一种拍照式三维扫描仪用支撑架的制作方法

本发明属于拍照式的扫描仪支撑技术领域，具体是涉及一种拍照式三维扫描仪用支撑架。

背景技术：

随着计算机视觉技术和光电技术的发展，三维扫描仪在现代工业生产、先进制造技术等众多方面发挥着越来越重要的作用。采用三维扫描仪不仅能够缩短设计时间，降低设计难度，更能够保证工业设计和工业生产的科学性准确性，降低风险，同时能让设计师更加容易发挥自己的想象力，提高现代设计水平。

在三维扫描仪系统中，很重要的一个就是照相式三维扫描仪，其工作过程类似于照相过程，扫描物体的时候一次性扫描一个测量面，快速、简洁。拍照式三维扫描采用的是面光技术，扫描速度非常快，在几秒内便可以获取百万多个测量点，操作简单方便。

三维扫描仪的支撑机构对三维扫描仪测量的方便性和准确性有着非常重要的影响，现有技术中的三维扫描仪的支撑机构有以下几种：

中国专利申请CN201320471930.6公开了一种三维扫描仪支架，如图1所示，其不仅可以调节工业相机与投影装置之间的水平相互距离，同时可以调节空间位置、距离以及倾斜角度，使用灵活度较高；包括底座、垂直固定在底座上的垂直杆、以及套装在垂直杆上并相对滑动的水平杆和第一云台杆，第一云台杆包括第一云台角度调节座以及套装在垂直杆上并相对滑动的第一滑动座、并在第一云台角度调节座的端部设置有第一云台，水平杆的左右两侧分别设置有第二云台杆，第二云台杆包括第二云台角度调节座以及套装在水平杆上并相对滑动的第二滑动座、并在第二云台角度调节座的端部设置有第二云台。

中国专利申请CN201710088973.9公开了一种三维扫描仪升降机构，如图2所示，其包括扫描仪平台、升降支架和支架底座，支架底座内设置有升降支架控制模块，支架底座内还设置有旋转平台控制模块。由于支架底座内还设置有旋转平台控制模块，因此，旋转平台的控制部分必然与三维扫描仪匹配，不会因为旋转平台自带的控制模块而导致扫描仪的扫描质量不好甚至不能使用。

但是现有的三维扫描仪的支撑机构不符合拍照的特点，不能用于拍照式三维扫描仪。拍照式三维扫描仪多是通过人工携带进行拍照扫描，在人工扫描的过程中，需要对扫描结构进行立体扫描，由于身高的原因，往往需要爬高进行拍照，增加了操作人员的使用风险；另一方面，扫描过程中所需扫描部件处于立体状态，操作人员自行操作难以实现全面的扫描，会发生遗漏和抖动情况，不利于对待扫描部件进行充分完整的扫描，扫描质量不高。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种拍照式三维扫描仪用支撑架，通过第一伸缩杆和第二伸缩杆相组合的方式，对扫描仪进行高度调节，通过第一阻尼转轴和第二阻尼转轴进行水平方向角度调节，第一转轴和第二转轴进行竖直方向角度调节，简单方便的避免操作人员登高扫描，同时保证扫描的质量，以解决上述背景技术中提出现有技术中操作人员存在操作风险，而且扫描质量不高的问题。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种拍照式三维扫描仪用支撑架，包括底座、支撑台和固定块，所述底座的上部安装有第一伸缩杆，所述底座的下部安装有车轮，所述第一伸缩杆的伸缩端连接有支撑台，所述支撑台的侧部安装有导杆，所述支撑台的上部安装有第二伸缩杆，所述第二伸缩杆的伸缩端安装有固定块，所述固定块的侧部连接有第一支杆，所述第一支杆的一侧通过第一阻尼转轴连接有第一连接块，所述第一连接块远离第一阻尼转轴的部位安装有第一电机，所述第一电机的驱动端连接有第一转轴，所述第一转轴的侧部嵌入有第一卡块，所述第一卡块的侧部安装有第一固定座，所述固定块远离第一支杆一侧连接有第二支杆，所述第二支杆的一侧通过第二阻尼转轴连接有第二连接块，所述第二连接块远离第二阻尼转轴的部位安装有第二电机。

