一种用于产品图像采集的三维扫描仪固定支架的制作方法

本发明涉及三维扫描仪配件技术领域，具体涉及一种用于产品图像采集的三维扫描仪固定支架。

背景技术：

三维扫描仪是一种科学仪器，用来侦测并分析现实世界中物体或环境的形状(几何构造)与外观数据(如颜色、表面反照率等性质)。搜集到的数据常被用来进行三维重建计算，在虚拟世界中创建实际物体的数字模型。这些模型具有相当广泛的用途，举凡工业设计、瑕疵检测、逆向工程、机器人导引、地貌测量、医学信息、生物信息、刑事鉴定、数字文物典藏、电影制片、游戏创作素材等等都可见其应用。三维扫描仪的用途是创建物体几何表面的点云，这些点可用来插补成物体的表面形状，越密集的点云可以创建更精确的模型(这个过程称做三维重建)。若扫描仪能够获取表面颜色，则可进一步在重建的表面上粘贴材质贴图，亦即所谓的材质印射。三维扫描仪可类比为照相机，它们的视线范围都呈现圆锥状，信息的搜集皆限定在一定的范围内。两者不同之处在于相机所抓取的是颜色信息，而三维扫描仪测量的是距离。由于测得的结果含有深度信息，因此常以深度视频或距离视频称之。由于三维扫描仪的扫描范围有限，因此常需要变换扫描仪与物体的相对位置或将物体放置于电动转盘上，经过多次的扫描以拼凑物体的完整模型。将多个片面模型集成的技术称做视频配准或对齐，其中涉及多种三维比对方法。

现有的三维扫描仪对于一些小的产品，可设置带有转盘的托架对其进行环绕扫描，而对于一些大型产品的扫描通常是人工手持三维扫描仪对产品进行测绘，在人工手持测绘过程中，会存在扫描位置遗漏，使得产品的三维模型部分特征丢失，而产品的高度过高或者过低会使得人工操作会有一定的不便性。

技术实现要素：

为了克服上述的技术问题，本发明的目的在于提供一种用于产品图像采集的三维扫描仪固定支架，通过采用套管、活动杆这种可伸缩的组合式结构以及第二齿轮与第三齿轮啮合传动结构，使得前轮架与后轮架之间的距离以及前轮架的偏转角度能够改变，方便对移动基座进行不同转弯半径的调整，实现三维扫描仪对大型产品进行环绕扫描，在圆台的上部设置翻转架，且翻转架的端部焊接有下滑架，在下滑架的内部滑动连接有可改变第一齿条板间隙的上滑架，这样方便对上滑架和下滑架进行收纳和组合，方便对三维扫描仪固定支架进行储藏和运输，同时提升活动托架的高度移动范围，方便三维扫描仪对产品的不同高度的环绕扫描，提升三维扫描仪的扫描完整性。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种用于产品图像采集的三维扫描仪固定支架，包括翻转架、活动托架、上滑架、下滑架和移动基座，所述移动基座包括圆台，所述圆台的底部通过轴承活动连接有后轮架，所述圆台的内部固定有第二电机和蓄电池，所述第二电机通过电机轴传动连接有第一链轮，所述第一链轮通过链条与卡接在后轮架轴杆外壁的第二链轮传动连接，所述圆台远离后轮架的外壁的转动座通过螺栓与套管转动连接，所述套管的内部滑动连接有活动杆，所述套管的端部旋合连接有与活动杆外壁挤压贴靠的第一紧固螺丝，所述活动杆端部通过轴承活动连接有前轮架，所述前轮架位于活动杆内的轴杆外壁卡接固定有第三齿轮，所述前轮架位于活动杆端面上部的轴杆卡接固定有指针，所述活动杆的内部转动连接有与第三齿轮啮合的第二齿轮，所述活动杆的上表面旋合连接有与第三齿轮端面挤压贴靠的第二紧固螺丝；

所述圆台上端面中心位置处通过转动座转动连接有翻转架，所述翻转架的端部焊接有下滑架，所述下滑架包括第二u型板，所述第二u型板的两侧外壁固定有第二齿条板，所述第二u型板的上端焊接有限位板；

