3D扫描打印机器人

本实用新型公开了一种3D扫描打印机器人，包括：第一3D扫描仪、第二3D扫描仪、3D打印机、主机身、移动底座和多个位置探测器，所述第一3D扫描仪活动连接在主机身的顶端，可相对主机身被取下或被安装，所述第二3D扫描仪安装在3D打印机的打印口周围，所述第二3D扫描仪和3D打印机均安装在主机身侧面的敞口空腔内，所述移动底座安装在主机身的底端，所述多个位置探测器分别安装在主机身的机身外侧、移动底座的底部或侧面。本实用新型通过将3D扫描仪和3D打印机集成到机器人上，可同时实现3D扫描仪和3D打印机的功能，无需3D格式的转化，通过设置移动底座和位置探测器，还可以实现自动扫描大型物体的功能，移动方便，操作灵活。

技术领域
本实用新型涉及3D打印领域，特别是涉及一种3D扫描打印机器人。
背景技术
3D打印机又称三维打印机，是一种累积制造技术，即用于快速成形的一种机器，它是以一种数字模型文件为基础，运用特殊蜡材、粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过打印一层层的粘合材料来制造三维物体的机器。近年来，3D打印在各行业广泛应用，例如创客实验室和实验机构中，常会安装有3D打印机，用于制造一些非标准件模型与原型件模型，或使用3D扫描仪用于扫描某些部件，从而转化为3D模型格式用于分析。现有的3D扫描仪和3D打印机经常需要同时使用，一些有需求的企业就需要同时购买两台机器，过程中模型打印还需要经历3D 格式的转化，操作颇为繁琐。现有的3D扫描仪主要分为手持3D扫描仪和固定3D扫描仪，手持3D扫描仪易出现人为干预误差，比如持物手臂不稳定，持有者站立位置不固定等因素，而固定3D扫描仪虽精密度较高，但可扫描的物体大小有一定限制。实用新型内容本实用新型的目的是提供一种结合3D扫描仪和3D打印机功能，并能自动准确扫描大型物体的3D扫描打印机器人。为解决上述技术问题，本实用新型提供一种3D扫描打印机器人，包括：第一3D扫描仪、第二3D扫描仪、3D打印机、主机身、移动底座和多个位置探测器，所述第一3D扫描仪活动连接在主机身的顶端，可相对主机身被取下或被安装，所述第二3D扫描仪安装在3D打印机的打印口周围，所述第二3D扫描仪和3D打印机均安装在主机身侧面的敞口空腔内，所述移动底座安装在主机身的底端，所述多个位置探测器分别安装在主机身的机身外侧、移动底座的底部或侧面。其中，所述第一3D扫描仪包括扫描仪外壳、扫描镜头、扫描辅助装置和连接结构，所述扫描镜头和扫描辅助装置安装在扫描仪外壳上预留的安装口中，所述连接结构连接所述扫描仪外壳和主机身。其中，所述连接结构包括仰角轴、连接轴和旋转盘，所述仰角轴与扫描仪外壳相连接，所述扫描仪外壳可相对仰角轴变换旋转，所述旋转盘与主机身活动连接，所述连接轴的一端与仰角轴相连接，另一端与旋转盘相连接。其中，所述第一3D扫描仪还包括音响和麦克风。其中，所述3D打印机包括三角洲式3D打印机或XYZ型3D打印机。其中，所述位置探测器包括红外传感器和高度传感器，所述红外传感器安装在主机身的机身外侧、移动底座的底部或侧面，所述高度传感器安装在移动底座的底部或侧面。其中，所述主机身包括舱门、显示屏和机身位置探测器，所述舱门安装在主机身侧面的敞口空腔的敞口处，所述显示屏安装在舱门的上方，所述机身位置探测器设置在主机身的机身外侧。其中，所述移动底座包括底座支架、充电台、移动轮组和底座位置探测器，所述充电台安装在底座支架的侧面，所述移动轮组安装在底座支架的底端，所述底座位置探测器安装在底座支架上。其中，所述充电台包括充电台架、充电台端口和充电口位置探测器，所述充电台端口位于充电台架不靠近底座支架的一侧，所述充电口位置探测器安装在充电台架上。其中，所述移动轮组包括转向轮和动力轮。本实用新型所提供的3D扫描打印机器人，通过将3D扫描仪和 3D打印机集成到机器人上，使3D扫描打印机器人可同时实现3D扫描仪和3D打印机的功能，无需3D格式的转化，通过设置移动底座和位置探测器，本实用新型还可以实现自动扫描大型物体的功能，移动方便，操作灵活。其中，第一3D扫描仪活动连接在主机身上，既可通过位置探测器和移动底座自动扫描大型物体，扫描大型物件的精确度大幅度提高，也可被取下手动操作，操作灵活，第二3D扫描仪与 3D打印机相配合，可直接扫描并打印主机身可容纳大小的物体，扫描精度高，操作方便，移动底座方便操纵3D扫描打印机器人的移动。
