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：
三维扫描仪采用的是一种精度高、速度快、非接触的三维数字测量和成像技术，可用来重建现实物体的三维数据，用于3D展示、3D打印、虚拟现实等等。在工业设计、逆向工程、地貌测量、医疗美容、数字文物保护、影视游戏创作素材等领域都有重要作用。
现有的用于逆向工程的三维扫描仪一般包括机架、固定于机架上的投影仪、设置在机架上的工业相机，其彩色信息基本采用低分辨率的工业相机进行采集，导致模型纹理的图像质量不高，分辨率也不高。在很多领域，比如影视特效、文物三维数字研究等等，需要高精度，高分辨率，高度真实感的三维模型和纹理贴图，现有的三维扫描仪很难满足这些要求。
技术实现要素：
基于此，有必要提供一种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，用于与三维扫描系统中的调节支撑机构连接，所述壳体前端开设有投影孔；
投影装置，设置在所述壳体内且可通过所述投影孔向前方投影；
两个工业相机，分别设置在所述壳体的顶面且分布在两侧；
彩色相机，设置在所述壳体的顶面且位于所述两个工业相机之间。
在其中一个实施例中，所述壳体横向设置有横杆，横杆安装固定于所述壳体的顶面，所述横杆的两端对称设置有多个凹槽，所述两个工业相机分别设置在两侧对称的两个凹槽内，并且能在水平方向旋转调节角度。
在其中一个实施例中，所述投影装置可转动地安装于所述壳体内，所述壳体底部连接有使所述投影装置能相对于所述壳体在竖直平面内旋转的手柄螺钉。
在其中一个实施例中，所述壳体连接有螺杆，所述螺杆通过推拉机构带动所述投影装置的镜头旋转调焦。
在其中一个实施例中，所述推拉机构包括与所述螺杆螺接的升降块，所述投影装置的镜头设置有用于调焦的调焦拨杆，所述螺杆驱动所述升降块上升时能带动所述调焦拨杆旋转。
在其中一个实施例中，所述彩色相机的底部设置有安装板，所述彩色相机通过所述安装板连接于所述壳体的顶面，所述壳体设置有用于锁紧和松开所述安装板的锁紧机构。
在其中一个实施例中，所述壳体的顶面开设有相互连通的第一滑槽和第二滑槽，所述安装板可滑动设置在所述第一滑槽内；所述锁紧机构包括设置在所述第二滑槽内的滑块、调节块，以及与所述调节块螺接的旋柄，所述滑块与所述调节块相抵接并且相抵接的面为斜面，所述旋柄带动所述调节块升降以使所述滑块松开和抵紧所述安装板。
在其中一个实施例中，所述锁紧机构还包括与所述壳体连接且覆盖所述第二滑槽的盖板，所述旋柄依次穿过所述盖板、调节块及壳体，所述旋柄的末端连接有螺母。
在其中一个实施例中，所述壳体的前端面设置有发光件以补偿环境光。
在其中一个实施例中，所述壳体的前端面设置有灯盒，所述灯盒的前端面安装有光源扩散板，所述发光件为设置在所述灯盒内的LED发光板。
上述彩色三维扫描仪，壳体设置有工业相机和彩色相机，彩色相机能采集壳体前方物体的彩色信息。
上述彩色三维扫描仪，两个工业相机可根据实际应用环境安装在不同的凹槽中，形成具有多个档位可选的结构，一台设备具有多规格精度的扫描模式，大大降低了需研发多台设备的成本。
上述彩色三维扫描仪，投影装置可在竖直平面内旋转调节，使得投影的中心能与两个工业相机及彩色相机的视野中心重合，其调节、使用方便。
上述彩色三维扫描仪，壳体内设置有用于调焦的弹性拉伸调节结构，拧动露出于壳体外的螺杆即可改变投影装置的投影焦点，很方便地实现了在外部调节投影装置的对焦功能。
上述彩色三维扫描仪，壳体的前端面设置有LED灯板及光源扩散板，使彩色三维扫描仪的前端面具有大面积的光源，能为彩色相机的拍照补偿环境光，增加图像的清晰度。
上述彩色三维扫描仪，红外深度传感器的使用，使彩色三维扫描仪配合机械臂能实现自动精准扫描，降低扫描成本。
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与机械臂的连接示意图；