优选的，所述第二电机的驱动端连接有第二转轴，所述第二转轴的侧部嵌入有第二卡块，所述第二卡块的侧部安装有第二固定座。

优选的，所述底座的两侧安装有储物箱，所述底座的侧部安装有手柄，且所述手柄的表侧套接有橡胶垫。

优选的，所述车轮安装于底座的四个拐角处，且所述车轮采用万向刹车轮设置。

优选的，所述支撑台的侧部开有与导杆相匹配的通孔，且所述支撑台的中部开有与第二伸缩杆相匹配的凹槽。

优选的，所述第一支杆与第二支杆相对于固定块呈对称布置，且所述第一支杆与第二支杆的长度相一致。

优选的，所述第一固定座和第二固定座均呈“凹字形”设置，且所述第一固定座和第二固定座的侧部均设置有弹簧，且所述弹簧的端侧连接有挡板。

优选的，所述第一转轴的旋转角度和第二转轴的旋转角度均为360°，且所述第一转轴的端侧和第二转轴均的端侧均设置有限位块。

优选的，所述挡板呈“U形”设置，且所述挡板的内侧设置有凸块。

优选的，为了提高伸缩杆的疲劳寿命、耐磨性和抗腐蚀性，以保证伸缩杆在工作过程中长久的保质较好的直线度，以提高扫描精度，所述的第一伸缩杆和第二伸缩杆的材料均为38CrMoA钢，并经渗氮处理。

优选的，所述的渗氮处理采用等温气体渗氮的方式，温度T为480-525摄氏度，保温时间t为60-78小时，伸缩杆的硬度Y为HV900-1150。

优选的，所述的伸缩杆的硬度Y、等温气体渗氮的温度T、保温时间t满足以下关系：

Y=δT/t+Y1；

Y1为硬度基数，为HV700；δ为调节系数，取值为28.4-54.5；上式只进行数值运算，不进行单位运算。

与现有技术相比，本发明的技术效果和优点：

1、本发明的一种拍照式三维扫描仪用支撑架，通过第一伸缩杆和第二伸缩杆相组合的方式，对扫描仪进行高度调节，在待测物高度较低时，只使用第二伸缩杆的伸缩调节扫描仪的高度，在高度较高时，通过第一伸缩杆和第二伸缩杆同时伸缩，达到对待测物侧部的扫描；

2、本发明的一种拍照式三维扫描仪用支撑架，通过第一固定座和第二固定座对扫描仪的扫描仪摄像头进行固定，通过旋转第一阻尼转轴和第二阻尼转轴进行扫描仪摄像头水平方向角度调节，在拍照过程中保证扫描仪摄像头的稳定，并实现对待测物上部进行扫描，达到精确的整体扫描；

3、本发明的一种拍照式三维扫描仪用支撑架，通过第一电机和第二电机的转动，分别带动第一转轴和第二转轴进行旋转，调节扫描仪摄像头竖直方向角度调节，达到高质量无死角扫描，得到高质量扫描数据；

4、本发明的一种拍照式三维扫描仪用支撑架，避免操作人员登高扫描，避免操作人员处于不安全状态，同时实现扫描仪摄像头角度的调节与固定，达到充分有效完整的扫描，保证扫描的质量；

5、本发明的一种拍照式三维扫描仪用支撑架，通过选择伸缩杆的材料以并进行渗氮处理，提高伸缩杆的疲劳寿命、耐磨性和抗腐蚀性，以保证伸缩杆在工作过程中长久的保质较好的直线度，以提高扫描精度；

