本實用新型涉及一種三維掃描打印設備。

背景技術(shù)：

三維工業(yè)零部件打印是數(shù)字化制造的直接產(chǎn)物，利用工業(yè)零部件的三維模型直接制造產(chǎn)品不僅減少加工工序，且無需高精度的刀具或模具，從而降低生產(chǎn)成本，實現(xiàn)零部件的柔性制造。同時，三維打印技術(shù)可以制造完全定制的個性化的產(chǎn)品，滿足人們越來越高的個性化要求。在不久的將來，三維打印技術(shù)將廣泛的應用于人們的日常生活，在家庭生活中，人們可以根據(jù)自己愛好打印隨時打印所需的日常用品；在學校學習中，學生可以用三維打印技術(shù)實現(xiàn)自己的創(chuàng)意；在工業(yè)設計中，設計人員可以在設計產(chǎn)品的同時進行樣品的打印，方便產(chǎn)品修改，縮短產(chǎn)品設計和生產(chǎn)周期。傳統(tǒng)的三維打印設備需要用戶下載相關模型文件，或者利用專業(yè)設計軟件進行產(chǎn)品模型設計，利用模型文件完成產(chǎn)品打印。這使得大部分不具備專業(yè)工業(yè)設計能力且不能熟練應用三維建模軟件的使用者不能有效的使用三維打印設備，限制了三維打印技術(shù)的推廣和使用。

中國專利（CN104786497A）公開了一種通過三維掃描儀獲取模型的三維數(shù)據(jù)資料并實現(xiàn)打印的技術(shù)方案。該三維打印掃描一體機由三維掃描模塊、集成處理器模塊、三維打印模塊組成，三維掃描模塊獲取模型三維圖像并貯存，掃描數(shù)據(jù)通過內(nèi)置軟件處理形成適合打印的模型數(shù)據(jù)，通過三維打印模塊指令調(diào)取本機數(shù)據(jù)或網(wǎng)絡數(shù)據(jù)打印三維模型。但該設計方法只是對三維掃描儀、三維打印機簡單的處理拼湊，并沒有真正實現(xiàn)三維掃描與打印的有效融合。

中國專利（CN104567723A）公開了一種基于Kinect的在野外環(huán)境下物體快速三維掃描方法，利用掃描儀、筆記本電腦、安裝在可收縮四層支架上的儲能裝置，得到多角度下被測物體的三維點云數(shù)據(jù)，并將所述多個角度下被測物體的三維點云數(shù)據(jù)進行拼接，得到物體的三維模型。該發(fā)明實現(xiàn)野外簡陋環(huán)境下物體的三維建模工作，但沒有進一步融合三維打印功能，使用人員需要將三維模型數(shù)據(jù)導出到三維打印裝置進行打印處理，這增加了普通用戶的使用難度。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本實用新型的目的在于提供一種三維掃描打印設備，能采集被測物體不同角度深度數(shù)據(jù)，并完成深度數(shù)據(jù)融合匹配，構(gòu)建物體三維模型；同時將模型數(shù)據(jù)輸出到三維打印模型實現(xiàn)物體三維打印。

為實現(xiàn)上述目的及其他相關目的，本實用新型提供一種三維掃描打印設備，包括操作臺，所述操作臺上設有三維打印裝置、計算機、步進電機、掃描箱，所述計算機內(nèi)設有掃描控制單元、圖像采集模塊、圖像處理模塊，所述步進電機與所述掃描控制單元連接，所述掃描箱位于所述步進電機的上方，所述掃描箱的底部設有掃描旋轉(zhuǎn)托盤，所述掃描箱的頂部設有LED光源，所述掃描箱的側(cè)面設有三維掃描裝置，所述三維掃描裝置與所述圖像采集模塊連接，所述掃描旋轉(zhuǎn)托盤與所述步進電機連接，所述步進電機與所述掃描旋轉(zhuǎn)托盤連接，所述三維打印裝置與所述三維掃描裝置的連接方式為有線連接方式。

優(yōu)選地，所述步進電機與所述掃描旋轉(zhuǎn)托盤之間設有變速齒輪組。掃描控制單元控制步進電機的運動，步進電機控制掃描旋轉(zhuǎn)托盤360°旋轉(zhuǎn)，將需要掃描的物品放置在掃描旋轉(zhuǎn)托盤上即可。

優(yōu)選地，所述三維打印裝置包括打印機頭、材料導管和材料提供裝置，所述材料導管的一端與所述打印機頭連接，另一端與所述材料提供裝置連接。

優(yōu)選地，所述圖像采集裝置為Microsoft公司生產(chǎn)的kinect或Intel公司生產(chǎn)的RealSense深度相機或攝像頭。

優(yōu)選地，所述有線連接方式為串行口、并行口、USB接口或網(wǎng)絡接口。

綜上所述，本實用新型的一種三維掃描打印設備具有以下有益效果：本實用新型集機械、電氣控制、光學傳感技術(shù)于一體，利用kinect設備實現(xiàn)被測物體三維掃描、建模并同步完成被測物體的三維打印工作，實現(xiàn)三維掃描、三維打印的一體化操作。通過采集被測物體不同角度的深度數(shù)據(jù)并進行深度數(shù)據(jù)的匹配融合，構(gòu)建物體三維模型，設備具有集成度高、操作簡單、使用方便的特點。

