专利名称：三维物体旋转扫描装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种旋转扫描装置，属于三维数字测量技术和三维表面成像技术领域。
背景技术：
三维成像的系统技术在军事、航天、医学、安检、纺织工业、机器人制造等诸多领域有广泛的应用前景，甚至可以使一些领域从源头实现三维数字化，因此受到世界各国的高度重视。目前，三维物体激光扫描测量装置一般是将被测量物体放在圆盘形的旋转托盘上，托盘被电机，如步进电机所驱动带动被测量的物体旋转，而测量装置如激光器、摄像头等，则垂直上下移动，但不能旋转；在许多情况下，被测量物体旋转是很不方便的，有时甚至是不可行的。
发明内容本实用新型针对现有技术的不足，提供一种被测量物体静止不动，而测量装置旋转的方案，其精确度高、结构合理、使用方便、应用广泛的三维物体旋转扫描装置。
本实用新型是通过以下技术方案实现的。
该装置主要包括环形底盘、旋转装置、扫描支架、外罩和升降装置，其中，扫描支架安装在旋转装置上，旋转装置与环形底盘相连接，外罩设置在旋转装置和扫描支架的外部并与环形底盘相连接，升降装置则与环形底盘连接。
所述的扫描支架由一层或多层圆环和支杆组成，圆环通过支杆支撑，并连接固定成一体。
圆环的上环形面为一定宽度的平面。
所述的外罩内表面有漫散射吸光材料层。
所述的旋转装置是由装有齿轮的旋转电机和装有齿圈的旋转环及支撑滚轮组成，齿圈固定安装在旋转环的下面，旋转环通过支撑滚轮支撑固定，滚轮设置在环形底盘上，电机与环形底盘固定，电机上的齿轮与旋转环上的齿圈相啮合。
电机上的齿轮通过齿型带带动旋转环转动。
支撑滚轮上有凹槽，通过凹槽夹持旋转环的外缘。
所述的支撑滚轮为多个，至少有一个支撑滚轮位置径向可调。
所述的升降装置由龙门架、滑块、丝杠、导向杆、电机驱动装置组成，通过电机驱动装置带动安装在龙门架两竖梁上的丝杠，丝杠分别与连接环形底盘的滑块的丝母相配合，滑块丝母两边分别设有两个竖向的圆孔，圆孔与两导向杆滑动配合，龙门架跨装在环形底盘、旋转装置、扫描支架、外罩的外周，龙门架的下端与地面固定物连接。
电机驱动装置由电机、链轮和链条组成。
本实用新型通过设置扫描支架，可在多层圆环圈的平面上安装三维物体阵列旋转扫描所需光电设备，实现多层次、多角度的阵列扫描和三维测量，既提高测量速度，又扩大垂直测量的范围；设置外罩及在外罩内表面涂有漫散射折光材料层，目的是避免外来光线和设备内的光反射引起的相互交叉干扰；设置旋转装置，完成整体支架的旋转和支撑，实现被测量人或物体处于圆环中央静止固定不动，整个扫描测量装置可围绕被测量物体旋转，特别适于对人体或动物的测量，有利于保持姿态的稳定和提高测量的精度，从而完成三维物体旋转扫描；环形底盘的作用是，为安装旋转装置、扫描支架和外罩，连接升降装置。设置升降装置，可使扫描支架自由升降，满足不同高度和垂直测量范围的要求。本实用新型具有设计合理、使用方便、精确度高、应用范围广等优点。
图1是本实用新型实施例的示意图；图2是本实用新型实施例的示意图的A-A剖视图；图3是本实用新型实施例的示意图的B-B剖视图；其中，1、环形底盘，2、支撑滚轮，3、外罩，4、扫描支架，5、旋转电机，6、齿轮；7、齿圈，8、旋转环，9、升降电机，10、链轮，11、链条，12、丝杠，13、导向杆，14、龙门架、15、滑块。
