中國空間站入選2023全球十大工程成就！探尋大國重器背后的硬核科技

2023年12月20日，中國工程院院刊《Engineering》發(fā)布“2023全球十大工程成就”，中國空間站作為重大創(chuàng)新成果入選。2022年10月31日，夢天實(shí)驗(yàn)艙順利發(fā)射，同年11月，中國空間站歷經(jīng)11次發(fā)射任務(wù)后完成在軌組裝建造。思看科技三維掃描儀隨夢天艙一同“上天”，見證了中國航天里程碑式的勝利，為中國空間站一系列科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究提供高效、精準(zhǔn)、穩(wěn)定的非接觸式三維測量服務(wù)。

圖源中國載人航天工程官網(wǎng)

思看科技三維掃描儀成功進(jìn)行中國空間站夢天實(shí)驗(yàn)艙在軌實(shí)驗(yàn)，這是三維掃描儀實(shí)現(xiàn)航天級應(yīng)用的精彩詮釋。這款掃描設(shè)備從概念設(shè)計(jì)到投入量產(chǎn)，打造了便攜式三維掃描儀的全新形態(tài)，重塑了“小而精”的計(jì)量級三維掃描儀新標(biāo)桿。這背后源于思看人對精益求精的不懈追求和對技術(shù)創(chuàng)新的全情投入。

思看科技三維掃描儀應(yīng)用于中國空間站在軌實(shí)驗(yàn)

一、SIMSCAN的誕生：源于對精益求精的極致追求

回顧第一代SIMSCAN的研發(fā)歷程，思看科技從最初的構(gòu)想，到設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、改進(jìn)，每一步都經(jīng)過精心的計(jì)劃和嚴(yán)格的測試。期間不斷打磨產(chǎn)品，經(jīng)歷了數(shù)百次的強(qiáng)度試驗(yàn)、精度試驗(yàn)和力學(xué)試驗(yàn)，攻克了一系列技術(shù)難題，最終在產(chǎn)品外形結(jié)構(gòu)、重量尺寸、精度穩(wěn)定性方面交出了圓滿的答卷。

SIMSCAN原始設(shè)計(jì)圖紙

Q1 相機(jī)基線縮短如何確保高精度？

擺在研發(fā)團(tuán)隊(duì)面前的第一個(gè)難題是：如何在縮短相機(jī)基線的情況下，確保高精度？SIMSCAN體積小，相應(yīng)地，相機(jī)基線距離比普通掃描儀更短。

SIMSCAN相機(jī)基線距離

面對這一變化，研發(fā)團(tuán)隊(duì)采用圖像增強(qiáng)等技術(shù)和全新的亞像素特征提取算法，很大程度改善設(shè)備精度，并重新設(shè)計(jì)了基于短基線的標(biāo)定系統(tǒng)；同時(shí)利用相機(jī)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(shè)備的發(fā)熱控制？

將掃描儀的所有器件裝進(jìn)遠(yuǎn)小于同類型產(chǎn)品的外殼，這對設(shè)備的發(fā)熱控制提出了更高的要求。

首先我們需要降低設(shè)備的基礎(chǔ)功耗，通過嚴(yán)格的測試篩選出滿足性能要求的低功耗的處理芯片、相機(jī)、激光器等核心器件，同時(shí)還要確保上述器件滿足航天品質(zhì)的要求。在此基礎(chǔ)上，對軟件和算法進(jìn)行優(yōu)化加速，提升處理效率，進(jìn)一步降低功耗，從源頭上降低產(chǎn)熱量。

另一方面是散熱設(shè)計(jì)。起初有人提出在掃描儀內(nèi)部加裝一個(gè)散熱風(fēng)扇，但實(shí)驗(yàn)證明散熱風(fēng)扇作為一個(gè)持續(xù)的震動源，會對產(chǎn)品使用壽命和測量精度造成一定的影響。經(jīng)過多輪的假設(shè)-試驗(yàn)-推翻-再假設(shè)-再試驗(yàn)，最終思看科技設(shè)計(jì)出了獨(dú)特的散熱機(jī)構(gòu)以保證內(nèi)部熱傳導(dǎo)的均勻性，同時(shí)通過熱仿真模擬，為設(shè)備外殼配備散熱翅片，實(shí)現(xiàn)了可靠的散熱性能。

SIMSCAN散熱翅片

Q3 細(xì)節(jié)處見真章：締造強(qiáng)大的易用性和可靠性

在外觀設(shè)計(jì)上，為了模擬掃描儀在各種使用場景中可能遇到的狀況，從把手到簡易的按鈕設(shè)計(jì)，再到圓滑的流暢型外殼結(jié)構(gòu)，都充分符合人體工程學(xué)的考量。

起初在機(jī)身中部設(shè)計(jì)了一個(gè)凹槽以輔助抓握，但在實(shí)際試用過程中發(fā)現(xiàn)，因?yàn)樵O(shè)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(chǎn)生疲勞感，非常不利于長時(shí)間抓握。

SIMSCAN原始設(shè)計(jì)圖（凹槽抓握設(shè)計(jì)）

此外，為了預(yù)防手持作業(yè)過程中人手可能被劃傷的風(fēng)險(xiǎn)，整機(jī)的外殼結(jié)構(gòu)也采用平滑的一體式曲面設(shè)計(jì)，嚴(yán)苛的細(xì)節(jié)把控締造了SIMSCAN的極簡易用和科技美學(xué)。

