桌面式白光三维扫描仪的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种桌面式白光三维扫描仪，包括本体、支架和转盘，其中，本体包括本体外壳、光机、相机、风扇和FPGA主控电路板，转盘上设有转盘外壳、转盘盖、步进电机、皮带轮、轴承和齿轮，转盘盖上随机分布有圆形标志点，转盘盖可以原地360度旋转，步进电机与FPGA主控电路板电连接。本实用新型整体仅由本体、支架和转盘构成，且利用了FPGA来控制整个系统，处理速度和能力强，且将光机和摄像头分开设置，减小了光机在工作过程中产生震动对摄像头的影响，从而使之拍摄精准，而在转盘处设置有步进电机、齿轮、轴承和皮带轮等一系列设备，使转盘可以平稳地360度旋转，从而可以更好地对物品进行全方位地拍摄。
【专利说明】
桌面式白光三维扫描仪
技术领域
[0001]本实用新型涉及扫描仪领域，尤其涉及一种桌面式的，光机与相机分离的三维扫描仪。
【背景技术】
[0002]三维扫描仪(3D scanner)是一种科学仪器，用来侦测并分析现实世界中物体或环境的形状(几何构造)与外观数据(如颜色、表面反照率等性质)。搜集到的数据常被用来进行三维重建计算，在虚拟世界中创建实际物体的数字模型。这些模型具有相当广泛的用途，举凡工业设计、瑕疵检测、逆向工程、机器人导引、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、游戏创作素材等等都可见其应用。
[0003]非接触光技术扫描构建一个物件的完整3D模型，常常需要在物件上贴标志点，再通过标志点拼接来完成，对很多物件件来说，这样做费时费力，用户并不希望这么做，而且被贴标志点的的地方不容易得出正确的3D数据，从而影响3D建模的精确度。
【实用新型内容】
[0004]针对上述技术中存在的不足之处，本实用新型提供一种操作简便、能精确定位。散热性强的三维扫描仪。
[0005]为实现上述目的，本实用新型提供一种桌面式白光三维扫描仪，包括本体、支架和转盘，其中，本体包括本体外壳、光机、相机、风扇和FPGA主控电路板，所述光机、相机和风扇容置在本体外壳内，所述FPGA主控电路板与摄像头和相机电连接；
[0006]所述转盘上设有转盘外壳、转盘盖和转动组件，所述转盘盖上随机分布有圆形标志点，所述转盘外壳与转盘盖共同围合成一密闭空腔，所述转动组件同时容置在密闭空腔内，所述转盘盖可以原地360度旋转，所述转动组件与FPGA主控电路板电连接，待扫描物件放置在转盘盖上，所述光机发出光线照射在待扫描物体上，所述相机拍摄待扫描物体并通过圆形标志点定位后成像。
[0007]其中，所述相机分为第一相机和第二相机，所述第一相机和第二相机分别位于光机的两端，且与光机呈夹角设置;所述第一相机和第二相机固定在第一固定块上面，所述光机固定在第二固定块上，所述第一固定块与第二固定块分开，且第一固定块和第二固定块的下面都设有用于防震的橡胶片。
[0008]其中，所述支架整体呈〃L’形，且所述支架的两端分别设有第一螺丝固定位和第二螺丝固定位，所述本体固定在第一螺丝固定位上，所述转盘固定在第二螺丝固定位上，所述第一螺丝固定位与第二螺丝固定位呈一定的高度。
[0009]其中，所述支架为铝合金结构，且支架内部具有空腔，空腔内容置有输出连接线，一端连接FPGA主控电路板，另一端连接步进电机。
[0010]其中，所述FPGA上设有无线通讯模块，且与远程客户端进行无线通讯。
[0011]其中，所述风扇有四个，所述本体外壳上设有通孔，所述风扇固定在通孔位置附近。
[0012]其中，所述本体外壳上还设有USB端口、电源插接口，所述USB接口与电源插接口都与FPGA主控电路板电连接。
[0013]其中，本实用新型的有益效果是:与现有技术相比，本实用新型提供桌面式白光三维扫描仪，整体仅由本体、支架和转盘构成，且利用了 FPGA来控制整个系统，处理速度和能力强，且将光机和摄像头分开设置，减小了光机在工作过程中产生震动对摄像头的影响，从而使之拍摄精准，而在转盘处设置有步进电机、齿轮、轴承和皮带轮等一系列设备，使转盘可以平稳地360度旋转，从而可以更好地对物品进行全方位地拍摄。
