一种非接触式牙颌医学三维自动化测量设备的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种非接触式牙颌医学三维自动化测量设备，包括光路调整模块、牙模定位模块和视觉测量模块，其中，所述视觉测量模块用于对牙颌模型进行光扫描测量，其设置在所述光路调整模块并可通过该光路调整模块对所述视觉测量模块的光路进行调整，所述牙颌模型设置在所述牙模定位模块上，并通过该牙模定位模块进行定位和调整，从而以配合所述视觉测量模块实现对该牙颌模型的三维扫描测量。该设备的支撑系统刚度高，工作过程稳定，抗干扰性强；光路调节范围大，操作简便；牙模固定可调整力度，灵活实用；牙模位置调整实现自动化，精确快捷。
【专利说明】一种非接触式牙颌医学三维自动化测量设备
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及机器视觉领域，具体涉及一种牙颌医学三维自动化测量设备。
【背景技术】
[0002]牙颌形态的观察与测量分析涉及口腔医学多个领域，直接关系到口腔疾病的诊断、治疗方案设计以及对疗效的评价。在以往的研究与临床医疗中，所采用卡尺、角度尺等简单测量工具，故测量内容和能力受限，难以对牙颌模型表面复杂的三维几何形态做出全面、精确的定量描述与分析。国外在上世纪70年代开始将数字化口腔CAD/CAM技术引入口腔修复体的设计与制作中来，已有较多的理论与实践。我国现在也有部分学者在研究这个领域，但仍未有成熟产品，既有的相关设备也有诸多待改进的地方。
[0003]现有的牙齿三维光学测量设备存在以下问题:(I)光路相对固定，高度角度调节范围有限或调节较为繁琐；(2)光路多采用悬臂结构支撑，测量系统刚性不够好，难以保持系统定标后长时间有效，且易受外界干扰；(3)测量完整的牙模需要从多个角度获取点云数据进行拼合，现有设备多采用手动调节，效率和精度都不高。
实用新型内容
[0004]针对现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种非接触式牙颌医学三维自动化测量设备，可通过简明的机械结构实现光路的快速调整，过程的稳定操作以及点云的完整精确获取，从而以得到牙齿整体三维模型。
[0005]为实现上述目的，本实用新型提供了一种非接触式牙颌医学三维自动化测量设备，用于对牙颌模型进行三维扫描测量，以获得牙齿三维模型，其特征在于，该设备包括光路调整模块、牙模定位模块和视觉测量模块，其中，所述视觉测量模块用于对牙颌模型进行光扫描测量，其设置在所述光路调整模块上并可通过该光路调整模块对所述视觉测量模块的光路进行调整，所述牙颌模型设置在所述牙模定位模块上，并通过该牙模定位模块进行定位和调整，从而以配合所述视觉测量模块实现对该牙颌模型的三维扫描测量。
[0006]作为本实用新型的改进，所述的光路调整模块包括竖直平面位置调整机构和设置在该竖直平面位置调整机构上的角度调整结构，其中，所述竖直平面位置调整机构实现视觉测量模块在竖直平面上两个自由度的调整，所述角度调整机构可实现其角度调整，从而通过二者共同实现视觉测量模块光路的调整。
[0007]作为本实用新型的改进，所述竖直平面位置调整机构包括底座，设置在该底座上的竖直调整结构和设置在所述竖直调整结构上的水平调整结构，其中，
[0008]所述竖直调整结构包括竖直导向轴,导向轴支座,支柱固定夹,其中导向轴支座与底座联接，竖直导向轴插入导向轴支座内，并通过内置定位销固定，支柱固定夹通过竖直通孔与竖直导向轴配合，可在竖直方向大范围移动，确定位置后通过锁紧螺钉抱死滑动副，实现摩擦锁紧；
[0009]所述水平调整结构包括横梁和导向轴支座，其中，所述支柱固定夹通过其上的横向通孔与所述横梁配合，使得所述横梁可在水平方向移动，所述导向轴支座通过其上的水平通孔与该横梁配合，使得该导向轴支座可在水平方向移动。
