專利名稱：三維人體尺寸自動測量機構的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種非接觸式紅外測量系統機械運動部分，它能快速、準確地 對進行人體裸尺寸的測量，被測量者不需要除裝即可測量的三維人體尺寸自動 測量機構。
背景技術：
目前，傳統的人體測量方法主要采用軟尺、角度計、測高計、測距計和滑 動計等手工工具，依據測量基準對人體進行接觸測量，這些方法大多建立在手 工測量的基礎上或憑經驗觀察，因而人體的某些特征點數據難以取得，且測量 結果準確性差。現有的三維人體測量系統因測量原理不同，占用空間普遍都比 較大，且運動機構復雜、質量大、整體移動不便， 一般僅局限于實驗室使用， 被測量者受到一定的限制。
發明內容
為了克服現有的三維人體尺寸自動測量系統機構結構復雜、體積龐大、成 本過高的不足，本發明提供一種三維人體尺寸自動測量機構，該測量機構不僅 體積小、重量輕、結構緊湊，而且被測量者不需要除裝的情況下，能快速、準 確地進行人體裸尺寸的測量。
本發明解決其技術問題所采用的技術方案是包括底座、橫梁、安裝在底 座和橫梁之間的豎直導桿，在豎直導桿上套裝有沿豎直導桿上下運動的掃描裝 置和驅動掃描裝置沿豎直導桿上下運動的動力驅動裝置，達到豎向掃描，掃描 裝置包括步進電機座、安裝在步進電機座上的步進電機、安裝從動帶輪的帶輪 座、設置在步進電機座和帶輪座之間的橫向導桿、連接步進電機和從動帶輪的齒型帶、連接在齒型帶上并沿橫向導桿橫向運動的滑塊以及安裝在滑塊上的紅 外測溫儀和掃描頭，完成對人體的正面、側面掃描。
所述的驅動掃描裝置沿豎直導桿上下運動的動力驅動裝置為在掃描裝置 上固定安裝有絲杠螺母，在橫梁與底座之間安裝有絲杠，步進電機通過齒輪驅 動絲杠轉動。
在與絲杠螺母通過開槽緊固螺釘聯接的步進電機座上固定有兩臺水平布置
的步進電機，其輸出軸上分別聯接帶輪，對應帶輪在帶輪座上安裝有從動帶輪， 在帶輪與從動帶輪之間安裝有同步齒型帶，滑塊通過壓片和螺釘與同步齒型帶 聯接，并且套裝在橫向導桿上。
固定在底座上向下布置的步進電機的輸出軸上聯接有齒輪，通過齒輪傳動 使與從動齒輪聯接的絲杠旋轉，絲杠下端靠向心推力球軸承支撐，上端由安裝 在橫梁上的向心球軸承定位，由豎直導桿導向使與絲杠配合的絲杠螺母在豎直 方向產生直線運動；橫向導桿的一端水平插入步進電機座上的盲孔內成開放式 聯接，橫向導桿另一端和帶輪座螺紋緊固聯接。
本發明的有益效果是，可以自動、快速、準確地進行人體的三維人體尺寸 測量，且機構的結構緊湊、體積小、重量輕，其傳動準確性高，便于移動。
圖1是三維人體尺寸自動測量機構的主視圖。 圖2是三維人體尺寸自動測量機構的左視圖。 圖3是圖1的A-A剖視圖。 圖4是圖2的B向視圖。
圖中1.底座，2.絲桿，3.絲杠螺母，4.橫梁，5.向心推力球軸承，6.向心球軸承，7.齒輪，8.豎直導桿，9.橫向導桿，IO.步進電機座，1L帶輪，12滯 輪，13.同步齒型帶，14.帶輪座，15.豎直導桿，16.滑塊，17.齒輪，18.帶輪，19. 帶輪，20.同步齒型帶，21.帶輪座，22橫向導桿，23.豎直導桿，24.滑塊，25. 壓片，26.步進電機，27.步進電機，28.步進電機。
具體實施例方式
如圖l、 2、 3、 4所示，本發明包括底座l、橫梁4、安裝在底座1和橫梁4 之間的豎直導桿，即由底座l、橫梁4和三根豎直導桿8、 15、 23聯接組成框架 結構。
