一種頭狀物的3D測(cè)量裝置制造方法及圖紙

本實(shí)用新型專利技術(shù)提供一種頭狀物的3D測(cè)量裝置，其特征在于，該裝置包括一用于承載被測(cè)物的載物床一可樞軸旋轉(zhuǎn)的掃描成像機(jī)構(gòu)、一旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)以及一旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)支架，掃描成像機(jī)構(gòu)包括一L形掃描臂和一固定于L形掃描臂上的成像掃描頭，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)掃描成像機(jī)構(gòu)的L形掃描臂圍繞被測(cè)物旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)成像掃描頭旋轉(zhuǎn)并連續(xù)捕獲被測(cè)物的成像數(shù)據(jù)，當(dāng)掃描臂完成旋轉(zhuǎn)后，就可以得出被測(cè)物的三維數(shù)據(jù)。本實(shí)用新型專利技術(shù)的頭狀物的3D測(cè)量裝置，通過(guò)一環(huán)狀掃描機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)三維數(shù)據(jù)的一次性掃描完成，且無(wú)需后續(xù)的數(shù)據(jù)融合。（*該技術(shù)在2024年保護(hù)過(guò)期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【專利摘要】本技術(shù)提供一種頭狀物的3D測(cè)量裝置，其特征在于，該裝置包括一用于承載被測(cè)物的載物床一可樞軸旋轉(zhuǎn)的掃描成像機(jī)構(gòu)、一旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)以及一旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)支架，掃描成像機(jī)構(gòu)包括一L形掃描臂和一固定于L形掃描臂上的成像掃描頭，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)掃描成像機(jī)構(gòu)的L形掃描臂圍繞被測(cè)物旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)成像掃描頭旋轉(zhuǎn)并連續(xù)捕獲被測(cè)物的成像數(shù)據(jù)，當(dāng)掃描臂完成旋轉(zhuǎn)后，就可以得出被測(cè)物的三維數(shù)據(jù)。本技術(shù)的頭狀物的3D測(cè)量裝置，通過(guò)一環(huán)狀掃描機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)三維數(shù)據(jù)的一次性掃描完成，且無(wú)需后續(xù)的數(shù)據(jù)融合。【專利說(shuō)明】一種頭狀物的3D測(cè)量裝置
本技術(shù)涉及物體外形的測(cè)量領(lǐng)域，具體而言涉及一種頭狀物的3D測(cè)量裝置。
技術(shù)介紹
在臨床醫(yī)學(xué)上，有多種情況下需要病患的頭部的三維（也稱3D)數(shù)據(jù)信息。例如， 當(dāng)需要對(duì)頭部進(jìn)行手術(shù)，如頭蓋骨的修復(fù)，使用人造頭蓋骨治療時(shí)，醫(yī)生需要病人的頭部進(jìn) 行三維測(cè)量和建模，以確定治療方案和需要的器官形狀。再如對(duì)嬰幼兒的頭部畸形進(jìn)行測(cè) 量和畸形矯形時(shí)，需要嬰幼兒的頭部三維數(shù)據(jù)。還有在一些特定應(yīng)用環(huán)境下，例如動(dòng)物臨床 研究中，需要觀察動(dòng)物的頭部大小和形狀變化，這時(shí)也需要?jiǎng)游镱^部的三維信息。 現(xiàn)有的三維測(cè)量設(shè)備主要包括以下幾類：三坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)、固定式激光掃描系統(tǒng)、 機(jī)械臂抄數(shù)機(jī)和手持式掃描儀。這些設(shè)備都可以實(shí)現(xiàn)對(duì)頭部的三維測(cè)量，但都有很大局限。 三坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)和固定式激光掃描系統(tǒng)精度高，而且功能強(qiáng)大，但需要特定的安裝環(huán)境，操 作復(fù)雜，價(jià)格昂貴，不適于醫(yī)學(xué)應(yīng)用。機(jī)械臂的抄數(shù)機(jī)靈活機(jī)動(dòng)，但用于頭部測(cè)量，速度慢， 操作繁雜。手持式掃描儀相對(duì)而言比其他設(shè)備都更適于醫(yī)學(xué)應(yīng)用，可以手持掃描頭，對(duì)頭部 進(jìn)行掃描，獲得三維數(shù)據(jù)，但由于數(shù)據(jù)通常是多組（片）組成的，需要人工操作軟件進(jìn)行數(shù) 據(jù)配備，才能形成完整的3D數(shù)據(jù)，所以同樣存在效率和使用復(fù)雜的問(wèn)題。 為了解決嬰幼兒的三維測(cè)量問(wèn)題，如圖1所示，現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)了一種專門的嬰 幼兒頭部掃描儀（StarScanner)，用以實(shí)現(xiàn)對(duì)嬰幼兒頭部的快速三維掃描。該系統(tǒng)的核心由 兩個(gè)激光掃描頭，一個(gè)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，和一個(gè)床體組成。兩個(gè)掃描頭為激光線掃描，分別位于床 體的兩邊，運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)位于床體的下面，可以帶動(dòng)兩個(gè)掃描頭水平移動(dòng)。