附图说明
为了更清楚的说明本实用新型实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本实用新型实施例的3D扫描打印机器人的整体结构图；图2为本实用新型实施例的3D扫描打印机器人的第一3D扫描仪结构图；图3为本实用新型实施例的3D扫描打印机器人的连接结构结构图；图4为本实用新型实施例的3D扫描打印机器人的红外传感器分布结构图；图5为本实用新型实施例的3D扫描打印机器人的高度传感器分布结构图；图6为本实用新型实施例的3D扫描打印机器人的主机身结构图；图7为本实用新型实施例的3D扫描打印机器人的充电台结构图；图8为本实用新型实施例的3D扫描打印机器人的移动轮组结构图。附图说明：100-第一3D扫描仪、110-扫描仪外壳、120-扫描镜头、 130-扫描辅助装置、140-连接结构、141-仰角轴、142-连接轴、143- 旋转盘、150-音响和麦克风，200-第二3D扫描仪，300-3D打印机，400-主机身、410-敞口空腔、420-舱门、430-显示屏、440-机身位置探测器，500-移动底座、510-底座支架、520-充电台、521-充电台架、522- 充电台端口、523-充电口位置探测器、530-移动轮组、531-转向轮、 532-动力轮、540-底座位置探测器，600-位置探测器、610-红外传感器、 620-高度传感器。
具体实施方式
本实用新型的核心是提供一种结合了3D扫描仪和3D打印机功能，并能自动准确扫描大型物体的3D扫描打印机器人。为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。本实施例提供一种3D扫描打印机器人，如图1所示，包括：第一3D扫描仪100、第二3D扫描仪200、3D打印机300、主机身400、移动底座500和多个位置探测器600，所述第一3D扫描仪100活动连接在主机身400的顶端，可相对主机身400被取下或被安装，所述第二3D扫描仪200安装在3D打印机300的打印口310周围，所述第二 3D扫描仪200和3D打印机300均安装在主机身400侧面的敞口空腔 410内，所述移动底座500安装在主机身400的底端，所述多个位置探测器600分别安装在主机身400的机身外侧、移动底座500的底部或侧面。具体的，手持3D扫描仪在使用中容易出现过多的人为干预误差，比如持物手臂不稳定、人站立位置不固定等因素。而固定3D扫描仪可扫描的物体大小有一定限制，但精密度较高。本申请的第一3D扫描仪100可由机器上机载(作为机器人头部)，通过数字化机械运作，来精确测量机器人走动位置距离、旋转角度大小、扫描仪抬升角度多少，适用于大型物体的扫描，对于大型物体的扫描精确度大幅度提高，又可以取下作为手持3D扫描仪使用，操作灵活。本申请的第二3D扫描仪200为配合3D打印机300的高精度固定3D扫描仪，扫描精度高，可直接扫描并打印主机身400可容纳大小的物体。移动底座500安装在主机身400的底端，可配合第一3D扫描仪100和探测器600移动扫描大型物体，也可以实现自动充电和躲避障碍物等移动动作。本实施例的3D扫描打印机器人，通过将3D扫描仪和3D打印机集成到机器人上，使3D扫描打印机器人可同时实现3D扫描仪和3D 打印机的功能，无需3D格式的转化，通过设置移动底座500和位置探测器600，本实用新型还可以实现自动扫描大型物体的功能，移动方便，操作灵活。其中，第一3D扫描仪100活动连接在主机身400 上，既可通过位置探测器600和移动底座500自动扫描大型物体，扫描大型物件的精确度大幅度提高，也可被取下手动操作，操作灵活，第二3D扫描仪200与3D打印机300相配合，可直接扫描并打印主机身400可容纳大小的物体，扫描精度高，操作方便，移动底座500方便操纵3D扫描打印机器人的移动。