一种三维扫描仪用速度可调的扫描头的制作方法

1.本发明涉及三维扫描仪技术领域，具体为一种三维扫描仪用速度可调的扫描头。


背景技术：

2.三维扫描仪是一种科学仪器，用来侦测并分析现实世界中物体或环境的形状与外观数据，现有技术提供一种全方位三维扫描仪，包括扫描仪本体，扫描仪本体包括扫描仓和设置在扫描仓内的载物台，扫描仓内安装有三维扫描组件，三维扫描组件包括扫描头，扫描头安装在转接头上，转接头侧面通过转动轴安装在弧形臂上，弧形臂固定在升降块上，升降块连接在伸缩套筒底部，伸缩套筒滑动设置在导向套筒内，导向套筒固定在滑动座底部，滑动座滑动设置在传动框上，该发明中的扫描头能够对待扫描物品进行全方位三维扫描，扫描操作快捷；然而该发明中的扫描头在实际操作中还存在一定的缺陷，由于该扫描头通过电动推杆在竖直方向上进行移动，扫描头的移动速度很难控制，下移的时候要么过快要么过慢，均不适宜扫描头的精确扫描，且扫描效率低。
3.鉴于此，我们提出一种三维扫描仪用速度可调的扫描头。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种三维扫描仪用速度可调的扫描头，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种三维扫描仪用速度可调的扫描头，包括安装座、扫描头以及设置在安装座前端底部的置物台，所述安装座内部设置有丝杠以及调速机构，所述丝杠竖直安装在安装座上，且丝杠通过调速机构驱动并且可在安装座内进行变速旋转，所述丝杠远离调速机构的一端套设有螺母座，螺母座固定连接套管，所述套管内部插设有横向支撑杆，所述横向支撑杆远离套管的一端设置有纵向支撑板，所述纵向支撑板与横向支撑杆滑动配合，且横向支撑杆上设置有限位组件，所述纵向支撑板可沿着横向支撑杆进行上下移动并通过限位组件进行快速定位，所述扫描头设置在纵向支撑板的前侧下端部。
6.优选的，所述安装座内部开设有空腔，空腔内部设有调速机构，所述调速机构包括从动组件部以及主动组件部，所述从动组件部自上而下依次包括第一从动轮、第二从动轮和第三从动轮，所述第一从动轮、第二从动轮和第三从动轮均固定套接在丝杠上。
7.优选的，所述主动组件部自上而下依次包括驱动电机、主动轴、第三主动轮、第二主动轮、第一主动轮以及活动架，所述活动架滑动安装在空腔内，所述第三主动轮、第二主动轮和第一主动轮依次固定套设在主动轴上，所述驱动电机设置在活动架的上端面，驱动电机的输出轴与主动轴同轴固定，主动轴远离驱动电机的一端通过轴承转动安装在活动架的底壁。
8.优选的，所述第一从动轮与第三主动轮为直径相同的中号轮，所述第二从动轮与第一主动轮为直径相同的大号轮，所述第三从动轮与第二主动轮为直径相同的小号轮，第
一从动轮位于第三主动轮与第二主动轮之间，第二从动轮设置在第二主动轮与第一主动轮之间，第三从动轮与第一主动轮相啮合。
9.优选的，所述活动架远离主动轴的一端固定设置有齿条，所述齿条啮合连接直齿轮，直齿轮同轴固定中心轴，中心轴固定连接步进电机的输出轴，活动架为门形架，且其两侧均开设有长滑槽，空腔两侧均固定连接有限位条，限位条与长滑槽滑动配合，且限位条与长滑槽均为梯形结构。
10.优选的，所述活动架远离长滑槽的一端两侧均设有万向球，空腔的腔壁上设有滑轨，万向球与滑轨滚动配合。
11.优选的，所述套管内部开设有容纳横向支撑杆的矩形槽，套管位于矩形槽开口处上端开设有螺纹孔，螺纹孔内螺纹连接有定位螺钉，横向支撑杆的上端面开设有多个呈线性分布的插孔，定位螺钉插接在插孔内。
12.优选的，所述横向支撑杆靠近纵向支撑板的一端内部开设有放置槽，放置槽内设有限位组件，限位组件包括两组镜像对称的卡扣，卡扣的一端固定连接弹簧，卡扣的另一端伸出横向支撑杆于外侧。
13.优选的，所述纵向支撑板靠近横向支撑杆的一端设有开槽，开槽内侧壁突出设置有导轨，横向支撑杆的端部开设有与导轨滑动配合的导槽，导槽与导轨均为燕尾形结构，且开槽的两侧均开设有多个呈线性分布的定位孔，卡扣其中一端插接在定位孔内。
