一種3d掃描成像裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種3D掃描成像裝置，包括：探測(cè)器、X射線源、Z方向電機(jī)、X方向電機(jī)、Y方向電機(jī)、傳送帶、防輻射箱體，所述防輻射箱體為長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，防輻射箱體一側(cè)設(shè)有操控觀察窗，防輻射箱體內(nèi)設(shè)有傳送帶，傳送帶一側(cè)設(shè)有探測(cè)支架，探測(cè)器底座上安裝有探測(cè)器，探測(cè)器一側(cè)設(shè)有長(zhǎng)桿，長(zhǎng)桿上固定有Z方向電機(jī)，Z方向電機(jī)接有方向絲杠，探測(cè)器底座水平導(dǎo)軌安裝在一塊移動(dòng)板上，移動(dòng)板上安裝有X方向電機(jī)，X方向電機(jī)接有X方向絲杠。本實(shí)用新型中在防輻射箱體內(nèi)設(shè)有傳送帶能夠快速掃描成像，提高工作效率；另外，本實(shí)用新型通過X方向電機(jī)、Y方向電機(jī)、Z方向電機(jī)控制探測(cè)器進(jìn)行全方位掃描，提高掃描成像質(zhì)量。
【專利說明】一種3D掃描成像裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及成像【技術(shù)領(lǐng)域】，具體為一種3D掃描成像裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 三維掃描儀的用途是創(chuàng)建物體幾何表面的（point cloud),這些點(diǎn)可用來插補(bǔ)成 物體的表面形狀，越密集的點(diǎn)云可以創(chuàng)建更精確的模型(這個(gè)過程稱)。若掃描儀能夠取得 表面顏色，則可進(jìn)一步在重建的表面上粘貼，亦即所謂的（texture mapping)。三維掃描儀 可模擬為照相機(jī)，它們的視線范圍都體現(xiàn)圓錐狀，信息的搜集皆限定在一定的范圍內(nèi)。
[0003] 目前的三維掃描儀，主要分兩類：一類是被動(dòng)方式，就是不需要特定的光源，完全 依靠物體所處的自然光條件進(jìn)行掃描，常采用雙目技術(shù)，但是精度低，只能掃描出有幾何特 征的物體，不能滿足很多領(lǐng)域的要求；另一類是主動(dòng)方式，就是像物體投射特定的光，其中 代表技術(shù)激光線式的掃描，精度比較高，但是由于每次只能投射一條光線，所以掃描速度 慢。另外，由于激光會(huì)對(duì)生物體以及比較珍貴的物體造成傷害，所以不能應(yīng)用于某些特定領(lǐng) 域。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0004] 本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問題在于提供一種3D掃描成像裝置，以解決上述背景 技術(shù)中提出的問題。
[0005] 本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：一種3D掃描成像裝置， 包括：探測(cè)器、X射線源、Z方向電機(jī)、X方向電機(jī)、Y方向電機(jī)、傳送帶、防輻射箱體，所述防 輻射箱體為長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，防輻射箱體一側(cè)設(shè)有操控觀察窗，防輻射箱體內(nèi)設(shè)有傳送帶，傳送 帶一側(cè)設(shè)有探測(cè)支架，探測(cè)支架上設(shè)有探測(cè)器底座，探測(cè)器底座上安裝有探測(cè)器，探測(cè)器一 側(cè)設(shè)有長(zhǎng)桿，長(zhǎng)桿的另外一端安裝有橫桿，橫桿上固定著X射線源，長(zhǎng)桿上固定有Z方向電 機(jī)，Z方向電機(jī)接有方向絲杠，Z方向絲杠通過螺紋與橫桿嚙合，在長(zhǎng)桿上固定有Z方向位 移傳感器，探測(cè)器底座水平導(dǎo)軌安裝在一塊移動(dòng)板上，移動(dòng)板上安裝有X方向電機(jī)，X方向 電機(jī)接有X方向絲杠，X方向絲杠通過螺紋與探測(cè)器底座相互嚙合。
[0006] 所述移動(dòng)板上固定有X方向位移傳感器，移動(dòng)板通過堅(jiān)直導(dǎo)軌安裝在固定板上。
[0007] 所述在固定板上固定有Y方向位移傳感器。
