一种全方位3D扫描仪的制作方法

一种全方位3d扫描仪
技术领域
1.本发明涉及3d扫描仪技术领域，具体为一种全方位3d扫描仪。


背景技术：

2.3d扫描仪就是将一个实际物体扫描下来，然后直接得到三维图像，其能对物体进行高速高密度测量，输出三维点云供进一步处理用，比如进行三维打印等作业。
3.一般3d扫描仪存在的不足之处在于：一般在进行三维扫描时，需要对物体一个面一个面的进行扫描，然后才能得到一个弯折三维图像，操作效率低下，并且物体底端面由于接触在支撑面上，还需要将物体抬起进行扫描，扫描过程不够便捷，无法一次性全方位得到扫描结果。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种全方位3d扫描仪，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种全方位3d扫描仪，包括：支撑托板；所述支撑托板的底部安装有三维坐标扫描机，所述三维坐标扫描机配设有坐标传感器；所述支撑托板的上侧安装有软包扫描机构；所述软包扫描机构包括：软胶体、主电动伸缩杆、横架、连接块、牵引绳、气泵、单向气阀、连接导轨、夹板、第一联动杆、第二联动杆、顶板和热气流机构；所述软胶体平铺于所述支撑托板上，并且所述软胶体的中心位置与所述支撑托板固定连接，所述坐标传感器均匀密集分布于所述软胶体上，所述主电动伸缩杆左右成对竖直固定连接至所述支撑托板上，所述横架水平固定连接至所述主电动伸缩杆的伸缩端处；所述连接块连接至所述横架，所述牵引绳连接至所述连接块与所述软胶体之间；所述气泵固定安装于所述支撑托板，所述气泵的吸气端与所述软胶体的中心位置之间通过所述单向气阀连接；所述连接导轨水平固定连接至所述主电动伸缩杆的固定端顶部，所述夹板水平滑动连接至所述连接导轨处，所述第一联动杆活动连接至所述连接导轨，所述第二联动杆活动连接至所述第一联动杆的末端，所述第二联动杆的末端活动连接至所述夹板上，所述顶板水平设置于所述第一联动杆和所述第二联动杆连接位置的下方；并且所述顶板与所述横架固定连接，所述热气流机构连接在所述主电动伸缩杆和所述夹板之间。
6.优选的，所述热气流机构包括：活塞筒、第一活塞板、第二活塞板、连接竖杆、连接弹簧、电热丝、通气孔、第一连接软管和出气口；所述活塞筒竖直固定连接至所述主电动伸缩杆的固定端外壁处；所述第一活塞板滑动配合连接至所述活塞筒内；所述连接竖杆竖直滑动穿插至所述活塞筒内，并且所述连接竖杆的上端与所述主电动伸缩杆的伸缩端，同时所述连接竖杆的滑动穿过所述第一活塞板，所述连接弹簧套接至所述连接竖杆，并且所述连接弹簧的上端固定连接至所述第一活塞板的下侧；所述活塞筒的下侧设置有进气口；所述第二活塞板水平固定连接至所述连接竖杆的下端，所述电热丝分布于所述活塞筒的内壁处；所述通气孔开设于所述活塞筒的上端侧壁处；所述出气口开设于所述夹板的夹持端，所
述出气口与所述通气孔通过所述第一连接软管连通。
7.优选的，所述顶板的上端面涂有光滑剂。
8.优选的，所述横架和所述连接块之间连接有旋转式除杂机构，所述旋转式除杂机构包括：副电动伸缩杆、驱动电机、吊杆、第二连接软管、小型吸尘器、通腔、吸孔、挤压凸块、正转按键开关和反转按键开关；所述副电动伸缩杆竖直固定连接至所述横架上；所述副电动伸缩杆的上端固定连接有安装块；所述驱动电机固定安装于所述安装块上；所述吊杆竖直固定连接至所述驱动电机的主轴端；所述连接块水平固定连接至所述吊杆的下侧；所述小型吸尘器固定安装于所述横架上，所述小型吸尘器的吸尘端连接所述第二连接软管，所述第二连接软管的末端穿至所述吊杆内；所述牵引绳内侧设置有所述通腔，所述通腔与所述第二连接软管的末端连通；所述吸孔等距开设于所述牵引绳的外壁上，并且所述吸孔与所述通腔连通；所述挤压凸块固定连接至所述副电动伸缩杆伸缩端右侧，所述正转按键开关和所述反转按键开关分别固定安装于所述吊杆的上端左右两侧，并且所述正转按键开关和所述反转按键开关分别电连接所述驱动电机的正转控制电路和反转控制电路。
