一种三维人体扫描设备的扶手转台机构的制作方法

本发明属于三维人体扫描设备技术领域，具体涉及一种三维人体扫描设备的扶手转台机构。

背景技术

人体三维扫描仪，也叫三维人体扫描仪或3d人体扫描仪，是利用光学测量技术、计算机技术、图像处理技术、数字信号处理技术等进行三维人体表面轮廓的非接触自动测量。人体全身(半身)扫描系统充分利用光学三维扫描的快速以及白光对人体无害的优点，在3-5秒内对人体全身或半身进行多角度多方位的瞬间扫描。人体全身(半身)扫描系统通过计算机对多台光学三维扫描仪进行联动控制快速扫描，再通过计算机软件实现自动拼接，获得精确完整的人体点云数据。

现有的相关设备有的采用的转台的扶手一般不能调节高度，无法根据被测试者的身高和舒适度进行调节扶手的高度。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种三维人体扫描设备的扶手转台机构。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：一种三维人体扫描设备的扶手转台机构，包括转台和固设在转台上的扶手，所述扶手包括把手，所述扶手还包括固定座套，固定座套的一侧壁上开设有开口，开口的侧缘上设有沿竖向延伸的锯齿部；

所述固定座套内设有滑轨，滑轨的滑动部上设有推拉式电磁铁，推拉式电磁铁的推拉杆上固设有与所述锯齿部啮合的咬合件，推拉式电磁铁的通断电以实现咬合件与锯齿部的咬合和分离；所述把手固设在所述滑动部的顶端。

进一步的，所述推拉式电磁铁的推拉杆竖向设置；所述咬合件上设有倾斜的导向长圆孔，所述滑动部上设有穿设在导向长圆孔内的导向柱，以实现推拉式电磁铁的推拉杆运动时导向长圆孔相对导向柱运动，且实现咬合件与锯齿部的咬合和分离。

进一步的，所述转台包括底板、转盘、驱动旋转组件，所述转盘底端开口、四周封闭，所述转盘的周壁底部具有向内延伸的凸环，该凸环与转盘的顶面平行；

所述驱动旋转组件包括：设置在凸环周壁上的内齿圈、嵌设在底板上的直交轴减速电机，该直交轴减速电机的输出轴上设有齿轮，所述齿轮与内齿圈啮合；

所述固定座套的下端与转盘的顶壁固定连接。

进一步的，还包括多个滚动支撑件，多个所述滚动支撑件沿凸环的轴线均匀分布，且滚动支撑件设在凸环的底面上，所述滚动支撑件的滚动件与底板的顶面接触。。

进一步的，所述转盘的顶端设有安装孔，该安装孔与底端开口相通，所述安装孔内嵌设有人体称重平台；

所述转盘的内腔设有固定板，该固定板上设有多个沿固定板中心均匀分布的称重模块；所述称重传模块与人体称重平台接触。

进一步的，所述称重模块包括嵌设在固定板上的称重传感器、称重导柱，所述称重传感器的中心处开设感应孔；所述称重导柱的顶面与称重平台的底面固定连接，所述称重导柱至少包括上段固定柱和下段固定柱，所述上段固定柱的外径大于下段固定柱的外径，所述下段固定柱贯穿感应孔使得上段固定柱的底面与称重传感器的顶面接触。

进一步的，所述称重导柱包括上段固定部和下段固定部，上段固定部的直径大于所述感应孔的内径，所述上段固定部的顶面与人体称重平台的底面固定连接，上段固定部穿过固定板，下段固定部穿过感应孔后与固定件可拆卸连接。

进一步的，还包括旋转轴承盘，该旋转轴承盘包括：外圈、内圈、嵌设在外圈和内圈之间的滚动体，所述内圈的高度高于外圈的高度，所述内圈的顶面与所述固定板的底面固定连接，所述外圈嵌设在底板的中心处，所述直交轴减速电机位于外圈的任一侧。

