[发明专利]一种多轴联动交互一体式三维扫描仪及扫描方法

说明书

本发明公开了一种多轴联动交互一体式三维扫描仪及扫描方法，第一T型丝杆直线模组内设置有第五电机，第二T型丝杆直线模组上滑动设置有第二丝杆滑台，下端设置有第三电机，第三电机设置在扫描仪底座上，第二丝杆滑台与扫描臂固定连接；扫描臂内设置有第二电机，扫描仪下臂内设置有控制分度转台旋转的第四电机，第一电机包括电机齿轮，半圆型齿轮固定在载物台底部中心位置，电机齿轮与半圆型齿轮啮合连接。本发明通过一块集成控制电路板，配合上位机软件，联合控制分度转台直线移动、分度转台旋转、载物台俯仰、扫描臂升降、扫描头旋转，实现对小型复杂形貌物体的全方位、自动化三维扫描；扫描方法简单实用，能满足不同使用者的精度和速度要求。

技术领域

本发明涉及三维扫描仪领域，具体涉及一种多轴联动交互一体式三维扫描仪及扫描方法。

背景技术

三维扫描仪广泛应用于光学精密检测、增材制造等领域，随着计算机视觉、图像处理、机械设计、计算机应用及软件开发、集成电路设计等学科发展和技术突破，三维扫描仪生产成本随之降低，且逐渐趋于微型化、自动化、高精化，快速化、一体化的形势。对于复杂形貌物体的三维扫描，如何改进硬件结构、最优化扫描路径，减少扫描盲区，是提高查全率和减少复杂度的关键，也是扫描仪装置设计的一大难点；另外，三维扫描仪与人机交互上位机的一体化设计给使用者带来便利，使用者无需携带个人电脑和安装相关软件，避免了系统适配问题，使系统更趋微型化，同时数据可经USB传输，用于二次处理或3D打印，但人机交互上位机的机型选择、在三维扫描装置的嵌入位置等仍需综合整体设计考虑。

专利CN211060881U公开了一种工件的三维检测系统，扫描头由机械手抓取固定，通过控制机械手上下摆动及扫描转台的旋转，完成对物体的全身扫描，由于机械臂无法垂直上下移动，只能旋转式上下摆动，机械臂和转台之间需要留有足够空间，使得整体结构设计体积较大，难以实现扫描头与被测物的最佳距离，影响扫描效果，为了能自下而上扫描被测物，通过在扫描台下叠加垫片，增加高度，其方式未实现完全自动化，且垫片厚度固定，升降精度低，其方式不适于小型复杂形貌物体的三维扫描；专利CN204240957U公开了一体化三维扫描仪，其通过设置可卸载面板，并在面板下设置空腔，将设备放置在空腔内，操作按键与显示屏放置在面板上，便于拆卸和维修。通常为增加扫描范围，需要扫描头作旋转或移动，在扫描头上设置显示器和按钮不方便实时观察和操作，只需设置可拆卸面板即可，若在扫描头上嵌入显示器，整体重量偏大，增加了机械运动负载，同时扫描头需做到精小化，一般对于三维扫描，微型电脑硬件需配置较高，其体积尺寸相对较大，小屏幕也不便观察和操作。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的是提供一种多轴联动交互一体式三维扫描仪及扫描方法，通过一块集成控制电路板，配合上位机软件，联合控制分度转台直线移动、分度转台旋转、载物台俯仰、扫描臂升降、扫描头旋转，实现对小型复杂形貌物体的全方位、自动化三维扫描；扫描方法简单实用，能满足不同使用者的精度和速度要求。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种多轴联动交互一体式三维扫描仪，包括在端部设置有扫描仪下臂的扫描仪底座，设置在所述扫描仪下臂上端的扫描臂，垂直设置的下端与所述扫描仪底座固定连接的第二T型丝杆直线模组，通过圆柱形轴与所述扫描臂上端侧边连接的扫描头，水平沉嵌在所述扫描仪底座内的第一T型丝杆直线模组，至下而上依次设置在所述第一T型丝杆直线模组上的第一丝杆滑台、分度转台和载物台，设置在所述分度转台上控制所述载物台俯仰动作的第一电机，半圆型齿轮，设置在所述扫描臂内部的控制电路板和设置在所述扫描仪底座内部的上位机；所述第一T型丝杆直线模组内设置有第五电机，所述第二T型丝杆直线模组上滑动设置有第二丝杆滑台，下端设置有第三电机，所述第三电机设置在所述扫描仪底座上，所述第二丝杆滑台与所述扫描臂固定连接；所述扫描臂内设置有第二电机，所述扫描仪下臂内设置有控制所述分度转台旋转的第四电机，所述第一电机包括电机齿轮，所述半圆型齿轮固定在所述载物台底部中心位置，所述电机齿轮与所述半圆型齿轮啮合连接，所述载物台通过活动支架与所述分度转台支撑固定。