9.优选的，所述挤压凸块为球面凸块。
10.优选的，所述支撑托板的下侧竖直固定连接有支撑中板，所述支撑中板的下侧安装有离心检测机构，所述离心检测机构包括：离心筒、拿放口、旋转电机、旋转托板、小型液压伸缩杆、环形圆弧导板、压力感应开关、警报器、第一磁铁块、第二磁铁块、第三联动杆和支撑伸缩杆；所述离心筒固定连接至所述支撑中板的下侧，所述拿放口开设于所述离心筒的上端；所述旋转电机固定安装于所述离心筒的底部，所述支撑伸缩杆竖直固定连接至所述旋转电机的主轴端；所述旋转托板水平固定连接至所述支撑伸缩杆的伸缩端；所述小型液压伸缩杆左右成对水平固定连接至所述旋转托板的两侧，所述环形圆弧导轨环绕固定安装于所述离心筒的内侧，并且所述环形圆弧导板的内径从上至下逐渐变小，所述压力感应开关环绕等距固定连接至所述环形圆弧导板的底端内壁上，所述警报器安装于所述离心筒的外部，所述压力感应开关与所述警报器电连接，所述第一磁铁块环绕等距固定连接至所述离心筒内底部侧壁上；所述第二磁铁块左右成对设置于所述旋转托板的两侧，所述第三联动杆通过铰链活动连接至所述第二磁铁块和所述旋转托板之间，并且所述第二磁铁块滑动贴合在所述离心筒内底部。
11.优选的，所述小型液压伸缩杆的伸缩端固定连接有夹块。
12.优选的，所述第二磁铁块的下侧成对安装有万向轮。
13.与现有技术相比，本发明的有益效果是：1．本发明待扫描的物件摆放在软胶体上，然后主电动伸缩杆伸长，依靠牵引绳拉动软胶体的边缘，由于软胶体中心点位置固定，故软胶体边缘便向上收合起来，将物件包裹住，并且软胶体边缘收合时，左右成对的夹板则在电动伸缩杆的伸长运动作用下发生联动，向中间滑动靠拢，将软胶体收合在一起的边缘压紧在一起，并且在主电动伸缩杆伸长过程中，热气流机构联动运行，致使夹板端头处产生热空气作用于软胶体上，致使软胶体的收合边缘受热变软，从而便于贴合在一起，实现软胶体包裹空间封闭，最后依靠气泵将软胶体包裹空间内的空气抽走，致使软胶体各个位置便由于外部气压作用而充分贴合物体各个凹凸位置，方便坐标传感器检测物件各个端面点的位置，并且反馈数据于三维坐标扫描机，从而实现全方位一次性三维扫描；
2. 本发明同时在进行物件摆放在软胶体上进行三维扫描之前，先启动副电动伸缩杆进行收缩，致使连接块上环绕分布的牵引绳松弛搭在物件上，并且依靠驱动电机带动环绕分布的牵引绳环绕物件正反往复旋转，然后由于牵引绳的柔软性，方便牵引绳接触物件不同角落位置，而牵引绳内部为通腔，并且开有吸孔，方便依靠小型吸尘器产生负压，将物件表层的颗粒物去除，避免影响三维扫描后的物体轮廓；3. 本发明当件进行三维扫描之前，先将物件摆放于旋转托板上，依靠旋转电机驱动旋转，如此物件各个部分便受到离心力作用，同时旋转过程中，第一磁铁块和第二磁铁块相对端面为同极的，两者之间产生相斥的磁力，并且第二磁铁块与第一磁铁块间歇式重合，重合时，第二磁铁块便向旋转托板中心位置下侧收合，推顶旋转托板向上升起，如此便实现物件在旋转过程中进行间歇式上下运动，方便致使物件上存在松动的部件甩出，避免软体包裹挤压时造成松动部件偏移位置以及损坏。
附图说明
