專利名稱：一種三維還原拍攝用t形拍攝架的縱橫轉動機構的制作方法
技術領域：
本實用新型系一種三維還原重建所使用的器具，具體是涉及三維還原拍攝用安裝圖像獲取儀和光干涉源的一種拍攝架的調節(jié)結構。
背景技術：
三維重建技術是目前全球范圍最具吸引力的課題之一，世界各國投巨資在追求和提高更加逼真的重建效果、更加高的重建精度、更加快速的重建速度。所謂全息三維重建技術是基于計算機立體視覺和計算機圖形學及光學成像原理，獲取三維空間物體圖像，數(shù)字化測量及還原重建的方法和裝置。常規(guī)的方法是通過至少兩臺嚴格精確定位的圖像傳感器對同一物體進行成像獲得相對應的兩幅圖像傳送給計算機，根據(jù)光學成像原理計算確定空間物體上任一定標點的三維坐標幾何參數(shù)，由計算機建立數(shù)字模型，繼而還原重建原物體。為了獲取高保真的被攝物還原體，現(xiàn)有技術要求兩臺相機精確定位，保持兩臺相機靜止不動，精確標定兩者的距離、相對的X、Y、Z方向角度，但是兩臺相機大量的零部件加工、組裝、裝配及拍攝等等因素，不可能沒有誤差，經(jīng)過數(shù)十年的努力，距離以及角度標定的精度由毫米縮小至微米，至數(shù)十絲，幾近機械概念上的極限值，已難再有突破。相機間相互的絲毫誤差，導致測量、計算出的物體還原數(shù)據(jù)誤差被很大倍數(shù)放大，重建物體難以避免變形、失真。因此，本領域在努力尋找探索更好的還原重建手段和方法。專利申請?zhí)?01210280413. O《一種拍攝三維還原重建方法》和專利申請?zhí)?01210281322. 9《一種數(shù)碼相機移動拍攝三維重建方法》，提出了一種外部標定的方法，即一臺數(shù)碼相機和一臺設置在數(shù)碼相機側部的光干涉源，根據(jù)被攝物或被攝物欲重建部位的大小和距離，以及還原的精度，選擇數(shù)碼相機的數(shù)碼后背(CCD)密度和數(shù)碼相機鏡頭焦距，配置數(shù)碼相機和光干涉源相互的間距和夾角，達到數(shù)碼相機和光干涉源拍攝圖像存在共面，達到被還原對象部位成像面積最大程度占有數(shù)碼相機的數(shù)碼后背(CCD)。在相關的拍攝程序中需要圖像獲取儀和光干涉源在一個拍攝架上無論上下左右能靈活機動地作各種距離和角度的調整。尤其，比如在拍攝還原敦煌石窟中的佛像彩塑時，洞窟體積有限，拍攝空間狹小，數(shù)碼相機和光干涉源離開拍攝對象的距離很近，因此數(shù)碼相機和光干涉源必須具有很大的角度調整范圍。為了完整還原彩塑，許多場合數(shù)碼相機和光干涉源還需要伸入彩塑的腋下、臂后、后側面等處去拍攝，此時需要數(shù)碼相機和光干涉源在狹小的空間有很長的前后伸縮距離，且伸入到狹小、背部空間人員無法直接手工調整拍攝角度時能夠實現(xiàn)遠距離的電控或遙控等等。對數(shù)碼相機和光干涉源安裝，配置、調整的特殊要求是現(xiàn)有技術沒有提供，無法實現(xiàn)的，為了更好地實現(xiàn)特殊對象的三維重建，迫切需要提供一種全方位，靈便機動的圖像獲取儀和光干涉源的一種拍攝架結構。在狹小的空間要實現(xiàn)固定在拍攝架上的圖像獲取儀和光干涉源在上下、左右全方位的轉動，現(xiàn)有技術幾乎是個空白，或者機構龐大，或者結構復雜，或者使用不靈活不方便不能進行自動控制，迫切需要有改良舉措。

