CN111556952A - 三维形状测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种三维形状测量装置，其能够以简单且廉价的结构在短时间内高精度地测量诸如鞋的内周之类的狭窄空间的形状。三维形状测量装置包括基座(10)和支撑在基座(10)上的装置主体(20)，装置主体(20)包括：光学长度测量装置(210)，其从激光源(211)射出射出激光(LB1)，在激光束位置检测器(212)上接收在测量对象物(鞋SH)上反射的反射激光(LB2)，通过三角测定方法对所述测量对象物上的反射点(P)的位置进行测量；转动镜(230)，其在支柱(220)的下部被支撑为镜转动轴(231)为中心能够转动；镜转动装置(240)，其转动镜转动轴(231)，并扫描射出激光(LB1)；装置主体旋转装置(40)，其使装置主体(20)相对于基座(10)转动，并扫描转动镜(230)反射的射出激光(LB1)。

Description

三维形状测量装置

技术领域

本发明是一种三维形状测量装置。

背景技术

以往，提出了对鞋的内部形状进行数字化，并且对脚的形状进行数字化，并比较两者，对穿鞋时的合身状态进行推定并进行可视化(例如，参见专利文献1)。

在该现有技術中，在数字化鞋的内部形状时，使用泡沫塑料来获取成为鞋的内部形状的模具，并通过计算该模具的形状来数字化鞋的内部形状。

此外，作为测量三维形状的装置，还已知有对测量对象物照射激光，并将其成像而测量三维形状的装置(例如，专利文献2参照)。

(现有技术文献)

(专利文献)

专利文献1：日本特开2017－97563号公报

专利文献2：日本特开2012－149912号公报

发明内容

(发明所要解决的问题)

但是，在上述的专利文献1中记载的现有技术中，由于每次测量鞋的内部形状都会制作泡沫塑料制成的模具(模型)，因此，在制作时需要大量的时间和费用。而且，制作模型时，需要付出不弄脏鞋的工夫而效率低下，另外，测量后的模具的处理和再利用都需要时间和费用。

此外，在专利文献2中记载的技術中，为了测量鞋等狭窄空间的形状，需要大幅度的小型化，但是具有多个镜和驱动部的前端部的小型化较为困难，从而难以使用于狭窄空间形状的测量。并且，使用多个的关节部来移动前端的光射出部进行拍摄(成像)时，有必要在形状测量时准确计算其位置变为前端部的位置，并且需要计算测量点的位置的时间变长。

本发明是鉴于上述现有问题而做出，本发明的目的是提供一种能够以简单且廉价的结构高精度地对如鞋的内周那样的狭窄空间的形状进行测量的三维形状测量装置。

(解决问题的方案)

为了达到上述目的，本发明的三维形状测量装置具备：

基座；

装置主体，其被支撑在所述基座上；

所述装置主体包括：

光学长度测量装置，其从照射部射出射出激光，在受光部上接收在测量对象物上反射的反射激光，通过三角测定方法对所述测量对象物上的反射点的位置进行测量；

转动镜，其在连接于所述光学长度测量装置的支撑部件上，以从所述照射部向所述射出激光的射出方向分离设置并以轴心朝向与所述射出方向的大致正交方向的镜转动轴为中心能够转动的方式被支撑，并朝向所述测量对象物反射所述射出激光，且，朝向所述受光部反射在所述测量对象物上反射的反射激光；

镜转动装置，其转动所述镜转动轴，并扫描所述射出激光；

装置主体旋转装置，其使所述装置主体相对于所述基座转动，使得在所述转动镜上反射的所述射出激光向圆周方向扫描。

(发明的効果)

利用本发明的三维形状测量装置，能够以简单且廉价的结构在短时间内高精度地测量诸如鞋的内周之类的狭窄空间的形状。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施例的三维形状测量装置的整体示意图。