[0010]作为本实用新型的改进，所述角度调整结构主要包括底平板、微型投影仪调整结构和工业相机调整结构，其中，所述底平板与导向轴支座连接，从而将竖直平面位置调整单元与角度调整单元连接起来；
[0011]所述微型投影仪调整结构包括投影仪转接板、第一双头螺柱、第一螺母、第一螺钉和螺母，其中，所述双头螺柱一端连接底平板，中间光杆部分作为短轴出过投影仪转接板并与其构成转动副，另一端通过第一螺母拧紧限定轴向运动，该投影仪转接板可绕双头螺柱中间光杆部分旋转实现角度调节，位置确定后，拧动投影仪转接板另一侧开设的圆弧槽上的第二螺母，使之与固定在底平板上的螺钉旋合，从而压紧固定投影仪转接板；
[0012]所述工业相机调整结构包括相机转接板、第二双头螺柱、第三螺母、第二螺钉和第四螺母，其中，所述第二双头螺柱一端连接底平板，中间光杆部分作为短轴与相机转接板构成转动副，另一端通过第三螺母拧紧限定轴向运动，该相机转接板可绕双头螺柱中间光杆部分旋转实现角度调节，位置确定后，拧动所述压紧相机转接板一侧开设的圆弧槽上的第四螺母，使之与固定在底平板上的第二螺钉旋合，从而压紧固定所述相机转接板。
[0013]作为本实用新型的改进，所述视觉测量模块包括工业相机和投影仪，其分别设置在所述工业相机调整结构和微型投影仪调整结构上，用于实现结构光栅投影和图像采集。
[0014]作为本实用新型的改进，所述牙模定位模块包括牙模固定单元和牙模位置调节单元，牙模固定单元用于将待测牙模固定在旋转台上，牙模位置调节单元用于改变旋转台位置，从而调整牙模姿态。
[0015]作为本实用新型的改进，所述牙模固定单元包括旋转台、滑块夹具和弹性橡胶压块，其中，滑块夹具与弹性橡胶压块间通过胶水粘合，放置好牙模后，滑块夹具可通过旋转台上开的直槽调节位置，直至弹性橡胶压块对牙模的弹性压力可以固定牙模，然后拧动螺钉压紧旋转台，使之固定。
[0016]作为本实用新型的改进，所述牙模位置调节单元包括翻转调节结构和水平旋转调节结构，其中，翻转调节结构上的连接板通过螺钉连接水平旋转调节结构中的上支板，在连接板与上支板间设置有肋板，该肋板通过螺钉连接上支板，通过螺钉连接连接板，翻转调节结构和水平旋转调节结构共同完成旋转台的两自由度旋转。
[0017]作为本实用新型的改进，所述翻转调节结构包括动力部分，传动部分，支撑部分和连接部分，其中，所述动力部分包括翻转步进电机，所述传动部分包括联轴器、连接短轴、导向轴支座和固定在该导向轴支座上的连接板，所述支撑部分包括电机固定板、定位带座轴承、上压板、支承板和支承底板，所述支承底板通过螺钉与光路调整模块中的底座连接，所述支承板一端固定在该支承底板上，所述支承板另一端通过螺钉固定有上压板，所述翻转步进电机通过联轴器将扭矩传递给被所述定位带座轴承支承的连接短轴，进而带动导向轴支座及连接板的旋转，从而带动固定在该连接板上的旋转台旋转，实现翻转调节。
[0018]作为本实用新型的改进，所述水平旋转调节结构包括动力单元，传动单元，支撑单元和连接单元，其中，所述动力单元包括水平步进电机，传动单元包括联轴器、连接短轴和上平托，旋转台通过螺钉与上平托固连，支撑单元包括电机接台和上支板，所述电机接台一端通过螺钉与步进电机连接，另一端通过螺钉连接翻转调节机构上的上支板，水平步进电机通过联轴器将扭矩传递给连接短轴，进而带动上平托及旋转台的旋转，从而实现旋转台的水平旋转调节。
[0019]本实用新型中，所述竖直平面位置调整单元利用水平导向轴与竖直导向轴和导向轴支座或支柱固定夹通孔间的配合，实现水平与竖直方向上的滑动，实现位置调整，位置确定后，再拧动锁紧螺钉，使之固定。
[0020]本实用新型中，所述角度调整单元由微型投影仪调整结构和工业相机调整结构组成。
[0021]本实用新型中，所述微型投影仪调整结构通过投影仪转接板一侧的通孔实现绕短轴旋转调整角度，位置确定后，再拧动螺钉压紧投影仪转接板另一侧的圆弧槽，使之固定。
