一种用于3D自动化扫描的旋转云台的制作方法

本申请涉及3d自动化扫描的技术领域，尤其是涉及一种用于3d自动化扫描的旋转云台。

背景技术：

三维扫描是指集光、机、电和计算机技术于一体的高新技术，主要用于对物体空间外形和结构及色彩进行扫描，以获得物体表面的空间坐标，具有速度快、精度高的优点。其重要意义在于能够将实物的立体信息转换为计算机能直接处理的数字信号，为实物数字化提供了相当方便快捷的手段。

三维扫描需要借助3d扫描仪完成，并且由于单个3d扫描仪的扫描范围有限，通常将待扫描物品固定放置在旋转检测台上，3d扫描仪由能够进行多自由度运动的机械手夹持，通过多次扫描拼凑出待扫描物品的完整数字模型。

由于3d扫描仪由机械手夹持，并且在机械手的带动下进行运动，机械手在长时间运动后，可能出现机械手的夹持结构松动，甚至出现3d扫描仪摔落、损坏的情况；在对3d扫描仪和机械手进行装夹、拆卸时，也可能出现3d扫描仪摔落、损坏的情形。

技术实现要素：

为了在满足对待扫描物品完成扫描工作的前提下，尽可能避免出现3d扫描仪摔落、损坏的情形，本申请提供了一种用于3d自动化扫描的旋转云台。

本申请提供的一种用于3d自动化扫描的旋转云台采用如下的技术手段：

一种用于3d自动化扫描的旋转云台，包括台座、安装于台座上端的夹持机构以及用于驱动夹持机构绕竖直方向自转的驱动机构，夹持机构包括用于夹持、固定待扫描物品的夹持组件和用于驱动夹持组件绕水平直线自转的驱动组件。

通过采用上述技术方案，待扫描物品能够在被夹持的情况下绕水平直线自转，由于待扫描物品还能够在驱动机构的驱动下绕竖直直线自转，从而3d扫描仪在固定不动的情况下就能完成扫描工作，因此3d扫描仪不需要由机械手夹持、带动，避免3d扫描仪从机械手中脱落、损坏的情况发生，有利于减少设备事故发生。

优选的，所述夹持机构包括两个夹持组件，两个夹持组件相对设置，其中一个夹持组件夹持待扫描物品的一端，另一个夹持组件夹持待扫描物品的另一端。

通过采用上述技术方案，两个夹持组件能够分别夹持在待扫描物品的两端，相对于单个夹持组件，夹持效果更好，待扫描物品不易脱落。

优选的，所述夹持组件包括支撑底板和两个相对设置的抵接板，两个抵接板之间形成用于夹持固定待扫描物品的夹持口,两个抵接板均转动连接于支撑底板，抵接板处设有用于施加给抵接板扭转力以驱使抵接板向另一个抵接板转动的弹性件。

通过采用上述技术方案，借助弹性件的扭转力夹持物品，不需要依靠类似电机、气缸等驱动装置进行夹紧，结构简单，成本低廉。

优选的，每个所述夹持组件绕两个夹持组件的连线转动设置，驱动组件包括第一驱动电机、连接于第一驱动电机输出轴的第一蜗杆、啮合连接于第一蜗杆的第一蜗轮；其中一个支撑底板远离抵接板的一侧连接有第一转轴，第一蜗轮卡接于第一转轴的外周面，第一转轴的轴线与两个夹持组件的连线共线。

通过采用上述技术方案，利用蜗轮、蜗杆传动具有减速增扭的特性，使得整个夹持组件能够在第一驱动电机的驱动下缓慢转动，有利于3d扫描仪对物品进行静态扫描，承载能力强，运行平稳且噪声小。

优选的，所述抵接板朝向另一个抵接板的一侧设有弹性软层。

通过采用上述技术方案，一方面抵接板夹持物品时弹性软层起到缓冲保护的作用，有利于避免因抵接板与物品刚性接触导致物品表面出现压痕、划伤等缺陷的情况，另一方面如果物品表面不规则，则弹性软层能够发生一定形变，使得弹性软层尽量贴附在物品表面，有利于提高对物品的夹持效果。

优选的，两个所述夹持组件的间距可调。

通过采用上述技术方案，夹持机构便于夹持不同尺寸的物品，并且也有利于避免因为物品加工误差导致难以夹持的情况，适用性较强。

优选的，所述台座包括圆台和转动设置于圆台上端的装夹盘,夹持机构安装于装夹盘的上端,圆台内部设有安装腔,驱动机构安装于安装腔内,圆台的周面设有检修门。

通过采用上述技术方案，一方面能够有效避免因外界灰尘或其他杂质导致驱动机构的润滑效果和传动效率下降的问题，另一方面有利于优化机械结构布置形式，使得整体结构紧凑，体积小，方便移动；设置检修门，便于对驱动机构进行拆装、维护保养等工作。

