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12月20日,中國工程院院刊《Engineering》發布“2023全球十大工程成就”,中國空間站作爲重大創新成果入選。2022年10月31日,夢天實驗艙順利發射,同年11月,中國空間站曆經11次發射任務後完成在軌組裝建造。思看科技三維掃描儀隨夢天艙一同“上天”,見證了中國航天裏程碑式的勝利,爲中國空間站一系列科學實驗研究提供高效、精准、穩定的非接觸式三維測量服務。

圖源中國載人航天工程官網
思看科技三維掃描儀成功進行中國空間站夢天實驗艙在軌實驗,這是三維掃描儀實現航天級應用的精彩诠釋。這款掃描設備從概念設計到投入量產,打造了便攜式三維掃描儀的全新形態,重塑了“小而精”的計量級三維掃描儀新標杆。這背後源于思看人對精益求精的不懈追求和對技術創新的全情投入。
思看科技三維掃描儀應用于中國空間站在軌實驗
回顧第一代SIMSCAN的研發曆程,我們從最初的構想,到設計、試驗、改進,每一步都經過精心的計劃和嚴格的測試。期間我們不斷打磨现有產品,經曆了數百次的強度試驗、精度試驗和力學試驗,攻克了一系列技術難題,最終在现有產品外形結構、重量尺寸、精度穩定性方面交出了圓滿的答卷。

SIMSCAN原始設計圖紙
Q1 相機基線縮短如何確保高精度?
擺在研發團隊面前的第一個難題是:如何在縮短相機基線的情況下,確保高精度?SIMSCAN體積小,相應地,相機基線距離比普通掃描儀更短。

