[实用新型]回转体三维扫描系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种回转体三维扫描系统，属于光电子及光测实验力学领域。

背景技术

三维扫描系统在主要用于对物体空间外形和结构进行扫描，以获得物体表面的三维的空间坐标。它的重要意义在于能够将实物的立体信息转换为计算机能直接处理的数字信号，为实物数字化提供了相当方便快捷的手段。

目前市场上的三维产品，主要是国外的Zygo的轮廓仪、雷顿的三坐标测量仪等为代表和国内的北京华卓接触式轮廓仪、上海威申的三维激光扫描系统。这些产品都是系统庞大、测量复杂。

最近，国内有些学者，如孙艳玲等人在《仪器仪表用户》上撰文提出“一种用于测量微观形貌的激光干涉式测量仪”(2006年，第13卷，第2期，第26～27页)。还只是在研究阶段，更不用提该系统设计复杂，如需要正交衍射光栅为坐标标准器、直线电机粗定位，压电陶瓷精定位，产品化十分困难。

实用新型内容

本实用新型的目的是提出一种回转体三维扫描系统，其结构简单，测量方便，且精度较高，适合推广应用。

本实用新型为解决上述技术问题而采用的技术方案是提出一种回转体三维扫描系统，包括：能够旋转预定角度的旋转台，用以放置被测物体；激光光刀系统，用以向该被测物体投射出垂直于水平面的激光光刀；以及摄像机，其摄像方向与该激光光刀系统的投射方向成一角度，该摄像机用以捕捉该激光光刀在该被测物体的反射光线，并输入一计算机中。

在上述的回转体三维扫描系统中，还包括一激光测距仪，与该摄像机关于该激光光刀系统的投射方向对称布置。

在上述的回转体三维扫描系统中，该旋转台是由步进电机驱动的分度旋转台。

在上述的回转体三维扫描系统中，还包括一剪切型升降台，该激光光刀系统是放置在该剪切型升降台上。

在上述的回转体三维扫描系统中，还包括一步进电机，用以驱动该剪切型升降台。

在上述的回转体三维扫描系统中，还包括：一直线导轨，沿着该该激光光刀系统的投射方向布置；以及一滑块，该旋转台通过该滑块设置在该直线导轨上。

在上述的回转体三维扫描系统中，该激光光刀系统包括激光器、柱面镜、非球面透镜以及刀口修正板，其中该柱面镜、非球面透镜以及刀口修正板按照依次布置在激光器的出射光路上。

在上述的回转体三维扫描系统中，该激光器的光源为LED光源。

在上述的回转体三维扫描系统中，该非球面透镜布置在该柱面镜的焦点上。

在上述的回转体三维扫描系统中，该刀口修正板具有一宽度可调节的狭缝。

本实用新型由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有如下显著优点：

1、采用精密直线导轨，固定系统y方向自由度，所以测量时对试件摆放要求不高，方便测量；

2、采用精密步进电机旋转台，旋转平稳可靠；

3、采用激光自动测距方式，确定物体到摄像头的CCD的距离作为固定参数，使得人工干预影响测量结果精度的可能性降到最小；

4、采用空间步进电机驱动剪切型升降台，使得系统高低调节自动化，而且精度高。对于z方向尺寸较大的被测物体可以实现分段测量，然后“拼接”成一体；

5、采用新型激光光刀，提高了测量的精度，当激光功率提高时，还可以测量大范围的被测物体，如人体等米量级尺寸的物体。

附图说明

为让本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作详细说明，其中：

图1示出根据本实用新型一实施例的回转体三维扫描系统原理图。

图2示出根据本实用新型一实施例的光刀系统原理图。

图3示出根据本实用新型一实施例的回转体三维扫描系统布局图。

图4A示出步进电机驱动的剪切型升降台的俯视图。

图4B示出步进电机驱动的剪切型升降台的侧视图。

图5示出步进电机驱动的分度旋转台。

具体实施方式

本实用新型的下述实施例描述对三维激光扫描系统的改进，主要针对回转体测量需要。实施例采用激光单线投影测量技术，测量回转体的三维外形轮廓。