一种便携式自适应图像三维重建仪

摘要

本发明涉及一种便携式自适应图像三维重建仪，该三维重建仪主要由机械臂结构、光源后聚焦传动结构、光源结构、镜头前聚焦传动结构、相机和底座组成；机械臂结构连接在底座上，光源后聚焦传动结构通过后固定基座固定连接在底座上；光源结构固定连接在光源滑动座上；镜头前聚焦传动结构通过前固定基座固定连接在底座上；相机固定安装在机械臂结构的相机安装机构上。采用本发明的技术方案，在狭小的空间，在紧凑的装置器具上，特别是配置在机械臂结构上的相机，结合机械臂结构的伸缩机构、旋转机构，可以实现相机和光源前后、上下、左右、旋转、远近距离全方位调节，拍摄的目的，在小范围内便可实现360度全方位适应调节的效果。

主权项

一种便携式自适应图像三维重建仪，其特征在于：主要由机械臂结构(1)、光源后聚焦传动结构(3)、光源结构(2)、镜头前聚焦传动结构(4)、相机(5)和底座(107)组成；机械臂结构(1)通过第一旋转轴(108)连接在底座(107)上，底座(107)上设有机械臂旋转手柄(109)、机械臂减速齿轮组(110)、机械臂涡轮蜗杆结构(111)，所述机械臂旋转手柄(109)依次通过机械臂减速齿轮组(110)、机械臂涡轮蜗杆结构(111)连接第一旋转轴(108)；所述机械臂结构主要由机械臂(106)、机械臂锁紧机构(101)、机械臂伸缩机构(103)、相机安装机构(105)和相机安装锁紧机构(104)组成；机械臂(106)包括内管(161)和外管(162)，内管(161)的一端与第一旋转轴(108)连接，另一端套接在外管(162)一端，所述外管(162)的另一端连接所述相机安装机构(105)和相机安装锁紧机构(104)；机械臂锁紧机构(101)主要由机械臂锁紧抱块(102)、锁紧手柄(112)和机械臂锁紧盘(113)组成；机械臂锁紧盘(113)为一扇形肋板，该扇形肋板固定在所述底座(107)上，其圆心正对第一旋转轴(108)轴心；在该扇形肋板的扇形面上开凿有一圆弧槽，该圆弧槽靠近扇形肋板的圆弧，且其开凿方向与圆弧一致；所述机械臂锁紧抱块(102)固定在所述内管(161)上，并穿过上述圆弧槽与所述锁紧手柄(112)连接；机械臂伸缩机构(103)主要由安装在所述内管(161)上的斜齿条(114)、安装在所述外管(162)内部的斜齿轮、涡轮涡杆结构和伸缩旋转手柄(115)组成；内管(161)从外管(162)头部插入使斜齿条(114)和斜齿轮啮合；所述伸缩旋转手柄(115)通过涡轮蜗杆结构连接斜齿轮；相机安装机构(105)为一“L”型支撑板，其通过第二旋转轴(116)连接在所述外管(162)上；所述外管(162)上设有相机安装旋转手柄(117)、相机安装减速齿轮组、相机安装涡轮蜗杆结构，所述相机安装旋转手柄(117)依次通过相机安装减速齿轮组、相机安装涡轮蜗杆结构连接第二旋转轴(116)；相机安装锁紧机构(104)设置在所述外管(162)和相机安装机构(105)之间，主要由相机安装锁紧手柄(118)和相机安装锁紧盘(119)组成；相机安装锁紧盘(119)为一扇形肋板，该扇形肋板固定在所述外管(162)上，其圆心正对第二旋转轴(116)轴心；在该扇形肋板的扇形面上开凿有一圆弧槽，该圆弧槽靠近扇形肋板的圆弧，且其开凿方向与圆弧一致；所述相机安装锁紧手柄(118)穿过上述圆弧槽与所述相机安装机构(105)连接；光源后聚焦传动结构(3)包括后固定基座(301)、梯形螺杆(302)、与梯形螺杆(302)外周螺接传动的导螺母(303)、与导螺母(303)固定连接且藉由导螺母(303)的推动可沿梯形螺杆(302)轴向移动的光源滑动座(304)；光源后聚焦传动结构(3)通过后固定基座(301)固定连接在底座(107)上；所述梯形螺杆(302)在左侧的末端处通过第一径向轴承(305)可旋转地支撑在所述后固定基座(301)上，在右侧的末端处通过一联轴器(308)与一电机(307)相连接，在上述两者之间靠近右侧末端处通过第二径向轴承(306)可旋转地支撑在所述后固定基座(301)上；在所