14.与现有技术相比，本发明的有益效果是：1.本发明中，当第一主动轮10与第三从动轮9啮合时，由于第一主动轮10的直径大于第三从动轮9的直径，第三从动轮9带动丝杠6做加速旋转，从而使得扫描头1进行加速运动；当活动架15继续向下移动，使得第二主动轮11刚好与第二从动轮8相啮合，由于第二主动轮11的直径小于与第二从动轮8的直径，使得第二从动轮8带动丝杠6做减速旋转，从而使得扫描头1进行减速运动；而当活动架15进一步向下移动，使得第三主动轮12与第一从动轮7刚好啮合，且第三主动轮12与第一从动轮7的直径相同，因而第一从动轮7带动丝杠6做匀速旋转，从而使得扫描头1进行匀速运动；2.本发明的好处在于，在扫描前，扫描头能够快速下降至待测物的顶部，缩短驱动时间，而进行扫描时，扫描头又能逐渐降速并最终趋向于匀速状态，可以对待测物能够进行仔细均匀的扫描，使得扫描结果更加精准，有效提高扫描效率。
附图说明
15.图1为本发明结构示意图；图2为本发明结构爆炸示意图；图3为本发明结构的剖开图；图4为本发明结构中调速机构的示意图；图5为本发明结构中支撑组件的示意图；图6为本发明结构中支撑组件的炸开图；图7为图6中a区域的放大示意图。
16.图中：扫描头1、纵向支撑板2、横向支撑杆3、套管4、安装座5、丝杆6、第一从动轮7、第二从动轮8、第三从动轮9、第一主动轮10、第二主动轮11、第三主动轮12、主动轴13、驱动
电机14、活动架15、万向球16、齿条17、直齿轮18、中心轴19、步进电机20、卡扣21、弹簧22、定位孔23、导轨24、导槽25。
具体实施方式
17.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
18.请参阅图1至图7，本发明提供一种技术方案：一种三维扫描仪用速度可调的扫描头，包括安装座5、扫描头1以及设置在安装座5前端底部的置物台，安装座5内部设置有丝杠6以及调速机构，丝杠6竖直安装在安装座5上，且丝杠6通过调速机构驱动并且可在安装座5内进行变速旋转，丝杠6远离调速机构的一端套设有螺母座，螺母座固定连接套管4，套管4内部插设有横向支撑杆3，横向支撑杆3远离套管4的一端设置有纵向支撑板2，纵向支撑板2与横向支撑杆3滑动配合，且横向支撑杆3上设置有限位组件，纵向支撑板2可沿着横向支撑杆3进行上下移动并通过限位组件进行快速定位，扫描头1设置在纵向支撑板2的前侧下端部。通过设置调速机构驱动丝杠6运动，丝杠6上的螺母座带动套管4进行上下移动，而横向支撑杆3又作用于纵向支撑板2，从而实现扫描头1在竖直方向上移动。
19.如图2以及图3所示，安装座5内部开设有空腔，空腔内部设有调速机构，调速机构包括从动组件部以及主动组件部，从动组件部自上而下依次包括第一从动轮7、第二从动轮8和第三从动轮9，第一从动轮7、第二从动轮8和第三从动轮9均固定套接在丝杠6上，第一从动轮7、第二从动轮8和第三从动轮9中只要一组发生旋转并可驱动丝杠6进行转动。
20.如图2至图4所示，主动组件部自上而下依次包括驱动电机14、主动轴13、第三主动轮12、第二主动轮11、第一主动轮10以及活动架15，活动架15滑动安装在空腔内，第三主动轮12、第二主动轮11和第一主动轮10依次固定套设在主动轴13上，驱动电机14设置在活动架15的上端面，驱动电机14的输出轴与主动轴13同轴固定，主动轴13远离驱动电机14的一端通过轴承转动安装在活动架15的底壁。通过开启驱动电机14，驱动电机14驱动主动轴13进行旋转，使得主动轴13同时带动第三主动轮12、第二主动轮11以及第一主动轮10进行旋转。
21.如图3以及图4所示，第一从动轮7与第三主动轮12为直径相同的中号轮，第二从动轮8与第一主动轮10为直径相同的大号轮，第三从动轮9与第二主动轮11为直径相同的小号轮，第一从动轮7位于第三主动轮12与第二主动轮11之间，第二从动轮8设置在第二主动轮11与第一主动轮10之间，第三从动轮9与第一主动轮10相啮合；活动架15远离主动轴13的一端固定设置有齿条17，齿条17啮合连接直齿轮18，直齿轮18同轴固定中心轴19，中心轴19固定连接步进电机20的输出轴。通过开启步进电机20，使得步进电机20作用于中心轴19，使得中心轴19带动直齿轮18作用于齿条17，使得齿条17带动活动架15进行直线上下移动，而主动组件部随着活动架运动而运动；当第一主动轮10与第三从动轮9啮合时，由于第一主动轮10的直径大于第三从动轮9的直径，第三从动轮9带动丝杠6做加速旋转，从而使得扫描头1进行加速运动；当活动架15继续向下移动，使得第二主动轮11刚好与第二从动轮8相啮合，由于第二主动轮11的直径