(五)具体实施例结构如图1、2、3所示，在直径为1300mm的环形底盘1上安装两个固定的支撑滚轮2和一个径向可调的支撑滚轮2，每个支撑滚轮2的直径为60mm，三个相距120度带有凹槽的支撑滚轮2夹持旋转环8的外缘，旋转环8的内径为800mm，外径是1100mm，齿圈7固定安装在旋转环8的下面，齿圈7的内径是800mm，外径为1050mm，装配有齿轮6的旋转电机5固定在环形底盘1上，旋转电机5上的齿轮6与齿圈7啮合；扫描支架4为双层圆环和支杆组成，圆环的内径为800mm，外径为1050mm，圆环通过支杆支撑，并连接固定成一体，圆环的上表面平面宽度为125mm，其上可安装激光器或摄像头及灯光等；扫描支架4安装在旋转环8的上面，当旋转电机5上的齿轮6带动齿圈7转动时，整体支架被带动旋转，速度控制为每30秒旋转一周；在扫描支架4的外部设有外罩3，外罩3的内表面涂有黑色漫散射折光材料层，避免了外来光线和设备内的光反射引起的相互交叉干扰；升降装置由龙门架14、滑块15、丝杠12、导向杆13、升降电机9、链轮10和链条11组成，装有链轮10的升降电机9设置在龙门架14的横梁上，通过链条11将动力传给竖直安装在龙门架两竖梁的丝杠12上，丝杠12分别与连接环形底盘1的两滑块15的丝母相配合，滑块15丝母两边分别设有两个竖向的圆孔，圆孔与两导向杆13为滑动配合，龙门架跨装在环形底盘1、旋转装置、扫描支架4、外罩3的外部，龙门架14的下端与地面的固定物固定；滑块与环形底盘通过螺栓连接，升降电机9旋转，通过链轮10和链条11带动丝杠12旋转，在丝杠12作用下，滑块15丝母旋转，带动环形底盘1及在环形底盘1上的旋转装置、扫描支架4、外罩3一同升降；由此实现三维物体旋转扫描。
权利要求1.一种三维物体旋转扫描装置主要包括环形底盘、旋转装置、扫描支架、外罩和升降装置，其特征在于扫描支架安装在旋转装置上，旋转装置与环形底盘相连接，外罩设置在旋转装置和扫描支架的外部并与环形底盘相连接，升降装置则与环形底盘连接。
2.如权利要求1所述的三维物体旋转扫描装置，其特征在于，扫描支架由一层或多层圆环和支杆组成，圆环通过支杆支撑，并连接固定成一体。
3.如权利要求2所述的三维物体旋转扫描装置，其特征在于，圆环的上环形面为一定宽度的平面。
4.如权利要求1所述的三维物体旋转扫描装置，其特征在于，外罩内表面漫散射吸光材料层。
5.如权利要求1所述的三维物体旋转扫描装置，其特征在于，所述的旋转装置是由装有齿轮的旋转电机和装有齿圈的旋转环及支撑滚轮组成，齿圈固定安装在旋转环的下面，旋转环通过支撑滚轮支撑固定，滚轮设置在环形底盘上，电机与环形底盘固定，电机上的齿轮与旋转环上的齿圈相啮合。
6.如权利要求5所述的三维物体旋转扫描装置，其特征在于，电机上的齿轮通过齿型带带动旋转环转动。
7.如权利要求5所述的三维物体旋转扫描装置，其特征在于，支撑滚轮上有凹槽，通过凹槽夹持旋转环的外缘。
8.如权利要求5所述的三维物体旋转扫描装置，其特征在于，支撑滚轮为多个，至少有一个支撑滚轮径向可调。
9.如权利要求1所述的三维物体旋转扫描装置，其特征在于，升降装置由龙门架、滑块、丝杠、导向杆、电机驱动装置组成，通过电机驱动装置带动安装在龙门架两竖梁上的丝杠转动，丝杠分别与连接底座的滑块的丝母相配合，滑块丝母两边分别设有两个轴向为竖直方向的圆孔，圆孔与两导向杆为滑动配合，龙门架跨装在环形底盘、旋转装置、扫描支架、外罩的外周，龙门架的下端被固定在地面的固定物上。
专利摘要三维物体旋转扫描装置涉及一种旋转扫描装置，属于三维数字测量技术和三维表面成像技术领域。主要包括环形底盘、旋转装置、扫描支架、外罩和升降装置，其中，扫描支架安装在旋转装置上，旋转装置与环形底盘相固定，外罩在旋转装置和扫描支架的外部并与环形底盘连接，升降装置与环形底盘连接。使用本实用新型可实现多层次、多角度的阵列扫描和三维测量，既提高测量速度，又扩大垂直测量的范围；由于扫描测量装置围绕被测量物体旋转，被测量人或物体在圆环中可静止不动，利于保持姿态的稳定和提高测量的精度，实现三维物体旋转扫描；由于支架可调，能满足不同高度和垂直测量范围的要求。具有结构合理、操作简单、精确度高、应用范围广等优点。
文档编号G06K9/22GK2616955SQ0321666
公开日2004年5月19日 申请日期2003年4月30日 优先权日2003年4月30日
发明者关华勇, 关东东, 杨萌军, 付彬 申请人:关华勇, 关东东