进一步的，所述底板上嵌设有透射型的光电传感器，且光电传感器的透射光路径垂直于转盘的轴线；

在所述转盘的底壁上设有一挡光片，该挡光片可周期性地遮挡所述光电传感器的透射光路径。

进一步的，还包括两个用于测量人体电阻的体脂片，所述体脂片嵌设在人体称重平台上。

与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明通过推拉式电磁铁的通断电可根据使用者身高快速调节把手的高度，省时省力且适应性强，结构简单且成本低且使用寿命长。本发明通过锯齿部和咬合件的啮合实现滑轨的高度固定，固定可靠性高。本发明体积小，节约空间。

本发明通过将直交轴减速电机应用于人体旋转称重的转台，大大降低转台的高度、减小了转台的体积，直交轴减速电机的输出齿轮与内齿圈配合传动，传动精度高，易于控制旋转角度；且直交轴减速电机嵌设在底板上，可进一步减小转台的体积，且增加传动的稳定性。扶手也会使用户在转台旋转的过程中更加的平稳，不会产生眩晕。

附图说明

图1是可伸缩的拉杆扶手结构示意图。

图2是可伸缩的拉杆扶手推拉式电磁铁断电时结构示意图。

图3是可伸缩的拉杆扶手推拉式电磁铁通电时结构示意图。

图4是可伸缩的拉杆扶手推拉式电磁铁位于咬合件下方的结构示意图。

图5是可伸缩的拉杆扶手内部结构示意图。

图6是可伸缩的拉杆扶手外部结构示意图。

图7是应用于人体旋转称重的转台的整体结构示意图。

图8是图中转台的内部结构示意图。

图9是图7中转台的拆分状态示意图。

图10是称重结构的第一种结构示意图。

图11是图10中称重结构的拆分状态示意图。

图12是称重传感器的结构示意图。

图13是三维人体扫描设备的扶手转台机构结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

在本发明创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。

实施例1：

如图1和图5所示，本实施例提供一种三维人体扫描设备的扶手转台机构，包括转台和固设在转台上的扶手，扶手包括把手31和固定座套32，固定座套32竖直设置，固定座套32的一侧壁上开设有开口321，开口321的长度竖向延伸，开口321的侧缘上设有沿竖向延伸的锯齿部322。固定座套32内设有滑轨，滑轨的固定部36固设在固定座套32的两个相对的较窄内壁上，滑动部33与固定部36滑动连接，滑动部33可在固定座套32内伸缩滑动，结构紧凑。滑轨的滑动部33上设有推拉式电磁铁34，推拉式电磁铁34的推拉杆341上固设有与锯齿部322啮合的咬合件35，咬合件35的一侧部上同样设有锯齿，推拉式电磁铁34位于咬合件35的一侧。把手31固设在滑动部33的顶端，把手31上设有开关按键38，开关按键38与推拉式电磁铁34电连接。推拉式电磁铁34通过操作开关按键38通电后，推拉杆341收缩运动压缩推拉式电磁铁34上的弹簧，同时推拉杆341带动咬合件35运动，进而咬合件35与锯齿部322分离，此时，滑轨的滑动部33可上下伸缩运动，运动到适宜高度后，操作开关按键38推拉式电磁铁34断电，推拉杆341在弹簧的作用下复位，同时推拉杆341带动咬合件35运动，进而咬合件35与锯齿部322啮合，此时，滑轨的滑动部33不可上下伸缩运动，将滑轨的高度固定。使用者在被动运动时可通过把手31进行支撑和支持运动的身体，以保证身体能够平稳的运动避免摔倒，同时根据自身身高对把手31高度进行调节。本实施例通过把手31上的开关按键38操作推拉式电磁铁34的通断电进而进行把手31高度的调节，操作十分便利；本实施例通过在固定座套32内设置滑轨，咬合件35和推拉式电磁铁34设置在滑轨的滑动部33上，结构紧凑，节约空间；同时，通过推拉式电磁铁34的通断电可根据使用者身高快速调节把手31的高度，省时省力且适应性强，使用寿命长；本实施例通过锯齿部322和咬合件35的啮合实现滑轨的高度固定，结构简单且固定可靠性高。

