彩色三维扫描仪的制作方法

本实用新型涉及成像设备领域，特别是涉及一种彩色三维扫描仪。

背景技术：

彩色三维扫描仪是一种科学仪器，可用来侦测并分析现实世界中物体或环境的几何构造与外观数据，搜集到的数据可用来进行三维重建计算，并创建实际物体的数字模型，在工业设计、逆向工程、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、游戏创作素材等领域都有重要作用。

现有的彩色三维扫描仪一般包括机架、固定于机架上的投影仪、设置在机架上并位于投影仪两侧的工业相机，其普遍存在色彩信息质量比较差、分辨率低的问题，从而限制了彩色三维扫描仪的应用范围，比如在文物扫描领域、人体扫描领域等，都需要获取物体的颜色信息以更好地还原物体的高度真实感。

技术实现要素：

基于此，有必要提供一种适用性广、扫描效果好的彩色三维扫描仪。

一种彩色三维扫描仪，包括：

壳体，所述壳体为中空结构，所述壳体的前端开设有投影孔；

投影装置，设置在所述壳体内且可通过所述投影孔对前方投影；

彩色相机，活动设置在所述壳体顶面且能相对于所述壳体前后移动以调节在所述壳体顶面上的位置；

两个工业相机，分别设置在所述壳体顶面的两端且关于所述彩色相机对称。

在其中一个实施例中，所述彩色相机底部开设有螺孔，所述螺孔螺接有内六角螺钉，所述壳体顶面连接有安装板，所述安装板沿前后方向开设有条形孔，所述内六角螺钉穿过所述条形孔，所述内六角螺钉松开时所述彩色相机可在所述安装板上前后移动。

在其中一个实施例中，所述两个工业相机活动设置在所述壳体顶面且能相对于所述壳体在水平面内旋转。

在其中一个实施例中，所述壳体横向设置有横杆，所述两个工业相机分别活动设置在所述横杆的两端且均能相对于所述横杆在水平面内旋转。

在其中一个实施例中，所述横杆安装固定于所述壳体的顶面，所述壳体内固定设置有中空的框架，所述投影装置活动设置在所述框架内且能相对于所述框架在竖直平面内旋转。

在其中一个实施例中，所述框架包括底板、与所述底板连接且相对设置的两个第一侧板，所述底板与所述投影装置之间靠近前端处设置有弹簧；所述两个第一侧板靠近前端处对称设置有转轴，所述投影装置通过两侧的所述转轴与所述框架转动连接且能在水之平面内旋转；所述壳体连接设置有第一调节件，所述第一调节件伸入所述框架并与所述投影装置的底部顶持，所述第一调节件能相对于所述壳体升降使所述投影装置绕所述转轴旋转，实现所述投影装置相对于所述壳体在竖直平面内的旋转。

在其中一个实施例中，所述投影装置的底部连接固定有固定板，所述第一调节件为手柄螺钉，所述手柄螺钉的末端与所述固定板的底部顶持。

在其中一个实施例中，所述壳体与所述底板之间固定有转接板，所述手柄螺钉穿过所述壳体及所述底板且与所述转接板螺接。

在其中一个实施例中，所述框架还包括连接设置在所述底板的后端且与所述两个第一侧板连接的第二侧板，所述两个第一侧板和所述第二侧板中的至少一个朝所述框架内弯折形成有限位扣，所述固定板的后端相对于所述投影装置伸出，所述固定板被所述第一调节件顶持旋转至预定位置时，所述固定板的后端与所述限位扣抵持以限制所述投影装置后端向上旋转的最大角度。

在其中一个实施例中，所述横杆的两端具有相对于所述壳体悬空设置的悬空段，所述悬空段的顶面设置有凹槽，所述工业相机的底部设置有与所述凹槽配合使用的旋转座，所述悬空段穿设有与所述旋转座连接的第二调节件以调节所述旋转座相对于所述横杆固定和水平旋转。

上述彩色三维扫描仪，壳体顶面活动设置有彩色相机，可使每次拍照时的环境光保持一致，拍出的图片效果一致，使其更接近于真实图像，且彩色相机可调节前后位置，能适于不同的应用环境，更好地还物体的高度真实感。

上述彩色三维扫描仪，彩色相机可通过自身镜头和在壳体上位置的调节得到较大的对焦范围，两个工业相机活动设置在横杆的两端且可在水平面内旋转，投影装置活动设置在壳体内并且能相对于壳体在竖直平面内旋转，可以根据作业需求来旋转调节两个工业相机和投影仪，以控制三者对前方的采集视野范围能达到最大的重合度，使彩色三维扫描仪得到单次最大的扫描面积，其适用性和利用率大大提高。