14.图1为本发明一种全方位3d扫描仪整体结构示意图；图2为本发明一种全方位3d扫描仪中主电动伸缩杆、第一活塞块、第二活塞块、活塞筒和夹板配合连接的局部结构示意图；图3为本发明一种全方位3d扫描仪中夹板的俯视结构示意图；图4为本发明一种全方位3d扫描仪中牵引绳的剖面结构示意图；图5为本发明一种全方位3d扫描仪中挤压凸块、正转按键开关和反转按键开关配合连接的结构示意图；图6为本发明一种全方位3d扫描仪中软胶体的俯视结构图；图7为本发明一种全方位3d扫描仪中环形圆弧导板和离心筒配合连接的俯视结构图；图8为本发明一种全方位3d扫描仪中第一磁铁块在离心筒内部位置分布的俯视结构图。
15.图中：1、支撑托板；2、软胶体；3、主电动伸缩杆；4、连接块；5、小型吸尘器；6、吊杆；7、驱动电机；8、副电动伸缩杆；9、牵引绳；10、横架；11、单向气阀；12、气泵；13、三维坐标扫描机；14、离心筒；15、环形圆弧导板；16、压力感应开关；17、小型液压伸缩杆；18、夹块；19、旋转托板；20、支撑伸缩杆；21、旋转电机；22、第三联动杆；23、第二磁铁块；24、第一磁铁块；25、万向轮；26、活塞筒；27、连接竖杆；28、电热丝；29、夹板；30、第一活塞板；31、连接弹簧；32、第二活塞板；33、通气孔；34、连接导轨；35、第一联动杆；36、第二联动杆；37、顶板；38、坐标传感器；39、出气口；40、第一连接软管；41、警报器；42、吸孔；43、旋转式除杂机构；44、拿放口；45、进气口；46、离心检测机构；47、第二连接软管；48、安装块；49、挤压凸块；50、正转按键开关；51、反转按键开关；52、支撑中板；53、热气流机构；54、通腔。
具体实施方式
16.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他
实施例，都属于本发明保护的范围。
17.请参阅图1-8，本发明提供一种技术方案：一种全方位3d扫描仪，包括：支撑托板1；支撑托板1的底部安装有三维坐标扫描机13，三维坐标扫描机13配设有坐标传感器38，三维坐标扫描机13为3d扫描仪类型设备中的现有设备；并且坐标传感器38用于测量物体对应点在坐标空间中的对应坐标；支撑托板1上侧空间为三维坐标扫描机13的坐标空间；支撑托板1的上侧安装有软包扫描机构；软包扫描机构包括：软胶体2、主电动伸缩杆3、横架10、连接块4、牵引绳9、气泵12、单向气阀11、连接导轨34、夹板29、第一联动杆35、第二联动杆36、顶板37和热气流机构53；软胶体2平铺于支撑托板1上，并且软胶体2的中心位置与支撑托板1固定连接，坐标传感器38均匀密集分布于软胶体2上，主电动伸缩杆3左右成对竖直固定连接至支撑托板1上，横架10水平固定连接至主电动伸缩杆3的伸缩端处；连接块4连接至横架10的中间位置下侧，牵引绳9连接至连接块4与软胶体2之间，并且牵引绳9环绕软胶体2和连接块4的边缘等距分布多根；气泵12固定安装于支撑托板1的底部中间位置，气泵12的吸气端与软胶体2的中心位置之间通过单向气阀11连接，单向气阀11的通气流向为软胶体2上侧空间向气泵12的吸气端口流动；连接导轨34水平固定连接至主电动伸缩杆3的固定端顶部，夹板29水平滑动连接至连接导轨34处，第一联动杆35通过铰链活动连接至连接导轨34靠近主电动伸缩杆3的端头处，第二联动杆36通过铰链活动连接至第一联动杆35的末端，第二联动杆36的末端通过铰链活动连接至夹板29上，顶板37水平设置于第一联动杆35和第二联动杆36连接位置的下方；并且顶板37与横架10固定连接，热气流机构53连接在主电动伸缩杆3和夹板29之间。