由于人体随转盘420相对于底板418做周向转动，为了保证使用者的安全，在转台上设置有扶手，扶手具有两个，分别对称嵌设在转盘420顶壁上，也即扶手对称分布在安装槽两侧的转盘420顶壁上。

进一步的，如图2和图3所示，推拉式电磁铁34的推拉杆341竖向设置；咬合件35上设有倾斜的导向长圆孔351，滑动部33上设有穿设在导向长圆孔351内的导向柱331，以实现推拉式电磁铁34的推拉杆341运动带动咬合件35运动，由于导向柱331在导向长圆孔351内，导向柱331只能够使咬合件35沿导向长圆孔351的方向发生斜向的运动。推拉杆341竖向设置，推拉杆341在竖直方向上上下运动，推拉杆341带动咬合件35运动时，咬合件35斜向运动，产生水平的分运动，则咬合件35与锯齿部322能够分离或啮合，分离后滑轨能够自由滑动伸缩，啮合后则将滑轨的高度固定。

进一步的，推拉杆341位于咬合件35的上方，导向长圆孔351沿远离锯齿部322的方向斜向上延伸，以实现推拉杆341向上运动时咬合件35向斜上方运动，产生水平分运动使咬合件35远离锯齿部322运动，与锯齿部322分离，分离后滑轨能够自由滑动伸缩，伸缩到合适位置后，推拉式电磁铁34断电，推拉杆341向下运动，咬合件35和锯齿部322啮合。

进一步的，如图6所示，固定座套32外套设有外罩37，外罩37与把手31固定连接，外套将所有机构罩设在内，起到保护和美观的作用。

如图8所示，包括底板418、转盘420、驱动旋转组件，转盘420与底板418同轴设置；所述转盘420底端开口、四周封闭，所述转盘420的周壁底部具有向内延伸的凸环，该凸环与转盘420的顶面平行；所述驱动旋转组件包括：设置在凸环周壁上的内齿圈403、嵌设在底板418上的直交轴减速电机404，该直交轴减速电机404的输出轴上设有齿轮，所述齿轮与内齿圈403啮合。

本实施例的采用直交轴减速电机404作为转台驱动电机的目的是减小转台的体积，减速电机是减速机与驱动电机的集成，这种集成体通常也可称为齿轮马达或齿轮电机；其具有驱动电机和减速机的双重功能，本实施例中的直交轴减速电机404的马达输出轴与减速器的输出轴之间的夹角为九十度，可以在保证较大传动比的前提下，减小电机的垂直安装空间，减小转台的垂直高度，减小转台体积，且底板418上开设用于安装直交轴减速电机404的电机安装槽，使得电机本体部分置于底板418中，电机壳体的底壁需高于底板418的底面，以防止电机本体承重。

且优选直交轴减速电机404的电机壳体的顶壁和底壁为相互平行的平面，此处所说的顶壁为直交轴减速电机404的输出轴所在侧的侧壁，在不影响电机的正常功能的情况下，改善电机壳体形状，相较于改善前电机的圆柱形侧壁，改善后的顶壁、底壁相互平行的电机壳体的厚度更薄，因此使安装有此直交轴减速电机404的转台的高度更小。

转台工作时，直交轴减速电机404转动，设置在直交轴减速电机404输出轴上的齿轮与内齿圈403啮合传动，内齿圈403带动转盘420相对于底板418同步转动。本申请通过将直交轴减速电机应用于人体旋转称重的转台，大大降低转台的高度、减小了转台的体积，直交轴减速电机404的输出齿轮与内齿圈403配合传动，传动精度高，易于控制旋转角度；且直交轴减速电机404嵌设在底板418上，可进一步减小转台的体积，且增加传动的稳定性。

