[实用新型]一种三维结构轮廓的构建装置

说明书

本实用新型涉及一种三维结构轮廓的构建装置，包括旋转托环，所述旋转托环的圆心区域设有置物台，所述置物台用于放置被照射物；所述旋转托环的上表面设有若干升降支架，每个升降支架上均通过万向节连接有激光发射装置；所述激光发射装置产生的激光照射于被照射物上，使得被照射物表面形成被照射物的三维结构轮廓。本实用新型具有在被照射物表面形成被照射物裸眼可视三维结构轮廓的特点。

技术领域

本实用新型属于激光投射、三维扫描与辅助制造技术领域，具体涉及一种利用旋转激光，在照射物的表面构建出三维实体结构轮廓的装置。

背景技术

目前实物三维轮廓的提取主要通过对已有图像进行图形学分析的方法，如发明专利CN 102425989 A中利用摄像机获取实物三维影像，通过对三维影像进行截面提取、边缘检测、阈值分割获取相应二维截面的结构轮廓特征；该方法对于所构建的实物三维影像质量要求较高且不具备裸眼可视的特征。

人眼观看物体时，成像于视网膜上，并由视神经输入人脑，当物体移去时，视神经对物体的印象不会立即消失，而要延续0.1-0.4秒的时间，人眼的这种性质被称为“眼睛的视觉暂留”。这是由视神经的反应速度造成的，其时值约是1/16秒，对于不同频率的光有不同的暂留时间，要达到最基本的暂留效果需要10fps，达到无闪动效果至少需要24fps。

三维扫描技术中有一类方法是使用一系列物体的轮廓线条构成三维形体。常见的方式是将待测物放置于电动转盘上，每次旋转一小角度后拍摄其图像，再经由图像处理技巧去除背景并取出轮廓线条，搜集各角度之轮廓线后即可构建成三维模型。当物体的部分表面无法在轮廓联机展现时，重建后得到的三维结构轮廓将丢失三维信息，当被观测体因过重、过轻、不易固定或较易损坏等不宜放置于工作台时，该方法失效。

发明内容

为了解决现有技术中裸眼无法可视轮廓、物体表面存在缺陷时采集的三维轮廓信息不完整等问题，本实用新型提供了一种三维结构轮廓构建装置，能够使用户不借助其他装置，在各个方向上可以裸眼观察到被照实物或空间的三维结构轮廓。

本实用新型要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

一种三维结构轮廓的构建装置，包括旋转托环，所述旋转托环的圆心区域设有置物台，所述置物台用于放置被照射物；

所述旋转托环的上表面设有若干升降支架，每个升降支架上均通过万向节连接有激光发射装置；

所述激光发射装置产生的激光照射于被照射物上，使得被照射物表面形成被照射物的三维结构轮廓。

进一步地，所述激光发射装置包括横向激光发射装置和纵向激光发射装置，所述横向激光发射装置用于形成被照射物的横向结构轮廓线，所述纵向激光发射装置用于形成被照射物的纵向结构轮廓线。

进一步地，所述横向激光发射装置为一维点阵激光器，所述一维点阵激光器用于发出一维点阵激光。

进一步地，所述纵向激光发射装置为一字线激光器，所述一字线激光器通过频闪和转动，形成的纵向结构轮廓线。

更进一步地，还包括TTL激光控制器，所述TTL激光控制器用于控制一字线激光器闪动的频率。

更进一步地，所述旋转托环的转速为N 转/秒，所述旋转托环每转一圈时一字线激光器闪动M次，所述被照射物表面形成n条纵向结构轮廓线，且M=n*N，所述M、n和N均为正整数。

更进一步地，所述N为大于等于10的正整数。

进一步地，所述激光发射装置在被照射物上形成的同一位置光线出现的频率大于所述旋转托环的转速N。

进一步地，所述旋转托环通过旋转机构实现旋转，所述旋转机构包括啮合的第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮通过控制模块控制伺服电机驱动，所述第二齿轮与所述旋转托环连接。