本技術(shù)涉及三維掃描，更具體地說，涉及一種三維掃描測距裝置及其使用方法。

背景技術(shù)：

1、三維掃描儀是一種科學(xué)儀器，用來偵測并分析現(xiàn)實世界中物體或環(huán)境的形狀與外觀數(shù)據(jù)，通過創(chuàng)建物體幾何表面的點云，將搜集到的數(shù)據(jù)用來進行三維重建計算(越密集的點云可以創(chuàng)建更精確的模型)。這些模型具有相當(dāng)廣泛的用途，舉凡工業(yè)設(shè)計、瑕疵檢測、逆向工程、機器人導(dǎo)引、地貌測量、醫(yī)學(xué)信息、生物信息、刑事鑒定、數(shù)字文物典藏、電影制片、游戲創(chuàng)作素材等等都可見其應(yīng)用，由于三維掃描儀的掃描范圍有限，因此現(xiàn)有的三維掃描裝置通常通過手持掃描儀變換與物體的相對位置或?qū)⑽矬w放置于電動轉(zhuǎn)盤上由固定位置的掃描儀進行掃描，經(jīng)過多次的掃描以拼湊物體的完整模型，但是以上兩種掃描方式分別存在以下問題：手持掃描儀進行掃描的方式，使工作人員的工作量加大，同時手持掃描儀在掃描工作中移動會因為工作人員的手持移動的不規(guī)則和不均勻性，使局部的掃描取點不夠均勻，從而使取點數(shù)據(jù)不夠準(zhǔn)確；固定位置掃描儀，通過電動轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動物體進行掃描，雖然掃描均勻，但是存在掃描工件底部時，需要人為將底部翻轉(zhuǎn)，不夠方便，同時掃描儀的位置不能夠調(diào)節(jié)。

2、現(xiàn)有技術(shù)公開號為cn111853456b的文獻提供一種三維掃描裝置，該裝置通過第一轉(zhuǎn)動組件和第二轉(zhuǎn)動組件的配合，使掃描攝像頭能夠自動往復(fù)轉(zhuǎn)動掃描工件的同時，能夠使工件表面的點位能夠從各種不同的角度掃描，掃描的結(jié)果更加精準(zhǔn)，并且能夠轉(zhuǎn)動掃描攝像頭至工件下表面，從而方便對工件下表面進行掃描，避免人們在掃描工件底部時，需要手動翻轉(zhuǎn)工件帶來的繁瑣；卡爪機構(gòu)的滑動桿能夠相對于套筒滑動調(diào)節(jié)固定，能夠根據(jù)不同長度大小的工件進行調(diào)節(jié)；同時卡爪部通過壓簧彈性壓緊固定工件，操作和使用簡單方便。

3、上述中的現(xiàn)有技術(shù)方案雖然通過現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn)與有關(guān)的有益效果，但是仍存在以下缺陷：一、該裝置卡爪部將工件夾持固定在外環(huán)機構(gòu)上，因此在拆裝工件時比較繁瑣，同時在卡爪部夾持工件的過程中對于一些例如橡膠制品的工件，很容易對其外部形狀造成損傷，從而影響整體掃描后的整體形狀；二、該裝置由于受到外環(huán)機構(gòu)的套筒限制，因此導(dǎo)致環(huán)形轉(zhuǎn)板在轉(zhuǎn)動過程中存在轉(zhuǎn)動死角，環(huán)形轉(zhuǎn)板無法進行三百六十度的轉(zhuǎn)動；三、該裝置通過卡爪部夾持工件后，導(dǎo)致在掃描的過程中由于卡爪部的遮擋，導(dǎo)致夾持部位無法被掃描，從而需要重新將工件從卡爪部上拆卸調(diào)節(jié)角度后再安裝后掃描，因此掃描過程較為繁瑣，且無法一次性完成掃描作業(yè)。

4、針對上述中的相關(guān)技術(shù)中，發(fā)明人認(rèn)為在卡爪部夾持工件的過程中對于一些例如橡膠制品的工件，很容易對其外部形狀造成損傷，從而影響整體掃描后的整體形狀，環(huán)形轉(zhuǎn)板在轉(zhuǎn)動過程中存在轉(zhuǎn)動死角，環(huán)形轉(zhuǎn)板無法進行三百六十度的轉(zhuǎn)動，卡爪部夾持工件后，導(dǎo)致在掃描的過程中由于卡爪部的遮擋，導(dǎo)致夾持部位無法被掃描，從而需要重新將工件從卡爪部上拆卸調(diào)節(jié)角度后再安裝后掃描，因此掃描過程較為繁瑣，且無法一次性完成掃描作業(yè)。