进一步地，还包括多个滚动支撑件401，多个所述滚动支撑件401沿凸环的轴线均匀分布，且滚动支撑件401固设在凸环的底面，所述滚动支撑件401的滚动件与底板418的顶面接触。滚动支撑件401用于限定转盘420与底板418之间的间距，保证转盘420可相对于底板418的轴线作周向运动，且进一步降低转盘420与底板418之间的摩擦力，增加转台运行的平稳性。

本领域技术人员可以知道的是，本实施例的滚动支撑件401可以是多种多样的，只要能够实现对转盘420稳定有效的支撑、且能够减小底板418、转盘420之间的转动摩擦即可，滚动支撑件401可以是多个飞碟万向球，具体的，飞碟万向球的顶端可以通过螺杆与凸环底面固定连接，飞碟万向球底端与底板418滚动配合，当转台转动时，飞碟万向球跟随转盘420运动。

滚动支撑件401还可以是滚动轴承，比如深沟球轴承，该滚动轴承通过中心轴固定在凸环上，具体的，凸环上设置有用于固定滚动支撑件401的多个槽体，滚动轴承件安装在中心轴上，中心轴安装在上述的槽体内，需要注意的是，中心轴的轴线方向需要垂直于转盘420件的轴线，即与凸环的径线重合；此时，当转盘420在驱动旋转组件的带动下相对于底板418转动时，滚动轴承以也以垂直于中心轴的方向滚动，且随着转盘420做圆周运动。本领域普通技术人员需要理解的是，当中心轴指向转盘420的旋转轴时，安装在中心轴上的滚轮则时时沿着以凸环旋转轴为圆心的轨迹圆的切线方向运动，因而可以在向心力的作用下做圆周运动，且该种方式，滚动轴承与底板418之间线接触、支撑更稳定，且滚动轴承的承重性能更好。

进一步地，如图8、图9所示为了在转台上合理布局称重模块，所述转盘420的顶端设有安装孔，该安装孔与底端开口相通，所述安装孔内嵌设有人体称重平台43；所述转盘420的内腔设有固定板45，该固定板45上设有多个沿固定板45中心均匀分布的称重模块；所述称重传模块与人体称重平台43接触。上述的安装孔的内径小于转盘420底端开口的内径，以使得固定板45可以嵌设在转盘420的内腔顶部，并与转盘420固定连接，从而完成对称重模块的合理布局设置。

如图10所示，所述称重模块包括：称重传感器47和称重导柱407，所述称重传感器47嵌设在固定板45的底面上，称重传感器47的中心处开设有供称重导柱407穿过的感应孔471；所述称重导柱407一端一端与人体称重平台43的底面固定连接，所述称重导柱407依序贯穿固定板45、感应孔471，并通过固定件与称重传感器47连接。固定件优选为螺母。如图8所示，本实施例的固定板45包括板本体和设置在板本体中部并向下延伸的凸台49，该凸台49用于增加转盘420部的承重能力，凸台49沿周向均匀设置多个有用于放置部分称重传感器47的安装槽，该安装槽的顶壁与板本体的底面平齐，且该安装槽顶部开设有供称重导柱407穿过的导向孔，即称重导柱407另一端依序穿过导向孔、感应孔471后通过固定件与称重传感器407可拆卸连接。

称重导柱407包括上段固定部和下段固定部46，上段固定部的底面与下段固定部46的顶面固定连接，上段固定部的直径大于所述感应孔407的内径，感应孔471的内径大于下段固定部46的直径。上段固定部的顶面与人体称重平台43的底面固定连接，上段固定部穿过固定板45，下段固定部46依序穿过所述固定板45、感应孔471后与螺母可拆卸连接。使得上段固定部底端面与称重传感器47顶面贴合，以获取人体称重平台43传递的作用力。

人体称重板与固定板45设置有间隙，该间隙大于1mm，即安装孔底面与转盘420内腔顶面的轴向距离大于1mm，其目的是防止人体称重平台受力向下变形而直接与固定板45顶面接触，导致称重模块称重结果不精确。

