一种可以绕固定平台旋转的三维扫描仪论文和设计

全文摘要

本实用新型涉及一种可以绕固定平台旋转的三维扫描仪。其技术方案是：包括放置模型的平台、支撑平台并连接底座的支柱、扫描仪整体的底座、绕中心旋转的转盘、扫描头支架、具有独立三维扫描能力的扫描头，所述平台通过支柱与底座连接在一起；所述转盘夹在平台与底座之间，并以支柱的中心轴为旋转轴；所述转盘通过支架连接有扫描头，转盘旋转带动扫描头绕着平台旋转实现三维扫描。有益效果是：本实用新型的各部分连接紧密、运行正常，极大的扩展了被扫描模型的尺寸和重量，可以对重量和体积较大的模型进行三维扫描；相比于手持式的三维扫描仪，扫描头围绕模型进行360度扫描，获取的三位数据更加精准，扫描的数据可方便拼接，更加高效便捷。

主设计要求

1.一种可以绕固定平台旋转的三维扫描仪，其特征是：包括放置模型的平台（1）、支撑平台并连接底座的支柱（2）、扫描仪整体的底座（3）、绕中心旋转的转盘（4）、扫描头支架（5）、具有独立三维扫描能力的扫描头（6），所述平台（1）通过支柱（2）与底座（3）连接在一起；所述转盘（4）夹在平台（1）与底座（3）之间，并以支柱（2）的中心轴为旋转轴；所述转盘（4）通过支架（5）连接有扫描头（6），转盘（4）旋转带动扫描头（6）绕着平台（1）旋转实现三维扫描。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种可以绕固定平台旋转的三维扫描仪，其特征是：所述底座（3）上面固定有步进电机（3-1）和第一轴承（3-2），所述步进电机（3-1）上面固定有驱动齿轮（3-3），所述驱动齿轮（3-3）与所述转盘（4）上面的齿轮（4-1）啮合，所述步进电机（3-1）旋转时通过驱动齿轮（3-3）与齿轮（4-1）的啮合作用带动转盘旋转；所述第一轴承（3-2）与转盘（4）底面的圆环（4-2）紧靠，并在圆环（4-2）的内侧，起到固定转盘的作用，使转盘在绕中心轴旋转时不会偏移。

3.根据权利要求1所述的一种可以绕固定平台旋转的三维扫描仪，其特征是：所述转盘（4）上设有齿轮（4-1）、圆环（4-2）、第二轴承（4-3），在转盘（4）的内环设有圆形的齿轮（4-1），在转盘（4）的下表面设有凸起的圆环（4-2），在转盘（4）的上、下表面分别设有多个第二轴承（4-3），使转盘（4）与下侧的底座（3）配合运转，与上侧的平台（1）配合运转。

4.根据权利要求3所述的一种可以绕固定平台旋转的三维扫描仪，其特征是：所述转盘（4）的圆环（4-2）的内侧设有向上露出的多个第二轴承（4-3），在圆环（4-2）的外侧设有向下露出的多个第二轴承（4-3）。

5.根据权利要求3或4所述的一种可以绕固定平台旋转的三维扫描仪，其特征是：多个第二轴承（4-3）安装后形成圆环形的结构。

6.根据权利要求1所述的一种可以绕固定平台旋转的三维扫描仪，其特征是：所述支架（5）为可伸缩型结构，延长支架（5）的长度可以扫描更大的模型尺寸。

7.根据权利要求1所述的一种可以绕固定平台旋转的三维扫描仪，其特征是：所述扫描头（6）采用结构光扫描仪器，可以获取模型表面的三维数据。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及一种三维扫描仪，特别涉及一种可以绕固定平台旋转的三维扫描仪。

