一种对部件内腔三维扫描测绘的辅助工具制造技术

一种对部件内腔三维扫描测绘的辅助工具，包括引导装置、扫描装置及输送装置，所述引导装置包括骨架件及膨胀爪机构，所述骨架件包括引导轴部及扫描轴部，该引导轴部外周面等分环设有若干个铰接座，所述膨胀爪机构包括若干个爪臂件及扭簧，该爪臂件一端设有铰接孔与铰接座铰接，另一端设置有滚轮，所述扭簧设置于铰接座与爪臂件之间，所述扫描装置包括三维扫描仪、环形扫描架、主动伞齿轮、从动伞齿轮及驱动电机，所述环形扫描架设有中心转孔，并套设于骨架件扫描轴部做周转配合，所述三维扫描仪、从动伞齿轮与环形扫描架固定连接，所述主动伞齿轮与从动伞齿轮啮合并与驱动电机联动配合，所述输送装置包括一端与骨架件固定连接的金属软管。

【技术实现步骤摘要】
一种对部件内腔三维扫描测绘的辅助工具
本专利技术涉及三维扫描仪测绘
，具体涉及一种对部件内腔进行三维扫描测绘的辅助工具。
技术介绍
三维扫描是集光、机、电和计算机技术于一体的高新技术，主要用于对被扫描物体空间外形和结构及色彩迚行扫描，以获得该物体表面的空间坐标。它的重要意义在于能够将实际物体的立体信息转换为计算机能直接处理的数字信号，为物体数字化提供了相当方便快捷的手段。利用三维扫描技术制备的三维扫描仪（3DScanner）作为一种快速的立体测量设备，因其测量速度快、精度高，非接触，使用方便等优点，而成为将物体三维数字建模的重要工具，在各领域，特别是工业设计行业得到越来越广泛的应用。三维扫描仪大体分为接触式三维扫描仪和非接触式三维扫描仪。其中非接触式三维扫描仪又分为拍照式三维描仪（也称光栅三维扫描仪）和激光扫描仪。譬如，用三维扫描仪对被扫描物体进行扫描，可以得到产品立体尺寸数据，这些数据能直接通过计算机辅助设计（CAD：ComputerAidedDesign）或计算机辅助制造（CAM：ComputerAidedMaking）软件接口，在CAD系统中可以对数据进行数字建模、调整、修补。然而在实际使用三维扫描仪的过程中，当遇到具有内腔、深孔、通道等结构的产品时，三维扫描仪可以对产品外部进行扫描，却无法伸入产品内腔、深孔、通道等结构内进行扫描。现有的手持式三维扫描仪，虽然可以由人手持伸入一定程度扫描，到受限于人体，第一，伸入地深度有限，无法完成彻底扫描工作。第二，手腕的活动角度有限，无法完整、有序、平稳地完成扫描工作，会严重影响扫描精准度。第三，产品内部构造各异，蜿蜒曲折，如何适应构造环境，避免设备伸入过程碰撞是一难题。第四，三维扫描仪往往受限于物体的表面特性。例如光学技术不易处理闪亮（高反照率）、镜面或半透明的表面，而激光技术不适用于脆弱或易变质的表面。
技术实现思路
本专利技术为了解决上述技术的不足，提供了一种辅助三维扫描仪对部件内腔进行扫描测绘的工具。本专利技术的技术方案：一种对部件内腔三维扫描测绘的辅助工具，包括引导装置、扫描装置及输送装置，所述引导装置包括骨架件及膨胀爪机构，所述骨架件包括引导轴部及扫描轴部，该引导轴部外周面等分环设有若干个铰接座，所述膨胀爪机构包括若干个爪臂件及扭簧，该爪臂件一端设有铰接孔与铰接座铰接，另一端设置有滚轮，所述扭簧设置于铰接座与爪臂件之间，驱动爪臂件围绕铰接座朝远离骨架件方向摆动；所述扫描装置包括三维扫描仪、环形扫描架、主动伞齿轮、从动伞齿轮及驱动电机，所述环形扫描架设有中心转孔，并套设于骨架件扫描轴部做周转配合，所述三维扫描仪、从动伞齿轮与环形扫描架固定连接，所述主动伞齿轮与从动伞齿轮啮合并与驱动电机联动配合，该驱动电机驱动三维扫描仪围绕扫描轴部周转；所述输送装置包括一端与骨架件固定连接的金属软管。