CN111238459A - 一种扫描标靶固定装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种扫描标靶固定装置。包括标靶固定座、支架杆组和支架终端；支架杆组包括至少三个支架杆，多个所述支架杆的一端均与标靶固定座铰接，支架杆的另一端均设有支架终端；所述标靶固定座包括磁吸基座和标靶固定钳；所述标靶固定钳安装在磁吸基座上，用以对扫描标靶进行吸附和夹持固定；所述支架终端底部设有能与磁性安装面相互吸合固定的磁吸底盘，用以实现扫描标靶固定装置在水平或非水平平面的架设安装。本发明通过标靶固定钳和磁吸基座固定扫描标靶，使扫描标靶在非水平平面架设时不会从固定装置中脱落；通过使用支架杆和磁吸式支架终端结合，解决了三维激光扫描标靶布设局限性大的问题。

Description

一种扫描标靶固定装置

技术领域

本发明涉及激光扫描技术领域，具体涉及一种扫描标靶固定装置。

背景技术

三维激光扫描技术发展迅速，因其高效、无接触和高精度获取被扫描物体表面点云坐标、颜色和反射率等多元数据的特性，已经代替了很多传统的单点坐标测取方式。三维激光扫描获取的多站原始点云数据在拼接与定向时需要公共的特征物作为拼接基元，其中扫描标靶是最常用到的公共特征物。扫描标靶中常见的有球形标靶和黑白棋盘状平面标靶，其中球形标靶多为反射良好的塑料圆球，黑白棋盘状平面标靶多为涂有多种高对比度反光涂料的金属片。不论是扫描仪厂家生产的标配标靶还是研究团队自行生产的标靶，均需要在标靶底部装配圆柱状金属连接杆或磁吸底座，以便将扫描标靶安装在测绘用棱镜底座上或者吸附在铁质物表面，达到稳固扫描标靶的作用。

扫描标靶的磁吸底座长度较短且不能改变长度，此时扫描标靶在吸附于铁质物表面时距离该物体较近，容易被扫描视场内其他物体遮挡，造成了在布设标靶球时可选择的区域较小，布设局限性较大，若将扫描标靶放置在三脚架上时，只能架设在水平向上的平面上，无法选择竖直面或者水平向下的面进行架设，布设局限性较大。

综上所述，急需一种扫描标靶固定装置以解决现有技术中存在的问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种扫描标靶固定装置，以解决三维激光扫描标靶在不同环境架设问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种扫描标靶固定装置，包括标靶固定座、支架杆组和支架终端；支架杆组包括至少三个支架杆，多个所述支架杆的一端均与标靶固定座铰接，支架杆的另一端均设有支架终端；

所述标靶固定座包括磁吸基座和标靶固定钳；所述标靶固定钳安装在磁吸基座上，用以对扫描标靶进行吸附和夹持固定；

所述支架终端底部设有能与磁性安装面相互吸合固定的磁吸底盘，用以实现扫描标靶固定装置在水平或非水平平面的架设安装。

优选的，所述支架终端还包括支架套筒和具有通孔的限位圆台；所述支架套筒的顶部与支架杆连接，支架套筒底部插入限位圆台的通孔内可转动设置；所述限位圆台底部与磁吸底盘连接，用以调整支架终端的安装姿态。

优选的，所述支架套筒上部为带内螺纹的空心圆柱端，用以与带有外螺纹的支架杆可拆卸式连接；所述支架套筒下部为球体端，所述球体端的规格大于限位圆台中通孔的顶部的规格，用以防止支架套筒在限位圆台内转动时脱出。

优选的，所述磁吸基座顶部设有用于安装磁性元件的磁性元件安装孔；所述磁性元件安装孔轴线与磁吸基座轴线重合；所述磁吸基座外侧面均匀设有支架杆安装座，用以与支架杆连接。

优选的，所述磁吸基座顶部设有至少三个螺孔柱，所述螺孔柱柱体的沿高度方向的截面为多边形，用以安装标靶固定钳。

优选的，所述标靶固定钳包括转轴和钳体；两个所述钳体通过转轴在中部铰接，所述转轴上套装有扭转弹簧，用以将两个钳体在静止时保持夹紧；所述转轴上开有连接孔，所述连接孔尺寸与螺孔柱外部尺寸相匹配，用以将标靶固定钳安装至磁吸基座上。

