CN108852291B - 一种手持式口腔三维扫描装置及扫描方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种手持式口腔三维扫描装置，包括握持手柄、连接轴、咬合垫、工作台、检测柱、摄像组、激光测距装置、驱动电源及控制电路，驱动电源及控制电路均嵌于握持手柄中，握持手柄前端面与连接轴末端铰接，连接轴前端与工作台后端面连接，检测柱后端面与工作台前端面连接，一个摄像组与两个激光测距装置构成一个检测组，检测组至少三个，其中一个检测组嵌于检测柱前端面，剩余各检测组嵌于检测柱侧壁前端位置处。本发明结构简单，使用灵活方便，通用性好，一方面可高效便捷的对患者口腔进行全面高效三维扫描建模作业，另一方面在进行三维扫描过程中，可主动对检测数据进行检测修正，极大的提高了口腔三维建模作业的工作效率和建模精度。

Description

一种手持式口腔三维扫描装置及扫描方法

技术领域

本发明涉一种手持式口腔三维扫描装置及扫描方法，属医疗技术领域。

背景技术

目前在进行口腔疾病诊疗及口腔整形过程中，均需要首先对患者口腔进行精确的三维建模作业的，随着3D扫描技术的进步和推广，通过3D扫描方式实现口腔建模作业逐渐取代了传统的石膏建模作业，但在实际使用中发现，当前所使用的口腔3D扫描建模设备往往设备结构复杂，体积较大，运行和使用成本相对较高，且在进行口腔3D扫描建模过程中，对扫描的口腔三维数据缺乏及时有效的修正，从而导致当前通过3D扫描建模作业时的工作效率相对低下，且建模精度也相对不足，因此针对这一现状，迫切需要开发一种全新的口腔三维建模用3D扫描设备及与之相应的扫描方法。

发明内容

为了解决现有技术上的一些不足，本发明提供一种手持式口腔三维扫描装置及扫描方法。

为了实现上面提到的效果，提出了一种手持式口腔三维扫描装置及扫描方法，其包括以下步骤：

一种手持式口腔三维扫描装置，包括握持手柄、连接轴、咬合垫、工作台、检测柱、摄像组、激光测距装置、驱动电源及控制电路，握持手柄为密闭腔体结构，驱动电源及控制电路均嵌于握持手柄中，且控制电路分别与检测柱、摄像组、激光测距装置、驱动电源电气连接，握持手柄后端面设检修盖，前端面与连接轴末端通过转台机构铰接，握持手柄、连接轴轴线呈0°—90°夹角，连接轴前端与工作台后端面连接并同轴分布，工作台直径为连接轴直径的1.5—5倍，检测柱后端面与工作台前端面连接并同轴分布，摄像组、激光测距装置若干，其中一个摄像组与两个激光测距装置构成一个检测组，同一检测组内的摄像组、激光测距装置中，两个激光测距装置以摄像组轴线对称分布，且摄像组、激光测距装置分布在同一直线方向上，检测组至少三个，其中一个检测组嵌于检测柱前端面并与检测柱同轴分布，剩余各检测组嵌于检测柱侧壁前端位置处，并环绕检测柱轴线均布，且位于检测柱侧壁的各检测组轴线与检测柱轴线垂直且相交，检测柱包括底座、驱动电机、承载杆、导向滑轨，底座为密闭腔体接结构，其后端面与工作台前端面连接，驱动电机嵌于底座内，与承载杆后端面并与承载杆同轴分布，导向滑轨至少一个，包覆在承载杆外表面并为与承载杆同轴分布的环状结构，检测组通过导向滑轨与承载杆相互连接，咬合垫包覆在连接轴外，并与连接轴同轴分布。

进一步的，所述的握持手柄内设隔板，并通过隔板将驱动电源和控制电路相互隔离。

进一步的，所述的摄像组包括一个CCD摄像头一个红外摄像头，且所述的CCD摄像头和红外摄像头间相互并联。

进一步的，所述的控制电路包括为基于单片机的信息处理主控电路及与信息处理主控电路连接的充放电控制子电路、整流子电路及通讯子电路。

进一步的，所述的主控电路包括综合数据处理模块、图像信息处理模块、数据通讯总线模块、数据缓存模块及驱动模块，其中所述的数据处理模块、图像信息处理模块间通过数据缓存模块相互连接，并分别通过数据缓存模块与数据通讯总线模块相互连接，所述的数据缓存模块领域驱动模块相互电气连接，所述的驱动模块分别与检测柱、摄像组、激光测距装置、驱动电源、充放电控制子电路、整流子电路及通讯子电路电气连接。

一种手持式口腔三维扫描装置的扫描方法，包括以下步骤：

第一步，设备装配，首先对握持手柄、连接轴、咬合垫、工作台、检测柱、摄像组、激光测距装置、驱动电源及控制电路进行组装，然后将控制电路与外部的数据输出装置连接；

第二步，口腔扫描，由医护人员握持手柄，井检测柱嵌入到患者口腔内，并由患者通过咬紧咬合垫实现对设备进行调整和定位，并在完成设别定位后，由控制电路一方面驱动各检测组中的摄像组、激光测距装置运行，一方面通过摄像组采集患者口腔内不的图像信息，另一方面通过激光测距装置环绕检测柱轴线对患者口腔进行360°测距检测，获取口腔内各器官组织的具体尺寸参数新型，然后将获取的尺寸参数与摄像组获取图像信息在控制电路中进行处理汇总，形成口腔三维数据信息，最后通过控制电路将生成的口腔三维数据信息通过第一步中连接的外部的数据输出装置处进行数据输出即可。