背景技术

随着三维扫描技术的日趋成熟，三维扫描设备的应用领域越来越广泛，三维扫描设备的种类也越来越多，从使用角度来说可分两类，一类是手持式或带支架的三维扫描设备，一类是带有转台的三维扫描设备（也称桌面级三维扫描仪），这两类各有优势和缺点；手持式三维扫描设备灵活，用于扫描大型的设备，但是扫描过程繁琐，自动化程度太低；带转台的三维扫描设备自动化程度较高，但是所配备的自动转台承重较小，无法扫描具有较大重量和体积的物体，降低了三维扫描设备的使用空间。

发明内容

本实用新型的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种可以绕固定平台旋转的三维扫描仪，其特点是具有固定的承重平台，可扫描较大尺寸和重量的模型，被扫描的模型在固定平台上静置不动，扫描头围绕模型进行360度旋转扫描，并拼接扫描图像，从而获取完整的三维模型数据。

本实用新型提到的一种可以绕固定平台旋转的三维扫描仪，其技术方案是：包括放置模型的平台（1）、支撑平台并连接底座的支柱（2）、扫描仪整体的底座（3）、绕中心旋转的转盘（4）、扫描头支架（5）、具有独立三维扫描能力的扫描头（6），所述平台（1）通过支柱（2）与底座（3）连接在一起；所述转盘（4）夹在平台（1）与底座（3）之间，并以支柱（2）的中心轴为旋转轴；所述转盘（4）通过支架（5）连接有扫描头（6），转盘（4）旋转带动扫描头（6）绕着平台（1）旋转实现三维扫描。

优选的，上述底座（3）上面固定有步进电机（3-1）和第一轴承（3-2），所述步进电机（3-1）上面固定有驱动齿轮（3-3），所述驱动齿轮（3-3）与所述转盘（4）上面的齿轮（4-1）啮合，所述步进电机（3-1）旋转时通过驱动齿轮（3-3）与齿轮（4-1）的啮合作用带动转盘旋转；所述第一轴承（3-2）与转盘（4）底面的圆环（4-2）紧靠，并在圆环（4-2）的内侧，起到固定转盘的作用，使转盘在绕中心轴旋转时不会偏移。

优选的，上述转盘（4）上设有齿轮（4-1）、圆环（4-2）、第二轴承（4-3），在转盘（4）的内环设有圆形的齿轮（4-1），在转盘（4）的下表面设有凸起的圆环（4-2），在转盘（4）的上、下表面分别设有多个第二轴承（4-3），使转盘（4）与下侧的底座（3）配合运转，与上侧的平台（1）配合运转。

优选的，上述转盘（4）的圆环（4-2）的内侧设有向上露出的多个第二轴承（4-3），在圆环（4-2）的外侧设有向下露出的多个第二轴承（4-3）。

优选的，多个第二轴承（4-3）安装后形成圆环形的结构。

优选的，上述支架（5）为可伸缩型结构，延长支架（5）的长度可以扫描更大的模型尺寸。

优选的，上述扫描头（6）采用结构光扫描仪器，可以获取模型表面的三维数据。

本实用新型的有益效果是：通过设置独特的转盘，且转盘上设有齿轮、圆环、轴承，在转盘的内环设有圆形的齿轮，在转盘的下表面设有凸起的圆环，在转盘的上、下表面分别设有多个轴承，使转盘与下侧的底座配合运转，与上侧的平台配合运转；形成的整体的三维扫描仪，相比于桌面级三维扫描仪，本实用新型各部分通过有效连接构成一个整体，本实用新型的各部分连接紧密、运行正常，极大的扩展了被扫描模型的尺寸和重量，可以对重量和体积较大的模型进行三维扫描；相比于手持式的三维扫描仪，本实用新型的扫描头围绕模型进行360度扫描，获取的三位数据更加精准，扫描的数据可方便拼接，更加高效便捷。