[0022]本实用新型中，所述工业相机调整结构通过相机转接板一侧的通孔实现绕短轴旋转调整角度，位置确定后，再拧动螺钉压紧相机转接板另一侧的圆弧槽，使之固定。
[0023]本实用新型中，所述视觉测量模块由微型投影仪、工业相机和夹具组成。其中微型投影仪通过Z形侧支板上下两平面将自身固定在投影仪转接板上，工业相机利用螺钉将自身锁紧固定在相机转接板上。
[0024]本实用新型的装置以光栅投影为基础，通过非接触拍照式测量技术，快速获得高精度牙颌模型三维点云数据，通过图像拼合技术，最后生成牙齿整体三维模型，作为后续处理的基础与参考。本实用新型与现有技术相比，具有以下的有益效果:
[0025]I)通过采用精密导向轴与轴支座、横梁组成龙门结构，同时将视觉测量模块中的投影仪与相机所在的底平板通过支座连接到横梁上，形成具有较强刚度的支架支撑系统，定标结果可以长时间保持稳定，且不易受外界影响；
[0026]2)通过调整竖直和水平方向的支座位置可以实现测量光路在竖直平面内两自由度的大范围移动，通过旋转投影仪及相机转接板，改变相对底平板的位置，可以小范围调整拍摄角度，使光路调整更简便；
[0027]3)牙模固定单元中，滑块夹具可实现对不同形状及大小的牙模进行灵活夹持，且其上粘合的弹性橡胶压块可调整夹紧力度，更具有实际意义；
[0028]4)牙模位置调整单元中，通过自动控制模块，实现旋转平台的两自由度旋转，更加精确快捷。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]图1是本实用新型牙颌模型测量装置具体实施例的立体组合图；
[0030]图2a是本实用新型牙颌模型测量装置中光路调整模块的整体立体组合图；
[0031]图2b是本实用新型牙颌模型测量装置中光路调整模块中竖直平面位置调整单元的立体组合图；
[0032]图2c是本实用新型牙颌模型测量装置中光路调整模块中角度调整单元的立体组合图；
[0033]图3a是本实用新型牙颌模型测量装置中牙模定位模块的整体立体组合图；
[0034]图3b是本实用新型牙颌模型测量装置中牙模定位模块中牙模固定单元的立体组合图；
[0035]图3c是本实用新型牙颌模型测量装置中牙模定位模块中牙模位置调节单元的立体组合图；
[0036]图3d是本实用新型牙颌模型测量装置中牙模定位模块中牙模位置调节单元中翻转调节结构的立体组合图；
[0037]图3e是本实用新型牙颌模型测量装置中牙模定位模块中牙模位置调节单元中翻转调节结构的立体分解图；
[0038]图3f是本实用新型牙颌模型测量装置中牙模定位模块中牙模位置调节单元中水平旋转调节结构的立体组合图；
[0039]图3g是本实用新型牙颌模型测量装置中牙模定位模块中牙模位置调节单元中水平旋转调节结构的立体分解图；
[0040]图4是本实用新型牙颌模型测量装置中视觉测量模块中微型投影仪及夹具的立体组合图；
[0041]图5是本实用新型牙颌模型测量装置中视觉测量模块中工业相机及夹具的立体分解图。
[0042]图6是本实用新型牙颌模型测量装置中自动控制模块的原理图。
【具体实施方式】
[0043]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。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0044]图1是本实用新型牙颌模型测量装置具体实施例的立体组合图。
[0045]如图1中所示，本实用新型实施例的牙颌模型测量装置主要包括光路调整模块
11、牙模定位模块12、自动控制模块13和视觉测量模块14。其中，自动控制模块13由电源、可编程逻辑控制器PLC、驱动器、步进电机和PC端控制界面组成；光路调整模块11由支架与微型投影仪调整单元、工业相机调整单元组成；视觉测量模块14由微型投影仪、工业相机和夹具组成。