图2是从平面观察第一实施例的三维形状测量装置的横截面时的截面图。

图3是根据第一实施例的三维形状测量装置在转盘的位置处的纵截面图。

图4是表示适用于第一实施例的三维形状测量装置的装置主体的侧面图。

图5是适用于第一实施例的三维形状测量装置的镜转动装置的构造说明图。

[实施方式]

以下，基于附图，对本发明的第一实施例的三维形状测量装置进行说明。

(第一实施例)

首先，对第一实施例的三维形状测量装置的构成进行说明。

图1是表示第一实施例的三维形状测量装置的整体示意图，第一实施例的三维形状测量装置包括:基座10；装置主体20；前后移动装置30(参见图2、图3)；装置主体旋转装置40；上下移动装置50。

基座10包括:框架主体11，其支撑装置主体20和作为测量对象的鞋SH；上支撑架12；下支撑架13。

框架主体11形成为大致长方体形状的骨架，并且在水平方向的4个位置具备直立设置的腿主体11a。

并且，在该腿主体11a的中间部位以上下方向上彼此分离地支撑有上支撑架12和下支撑架13，腿主体11a的上端部分由上部框架11b连接。

图2是俯视第一实施例的三维测量装置的横截面的截面图，如图2所示，上支撑架12在俯视图中形成为矩形环状，且从上方观察时在其内侧开口有矩形的滑动孔12a。

此外，尽管省略了下支撑架13的平面形状的图示，但是其外周尺寸与上支撑板12的外周相似，在俯视图中形成为矩形板状。因此，如图1所示，其上表面上可以放置鞋SH。

稍后将详细描述的装置主体20具有上部的光学长度测量装置210和从该光学长度测量装置210沿铅直方向延伸的支柱220。而且，该装置主体20以支柱220贯穿上支撑架12的滑动孔12a的状態，被上支撑架12支撑。另外，由上支撑架12对装置主体20的支撑是通过后述的滑板31和转盘41来构成的支撑，稍后将详细描述。也就是说，形成为装置主体20被后述的转盘41支撑，转盘41被滑板31支撑，滑板31被上支撑架12支撑的构造。

前后移动装置30使装置主体20相对于上支撑架12在图1中的x轴方向(以下，将该方向称为前后方向)移动，并且如图2所示包括:滑板31；前后移动用马达32；减速齿轮33以及滑轮机构34。此外，在各图中，在水平方向上与x轴正交的方向表示为y轴，以下将其称为左右方向。此外，与x轴以及y轴正交的方向表示为z轴，以下将其称为上下方向。

滑板31形成为横向宽度大致小于滑动孔12a的在左右方向上的宽度(y轴方向的宽度)，并且被支撑为能够在前后方向上滑动。也就是说，如图3所示，在滑动孔12a的左右两端部突出形成有滑动用法兰12f、12f，图3是第一实施例的三维形状测量装置在后述的转盘41的位置处的纵截面。而且，在滑板31的左右方向两端部突出设置的啮合法兰31f、31f在滑动用法兰12f、12f的上侧重叠并在上下方向上与滑动用法兰12f、12f啮合。所以，滑板31沿滑动用法兰12f、12f能够在前后方向上移动并被上支撑架12支撑。

此外，滑板31通过前后移动用马达32的驱动，沿滑动孔12a在前后方向上移动。也就是说，在上支撑架12的下表面安装有前后移动用马达32，在前后移动用马达32的驱动轴32a设置有减速齿轮33。而且，由该减速齿轮33减速的旋转传递至滑轮机构34。

滑轮机构34包括:通过减速齿轮33旋转的带轮34a；由该带轮34a卷绕的一对皮带34b、34c。也就是说，皮带34b、34c夹持带轮34a，沿前后方向分离设置在滑板31的下表面。因此，带轮34a沿正反方向的一方旋转时，缠绕皮带34b、34c中的一个，滑板31沿前后的一方(例如，前方)滑动。此外，带轮34a沿正反方向的另一方旋转时，缠绕皮带34b、34c中的另一个，滑板31沿前后的另一方(例如，后方)滑动。