SIMSCAN產(chǎn)品圖

細(xì)節(jié)不止于此，在外殼材質(zhì)的選擇上，通過大量耐久性和可靠性測試，最終從眾多備選材料中選用了高強(qiáng)度航空鋁金屬。同時(shí)，這也是行業(yè)內(nèi)少有的采用全金屬外殼設(shè)計(jì)的工業(yè)級三維掃描儀，在耐用性和設(shè)備質(zhì)量之間實(shí)現(xiàn)了充分的平衡。

高強(qiáng)度航空鋁合金材料

經(jīng)過上百種來料的耐心驗(yàn)證，SIMSCAN的大部分電子器件，甚至是緊固件、連接線束等細(xì)小配件，均采用符合航天要求的高規(guī)格器件。SIMSCAN的可靠性能正是源自于精益求精的進(jìn)化迭代和對細(xì)節(jié)的不懈追求。

二、客戶滿意背后，是一次次嚴(yán)格測試

SIMSCAN正式發(fā)布前，先后在公司內(nèi)部和客戶現(xiàn)場經(jīng)過上百次仿真模擬測試，以確保其在各種極端環(huán)境下的可靠性和穩(wěn)定性。如動/靜應(yīng)力分析、模態(tài)分析、震動分析、熱力分析等，充分驗(yàn)證了設(shè)備在電磁場干擾、低氧低壓、高強(qiáng)度震動等環(huán)境狀態(tài)下的系統(tǒng)穩(wěn)定性。

SIMSCAN掃描測試過程

櫛風(fēng)沐雨，玉汝于成。數(shù)十人的開發(fā)團(tuán)隊(duì)，終于打磨出一款真正的航天級3D掃描標(biāo)桿產(chǎn)品。這是思看科技蓄勢篤行、突破創(chuàng)新的一大步，也是革新3D計(jì)量行業(yè)的一大步！

夢天艙發(fā)射（圖源中國載人航天工程官網(wǎng)）

三、傳承航天精神，多次迭代鑄就航天品質(zhì)

SIMSCAN的發(fā)布呈現(xiàn)了掌上三維掃描儀的全新形態(tài)，其輕巧的機(jī)身在狹小空間掃描有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢，一經(jīng)推出便廣受好評。前進(jìn)的腳步永不停歇，經(jīng)過不斷的迭代升級，2021年3月，SIMSCAN30掌上三維掃描儀橫空出世。

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(yōu)勢，發(fā)布之初便深受市場喜愛，先后攬獲德國紅點(diǎn)獎和中國專利獎，成為工業(yè)級三維掃描產(chǎn)品中新的焦點(diǎn)。

01 輕量化人體工學(xué)設(shè)計(jì)，縱享工業(yè)美學(xué)

SIMSCAN30沿襲了第一代SIMSCAN的輕量化設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，凈重570g，尺寸203mm × 80mm × 44mm，整機(jī)為航空鋁金屬外殼。外形采用符合人體工程學(xué)的一體式曲面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，更加貼合手部弧度，搭配特制的鏤空防滑保護(hù)套，釋放舒適輕盈的握持體驗(yàn)。

SIMSCAN系列掌上三維掃描儀

02 沿襲航天品質(zhì)，展現(xiàn)可靠性能

SIMSCAN30嚴(yán)選符合航天級標(biāo)準(zhǔn)的電子元器件和結(jié)構(gòu)組件，歷經(jīng)多次迭代，可發(fā)揮出成熟可靠的系統(tǒng)性能。新一代3D傳感器以及高清工業(yè)相機(jī)提供了清晰廣闊的視野，精度最高可達(dá)0.020mm，可以輕松實(shí)現(xiàn)物品表面細(xì)節(jié)的精準(zhǔn)捕捉。

SIMSCAN系列相機(jī)拆解

03 方寸之間，盡顯非凡實(shí)力

得益于強(qiáng)大的算法能力和系統(tǒng)優(yōu)化處理，SIMSCAN30有著強(qiáng)勁的性能表現(xiàn)。經(jīng)過一年多的市場考驗(yàn)，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(tài)掃描儀的效率上限。

SIMSCAN系列產(chǎn)品掃描激光線

結(jié)語

如果說第一代SIMSCAN是三維掃描儀是思看科技精工細(xì)琢的典范，SIMSCAN42則是航天品質(zhì)和工業(yè)美學(xué)的集大成者。

從設(shè)計(jì)到量產(chǎn)，厚積薄發(fā)，SIMSCAN系列將航天級品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用于工業(yè)制造市場，重新定義了便攜式計(jì)量級三維掃描儀，該系列的成功研發(fā)，是國產(chǎn)民族品牌躋身世界前列的里程碑。

久久為功，美美與共。作為三維數(shù)字化領(lǐng)域的領(lǐng)潮者，思看科技始終堅(jiān)持自主創(chuàng)新，讓“中國制造”變成“中國智造”，并真正走向世界。

回望過去，思看科技一直精益求精、砥礪奮進(jìn)。敢于去爬沒人敢爬的坡，去走少有人走的路。展望未來，思看科技將持續(xù)賦能產(chǎn)業(yè)升級，以穩(wěn)如磐石的技術(shù)革新，助力企業(yè)精進(jìn)智能智造之路。