6、本发明的一种拍照式三维扫描仪用支撑架，通过选用等温气体渗氮的方式，并设置伸缩杆的硬度Y、等温气体渗氮的温度T、保温时间t的范围和关系，以进一步提高伸缩杆的疲劳寿命、耐磨性和抗腐蚀性，以保证伸缩杆在工作过程中长久的保质较好的直线度，以提高扫描精度。

附图说明

图1为现有技术中的一种三维扫描仪支架示意图；

图2为现有技术中的一种三维扫描仪升降机构示意图；

图3为本发明的拍照式三维扫描仪用支撑架结构示意图；

图4为本发明的拍照式三维扫描仪用支撑架第二转轴结构示意图；

图5为本发明的拍照式三维扫描仪用支撑架凸块结构示意图。

图3-5中：1、底座；2、支撑台；3、固定块；4、第一伸缩杆；5、车轮；6、导杆；7、第二伸缩杆；8、第一支杆；9、第一阻尼转轴；10、第一连接块；11、第一电机；12、第一转轴；13、第一卡块；14、第一固定座；15、第二支杆；16、第二阻尼转轴；17、第二连接块；18、第二电机；19、第二转轴；20、第二卡块；21、第二固定座；22、储物箱；23、手柄；24、橡胶垫；25、通孔；26、凹槽；27、弹簧；28、挡板；29、限位块；30、凸块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图3-5所示，一种拍照式三维扫描仪用支撑架，包括底座1、支撑台2和固定块3，所述底座1的上部安装有第一伸缩杆4，所述底座1的下部安装有车轮5，所述第一伸缩杆4的伸缩端连接有支撑台2，所述支撑台2的侧部安装有导杆6，所述支撑台2的上部安装有第二伸缩杆7，所述第二伸缩杆7的伸缩端安装有固定块3，所述固定块3的侧部连接有第一支杆8，所述第一支杆8的一侧通过第一阻尼转轴9连接有第一连接块10，所述第一连接块10远离第一阻尼转轴9的部位安装有第一电机11，所述第一电机11的驱动端连接有第一转轴12，所述第一转轴12的侧部嵌入有第一卡块13，所述第一卡块13的侧部安装有第一固定座14，所述固定块3远离第一支杆8一侧连接有第二支杆15，所述第二支杆15的一侧通过第二阻尼转轴16连接有第二连接块17，所述第二连接块17远离第二阻尼转轴16的部位安装有第二电机18。

所述第二电机18的驱动端连接有第二转轴19，所述第二转轴19的侧部嵌入有第二卡块20，所述第二卡块20的侧部安装有第二固定座21。

所述底座1的两侧安装有储物箱22，所述底座1的侧部安装有手柄23，且所述手柄23的表侧套接有橡胶垫24。便于底座1的移动，同时达到对扫描仪的收储，进而节省空间。

所述车轮5安装于底座1的四个拐角处，且所述车轮5采用万向刹车轮设置。方便底座1的转向和移动，达到对待测物侧部进行环绕式扫描，提高扫描质量。

所述支撑台2的侧部开有与导杆6相匹配的通孔25，且所述支撑台2的中部开有与第二伸缩杆7相匹配的凹槽26。便于对第二伸缩杆7进行收储，并在第一伸缩杆4伸长时，保证支撑台2的稳定。

所述第一支杆8与第二支杆15相对于固定块3呈对称布置，且所述第一支杆8与第二支杆15的长度相一致。便于扫描仪对待测物的扫描，增强扫描效果。

所述第一固定座14和第二固定座21均呈“凹字形”设置，且所述第一固定座14和第二固定座21的侧部均设置有弹簧27，且所述弹簧27的端侧连接有挡板28。实现对扫描仪摄像头的固定，防止扫描仪摄像头脱落导致的扫描仪无法正常运行。

所述第一转轴12的旋转角度和第二转轴19的旋转角度均为360°，且所述第一转轴12的端侧和第二转轴19均的端侧均设置有限位块29。避免第一卡块13和第二卡块20脱落损坏扫描仪摄像头。