因此，在前后移动装置30中，前后移动用马达32通过正反方向旋转驱动，使滑板31相对于上支撑架12在前后方向(x轴方向)上移动，据此，支撑在滑板31的装置主体20沿前后方向移动。

返回图1，装置主体旋转装置40包括:转盘41；转盘驱动用同步皮带42；转盘旋转用马达43。

转盘41形成为如图2所示俯视时的圆形，且，形成为图3所示板状，而且，被支撑为在滑板31上通过轴承44相对于滑板31能够旋转。也就是说，滑板31的中央开有圆形的支撑穴31a，该支撑穴31a的内周设置有轴承44，该轴承44支撑转盘41。

此外，如图1所示，转盘旋转用马达43通过门形的托架43a支撑在滑板31，转盘旋转用马达43的驱动轴朝向下方。而且，转盘驱动用同步皮带42横跨在由转盘旋转用马达43的驱动轴旋转的驱动齿轮43b和形成在转盘41的外周上的转盘齿轮41a(参见图3)之间。

因此，转盘旋转用马达43驱动的驱动齿轮43b旋转时，通过转盘驱动用同步皮带42将旋转传递至转盘齿轮41a并使转盘41相对于滑板31转动。另外，该转盘41的转动通过转盘旋转用马达43的正反方向旋转，在正反方向，即，能够在图2中的顺时针方向和逆时针方向的任意一个方向转动。

因此，在装置主体旋转装置40中，转盘旋转用马达43在正反方向旋转驱动时，转盘41相对于滑板31沿z轴以za轴为中心从上方观察时的顺时针方向以及逆时针方向转动。而且，据此，支撑在转盘41上的装置主体20以za轴为中心，从上方观察时的顺时针方向以及逆时针方向转动。

上下移动装置50包括:滑动支撑托架51；上下移动用马达52；上下移动用齿条53。

滑动支撑托架51设置在转盘41并形成为如图2所示的俯视时的U字的截面形状，并且在U字的内表面使装置主体20的支柱220能够上下滑动地被支撑。

上下移动用马达52支撑在托架52b上并在旋转轴上具有小齿轮52a，托架52b固定在转盘41。

上下移动用齿条53沿支柱220的侧面在上下方向延伸。而且，该上下移动用齿条53和小齿轮52a通过在滑动支撑托架51的侧部开口的窗口部51b(参见图1)相互啮合。

因此，上下移动装置50的上下移动用马达52通过正反方向旋转驱动，使支柱220，即装置主体20沿滑动支撑托架51上下移动。

如上所述，，通过前后移动装置30相对于上支撑架12使滑板31在前后方向(x轴方向)移动，使由转盘41和滑板31支撑的装置主体20在前后方向移动。此外，通过由装置主体旋转装置40使转盘41相对于基座10的上支撑架12以za轴为中心转动，使装置主体20以za轴为中心转动。而且，通过由上下移动装置50使支柱220相对于转盘41沿上下方向(沿z轴的方向)移动，使装置主体20能够上下移动。

接下来，对装置主体20进行说明。

图4是表示装置主体20的侧面图，装置主体20包括:光学长度测量装置210；支柱220；转动镜230；镜转动装置240。

光学长度测量装置210具备激光源211和激光束位置检测器212。此外，支柱220在激光源211的正下方的位置具有转动镜230。而且，激光束位置检测器212被布置为能够接收由转动镜230反射的反射激光LB2。

在如上所述构成的光学长度测量装置210中，从激光源211射出的射出激光LB1被转动镜230反射，并从三维形状测量装置照射向测量对象物(鞋SH)。而且，在测量对象物(鞋SH)上反射的激光当中，射入转动镜230并反射的反射激光LB2被激光束位置检测器212接收。