附图说明

图1为一实施例提供的彩色三维扫描仪的立体结构示意图；

图2为图1所示彩色三维扫描仪另一角度的立体结构示意图；

图3为图1所示彩色三维扫描仪中彩色相机的立体结构示意图；

图4为图1所示彩色三维扫描仪的爆炸示意图；

图5为图1所示彩色三维扫描仪中的投影装置装配于框架内的立体结构示意图；

图6为图5所示彩色三维扫描仪中的投影装置与框架的爆炸示意图；

图7为图5所示彩色三维扫描仪中的投影装置装配于框架内的另一角度的立体结构示意图；

图8为另一实施例提供的彩色三维扫描仪的纵剖视图；

图9为图1所示彩色三维扫描仪的部分爆炸示意图；

图10为图9中工业相机与横杆装配的爆炸示意图；

图11为图9中工业相机与横杆装配的部分侧剖视图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施方式。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本实用新型的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1，根据一实施例提供的彩色三维扫描仪10，包括中空的壳体100，设置在壳体100内的投影装置200，活动设置在壳体100顶面的彩色相机500以及设置在壳体100顶面两端的两个工业相机300。

壳体100的前端开设有供投影装置200投影的投影孔110，即投影装置200可通过该投影孔110对壳体100的前方进行投影。彩色相机500位于投影装置200的正上方，彩色相机500可相对于壳体100前后移动，能调节彩色相机500在壳体100顶面的位置，以改变焦距，适应使用环境，彩色相机500可用于对前方物体采集色彩信息，使每次拍照时的环境光保持一致，拍出的图片效果一致，得到的图像更接近于真实图像；两个工业相机300关于投影装置200对称设置，彩色相机500的视野中心线501与投影装置200的视野中心线201在同一竖直面上，彩色相机500的视野中心线的高度与两个工业相机300的视野中心线的高度一致。

彩色相机500通过自身镜头和在壳体100位置的可调节能得到较大的对焦范围，以最大化地增加彩色三维扫描仪10的扫描距离范围，提高彩色三维扫描仪10的适用性和利用率。

请参阅图2、图3，彩色相机500底部开设有螺孔502，该螺孔502螺接有内六角螺钉530，壳体顶面通过螺丝连接固定有安装板510。安装板510沿前后方向开设有条形孔520，内六角螺钉530穿过该条形孔520，内六角螺钉530松开时，彩色相机500可相对于安装板510前后移动，此时可根据具体应用情况调节彩色相机500在安装板510上的前后位置，以调节至合适的扫描距离范围。壳体100顶面与安装板510之间可以是间隙设置，也可以是另一种结构，即壳体100顶面与条形孔520对应位置可开设有适配的开槽，以方便内六角螺钉530的调节操作。

结合参阅图1、图4，壳体100上沿横向方向固定有横杆130，两个工业相机300活动设置在横杆上且均能相对于横杆130在水平面内旋转，如图1所示，通过对两个工业相机300和投影装置200的旋转调节，能控制三条视野中心线的重合，进而控制包括彩色相机600的四条视野中心线的重合，两个工业相机300的视野中心线301与投影装置200的视野中心线101交汇重合，三者对前方的采集视野范围达到最大的重合度，使彩色三维扫描仪10得到单次最大的扫描面积，其适用性和利用率大大提高。

两个工业相机300处于同一水平面，壳体100的纵截面大致呈梯形，壳体100内固定设置有中空的框架400，框架400可采用钣金框架。横杆130通过螺钉安装固定在壳体100的顶端靠近前端处。投影装置200活动设置在该框架400内且能相对于该框架400在竖直平面内旋转。

请参阅图4、图5，在一实施例中，框架400包括底板410、与底板410连接且相对设置的两个第一侧板420，此时框架400的前后两端及顶端均形成有开口；可以理解，框架400还可以包括第二侧板430，该第二侧板430设置在底板410顶面的后端处，第二侧板430与底板410及两个第一侧板420分别垂直，底板410、第一侧板420及第二侧板430均可开设多个散热孔402。