优选的，所述标靶固定座还包括半开合式外壳；所述半开合式外壳包括圆环顶板和沿圆环顶板边缘设置的圆柱面侧板；所述圆柱面侧板上设有缺口，用以避免圆柱面侧板与标靶固定钳发生干涉；所述圆柱面侧板上设有固定柱，所述固定柱轴线指向标靶固定钳中心，所述固定柱沿轴线设有螺纹孔，用以安装顶紧螺栓配合标靶固定钳固定扫描标靶；所述圆环顶板上设有与螺孔柱匹配的安装孔，用以将半开合式外壳安装在磁吸基座顶部。

优选的，所述圆环顶板上设有标靶通过孔，所述标靶通过孔的轴线与磁吸基座的轴线重合；所述标靶通过孔直径大于扫描标靶底座直径，用以将扫描标靶安装至磁吸基座上。

优选的，所述磁吸基座上表面设有限位槽；所述限位槽形状与圆柱面侧板底部匹配，用以对半开合式外壳限位。

优选的，所述支架杆顶部设有螺纹孔，用以与标靶固定座连接；所述支架杆尾部设有螺纹，用以与支架终端连接；所述支架杆末端为尖角端，用以在非平坦地面架设扫描标靶固定装置。

应用本发明的技术方案，具有以下有益效果：

(1)本发明中，通过标靶固定钳和磁吸基座固定扫描标靶，使扫描标靶在非水平平面架设时不会从固定装置中脱落；通过使用支架杆和磁吸式支架终端结合，一方面，使扫描标靶高度提升，不易被其他物体遮挡，另一方面，通过磁吸式支架终端，可将三维激光扫描标靶架设在非水平平面，解决了三维激光扫描标靶布设局限性大的问题。

(2)本发明中，支架套筒与限位圆台为可转动式连接，从而调整支架终端的姿态，便于调整扫描标靶的安装位置，不易被遮挡，使扫描标靶满足使用要求。

(3)本发明中，支架杆与支架终端为可拆卸式连接，支架杆末端为尖角端，支架终端带有磁吸底盘，使扫描标靶固定装置既可以放置在平坦面和铁质平面上，也可架设在非平坦地面上，同时通过支架终端加装防滑垫，可防止扫描标靶固定装置架设在光滑面上测量时滑移，影响扫描结果。

(4)本发明中，通过磁吸基座、标靶固定钳和顶紧螺栓的配合，对扫描标靶的金属底座进行有效固定。其中，标靶固定钳和顶紧螺栓对扫描标靶的金属底座进行水平方向的三点式固定，磁吸基座对扫描标靶的金属底座进行竖直方向的吸附固定，防止扫描标靶在测量过程中与扫描标靶固定装置脱离，影响扫描结果。

(5)本发明中，通过在磁吸基座上设置沿高度方向截面为多边形的螺孔柱，在标靶固定钳的转轴上设置与螺孔柱匹配的连接孔，使标靶固定钳不会绕螺孔柱发生相对转动，从而使标靶固定钳钳口中心与磁吸基座轴线不发生相对偏移，使标靶固定钳夹持扫描标靶底座时更可靠。

(6)本发明中，通过在磁吸基座上设置半开合式外壳，半开合式外壳的圆柱面侧板上设有缺口，防止标靶固定钳从磁吸基座上部脱出的同时可避免半开合式外壳阻碍标靶固定钳钳口的开合。

(7)本发明中，磁吸基座顶部设有与半开合式外壳底部匹配的限位槽，可对半开合式外壳进行限位，提升装置装配效率。

(8)本发明中，使用轻质材料制造支架杆，减轻了装置重量，减少了工作人员搬运支架的劳动强度，本装置结构简单，拼接方便，大大提升了工作人员的架设效率。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是扫描标靶固定装置的整体结构示意图；