光学长度测量装置210检测由激光束位置检测器212接收的反射激光LB2的入射位置，并测量激光源211和反射激光LB2的入射位置的距离和从入射角度至在测量对象物(鞋SH)中的反射点P(激光测量点)的距离。

激光源211和转动镜230设置为，使激光源211和射出的射出激光LB1配置在前述的转盘41的转动中心的za轴上。因此，转盘41在转动时，到达激光源211和转动镜230的射出激光LB1总是配置在za轴上。

此外，支柱220和转动镜230的在水平方向上的尺寸被设置为，在支柱220和转动镜230以za轴为中心转动时，不与鞋SH的衬垫(内侧)干涉的尺寸。具体而言，支柱220和转动镜230形成为能够容纳在以za轴为中心的半径25mm的圆内。

(镜转动装置)

接下来，对镜转动装置240进行说明。

镜转动装置240是使转动镜230绕镜转动轴231为中心在上下方向转动，并使射出激光LB1上下扫描的装置。另外，转动镜230被支撑为以设置在支柱220的下端部的镜转动轴231为中心能够上下转动。

图5是对镜转动装置240的构造进行说明的图，镜转动装置240包括:转动臂241，连接杆242，偏心凸轮243，镜转动用马达244。

转动臂241的基端部与转动镜230一同由支柱220支撑，并以镜转动轴231为中心能够在上下方向转动。

转动臂241的先端部通过连接杆242与偏心凸轮243连接。也就是说，如图1以及图4所示，偏心凸轮243被支撑在连接光学长度测量装置210的下表面和支柱220的托架243b上，并且能够以图5所示的凸轮旋转轴243c为中心旋转。

而且，连接杆242的下端部连接至转动臂241的先端部，并且能够以转动连接轴242a为中心相対转动。另一方面，连接杆242的上端部分与偏心凸轮243的偏心位置连接，即，连接于从凸轮旋转轴243c向外径方向分离的位置，并且能够以转动连接轴242b为中心相対转动。另外，连接杆242布置在相对于转动镜230分离向沿镜转动轴231的轴方向的方向的位置，以便不干涉射出激光LB1和反射激光LB2。

镜转动用马达244与偏心凸轮243类似地由托架243b支撑，并且经由未图示的减速机构将其旋转传递至偏心凸轮243以使偏心凸轮243旋转。

因此，当偏心凸轮243旋转时，连接杆242的上端部分的转动连接轴242b在上下方向移动(垂直移动)，与此同时，连接杆242的下端部的转动连接轴242a上下移动，使转动臂241以镜转动轴231为中心上下转动。

在此，偏心凸轮243和转动臂241被连接为，当转动连接轴242b配置在偏心凸轮243的上止点和下止点之间的位置(与凸轮旋转轴243c类似的高度(以下，称为中性点))时，转动臂241成大致水平。因此，转动臂241绕大致水平的中性点为中心，在上方和下方大致相同角度往复转动。

而且，在转动臂241位于大致水平的中性点时，转动镜230被安装为相对于水平方向大致倾斜45度，并相对于镜转动轴231偏移与转动臂241的相位。

因此，转动臂241位于中性点时，从激光源211照射的射出激光LB1在转动镜230上反射时，照射向大致水平方向。此外，从转动臂241以中性点为中心上下转动的同时，在转动镜230上反射的反射激光LB2以水平方向为中心，以上方和下方对称的角度以及角速度扫描。另外，在本第一实施例中，射出激光LB1向上方的扫描角度α和向下方的扫描角度β基本相同，大致在20～30度的范围内扫描。

(第一实施例的作用)

以下，作为第一实施例的作用，对测量鞋SH的内部形状的工序进行说明。

首先，由上下移动装置50使装置主体20相对于基座10向上方移动，使支柱220从下支撑架13向上方分离。

接下来，如图1所示，将鞋SH放置在基座10的下支撑架13上。然后，将鞋SH的纵向方向朝向前后方向(x轴方向)，并且在左右方向(y轴方向)上，鞋SH的鞋口TL的左右方向上的中心布置为与装置主体20的转动中心(za轴)大致一致。接下来，如图1和图4所示，操作上下移动装置50，将装置主体20下降至使镜转动轴231的位置位于比鞋SH的鞋口TL靠向下方且比鞋SH的鞋垫靠向上方位置。