在三根豎直導桿8、 15、 23上套裝有沿三根豎直導桿8、 15、 23上下運動 的掃描裝置和驅動掃描裝置沿豎直導桿上下運動的動力驅動裝置，達到豎向掃 描，所述的驅動掃描裝置沿豎直導桿上下運動的動力驅動裝置為在掃描裝置 上固定安裝有絲杠螺母3，在橫梁4與底座1之間安裝有絲杠2，步進電機26 通過齒輪驅動絲杠2轉動。即固定在底座1上向下布置的步進電機26的輸出軸 上聯接有齒輪17，通過齒輪17傳動使與從動齒輪7聯接的絲杠2旋轉，絲杠2 下端靠向心推力球軸承5支撐，上端由安裝在橫梁4上的向心球軸承6定位， 由豎直導桿導向使與絲杠2配合的絲杠螺母3在豎直方向產生直線運動；橫向 導桿9、 22的一端水平插入步進電機座10上的盲孔內成開放式聯接，橫向導桿 9、 22另一端和帶輪座14、 21螺紋緊固聯接。
掃描裝置包括步進電機座10、安裝在步進電機座10上的步進電機28、 27、 安裝從動帶輪19、 12的帶輪座21、 14、設置在步進電機座10和帶輪座21、 14 之間的橫向導桿22、 9、連接步進電機28、 27和從動帶輪19、 12的同步齒型帶 20、 13、連接在同步齒型帶20、 13上并沿橫向導桿橫向22、 9運動的滑塊24、 16以及安裝在滑塊上的紅外測溫儀和掃描頭，完成對人體的正面、側面掃描。在與絲杠螺母3通過開槽緊固螺釘聯接的步進電機座10上固定有兩臺水平 布置的步進電機28、 27，其輸出軸上分別聯接帶輪18、 11，對應帶輪18、 11 在帶輪座21、 14上安裝有從動帶輪19、 12，在帶輪18、 11與從動帶輪19、 12 之間安裝有同步齒型帶20、 13，滑塊24、 16通過壓片25和螺釘與同步齒型帶 20、 13聯接，并且套裝在橫向導桿22上。
本測量機構主要由底座、橫梁、絲杠、絲杠螺母、豎直導桿、橫向導桿、 步進電機、齒輪、帶輪、同步齒型帶和掃描裝置組成。同步齒型帶傳動來實現 掃描裝置沿橫向導桿的往復直線運動，完成對人體的正面、側面掃描，絲杠和 絲杠螺母構成的滑動螺旋傳動來實現掃描裝置的上下運動，達到豎向掃描的目 的，從而可獲取人體全面的數據。
該測量機構為開放式結構，由底座、三根豎直導桿和橫梁組成框架，三個 步進電機驅動形成三個相對獨立的運動。固定在與絲杠螺母通過開槽緊固螺釘 聯接的步進電機座上的兩臺水平布置的步進電機，其輸出軸上分別聯接帶輪， 通過安裝在帶輪座的從動帶輪，建立起同步齒型帶傳動。紅外測溫儀和掃描頭 安裝在滑塊上，滑塊通過壓片由螺釘與同步齒型帶聯接，從而通過同步齒型帶 傳動、橫向導桿導向來實現掃描裝置的橫向往復直線運動，完成對人體的正面、 側面掃描。
固定在底座上向下布置的一臺步進電機的輸出軸上聯接齒輪，通過齒輪傳 動，使與從動齒輪聯接的絲杠旋轉，絲杠下端通過向心推力球軸承支撐，上端 由向心球軸承定位，由豎直導桿導向使與絲杠配合的絲杠螺母在豎直方向產生 直線運動。其中，絲杠螺母與步進電機座通過開槽緊固螺釘聯接，橫向導桿的 一端水平插入步進電機座上的盲孔內成開放式聯接，橫向導桿另一端和帶輪座 螺紋緊固聯接，帶輪座通過豎直導桿導向在豎直方向產生直線運動，這樣通過絲杠螺母的運動也帶動同步齒型帶上掃描裝置的上下運動。