图3为两个工业相机安装在中间两个凹槽时的立体图；
图4为两个工业相机安装在最内侧的两个凹槽时的立体图；
图5为图1所示彩色三维扫描仪爆炸示意图；
图6为图1所示彩色三维扫描仪中工业相机与横杆装配的爆炸示意图；
图7为图1所示彩色三维扫描仪中工业相机与横杆装配的剖视图；
图8为图7所示彩色三维扫描仪的剖视图；
图9为1所示彩色三维扫描仪中投影装置通过手柄螺钉调节旋转至后的剖视图；
图10为图1所示彩色三维扫描仪中投影装置的调焦结构的放大示意图；
图11为图1所示彩色三维扫描仪中投影装置的调焦结构的剖视图；
图12为图1所示彩色三维扫描仪中投影装置的调焦结构的部分侧视示意图；
图13为图1所示彩色三维扫描仪中彩色相机安装结构的部分爆炸示意图一；
图14为图1所示彩色三维扫描仪中彩色相机安装结构的部分爆炸示意图二；
图15为图1所示彩色三维扫描仪中彩色相机安装结构的部分剖视示意图；
图16为图15中A部的放大示意图；
图17为图1所示彩色三维扫描仪的灯盒中的红外深度传感器装配示意图；
图18为图1所示彩色三维扫描仪中灯盒的爆炸示意图。
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200，两个工业相机300及彩色相机400。
结合参阅图2至图4，壳体100用于与三维扫描系统中的调节支撑机构连接，如三维扫描系统中的机械臂600连接于壳体100的底部，彩色三维扫描仪10由机械臂600驱动而移动，壳体100的前端开设有供投影装置200投影的投影孔101，即投影装置200可通过该投影孔101向壳体100的前方进行投影。两个工业相机300分别设置在壳体100的顶面且分布在相对的两侧，两个工业相机300关于投影装置200对称。彩色相机400设置在壳体100的顶面并且位于两个工业相机300之间，彩色相机400用于采集壳体100前方物体的彩色信息。如图4所示，两个工业相机300的视野中心线301、投影装置200的视野中心线201及彩色相机400的视野中心线401相交汇。
壳体100的纵截面大致呈梯形，壳体100上沿横向方向固定有横杆170，横杆170的两端的顶面设置有多个凹槽171，两个工业相机300安装在两侧对称的凹槽中，两个工业相机300处于同一水平面，两个工业相机300能相对于壳体100在水平面内旋转。在一实施方式中，横杆170两端的顶面分别设置有3个凹槽，即彩色三维扫描仪的两个工业相机300具有三个档位，两个工业相机300安装于最外侧的两个凹槽171时为档位1，两个工业相机300安装于中间的两个凹槽时为档位2，两个工业相机300安装于最内侧的两个凹槽时为档位3，两个工业相机300的中心距离越近，则扫描精度越高，即档位3的精度大于档位2的精度，档位2的精度大于档位1的精度，使用时，可根据扫描对象表面的细节程度或扫描要求的精度将两个工业相机300安装在相应档位的凹槽中，如此，可在一台设备上实现具有多规格精度的扫描方式，大大降低了研发成本。
参阅图5、图17、图18，壳体100的前端还安装有灯盒130，灯盒130的前端面安装有光源扩散板132，灯盒130内设置有LED灯板131，LED灯板131上具有多个LED灯珠作为光源，在彩色三维扫描仪10的前端面设置大面积的光源，可为彩色相机400的拍照补偿环境光，以便采集清晰的纹理图像，增加图像的清晰度。灯盒130构成壳体100的前端面板，灯盒130可采用卡接安装的结构，灯盒130、光源扩散板132及LED灯板131的对应于投影孔101的位置分别开设有适配的通孔。灯盒130内还设置有红外深度传感器133，用于实时获取前方物体的三维深度数据，通过三维深度数据的分析可以确定彩色三维扫描仪10的最佳扫描距离和最佳扫描视角，使彩色三维扫描仪结合机械臂能实现精准的自动扫描，大大降低扫描的人工成本。