图2是标靶固定座的结构爆炸示意图；

图3是支架杆的结构示意图；

图4是支架终端的结构爆炸示意图；

其中，1、标靶固定座，1.1、磁吸基座，1.1.1、磁性元件安装孔，1.1.2、磁性元件，1.1.3、支架杆安装座，1.1.4、螺孔柱，1.1.5、限位槽，1.2、半开合式外壳，1.2.1、圆环顶板，1.2.11、标靶通过孔，1.2.2、圆柱面侧板，1.2.21、固定柱，1.2.22、顶紧螺栓，1.3、标靶固定钳，1.3.1、转轴，1.3.2、钳体，2、支架杆组，2.1、支架杆，3、支架终端，3.1、支架套筒，3.1.1、圆柱端，3.1.2、球体端，3.2、限位圆台，3.3、磁吸底盘，3.4、防滑垫。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

参见图1至图4，一种扫描标靶固定装置，本实施例应用于三维激光扫描标靶固定。

一种扫描标靶固定装置，包括标靶固定座1、支架杆组2和支架终端3；支架杆组2包括至少三个支架杆2.1，多个所述支架杆2.1一端均与标靶固定座1铰接，支架杆2.1另一端均设有支架终端3；本实施例中，所述支架杆组2设有三个支架杆2.1。

参见图2，所述标靶固定座1包括磁吸基座1.1和标靶固定钳1.3；所述标靶固定钳1.3安装在磁吸基座1.1上，用以对扫描标靶进行吸附和夹持固定。

参见图4，所述支架终端3底部设有能与磁性安装面相互吸合固定的磁吸底盘3.3，用以实现扫描标靶固定装置在水平或非水平平面的架设安装；所述磁吸底盘3.3底部可套装防滑垫3.4，用以防止扫描标靶固定装置在光滑面上滑移，影响扫描结果。

所述支架终端3还包括支架套筒3.1和具有通孔的限位圆台3.2；所述支架套筒3.1的顶部与支架杆2.1连接，支架套筒3.1底部可转动的安装在限位圆台3.2内；所述限位圆台3.2底部与磁吸底盘3.3连接，用以调整支架终端3的安装姿态，从而调整支架杆2.1的姿态；所述磁吸底盘3.3固定安装在限位圆台3.2底部，用以在能与磁吸底盘3.3相吸合的磁性安装面(如铁质面等)上进行安装固定，磁性安装面为竖直面或水平面(如顶部吸附安装，扫描标靶固定装置朝下)，从而实现扫描标靶在非水平平面的架设安装。

参见图4，所述支架套筒3.1上部为带内螺纹的圆柱端3.1.1，用以与带外螺纹的支架杆2.1可拆卸式连接；所述支架套筒下部为球体端3.1.2；所述球体端3.1.2的规格大于限位圆台3.2中顶部通孔的规格，球体端3.1.2直径为顶部通孔直径的1.1～1.5倍，用以防止支架套筒3.1在限位圆台3.2内转动时脱出；球体端3.1.2规格应小于限位圆台3.2中通孔的底部的规格，便于支架套筒3.1从圆台3.2底部通孔装入。

参见图2，所述磁吸基座1.1顶部设有磁性元件安装孔1.1.1；所述磁性元件安装孔1.1.1轴线与磁吸基座1.1轴线重合；所述磁性元件1.1.2安装在磁性元件安装孔1.1.1内部，用以对扫描标靶的金属底座进行吸附固定，本实施例中，所述磁性元件1.1.2为磁力强的钕磁铁；所述磁吸基座1.1外侧面均匀设有支架杆安装座1.1.3，用以与支架杆2.1连接；所述磁吸基座1.1上表面设有至少三个螺孔柱1.1.4，所述螺孔柱1.1.4柱体沿其高度方向的截面为多边形，用以安装标靶固定钳1.3；本实施例中，所述螺孔柱1.1.4柱体沿其高度方向的截面为三角形。