所述下滑架的内部滑动连接有上滑架，所述上滑架包括与第二u型板滑动连接的第一u型板，所述第一u型板的顶部焊接有顶盖，所述顶盖的内顶面中心位置处转动连接有双向丝杠，所述双向丝杠的底部焊接有把手，所述双向丝杠的外壁旋合有两个丝杠螺母，所述两个丝杠螺母外壁各自通过一对连杆与两侧的第一齿条板转动连接，所述第一齿条板的底部内壁焊接有限位块；

所述下滑架的外部滑动连接有活动托架，所述活动托架包括套设在下滑架外部的卡接架，所述卡接架内部转动连接有一对与第一齿条板或第二齿条板啮合传动的第一齿轮，所述卡接架的外部固定有与第一齿轮传动连接的第一电机，所述卡接架位于第一电机同侧的外壁底部焊接有托板。

进一步在于：活动杆上端面围绕前轮架的轴杆印刻有角度标线。

进一步在于：后轮架轴杆的轴线位于托板的竖直中心面内。

进一步在于：第一齿条板的厚度和第二齿条板及其对应位置的第二u型板壁厚之和相同。

进一步在于：顶盖的内宽与第二u型板的槽深相同。

进一步在于：翻转架的转动角度为0-90°。

进一步在于：活动杆的外壁印刻有长度标线。

进一步在于：第二齿轮内部卡接的轴杆贯穿活动杆的端面，且轴杆的上端面开设有矩形凹槽。

一种用于产品图像采集的三维扫描仪固定支架的使用方法，该三维扫描仪固定支架的具体使用操作步骤为：

步骤一：将需要扫描的大型产品通过吊装设备运转至光整的平面放置，确定大型产品的外围直径；

步骤二：通过移动活动杆在套管内的位置改变前轮架与后轮架的长度，然后拧紧第一紧固螺丝对活动杆与套管进行固定，通过工具与第二齿轮的轴杆的矩形凹槽进行卡接，然后转动第二齿轮，通过第二齿轮与第三齿轮的啮合带动前轮架转动，从而改变前轮架倾斜角度，拧紧第二紧固螺丝对前轮架进行固定；

步骤三：翻转翻转架使得下滑架与地面垂直，推动上滑架移动至指定高度处，然后拧动把手带动双向丝杠转动，双向丝杠转动过程中，带动丝杠螺母相向移动，从而将第一齿条板向外推动，直至第一齿条板底部的限位块与第二u型板的内壁相抵触，从而将第一齿条板与第二齿条板外侧壁重合，之后在重力作用下，将第一齿条板与第二齿条板连接成整体，之后将三维扫描仪固定在托板上；

步骤四：启动三维扫描仪和控制三维扫描仪固定支架移动，通过前轮架进行导向，第二电机驱动后轮架移动，从而使得移动基座按照调整好的转弯半径移动，当移动基座移动完一周后，通过第一电机驱动活动托架向下移动，对新的高度进行扫描。

本发明的有益效果：

1、移动基座由电机驱动圆台底部的后轮架进行移动，在圆台的外壁转动连接有套管，且套管的内部滑动连接有活动杆，在活动杆的端部转动连接有前轮架，其中前轮架能够通过第二齿轮与第三齿轮啮合的方式进行偏转角度调整，这样移动基座在使用过程中，能够通过改变活动杆在套管内的位置以及前轮架的转动角度进行不同转弯半径的调节，方便三维扫描仪对大型产品进行环绕扫描；

2、圆台的上部转动连接有翻转架，通过翻转架与下滑架进行连接，而下滑架的内部滑动连接有上滑架，其中上滑架的顶部焊接有顶盖，在顶盖的内顶面中心位置处转动连接有双向丝杠，且双向丝杠的两端外壁旋合连接有两个丝杠螺母，并且两个丝杠螺母的外壁通过连杆与第一齿条板转动连接，上滑架可在下滑架内部进行上下滑动，并且上滑架可通过调节双向丝杠带动丝杠螺母进行上下移动，丝杠螺母上下的移动的过程中，能够将第一齿条板与下滑架外壁第二齿条板拼装成完整个体，整体结构新颖，便于对上滑架进行收纳，且套管能够进行翻转，活动杆能够进行伸缩，这样整体三维扫描仪固定架可根据需要进行收纳，方便储运；