5、鑒于此，我們提出一種三維掃描測距裝置及其使用方法。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、1.要解決的技術(shù)問題

2、本技術(shù)的目的在于提供一種三維掃描測距裝置及其使用方法，解決了上述背景技術(shù)中的技術(shù)問題，實現(xiàn)了避免對工件表面造成損傷，轉(zhuǎn)動掃描不受影響，可自由轉(zhuǎn)動，并且可一次性完成掃描作業(yè)，提高掃描效率的技術(shù)效果。

3、2.技術(shù)方案

4、本技術(shù)技術(shù)方案提供了一種三維掃描測距裝置，包括三維掃描測距儀本體，包括：安裝座、翻轉(zhuǎn)機構(gòu)、定位機構(gòu)和載物機構(gòu)；所述三維掃描測距儀本體固定在翻轉(zhuǎn)機構(gòu)內(nèi)側(cè)，所述翻轉(zhuǎn)機構(gòu)轉(zhuǎn)動連接在安裝座上，所述定位機構(gòu)與翻轉(zhuǎn)機構(gòu)轉(zhuǎn)動連接，所述定位機構(gòu)轉(zhuǎn)動連接在安裝座上，所述載物機構(gòu)固定在安裝座上，所述翻轉(zhuǎn)機構(gòu)圍繞載物機構(gòu)轉(zhuǎn)動，所述載物機構(gòu)高度可調(diào)。

5、通過采用上述技術(shù)方案，定位機構(gòu)和翻轉(zhuǎn)機構(gòu)均轉(zhuǎn)動連接在安裝座上，并且翻轉(zhuǎn)機構(gòu)為環(huán)形機構(gòu)，三維掃描測距儀本體固定在翻轉(zhuǎn)機構(gòu)內(nèi)側(cè)，載物機構(gòu)固定在安裝座上，三維掃描測距儀本體以翻轉(zhuǎn)機構(gòu)自轉(zhuǎn)時圍繞載物機構(gòu)上的工件轉(zhuǎn)動，此時的三維掃描測距儀本體可對工件的前后左右進行環(huán)形掃描，同時當(dāng)翻轉(zhuǎn)機構(gòu)以定位機構(gòu)與安裝座的固定處為軸心轉(zhuǎn)動時，三維掃描測距儀本體可對工件的上下前后方向進行環(huán)形掃描，翻轉(zhuǎn)機構(gòu)轉(zhuǎn)動時與載物機構(gòu)不發(fā)生干涉，因此翻轉(zhuǎn)機構(gòu)可自由轉(zhuǎn)動，不會出現(xiàn)掃描死角，工件擺放在載物機構(gòu)上，無需固定，便于拿取，且不會對工件的表面造成損傷，三維掃描測距儀本體可對工件的上下前后左右進行環(huán)形掃描，從而可一次性的完成掃描工作，通過載物機構(gòu)高度以對載臺與三維掃描測距儀本體之間的距離進行調(diào)節(jié)，以滿足不同大小工件的擺放需求。

6、作為本技術(shù)文件技術(shù)方案的一種可選方案，所述安裝座包括底座和兩組支架；兩組所述支架對稱固定在底座上，所述支架的內(nèi)側(cè)均開設(shè)有凹槽，所述定位機構(gòu)轉(zhuǎn)動連接在一側(cè)的凹槽內(nèi)，所述翻轉(zhuǎn)機構(gòu)的一側(cè)轉(zhuǎn)動連接在另一側(cè)的凹槽內(nèi)。

7、通過采用上述技術(shù)方案，在底座的上表面兩側(cè)均固定安裝支架，并且支架的上端內(nèi)側(cè)均開設(shè)有圓型結(jié)構(gòu)的凹槽，定位機構(gòu)和翻轉(zhuǎn)機構(gòu)分別轉(zhuǎn)動連接在兩個凹槽內(nèi)，以通過支架對整體的支撐，同時載物機構(gòu)固定在一側(cè)的支架上，并且固定在凹槽的軸心上。