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型的桌面式白光三维扫描仪组合图；
[0015]图2为本实用新型的主体爆炸图；
[0016]图3为本实用新型的支架结构示意图；
[0017]图4为本实用新型的转盘结构爆炸图。
[0018]主要元件符号说明如下:
[0019]1、本体2、支架
[0020]3、转盘11、外壳
[0021]12、光机13、相机
[0022]14、风扇15、FPGA主控电路板
[0023]21、第一螺丝固定位22、第二螺丝固定位
[0024]31、转盘外壳32、转盘盖
[0025]33、转动组件131、第一相机
[0026]32、第二相机331、步进电机
[0027]332、皮带轮333、平面推力轴承
[0028]334、小齿轮335、步进电机固定板
[0029]336、轴承固定板337、轴承
[0030]338、固定上盖339、转动轴。
【具体实施方式】
[0031]为了更清楚地表述本实用新型，下面结合附图对本实用新型作进一步地描述。
[0032]请参阅图1-图3，本实用新型提供一种桌面式白光三维扫描仪，包括本体1、支架2和转盘3，其中，本体I包括本体外壳11、光机12、相机13、风扇14和FPGA主控电路板15;光机12、相机13、风扇14和FPGA主控电路板15容置在本体外壳11内，相机13分为第一相机131和第二相机132，第一相机131和第二相机132分别位于光机12的两端，支架2整体呈〃L’形，且支架2的两端分别设有第一螺丝固定位21和第二螺丝固定位22，本体I固定在第一螺丝固定位21上，转盘3固定在第二螺丝固定位22上，第一螺丝固定位21与第二螺丝固定位22呈一定的高度;FPGA主控电路15板与摄像头12和相机13电连接。
[0033]转盘3上设有转盘外壳31、转盘盖32和转动组件33，转盘盖32上随机分布有圆形标志点，转盘外壳31与转盘盖32共同围合成一密闭空腔，转动组件33容置在密闭空腔内，转盘盖32可以原地360度旋转，转动组件33与FPGA主控电路板15电连接。
[0034]与现有技术相比，本实用新型提供桌面式白光三维扫描仪，整体仅由本体、支架和转盘构成，且利用了FPGA来控制整个系统，处理速度和能力强，且将光机和摄像头分开设置，减小了光机在工作过程中产生震动对摄像头的影响，从而使之拍摄精准，而在转盘处设置有步进电机、齿轮、轴承和皮带轮等一系列设备，使转盘可以平稳地360度旋转，从而可以更好地对物品进行全方位地拍摄。转盘盖上随机分布有圆形标志点，不需要在物件上贴标志点，FPGA主控电路板的系统中，已设置有与转盘盖上的标志点相对应的位置关系，只需对转盘盖上的物体所处的圆形标志点位置通过不同方位的关联以及数据的拼接，即可轻松构建3D模型。
[0035]在本实施例中，第一相机131和第二相机132固定在第一固定块上面，光机12固定在第二固定块上，第一固定块与第二固定块分开，且第一固定块下面设有2MM的橡胶片，第二固定块下面设有IMM橡胶片，设置橡胶片有利于缓解光机12和相机13工作时产生的震动对其他组件的影响，从而能保证拍摄物件时位置的平稳性，且两个相机13共同位于同一平面的第一固定块中，保证了拍摄物件的角度的一致性。
[0036]在本实施例中，支架2为铝合金结构，且支架2内部具有空腔，空腔内容置有输出连接线，一端连接FPGA主控电路板15，另一端连接步进电机33，此处FPGA主控电路板15为整个三维扫描仪的主控模块，其内部设有无线通讯模块，能够与远程客户端进行无线通讯，同时主控电路板15还控制步进电机33的工作，当需要对物体进行扫描时，只需要远程客户端发出相应的指令，FPGA主控电路板15即开始工作，且远程客户端上可以自由设置转盘的转速，FPGA主控电路板15接收到相关指令后，变与步进电机33进行通讯，从而控制步进电机的转速，同时，第一相机131和第二相机132共同对转盘3上的物体进行拍摄扫描，并对相关数据进行处理，从而传送至远程客户端中，在远程客户端中显示3D模型图。