优选的，所述驱动机构包括第二驱动电机、连接于第二驱动电机输出轴的第二蜗杆以及啮合连接于第二蜗杆的第二蜗轮，装夹盘的下端同轴连接有第二转轴，第二蜗轮卡接于第二转轴的外周面。

通过采用上述技术方案，本方案中的第二蜗轮和第二蜗杆能够实现自锁，即第二驱动电机停转时，第二转轴能够保持固定，此时整个夹持机构处于停顿、静止状态，便于3d扫描仪进行扫描工作。

综上，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.本方案中，通过设置夹持组件和驱动组件，3d扫描仪在固定不动的情况下就能完成扫描工作，因此3d扫描仪不需要由机械手夹持、带动，避免3d扫描仪从机械手中脱落、损坏的情况发生，有利于减少设备事故发生；

2.本方案中，通过设置弹性件，借助弹性件的扭转力夹持物品，不需要依靠类似电机、气缸等驱动装置进行夹紧，结构简单，成本低廉；

3.本方案中，由于两个夹持组件的间距可调，夹持机构便于夹持不同尺寸的物品，并且也有利于避免因为物品加工误差导致难以夹持的情况，适用性较强。

附图说明

图1是本申请实施例的结构示意图；

图2是图1中夹持机构的结构示意图。

附图标记说明：1、台座；11、圆台；111、安装腔；112、检修门；12、装夹盘；121、螺纹孔；122、第二转轴；2、夹持机构；21、夹持组件；211、支撑底板；212、抵接板；213、夹持口；214、弹性件；215、弹性软层；216、第一转轴；217、第三转轴；22、驱动组件；221、第一蜗轮；222、第一蜗杆；223、第一驱动电机；224、传动箱；24、支撑组件；241、支撑座；2411、滑轨；2412、条形孔；242、滑柱；2421、紧固螺栓；3、驱动机构；31、第二驱动电机；32、第二蜗杆；33、第二蜗轮；4、机架；5、快速夹钳。

具体实施方式

以下结合附图1-2对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种用于3d自动化扫描的旋转云台。参照图1，一种用于3d自动化扫描的旋转云台包括机架4、固定安装于机架4上端的台座1、安装于台座1上端的夹持机构2以及驱动机构3，驱动机构3能够驱动夹持机构2绕竖直方向自转。夹持机构2包括用于夹持固定待扫描物品的夹持组件21、驱动夹持组件21绕水平直线自转的驱动组件22以及对夹持组件21和驱动组件22起支撑作用的支撑组件24。本实施例旨在通过设置夹持组件21和驱动组件22，使得待扫描物品能够在被夹持的情况下绕水平直线转动，由于待扫描物品还能够在驱动机构3的驱动下绕竖直直线转动，从而3d扫描仪在固定不动的情况下就能完成扫描工作，因此3d扫描仪不需要由机械手夹持、带动，有效避免出现3d扫描仪从机械手中脱落、损坏的情况，有利于减少设备事故发生。

台座1包括圆台11和转动设置于圆台11上端的装夹盘12，装夹盘12的上端开设有多个用于固定夹持机构2的螺纹孔121。圆台11上端向下开设有用于放置驱动机构3的安装腔111，驱动机构3包括固定安装于安装腔111底部的第二驱动电机31、卡接于第二驱动电机31输出轴的第二蜗杆32以及啮合连接于第二蜗杆32的第二蜗轮33。装夹盘12的下表面固定连接有第二转轴122，第二转轴122与装夹盘12同轴线，第二蜗轮33卡接于第二转轴122的外周面，从而第二驱动电机31能够驱动装夹盘12自转。第二转轴122的下端通过轴承转动连接于安装腔111的底部，圆台11的外周面上设有检修门112，检修门112绕竖直直线转动连接于圆台11，检修门112整体呈弧形，使得检修门112关闭后检修门112的外侧弧面与圆台11的外周面共曲面。

本实施例中的第二蜗轮33和第二蜗杆32的传动方式具有自锁性质，即第二驱动电机31停转时，第二转轴122能够保持固定，此时整个夹持机构2处于停顿、静止状态，便于3d扫描仪进行扫描工作。驱动机构3安装于安装腔111内，一方面能够有效避免因外界灰尘或其他杂质导致驱动机构3的润滑效果和传动效率下降的问题，另一方面有利于优化机械结构布置形式，使得整体结构紧凑，体积小，方便移动。设置检修门112，便于对驱动机构3进行拆装、维护保养等工作。