可选地，如图2所示，所述第一3D扫描仪100包括扫描仪外壳110、扫描镜头120、扫描辅助装置130和连接结构140，所述扫描镜头120 和扫描辅助装置130安装在扫描仪外壳110上预留的安装口中，所述连接结构140连接所述扫描仪外壳110和主机身400。具体的，扫描过程中通过扫描镜头120来初步识别物体位置大小和前进路径，再由探测器600决定精确的移动路线。扫描辅助装置130 辅助扫描镜头120扫描，连接结构140连接扫描仪外壳110和主机身 400同时实现扫描仪的角度变化，扫描仪外壳110用于安装扫描仪的各个部件。本实施例的3D扫描打印机器人，通过对第一3D扫描仪100的结构优化，适应3D扫描打印机器人的3D扫描需求，本实施例的3D扫描打印机器人更具灵活性和实用性。可选地，如图3所示，所述连接结构140包括仰角轴141、连接轴142和旋转盘143，所述仰角轴141与扫描仪外壳110相连接，所述扫描仪外壳110可相对仰角轴141变换旋转，所述旋转盘143与主机身400活动连接，所述连接轴142的一端与仰角轴141相连接，另一端与旋转盘143相连接。具体的，仰角轴141用于扫描仪的角度抬升或下降，旋转盘143 用于扫描仪的左右旋转，连接轴142连接仰角轴141和旋转盘143，本实施例的连接结构140用于实现扫描过程中的上下和左右方向的角度改变。本实施例的3D扫描打印机器人，通过对连接结构140的结构优化，适应3D扫描打印机器人的3D扫描角度改变需求，本实施例的 3D扫描打印机器人更具灵活性和实用性。可选地，如图2所示，所述第一3D扫描仪100还包括音响和麦克风 150。具体的，所述第一3D扫描仪100上还可以设置音响和麦克风150，用以实现扫描打印功能中的语音控制和播放。本实施例的3D扫描打印机器人，通过对第一3D扫描仪100的功能优化，适应3D扫描打印机器人的语音控制需求和音频播放需求，本实施例的3D扫描打印机器人更具灵活性和实用性。可选地，如图1所示，所述3D打印机300包括三角洲式3D打印机或XYZ型3D打印机。具体的，现有3D打印机包括：XYZ型3D打印机，即垂直3轴移动型3D打印机，分别为x、y、z三个轴控制基座或喷口的前后、左右、上下移动，从而进行打印。另一种三角洲式3D打印机为三角型(Delta Form)3D打印机，3条竖直杆分别位于正三角形端点处、通过滑块在3条竖直杆中的不同高度位置变化，从而使喷头的位置出现不同变化。具体的，3D打印机300包括机体组件、控制组件、运动组件和加热组件，更具体的，3D打印机300包括步进电机、步进电机固定端、标准件导轨、标准件导轨滑块、轴承杆、加热底板、标准机架、机架固定块、皮带转动轮、喷头固定块等部件，第二3D扫描仪200安装在3D打印机300的打印口310周围。本实施例的3D扫描打印机器人，通过对3D打印机300进行具体描述，适应3D扫描打印机器人的3D打印需求，本实施例的3D扫描打印机器人更具灵活性和实用性。可选地，如图4和图5所示，所述位置探测器600包括红外传感器610和高度传感器620，所述红外传感器610安装在主机身400的机身外侧、移动底座500的底部或侧面，所述高度传感器620安装在移动底座500的底部或侧面。具体的，主机身400的机身外侧、移动底座500的底部或侧面的红外传感器610可以感知并躲避障碍物，移动底座500的底部或侧面的高度传感器620可以感知路面高度差异，防止因行进道路的高度变化导致3D扫描打印机器人空坠或卡死。更具体地，红外传感器610安装在主机身400的机身肩部外侧，可检测机器人上方的障碍物并及时躲避。本实施例的3D扫描打印机器人，通过对位置探测器600的种类进行具体描述，适应3D扫描打印机器人的移动检测需求，本实施例的3D扫描打印机器人更具灵活性和实用性。可选地，如图6所示，所述主机身400包括舱门420、显示屏430 和机身位置探测器440，所述舱门420安装在主机身400侧面的敞口空腔410的敞口处，所述显示屏430安装在舱门420的上方，所述机身位置探测器440设置在主机身400的机身外侧。