8、作為本技術(shù)文件技術(shù)方案的一種可選方案，所述翻轉(zhuǎn)機構(gòu)包括外齒環(huán)和第一轉(zhuǎn)動機構(gòu)以及第二轉(zhuǎn)動機構(gòu)；所述外齒環(huán)與第一轉(zhuǎn)動機構(gòu)傳動連接，所述第二轉(zhuǎn)動機構(gòu)與第一轉(zhuǎn)動機構(gòu)傳動連接，所述第二轉(zhuǎn)動機構(gòu)轉(zhuǎn)動連接在支架上，所述三維掃描測距儀本體固定在外齒環(huán)的內(nèi)側(cè)。

9、作為本技術(shù)文件技術(shù)方案的一種可選方案，所述第一轉(zhuǎn)動機構(gòu)包括齒輪和第一步進電機；所述第一步進電機與齒輪傳動連接，所述齒輪與外齒環(huán)嚙合，所述第二轉(zhuǎn)動機構(gòu)包括第一圓盤和第二步進電機，所述第一圓盤與一側(cè)的凹槽轉(zhuǎn)動連接，所述第二步進電機與第一圓盤傳動連接。

10、通過采用上述技術(shù)方案，第一步進電機的輸出軸固齒輪同軸固定，齒輪與外齒環(huán)嚙合，進而通過第一步進電機驅(qū)動齒輪轉(zhuǎn)動，可使得外齒環(huán)圍繞軸線轉(zhuǎn)動，進而圍繞工件的前后左右轉(zhuǎn)動，第一圓盤與右側(cè)的凹槽通過軸承轉(zhuǎn)動連接，并且第二步進電機的輸出軸與第一圓盤同軸固定，第二步進電機固定在右側(cè)的支架上，外齒環(huán)和第一圓盤轉(zhuǎn)動連接，并且當(dāng)?shù)谝粓A盤以第二步進電機的輸出軸為軸心轉(zhuǎn)動時，此時的外齒環(huán)便可圍繞工件的上下前后方向進行環(huán)形掃描。

11、作為本技術(shù)文件技術(shù)方案的一種可選方案，所述定位機構(gòu)包括齒座和第二圓盤；所述第二圓盤和第一圓盤分別與兩個凹槽轉(zhuǎn)動連接，所述第二圓盤和第一圓盤相對側(cè)遠(yuǎn)離圓心處均固定安裝有齒座，所述齒座與外齒環(huán)轉(zhuǎn)動連接，所述齒座開設(shè)有與外齒環(huán)適配的齒環(huán)槽，所述三維掃描測距儀本體與外齒環(huán)內(nèi)壁之間固定連接有固定板，所述齒座開設(shè)有與固定板適配的避讓口，所述第二圓盤軸心開設(shè)有通孔，所述載物機構(gòu)穿過通孔并與支架固定。

12、通過采用上述技術(shù)方案，第二圓盤與左側(cè)的凹槽通過軸承轉(zhuǎn)動連接，并且在第二圓盤軸心開心通孔，載物機構(gòu)穿過通孔并與支架固定，第二圓盤和第一圓盤相對的一側(cè)邊緣處均固定安裝齒座，兩個齒座均開設(shè)有齒環(huán)槽和避讓口，外齒環(huán)在齒環(huán)槽內(nèi)轉(zhuǎn)動，且避免外齒環(huán)的脫離，同時三維掃描測距儀本體通過固定板連接，當(dāng)外齒環(huán)帶動三維掃描測距儀本體自轉(zhuǎn)時固定板經(jīng)過避讓口，以保障外齒環(huán)的正常轉(zhuǎn)動。

13、作為本技術(shù)文件技術(shù)方案的一種可選方案，所述載物機構(gòu)包括z型桿和載臺；所述z型桿的一端穿過通孔并與支架固定，另一端與載臺固定，所述z型桿高度可調(diào)節(jié)。

14、作為本技術(shù)文件技術(shù)方案的一種可選方案，所述z型桿包括固定桿、外套管、內(nèi)桿、鎖緊螺桿和連接桿；所述固定桿水平設(shè)置并穿過通孔與支架固定，所述外套管豎直與固定桿垂直固定，所述內(nèi)桿滑插在外套管內(nèi)，所述鎖緊螺桿與外套管螺紋連接，并與內(nèi)桿相抵，所述連接桿與固定桿平行且一端與內(nèi)桿固定，另一端與載臺固定。