进一步的，所述的第一步中的外部的数据输出装置为计算机、移动通讯终端及3D打印机中的任意一种或几种共用。

进一步的，所述的第二步中，在通过摄像组、激光测距装置进行口腔扫描作业时，通过检测柱的驱动电机驱动承载杆进行单向匀速旋转，然后并确保承载杆上的各检测组均独立对口腔进行360°扫描作业，并通过控制电路将各检测组间到的参数信息进行汇总修正，然后再与图像信息进行汇总。

本发明结构简单，使用灵活方便，通用性好，一方面可高效便捷的对患者口腔进行全面高效三维扫描建模作业，另一方面在进行三维扫描过程中，可主动对检测数据进行检测修正，极大的提高了口腔三维建模作业的工作效率和建模精度。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明方法流程图。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1所述的一种手持式口腔三维扫描装置，包括握持手柄1、连接轴2、咬合垫3、工作台4、检测柱5、摄像组6、激光测距装置7、驱动电源8及控制电路9，握持手柄1为密闭腔体结构，驱动电源8及控制电路9均嵌于握持手柄1中，且控制电路9分别与检测柱5、摄像组6、激光测距装置7、驱动电源8电气连接，握持手柄1后端面设检修盖10，前端面与连接轴2末端通过转台机构11铰接，握持手柄1、连接轴2轴线呈0°—90°夹角，连接轴2前端与工作台4后端面连接并同轴分布，工作台4直径为连接轴2直径的1.5—5倍，检测柱5后端面与工作台4前端面连接并同轴分布，摄像组6、激光测距装置7若干，其中一个摄像组6与两个激光测距装置7构成一个检测组，同一检测组内的摄像组6、激光测距装置7中，两个激光测距装置7以摄像组6轴线对称分布，且摄像组6、激光测距装置7分布在同一直线方向上，检测组至少三个，其中一个检测组嵌于检测柱5前端面并与检测柱5同轴分布，剩余各检测组嵌于检测柱5侧壁前端位置处，并环绕检测柱5轴线均布，且位于检测柱5侧壁的各检测组轴线与检测柱5轴线垂直且相交。

本实施例中，所述的检测柱5包括底座51、驱动电机52、承载杆53、导向滑轨54，底座51为密闭腔体结构，其后端面与工作台4前端面连接，驱动电机52嵌于底座51内，与承载杆53后端面并与承载杆53同轴分布，导向滑轨54至少一个，包覆在承载杆53外表面并为与承载杆53同轴分布的环状结构，检测组通过导向滑轨54与承载杆53相互连接，咬合垫53包覆在连接轴2外，并与连接轴2同轴分布。

本实施例中，所述的握持手柄1内设隔板12，并通过隔板12将驱动电源8和控制电路9相互隔离。

本实施例中，所述的摄像组6包括一个CCD摄像头一个红外摄像头，且所述的CCD摄像头和红外摄像头间相互并联。

本实施例中，所述的控制电路9包括为基于单片机的信息处理主控电路及与信息处理主控电路连接的充放电控制子电路、整流子电路及通讯子电路。

本实施例中，所述的主控电路包括综合数据处理模块、图像信息处理模块、数据通讯总线模块、数据缓存模块及驱动模块，其中所述的数据处理模块、图像信息处理模块间通过数据缓存模块相互连接，并分别通过数据缓存模块与数据通讯总线模块相互连接，所述的数据缓存模块领域驱动模块相互电气连接，所述的驱动模块分别与检测柱5、摄像组6、激光测距装置7、驱动电源8、充放电控制子电路、整流子电路及通讯子电路电气连接。

如图2所示，一种手持式口腔三维扫描装置的扫描方法，包括以下步骤：

第一步，设备装配，首先对握持手柄、连接轴、咬合垫、工作台、检测柱、摄像组、激光测距装置、驱动电源及控制电路进行组装，然后将控制电路与外部的数据输出装置连接；

第二步，口腔扫描，由医护人员握持手柄，井检测柱嵌入到患者口腔内，并由患者通过咬紧咬合垫实现对设备进行调整和定位，并在完成设别定位后，由控制电路一方面驱动各检测组中的摄像组、激光测距装置运行，一方面通过摄像组采集患者口腔内的图像信息，另一方面通过激光测距装置环绕检测柱轴线对患者口腔进行360°测距检测，获取口腔内各器官组织的具体尺寸参数新型，然后将获取的尺寸参数与摄像组获取图像信息在控制电路中进行处理汇总，形成口腔三维数据信息，最后通过控制电路将生成的口腔三维数据信息通过第一步中连接的外部的数据输出装置处进行数据输出即可。