3、翻转架能够进行90°翻转，使得下滑架与地面处于垂直状态，并且翻转后的下滑架能够使得活动托架向着更低的位置进行移动，而拉伸后的上滑架能够扩展更高的扫描高度，通过与移动基座进行配合，能够实现不同高度的环绕扫描，提升三维扫描仪的扫描完整性。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明整体结构示意图。

图2是本发明中移动基座结构示意图。

图3是本发明中移动基座内部结构示意图。

图4是本发明中活动杆内部结构示意图。

图5是本发明中上滑架结构示意图。

图6是本发明中活动托架结构示意图。

图7是本发明中下滑架结构示意图。

图8是本发明中翻转架结构示意图。

图中：1、翻转架；2、活动托架；21、第一齿轮；22、卡接架；23、第一电机；24、托板；3、上滑架；31、双向丝杠；32、丝杠螺母；33、连杆；34、顶盖；35、第一u型板；36、把手；37、限位块；38、第一齿条板；4、下滑架；41、第二u型板；42、第二齿条板；43、限位板；5、移动基座；51、后轮架；52、圆台；53、套管；54、第一紧固螺丝；55、活动杆；56、第二紧固螺丝；57、前轮架；58、第一链轮；59、第二电机；510、蓄电池；511、第二链轮；512、指针；513、第二齿轮；514、第三齿轮。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-8所示，一种用于产品图像采集的三维扫描仪固定支架，包括翻转架1、活动托架2、上滑架3、下滑架4和移动基座5，移动基座5包括圆台52，圆台52的底部通过轴承活动连接有后轮架51，圆台52的内部固定有第二电机59和蓄电池510，第二电机59通过电机轴传动连接有第一链轮58，第一链轮58通过链条与卡接在后轮架51轴杆外壁的第二链轮511传动连接，圆台52远离后轮架51的外壁的转动座通过螺栓与套管53转动连接，套管53的内部滑动连接有活动杆55，套管53的端部旋合连接有与活动杆55外壁挤压贴靠的第一紧固螺丝54，活动杆55端部通过轴承活动连接有前轮架57，前轮架57位于活动杆55内的轴杆外壁卡接固定有第三齿轮514，前轮架57位于活动杆55端面上部的轴杆卡接固定有指针512，活动杆55的内部转动连接有与第三齿轮514啮合的第二齿轮513，活动杆55的上表面旋合连接有与第三齿轮514端面挤压贴靠的第二紧固螺丝56，圆台52上端面中心位置处通过转动座转动连接有翻转架1，翻转架1的端部焊接有下滑架4，下滑架4包括第二u型板41，第二u型板41的两侧外壁固定有第二齿条板42，第二u型板41的上端焊接有限位板43，下滑架4的内部滑动连接有上滑架3，上滑架3包括与第二u型板41滑动连接的第一u型板35，第一u型板35的顶部焊接有顶盖34，顶盖34的内顶面中心位置处转动连接有双向丝杠31，双向丝杠31的底部焊接有把手36，双向丝杠31的外壁旋合有两个丝杠螺母32，两个丝杠螺母32外壁各自通过一对连杆33与两侧的第一齿条板38转动连接，第一齿条板38的底部内壁焊接有限位块37，下滑架4的外部滑动连接有活动托架2，活动托架2包括套设在下滑架4外部的卡接架22，卡接架22内部转动连接有一对与第一齿条板38或第二齿条板42啮合传动的第一齿轮21，卡接架22的外部固定有与第一齿轮21传动连接的第一电机23，卡接架22位于第一电机23同侧的外壁底部焊接有托板24。

作为本发明的一种技术优化方案，活动杆55上端面围绕前轮架57的轴杆印刻有角度标线，角度标线通过与指针512进行组合，操作人员能够通过指针512直观的了解前轮架57转动角度，从而确定整个移动基座5的转弯半径。