18.将需要进行3d扫描的物件摆放在软胶体2上，然后启动主电动伸缩杆3向上伸长，主电动伸缩杆3便通过横架10向上带起连接块4，然后连接块4便通过环绕分布的牵引绳9拉动软胶体2的边缘，由于软胶体2中心点位置固定，故软胶体2边缘便向上收合起来，将物件包裹住，并且当软胶体2边缘收合在左右成对的夹板29之间，而此时电动伸缩杆3正好带着顶板37上升至第一联动杆35和第二联动杆36的连接位置处，如此电动伸缩杆3继续伸长，顶板37则挤压到第一联动杆35和第二联动杆36的连接点，致使第一联动杆35和第二联动杆36撑开，推动夹板29沿着连接导轨34向中间滑动靠拢，将软胶体2收合在一起的边缘压紧在一起，并且在主电动伸缩杆3伸长过程中，热气流机构53运行，从夹板29端头处产生热空气作用于软胶体2上，致使软胶体2的收合边缘受热变软，从而便于贴合在一起，实现软胶体2包裹空间封闭，然后启动气泵12，将软胶体2包裹空间内的空气抽走，然后软胶体2各个位置便由于外部气压作用而充分贴合物体各个凹凸位置，此时软胶体2内壁密集分布的坐标传感器38便随之贴合物体各个端面点的位置，并且反馈数据于三维坐标扫描机13，从而实现全方位一次性三维扫描。
19.热气流机构53包括：活塞筒26、第一活塞板30、第二活塞板32、连接竖杆27、连接弹簧31、电热丝28、通气孔33、第一连接软管40和出气口39；活塞筒26竖直固定连接至主电动伸缩杆3的固定端外壁处；第一活塞板30滑动配合连接至活塞筒26内；连接竖杆27竖直滑动穿插至活塞筒26内，并且连接竖杆27的上端与主电动伸缩杆3的伸缩端，同时连接竖杆27的滑动穿过第一活塞板30，连接弹簧31套接至连接竖杆27的下端，并且连接弹簧31的上端固定连接至第一活塞板30的下侧；活塞筒26的下侧设置有进气口45；第二活塞板32水平固定连接至连接竖杆27的下端，电热丝28分布于活塞筒26的内壁处；通气孔33开设于活塞筒26
的上端侧壁处；出气口39开设于夹板29的夹持端，出气口39与通气孔33通过第一连接软管40连通，当主电动伸缩杆3进行伸长时，主电动伸缩杆3的伸缩端则通过连接竖杆27带动第二活塞板32向上滑入活塞筒26内，并且第一活塞板30随之同步升起，如此第二活塞板32、第一活塞板30和活塞筒26便形成了一个封闭空间，而封闭空间中的空气则依靠电热丝28加热成为热气流，并且第二活塞板32和第一活塞板30带着分隔出来的热空气一起上升，当第一活塞板30抵触到活塞筒26内顶部处时，第一活塞板30则无法继续上升，此时连接竖杆26继续带着第二活塞板32向上升起，同时夹板29正好将软胶体2的收合边缘夹住，然后单独随着连接竖杆27上升的第二活塞板32便挤压活塞筒26内的热空气，使其从通气孔33处排出，然后通过第一连接软管40导至出气口39处，最终作用于软胶体2的收合边缘处。
20.顶板37的上端面涂有光滑剂，方便顶板37上端面与第一联动杆35以及第二联动杆36端头接触时发生相对滑动。
21.横架10和连接块4之间连接有旋转式除杂机构43，旋转式除杂机构43包括：副电动伸缩杆8、驱动电机7、吊杆6、第二连接软管47、小型吸尘器5、通腔54、吸孔42、挤压凸块49、正转按键开关50和反转按键开关51；副电动伸缩杆8竖直固定连接至横架10上；副电动伸缩杆8的上端固定连接有安装块48；驱动电机7固定安装于安装块48上，并且驱动电机7的主轴端竖直向下；吊杆6竖直固定连接至驱动电机7的主轴端；连接块4水平固定连接至吊杆6的下侧；小型吸尘器5固定安装于横架10上，小型吸尘器5的吸尘端连接第二连接软管47，第二连接软管47的末端穿至吊杆6内，并且穿至连接块4处；每根牵引绳9内侧均设置有通腔54，通腔54与第二连接软管47的末端连通；吸孔42等距开设于牵引绳9的外壁上，并且吸孔42与通腔54连通；挤压凸块49固定连接至副电动伸缩杆8伸缩端右侧，正转按键开关50和反转按键开关51分别固定安装于吊杆6的上端左右两侧，并且正转按键开关50和反转按键开关51分别电连