[0008] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：本實(shí)用新型中在防輻射箱體內(nèi)設(shè)有 傳送帶能夠快速掃描成像，提高工作效率；另外，本實(shí)用新型通過X方向電機(jī)、Y方向電機(jī)、 Z方向電機(jī)控制探測(cè)器進(jìn)行全方位掃描，提高掃描成像質(zhì)量。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009] 圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010] 圖中：1、探測(cè)器，2、探測(cè)器底座，3、長(zhǎng)桿，4、橫桿，5、X射線源，6、Z方向電機(jī)，7、Z方 向絲杠，8、Z方向位移傳感器，9、水平導(dǎo)軌，10移動(dòng)板，11、X方向電機(jī)，12、X方向絲杠，13、X 方向位移傳感器，14、堅(jiān)直導(dǎo)軌，15、固定板，16、Y方向電機(jī)，17、Y方向絲杠，18、Y方向位移 傳感器，19、數(shù)字光學(xué)攝像頭，20、傳送帶，21、操控觀察窗，22、防輻射箱體。

【具體實(shí)施方式】
[0011] 為了使本實(shí)用新型的實(shí)現(xiàn)技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下 面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。
[0012] 如圖1所示，一種3D掃描成像裝置，包括：探測(cè)器1、Χ射線源5、Ζ方向電機(jī)6、X方 向電機(jī)11、Υ方向電機(jī)16、傳送帶20、防福射箱體22,所述防福射箱體22為長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，防 輻射箱體22 -側(cè)設(shè)有操控觀察窗21，防輻射箱體22內(nèi)設(shè)有傳送帶20,傳送帶20 -側(cè)設(shè)有 探測(cè)支架，探測(cè)支架上設(shè)有探測(cè)器底座2,探測(cè)器底座2上安裝有探測(cè)器1，探測(cè)器1 一側(cè)設(shè) 有長(zhǎng)桿3,長(zhǎng)桿3的另外一端，安裝有橫桿4,橫桿4上固定著X射線源5，X射線源5上自 身帶有準(zhǔn)直設(shè)施，確使X射線源5發(fā)出的X射線以單束的形式出射，并正對(duì)探測(cè)器1。并且 橫桿4可以在長(zhǎng)桿3上滑動(dòng)，從而調(diào)節(jié)X射線源到探測(cè)器的距離。橫桿在滑動(dòng)過程中，始終 保持X射線源正對(duì)探測(cè)器，并且可調(diào)整的X射線源到探測(cè)器距離變化范圍為300mm-700mm， 長(zhǎng)桿3上固定有Z方向電機(jī)6, Z方向電機(jī)6接有Z方向絲杠7，Z方向絲杠7通過螺紋與 橫桿4哨合。
[0013] 通過Z方向電機(jī)6的轉(zhuǎn)動(dòng)以及Z方向絲杠7的傳動(dòng)，帶動(dòng)橫桿4在長(zhǎng)桿3上滑動(dòng)， 從而調(diào)節(jié)X射線源5到探測(cè)器1的距離。橫桿4在滑動(dòng)過程中，始終保持X射線源5正對(duì) 探測(cè)器1，并且可調(diào)整的X射線源5到探測(cè)器1的距離變化范圍為300mm-700mm。在長(zhǎng)桿3 上固定有Z方向位移傳感器8,通過Z方向位移傳感器8能夠測(cè)量到橫桿4在長(zhǎng)桿3上相 對(duì)位置。探測(cè)器底座2則通過水平導(dǎo)軌9安裝在一塊移動(dòng)板10上，并且探測(cè)器底座2能夠 在水平導(dǎo)軌9上滑動(dòng)。移動(dòng)板10上安裝有X方向電機(jī)11，X方向電機(jī)11接有X方向絲杠 12，X方向絲杠12通過螺紋與探測(cè)器底座2相互嚙合。通過X方向電機(jī)11的轉(zhuǎn)動(dòng)以及X 方向絲杠12的傳動(dòng)，可以使探測(cè)器底座2在水平導(dǎo)軌9上做水平方向的滑動(dòng)，最遠(yuǎn)可走行 距離為700mm。
[0014] 在移動(dòng)板10上固定有X方向位移傳感器13,通過X方向位移傳感器13能夠測(cè)量 出探測(cè)器底座2在水平導(dǎo)軌9上的相對(duì)位置。
[0015] 移動(dòng)板10則通過堅(jiān)直導(dǎo)軌14安裝在固定板15上，并且移動(dòng)板10能夠在堅(jiān)直導(dǎo) 軌14上滑動(dòng)。固定板15上安裝有Y方向電機(jī)16, Y方向電機(jī)16接有Y方向絲杠17, Y方 向絲杠17通過螺紋與移動(dòng)板10相互嚙合。通過Y方向電機(jī)16的轉(zhuǎn)動(dòng)以及Y方向絲杠17 的傳動(dòng)，可以使移動(dòng)板10在堅(jiān)直導(dǎo)軌14上做堅(jiān)直方向的滑動(dòng)，最遠(yuǎn)可走行距離為1800mm。
[0016] 在固定板15上固定有Y方向位移傳感器18,通過Y方向位移傳感器18能夠測(cè)量 出移動(dòng)板10在堅(jiān)直導(dǎo)軌14上的相對(duì)位置。這樣就可以通過分別安裝在移動(dòng)板和固定板上 的二個(gè)電機(jī)來調(diào)整探測(cè)器的位置。