[0046]视觉测量模块14所在的底平板22可在竖直平面内大范围移动，实现大范围光路调整；转接板21具有转动的自由度，可实现光路局部调整；自动控制模块13中的电机工作，使牙模定位模块12中的旋转台31具有两个自由度的旋转。整个牙模定位模块置于视觉测量模块之下，牙模姿态调整好后，视觉测量模块与牙模的相对位置固定了，可以开始结构光扫描测量。
[0047]图2a是图1中光路调整模块11的整体立体组合图。如图2a所示，光路调整模块11主要包括竖直平面位置调整机构(图2b)和角度调整结构(图2c)。竖直平面位置调整机构实现视觉测量模块在竖直平面内两个自由度的大范围调整，角度调整结构实现局部的角度调整，二者共同完成光路的调整。
[0048]图2b是本实用新型牙颌模型测量装置中图1中的光路调整模块11中竖直平面位置调整单元的立体组合图。如图2b所示，光路调整模块中的竖直平面位置调整机构包括底座201，竖直调整结构和水平调整结构。其中底座201是整个系统的基础，用来支撑或放置其他三个模块。竖直调整结构包括竖直导向轴202，导向轴支座203，支柱固定夹204组成。导向轴支座203通过内六角螺钉207与底座201联接，竖直导向轴202插入导向轴支座203内，并通过内置定位销固定，支柱固定夹204通过竖直通孔与竖直导向轴202配合，可在竖直方向大范围移动，确定位置后通过锁紧螺钉208抱死滑动副，实现摩擦锁紧。
[0049]水平调整结构包括横梁205，支柱固定夹204、导向轴支座206。水平调整有两种方法:其一，支柱固定夹204通过横向通孔与横梁205配合,可在水平方向的大范围移动，调好位置后通过锁紧螺钉209抱死，实现摩擦锁紧；其二，导向轴支座206通过横向通孔与横梁205配合，可在水平方向的大范围移动，调好位置后通过锁紧螺钉210抱死，实现摩擦锁紧。
[0050]图2c是本实用新型牙颌模型测量装置中光路调整模块中角度调整单元的立体组合图。如图2c所示，角度调整结构主要包括底平板211、微型投影仪调整结构和工业相机调整结构。其中，底平板211通过盘头内六角螺钉与导向轴支座206连接，从而将竖直平面位置调整单元与角度调整单元连接起来。微型投影仪调整结构主要包括投影仪转接板219、双头螺柱218、螺母222、螺钉221和螺母220组成。其中，双头螺柱218 —端连接底平板211，中间作为短轴与投影仪转接板219构成转动副，另一端通过螺母222拧紧限定轴向运动。投影仪转接板219可绕双头螺柱218中间光杆部分旋转实现角度调节，位置确定后，拧动螺母220与固定在底平板211上的螺钉221旋合，压紧投影仪转接板219另一侧的圆弧槽，使之固定。工业相机调整结构主要包括相机转接板216、双头螺柱217、螺母213、螺钉215和螺母214组成。其中，双头螺柱217 —端连接底平板211，中间作为短轴与相机转接板216构成转动副，另一端通过螺母213拧紧限定轴向运动。相机转接板216可绕双头螺柱217中间光杆部分旋转实现角度调节，位置确定后，拧动螺母214与固定在底平板211上的螺钉215旋合，压紧相机转接板216另一侧的圆弧槽，使之固定。
[0051]图3a是本实用新型牙颌模型测量装置中牙模定位模块12的整体立体组合图。如图3a所示，牙模定位模块12包括牙模固定单元(图3b)和牙模位置调节单元(图3c)。牙模固定单元用于将待测牙模固定在旋转台上，牙模位置调节单元用于改变旋转台位置，从而调整牙模姿态。
[0052]图3b是本实用新型牙颌模型测量装置中牙模定位模块12中牙模固定单元的立体组合图。如图3b所示，牙模固定单元主要包括旋转台301、滑块夹具302、螺钉303和弹性橡胶压块304。其中，滑块夹具302与弹性橡胶压块304间通过胶水粘合。放置好牙模后，滑块夹具302可通过旋转台301上开的直槽调节位置，直至弹性橡胶压块对牙模的弹性压力可以固定牙模，然后拧动螺钉303压紧旋转台301，使之固定。