参阅图1、图5，壳体100包括上壳110、与上壳110连接的下壳120以及灯盒130，下壳120的纵截面呈U形，下壳120的前端和上端开口，上壳110的后端和左右两端具有向下弯折的折弯段，横杆170与上壳110组装在一起后卡接在下壳120上，然后用螺钉锁紧固定，横杆170位于壳体110顶面的前端处，此时形成前端开口的壳，然后将灯盒130安装在该壳的开口处。
请参阅图1及图5至图7，在一具体的实施例中，两个工业相机300通过安装座310分别安装于横杆170上的位于最外侧的两个凹槽171，凹槽171的中心处沿竖直方向开设有圆孔，安装座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171适配的凸圆3120。凸台312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穿过圆孔后与内六角螺母315螺纹连接，内六角螺栓320拧松时，安装座310通过凸台312与凹槽171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限制了六角螺母315的转动，安装座310与横杆170之间形成非常牢固的结构。凸圆3120的高度设置为大于凹槽171的深度，使得拧松内六角螺栓320时，安装座310也不会与横杆170的顶面相接触而发生磨损。
请参阅图5及图8至图10，在一实施例中，框架500为钣金框架，框架500开设多个散热孔，框架500前端开口、底部连接有固定板510，投影装置200的一部分外露于框架500，壳体100内设置转接板140，该转接板140通过螺钉固定于下壳120上，转接板140的顶面靠近后端处设置有垫块142，固定板510转动至一定高度时抵靠在该垫块142上，并且此时投影装置200的镜头稍向上扬起。转接板140的顶面靠近前端处设置有两个转轴座141，该两个转轴座141对称分布于固定板510的两侧，固定板510通过转轴安装于该两个转轴座141上，固定板510通过转轴在竖直平面内旋转。转接板140靠近前端处间隔设置有两个支撑弹簧150(图10中只示出了一个支撑弹簧)，两个支撑弹簧150分别通过压铆螺母固定安装在转接板140上，固定板510转动至一定位置时两个支撑弹簧150支撑固定板510。下壳120连接有手柄螺钉220，该手柄螺钉220伸入壳体100内穿过转接板140后与固定板510的底面相顶持，手柄螺钉220拧动时投影装置200通过转轴在竖直平面内旋转，进而改变投影装置200向前的投影角度。如图8所示，手柄螺钉220拧动而下降至一定高度时或者拧动至完全脱离壳体110时，固定板510抵靠在转接板140的垫块142上，此时投影装置200向下旋转的角度达最大值；手柄螺钉220反方向拧动而上升时与固定板510抵持，由于投影装置200前端与转轴座141转动连接，此时投影装置200的后端被抵持而向上旋转，手柄螺钉220的头部旋转至与下壳120相抵持时，投影装置200向上旋转的角度达到最大值，如图9所示。
参阅图10至图12，投影装置200的镜头为圆筒镜头，镜头设置有用于调焦的调焦拨杆，调焦拨杆连接有伸出于镜头外壳的拨扭513，镜头外壳开设有开槽210，该开槽210为斜槽；固定板510上间隔设置有两个挂钩511，两个挂钩511之间挂接有弹性圈512，该弹性圈512同时挂在拨扭513上，弹性圈512处于拉伸状态。固定板510上设置有两个导向杆730，两个导向杆730上滑动穿设有升降块720，两个导向杆730的顶端连接固定有上盖740，两个导向杆730之间设置有螺杆710，螺杆710穿过壳体100和固定板510后与升降块720螺接，螺杆710的端部插入上盖740中，螺杆710的头部位于壳体100之外，升降块720、导向杆730、弹性圈512及拨扭513组成推拉机构。螺杆710与转接板140的插接处形成有环形凹槽，环形凹槽内卡入垫圈以防止螺杆710滑落，升降块720具有水平延伸的抵持部，拧动螺杆710使升降块720上升至预定位置时，升降块720的抵持部与拨扭513抵持，升降块720继续上升，使拨扭513带动调焦拨杆转动镜头至合适位置，增加镜头的焦距，升降块720下降时，由于拨扭513受到弹性圈512的拉力而向下运动，如此，通过拧动螺杆710即能实现镜头的对焦功能。升降块720的抵持部未与拨扭513抵持时，镜头的焦距处于最小值。