附圖說明

圖1為一種三維掃描打印設備的示意圖。

1.LED光源；2.三維掃描裝置；3.掃描旋轉(zhuǎn)托盤；4.變速齒輪組；5.步進電機；6.計算機；7.三維打印裝置；8.操作臺。

具體實施方式

以下由特定的具體實施例說明本實用新型的實施方式，熟悉此技術(shù)的人士可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本實用新型的其他優(yōu)點及功效。

請參閱圖1。須知，本說明書所附圖式所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內(nèi)容，以供熟悉此技術(shù)的人士了解與閱讀，并非用以限定本實用新型可實施的限定條件，故不具技術(shù)上的實質(zhì)意義，任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關系的改變或大小的調(diào)整，在不影響本實用新型所能產(chǎn)生的功效及所能達成的目的下，均應仍落在本實用新型所揭示的技術(shù)內(nèi)容得能涵蓋的范圍內(nèi)。同時，本說明書中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中間”及“一”等的用語，亦僅為便于敘述的明了，而非用以限定本實用新型可實施的范圍，其相對關系的改變或調(diào)整，在無實質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容下，當亦視為本實用新型可實施的范疇。

如圖1所示，本實用新型提供一種三維掃描打印設備，包括操作臺8，所述操作臺8上設有三維打印裝置7、計算機6、步進電機5、掃描箱，所述計算機6內(nèi)設有掃描控制單元、圖像采集模塊、圖像處理模塊，所述步進電機5與所述掃描控制單元連接，所述掃描箱位于所述步進電機5的上方，所述掃描箱的底部設有掃描旋轉(zhuǎn)托盤3，所述掃描箱的頂部設有LED光源1，所述掃描箱的側(cè)面設有三維掃描裝置2，所述三維掃描裝置2與所述圖像采集模塊連接，所述掃描旋轉(zhuǎn)托盤3與所述步進電機5連接，所述步進電機5與所述掃描旋轉(zhuǎn)托盤3連接，所述三維打印裝置7與所述三維掃描裝置2的連接方式為有線連接方式。

在本實施例中，所述步進電機5與所述掃描旋轉(zhuǎn)托盤3之間設有變速齒輪組。掃描控制單元控制步進電機的運動，步進電機5控制掃描旋轉(zhuǎn)托盤360°旋轉(zhuǎn)，將需要掃描的物品放置在掃描旋轉(zhuǎn)托盤3上即可。

在本實施例中，所述三維打印裝置7包括打印機頭、材料導管和材料提供裝置；所述材料導管的一端與所述打印機頭連接，另一端與所述材料提供裝置連接。

在本實施例中，所述三維掃描裝置2為Microsoft公司生產(chǎn)的kinect或Intel公司生產(chǎn)的RealSense深度相機或深度攝像頭。

在本實施例中，所述有線連接方式為串行口、并行口、USB接口或網(wǎng)絡接口。

將一個尺寸規(guī)格范圍為100×100×100mm的工業(yè)零部件，對所述工業(yè)零部件完成三維掃描與打印工作。將所述工業(yè)零部件放置于安裝三維掃描裝置2的工作倉掃描旋轉(zhuǎn)托盤3上，利用計算機6控制步進電機5驅(qū)動掃描旋轉(zhuǎn)托盤3旋轉(zhuǎn)的同時，計算機6同步觸發(fā)控制三維掃描裝置2拍攝不同角度下所述工業(yè)零部件三維深度信息，并將所述三維深度信息進行數(shù)據(jù)融合拼接處理，構(gòu)建所述工業(yè)零部件三維模型。所述三維模型被保存生成STL文件可輸送到三維打印裝置7完成所述工業(yè)零部件三維打印或?qū)С龅狡渌S模型軟件進行處理。計算機6的掃描控制單元控制步進電機5旋轉(zhuǎn)，通過變速齒輪組4傳送扭矩，實現(xiàn)掃描旋轉(zhuǎn)托盤3旋轉(zhuǎn)；計算機 6內(nèi)的圖像采集模塊觸發(fā)控制三維掃描裝置2采集被測物體三維深度數(shù)據(jù)，并整合拼接所述不同角度三維深度數(shù)據(jù)生成所述被測物體三維模型。

如上所述，本實用新型提供的一種三維掃描打印設備，集機械、電氣控制、光學傳感技術(shù)于一體，利用深度傳感設備實現(xiàn)被測物體三維掃描、建模并同步完成被測物體的三維打印工作，實現(xiàn)三維掃描、三維打印的一體化操作。通過采集被測物體不同角度的深度數(shù)據(jù)并進行深度數(shù)據(jù)的匹配融合，構(gòu)建物體三維模型，設備具有集成度高、操作簡單、使用方便的特點。所以，本實用新型有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點而具高度產(chǎn)業(yè)利用價值。

上述實施例僅例示性說明本實用新型的原理及其功效，而非用于限制本實用新型。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本實用新型的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領域中具有通常知識者在未脫離本實用新型所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本實用新型的權(quán)利要求所涵蓋。