實用新型內容本實用新型的目的是提供用于三維還原重建中拍攝還原對象拍攝架上，圖像獲取儀和光干涉源能夠全方位靈巧轉動，而且結構簡單的一種機構裝置，特別是在狹小的空間場合，采用簡單可靠的結構予以實現(xiàn)。本實用新型的目的是通過以下技術方案來實現(xiàn)的一種三維還原拍攝用T形拍攝架的縱橫轉動機構，在底座上固定主立桿，在主立桿上配置可上下移動的立桿套，在立桿套上固定一水平方向的滑軸套，滑軸套中配置沿軸向滑動的滑軸，其特征在于在滑軸的端部經(jīng)縱向轉動機構和橫向轉動機構固定連接一呈正方形方框架結構的方形安裝框，在方形安裝框中插入截面為相應正方形的方截面橫桿；所述方截面橫桿可轉換一、二或三個九十度固定在方形安裝框中；所述縱向轉動機構和橫向轉動機構為如下結構設X、Y、Z三根正交軸，在XY平面上，在Y向的長形基桿上端豎起一根與Z軸同向的短軸，在下端設置一根與X軸同向的扁軸，在扁軸上固定可同軸轉動的方形安裝框，在短軸上配置一根可繞短軸轉動的轉桿，轉桿在水平位置時的右端固定一具有與滑軸截面相同多邊形孔的夾持夾；在基桿上固定一塊圓弧形齒條位于右側的縱向弧形齒板，弧形齒條與固定在轉桿上的渦輪渦桿相嚙合，渦輪渦桿由數(shù)控電機驅動，或者渦輪渦桿經(jīng)減速齒輪組由數(shù)控電機驅動；在YZ平面上，在扁軸上固定一塊可繞扁軸轉動的圓弧形齒條位于左側的橫向弧形齒板，弧形齒條與固定在基桿上的渦輪渦桿相嚙合，渦輪渦桿由數(shù)控電機驅動，或者渦輪渦桿經(jīng)減速齒輪組由數(shù)控電機驅動；所述縱向弧形齒板和橫向弧形齒板上的齒面弧度等于90度。本技術方案為一種結構緊湊，同時具備縱向轉動和橫向轉動功能的裝置，使得方形安裝框和具有多邊形孔的夾持夾相互之間可以實現(xiàn)全方位球面位置和角度的調整和固定。本裝置除縱向弧形齒板、橫向弧形齒板和長形基桿等一些件為特殊加工件外，其余均為標準件，因此，加工制作很容易，成本低，易于控制產(chǎn)品質量和大規(guī)模推廣使用。所述橫條的兩端由螺栓固定連接在所述匚字框架的開口兩端。本技術方案的連接固定方式結構特別簡單，而且連接牢固、可靠。由于本實用新型采用的縱向轉動機構具備了九十度的調節(jié)范圍，結合所述方截面橫桿可轉換一、二或三個九十度插入并固定在方形安裝框中，因此，可以實現(xiàn)裝配在方截面橫桿兩端的圖像獲取儀和光干涉源在縱向可照射和拍攝全部圓周360度。縱向弧形齒板的齒面弧度只要90度應能實現(xiàn)360度的功效，如此巧妙的結合，使得本實用新型整個裝置采用比較簡單的結構就可以實現(xiàn)更大的使用拍攝范圍。進一步，所述方截面橫桿兩端分別經(jīng)方框夾持架配置圖像獲取儀和光干涉源。進一步，所述方形安裝框呈正方形的匚字框架，再在開口處固定一橫條，匚字框架的背部固定連接在扁軸上，所述橫條的兩端由螺栓固定連接在所述匚字框架的開口兩端。[0026]本文所述的左側、水平等方位用語，均系在設定坐標系中的方位。本實用新型的有益效果本實用新型首次提出了一種結構緊湊，用于三維還原重建中拍攝還原對象，能使圖像獲取儀和光干涉源實現(xiàn)全方位，靈便機動變化、調整的拍攝架結構。采用本實用新型的技術方案，在狹小的空間，在緊湊的裝置器具上，可以實現(xiàn)圖像獲取儀和光干涉源前后、上下、左右、遠近距離全方位調節(jié)，拍攝的目的。特別是配置在方截面橫桿的圖像獲取儀和光干涉源，結合方截面橫桿轉換一、二或三個九十度固定在方形安裝框中，采用本實用新型結構簡單、緊湊，只有90度的縱向轉動機構便可實現(xiàn)360度全方位適應調節(jié)的效果，在本領域是一種獨特，巧妙的技術方案，有很大的經(jīng)濟性，實用性和創(chuàng)造性。 本實用新型的獨特結構，可以應用于類似三維重建領域中其它需要配置兩臺圖像獲取儀的場合，提供緊湊、小巧的安裝、全方位調節(jié)拍攝架改良結構。