[0037]在本实施例中，转动组件33包括步进电机331、皮带轮332、平面推力轴承333、小齿轮334、步进电机固定板335、轴承固定板336、轴承337、固定上盖338和转动轴339，步进电机331与FPGA主控电路板15电连接，从而控制步进电机331的运动，当步进电机331开始运动时，带动各部件进行运动，从而驱动转盘盖32进行360度旋转。
[0038]在本实施例中，风扇14有四个，本体外壳11上设有通孔，风扇14固定在通孔位置附近，风扇的设置有利于主体I内的设备的散热，且四个风扇14分别设置在主体的两侧和后侧，全方位进行扇热，散热效果更强，有利于提高产品的使用寿命。
[0039]在本实施例中，本体外壳11上还设有USB端口、电源插接口，这些接口都与FPGA主控电路板15进行连接，电源插接口外接电源适配器，主要为FPGA主控电路板15进行供电，同时还给光机12和相机13进行供电，USB接口的设置，方便外部设备与FPGA主控电路板15进行有线的数据传输。
[0040]本实用新型的优势在于:
[0041 ] I)结构简单:仅由本体、支架和转盘构成，且利用了FPGA来控制整个系统，处理速度和能力强，且将光机和摄像头分开设置，并设置橡胶片，减小了光机在工作过程中产生震动对摄像头的影响，从而使之拍摄精准；
[0042]2)自动非接触式扫描，自动化程度高，转盘盖上随机分布有圆形标志点，不需要在物件上贴标志点，只需对转盘盖32上的物体所处的圆形标志点位置通过不同方位的关联以及数据的拼接，即可轻松构建3D模型；
[0043]3)能够与远程客户端无线通讯，可操作性强。
[0044]以上公开的仅为本实用新型的几个具体实施例，但是本实用新型并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种桌面式白光三维扫描仪，其特征在于，包括本体、支架和转盘，其中，本体包括本体外壳、光机、相机、风扇和FPGA主控电路板，所述光机、相机和风扇容置在本体外壳内，所述FPGA主控电路板与摄像头和相机电连接； 所述转盘上设有转盘外壳、转盘盖和转动组件，所述转盘盖上随机分布有圆形标志点，所述转盘外壳与转盘盖共同围合成一密闭空腔，所述转动组件同时容置在密闭空腔内，所述转盘盖可以原地360度旋转，所述转动组件与FPGA主控电路板电连接，待扫描物件放置在转盘盖上，所述光机发出光线照射在待扫描物体上，所述相机拍摄待扫描物体并通过圆形标志点定位后成像。2.根据权利要求1所述的桌面式白光三维扫描仪，其特征在于，所述相机分为第一相机和第二相机，所述第一相机和第二相机分别位于光机的两端，且与光机呈夹角设置;所述第一相机和第二相机固定在第一固定块上面，所述光机固定在第二固定块上，所述第一固定块与第二固定块分开，且第一固定块和第二固定块下面都设有用于防震的橡胶片。3.根据权利要求1所述的桌面式白光三维扫描仪，其特征在于，所述支架整体呈〃L’形，且所述支架的两端分别设有第一螺丝固定位和第二螺丝固定位，所述本体固定在第一螺丝固定位上，所述转盘固定在第二螺丝固定位上，所述第一螺丝固定位与第二螺丝固定位呈一定的高度。4.根据权利要求1所述的桌面式白光三维扫描仪，其特征在于，所述支架为铝合金结构，且支架内部具有空腔，空腔内容置有输出连接线，一端连接FPGA主控电路板，另一端连接步进电机。5.根据权利要求1所述的桌面式白光三维扫描仪，其特征在于，所述FPGA上设有无线通讯模块，且与远程客户端进行无线通讯。6.根据权利要求1所述的桌面式白光三维扫描仪，其特征在于，所述风扇有四个，所述本体外壳上设有通孔，所述风扇固定在通孔位置附近。7.根据权利要求1所述的桌面式白光三维扫描仪，其特征在于，所述本体外壳上还设有USB端口、电源插接口，所述USB接口与电源插接口都与FPGA主控电路板电连接。
【文档编号】H04N1/04GK205545506SQ201620068990
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年1月25日
【发明人】易喜林, 郭文举
【申请人】深圳市昇创多维视觉科技有限公司