所述挡板28呈“U形”设置，且所述挡板28的内侧设置有凸块30。便于扫描仪摄像头的卡接，节约安装时间。

工作原理：使用时，将扫描仪摄像头分别放置在第一固定座14和第二固定座21部位，拉伸弹簧27并将扫描仪摄像头放置挡板28内部，并在凸块30的作用下进行加固，通过人工调节第一阻尼转轴9和第二阻尼转轴16的角度，使得扫描仪摄像头之间的角度处于合适的范围，然后运行第二伸缩杆7，第二伸缩杆7运行将固定块3升高到需扫描的高度，从而实现第一支杆8、第二支杆15、第一电机11、第二电机18、第一转轴12、第二转轴19升高到需扫描的高度，然后运行第一电机11和第二电机18，分别带动第一转轴12和第二转轴19转动，调节扫描仪摄像头，对竖直角度进行调节，然后人工推动手柄23和底座1绕着待扫描物运动，达到高质量无死角扫描，得到高质量扫描数据，在测量更高位置的待扫描物时，则运行第一伸缩杆4，并让支撑台2在导杆6的作用下进行上升，实现对更高待扫描物的扫描，避免操作人员处于不安全状态，同时实现扫描仪摄像头角度的调节与固定，达到充分有效完整的扫描，保证扫描的质量。

实施例2

一种拍照式三维扫描仪用支撑架，包括底座1、支撑台2和固定块3，所述底座1的上部安装有第一伸缩杆4，所述底座1的下部安装有车轮5，所述第一伸缩杆4的伸缩端连接有支撑台2，所述支撑台2的侧部安装有导杆6，所述支撑台2的上部安装有第二伸缩杆7，所述第二伸缩杆7的伸缩端安装有固定块3，所述固定块3的侧部连接有第一支杆8，所述第一支杆8的一侧通过第一阻尼转轴9连接有第一连接块10，所述第一连接块10远离第一阻尼转轴9的部位安装有第一电机11，所述第一电机11的驱动端连接有第一转轴12，所述第一转轴12的侧部嵌入有第一卡块13，所述第一卡块13的侧部安装有第一固定座14，所述固定块3远离第一支杆8一侧连接有第二支杆15，所述第二支杆15的一侧通过第二阻尼转轴16连接有第二连接块17，所述第二连接块17远离第二阻尼转轴16的部位安装有第二电机18。

所述底座1的两侧安装有储物箱22，所述底座1的侧部安装有手柄23，且所述手柄23的表侧套接有橡胶垫24。便于底座1的移动，同时达到对扫描仪的收储，进而节省空间。

所述车轮5安装于底座1的四个拐角处，且所述车轮5采用万向刹车轮设置。方便底座1的转向和移动，达到对待测物侧部进行环绕式扫描，提高扫描质量。

所述支撑台2的侧部开有与导杆6相匹配的通孔25，且所述支撑台2的中部开有与第二伸缩杆7相匹配的凹槽26。便于对第二伸缩杆7进行收储，并在第一伸缩杆4伸长时，保证支撑台2的稳定。

所述第一支杆8与第二支杆15相对于固定块3呈对称布置，且所述第一支杆8与第二支杆15的长度相一致。便于扫描仪对待测物的扫描，增强扫描效果。

所述第一固定座14和第二固定座21均呈“凹字形”设置，且所述第一固定座14和第二固定座21的侧部均设置有弹簧27，且所述弹簧27的端侧连接有挡板28。实现对扫描仪摄像头的固定，防止扫描仪摄像头脱落导致的扫描仪无法正常运行。

所述第一转轴12的旋转角度和第二转轴19的旋转角度均为360°，且所述第一转轴12的端侧和第二转轴19均的端侧均设置有限位块29。避免第一卡块13和第二卡块20脱落损坏扫描仪摄像头。