参照图1和图2，支撑组件24包括夹持固定于装夹盘12上端的支撑座241和两个滑动设置在支撑座241上的滑柱242，支撑座241呈矩形框架状，装夹盘12上螺纹连接有多个快速夹钳5，快速夹钳5将支撑座241压紧于装夹盘12上。支撑座241的上端设有沿水平直线方向的滑轨2411，滑轨2411为截面呈倒t形的长条状通槽。两个滑柱242滑动设置在滑轨2411中，支撑座241上开设有条形孔2412，条形孔2412的长度方向与滑轨2411的长度方向一致，条形孔2412自支撑座241的外表面延伸至滑轨2411中。每个滑柱242位于滑轨2411中的部分螺纹连接有紧固螺栓2421，紧固螺栓2421的头部位于条形孔2412外部，操作者将滑柱242滑动至目标位置时能够旋紧紧固螺栓2421，从而将滑柱242在滑轨2411上固定。

夹持组件21共设有两个，两个夹持组件21分别安装在两个滑柱242上，并且两个夹持组件21相对设置于两个滑柱242之间。每个夹持组件21包括支撑底板211和两个相对设置的抵接板212，两个抵接板212分别转动连接于支撑底板211的同一侧，两个抵接板212之间形成用于夹持待扫描物品的夹持口213。每个抵接板212与支撑底板211之间安装有弹性件214，弹性件214为常见的扭力弹簧，弹性件214施加给抵接板212扭转力使抵接板212向另一抵接板212转动。当弹性件214安装完成后，两个抵接板212远离支撑底板211的一端相互靠拢。每个抵接板212朝向另一个抵接板212的一侧粘接固定有弹性软层215，弹性软层215采用柔软的橡胶垫加工而成。两个支撑底板211远离抵接板212的一侧分别固定连接有第一转轴216和第三转轴217，第一转轴216或第三转轴217均垂直于支撑底板211设置，第一转轴216和第三转轴217均通过轴承转动连接于滑柱242，第一转轴216和第三转轴217同轴设置。

设置两个夹持组件21，使得两个夹持组件21能够分别夹持在待扫描物品的两端，相对于单个夹持组件21，夹持效果更好。由于两个滑柱242滑动设置，则位于两者之间的夹持组件21的间距可调，从而夹持机构2便于夹持不同尺寸的物品，并且也有利于避免因为物品加工误差导致难以夹持的情况，适用性较强。设置弹性件214，借助弹性件214的扭转力夹持物品，不需要依靠类似电机、气缸等驱动装置进行夹紧，结构简单，成本低廉。设置弹性软层215，一方面抵接板212夹持物品时弹性软层215起到缓冲保护的作用，有利于避免因抵接板212与物品刚性接触导致物品表面出现压痕、划伤等缺陷的情况，另一方面如果物品表面不规则，则弹性软层215能够发生一定形变，使得弹性软层215尽量贴附在物品表面，有利于提高对物品的夹持效果。

第一转轴216远离支撑底板211的端部贯穿滑柱242，驱动组件22设置于滑柱242远离支撑底板211的一侧，驱动组件22包括卡接于第一转轴216外周面的第一蜗轮221、啮合连接于第一蜗轮221的第一蜗杆222以及用于驱动第一蜗杆222转动的第一驱动电机223，第一驱动电机223的输出轴连接于第一蜗杆222的一端。第一蜗杆222和第一蜗轮221的外部设有传动箱224，传动箱224中填充有半固态的润滑脂，传动箱224和第一驱动电机223固定安装在滑柱242上。本实施例中采用第一蜗轮221和第一蜗杆222作为第一转轴216的传动结构，整个夹持组件21能够在第一驱动电机223的驱动下缓慢转动，有利于3d扫描仪对物品进行静态扫描，承载能力强，运行平稳且噪声小。

具体工作过程如下：进行三维扫描时，操作者施力使其中一个夹持组件21的两个抵接板212撑开，即撑大夹持口213，然后将待扫描物品的一端放置在夹持口213中，两个抵接板212在各自弹性件214的弹性作用下分别抵接在待扫描物品的两侧，从而夹持组件21将待扫描物品的一端夹紧；滑动另一个夹持组件21使其靠近待扫描物品的另一端，重复上述操作，使得另一个夹持组件21夹持物品的另一端，夹持完成后旋紧紧固螺栓2421，从而将两个夹持组件21进行限位固定；第一驱动电机223驱动第一转轴216转动，两个夹持组件21绕第一转轴216所在的轴线发生转动，3d扫描仪对物品扫描一周后，第二驱动电机31驱动第二转轴122转动一定角度后停转，再重复上述操作，使得物品再绕水平直线翻转一周，3d扫描仪对物品再次扫描一周，后续操作按照上述动作重复进行，直至第二转轴122完整旋转一周后，整个三维扫描工作完成。

本实施例的实施原理为：设置能够绕水平直线自转的夹持组件21以及驱动组件22，使得待扫描物品能够绕水平直线自转，从而3d扫描仪能够在固定不动的情况下完成扫描工作，3d扫描仪不需要由机械手夹持、带动，不仅能够避免3d扫描仪工作过程中意外摔落的情况，还有利于降低成本。

本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。