小于与第二从动轮8的直径，使得第二从动轮8带动丝杠6做减速旋转，从而使得扫描头1进行减速运动；而当活动架15进一步向下移动，使得第三主动轮12与第一从动轮7刚好啮合，且第三主动轮12与第一从动轮7的直径相同，因而第一从动轮7带动丝杠6做匀速旋转，从而使得扫描头1进行匀速运动。
22.如图3以及图4所示，活动架15为门形架，且其两侧均开设有长滑槽，空腔两侧均固定连接有限位条，限位条与长滑槽滑动配合，且限位条与长滑槽均为梯形结构。利用限位条与长滑槽配合使用，能够对活动架15起到导向限位的作用；活动架15远离长滑槽的一端两侧均设有万向球16，空腔的腔壁上设有滑轨，万向球16与滑轨滚动配合。而通过利用万向球16作为活动架15与空腔的腔壁接触，滑动阻力小，有效降低直齿轮18与齿条17的传动磨损。
23.如图5以及图6所示，套管4内部开设有容纳横向支撑杆3的矩形槽，套管4位于矩形槽开口处上端开设有螺纹孔，螺纹孔内螺纹连接有定位螺钉，横向支撑杆3的上端面开设有多个呈线性分布的插孔，定位螺钉插接在插孔内。通过选择性的使用插孔与定位螺钉配合，能够对横向支撑杆3进行伸缩调节并并固定，以此实现对扫描头1横向距离的改变。
24.如图7以及图6所示，横向支撑杆3靠近纵向支撑板2的一端内部开设有放置槽，放置槽内设有限位组件，限位组件包括两组镜像对称的卡扣21，卡扣21的一端固定连接弹簧22，卡扣21的另一端伸出横向支撑杆3于外侧，纵向支撑板2靠近横向支撑杆3的一端设有开槽，开槽内侧壁突出设置有导轨24，横向支撑杆3的端部开设有与导轨24滑动配合的导槽25，导槽25与导轨24均为燕尾形结构，且开槽的两侧均开设有多个呈线性分布的定位孔23，卡扣21其中一端插接在定位孔23内。通过设置限位组件与多个定位孔23配合使用，使得纵向支撑板2能够沿着横向支撑杆3进行多级移动，并及时固定在移动后的位置，从而对扫描头1的初始高度做出相应的调节，使其适应于实际待测物。
25.工作原理：在实际使用中，首先将待测物放置在置物台上，接着通过限位组件与多个定位孔23配合使用，使得纵向支撑板2能够沿着横向支撑杆3进行移动，并及时固定在移动后的位置，从而对扫描头1的初始高度做出相应的调节，使其适应于实际待测物；而通过选择性的使用插孔与定位螺钉配合，能够对横向支撑杆3进行伸缩调节并并固定，以此实现对扫描头1横向距离的改变。
26.接着同步开启驱动电机14和步进电机20，驱动电机14驱动主动轴13进行旋转，使得主动轴13同时带动第三主动轮12、第二主动轮11以及第一主动轮10进行旋转；而步进电机20作用于中心轴19，使得中心轴19带动直齿轮18作用于齿条17，使得齿条17带动活动架15进行直线上下移动，而主动组件部随着活动架运动而运动；这个过程中，当第一主动轮10与第三从动轮9啮合时，由于第一主动轮10的直径大于第三从动轮9的直径，第三从动轮9带动丝杠6做加速旋转，从而使得扫描头1进行加速运动；当活动架15继续向下移动，使得第二主动轮11刚好与第二从动轮8相啮合，由于第二主动轮11的直径小于与第二从动轮8的直径，使得第二从动轮8带动丝杠6做减速旋转，从而使得扫描头1进行减速运动；而当活动架15进一步向下移动，使得第三主动轮12与第一从动轮7刚好啮合，且第三主动轮12与第一从动轮7的直径相同，因而第一从动轮7带动丝杠6做匀速旋转，从而使得扫描头1进行匀速运动。这样设置好处在于，扫描前，扫描头能够快速下降至待测物的顶部，缩短驱动时间，而进行扫描时，扫描头又能逐渐降速并最终趋向于匀速状态，可以对待测物能够进行仔细均匀的扫描，使得扫描结果更加精准，有效提高扫描效率。
27.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。