使用時(shí)，小孩的頭部 床上，頭部位于兩個(gè)掃描頭的中間。掃描時(shí)，運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)掃描頭移動(dòng)，兩個(gè)激光掃描頭可 以分別獲得頭部?jī)蓚?cè)的三維數(shù)據(jù)。因?yàn)閮蓚€(gè)掃描頭的位置是確定的，在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中將兩 組數(shù)據(jù)融合，就可以獲得頭部的三維數(shù)據(jù)。然而，這種裝置結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，必需兩個(gè)掃描頭，不 便于小孩的放置，并且，通過(guò)兩個(gè)激光掃描頭分別掃描頭部?jī)蓚?cè)的三維數(shù)據(jù)，再進(jìn)行融合的 過(guò)程，是一個(gè)非常復(fù)雜的圖像處理過(guò)程，涉及繁瑣的建模、融合等圖像處理。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)目的在于提供一種頭狀物的3D測(cè)量裝置，通過(guò)一環(huán)狀掃描機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn) 三維數(shù)據(jù)的一次性掃描完成，且無(wú)需后續(xù)的數(shù)據(jù)融合。 本技術(shù)的上述目的通過(guò)獨(dú)立權(quán)利要求的技術(shù)特征實(shí)現(xiàn)，從屬權(quán)利要求以另選 或有利的方式發(fā)展獨(dú)立權(quán)利要求的技術(shù)特征。 為達(dá)成上述目的，本技術(shù)所采用的技術(shù)方案如下： -種頭狀物的3D測(cè)量裝置，該裝置包括一用于承載被測(cè)物的載物床、一可樞軸旋 轉(zhuǎn)的掃描成像機(jī)構(gòu)、一旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)以及一旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)支架，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)支架用于支撐旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，其 中： 所述載物床包括一床底部、一用于承載被測(cè)物身體的身體床板、一位于身體床板 下方并支撐身體床板的床板支撐件及固定于床底部并用于支撐床板支撐件的多個(gè)床體支 撐件，所述床板支撐件上安裝有床板滑動(dòng)導(dǎo)軌，所述身體床板在床板滑動(dòng)導(dǎo)軌內(nèi)的多個(gè)位 置滑動(dòng)，所述身體床板上靠近掃描成像機(jī)構(gòu)的一端連接有一透明的頭部墊板； 所述掃描成像機(jī)構(gòu)包括一 L形掃描臂和一固定于L形掃描臂上的成像掃描頭，成 像掃描頭由一線發(fā)光器和相機(jī)間隔地安裝組成，所述線發(fā)光器的發(fā)射端與相機(jī)的鏡頭均朝 向所述頭部墊板，所述線發(fā)光器的光束方向與所述相機(jī)的中心線均向所述間隔的中間傾斜 以形成二角關(guān)系； 所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置以及一旋轉(zhuǎn)輸出機(jī)構(gòu)，該旋轉(zhuǎn)輸出機(jī)構(gòu)連接所 述L形掃描臂以驅(qū)動(dòng)該L形掃描臂圍繞被測(cè)物旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)所述成像掃描頭圍繞所述被 測(cè)物旋轉(zhuǎn)。 進(jìn)一步的實(shí)施例中，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)支架的底部安裝于所述載物床的一端。 進(jìn)一步的實(shí)施例中，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置包括一驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，該旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置還設(shè)置 有一可被位置編碼器讀取的位置反饋標(biāo)識(shí)。 進(jìn)一步的實(shí)施例中，所述身體床板的移動(dòng)位置至少有兩個(gè)位置：一個(gè)為裝卸位，即 被測(cè)物出入時(shí)的位置；以及一個(gè)測(cè)量位，即被測(cè)物的待測(cè)部位進(jìn)入旋轉(zhuǎn)測(cè)量區(qū)域的位置。 進(jìn)一步的實(shí)施例中，所述身體床板的透明頭部墊板采用不影響掃描成像工作的材 料和結(jié)構(gòu)。 進(jìn)一步的實(shí)施例中，所述身體床板上還固定有一床面移動(dòng)把手和與之配合鎖緊的 鎖緊機(jī)構(gòu)。 進(jìn)一步的實(shí)施例中，所述相機(jī)以有線通信鏈路或無(wú)線通信鏈路中的一種傳輸其所 捕獲的被測(cè)物成像數(shù)據(jù)。 進(jìn)一步的實(shí)施例中，所述成像掃描頭在一個(gè)確定的旋轉(zhuǎn)位置獲得被測(cè)物待測(cè)部位 的一個(gè)斷面或局部面的3D數(shù)據(jù)。 進(jìn)一步的實(shí)施例中，該頭狀物的3D測(cè)量裝置還包括一防護(hù)罩，該防護(hù)罩固定在所 述載物床上，所述掃描成像機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)在該防護(hù)罩內(nèi)旋轉(zhuǎn)，防護(hù)罩面向掃描成像的部 分為透明內(nèi)環(huán)面。 