附图说明

附图1是本实用新型的整体结构图；

附图2是支柱和基座部分的结构示意图；

附图3是转盘、支架和扫描头部分的结构示意图；

附图4是转盘的上侧结构示意图；

附图5是转盘的下侧结构示意图；

上图中：平台1、支柱2、底座3、转盘4、支架5、扫描头6，步进电机3-1、第一轴承3-2、驱动齿轮3-3、齿轮4-1、圆环4-2、第二轴承4-3、镜头6-1。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1，参照附图1-3，本实用新型提到的一种可以绕固定平台旋转的三维扫描仪，其技术方案是：包括放置模型的平台1、支撑平台并连接底座的支柱2、扫描仪整体的底座3、绕中心旋转的转盘4、扫描头支架5、具有独立三维扫描能力的扫描头6，所述平台1通过支柱2与底座3连接在一起；所述转盘4夹在平台1与底座3之间，并以支柱2的中心轴为旋转轴；所述转盘4通过支架5连接有扫描头6，转盘4旋转带动扫描头6绕着平台1旋转实现三维扫描。

参照附图2，底座3上面固定有步进电机3-1和第一轴承3-2，所述步进电机3-1上面固定有驱动齿轮3-3，所述驱动齿轮3-3与所述转盘4上面的齿轮4-1啮合，所述步进电机3-1旋转时通过驱动齿轮3-3与齿轮4-1的啮合作用带动转盘旋转；所述第一轴承3-2与转盘4底面的圆环4-2紧靠，并在圆环4-2的内侧，起到固定转盘的作用，使转盘在绕中心轴旋转时不会偏移。

参照附图3-5，本实用新型的转盘4上设有齿轮4-1、圆环4-2、第二轴承4-3，在转盘4的内环设有圆形的齿轮4-1，在转盘4的下表面设有凸起的圆环4-2，在转盘4的上、下表面分别设有多个第二轴承4-3，使转盘4与下侧的底座3配合运转，与上侧的平台1配合运转。

转盘4的圆环4-2的内侧设有向上露出的多个第二轴承4-3，在圆环4-2的外侧设有向下露出的多个第二轴承4-3；多个第二轴承4-3安装后形成圆环形的结构，具体是多个第一轴承3-2外切于转盘的圆环4-2，等间距的分布在转盘上。

上述支架5为可伸缩型结构，延长支架5的长度可以扫描更大的模型尺寸；上述扫描头6采用结构光扫描仪器，可以获取模型表面的三维数据。

本实用新型的扫描头6通过支架5与转盘4连接在一起，所述转盘4与步进电机3-1上的齿轮3-3啮合，当步进电机3-1转动时，就可以带动转盘4旋转，进而使扫描头6旋转并进行扫描，扫描头6上面有用于扫描的镜头6-1。

本实用新型的具体扫描步骤是：将被扫描的模型放置于平台1中间，调节支架5和扫描头6使扫描头的镜头6-1对准被扫描的模型，使用扫描软件进行扫描时，步进电机3-1开始转动，步进电机3-1上的齿轮3-3带动转盘4旋转，与转盘4连接在一起的扫描头6随之旋转扫描，扫描头6对模型旋转扫描一周，就能获取模型的三维数据，三维数据经扫描软件拼接后得到完整的数字模型，扫描结束。

实验结果及分析

本实用新型的各部分通过有效连接构成一个整体，本实用新型的各部分连接紧密、运行正常，极大的扩展了被扫描模型的尺寸和重量，扫描过程的稳定性和自动化，为使用者带来了便捷性和数据的准确性。

实施例2，本实用新型提到的可以绕固定平台旋转的三维扫描仪，具体是采用16个轴承安装后形成圆环形的结构，具体是8个第一轴承3-2外切于转盘的圆环4-2，等间距的分布在转盘上；8个第一轴承3-2设置与圆环4-2的内侧，为转盘的旋转提供顺滑的条件。另外，支架5可以设计为伸缩式结构，且增设升降结构，以方便调节扫描头6的高低，即实现了对较大模型进行扫描，又可以升降扫描。另外，本实用新型的平台还可以采用其他形状结构。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，任何熟悉本领域的技术人员均可能利用上述阐述的技术方案对本实用新型加以修改或将其修改为等同的技术方案。因此，依据本实用新型的技术方案所进行的任何简单修改或等同置换，尽属于本实用新型要求保护的范围。

设计图

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主设计要求

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