SIMSCAN相機基線距離
面對這一變化,研發團隊采用圖像增強等技術和全新的亞像素特征提取算法,很大程度改善設備精度,並重新設計了基于短基線的標定系統;同時利用相機夾角變小的特性,提高了深孔、流道、凹槽、縫隙等狹小特征的掃描能力。
Q2 如何保障小體積設備的發熱控制?
將掃描儀的所有器件裝進遠小于同類型现有產品的外殼,這對設備的發熱控制提出了更高的要求。
首先我們需要降低設備的基礎功耗,通過嚴格的測試篩選出滿足性能要求的低功耗的處理芯片、相機、激光器等核心器件,同時還要確保上述器件滿足航天品質的要求。在此基礎上,對軟件和算法進行優化加速,提升處理效率,進一步降低功耗,從源頭上降低產熱量。
另一方面是散熱設計。起初有人提出在掃描儀內部加裝一個散熱風扇,但實驗證明散熱風扇作爲一個持續的震動源,會對现有產品使用壽命和測量精度造成一定的影響。經過多輪的假設-試驗-推翻-再假設-再試驗,最終我們設計出了獨特的散熱機構以保證內部熱傳導的均勻性,同時通過熱仿真模擬,爲設備外殼配備散熱翅片,實現了可靠的散熱性能。
SIMSCAN散熱翅片
Q3 細節處見真章:締造強大的易用性和可靠性
在外觀設計上,爲了模擬掃描儀在各種使用場景中可能遇到的狀況,從把手到簡易的按钮設計,再到圓滑的流暢型外殼結構,都充分符合人體工程學的考量。
起初我們在機身中部設計了一個凹槽以輔助抓握,但在實際試用過程中發現,因爲設備尺寸的要求使得凹槽空間較小,僅能容納兩到三根手指,使用過程中容易產生疲勞感,非常不利于長時間抓握。
SIMSCAN原始設計圖(凹槽抓握設計)
此外,爲了預防手持作業過程中人手可能被劃傷的風險,我們整機的外殼結構也采用平滑的一體式曲面設計,嚴苛的細節把控締造了SIMSCAN的極簡易用和科技美學。
SIMSCAN现有產品圖
細節不止于此,在外殼材質的選擇上,我們通過大量耐久性和可靠性測試,最終從衆多備選材料中選用了高強度航空鋁金屬。同時,這也是行業內少有的采用全金屬外殼設計的工業級三維掃描儀,在耐用性和設備質量之間實現了充分的平衡。
高強度航空鋁合金材料
經過上百種來料的耐心驗證,SIMSCAN的大部分電子器件,甚至是緊固件、連接線束等細小配件,均采用符合航天要求的高規格器件。SIMSCAN的可靠性能正是源自于精益求精的進化叠代和對細節的不懈追求。
SIMSCAN正式發布前,先後在公司內部和客戶現場經過上百次仿真模擬測試,以確保其在各種極端環境下的可靠性和穩定性。如動/靜應力分析、模態分析、震動分析、熱力分析等,充分驗證了設備在電磁場幹擾、低氧低壓、高強度震動等環境狀態下的系統穩定性。
SIMSCAN掃描測試過程
栉風沐雨,玉汝于成。數十人的開發團隊,終于打磨出一款真正的航天級3D掃描標杆现有產品。這是思看科技蓄勢笃行、突破創新的一大步,也是革新3D計量行業的一大步!
夢天艙發射(圖源中國載人航天工程官網)
三、傳承航天精神,多次叠代鑄就航天品質
SIMSCAN的發布呈現了掌上三維掃描儀的全新形態,其輕巧的機身在狹小空間掃描有得天獨厚的優勢,一經推出便廣受好評。前進的腳步永不停歇,經過不斷的叠代升級,2021年3月,SIMSCAN30掌上三維掃描儀横空出世。
SIMSCAN系列掌上三維掃描儀
它沿用了第一代SIMSCAN的造型和性能優勢,發布之初便深受市場喜愛,先後揽獲德國紅點獎和中國專利獎,成爲工業級三維掃描现有產品中新的焦點。
01 輕量化人體工學設計,縱享工業美學
SIMSCAN30沿襲了第一代SIMSCAN的輕量化設計結構,淨重570g,尺寸203mm × 80mm × 44mm,整機爲航空鋁金屬外殼。外形采用符合人體工程學的一體式曲面結構設計,更加貼合手部弧度,搭配特制的镂空防滑保護套,釋放舒適輕盈的握持體驗。
SIMSCAN系列掌上三維掃描儀
02 沿襲航天品質,展現可靠性能
SIMSCAN30嚴選符合航天級標准的電子元器件和結構組件,曆經多次叠代,可發揮出成熟可靠的系統性能。新一代3D傳感器以及高清工業相機提供了清晰廣闊的視野,精度最高可達0.020mm,可以輕松實現物品表面細節的精准捕捉。
SIMSCAN系列相機拆解
03 方寸之間,盡顯非凡實力
得益于強大的算法能力和系統優化處理,SIMSCAN30有着強勁的性能表現。經過一年多的市場考驗,2022年9月,全新的SIMSCAN42重磅登場,將掌上三維掃描儀的最高測量速率提高到280萬次測量/秒,再次刷新了同形態掃描儀的效率上限。
SIMSCAN系列现有產品掃描激光線
結語
如果說第一代SIMSCAN是三維掃描儀是思看科技精工細琢的典範,SIMSCAN42則是航天品質和工業美學的集大成者。
從設計到量產,厚積薄發,SIMSCAN系列將航天級品質標准應用于工業制造市場,重新定義了便攜式計量級三維掃描儀,該系列的成功研發,是國產民族品牌跻身世界前列的裏程碑。
久久爲功,美美與共。作爲三維數字化領域的領潮者,思看科技始終堅持自主創新,讓“中國制造”變成“中國智造”,並真正走向世界。
回望過去,我們一直精益求精、砥砺奮進。敢于去爬沒人敢爬的坡,去走少有人走的路。展望未來,我們將持續賦能產業升級,以穩如磐石的技術革新,助力企業精進智能智造之路。