当人体站在人体称重平台43上时，人体称重模块受力变形，称重导柱407向下位移，挤压称重传感器47，使称重传感器47向下产生微量形变，称重传感器47将形变量转化为电信号，并传回控制系统中，控制系统根据该电信号得到人体体重。

需指出，本实施例的称重传感器47优选半桥式传感器，在实际使用中，半桥式传感器可以选择广东华兰海电测科技股份有限公司的czl928dad。但是在本称重结构中，需要对半桥式传感器的结构进行改进，如图12所示，将原先位于半桥式传感器中心的向上突出的半球去掉，并在传感器中心设置一感应孔471，以使称重导柱407穿过。称重导柱407的底面与传感器中心贴合，当人体称重平台43承受重力时，称重导柱407向下传递压力，该压力通过称重导柱407的底面传递给称重传感器47，称重传感器47的感应孔471向下产生微弱形变，并将该形变信息反馈至控制系统，控制系统根据接收的形变信息得到人体的体重信息。

相对于现有技术中对半桥式传感器的安装和使用，利用改进后的该半桥式传感器的称重结构具有更简洁的安装方式，用于传递压力的中间件更少、使得装配误差更低，继而使测量结果更加精确，更重要的，称重结构在安装使用时去掉了用于固定称重传感器47的外壳、且中间件少，使得称重结构的厚度更小，继而使使用该称重模块的转台的高度更小，使转台的整体体积变小，使用户可以根据需要将转台的体积做成需要的高度，使转台更加轻便。

优选本实施例的称重结构具有四个，且均匀分布，四个称重结构同时采集重量信息，使得测量结果更精确、偶然误差更小，当然称重结构也可以是五个、六个或者更多；称重传感器47与固定板45之间通过螺栓固定。

如图8所示，转盘420靠近中心的部分是悬空的，即内齿圈403以内的部分悬空，没有实体支撑，仅靠滚动支撑件401承载重量。在使用过程中，随着使用时间的推移，或使用者体重过大，会造成人体称重板和固定板45中部产生向下的形变，影响转台的使用寿命，另外，若是转盘420中心下陷，则会影响称重结构测量结果的精确性。因此，本实施例的转台还包括旋转轴承盘405，旋转轴承盘405包括：外圈、内圈、嵌设在外圈和内圈之间的滚动体，所述内圈的高度高于外圈的高度，所述内圈的顶面与固定板45的底面固定连接，所述外圈嵌设在底板418的中心处上，所述直交轴减速电机404位于外圈的任一侧，使得内圈可相对于外圈做圆周运动。

旋转轴承盘405可进一步使转台转动时更加平稳，且可防止随着使用时间的推移或人体过重而造成的转盘420中心向下凹陷变形的情况；更重要的是，采用旋转轴承盘405可以使转盘420在工作中旋转更稳定，其原因是，旋转轴承盘405使得转盘420的旋转轴精确地与底板418中心轴线重合，即对心稳定。

由于人体随转盘420相对于底板418做周向转动，为了保证使用者的安全，在转台上设置有扶手，扶手具有两个，分别对称嵌设在转盘420顶壁上，也即扶手对称分布在安装槽两侧的转盘420顶壁上。

进一步地，所述底板418上嵌设有透射型的光电传感器417，且光电传感器417的透射光路径垂直于转盘420的轴线；在所述转盘420的底壁上设有一挡光片，该挡光片可周期性地遮挡所述光电传感器417的透射光路径。

该光电传感器417用于采集转盘420转动过程中的起始位置和终止位置，当直交轴减速电机404启动时转盘420开始转动，挡光片经过光电传感器417的透光槽并瞬时遮挡住透光槽，此时，光电传感器417采集转盘420开始旋转的位置，当挡光片随转盘420转动一整圈后再次旋转到光电传感器417的位置时，会再次阻断光电传感器417的透光路径，光电传感器417会感应到信号并且反馈给系统，系统发出控制指令，控制转台电机停止工作，人体转台随即停止转动，从而完成人体扫描过程。

