果，在本领域是一种独特，巧妙的技术方案，有很大的经济性，实用性和创造性。 本实用新型的独特结构，可以应用于类似三维重建领域中其它需要配置两台图像获取仪的场合，提供紧凑、小巧的安装、全方位调节拍摄架改良结构。
图I是本实用新型三维还原拍摄用T形拍摄架的纵横转动机构的一实施方式，整体配置立体图；图2是图I的主视图；图3是图2的右视图；图4是图2的左视图；图5是图2的俯视图；图6是图2的仰视图；图7本实用新型三维还原拍摄用T形拍摄架的纵横转动机构中纵向转动机构和横向转动机构部件的主视图；图8是图7的右视图；图9与图7相同，仅是涡轮涡杆、减速齿轮组和数控电机上覆盖了面板；图10是图7的左视图；图11是图7的俯视图；图12是图9中的A-A向视图；图13本实用新型纵向转动机构和横向转动机构部件中，与长形基杆上配置短轴、扁轴、方形安装框、夹持夹有关零件，在XY面上的视图；图14本实用新型纵向转动机构和横向转动机构部件中，与长形基杆上配置短轴、扁轴有关零件，在XY面上的视图；图15是图14的左视图，也是图14零件在YZ面上的视图；图16是图4中包括立杆套、滑轴套等部件的局部剖视图。图中，I为立杆套、2为主立杆、3为缆绳、4是滑轴、5是滑轴套、6是丝杠伸缩机构、7是图像获取仪、8是止跌挡环、9是电器控制箱、10是方框夹持架、11是底座、12是次立柱、13是横向转动机构、14是方形安装框、15是方截面横杆、16是方框夹持架、17是长形基杆、18是光干涉源、19是纵向转动机构、19aj是短轴、19b是数控电机、19c是减速齿轮、19d是纵向弧形齿板、19e是减速齿轮、19f是涡轮涡杆、19g是夹持夹、19h是转杆、20是电脑板、21是卡圈。
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。一种三维还原拍摄用T形拍摄架的纵横转动机构，在底座11上固定主立杆2，在主立杆2上配置可上下移动的立杆套I，在立杆套I上固定一水平方向的滑轴套5，滑轴套5中配置沿轴向滑动的滑轴4，其特征在于在滑轴4的端部经纵向转动机构19和横向转动机构13固定连接一呈正方形方框架结构的方形安装框14，在方形安装框14中插入截面为相应正方形的方截面横杆15 ；所述方截面横杆15可转换一、二或三个九十度固定在方形安装框14中；所述纵向转动机构19和横向转动机构13为如下结构设X、Y、Z三根正交轴，在XY平面上，在Y向的长形基杆17上端竖起一根与Z轴同向的短轴19a，在下端设置一根与X轴同向的扁轴13f，在扁轴13f上固定可同轴转动的方形安装框14，在短轴19a上配置一根可绕短轴19a转动的转杆19h，转杆19h在水平位置时的右端固定一具有与滑轴4截面相同多边形孔的夹持夹19g ；在基杆17上固定一块圆弧形齿条位于右侧的纵向弧形齿板19d，弧形齿条与固定在转杆19h上的涡轮涡杆19f相啮合，涡轮涡杆19f由数控电机19b驱动，或者涡轮涡杆19f经减速齿轮组19c、19e由数控电机19b驱动；在YZ平面上，在扁轴13f上固定一块可绕扁轴13f转动的圆弧形齿条位于左侧的横向弧形齿板13a，弧形齿条与固定在基杆17上的涡轮涡杆13c相啮合，涡轮涡杆13c由数控电机13e驱动，或者涡轮涡杆13c经减速齿轮组13b、13d由数控电机13e驱动；所述纵向弧形齿板19d和横向弧形齿板13a上的齿面弧度等于90度。所述方截面横杆15两端分别经方框夹持架10、16配置图像获取仪7和光干涉源18。本装置结构特别适用于配置图像获取仪7和光干涉源18，或者推而广之应用于配置两台图像获取仪。所述方形安装框14呈正方形的匚字框架，再在开口处固定一横条，匚字框架的背部固定连接在扁轴13f上，所述横条的两端由螺栓固定连接在所述匚字框架的开口两端。如图13所示，正方形的匚字框架，像两根丫叉，围绕背部固定连接的扁轴13f作旋转。