接驱动电机7的正转控制电路和反转控制电路，同时正转按键开关50和反转按键开关51均与挤压凸块49处于同一高度位置，当需要三维扫描的物件摆放在软胶体2上时，先启动副电动伸缩杆8进行收缩，致使连接块4下降，如此环绕分布的牵引绳9则松弛搭在物件上，然后启动驱动电机7和小型吸尘器5，小型吸尘器5致使各个牵引绳9上连通的吸孔42处产生负压，方便将物件表层的颗粒物吸走，避免影响后期软胶体2包裹扫描，并且驱动电机7通过吊杆6带动所有的牵引绳9旋转，由于牵引绳9的柔软性，方便牵引绳9接触物件不同角落位置，同时驱动电机7的正转按键开关50转动至挤压凸块49上时，驱动电机7通过吊杆6带动所有的牵引绳9正转，而当正转至一定位置后，反转按键开关51则转动至挤压凸块49上，然后驱动电机7带动牵引绳9反转，如此便实现牵引绳9环绕着物件往复正反转。
22.挤压凸块49为球面凸块，方便挤压按键开关。
23.支撑托板1的下侧竖直固定连接有支撑中板52，支撑中板52的下侧安装有离心检测机构46，离心检测机构46包括：离心筒14、拿放口44、旋转电机21、旋转托板19、小型液压伸缩杆17、环形圆弧导板15、压力感应开关16、警报器41、第一磁铁块24、第二磁铁块23、第三联动杆22和支撑伸缩杆20；离心筒14固定连接至支撑中板52的下侧，拿放口44开设于离心筒14的上端；旋转电机21固定安装于离心筒14的底部，支撑伸缩杆20竖直固定连接至旋转电机21的主轴端；旋转托板19水平固定连接至支撑伸缩杆20的伸缩端；小型液压伸缩杆17左右成对水平固定连接至旋转托板19的两侧，环形圆弧导轨15环绕固定安装于离心筒14的内侧，并且环形圆弧导板15的内径从上至下逐渐变小，压力感应开关16环绕等距固定连
接至环形圆弧导板15的底端内壁上，警报器41安装于离心筒14的外部，压力感应开关16与警报器41电连接，第一磁铁块24环绕等距固定连接至离心筒14内底部侧壁上；第二磁铁块23左右成对设置于旋转托板19的两侧，第三联动杆22通过铰链活动连接至第二磁铁块23和旋转托板19之间，并且第二磁铁块23滑动贴合在离心筒14内底部，当物件进行三维扫描之前，先将物件从拿放口44处放置旋转托板19上，并且启动两侧的小型液压伸缩杆17进行伸长，将物件固定夹紧，然后启动旋转电机21，旋转电机21便通过旋转托板19带动物件旋转，物件各个部分便受到离心力作用，同时第二磁铁块23随着旋转托板19旋转，第一磁铁块24和第二磁铁块23相对端面为同极的，当第二磁铁块23与第一磁铁块24对齐时，两者之间产生相斥的磁力，如此第二磁铁块23便向旋转托板19中心位置下侧收合，此过程第二磁铁块23便通过第三联动杆22推顶旋转托板19，致使旋转托板19依靠支撑伸缩杆20向上升起，并且当第二磁铁块23与第一磁铁块24位置偏移开后，旋转托板19便依靠支撑伸缩杆20的收缩性回落，实现物件在旋转过程中进行间歇式上下运动，方便致使物件上存在松动的部件甩出，并且若甩出松动部件，则部件落在环形圆弧导板15上，然后甩出部件滑至最底部，致使压力感应开关16产生感应，从而触发外部警报器41，方便提示操作人员进行处理，避免软体包裹时造成松动部件偏移位置以及损坏。
24.小型液压伸缩杆17的伸缩端固定连接有夹块18，夹块18方便小型液压伸缩杆17将物件稳固夹住。
25.第二磁铁块23的下侧成对安装有万向轮25，万向轮25方便第二磁铁块23在离心筒14内底面滑动。
26.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
27.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。