请参阅图6至图8，底板410顶面靠近前端处通过压铆螺母220间隔固定有两个弹簧210，投影装置200的底部连接固定有固定板250。如图7所示，固定板250的底面与两个弹簧210位置对应处分别设置有容置槽251，弹簧210的一端适配插设在容置槽251中。两个第一侧板420靠近前端处对称设置有转轴230，投影装置200的两侧对称设置有转轴230，固定板250的两侧分别开设有与转轴230适配插设的沉孔252，投影装置200能绕转轴230在竖直平面内旋转。壳体100连接设置有第一调节件，该第一调节件伸入框架400内并且和固定板250的底部顶持，第一调节件相对于壳体100可升降，在升降的过程中顶持带动投影装置200的后端升降，使投影装置200绕转轴230旋转，实现投影装置200沿竖直方向的旋转，以改变投影装置200的采集视野范围。

如图8所示，第一调节件可采用手柄螺钉260，壳体100与底板410之间固定有转接板270，该转接板270靠近底板410后端的一侧，转接板270开设有螺纹孔，手柄螺钉260的杆部穿过壳体100和底板410，并且手柄螺钉260与转接板270螺纹连接，手柄螺钉260的末端与固定板250的底部顶持，手柄螺钉260的手柄位于壳体100下方，通过拧动手柄螺钉260的手柄可调节带动投影装置200后端升降，并使投影装置200绕转轴230旋转。

两个第一侧板420和第二侧板430中的至少一个向框架400内弯折形成有限位扣404，固定板250的长度大于投影装置200的长度，固定板250的后端相对于投影装置200伸出，固定板250被手柄螺钉260顶持旋转至预定位置时固定板250后端的顶面与限位扣抵持，设置的限位扣可限制投影装置200的后端向上旋转的最大角度。图4、图5中将限位扣401设置在第二侧板430上，图6、图7中将限位扣404设置在其中的一个第一侧板420上。

请参阅图5、图6，两个第一侧板420靠近前端且相背离的侧面对称设置有压铆螺母240，压铆螺母240具有内螺纹。转轴230的大径端的圆周侧壁设置有与压铆螺母240螺纹连接的外螺纹，固定板250侧壁的对应位置开设有与转轴230的小径端适配的沉孔252或盲孔，转轴230的小径端穿过第一侧板420并且插设沉孔252或盲孔内，以实现投影装置200与转轴230之间的可转动连接。

请参阅图1、图4及图9、图10，在一实施例中，壳体100靠近前端的两侧壁开设有缺口，横杆130横跨壳体100，横杆130的顶面与壳体100的顶面处于同一水平面。横杆130的两端相对壳体100悬空并形成悬空段131，两个工业相机300分别活动设置在两端的悬空段131上。

结合参阅图9至图11，在一具体的实施例中，悬空段131的顶面设置有横截面呈圆形的凹槽132，工业相机300的底部设置有和凹槽132配合使用的旋转座310，悬空段131穿设有与旋转座310连接的第二调节件，以调节旋转座310可相对于横杆130固定和在水平面内旋转。

凹槽132的中心处沿竖直方向开设有圆孔133，旋转座310包括座体311及凸台312，座体311用于安装固定工业相机300，凸台312末端形成有与凹槽132适配的凸圆3120。如图10、图11所示，第二调节件为内六角螺栓320，座体311开设有连接孔313，该连接孔313的顶部形成有六角凹槽314，六角凹槽314内设置有六角螺母315，内六角螺栓320穿过凹槽132的圆孔133，内六角螺栓320能相对于悬空段131转动并且一端与六角螺母315螺纹连接，内六角螺栓320通过六角螺母315实现与旋转座310的螺纹连接，内六角螺栓320拧松时旋转座310通过凸台312与凹槽132的滑动配合可实现在水平方向的旋转，内六角螺栓320拧紧时，六角凹槽314能限制六角螺母315的转动，凸台312与凹槽132抵持并压紧，旋转座310与横杆130之间形成非常牢固的结构。

凸圆3120的高度大于凹槽132的高度，拧松内六角螺栓320时，旋转座310不会与横杆130的顶面发生磨损。

上述彩色三维扫描仪，壳体顶面活动设置有彩色相机，可使每次拍照时的环境光保持一致，拍出的图片效果一致，使其更接近于真实图像，且彩色相机可调节前后位置，能适于不同的应用环境，更好地还物体的高度真实感。

上述彩色三维扫描仪，彩色相机可通过自身镜头和在壳体上位置的调节得到较大的对焦范围，两个工业相机活动设置在横杆的两端且可在水平面内旋转，投影装置活动设置在壳体内并且能相对于壳体在竖直平面内旋转，可以根据作业需求来旋转调节两个工业相机和投影仪，以控制三者对前方的采集视野范围能达到最大的重合度，使彩色三维扫描仪得到单次最大的扫描面积，其适用性和利用率大大提高。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。