由以上本技術(shù)的技術(shù)方案可知，本技術(shù)所提出的頭狀物的3D測(cè)量裝置， 與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)在于： 1)通過(guò)環(huán)狀掃描機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)三維數(shù)據(jù)的一次性掃描完成，且無(wú)需后續(xù)的數(shù)據(jù)融合； 2)測(cè)量時(shí)無(wú)需接觸物體表面，對(duì)物體無(wú)創(chuàng)，使用安全； 3)設(shè)備自動(dòng)化運(yùn)行，操作簡(jiǎn)單，且對(duì)環(huán)境無(wú)特殊要求，具有更好的臨床適用性； 4)對(duì)床的兩側(cè)沒(méi)有結(jié)構(gòu)上的約束，使床體簡(jiǎn)單、易用且具有較高的測(cè)量精度。 【專利附圖】【附圖說(shuō)明】 圖1為本技術(shù)一實(shí)施方式頭狀物的3D測(cè)量裝置的主視圖。 圖2為圖1實(shí)施例頭狀物的3D測(cè)量裝置的俯視圖。 圖3a、3b為圖1實(shí)施例中成像掃描頭的位置關(guān)系示意圖。 圖4所示為圖1實(shí)施例中相機(jī)視角的位置示意圖。 圖5所示為本技術(shù)另一實(shí)施方式頭狀物的3D測(cè)量裝置的主視圖。 圖6為圖5實(shí)施例中頭狀物的3D測(cè)量裝置的俯視圖。 【具體實(shí)施方式】 為了更了解本技術(shù)的
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
，特舉具體實(shí)施例并配合所附圖式說(shuō)明如下。 如圖1和圖2所示，根據(jù)本技術(shù)的較優(yōu)實(shí)施例，一種頭狀物的3D測(cè)量裝置包 括一用于承載被測(cè)物的載物床1、一可樞軸旋轉(zhuǎn)的掃描成像機(jī)構(gòu)2、一旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3以及一旋 轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)支架4,旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)支架4用于支撐旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3。 參考圖1和圖2,載物床1包括一床底部11、一用于承載被測(cè)物身體的身體床板 12、一位于身體床板12下方并支撐身體床板的床板支撐件13及多個(gè)固定于床底部11并用 于支撐床板支撐件13的床體支撐件14,所述床板支撐件13上安裝有床板滑動(dòng)導(dǎo)軌15,所 述身體床板12在床板滑動(dòng)導(dǎo)軌內(nèi)15的多個(gè)位置滑動(dòng)，所述身體床板12上靠近掃描成像機(jī) 構(gòu)2的一端連接有一透明的頭部墊板16,該頭部墊板16供承載被測(cè)物的頭部或其他待測(cè)部 位。 圖1中，示例性地，被測(cè)物為一嬰兒，其頭部18位于頭部墊板16上，以對(duì)其本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種頭狀物的3D測(cè)量裝置，其特征在于，該裝置包括一用于承載被測(cè)物的載物床(1)、一可樞軸旋轉(zhuǎn)的掃描成像機(jī)構(gòu)(2)、一旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(3)以及一旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)支架(4)，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)支架(4)用于支撐旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(3)，其中：所述載物床包括一床底部(11)、一用于承載被測(cè)物身體的身體床板(12)、一位于身體床板下方并支撐身體床板的床板支撐件(13)及固定于床底部并用于支撐床板支撐件的多個(gè)床體支撐件(14)，所述床板支撐件(13)上安裝有床板滑動(dòng)導(dǎo)軌(15)，所述身體床板(12)在床板滑動(dòng)導(dǎo)軌(15)內(nèi)的多個(gè)位置滑動(dòng)，所述身體床板(12)上靠近掃描成像機(jī)構(gòu)(2)的一端連接有一透明的頭部墊板(16)；所述掃描成像機(jī)構(gòu)(2)包括一L形掃描臂(21)和一固定于L形掃描臂上的成像掃描頭(22)，成像掃描頭(22)由一線發(fā)光器(22a)和相機(jī)(22b)間隔地安裝組成，所述線發(fā)光器(22a)的發(fā)射端與相機(jī)(22b)的鏡頭均朝向所述頭部墊板(16)，所述線發(fā)光器(22a)的光束方向與所述相機(jī)(22b)的中心線均向所述間隔的中間傾斜以形成三角關(guān)系；所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(3)包括一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置以及一旋轉(zhuǎn)輸出機(jī)構(gòu)，該旋轉(zhuǎn)輸出機(jī)構(gòu)連接所述L形掃描臂(21)以驅(qū)動(dòng)該L形掃描臂圍繞被測(cè)物旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)所述成像掃描頭(22)圍繞所述被測(cè)物旋轉(zhuǎn)。...

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王維平，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：南京星頓醫(yī)療科技有限公司，
類型：新型
國(guó)別省市：江蘇;32