参见图2，所述标靶固定钳1.3包括转轴1.3.1和钳体1.3.2；两个所述钳体1.3.2通过转轴1.3.1在中部铰接，所述转轴1.3.1上套装有扭转弹簧，用以将钳体1.3.2在静止时保持夹紧；所述转轴1.3.1沿轴线开有通孔，所述通孔尺寸与螺孔柱1.1.4外部尺寸相匹配，用以将标靶固定钳1.3安装至磁吸基座1.1上，由于螺孔柱1.1.4的截面为多边形，转轴1.3.1不会绕螺孔柱1.1.4发生转动，从而使标靶固定钳1.3钳口中心与磁吸基座1.1轴线不发生相对偏移，使标靶固定钳1.3夹持扫描标靶底座时更可靠。

参见图2，所述标靶固定座1还包括半开合式外壳1.2；所述半开式外壳1.2包括圆环顶板1.2.1和沿圆环顶板1.2.1边缘设置的圆柱面侧板1.2.2；所述圆柱面侧板1.2.2上设有缺口，用以避免半开合式外壳1.2与标靶固定钳1.3发生干涉；所述圆柱面侧板1.2.2上设有固定柱1.2.21，所述固定柱1.2.21轴线指向标靶固定钳1.3的转轴1.3.1的中心；所述固定柱1.2.21沿轴线设有螺纹孔；用以安装顶紧螺栓1.2.22顶紧扫描标靶底座，与标靶固定钳1.3配合固定扫描标靶；所述圆环顶板1.2.1上设有与螺孔柱1.1.4匹配的安装孔，用以通过螺栓将半开合式外壳1.2安装在磁吸基座1.1顶部，防止标靶固定钳1.3从磁吸基座1.1顶部脱出。

参见图2，所述圆环顶板1.2.1上设有标靶通过孔1.2.11，所述标靶通过孔1.2.11的轴线与磁吸基座1.1的轴线重合；所述标靶通过孔1.2.11直径大于扫描标靶底座直径，用以使扫描标靶底座穿过半开合式外壳1.2，放置在磁吸基座1.1上。

参见图2，所述磁吸基座1.1上表面设有限位槽1.1.5；所述限位槽1.1.5形状与圆柱面侧板1.2.2底部匹配，用以对半开合式外壳1.2限位。

参见图3，所述支架杆2.1顶部设有螺纹孔，用以与标靶固定座1连接；所述支架杆2.1尾部设有螺纹，用以与支架终端3连接；所述支架杆2.1末端为尖角端，在非平坦地面使用扫描标靶进行测量时，将支架终端3卸下，直接将支架杆2.1的尖角端放置在地面进行测量，所述支架杆2.1可由轻质材料制成，如铝合金。本实施例中，所述支架杆2.1由铝合金制成，具有高强度、质量轻的特点。

上述扫描标靶固定装置的使用方法如下：

步骤一：根据架设环境选择是否在支架杆2.1末端安装支架终端3，完成扫描标靶固定装置组装；

步骤二：将标靶固定钳1.3钳口打开，然后把扫描标靶金属底座放置在磁吸基座1.1上进行吸附，再松开标靶固定钳1.3使钳口闭合，夹紧扫描标靶底座，然后安装顶紧螺栓1.2.22，使扫描标靶的金属底座有效固定；

步骤三：将装有扫描标靶的扫描标靶固定装置放置在安装面上，或通过扫描标靶固定装置的磁吸底盘3.3吸附在安装面上，调整支架杆2.1与支架终端3的姿态，使扫描标靶位于测量位置，进行三维激光扫描测量。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种扫描标靶固定装置，其特征在于，包括标靶固定座(1)、支架杆组(2)和支架终端(3)；支架杆组(2)包括至少三个支架杆(2.1)，多个所述支架杆(2.1)的一端均与标靶固定座(1)铰接，支架杆(2.1)的另一端均设有支架终端(3)；

所述标靶固定座(1)包括磁吸基座(1.1)和标靶固定钳(1.3)；所述标靶固定钳(1.3)安装在磁吸基座(1.1)上，用以对扫描标靶进行吸附和夹持固定；

所述支架终端(3)底部设有能与磁性安装面相互吸合固定的磁吸底盘(3.3)，用以实现扫描标靶固定装置在水平或非水平平面的架设安装。

2.根据权利要求1所述的一种扫描标靶固定装置，其特征在于，所述支架终端(3)还包括支架套筒(3.1)和具有通孔的限位圆台(3.2)；所述支架套筒(3.1)的顶部与支架杆(2.1)连接，支架套筒(3.1)底部插入限位圆台(3.2)的通孔内可转动设置；所述限位圆台(3.2)底部与磁吸底盘(3.3)连接，用以调整支架终端(3)的安装姿态。