结合参阅图13、图14，在一实施例中，彩色相机400的底部连接有安装板410，彩色相机400通过该安装板410连接于壳体100的顶面。上壳110具有顶板160，顶板160的顶面沿第一方向开设有第一滑槽161、沿第二方向开设有第二滑槽162，第二滑槽162与第一滑槽161相连通，第一方向与经过两个工业相机300的中心的直线垂直，第二方向与第一方向垂直，安装板410滑动设置在第一滑槽161内，第二滑槽162内设置有用于松开和锁紧安装板410的锁紧机构，锁紧机构松开安装板410时，安装板410可在第一滑槽161内来回移动，锁紧机构锁紧安装板410时，安装板410相对于壳体100固定。
如图13至图16，在一具体的实施例中，第二滑槽162内设置有滑轨，锁紧机构包括滑块163、调节块164、盖板167及旋柄165，滑块163与滑轨滑动连接，调节块164设置在第二滑槽162内且远离安装板410的一侧，盖板167与顶板160连接固定且覆盖第二滑槽162顶部的开口，第一滑槽161的后端处安装有限位块1610以限制安装板410向后端方向滑动的最大距离。旋柄165与调节块164螺接且穿过盖板167和顶板160，旋柄165的头部外露于盖板167上方，旋柄165的端部连接垫片1651和螺母1652；滑块163与调节块164相抵接并且抵接面均为相互配合的斜面，滑块163的底面靠近第一滑槽161的一端形成有台阶，其中处于竖直状态的台阶向第一滑槽161的方向延伸形成有插接柱，该插接柱套设有复位弹簧166，第二滑槽162的底部设置有挡块168，复位弹簧166夹设在滑块163与挡块168之间。拧动旋柄165，调节块164上升至一定距离后，滑块163受复位弹簧166的弹力而向调节块164方向的移动，使滑块163松开安装板410，此时安装板410可在第一滑槽161内来回滑动，彩色相机400调节至合适位置，使彩色相机400的镜头大致与两个工业相机300的镜头位于同一条线上，再沿反方向拧动旋柄165，调节块164下降至一定距离，滑块163受调节块164的抵持而向第一滑槽161的方向移动，滑块163与安装板410相抵持，进而将安装板410抵紧在第一滑槽161内，此时彩色相机400相对于壳体100固定。
安装板410与滑块163相抵持的面可以是相互配合的斜面，也可以不是斜面，如均采用竖直面；第二滑槽162对应于调节块164的位置的深度大于其他位置的深度，以使调节块164能下降足够的高度，进而能产生足够的力使滑块163抵紧安装板410。
上述彩色三维扫描仪，壳体设置有工业相机和彩色相机，彩色相机能采集壳体前方物体的彩色信息。
上述彩色三维扫描仪，两个工业相机可根据实际应用环境安装在不同的凹槽中，形成具有多个档位可选的结构，一台设备具有多规格精度的扫描模式，大大降低了需研发多台设备的成本。
上述彩色三维扫描仪，投影装置可在竖直平面内旋转调节，使得投影的中心能与两个工业相机及彩色相机的视野中心重合，其调节、使用方便。
上述彩色三维扫描仪，壳体内设置有用于调焦的弹性拉伸调节结构，拧动露出于壳体外的螺杆即可改变投影装置的投影焦点，很方便地实现了在外部调节投影装置的对焦功能。
上述彩色三维扫描仪，壳体的前端面设置有LED灯板及光源扩散板，使彩色三维扫描仪的前端面具有大面积的光源，能为彩色相机的拍照补偿环境光，增加图像的清晰度。
上述彩色三维扫描仪，红外深度传感器的使用，使彩色三维扫描仪配合机械臂能实现自动精准扫描，降低扫描成本。
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。