然后，从光学长度测量装置210的激光源211照射射出激光LB1。同时，操作镜转动装置240，使转动镜230以上下摆动的方式往复转动，并且使射出激光LB1上下扫描。

此时，在光学长度测量装置210中，射出激光LB1在鞋SH的内表面(反射点P)上反射，然后，激光束位置检测器212接收在转动镜230上接收反射的反射激光LB2。然后，光学长度测量装置210检测由激光束位置检测器212接收的反射激光LB2的入射位置，并测量激光源211和反射激光LB2的入射位置的距离和从入射角度至鞋SH的内表面中的反射点P的距离。

也就是说，通过转动镜230的转动角(倾斜角φ)和包含转动镜230的旋转角(方位θ)和从转动镜230的距离，来确定被测量物的反射点P，即，鞋SH的内表面的空间坐标。

上述扫描是通过操作装置主体旋转装置40，使装置主体20以za轴为中心转动来实施的，并且，操作前后移动装置30使装置主体20在前后方向(x轴方向)上移动。据此，可以在鞋SH的内表面的整个内周表面上扫描射出激光LB1，并且能够测量并数据化(量化)鞋SH的内部形状。另外，在射出激光LB1的下方的扫描角度β中产生，鞋SH的鞋垫部分中的位于转动镜230的正下方位置的部位不被射出激光LB1扫描的部分。因此，通过将装置主体20前后移动，使该下方的没有被扫描的部分能够被射出激光LB1扫描。

通过实施以上的操作，能够测量在鞋SH的内部的所有方向上的作为反射点P的激光测量点的数量的几百至几万个点，并且能够通过将其空间坐标连接来测量(数字化)鞋SH的内部的形状。

此外，如上所述，尽管通过扫描射出激光LB1对鞋SH的内表面形状数字化是根据测量点的数量而有所不同，但是能够在大约30秒～10分钟内实施。因此，与制作泡沫塑料制成的模具(模型)相比，能够显著减少时间、劳力、成本，并且，制作模具时，无需实施鞋SH不被弄脏的工夫，也不需要测量后进行模具的处置或再利用。

另外，如上所述，上下移动装置50不仅将转动镜230移动至对鞋SH实施形状测量的最佳位置，并且能够一边实施射出激光LB1的扫描，一边移动装置主体20(转动镜230)。也就是说，当测量如鞋SH为长靴子那样的内周形状上下长的情况时，能够通过上下移动装置50上下移动装置主体20来实施上述那样的射出激光LB1的扫描，并实施其内周形状的测量。

(第一实施例的効果)

1)第一实施例的三维形状测量装置包括:

基座10；

支撑在基座10上的装置主体20；

装置主体20包括:

光学长度测量装置210，其从作为照射部的激光源211射出射出激光LB1，并在作为受光部(光接收部)的激光束位置检测器212上接收在测量对象物(鞋SH)上反射的反射激光LB2，通过三角测定方法对测量对象物上的反射点P的位置进行测量；

转动镜230，其支撑在连接于光学长度测量装置210的支柱220上，并从作为照射部的激光源211向射出激光LB1的射出方向的下方分离设置，并且以轴心朝向射出方向的大致正交方向的镜转动轴231为中心能够转动，并朝向测量对象物(鞋SH)反射射出激光LB1，且，朝向激光束位置检测器212反射由反射点P反射的反射激光LB2；