3.根据权利要求2所述的一种扫描标靶固定装置，其特征在于，所述支架套筒(3.1)上部为带内螺纹的空心圆柱端(3.1.1)，用以与带有外螺纹的支架杆(2.1)可拆卸式连接；所述支架套筒(3.1)下部为球体端(3.1.2)，所述球体端(3.1.2)的规格大于限位圆台(3.2)中通孔的顶部的规格，用以防止支架套筒(3.1)在限位圆台(3.2)内转动时脱出。

4.根据权利要求1所述的一种扫描标靶固定装置，其特征在于，所述磁吸基座(1.1)顶部设有用于安装磁性元件(1.1.2)的磁性元件安装孔(1.1.1)；所述磁性元件安装孔(1.1.1)轴线与磁吸基座(1.1)轴线重合；所述磁吸基座(1.1)外侧面均匀设有支架杆安装座(1.1.3)，用以与支架杆(2.1)连接。

5.根据权利要求1所述的一种扫描标靶固定装置，其特征在于，所述磁吸基座(1.1)顶部设有至少三个螺孔柱(1.1.4)，所述螺孔柱(1.1.4)柱体的沿高度方向的截面为多边形，用以安装标靶固定钳(1.3)。

6.根据权利要求5所述的一种扫描标靶固定装置，其特征在于，所述标靶固定钳(1.3)包括转轴(1.3.1)和钳体(1.3.2)；两个所述钳体(1.3.2)通过转轴(1.3.1)在中部铰接，所述转轴(1.3.1)上套装有扭转弹簧，用以将两个钳体(1.3.2)在静止时保持夹紧；所述转轴(1.3.1)上开有连接孔，所述连接孔尺寸与螺孔柱(1.1.4)外部尺寸相匹配，用以将标靶固定钳(1.3)安装至磁吸基座(1.1)上。

7.根据权利要求5所述的一种扫描标靶固定装置，其特征在于，所述标靶固定座(1)还包括半开合式外壳(1.2)；所述半开合式外壳(1.2)包括圆环顶板(1.2.1)和沿圆环顶板(1.2.1)边缘设置的圆柱面侧板(1.2.2)；所述圆柱面侧板(1.2.2)上设有缺口，用以避免圆柱面侧板(1.2.2)与标靶固定钳(1.3)发生干涉；所述圆柱面侧板(1.2.2)上设有固定柱(1.2.21)，所述固定柱(1.2.21)轴线指向标靶固定钳(1.3)中心，所述固定柱(1.2.21)沿轴线设有螺纹孔，用以安装顶紧螺栓(1.2.22)配合标靶固定钳(1.3)固定扫描标靶；所述圆环顶板(1.2.1)上设有与螺孔柱(1.1.4)匹配的安装孔，用以将半开合式外壳(1.2)安装在磁吸基座(1.1)顶部。

8.根据权利要求7所述的一种扫描标靶固定装置，其特征在于，所述圆环顶板(1.2.1)上设有标靶通过孔(1.2.11)，所述标靶通过孔(1.2.11)的轴线与磁吸基座(1.1)的轴线重合；所述标靶通过孔(1.2.11)直径大于扫描标靶底座直径，用以将扫描标靶安装至磁吸基座(1.1)上。

9.根据权利要求7所述的一种扫描标靶固定装置，其特征在于，所述磁吸基座(1.1)上表面设有限位槽(1.1.5)；所述限位槽(1.1.5)形状与圆柱面侧板(1.2.2)底部匹配，用以对半开合式外壳(1.2)限位。

10.根据权利要求1所述的一种扫描标靶固定装置，其特征在于，所述支架杆(2.1)顶部设有螺纹孔，用以与标靶固定座(1)连接；所述支架杆(2.1)尾部设有螺纹，用以与支架终端(3)连接；所述支架杆(2.1)末端为尖角端，用以在非平坦地面架设扫描标靶固定装置。

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