采用上述技术方案，本专利技术设置的引导装置，能够在扭簧的作用下，始终驱动爪臂件围绕铰接座朝远离骨架件方向摆动张开，即当本专利技术处于产品内腔中时，爪臂件的滚轮一端会向内腔壁一侧张开，直至滚轮贴合产品内腔壁。并通过在骨架件引导轴部的外周面上，等分环绕设置若干个铰接座及爪臂件，使得本专利技术产品能够通过各个爪臂件滚轮与内腔壁的始终接触，支撑骨架件稳定的处于内腔轴心位置。而且在骨架件伸入产品内腔的进程中，即使内腔结构开始变形，例如转弯、凹陷、收窄、扩大等情况下，膨胀爪机构也能够随之变化，而且各个爪臂件相互独立，可以适应局部变形等情况。设置的扫描装置，利用驱动电机、主动伞齿轮、从动伞齿轮的传动，驱动环形扫描架及固定其上的三维扫描仪，围绕骨架件扫描轴部周转。便可在骨架件行进过程中，三维扫描仪自动周转扫描内腔结构，测量出内腔结构三维数据，即“点云”，然后传输至计算机CAD软件，进行模型曲面重构。该设置的好处在于，配合引导机构保持骨架件的稳定行进，能够通过周转扫描结合轴向进给，完整、全面的得到内腔结构点云。本专利技术输送机构的设置，利用金属软管即有一定刚性，又能够一定弯折的特性，能够驱动骨架件深入内腔，并随内腔结构、骨架件位置变化弯折。使用时可以推动骨架进行或拉出骨架件。本专利技术的进一步设置：所述扫描装置的驱动电机为伺服电机，所述滚轮上沿周长设置有若干个位置凸柱，所述爪臂件上设有接触式传感器，该接触式传感器感应位置凸柱并输出信号至伺服电机及计算机，所述伺服电机根据接触式传感器信号控制三维扫描仪周转。采用上述技术方案，通过在滚轮部位设置接触式传感器和代表滚轮转动变化的位置凸柱，以获得滚轮转动圈数的信息，计算周长，间接获知骨架件行进距离信息，计算机及扫描装置的伺服电机根据该信息，控制三维扫描仪的周转频率，实现三维扫描仪周转与滚轮前进同步匹配，提升扫描准确度。本专利技术的进一步设置：所述输送装置还包括软管输送机构，该软管输送机构包括基座、主动轮、从动轮及伺服电机，该主动轮及从动件呈分别从金属软管两侧夹合设置，且均与基座旋转连接，所述伺服电机与主动轮联动配合，并根据接触式传感器信号控制主动轮旋转。采用上述技术方案，本专利技术的软管输送机构利用主动轮、从动轮夹合金属软管，并由正反转动实现挤送、扯回金属软管，实现控制骨架件的前进或后退。通过软水管输送机构的驱动电机频率，与扫描装置、滚轮相匹配，实现精准控制本专利技术在内腔中的行进、扫描步骤。本专利技术的进一步设置：所述滚轮外周面设置有附有染料的滚刷棉。采用上述技术方案，在滚轮表面设置富有燃料的滚刷棉，且由于滚轮在三维扫描仪之前，刷染产品内腔壁后，能够避免内腔壁出现反照现象，影响扫描仪的精度。本专利技术的进一步设置：所述滚轮外周面上滚刷棉呈间隔设置。采用上述技术方案，若干个滚轮张开后的间隔，滚刷棉的间隔，将会滚刷出特有的格栅状纹路，利于三维扫描仪的拍摄。本专利技术的进一步设置：所述主动轮、从动轮外周面上设有与金属软管形状适配的弧形槽，该弧形槽内设有橡胶摩擦条。采用上述技术方案，提高进给准确度，避免打滑。本专利技术的进一步设置：所述金属软管为铝合金软管。