镜转动装置240，其转动镜转动轴231，并扫描射出激光LB1，

装置主体旋转装置40，其使装置主体20相对于基座10转动，使得在转动镜230上反射的射出激光LB1向圆周方向扫描。

因此，即使测量对象物具有狭窄的空间(鞋SH的内周)使得从光学长度测量装置210的激光源211难以直接照射射出激光LB1，但是也能够在空间内配置转动镜230并照射射出激光LB1，测量其反射点P的位置。而且，通过镜转动装置240使转动镜230转动并扫描射出激光LB1，并且，由装置主体旋转装置40使装置主体20转动而能够在所有方向上进行扫描。因此，能够对鞋SH的内周之类的狭小空间的内部形状进行测量。

此外，光学长度测量装置210通过三角测定方式对反射点P的位置进行测量，因此，与由激光的反射时间等来测量的结构相比，能够对如鞋SH的内部形状的反射点P为止的距离短的结构进行高精度的测量。

如上所述，在第一实施例的三维形状测量装置中，能够以简单廉价的构成在短时间内对如鞋SH的内周之类的狭窄的空间的形状进行高精度的测量。

另外，在第一实施例中，将装置主体旋转装置40的转动中心(za轴)与从激光源211射出的射出激光LB1的光轴大致一致，并即使转动装置主体20其光轴也不移动。因此，由装置主体旋转装置40转动装置主体20时，与光轴也转动的情况相比，能够容易实施由光学长度测量装置210的计算。因此，能够简化用于执行光学长度测量装置210的计算处理的构成，并且能够缩短计算时间。

2)在第一实施例的三维形状测量装置中，

其基座10包括作为第一个移动装置的上下移动装置50，该上下移动装置50使装置主体20相对于基座10向作为射出方向的上下方向使装置主体20相对于基座10沿支柱220的延伸方向(上下方向)移动。

因此，能够使装置主体20沿支柱220的延伸方向移动而移动转动镜230。据此，通过移动从转动镜230反射的射出激光LB1的反射位置(射出位置)，并移动射出激光LB1的扫描范围，能够在广的范围进行扫描。也就是说，能够在较广的范围进行形状测量，且，能够将转动镜230移动至最佳的测量位置。

3)在第一实施例的三维形状测量装置中，

基座10包括作为第二个移动装置的前后移动装置30，该前后移动装置30使装置主体20相对于基座10沿与作为射出方向的上下方向的正交方向的一方向(前后方向)移动。

因此，通过将装置主体20沿与支柱220的延伸方向正交的方向移动而能够使转动镜230移动。据此，通过移动从转动镜230反射的射出激光LB1的反射位置(射出位置)，移动射出激光LB1的扫描范围，能够在较广的范围进行扫描。也就是说，能够在广范围进行形状测量，且，能够将转动镜230移动至最佳的测量位置。

4)在第一实施例的三维形状测量装置中，

装置主体20使射出方向朝向下方，支柱220从光学长度测量装置210向下方延伸。

因此，装置主体20能够通过作为第一个移动装置的上下移动装置50上下移动，通过作为第二个移动装置的前后移动装置30作为水平方向的一方向的前后方向移动。

并且，通过装置主体旋转装置40能够使从转动镜230反射的射出激光LB1在水平方向的整个圆周上进行扫描。

因此，最适合于测量鞋口TL朝向上方的布置的鞋SH的内周形状。

5)在第一实施例的三维形状测量装置中，

镜转动装置240包括:

转动臂241，其连接于镜转动轴231，并从镜转动轴231向外径方向延伸；

驱动部，其使转动臂241上下往复转动；

驱动部包括:

偏心凸轮243，其被支撑在装置主体20，并以凸轮旋转轴243c为中心能够旋转；

连接杆242，其将偏心凸轮243和转动臂241连接，并具有作为第1连接部的转动连接轴242a和作为第2连接部的转动连接轴242b，转动连接轴242a在偏心凸轮243处从凸轮旋转轴243c向外径方向分离的位置能够相对转动地连接，转动连接轴242b在转动臂241处从镜转动轴231分离的位置连接，

