[发明专利]一种便携式自适应图像三维重建仪

摘要

本发明涉及一种便携式自适应图像三维重建仪，该三维重建仪主要由机械臂结构、光源后聚焦传动结构、光源结构、镜头前聚焦传动结构、相机和底座组成；机械臂结构连接在底座上，光源后聚焦传动结构通过后固定基座固定连接在底座上；光源结构固定连接在光源滑动座上；镜头前聚焦传动结构通过前固定基座固定连接在底座上；相机固定安装在机械臂结构的相机安装机构上。采用本发明的技术方案，在狭小的空间，在紧凑的装置器具上，特别是配置在机械臂结构上的相机，结合机械臂结构的伸缩机构、旋转机构，可以实现相机和光源前后、上下、左右、旋转、远近距离全方位调节，拍摄的目的，在小范围内便可实现360度全方位适应调节的效果。

主权项

一种便携式自适应图像三维重建仪，其特征在于：由机械臂结构(1)、光源后聚焦传动结构(3)、光源结构(2)、镜头前聚焦传动结构(4)、相机(5)和底座(107)组成；机械臂结构(1)通过第一旋转轴(108)连接在底座(107)上，底座(107)上设有机械臂旋转手柄(109)、机械臂减速齿轮组(110)、机械臂涡轮蜗杆结构(111)，所述机械臂旋转手柄(109)依次通过机械臂减速齿轮组(110)、机械臂涡轮蜗杆结构(111)连接第一旋转轴(108)；所述机械臂结构由机械臂(106)、机械臂锁紧机构(101)、机械臂伸缩机构(103)、相机安装机构(105)和相机安装锁紧机构(104)组成；机械臂(106)包括内管(161)和外管(162)，内管(161)的一端与第一旋转轴(108)连接，另一端套接在外管(162)一端，所述外管(162)的另一端连接所述相机安装机构(105)和相机安装锁紧机构(104)；机械臂锁紧机构(101)由机械臂锁紧抱块(102)、锁紧手柄(112)和机械臂锁紧盘(113)组成；机械臂锁紧盘(113)为一扇形肋板，该扇形肋板固定在所述底座(107)上，其圆心正对第一旋转轴(108)轴心；在该扇形肋板的扇形面上开凿有一圆弧槽，该圆弧槽靠近扇形肋板的圆弧，且其开凿方向与圆弧一致；所述机械臂锁紧抱块(102)固定在所述内管(161)上，并穿过上述圆弧槽与所述锁紧手柄(112)连接；机械臂伸缩机构(103)由安装在所述内管(161)上的斜齿条(114)、安装在所述外管(162)内部的斜齿轮、涡轮涡杆结构和伸缩旋转手柄(115)组成；内管(161)从外管(162)头部插入使斜齿条(114)和斜齿轮啮合；所述伸缩旋转手柄(115)通过涡轮蜗杆结构连接斜齿轮；相机安装机构(105)为一“L”型支撑板，其通过第二旋转轴(116)连接在所述外管(162)上；所述外管(162)上设有相机安装旋转手柄(117)、相机安装减速齿轮组、相机安装涡轮蜗杆结构，所述相机安装旋转手柄(117)依次通过相机安装减速齿轮组、相机安装涡轮蜗杆结构连接第二旋转轴(116)；相机安装锁紧机构(104)设置在所述外管(162)和相机安装机构(105)之间，由相机安装锁紧手柄(118)和相机安装锁紧盘(119)组成；相机安装锁紧盘(119)为一扇形肋板，该扇形肋板固定在所述外管(162)上，其圆心正对第二旋转轴(116)轴心；在该扇形肋板的扇形面上开凿有一圆弧槽，该圆弧槽靠近扇形肋板的圆弧，且其开凿方向与圆弧一致；所述相机安装锁紧手柄(118)穿过上述圆弧槽与所述相机安装机构(105)连接；光源后聚焦传动结构(3)包括后固定基座(301)、梯形螺杆(302)、与梯形螺杆(302)外周螺接传动的导螺母(303)、与导螺母(303)固定连接且藉由导螺母(303)的推动可沿梯形螺杆(302)轴向移动的光源滑动座(304)；光源后聚焦传动结构(3)通过后固定基座(301)固定连接在底座(107)上；所述梯形螺杆(302)在左侧的末端处通过第一径向轴承(305)可旋转地支撑在所述后固定基座(301)上，在右侧的末端处通过一联轴器(308)与一电机(307)相连接，在左侧的末端和右侧的末端之间的靠近右侧末端处通过第二径向轴承(306)可旋转地支撑在所述后固定基座(301)上；在所述后固定基座(301)上还固定设置有两条直线导轨(309)，两条直线导轨(309)均