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三维扫描仪

阅读：224发布：2020-05-11

专利汇可以提供三维扫描仪专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且三维扫描仪，包括基座、扫描组件及控制器，基座上方与基座间隔安装有用以放置待扫描物的承载台；所述扫描组件包括安装在组件板上朝向承载台的摄像头和激光发射器；进一步包括步进电机，其输出轴竖直位于承载台与基座之间，所述组件板经传动杆连接至步进电机输出轴，传动杆的长度使步进电机工作时可带动组件板环绕承载台外周运动；所述控制器用以接收扫描数据并控制步进电机工作。在保证精度和扫描速度的前提下，提供了一种结构简单、使用方便的三维扫描仪。该扫描仪制造成本低，携带方便，可应用于足部扫描等多种领域。，下面是三维扫描仪专利的具体信息内容。

权利要求

1.三维扫描仪，包括基座、扫描组件及控制器，其特征在于：基座上方与基座间隔安装有用以放置待扫描物的承载台；所述扫描组件包括安装在组件板上朝向承载台的摄像头和激光发射器；进一步包括步进电机，其输出轴竖直位于承载台与基座之间，所述组件板经传动杆连接至步进电机输出轴，传动杆的长度使步进电机工作时可带动组件板环绕承载台外周运动；所述控制器用以接收扫描数据并控制步进电机工作。
2.如权利要求1所述的三维扫描仪，其特征在于：所述承载台为圆形承载台，步进电机输出轴位于承载台圆心处。
3.如权利要求2所述的三维扫描仪，其特征在于：摄像头和激光发射器安装在同一水平高度，以承载台圆心所在竖直轴线为参考，摄像头至所述竖直轴线的水平连线与激光发射器至所述竖直轴线的水平连线之间的夹角为30°至60°。
4.如权利要求1所述的三维扫描仪，其特征在于：组件板垂直于承载台上端面，其底部安装有与承载台端面接触的滚轮。
5.如权利要求1所述的三维扫描仪，其特征在于：基座上设置有遮光罩，遮光罩形成一容置腔将承载台、扫描组件及步进电机包覆在腔内。
6.如权利要求5所述的三维扫描仪，其特征在于：遮光罩顶部设置有开口。
7.如权利要求1所述的三维扫描仪，其特征在于：所述基座底部安装有支脚。

说明书全文

三维扫描仪

技术领域

[0001] 本实用新型属于图像扫描技术领域，涉及一种三维扫描仪。

背景技术

[0002] 三维扫描仪是一种图像获取工具，通过扫描图像可分析获得物体的三维模型数据，应用于很多领域。

[0003] 以制鞋业为例来说明三维扫描仪可带来的便利。

[0004] 传统制鞋业通常是通过制作公模来完成鞋的批量生产，但由于每个人的脚型、尺寸具有个性化差异，传统的制鞋方法带来的问题就是同一个公模很难满足所有客户的需求。

[0005] 近年来，客户定制成为制鞋业新的发展方向。制鞋业是一个传统的劳动密集型行业。传统的定制鞋是通过利用测量足部多个部位数据来进行的，如此带来了数据测量的不方便且精度不高。但随着计算机辅助设计和机械自动化的飞速发展，制鞋业已经由传统的手工业向现代化的辅助及机械化自动制鞋方向变革。

[0006] 目前，通过三维足部扫描仪快速获得足部的三维数据，继而设计鞋楦已经得到了一定程度的应用，但盲目追求高精度和高速度所导致的扫描仪结构复杂、价格昂贵等问题依然没有得到很好的解决，因而，定制鞋的普及依然很难实现。

[0007] 这种问题同样存在于三维扫描仪在其他领域的应用。实用新型内容

[0008] 本实用新型的目的在于提供一种结构简单、实用的三维扫描仪。

[0009] 本实用新型的内容为：三维扫描仪，包括基座、扫描组件及控制器，基座上方与基座间隔安装有用以放置待扫描物的承载台；扫描组件包括安装在组件板上朝向承载台的摄像头和激光发射器；进一步包括步进电机，其输出轴竖直位于承载台与基座之间，组件板经传动杆连接至步进电机输出轴，传动杆的长度使步进电机工作时可带动组件板环绕承载台外周运动；控制器用以接收扫描数据并控制步进电机工作。

[0010] 优选为：承载台为圆形承载台，步进电机输出轴位于承载台圆心处。

[0011] 优选为：摄像头和激光发射器安装在同一水平高度，以承载台圆心所在竖直轴线为参考，摄像头至竖直轴线的水平连线与激光发射器至竖直轴线的水平连线之间的夹角为30°至60°。这种结构可以确保摄像头更好的捕捉激光发射器经足部反射回来的光线，以获取更精确的足部三维模型信息。