本測量機構中所用導桿為圓柱面形滑動磨擦導桿，分別為兩組橫向導桿和 三根豎直導桿，其主要特點是結構簡單，導向面的加工和檢驗簡便，易于達到 較高的精度要求，但間隙不易調節。因單一圓柱導桿的運動件，除可沿其軸線 方向作直線運動外，還可繞其軸線轉動，因此利用輔助導向面限制滑塊的轉動; 為減小由于間隙引起的轉角誤差，設計中適當地增大同一組中兩根橫向導桿的 距離。為減小系統的慣量、減少磨擦、提高效率，以利于系統的動態響應，在 所有運動件中加入銅套來減小與導桿間的滑動磨擦。其中，為了便于本導桿的 安裝和調試，輔助導向面的一端采用開放式結構。由于絲杠必需能正反轉且不 會產生自鎖現象，所以滑動絲杠采用梯形螺紋。并且，梯形螺紋的強度和對中 準確性較好，可消除因磨損而形成的間隙。如果螺旋副中存在間隙，當絲杠的 轉動方向改變時，螺旋傳動將產生空回。對于在正反向傳動下工作的精密螺旋 傳動，空回將直接引起傳動誤差，因此必須設法予以消除。消除空回的方法就 是在保證螺旋副相對運動要求的前提下消除絲杠和螺母之間的間隙。在本裝置 的螺旋傳動中，利用調整螺母通過徑向調整法來消除空回。本測量機構中的底 座除了支撐功能外，還利用其上面的壓力傳感器測量人體體重，為尺寸測量提 供輔助數據。并且機構中所釆用的MI20型紅外測溫儀重量僅為130克。因為兩 帶輪的中心距較大，為了防止工作時齒型帶的脫落，在主、從帶輪的兩側均裝 有擋圈。
權利要求
1、一種三維人體尺寸自動測量機構，包括底座、橫梁、安裝在底座和橫梁之間的豎直導桿，其特征在于在豎直導桿上套裝有沿豎直導桿上下運動的掃描裝置和驅動掃描裝置沿豎直導桿上下運動的動力驅動裝置，達到豎向掃描，掃描裝置包括步進電機座、安裝在步進電機座上的步進電機、安裝從動帶輪的帶輪座、設置在步進電機座和帶輪座之間的橫向導桿、連接步進電機和從動帶輪的齒型帶、連接在齒型帶上并沿橫向導桿橫向運動的滑塊以及安裝在滑塊上的紅外測溫儀和掃描頭，完成對人體的正面、側面掃描。
2、 根據權利要求l所述的三維人體尺寸自動測量機構，其特征在于所 述的驅動掃描裝置沿豎直導桿上下運動的動力驅動裝置為在掃描裝置上固 定安裝有絲杠螺母，在橫梁與底座之間安裝有絲杠，步進電機通過齒輪驅動 絲杠轉動。
3、 根據權利要求2所述的三維人體尺寸自動測量機構，其特征在于在 與絲杠螺母通過開槽緊固螺釘聯接的步進電機座上固定有兩臺水平布置的步 進電機，其輸出軸上分別聯接帶輪，對應帶輪在帶輪座上安裝有從動帶輪， 在帶輪與從動帶輪之間安裝有同步齒型帶，滑塊通過壓片和螺釘與同步齒型 帶聯接，并且套裝在橫向導桿上。
4、 根據權利要求2所述的三維人體尺寸自動測量機構，其特征在于固 定在底座上向下布置的步進電機的輸出軸上聯接有齒輪，通過齒輪傳動使與 從動齒輪聯接的絲杠旋轉，絲杠下端靠向心推力球軸承支撐，上端由安裝在 橫梁上的向心球軸承定位，由豎直導桿導向使與絲杠配合的絲杠螺母在豎直 方向產生直線運動；橫向導桿的一端水平插入步進電機座上的盲孔內成開放 式聯接，橫向導桿另一端和帶輪座螺紋緊固聯接。
全文摘要
本發明涉及一種被測量者不需要除裝即可測量的三維人體尺寸自動測量機構，包括底座、橫梁、裝在底座和橫梁間的豎直導桿，在豎直導桿上套裝有沿豎直導桿上下運動的掃描裝置和驅動掃描裝置沿豎直導桿上下運動的動力驅動裝置，達到豎向掃描，掃描裝置包括步進電機座、裝在步進電機座上的步進電機、安裝從動帶輪的帶輪座、設在步進電機座和帶輪座間的橫向導桿、連接步進電機和從動帶輪的齒型帶、連接在齒型帶上并沿橫向導桿橫向運動的滑塊以及安裝在滑塊上的紅外測溫儀和掃描頭，該測量機構不僅體積小、重量輕、結構緊湊，而且被測量者不需要除裝情況下，能快速、準確進行人體裸尺寸測量。
文檔編號G01B11/24GK101561258SQ20091006507
公開日2009年10月21日 申請日期2009年6月1日 優先權日2009年6月1日
發明者勇 李, 敏 胡, 賀德強 申請人:中原工學院