[0053]图3c是本实用新型牙颌模型测量装置中牙模定位模块12中牙模位置调节单元的立体组合图。如图3c所示牙模位置调节单元主要包括翻转调节结构(图3d)和水平旋转调节结构(图3f)，翻转调节结构上的连接板305通过螺钉310连接水平旋转调节结构中的上支板306，为保证结构的稳定性，在连接板305与上支板306间加一肋板307，肋板307通过螺钉308连接上支板306，通过螺钉309连接连接板305。翻转调节结构和水平旋转调节结构共同完成旋转台301的两自由度旋转。
[0054]图3e是本实用新型牙颌模型测量装置中牙模定位模块12中牙模位置调节单元中翻转调节结构的立体分解图。如图3e所示，翻转调节结构主要包括动力部分，传动部分，支撑部分和连接部分。动力部分为自动控制模块中的步进电机325 ;传动部分包括联轴器313、连接短轴315、导向轴支座316和连接板305 ;支撑部分包括电机固定板312、定位带座轴承314、上压板322、支承板324和支承底板320 ;前三部分再通过连接部分连接起来形成一个整体。其中，支承底板320通过螺钉321与光路调整模块11中的底座201连接，再通过螺钉319将支承板324固定上来，支承板324通过螺钉323在其上固定上压板322，至此构成传动部分的底部支撑结构。步进电机325工作将通过联轴器313将扭矩传递给被定位带座轴承314支承的连接短轴315，进而带动导向轴支座316的旋转，而导向轴支座316又通过螺钉317固连连接板305，使其旋转，从而实现旋转台301的翻转调节。
[0055]图3g是本实用新型牙颌模型测量装置中牙模定位模块12中牙模位置调节单元中水平旋转调节结构的立体分解图。如图3g所示，水平旋转调节结构主要包括动力部分，传动部分，支撑部分和连接部分。动力部分为自动控制模块中的步进电机326 ;传动部分包括联轴器329、连接短轴332和上平托330 ;支撑部分包括电机接台328和上支板306 ;前三部分再通过连接部分连接起来形成一个整体。其中，电机接台328通过螺钉334连接步进电机326，通过螺钉333连接上支板306，从而将电机固定在系统中。步进电机326工作将通过联轴器329将扭矩传递给连接短轴332，进而带动上平托330的旋转，而上平托330又通过螺钉331固连旋转台301，从而实现旋转台301的水平旋转调节。
[0056]图4是本实用新型牙颌模型测量装置中视觉测量模块14中微型投影仪及夹具的立体组合图。如图4所示，微型投影仪401通过两对长Z形侧支板403和短Z形侧支板402上下两平面将自身固定在投影仪转接板219上。而长Z形侧支板403通过螺钉404连接在投影仪转接板219上，短Z形侧支板402通过螺钉405连接在投影仪转接板219上。
[0057]图5是本实用新型牙颌模型测量装置中视觉测量模块14中工业相机及夹具的立体分解图。如图5所示，工业相机501利用螺钉502将自身锁紧固定在相机转接板216上。
[0058]图6是本实用新型牙颌模型测量装置中自动控制模块的原理图。如图6所示，PC端通过界面操作，发给可编程逻辑控制器PLC (已有电源供电)命令，通过驱动器控制步进电机旋转一定角度，实现牙模空间位置姿态调整。
[0059]在使用本实用新型的牙颌模型测量装置时，工作人员第一步先通过光路调整模块11确定视觉测量模块14在整个系统中的位置，包括底平板22在竖直平面的位置和微型投影仪401与工业相机501的角度，并要在之后的操作中保持不变。第二步进行系统标定:在旋转台301上固定棋盘标定板，通过自动控制模块13改变旋转台301的空间位置，优选采用张正友基于自由平面的标定法，对多幅不共面的棋盘格标定靶进行图像采集，最终建立考虑镜头畸变的摄像机模型及投影仪模型，并确定了摄像机坐标系，投影仪坐标系，世界坐标系三者之间的关系。第三步进行正式的牙颌模型操作:先将待测牙模固定在旋转台301上完成牙模定位，然后微型投影仪401实现结构光栅投影，工业相机501进行图像采集，将数据传入PC,通过Microsoft Visual Studio调用OpenCV库函数生成点云文件,用Geomagic Studio打开获得牙模三维点云模型,并在此基础上进行牙齿参数测量,完成目标功能。