圖I是本實用新型三維還原拍攝用T形拍攝架的縱橫轉動機構的一實施方式，整體配置立體圖；圖2是圖I的主視圖；圖3是圖2的右視圖；圖4是圖2的左視圖；圖5是圖2的俯視圖；圖6是圖2的仰視圖；圖7本實用新型三維還原拍攝用T形拍攝架的縱橫轉動機構中縱向轉動機構和橫向轉動機構部件的主視圖；圖8是圖7的右視圖；圖9與圖7相同，僅是渦輪渦桿、減速齒輪組和數(shù)控電機上覆蓋了面板；圖10是圖7的左視圖；圖11是圖7的俯視圖；圖12是圖9中的A-A向視圖；圖13本實用新型縱向轉動機構和橫向轉動機構部件中，與長形基桿上配置短軸、扁軸、方形安裝框、夾持夾有關零件，在XY面上的視圖；圖14本實用新型縱向轉動機構和橫向轉動機構部件中，與長形基桿上配置短軸、扁軸有關零件，在XY面上的視圖；圖15是圖14的左視圖，也是圖14零件在YZ面上的視圖；圖16是圖4中包括立桿套、滑軸套等部件的局部剖視圖。圖中，I為立桿套、2為主立桿、3為纜繩、4是滑軸、5是滑軸套、6是絲杠伸縮機構、7是圖像獲取儀、8是止跌擋環(huán)、9是電器控制箱、10是方框夾持架、11是底座、12是次立柱、13是橫向轉動機構、14是方形安裝框、15是方截面橫桿、16是方框夾持架、17是長形基桿、18是光干涉源、19是縱向轉動機構、19aj是短軸、19b是數(shù)控電機、19c是減速齒輪、19d是縱向弧形齒板、19e是減速齒輪、19f是渦輪渦桿、19g是夾持夾、19h是轉桿、20是電腦板、21是卡圈。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例，對本實用新型作進一步詳細說明。一種三維還原拍攝用T形拍攝架的縱橫轉動機構，在底座11上固定主立桿2，在主立桿2上配置可上下移動的立桿套I，在立桿套I上固定一水平方向的滑軸套5，滑軸套5中配置沿軸向滑動的滑軸4，其特征在于在滑軸4的端部經(jīng)縱向轉動機構19和橫向轉動機構13固定連接一呈正方形方框架結構的方形安裝框14，在方形安裝框14中插入截面為相應正方形的方截面橫桿15 ；所述方截面橫桿15可轉換一、二或三個九十度固定在方形安裝框14中；所述縱向轉動機構19和橫向轉動機構13為如下結構設X、Y、Z三根正交軸，在XY平面上，在Y向的長形基桿17上端豎起一根與Z軸同向的短軸19a，在下端設置一根與X軸同向的扁軸13f，在扁軸13f上固定可同軸轉動的方形安裝框14，在短軸19a上配置一根可繞短軸19a轉動的轉桿19h，轉桿19h在水平位置時的右端固定一具有與滑軸4截面相同多邊形孔的夾持夾19g ；在基桿17上固定一塊圓弧形齒條位于右側的縱向弧形齒板19d，弧形齒條與固定在轉桿19h上的渦輪渦桿19f相嚙合，渦輪渦桿19f由數(shù)控電機19b驅動，或者渦輪渦桿19f經(jīng)減速齒輪組19c、19e由數(shù)控電機19b驅動；在YZ平面上，在扁軸13f上固定一塊可繞扁軸13f轉動的圓弧形齒條位于左側的橫向弧形齒板13a，弧形齒條與固定在基桿17上的渦輪渦桿13c相嚙合，渦輪渦桿13c由數(shù)控電機13e驅動，或者渦輪渦桿13c經(jīng)減速齒輪組13b、13d由數(shù)控電機13e驅動；所述縱向弧形齒板19d和橫向弧形齒板13a上的齒面弧度等于90度。所述方截面橫桿15兩端分別經(jīng)方框夾持架10、16配置圖像獲取儀7和光干涉源18。本裝置結構特別適用于配置圖像獲取儀7和光干涉源18，或者推而廣之應用于配置兩臺圖像獲取儀。所述方形安裝框14呈正方形的匚字框架，再在開口處固定一橫條，匚字框架的背部固定連接在扁軸13f上，所述橫條的兩端由螺栓固定連接在所述匚字框架的開口兩端。如圖13所示，正方形的匚字框架，像兩根丫叉，圍繞背部固定連接的扁軸13f作旋轉。