所述挡板28呈“U形”设置，且所述挡板28的内侧设置有凸块30。便于扫描仪摄像头的卡接，节约安装时间。

为了提高伸缩杆的疲劳寿命、耐磨性和抗腐蚀性，以保证伸缩杆在工作过程中长久的保质较好的直线度，以提高扫描精度，所述的第一伸缩杆和第二伸缩杆的材料均为38CrMoA钢，并经渗氮处理。

所述的渗氮处理采用等温气体渗氮的方式，温度T为480-525摄氏度，保温时间t为60-78小时，伸缩杆的硬度Y为HV900-1150。

实施例3

一种拍照式三维扫描仪用支撑架，包括底座1、支撑台2和固定块3，所述底座1的上部安装有第一伸缩杆4，所述底座1的下部安装有车轮5，所述第一伸缩杆4的伸缩端连接有支撑台2，所述支撑台2的侧部安装有导杆6，所述支撑台2的上部安装有第二伸缩杆7，所述第二伸缩杆7的伸缩端安装有固定块3，所述固定块3的侧部连接有第一支杆8，所述第一支杆8的一侧通过第一阻尼转轴9连接有第一连接块10，所述第一连接块10远离第一阻尼转轴9的部位安装有第一电机11，所述第一电机11的驱动端连接有第一转轴12，所述第一转轴12的侧部嵌入有第一卡块13，所述第一卡块13的侧部安装有第一固定座14，所述固定块3远离第一支杆8一侧连接有第二支杆15，所述第二支杆15的一侧通过第二阻尼转轴16连接有第二连接块17，所述第二连接块17远离第二阻尼转轴16的部位安装有第二电机18。

所述第二电机18的驱动端连接有第二转轴19，所述第二转轴19的侧部嵌入有第二卡块20，所述第二卡块20的侧部安装有第二固定座21。

所述底座1的两侧安装有储物箱22，所述底座1的侧部安装有手柄23，且所述手柄23的表侧套接有橡胶垫24。便于底座1的移动，同时达到对扫描仪的收储，进而节省空间。

所述车轮5安装于底座1的四个拐角处，且所述车轮5采用万向刹车轮设置。方便底座1的转向和移动，达到对待测物侧部进行环绕式扫描，提高扫描质量。

所述支撑台2的侧部开有与导杆6相匹配的通孔25，且所述支撑台2的中部开有与第二伸缩杆7相匹配的凹槽26。便于对第二伸缩杆7进行收储，并在第一伸缩杆4伸长时，保证支撑台2的稳定。

所述第一支杆8与第二支杆15相对于固定块3呈对称布置，且所述第一支杆8与第二支杆15的长度相一致。便于扫描仪对待测物的扫描，增强扫描效果。

所述第一固定座14和第二固定座21均呈“凹字形”设置，且所述第一固定座14和第二固定座21的侧部均设置有弹簧27，且所述弹簧27的端侧连接有挡板28。实现对扫描仪摄像头的固定，防止扫描仪摄像头脱落导致的扫描仪无法正常运行。

所述第一转轴12的旋转角度和第二转轴19的旋转角度均为360°，且所述第一转轴12的端侧和第二转轴19均的端侧均设置有限位块29。避免第一卡块13和第二卡块20脱落损坏扫描仪摄像头。

所述挡板28呈“U形”设置，且所述挡板28的内侧设置有凸块30。便于扫描仪摄像头的卡接，节约安装时间。

为了提高伸缩杆的疲劳寿命、耐磨性和抗腐蚀性，以保证伸缩杆在工作过程中长久的保质较好的直线度，以提高扫描精度，所述的第一伸缩杆和第二伸缩杆的材料均为38CrMoA钢，并经渗氮处理。

所述的渗氮处理采用等温气体渗氮的方式，温度T为480-525摄氏度，保温时间t为60-78小时，伸缩杆的硬度Y为HV900-1150。

所述的伸缩杆的硬度Y、等温气体渗氮的温度T、保温时间t满足以下关系：

Y=δT/t+Y1；

Y1为硬度基数，为HV700；δ为调节系数，取值为28.4-54.5；上式只进行数值运算，不进行单位运算。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。