转动连接轴242a在从转动臂241最分离的上止点位置和离转动臂241最近的下止点位置之间的中间位置的中性点处，设定转动臂241和转动镜230的位置，使得转动镜230反射的射出激光LB1朝向作为相对从激光源211的作为照射方向的铅直方向的正交方向的水平方向。

因此，能够将转动镜230反射的射出激光LB1以水平方向为中心以上下均等的角度以及角速度变化进行扫描，与以上下不均等的角度以及角速度变化扫描的情况相比，容易算出反射点P的位置。

相反，相对于在中性点处的射出激光LB1的照射位置，以上下不均等的照射的情况时，其角速度在上下成不均等，使计算反射点P的位置的効率(速度)降低。

6)在第一实施例的三维形状测量装置中，

包含转动镜230的支柱220的大小形成为容纳于从装置主体20的转动中心的za轴起半径为25mm的圆内的尺寸。

因此，当第一实施例的三维形状测量装置使用于鞋SH的内周的形状测量的情况时，以za轴为中心转动装置主体20沿水平方向扫描射出激光LB1时，能够抑制支柱220以及转动镜230与鞋SH干渉。

因此，能够将第一实施例的三维形状测量装置设置为最适合使用于鞋SH的内周形状的测量的结构。

另外，也适用于测量除鞋SH以外的狭窄空间的内部形状。

以上，尽管基于附图对实施例的三维形状测量装置进行了说明，但是本三维形状测量装置的具体的构成不限于本实施例，在不背离权利要求书所要求保护的发明的主旨范围的前提下，允许对设计进行修改和增加。

例如，在实施例的三维形状测量装置中示出了将鞋的内部形状作为三维形状的测量对象物的例子，但是作为测量对象，不限于鞋的内周形状。

此外，在实施例中示出了支柱从装置主体向下方延伸，并装置主体旋转装置将装置主体大致沿水平面转动的例子。但是，支柱的延伸方向以及装置主体的转动方向不限于此，例如，可以上下颠倒，使支柱大致沿水平方向延伸，并使装置主体以水平方向的轴为中心转动。

在这种结构的情况下，测量对象物可以是除上述的鞋以外的东西，并且即使在测量鞋的内周形状的情况时，鞋的取向可以不朝向实施例的鞋口向上方，可以朝向下方或者横向并实施测量。

并且，在实施例中，除了装置主体旋转装置以外，还示出了具备作为第一个移动装置的上下移动装置以及作为第二个移动装置的前后移动装置的例子，但是本发明不限于此。也就是说，即使不具有第一个移动装置以及第二个移动装置的构成，也能够使射出激光在圆周方向的整个圆周上射出并测量三维形状。或者，即使在不设置这样的第一个移动装置以及第二个移动装置的构成的情况下，可以设为通过手动向由第一个移动装置的移动方向以及由第二个移动装置的移动方向移动。

另外，可以仅设置第一个移动装置和第二个移动装置当中的任一个的构成。

此外，在实施例中，作为支撑部件示出了U字截面形状的支柱，但是该支撑部件的形状不限于此。也就是说，支撑部件可以是任何构件，只要能够在从光学长度测量装置向射出激光的射出方向分离的位置能够旋转地支撑转动镜即可，例如，可以是圆杆形状，此外，不是向射出方向直线状延伸的形状，而是在中间弯曲或者弯折的形状也可。

此外，在实施例中，作为转动镜转动轴的驱动部，示出了将圆板状的偏心凸轮的旋转运动转换成转动臂的上下往复运动，但是本发明不限于此。例如，可以使用通过在镜转动轴使用带轮和皮带等使旋转运动作为旋转运动来传递的构造。或者，代替偏心凸轮，例如，可以通过马达的正反方向旋转将上下滑动的滑块的上下运动(垂直运动)设为向转动臂传递的构造。