權利要求1.一種三維還原拍攝用T形拍攝架的縱橫轉動機構， 在底座(11)上固定主立桿(2)，在主立桿(2)上配置可上下移動的立桿套(1)，在立桿套(I)上固定一水平方向的滑軸套(5)，滑軸套(5)中配置沿軸向滑動的滑軸(4)，其特征在于 在滑軸(4)的端部經(jīng)縱向轉動機構(19)和橫向轉動機構(13)固定連接一呈正方形方框架結構的方形安裝框(14)，在方形安裝框(14)中插入截面為相應正方形的方截面橫桿(15)； 所述方截面橫桿(15)可轉換一、二或三個九十度固定在方形安裝框(14)中； 所述縱向轉動機構(19)和橫向轉動機構(13)為如下結構 設X、Y、Z三根正交軸， 在XY平面上，在Y向的長形基桿(17)上端豎起一根與Z軸同向的短軸(19a)，在下端設置一根與X軸同向的扁軸(13f)，在扁軸(13f)上固定可同軸轉動的方形安裝框(14)，在短軸(19a)上配置一根可繞短軸(19a)轉動的轉桿(19h)，轉桿(19h)在水平位置時的右端固定一具有與滑軸(4)截面相同多邊形孔的夾持夾(19g)； 在基桿(17)上固定一塊圓弧形齒條位于右側的縱向弧形齒板(19d)，弧形齒條與固定在轉桿(19h)上的渦輪渦桿(19f)相嚙合，渦輪渦桿(19f)由數(shù)控電機(19b)驅動，或者渦輪渦桿(19f)經(jīng)減速齒輪組(19c、19e)由數(shù)控電機(19b)驅動； 在YZ平面上，在扁軸(13f)上固定一塊可繞扁軸(13f)轉動的圓弧形齒條位于左側的橫向弧形齒板(13a)，弧形齒條與固定在基桿(17)上的渦輪渦桿(13c)相嚙合，渦輪渦桿(13c)由數(shù)控電機(13e)驅動，或者渦輪渦桿(13c)經(jīng)減速齒輪組(13b、13d)由數(shù)控電機(13e)驅動； 所述縱向弧形齒板(19d)和橫向弧形齒板(13a)上的齒面弧度等于90度。
2.根據(jù)權利要求I所述三維還原拍攝用T形拍攝架的縱橫轉動機構，其特征在于所述方截面橫桿(15)兩端分別經(jīng)方框夾持架(10、16)配置圖像獲取儀(7)和光干涉源(18)。
3.根據(jù)權利要求I或2所述三維還原拍攝用T形拍攝架的縱橫轉動機構，其特征在于所述方形安裝框(14)呈正方形的匚字框架，再在開口處固定一橫條，匚字框架的背部固定連接在扁軸(13f)上，所述橫條的兩端由螺栓固定連接在所述匚字框架的開口兩端。
專利摘要本實用新型系一種三維還原重建所使用的器具，一種三維還原拍攝用T形拍攝架的縱橫轉動機構，在滑軸(4)的端部經(jīng)縱向轉動機構(19)和橫向轉動機構(13)固定連接方形安裝框(14)，其中插入可轉換一、二或三個九十度的方截面橫桿(15)。在長形基桿(17)上端豎起短軸(19a)，下端扁軸(13f)，在短軸(19a)上配置轉桿(19h)，轉桿(19h)具有多邊形孔的夾持夾(19g)；在基桿(17)和扁軸(13f)上分別固定一塊弧形齒板，經(jīng)渦輪渦桿、減速齒輪組由數(shù)控電機驅動。本實用新型結構簡單、緊湊，只有90度的縱向轉動機構便可實現(xiàn)360度全方位適應調節(jié)的效果，在本領域是一種獨特，巧妙的技術方案，有很大的經(jīng)濟性，實用性和創(chuàng)造性。
文檔編號F16M11/18GK202794816SQ20122048257
公開日2013年3月13日 申請日期2012年9月20日 優(yōu)先權日2012年9月20日
發(fā)明者梁震華 申請人:浙江華震數(shù)字化工程有限公司