所述人体称重平台43上还嵌设有两个体脂片419，体脂片419通过螺钉与人体称重平台43固定，该体脂片419用于感应和测量人体电阻，并将测得的结果发送给处理器。

在实际生产中，本实施例的转盘420可以采用模具一体成型，当然也可以单独制作部件后完成拼装。采用模具注塑工艺，可以增强整个转盘420的强度，也可简化工序，但开模费用较高；采用单独制备零部件后完成拼装的工艺，工序复杂但成本低。本实施例还提供了转盘420由单独零部件加工的结构，即转台4包括人体称重平台、中间板406（相当于转盘420的顶面）、环状板402（凸环）、固定板。

本实施例的三维人体扫描设备的扶手转台机构还具有测量体脂的功能，具体是通过电极片产生微弱的信号测量人体电阻，在处理器中将人体电阻转化成体脂信息。电极片的输出端与处理器的输入端连接，电极片包括设置在转台上的多个脚踩体脂片419、设置在手柄上的多个手握电极片，手柄的底端与转台固定连接，该手柄供站立在转台上的被测人体抓握。

实施例2：

如图4所示，与上述实施例不同之处，在于推拉杆341位于咬合件35的下方，导向长圆孔351沿远离锯齿部322的方向斜向下延伸，以实现推拉杆341向下运动时咬合件35向下方且产生水平分运动，远离锯齿部322运动，与锯齿部322分离，分离后滑轨能够自由滑动伸缩，伸缩到合适位置后，推拉式电磁铁34断电，推拉杆341向上运动，咬合件35和锯齿部322啮合。

本发明的工作过程或工作原理为：使用者站在转台上运动时，手部握住把手31，通过把手31上的开关按键38操作推拉式电磁铁34通电，通电后推拉式电磁铁34的推拉杆341向上收缩运动压缩推拉式电磁铁34上的弹簧，同时推拉杆341带动咬合件35运动，由于导向柱331在导向长圆孔351内，导向柱331只能够使咬合件35沿导向长圆孔351的方向发生斜向的运动，推拉杆341向上运动则咬合件35向斜上方运动，产生的水平分运动使咬合件35远离锯齿部322运动，与锯齿部322分离，分离后滑轨的滑动部33能够自由滑动伸缩，通过把手31拉动或推动滑轨伸缩到合适位置后，通过开关按键38操作推拉式电磁铁34断电，推拉杆341在弹簧的作用下复位，推拉杆341向下运动，咬合件35和锯齿部322啮合，此时，滑轨的滑动部33不可上下伸缩运动，将滑轨的高度固定。

直交轴减速电机404带动设置在其输出轴上输出齿轮产生水平转动，齿轮与内齿圈403啮合，内齿圈403与环状板402固定连接，内齿圈403带动环状板402一起相对于底板418转动，环状板402带动固定板45、中间板406以及人体称重平台43一起相对于底板418转动，当位于固定板45面上的挡光片转到底板418设置有光电传感器417的位置时，挡光片挡住光电传感器417的光路，阻断光信号，光电传感器417因而采集到转盘420的起始位置，并将起始位置信息反馈至控制系统，当转盘420旋转一周后，挡光片会再次阻断光电传感器417的光路，光电传感器417因而采集到转盘420的终止位置，并将终止位置信息反馈至控制系统，控制系统根据光电传感器417反馈的信息控制电机停止工作，使转盘420停止；

另外，当人站在人体称重平台43上面时，由于人体重力产生向下的压力，压力通过称重导柱407或平衡组件408传递到称重传感器47上，称重传感器47承受到压力因而产生形变，称重传感器47将测得的形变信息传回至控制系统，控制系统根据称重传感器47传回的形变信息，得出人体重量参数；同时体脂片419感应人体电阻，并将该电阻信息传回至控制系统，控制系统从而根据人体电阻信息获取人体的体脂参数。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。