[0017] 本實(shí)用新型的工作流程為：將工件位于探測(cè)器與X射線源之間的位置，并且盡量 貼近探測(cè)器?？刂芞方向電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，使橫桿盡量向工件靠近，保證探測(cè)器、工件、X射線源 三者的相互位置，在不妨礙裝置的正常運(yùn)行的前提下，令X射線源與探測(cè)器之間的距離盡 可能短。根據(jù)需要對(duì)工件進(jìn)行透視的區(qū)域所對(duì)應(yīng)在固定板上的投影位置，在主機(jī)上設(shè)定掃 描區(qū)域與掃描軌跡方式。掃描軌跡通常為"弓"字形或"之"字形，亦可通過程序設(shè)定特定的 掃描軌跡。掃描區(qū)域與掃描軌跡方式設(shè)定完成之后，裝置在整個(gè)電控系統(tǒng)的指令操作下自 動(dòng)運(yùn)行。首先探測(cè)器及X射線源運(yùn)行到掃描起始位置，X射線源、探測(cè)器、數(shù)字光學(xué)攝像頭 的電源開啟，X射線源開始發(fā)出準(zhǔn)直的X射線束，X射線透射過工件后強(qiáng)度衰減并被探測(cè)器 接收到，探測(cè)器將接收到的X射線強(qiáng)度信息轉(zhuǎn)化為電子信號(hào)，以計(jì)數(shù)率的形式傳輸給主機(jī)， 并且數(shù)字光學(xué)攝像頭將拍攝到的畫面?zhèn)鬏斀o主機(jī)。
[0018] 當(dāng)掃描過程完成后，一張?bào)w現(xiàn)透視結(jié)果的數(shù)字圖像亦形成完畢，并且可以與數(shù)字 光學(xué)攝像頭所拍攝的反映掃描區(qū)域外觀的圖像進(jìn)行對(duì)比。而在X射線源上，安裝有普通的 數(shù)字光學(xué)攝像頭，可以將X射線源前方的景物拍攝成數(shù)碼照片，傳輸給主機(jī)，即可實(shí)現(xiàn)透視 掃描區(qū)域的工件外觀圖像與透視結(jié)果圖像同時(shí)并排顯示或交迭顯示，或通過數(shù)字圖像處理 工具軟件進(jìn)行整合處理，使顯示更為直觀。
[0019] 以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理和主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行 業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述 的只是說明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還 會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型 的要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1. 一種3D掃描成像裝置，包括：探測(cè)器、X射線源、Z方向電機(jī)、X方向電機(jī)、Y方向電 機(jī)、傳送帶、防輻射箱體，其特征在于：所述防輻射箱體為長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，防輻射箱體一側(cè)設(shè)有 操控觀察窗，防輻射箱體內(nèi)設(shè)有傳送帶，傳送帶一側(cè)設(shè)有探測(cè)支架，探測(cè)支架上設(shè)有探測(cè)器 底座，探測(cè)器底座上安裝有探測(cè)器，探測(cè)器一側(cè)設(shè)有長(zhǎng)桿，長(zhǎng)桿的另外一端安裝有橫桿，橫 桿上固定著X射線源，長(zhǎng)桿上固定有Ζ方向電機(jī)，Ζ方向電機(jī)接有方向絲杠，Ζ方向絲杠通 過螺紋與橫桿嚙合，在長(zhǎng)桿上固定有Ζ方向位移傳感器，探測(cè)器底座水平導(dǎo)軌安裝在一塊 移動(dòng)板上，移動(dòng)板上安裝有X方向電機(jī)，X方向電機(jī)接有X方向絲杠，X方向絲杠通過螺紋 與探測(cè)器底座相互嚙合。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種3D掃描成像裝置，其特征在于：所述移動(dòng)板上固定有X 方向位移傳感器，移動(dòng)板通過堅(jiān)直導(dǎo)軌安裝在固定板上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種3D掃描成像裝置，其特征在于：所述在固定板上固定 有Υ方向位移傳感器。
【文檔編號(hào)】G01B15/04GK203848812SQ201420188018
【公開日】2014年9月24日 申請(qǐng)日期:2014年4月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月18日
【發(fā)明者】余少華 申請(qǐng)人:江西環(huán)彩三維科技有限公司