[0060]本领域的技术人员容易理解，以上所述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。
【权利要求】
1.一种非接触式牙颌医学三维自动化测量设备，用于对牙颌模型进行三维扫描测量，以获得牙齿三维模型，其特征在于，该设备包括光路调整模块(11)、牙模定位模块(12)和视觉测量模块(14)，其中，所述视觉测量模块(14)用于对牙颌模型进行光扫描测量，其设置在所述光路调整模块(11)上并可通过该光路调整模块(11)对所述视觉测量模块(14)的光路进行调整，所述牙颌模型设置在所述牙模定位模块(12)上，并通过该牙模定位模块(12)进行定位和调整，从而以配合所述视觉测量模块(14)实现对该牙颌模型的三维扫描测量。
2.根据权利要求1所述的非接触式牙颌医学三维自动化测量设备，其中，所述的光路调整模块(11)包括竖直平面位置调整机构和设置在该竖直平面位置调整机构上的角度调整结构，其中，所述竖直平面位置调整机构实现视觉测量模块(14)在竖直平面上两个自由度的调整，所述角度调整机构可实现其角度调整，从而通过二者共同实现视觉测量模块(14)光路的调整。
3.根据权利要求2所述的非接触式牙颌医学三维自动化测量设备，其中，所述竖直平面位置调整机构包括底座(201)，设置在该底座(201)上的竖直调整结构和设置在所述竖直调整结构上的水平调整结构,其中， 所述竖直调整结构包括竖直导向轴(202)，导向轴支座(203)，支柱固定夹(204)，其中导向轴支座(203)与底座(201)联接，竖直导向轴(202)插入导向轴支座(203)内，并通过内置定位销固定，支柱固定夹(204)通过竖直通孔与竖直导向轴(202)配合,可在竖直方向大范围移动，确定位置后通过锁紧螺钉(208)抱死滑动副，实现摩擦锁紧； 所述水平调整结构包括横梁(205)和导向轴支座(206)，其中，所述支柱固定夹(204)通过其上的横向通孔与所述横梁(205 )配合，使得所述横梁(205 )可在水平方向移动，所述导向轴支座(206 )通过其上的水平通孔与该横梁(205 )配合，使得该导向轴支座(205 )可在水平方向移动。
4.根据权利要求3所述的非接触式牙颌医学三维自动化测量设备，其中，所述角度调整结构主要包括底平板(211)、微型投影仪调整结构和工业相机调整结构，其中，所述底平板(211)与导向轴支座(206)连接，从而将竖直平面位置调整单元与角度调整单元连接起来； 所述微型投影仪调整结构包括投影仪转接板(219)、第一双头螺柱(218)、第一螺母(222)、第一螺钉(221)和螺母(220)，其中，所述双头螺柱(218) —端连接底平板(211)，中间光杆部分作为短轴出过投影仪转接板(219)并与其构成转动副，另一端通过第一螺母(222)拧紧限定轴向运动，该投影仪转接板(219)可绕双头螺柱(218)中间光杆部分旋转实现角度调节，位置确定后，拧动投影仪转接板(219)另一侧开设的圆弧槽上的第二螺母(220)，使之与固定在底平板(211)上的螺钉(221)旋合，从而压紧固定投影仪转接板(219)； 所述工业相机调整结构包括相机转接板(216)、第二双头螺柱(217)、第三螺母(213)、第二螺钉(215)和第四螺母(214)，其中，所述第二双头螺柱217 —端连接底平板(211)，中间光杆部分作为短轴与相机转接板216构成转动副，另一端通过第三螺母(213)拧紧限定轴向运动，该相机转接板(216)可绕双头螺柱(217)中间光杆部分旋转实现角度调节，位置确定后，拧动所述压紧相机转接板(216)另一侧开设的圆弧槽上的第四螺母(214)，使之与固定在底平板(211)上的第二螺钉(215)旋合，从而压紧固定所述相机转接板(216)。