[0012] 优选为：组件板垂直于承载台上端面，其底部安装有与承载台端面接触的滚轮。这种结构可以避免组件板与承载台之间直接接触摩擦，并保证组件板与待扫描物之间位置的稳定性，避免其晃动，从而增加扫描精度。

[0013] 优选为：基座上设置有遮光罩，遮光罩形成一容置腔将承载台、扫描组件及步进电机包覆在腔内。

[0014] 优选为：遮光罩顶部设置有开口，待扫描物可经开口放置在承载台上。

[0015] 优选为：基座底部安装有支脚，用以支撑扫描仪。为了方便扫描仪的移动，可以进一步将支脚设计为滚动支脚。

[0016] 本实用新型的有益效果为：

[0017] 在保证精度和扫描速度的前提下，提供了一种结构简单、使用方便的三维扫描仪。通过扫描组件的旋转可实现360°扫描。该扫描仪制造成本低，携带方便，可应用于足部扫描等多种领域。
附图说明

[0018] 图1为三维扫描仪结构示意图；

[0019] 图2为摄像头及激光发射器安装角度结构示意图。

[0020] 其中：1-遮光罩，2-基座，3-支脚，4-承载台，401-承载台中心竖直轴线，5-竖直支撑杆，6-组件板，7-摄像头，8-激光发射器，9-步进电机，10-传动杆，11-控制器，12-摄像头至竖直轴线的水平连线，13-激光发射器至竖直轴线的水平连线。

具体实施方式

[0021] 以下将结合附图对本发明的具体实施方式进行清楚完整地描述。显然，具体实施方式所描述的实施例仅为本发明的一部分实施例，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的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

[0022] 本实用新型提供了一种结构简单、使用方便的三维扫描仪，其结构参考图1。

[0023] 三维扫描仪，包括基座2、扫描组件及控制器11，基座2上方与基座2间隔安装有用以放置待扫描物的承载台4，本实施例中，承载台4通过竖直支撑杆5安装在基座2上；扫描组件包括安装在组件板6上朝向承载台4侧的摄像头7和激光发射器8；进一步包括步进电机9，其输出轴竖直位于承载台4与基座2之间，组件板6经传动杆10连接至步进电机9输出轴，传动杆10的长度使步进电机9工作时可带动组件板6环绕承载台4外周运动；控制器11用以接收扫描数据并控制步进电机9工作。

[0024] 进行扫描工作时，将待扫描物置于承载台4上，控制启动步进电机9，电机输出轴将转动，从而带动传动杆10转动。传动杆10作为电机输出轴和组件板6之间的动力传递工具，形成一个可以电机输出轴为圆心的径向旋转结构。从而组件板6将环绕承载台4转动。需要指出的是，传动杆10的长度要配合承载台4的结构而设计，使组件板6可以实现360°旋转的技术效果，进而完成对待扫描物全周扫描。组件板6转动过程中，激光发射器8发射激光，打在待扫描物体上，摄像头7完成图像扫描工作，并将采集图像传递至控制器11。

[0025] 进一步提供一种承载台4的结构。由于传动杆10的长度要配合承载台4的结构而设计，若承载台采用不规则的形状，将造成传动杆10在转动过程中与承载台4的距离时近时远。因此，承载台4为圆形承载台4，步进电机9输出轴位于承载台4圆心处，传动杆10的长度略大于承载台4的半径即可。

[0026] 更进一步，摄像头7和激光发射器8安装在同一水平高度，这种高度还要参考待扫描物的高度，不能过高或过低。为实现摄像头7与激光发射器8之间更好的配合工作的效果，以承载台4圆心所在竖直轴线401为参考，摄像头7至竖直轴线401的水平连线12与激光发射器8至竖直轴线401的水平连线13之间的夹角为30°至60°，具体参考图2。

[0027] 由于组件板6是经过传动杆10间接与电机输出轴连接的，这种结构使组件板6容易晃动。而若让组件板6直接搭接设置在承载台4上，二者之间容易产生摩擦，影响正常使用。为解决组件板6与承载台4的配合安装结构不稳定而导致扫描效果不稳定的问题，进一步设计以下结构：组件板6垂直于承载台4上端面，其底部安装有与承载台4端面接触的滚轮。这种结构可以避免组件板6与承载台4之间直接接触摩擦，并保证组件板6与待扫描物之间位置的稳定性，避免其晃动，从而增加扫描精度。

[0028] 更进一步，为了提供一个相对封闭的扫描环境，不受外界光照等因素的影响，进一步在基座2上设置有遮光罩1，遮光罩1形成一容置腔将承载台4、扫描组件及步进电机9包覆在腔内。遮光罩1顶部设置有开口，待扫描物可经开口进入，放置在承载台4上。例如，若进行足部扫描，脚从开口进入，放置在承载台4上。

[0029] 基座底部安装有支脚3，用以支撑扫描仪。为了方便扫描仪的移动，可以进一步将支脚设计为滚动支脚，增强使用的便捷性。

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