本实施例中，所述的第一步中的外部的数据输出装置为计算机、移动通讯终端及3D打印机中的任意一种或几种共用。

本实施例中，所述的第二步中，在通过摄像组、激光测距装置进行口腔扫描作业时，通过检测柱的驱动电机驱动承载杆进行单向匀速旋转，然后并确保承载杆上的各检测组均独立对口腔进行360°扫描作业，并通过控制电路将各检测组间到的参数信息进行汇总修正，然后再与图像信息进行汇总。

本发明结构简单，使用灵活方便，通用性好，一方面可高效便捷的对患者口腔进行全面高效三维扫描建模作业，另一方面在进行三维扫描过程中，可主动对检测数据进行检测修正，极大的提高了口腔三维建模作业的工作效率和建模精度。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种手持式口腔三维扫描装置，其特征在于：所述的手持式口腔三维扫描装置包括握持手柄、连接轴、咬合垫、工作台、检测柱、摄像组、激光测距装置、驱动电源及控制电路，所述的握持手柄为密闭腔体结构，所述的驱动电源及控制电路均嵌于握持手柄中，且所述的控制电路分别与检测柱、摄像组、激光测距装置、驱动电源电气连接，所述的握持手柄后端面设检修盖，前端面与连接轴末端通过转台机构铰接，所述的握持手柄、连接轴轴线呈0°—90°夹角，所述的连接轴前端与工作台后端面连接并同轴分布，所述的工作台直径为连接轴直径的1.5—5倍，所述的检测柱后端面与工作台前端面连接并同轴分布，所述的摄像组、激光测距装置若干，其中一个摄像组与两个激光测距装置构成一个检测组，同一检测组内的摄像组、激光测距装置中，两个激光测距装置以摄像组轴线对称分布，且摄像组、激光测距装置分布在同一直线方向上，所述的检测组至少三个，其中一个检测组嵌于检测柱前端面并与检测柱同轴分布，剩余各检测组嵌于检测柱侧壁前端位置处，并环绕检测柱轴线均布，且位于检测柱侧壁的各检测组轴线与检测柱轴线垂直且相交，所述的检测柱包括底座、驱动电机、承载杆、导向滑轨，所述的底座为密闭腔体接结构，其后端面与工作台前端面连接，所述的驱动电机嵌于底座内，与承载杆后端面并与承载杆同轴分布，所述的导向滑轨至少一个，包覆在承载杆外表面并为与承载杆同轴分布的环状结构，所述的检测组通过导向滑轨与承载杆相互连接，所述的咬合垫包覆在连接轴外，并与连接轴同轴分布，所述的控制电路包括为基于单片机的信息处理主控电路及与信息处理主控电路连接的充放电控制子电路、整流子电路及通讯子电路，所述的主控电路包括综合数据处理模块、图像信息处理模块、数据通讯总线模块、数据缓存模块及驱动模块，其中所述的数据处理模块、图像信息处理模块间通过数据缓存模块相互连接，并分别通过数据缓存模块与数据通讯总线模块相互连接，所述的数据缓存模块领域驱动模块相互电气连接，所述的驱动模块分别与检测柱、摄像组、激光测距装置、驱动电源、充放电控制子电路、整流子电路及通讯子电路电气连接。

2.根据权利要求1所述的一种手持式口腔三维扫描装置，其特征在于：所述的握持手柄内设隔板，并通过隔板将驱动电源和控制电路相互隔离。

3.根据权利要求1所述的一种手持式口腔三维扫描装置，其特征在于：所述的摄像组包括一个CCD摄像头和一个红外摄像头，且所述的CCD摄像头和红外摄像头间相互并联。

4.一种手持式口腔三维扫描装置的扫描方法，其特征在于：所述的手持式口腔三维扫描装置的扫描方法包括以下步骤：

第一步，设备装配，首先对握持手柄、连接轴、咬合垫、工作台、检测柱、摄像组、激光测距装置、驱动电源及控制电路进行组装，然后将控制电路与外部的数据输出装置连接；

第二步，口腔扫描，由医护人员握持手柄，将检测柱嵌入到患者口腔内，并由患者通过咬紧咬合垫实现对设备进行调整和定位，并在完成设别定位后，由控制电路一方面驱动各检测组中的摄像组、激光测距装置运行，一方面通过摄像组采集患者口腔内部的图像信息，另一方面通过激光测距装置环绕检测柱轴线对患者口腔进行360°测距检测，获取口腔内各器官组织的具体尺寸参数信息，然后将获取的尺寸参数与摄像组获取图像信息在控制电路中进行处理汇总，形成口腔三维数据信息，最后通过控制电路将生成的口腔三维数据信息通过第一步中连接的外部的数据输出装置处进行数据输出即可。

5.根据权利要求4所述的一种手持式口腔三维扫描装置的扫描方法，其特征在于：所述的第二步中，在通过摄像组、激光测距装置进行口腔扫描作业时，通过检测柱的驱动电机驱动承载杆进行单向匀速旋转，然后并确保承载杆上的各检测组均独立对口腔进行360°扫描作业，并通过控制电路将各检测组检到的参数信息进行汇总修正，然后再与图像信息进行汇总。

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