5.根据权利要求4所述的非接触式牙颌医学三维自动化测量设备，其中，所述视觉测量模块(14)包括工业相机和投影仪，其分别设置在所述工业相机调整结构和微型投影仪调整结构上，用于实现结构光栅投影和图像采集。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的非接触式牙颌医学三维自动化测量设备，其中，所述牙模定位模块(12)包括牙模固定单元和牙模位置调节单元，牙模固定单元用于将待测牙模固定在旋转台上，牙模位置调节单元用于改变旋转台位置，从而调整牙模姿态。
7.根据权利要求6所述的非接触式牙颌医学三维自动化测量设备，其中，所述牙模固定单元包括旋转台(301)、滑块夹具(302)和弹性橡胶压块(304)，其中，滑块夹具(302)与弹性橡胶压块(304)间通过胶水粘合，放置好牙模后，滑块夹具(302)可通过旋转台(301)上开的直槽调节位置，直至弹性橡胶压块(304)对牙模的弹性压力可以固定牙模，然后拧动螺钉压紧旋转台(301)，使之固定。
8.根据权利要求7所述的非接触式牙颌医学三维自动化测量设备，其中，所述牙模位置调节单元包括翻转调节结构和水平旋转调节结构，其中，翻转调节结构上的连接板(305)通过螺钉连接水平旋转调节结构中的上支板(306 )，在连接板(305 )与上支板(306 )间设置有肋板(307 )，该肋板(307 )通过螺钉连接上支板(306 )，通过螺钉连接连接板(305 )，翻转调节结构和水平旋转调节结构共同完成旋转台(301)的两自由度旋转。
9.根据权利要求8所述的非接触式牙颌医学三维自动化测量设备，其中，所述翻转调节结构包括动力部分，传动部分，支撑部分和连接部分，其中，所述动力部分包括翻转步进电机(325)，所述传动部分包括联轴器(313)、连接短轴(315)、导向轴支座(316)和固定在该导向轴支座(316)上 的连接板(305)，所述支撑部分包括电机固定板(312)、定位带座轴承(314 )、上压板(322 )、支承板(324 )和支承底板(320 )，所述支承底板(320 )通过螺钉与光路调整模块(11)中的底座(201)连接，所述支承板(324 ) —端固定在该支承底板(320 )上，所述支承板(324 )另一端通过螺钉固定有上压板(322 )，所述翻转步进电机(325 )通过联轴器(313 )将扭矩传递给被所述定位带座轴承(314 )支承的连接短轴(315 )，进而带动导向轴支座(316)及连接板(305)的旋转，从而带动固定在该连接板(305)上的旋转台(301)旋转，实现翻转调节。
10.根据权利要求8或9所述的非接触式牙颌医学三维自动化测量设备，其中，所述水平旋转调节结构包括动力单元，传动单元，支撑单元和连接单元，其中，所述动力单元包括水平步进电机(326)，传动单元包括联轴器(329)、连接短轴(332)和上平托(330)，旋转台(301)通过螺钉(331)与上平托(330 )固连，支撑单元包括电机接台(328 )和上支板(306 )，所述电机接台(328 ) —端通过螺钉(334 )与步进电机(326 )连接，另一端通过螺钉(333 )连接翻转调节机构上的上支板(306 )，水平步进电机(326 )通过联轴器(329 )将扭矩传递给连接短轴(332)，进而带动上平托(330)及旋转台(301)的旋转，从而实现旋转台(301)的水平旋转调节。
【文档编号】G01B11/24GK203732042SQ201420113637
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年3月13日 优先权日:2014年3月13日
【发明者】尹周平, 段培虎, 陈奕君, 张兆坤, 胡凯, 李茂源, 马东, 韩克平, 朱钦淼, 朱晓辉, 郑世娇, 潘卫进, 梅爽, 曾文娟 申请人:华中科技大学