具体的，本实施例采用荷叶对开双舱门形式，实际可替代方案还可采用无门、单门、滑门等形式。本实施例采用显示屏430安装在舱门420的上方，实际可替代方案还可采用安装在舱门420侧面等位置。本实施例的3D扫描打印机器人，通过对主机身400的结构设置进行具体描述，适应3D扫描打印机器人的使用需求，本实施例的3D 扫描打印机器人更具灵活性和实用性。可选地，如图5所示，所述移动底座500包括底座支架510、充电台520、移动轮组530和底座位置探测器540，所述充电台520安装在底座支架510的侧面，所述移动轮组530安装在底座支架510的底端，所述底座位置探测器540安装在底座支架510上。具体的，移动底座500用于3D扫描打印机器人的移动，方便其扫描时自动移动，及自动充电、躲避障碍等动作的实现。本实施例的3D扫描打印机器人，通过对移动底座500的结构设置进行具体描述，适应3D扫描打印机器人的移动需求，本实施例的 3D扫描打印机器人更具灵活性和实用性。可选地，如图7所示，所述充电台520包括充电台架521、充电台端口522和充电口位置探测器523，所述充电台端口522位于充电台架521不靠近底座支架510的一侧，所述充电口位置探测器523安装在充电台架521上。具体的，本申请的3D扫描打印机器人电量低时可自动充电，充电口位置探测器523定位充电口位置，充电台端口522与充电口对接充电。本申请可采用的充电方式包括直流弹簧接触式充电、电线插口式充电、无线充电等。本实施例的3D扫描打印机器人，通过对充电台520的结构设置进行具体描述，适应3D扫描打印机器人的充电需求，本实施例的3D 扫描打印机器人更具灵活性和实用性。本实施例的3D扫描打印机器人中，机身位置探测器440、底座位置探测器540、充电口位置探测器523均属于位置探测器600，优选的，机身位置探测器440、充电口位置探测器523可选红外传感器，底座位置探测器540可选用高度传感器620，可替代方案包括超声波位置探测器、图像自动识别装置、激光扫描仪等形式。可选地，如图8所示，所述移动轮组530包括转向轮531和动力轮532。具体的，动力轮532提供前进、后退动力，转向轮531改变运行方向。所述转向轮531安装在转向轮台533上，所述动力轮532优选为两个。本申请的移动轮组530可替代形式为无轮位置固定形式，或履带轮、机械腿、以及其他车轮带动方式。本实施例的3D扫描打印机器人，通过对移动轮组530的结构设置进行具体描述，适应3D扫描打印机器人的移动转向需求，本实施例的3D扫描打印机器人更具灵活性和实用性。本实施例的3D扫描打印机器人，通过将3D扫描仪和3D打印机集成到机器人上，使3D扫描打印机器人可同时实现3D扫描仪和3D 打印机的功能，无需3D格式的转化，通过设置移动底座和位置探测器，本实用新型还可以实现自动扫描大型物体的功能，移动方便，操作灵活。其中，第一3D扫描仪100活动连接在主机身400上，既可通过位置探测器600和移动底座500自动扫描大型物体，扫描大型物件的精确度大幅度提高，也可被取下手动操作，操作灵活，第二3D 扫描仪200与3D打印机300相配合，可直接扫描并打印主机身400 可容纳大小的物体，扫描精度高，操作方便，移动底座500方便操纵 3D扫描打印机器人的移动。本实施例的3D扫描打印机器人，采取移动机器人为基本结构。其中机器人的头部为第一3D扫描仪，可上下、左右旋转，头部第一 3D扫描仪100也可取下手持进行扫描，操作灵活度高。主机身400 内部安有第二3D扫描仪200，可扫描机身内部平台上的小型物件，固定扫描仪扫描精度更高。主机身内部为3D打印机300主体部分，可执行3D打印功能。移动底座500上设有动力轮532和转向轮531，可自由转向和移动。本实施例的3D扫描打印机器人兼具3D打印机和 3D扫描仪的功能且无需格式转换，更灵活实用。本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。以上对本实用新型所提供的一种3D扫描打印机器人进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。