15、通過采用上述技術(shù)方案，固定桿水平設(shè)置并穿過通孔與支架固定，外套管豎直與固定桿垂直固定，內(nèi)桿滑插在外套管內(nèi)，鎖緊螺桿與外套管螺紋連接，進而通過內(nèi)桿與外套管的伸縮調(diào)節(jié)，實現(xiàn)載臺的高度調(diào)節(jié)，并且通過z型桿的z型結(jié)構(gòu)，當(dāng)三維掃描測距儀本體圍繞工件水平方向環(huán)形轉(zhuǎn)動時，避免外套管和內(nèi)桿遮擋在三維掃描測距儀本體的前方。

16、作為本技術(shù)文件技術(shù)方案的一種可選方案，所述載臺為透明的鋼化玻璃制成。

17、通過采用上述技術(shù)方案，載臺優(yōu)選透明的鋼化玻璃制成，在三維掃描測距儀本體掃描工件的底部時，由于三維掃描儀的工作原理是需要得到投射到被掃描物體表面激光的漫反射輪廓，而玻璃屬于透明物體，無法完成反射，因此在掃描的過程中可透過玻璃后對工件的底部進行掃描。

18、本技術(shù)技術(shù)方案還提供了一種三維掃描測距裝置及其使用方法，至少包括以下方法步驟：

19、s1、通過調(diào)節(jié)z型桿的高度，以對載臺與三維掃描測距儀本體之間的距離進行調(diào)節(jié)；

20、s2、將需要掃描的工件擺放在載臺上，啟動第二步進電機帶動定位機構(gòu)和外齒環(huán)以及三維掃描測距儀本體以通孔為軸心轉(zhuǎn)動，并轉(zhuǎn)動三百六十度，此時三維掃描測距儀本體對載臺上的工件進行上、下、前和后方向進行環(huán)形掃描；

21、s3、隨后第一步進電機帶動齒輪轉(zhuǎn)動，齒輪帶動外齒環(huán)自轉(zhuǎn)，外齒環(huán)以載臺的軸心水平方向轉(zhuǎn)動，此時外齒環(huán)內(nèi)側(cè)的三維掃描測距儀本體可對工件的前、后、左和右方向進行環(huán)形掃描。

22、3.有益效果

23、本技術(shù)實施例中提供的一個或多個技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)點：

24、1.本技術(shù)通過定位機構(gòu)和翻轉(zhuǎn)機構(gòu)均轉(zhuǎn)動連接在安裝座上，并且翻轉(zhuǎn)機構(gòu)為環(huán)形機構(gòu)，三維掃描測距儀本體固定在翻轉(zhuǎn)機構(gòu)內(nèi)側(cè)，載物機構(gòu)固定在安裝座上，三維掃描測距儀本體以翻轉(zhuǎn)機構(gòu)自轉(zhuǎn)時圍繞載物機構(gòu)上的工件轉(zhuǎn)動，此時的三維掃描測距儀本體可對工件的前后左右進行環(huán)形掃描；

25、2.本技術(shù)通過翻轉(zhuǎn)機構(gòu)以定位機構(gòu)與安裝座的固定處為軸心轉(zhuǎn)動時，三維掃描測距儀本體可對工件的上下前后方向進行環(huán)形掃描，翻轉(zhuǎn)機構(gòu)轉(zhuǎn)動時與載物機構(gòu)不發(fā)生干涉，因此翻轉(zhuǎn)機構(gòu)可自由轉(zhuǎn)動，不會出現(xiàn)掃描死角；

26、3.本技術(shù)通過工件擺放在載物機構(gòu)上，無需固定，便于拿取，且不會對工件的表面造成損傷，三維掃描測距儀本體可對工件的上下前后左右進行環(huán)形掃描，從而可一次性的完成掃描工作，通過載物機構(gòu)高度以對載臺與三維掃描測距儀本體之間的距離進行調(diào)節(jié)，以滿足不同大小工件的擺放需求；

27、4.本技術(shù)實現(xiàn)了避免對工件表面造成損傷，轉(zhuǎn)動掃描不受影響，可自由轉(zhuǎn)動，并且可一次性完成掃描作業(yè)，提高掃描效率。