平行于所述梯形螺杆(302)的轴线方向，且呈对称地分布在所述梯形螺杆(302)的两侧；所述光源滑动座(304)移动地支承在所述直线导轨(309)上，工作时，所述光源滑动座(304)在所述导螺母(303)的推动下沿着直线导轨(309)方向滑动；在所述光源滑动座(304)的侧面上设置有一磁栅尺读头(310)，相匹配地在所述后固定基座(301)的相应位置上设置有一磁栅尺(311)；光源结构(2)固定连接在所述光源滑动座(304)上并可随光源滑动座(304)沿梯形螺杆(302)轴向移动；所述光源结构(2)包括用以产生光线的光源部件(23)、反光碗(22)、透镜组(24)及用于散发所述光源部件(23)的热量的排气风扇(21)；上述排气风扇(21)、反光碗(22)、光源部件(23)、透镜组(24)依次从右到左设置在光源结构(2)的壳体内；所述反光碗(22)设有第一焦点，所述光源部件(23)位于所述第一焦点处，使得其产生的光线通过所述反光碗(22)沿平行方向射出；所述透镜组(24)至少由第一透镜和第二透镜组成，第一透镜具有第一焦距，所述第二透镜平行于所述第一透镜，所述第二透镜与所述第一透镜的距离是所述第一焦距的0.5倍到1.5倍；在光源结构(2)的壳体内还设有一个用于安装所述光源部件(23)的灯管安装基座(28)，该灯管安装基座(28)包括一体成型的基座和多片肋片,上述多片肋片均为相同的横向摆放的方形薄片，从上到下平行地分布在所述灯管安装基座(28)的前后两侧，且彼此上下间隔0.5‑1mm的距离；在上述灯管安装基座(28)的上方还设置有一灯管支撑座(27)，在壳体的上方设有一灯管调节机构(25)，壳体的顶壁上设有开口(26)，所述灯管支撑座(27)穿过上述开口(26)而连接所述灯管调节机构(25)；镜头前聚焦传动结构(4)包括方形滑板(403)、固定连接在方形滑板(403)前端的镜头安装板(402)以及前固定基座(401)，镜头前聚焦传动结构(4)通过前固定基座(401)固定连接在底座(107)上；所述方形滑板(403)左右两端分别固定连接有两条呈平行分布的长条状燕尾滑块(404)，在前固定基座(401)上相匹配地设有两条呈平行分布的长条状燕尾滑槽(405)，方形滑板(403)通过长条状燕尾滑块(404)在长条状燕尾滑槽(405)内滑动从而在前固定基座(401)内前后滑动；在所述前固定基座(401)上还设有一第三旋转轴(406)，该第三旋转轴(406)设置在所述方形滑板(403)的正下方，且通过一对轴承固定连接在所述长条状燕尾滑槽(405)的下侧；在所述第三旋转轴(406)上连接有至少一个圆柱斜齿轮(407)，在所述方形滑板(403)的下端，圆柱斜齿轮(407)的正上方相匹配设有至少一个直线长条状斜齿条(408)，圆柱斜齿轮(407)与直线长条状斜齿条(408)正好啮合；在所述第三旋转轴(406)的一端还设有一旋钮(409)；相机(5)固定安装在所述机械臂结构(1)的相机安装机构(105)上，其包括快门控制(501)、皮腔(502)和数码装置；所述快门控制(501)与皮腔(502)的左端相连接，并通过一固定支架(504)固定在一基座(510)上；所述皮腔(502)的右端与数码装置相连接，并固定在一移动支架(505)上；在所述基座(510)上设有一滑槽(509)，所述移动支架(505)的下端伸入所述滑槽(509)内并可沿滑槽(509)左右滑动；所述数码装置包括滤光层(512)、镜头(511)、电荷耦合元件CCD(506)、信号采集模块(507)、脉冲红外激光器(503)及用于同步触发快门控制(501)、脉冲红外激光器(503)和信号采集模块(507)的同步控制电路(508)；所述滤光层(512)、镜头(511)及CCD(506)从右至左依次设置；所述CCD(506)与所述信号采集模块(507)电连接；所述信号采集模块(507)、所述快门控制(501)及所述脉冲红外激光器(503)与所述同步控制电路(508)电连接；在所述相机安装锁紧盘(119)和机械臂锁紧盘(113)的扇形肋板上均设有角度标尺；所述灯管安装基座(28)内具有一个或一个以上的空腔，空腔沿肋片方向排列,且为槽道状。