作为本发明的一种技术优化方案，后轮架51轴杆的轴线位于托板24的竖直中心面内，由于后轮架51轴杆的轴线经过移动基座5转弯半径的圆心，而托板24的竖直中心面内含后轮架51轴杆轴线，保证三维扫描仪的摄像头能够与扫描产品处于垂直状态，从而保证图像扫描的精度。

作为本发明的一种技术优化方案，第一齿条板38的厚度和第二齿条板42及其对应位置的第二u型板41壁厚之和相同，由于第一齿条板38的底部焊接有限位块37，通过限位块37能够阻止连杆33带动第一齿条板38向外移动，这样当限位块37与第二u型板41内壁贴靠时，第一齿条板38与第二齿条板42能够拼装成一个完整的平面，方便活动托架2通过第一齿轮21进行上下移动。

作为本发明的一种技术优化方案，顶盖34的内宽与第二u型板41的槽深相同，顶盖34内有第一u型板35和第一齿条板38，顶盖34的内宽与第二u型板41的槽深相同，则能够限制第一齿条板38仅能够做向外扩张运动，限制第一齿条板38发生转动，从而提高双向丝杠31带动第一齿条板38移动的稳定性。

作为本发明的一种技术优化方案，翻转架1的转动角度为0-90°，限制翻转架1的转动保证翻转架1在收纳时处于水平放置状态，而使用时处于竖直状态，保证下滑架4翻转后的精度，减少人为调节的环节，方便对翻转架1进行快速组装和拆卸。

作为本发明的一种技术优化方案，活动杆55的外壁印刻有长度标线，当活动杆55在套管53内进行移动时，通过活动杆55外壁印刻的长度标线方便确定整个移动基座5的拉伸长度。

作为本发明的一种技术优化方案，第二齿轮513内部卡接的轴杆贯穿活动杆55的端面，且轴杆的上端面开设有矩形凹槽，轴杆上端面开设的矩形凹槽，方便带有矩形凸块的工具与矩形凹槽进行卡接，通过工具拧动第二齿轮513转动，实现第二齿轮513与第三齿轮514的啮合传动。

后轮架51由轴杆和车轮组成，其中在轴杆的两端通过单向轴承与车轮转动连接，这样当第二电机59通过第一链轮58与第二链轮511进行驱动时，能够带动车轮旋转，前轮架57包括一个y型叉架，在y型叉架的内部转动有车轮，当前轮架57发生偏转后，车轮对移动基座5进行导向，使得移动基座5能够按照调整好的转弯半径进行移动。

一种用于产品图像采集的三维扫描仪固定支架的使用方法，该三维扫描仪固定支架的具体使用操作步骤为：

步骤一：将需要扫描的大型产品通过吊装设备运转至光整的平面放置，确定大型产品的外围直径；

步骤二：通过移动活动杆55在套管53内的位置改变前轮架57与后轮架51的长度，然后拧紧第一紧固螺丝54对活动杆55与套管53进行固定，通过工具与第二齿轮513的轴杆的矩形凹槽进行卡接，然后转动第二齿轮513，通过第二齿轮513与第三齿轮514的啮合带动前轮架57转动，从而改变前轮架57倾斜角度，拧紧第二紧固螺丝56对前轮架57进行固定；

步骤三：翻转翻转架1使得下滑架4与地面垂直，推动上滑架3移动至指定高度处，然后拧动把手36带动双向丝杠31转动，双向丝杠31转动过程中，带动丝杠螺母32相向移动，从而将第一齿条板38向外推动，直至第一齿条板38底部的限位块37与第二u型板41的内壁相抵触，从而将第一齿条板38与第二齿条板42外侧壁重合，之后在重力作用下，将第一齿条板38与第二齿条板42连接成整体，之后将三维扫描仪固定在托板24上；

步骤四：启动三维扫描仪和控制三维扫描仪固定支架移动，通过前轮架57进行导向，第二电机59驱动后轮架51移动，从而使得移动基座5按照调整好的转弯半径移动，当移动基座5移动完一周后，通过第一电机23驱动活动托架2向下移动，对新的高度进行扫描。