采用上述技术方案，铝合金软管能够弯折、旋转，且具备一定刚性能够推动、回拉骨架件。附图说明图1为本专利技术实施例的结构图1；图2为本专利技术实施例的结构图2；图3为本专利技术实施例的爆炸图；图4为本专利技术实施例的结构图3；图5为本专利技术实施例的扫描路径模拟图。具体实施方式如图1-5所示，一种对部件内腔三维扫描测绘的辅助工具，包括引导装置、扫描装置及输送装置，所述引导装置包括骨架件1及膨胀爪机构2，所述骨架件1包括引导轴部11及扫描轴部12，该引导轴部11外周面等分环设有若干个铰接座13，所述膨胀爪机构2包括若干个爪臂件21及扭簧22，该爪臂件21一端设有铰接孔与铰接座13铰接，另一端设置有滚轮3，所述扭簧22设置于铰接座13与爪臂件21之间，驱动爪臂件21围绕铰接座13朝远离骨架件1方向摆动；所述扫描装置包括三维扫描仪41、环形扫描架42、主动伞齿轮43、从动伞齿轮44本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种对部件内腔三维扫描测绘的辅助工具，其特征在于：包括引导装置、扫描装置及输送装置，所述引导装置包括骨架件及膨胀爪机构，所述骨架件包括引导轴部及扫描轴部，该引导轴部外周面等分环设有若干个铰接座，所述膨胀爪机构包括若干个爪臂件及扭簧，该爪臂件一端设有铰接孔与铰接座铰接，另一端设置有滚轮，所述扭簧设置于铰接座与爪臂件之间，驱动爪臂件围绕铰接座朝远离骨架件方向摆动；所述扫描装置包括三维扫描仪、环形扫描架、主动伞齿轮、从动伞齿轮及驱动电机，所述环形扫描架设有中心转孔，并套设于骨架件扫描轴部做周转配合，所述三维扫描仪、从动伞齿轮与环形扫描架固定连接，所述主动伞齿轮与从动伞齿轮啮合并与驱动电机联动配合，该驱动电机驱动三维扫描仪围绕扫描轴部周转；所述输送装置包括一端与骨架件固定连接的金属软管。/n

【技术特征摘要】
1.一种对部件内腔三维扫描测绘的辅助工具，其特征在于：包括引导装置、扫描装置及输送装置，所述引导装置包括骨架件及膨胀爪机构，所述骨架件包括引导轴部及扫描轴部，该引导轴部外周面等分环设有若干个铰接座，所述膨胀爪机构包括若干个爪臂件及扭簧，该爪臂件一端设有铰接孔与铰接座铰接，另一端设置有滚轮，所述扭簧设置于铰接座与爪臂件之间，驱动爪臂件围绕铰接座朝远离骨架件方向摆动；所述扫描装置包括三维扫描仪、环形扫描架、主动伞齿轮、从动伞齿轮及驱动电机，所述环形扫描架设有中心转孔，并套设于骨架件扫描轴部做周转配合，所述三维扫描仪、从动伞齿轮与环形扫描架固定连接，所述主动伞齿轮与从动伞齿轮啮合并与驱动电机联动配合，该驱动电机驱动三维扫描仪围绕扫描轴部周转；所述输送装置包括一端与骨架件固定连接的金属软管。


2.根据权利要求1所述的一种对部件内腔三维扫描测绘的辅助工具，其特征在于：所述扫描装置的驱动电机为伺服电机，所述滚轮上沿周长设置有若干个位置凸柱，所述爪臂件上设有接触式传感器，该接触式传感器感应位置凸柱并输出信号至伺服电机及计算机，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨凯，胡方建，黄松江，
申请(专利权)人：温州先临左岸工业设计有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33