权利要求1.一种三维还原拍摄用T形拍摄架的纵横转动机构， 在底座(11)上固定主立杆(2)，在主立杆(2)上配置可上下移动的立杆套(1)，在立杆套(I)上固定一水平方向的滑轴套(5)，滑轴套(5)中配置沿轴向滑动的滑轴(4)，其特征在于 在滑轴(4)的端部经纵向转动机构(19)和横向转动机构(13)固定连接一呈正方形方框架结构的方形安装框(14)，在方形安装框(14)中插入截面为相应正方形的方截面横杆(15)； 所述方截面横杆(15)可转换一、二或三个九十度固定在方形安装框(14)中； 所述纵向转动机构(19)和横向转动机构(13)为如下结构 设X、Y、Z三根正交轴， 在XY平面上，在Y向的长形基杆(17)上端竖起一根与Z轴同向的短轴(19a)，在下端设置一根与X轴同向的扁轴(13f)，在扁轴(13f)上固定可同轴转动的方形安装框(14)，在短轴(19a)上配置一根可绕短轴(19a)转动的转杆(19h)，转杆(19h)在水平位置时的右端固定一具有与滑轴(4)截面相同多边形孔的夹持夹(19g)； 在基杆(17)上固定一块圆弧形齿条位于右侧的纵向弧形齿板(19d)，弧形齿条与固定在转杆(19h)上的涡轮涡杆(19f)相啮合，涡轮涡杆(19f)由数控电机(19b)驱动，或者涡轮涡杆(19f)经减速齿轮组(19c、19e)由数控电机(19b)驱动； 在YZ平面上，在扁轴(13f)上固定一块可绕扁轴(13f)转动的圆弧形齿条位于左侧的横向弧形齿板(13a)，弧形齿条与固定在基杆(17)上的涡轮涡杆(13c)相啮合，涡轮涡杆(13c)由数控电机(13e)驱动，或者涡轮涡杆(13c)经减速齿轮组(13b、13d)由数控电机(13e)驱动； 所述纵向弧形齿板(19d)和横向弧形齿板(13a)上的齿面弧度等于90度。
2.根据权利要求I所述三维还原拍摄用T形拍摄架的纵横转动机构，其特征在于所述方截面横杆(15)两端分别经方框夹持架(10、16)配置图像获取仪(7)和光干涉源(18)。
3.根据权利要求I或2所述三维还原拍摄用T形拍摄架的纵横转动机构，其特征在于所述方形安装框(14)呈正方形的匚字框架，再在开口处固定一横条，匚字框架的背部固定连接在扁轴(13f)上，所述横条的两端由螺栓固定连接在所述匚字框架的开口两端。
专利摘要本实用新型系一种三维还原重建所使用的器具，一种三维还原拍摄用T形拍摄架的纵横转动机构，在滑轴(4)的端部经纵向转动机构(19)和横向转动机构(13)固定连接方形安装框(14)，其中插入可转换一、二或三个九十度的方截面横杆(15)。在长形基杆(17)上端竖起短轴(19a)，下端扁轴(13f)，在短轴(19a)上配置转杆(19h)，转杆(19h)具有多边形孔的夹持夹(19g)；在基杆(17)和扁轴(13f)上分别固定一块弧形齿板，经涡轮涡杆、减速齿轮组由数控电机驱动。本实用新型结构简单、紧凑，只有90度的纵向转动机构便可实现360度全方位适应调节的效果，在本领域是一种独特，巧妙的技术方案，有很大的经济性，实用性和创造性。
文档编号F16M11/18GK202794816SQ20122048257
公开日2013年3月13日 申请日期2012年9月20日 优先权日2012年9月20日
发明者梁震华 申请人:浙江华震数字化工程有限公司