本发明的有益效果：

1、移动基座5由电机驱动圆台52底部的后轮架51进行移动，在圆台52的外壁转动连接有套管53，且套管53的内部滑动连接有活动杆55，在活动杆55的端部转动连接有前轮架57，其中前轮架57能够通过第二齿轮与第三齿轮啮合的方式进行偏转角度调整，这样移动基座5在使用过程中，能够通过改变活动杆55在套管53内的位置以及前轮架57的转动角度进行不同转弯半径的调节，方便三维扫描仪对大型产品进行环绕扫描；

2、圆台52的上部转动连接有翻转架1，通过翻转架1与下滑架4进行连接，而下滑架4的内部滑动连接有上滑架3，其中上滑架3的顶部焊接有顶盖34，在顶盖34的内顶面中心位置处转动连接有双向丝杠31，且双向丝杠31的两端外壁旋合连接有两个丝杠螺母32，并且两个丝杠螺母32的外壁通过连杆33与第一齿条板38转动连接，上滑架3可在下滑架4内部进行上下滑动，并且上滑架3可通过调节双向丝杠31带动丝杠螺母32进行上下移动，丝杠螺母32上下的移动的过程中，能够将第一齿条板38与下滑架4外壁第二齿条板42拼装成完整个体，整体结构新颖，便于对上滑架3进行收纳，且套管53能够进行翻转，活动杆55能够进行伸缩，这样整体三维扫描仪固定架可根据需要进行收纳，方便储运；

3、翻转架1能够进行90°翻转，使得下滑架4与地面处于垂直状态，并且翻转后的下滑架4能够使得活动托架2向着更低的位置进行移动，而拉伸后的上滑架3能够扩展更高的扫描高度，通过与移动基座5进行配合，能够实现不同高度的环绕扫描，提升三维扫描仪的扫描完整性。

工作原理：使用时，将需要扫描的大型产品通过吊装设备运转至光整的平面放置，通过皮尺确定大型产品的外围直径，同时确定外围圆的圆心和侧边，然后将移动基座5的后轮架51的内侧车轮以及前轮架57的车轮放置在大型产品的外围圆上，然后根据测量得知的外围直径来确定移动基座5的转弯半径，通过移动活动杆55在套管53内的位置改变前轮架57与后轮架51的长度，然后拧紧第一紧固螺丝54对活动杆55与套管53进行固定，通过工具与第二齿轮513的轴杆的矩形凹槽进行卡接，然后通过工具带动第二齿轮513旋转，转动第二齿轮513与第三齿轮514的啮合带动前轮架57转动指定的角度，从而改变前轮架57倾斜角度，通过拧紧第二紧固螺丝56对第三齿轮514进行固定，从而对前轮架57进行固定，实现对移动基座5转弯半径的调整，然后翻转翻转架1使得下滑架4与地面垂直，推动上滑架3移动至第一齿条板38的底端高出下滑架4顶端的高度处，然后拧动把手36带动双向丝杠31转动，双向丝杠31在转动过程中，带动双向丝杠31两端的丝杠螺母32相向移动，相向移动的丝杠螺母32通过连杆33将第一齿条板38平行向外推动，直至第一齿条板38底部的限位块37与第二u型板41的内壁相抵触，从而将第一齿条板38与第二齿条板42外侧壁重合，之后撤去对上滑架3的支撑力，使得上滑架3在重力作用下向下滑落，从而将第一齿条板38与第二齿条板42连接成整体，之后将三维扫描仪固定在活动托架2的托板24上，使得三维扫描仪的摄像头对准需要扫描的工业产品并且摄像头扫面端面与后轮架51轴杆的中心线垂直，控制活动托架2内部的第一电机23驱动第一齿轮21转动，通过第一齿轮21与第一齿条板38或者第二齿条板42进行啮合传动带动活动托架2移动至高于大型产品顶面位置处，之后开启三维扫描仪进行扫描，通过前轮架57进行导向，第二电机59通过第二链轮511与第一链轮58的啮合传动驱动后轮架51转动，从而使得移动基座5按照调整好的转弯半径移动，当移动基座5移动完一周后，通过第一电机23驱动第一齿轮21转动，转动的第一齿轮21通过与第一齿条板38或者第二齿条板42进行啮合传动带动活动托架2向下移动一定高度，继而三维扫描仪对新的高度进行环绕扫描。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。