述后固定基座(301)上还固定设置有两条直线导轨(309)，两条直线导轨(309)均平行于所述梯形螺杆(302)的轴线方向，且呈对称地分布在所述梯形螺杆(302)的两侧；所述光源滑动座(304)移动地支承在所述直线导轨(309)上，工作时，所述光源滑动座(304)在所述导螺母(303)的推动下沿着直线导轨(309)方向滑动；在所述光源滑动座(304)的侧面上设置有一磁栅尺读头(310)，相匹配地在所述后固定基座(301)的相应位置上设置有一磁栅尺(311)；光源结构(2)固定连接在所述光源滑动座(304)上并可随光源滑动座(304)沿梯形螺杆(302)轴向移动；所述光源结构(2)包括用以产生光线的光源部件(23)、反光碗(22)、透镜组(24)及用于散发所述光源部件(23)的热量的排气风扇(21)；上述排气风扇(21)、反光碗(22)、光源部件(23)、透镜组(24)依次从右到左设置在光源结构(2)的壳体内；所述反光碗(22)设有第一焦点，所述光源部件(23)位于所述第一焦点处，使得其产生的光线通过所述反光碗(22)沿平行方向射出；所述透镜组(24)至少由第一透镜和第二透镜组成，第一透镜具有第一焦距，所述第二透镜平行于所述第一透镜，所述第二透镜与所述第一透镜的距离是所述第一焦距的0.5倍到1.5倍；在光源结构(2)的壳体内还设有一个用于安装所述光源部件(23)的灯管安装基座(28)，该灯管安装基座(28)包括一体成型的基座和多片肋片,上述多片肋片均为相同的横向摆放的方形薄片，从上到下平行地分布在所述灯管安装基座(28)的前后两侧，且彼此上下间隔0.5‑1mm的距离；在上述灯管安装基座(28)的上方还设置有一灯管支撑座(27)，在壳体的上方设有一灯管调节机构(25)，壳体的顶壁上设有开口(26)，所述灯管支撑座(27)穿过上述开口(26)而连接所述灯管调节机构(25)；镜头前聚焦传动结构(4)包括方形滑板(403)、固定连接在方形滑板(403)前端的镜头安装板(402)以及前固定基座(401)，镜头前聚焦传动结构(4)通过前固定基座(401)固定连接在底座(107)上；所述方形滑板(403)左右两端分别固定连接有两条呈平行分布的长条状燕尾滑块(404)，在前固定基座(401)上相匹配地设有两条呈平行分布的长条状燕尾滑槽(405)，方形滑板(403)通过长条状燕尾滑块(404)在长条状燕尾滑槽(405)内滑动从而在前固定基座(401)内前后滑动；在所述前固定基座(401)上还设有一旋转轴(406)，该旋转轴(406)设置在所述方形滑板(403)的正下方，且通过一对轴承固定连接在所述长条状燕尾滑槽(405)的下侧；在所述旋转轴(406)上连接有至少一个圆柱斜齿轮(407)，在所述方形滑板(403)的下端，圆柱斜齿轮(407)的正上方相匹配设有至少一个直线长条状斜齿条(408)，圆柱斜齿轮(407)与直线长条状斜齿条(408)正好啮合；在所述旋转轴(406)的一端还设有一旋钮(409)；相机(5)固定安装在所述机械臂结构(1)的相机安装机构(105)上，其主要包括快门控制(501)、皮腔(502)和数码装置；所述快门控制(501)与皮腔(502)的左端相连接，并通过一固定支架(504)固定在一基座(510)上；所述皮腔(502)的右端与数码装置相连接，并固定在一移动支架(505)上；在所述基座(510)上设有一滑槽(509)，所述移动支架(505)的下端伸入所述滑槽(509)内并可沿滑槽(509)左右滑动；所述数码装置包括滤光层(512)、镜头(511)、电荷耦合元件CCD(506)、信号采集模块(507)、脉冲红外激光器(503)及用于同步触发快门控制(501)、脉冲红外激光器(503)和信号采集模块(507)的同步控制电路(508)；所述滤光层(512)、镜头(511)及CCD(506)从右至左依次设置；所述CCD(506)与所述信号采集模块(507)电连接；所述信号采集模块(507)、所述快门控制(501)及所述脉冲红外激光器(503)与所述同步控制电路(508)电连接。