并且，即使在实施例中示出的使用镜转动装置的情况，并且，在中性点处射出激光从转动镜向水平方向射出的情况，偏心凸轮相对于位于中立位置时的转动臂，只要在转动轨迹的接线方向配置偏心凸轮的第1连接部，侧此时的转动臂的角度不限于水平，因此，转动镜和转动臂形成的角度不限于45度。

此外，在实施例中，示出了转动臂和转动镜形成的角度为45度的例子，但是两者的角度不限于此。例如，即使具有与实施例相似的驱动部的构造，也可以将由转动镜的照射范围的中性点相对于水平可以上下偏移约±5度。

或者，也可以将转动臂和偏心凸轮的相对位置布置为转动臂的中性点相对水平倾斜。

(符号的说明)

10 基座

20 装置主体

30 前后移动装置(第二个移动装置)

40 装置主体旋转装置

50 上下移动装置(第一个移动装置)

210 光学长度测量装置

211 激光源(照射部)

212 激光束位置检测器(受光部)

220 支柱(支撑部件)

230 转动镜

231 镜转动轴

240 镜转动装置

241 转动臂

242 连接杆

242a 转动连接轴(第2连接部)

242b 转动连接轴(第1连接部)

243 偏心凸轮

243c 凸轮旋转轴

244 镜转动用马达

LB1 射出激光

LB2 反射激光

P 反射点

SH 鞋

TL 鞋口

Claims (7)

1.一种三维形状测量装置，

其包括基座和支撑在所述基座上的装置主体，

所述装置主体包括：

光学长度测量装置，其从照射部射出射出激光，在受光部接收在测量对象物上反射的反射激光，通过三角测定方法对所述测量对象物上的反射点的位置进行测量；

转动镜，其在连接于所述光学长度测量装置的支撑部件上，以向从所述照射部射出所述射出激光的射出方向分离设置并以轴心朝向与所述射出方向的大致正交方向的镜转动轴为中心能够转动的方式被支撑，并朝向所述测量对象物反射所述射出激光，且，朝向所述受光部反射在所述测量对象物上反射的反射激光；

镜转动装置，其转动所述镜转动轴，并使所述射出激光进行扫描；

装置主体旋转装置，其使所述装置主体相对于所述基座转动，以使得在所述转动镜上反射的所述射出激光向圆周方向进行扫描。

2.根据权利要求1所述的三维形状测量装置，其中，

所述基座包括第一个移动装置，所述第一个移动装置使所述装置主体相对于所述基座沿所述射出方向移动。

3.根据权利要求1或2所述的三维形状测量装置，其中，

所述基座包括第二个移动装置，所述第二个移动装置使所述装置主体相对于所述基座沿与所述射出方向的正交方向的一方向移动。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的三维形状测量装置，其中，

所述装置主体使所述射出方向朝向下方，所述支撑部件从所述光学长度测量装置向下方延伸。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的三维形状测量装置，其中，

所述镜转动装置包括：转动臂，其连接于所述镜转动轴，并从所述镜转动轴向外径方向延伸；

驱动部，其使所述转动臂上下往复转动。

6.根据权利要求5所述的三维形状测量装置，其中，

所述驱动部包括：

偏心凸轮，其被支撑在所述装置主体上，并以凸轮旋转轴为中心能够旋转；

连接臂，其将所述偏心凸轮与所述转动臂连接，并具有第1连接部和第2连接部，所述第1连接部在从所述旋转轴向外径方向分离的位置处与所述偏心凸轮能够相对转动地连接，第2连接部在从所述镜转动轴分离的位置处与所述转动臂连接；

所述第1连接部在从所述转动臂最分离的位置和离所述转动臂最近的位置之间的中间位置处，设定所述转动臂和所述转动镜的位置，以使得在所述转动镜上反射的所述射出激光朝向相对所述射出方向的正交方向。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的三维形状测量装置，其中，

包含所述转动镜的所述支撑部件的大小尺寸形成为，收敛于从所述装置主体的转动中心起半径为25mm的圆内的尺寸。

Images