CN111306424A - 一种用于古建筑模型建立的三维激光扫描仪 - Google Patents

一种用于古建筑模型建立的三维激光扫描仪 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于古建筑模型建立的三维激光扫描仪，包括：底座，所述底座内部设有螺杆且螺杆设置有四组，四组所述螺杆分布在底座的四面中部，所述螺杆末端连接有第一从动齿轮且底座中部设有齿盘，所述齿盘与第一从动齿轮之间相互啮合，所述螺杆表面设有滑动块。本发明在安装座内部设置调节杆配合连接杆转动，使第二从动齿轮带动主动齿轮转动，从而带动转轴转动，转轴与固定座连接从而带动固定轴可以横向360度转动，固定座内部设置电动推杆和连接轴，电动推杆推动连接轴与三维激光扫描仪接触，对其进行夹持固定，同时电机通过驱动链带动连接轴转动，使三维激光扫描仪可以纵向360旋转，配合履带式车轮，可实现三维激光扫描仪的广角拍摄。

Description

一种用于古建筑模型建立的三维激光扫描仪
技术领域
本发明涉及三维扫描技术领域，更具体为一种用于古建筑模型建立的三维激光扫描仪。
背景技术
三维激光扫描技术又被称为实景复制技术，是测绘领域继GPS技术之后的一次技术革命。它突破了传统的单点测量方法，具有高效率、高精度的独特优势。三维激光扫描技术能够提供扫描物体表面的三维点云数据，因此可以用于获取高精度高分辨率的数字地形模型。
BIM(BuildingInformationModeling)技术是在2002年率先提出，目前已经在全球范围内得到业界的广泛认可，它可以帮助实现建筑信息的集成，从建筑的设计、施工、运行直至建筑全寿命周期的终结，各种信息始终整合与一个三维模型信息数据库中，设计团队、施工单位、设施运营部门和业主等各方人员可以基于BIM进行协同工作，有效提高工作效率、节省资源、降低成本、以实现可持续发展。
现有的三维激光扫描仪在使用时通常利用三角支架进行支撑，在进行高度调节时需要对三角支架三个支腿分别进行调节，调节麻烦，且现有的三维激光扫描仪在使用时多为固定结构，无法对古建筑整体进行扫描，同时由于地形复杂，移动式的扫描仪在移动过程中会产生振动，影响扫描仪的扫描精度。因此，需要提供一种新的技术方案给予解决。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于古建筑模型建立的三维激光扫描仪，该激光切边专机在底座上部设置四组支撑杆，配合四组螺杆带动滑动块移动，使四组支撑杆之间可以相向移动，从而带动安装座上下移动，从而调节三维激光扫描仪的高度，同时在安装座内部设置调节杆配合连接杆转动，使第二从动齿轮带动主动齿轮转动，从而带动转轴转动，转轴与固定座连接从而带动固定轴可以横向360度转动，固定座内部设置电动推杆和连接轴，电动推杆推动连接轴与三维激光扫描仪接触，对其进行夹持固定，同时电机通过驱动链带动连接轴转动，使三维激光扫描仪可以纵向360旋转，配合履带式车轮，可以实现三维激光扫描仪的广角拍摄，且可以对古建筑的整体进行扫描，满足实际应用需求。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于古建筑模型建立的三维激光扫描仪，包括：底座，所述底座内部设有螺杆且螺杆设置有四组，四组所述螺杆分布在底座的四面中部，所述螺杆末端连接有第一从动齿轮且底座中部设有齿盘，所述齿盘与第一从动齿轮之间相互啮合，所述螺杆表面设有滑动块且滑动块与螺杆之间螺纹连接，所述滑动块上部设有固定块且固定块上部设有第一活动轴，所述第一活动轴内部设有支撑杆且支撑杆通过第一活动轴与固定块之间转动连接，所述支撑杆之间设有连接器且支撑杆插接在连接器内部，所述支撑杆上部设有安装座且安装座底部设有第二活动轴，所述支撑杆茶插接在第二活动轴内部，所述安装座右侧设有调节杆且调节杆侧面设有连接杆，所述连接杆的末端设有固定架且连接杆与固定架之间转动连接，所述连接杆的中部设有第二从动齿轮且安装座上部设有转轴，所述转轴下部设有主动齿轮且主动齿轮与第二从动齿轮之间相互啮合，所述安装座上部设有减震器且减震器由第一弹性板和第二弹性板组成，所述第一弹性板和第二弹性板均呈横向的U型结构设置，所述第一弹性板和第二弹性板设置有四组且呈十字交叉型结构设置，所述第二弹性板小于第一弹性板且位于第一弹性板内部，所述第一弹性板和第二弹性板的底部开口连接处设有第一连接盘且上部开口处设有第二连接盘，所述第一连接盘和第二连接盘内部设有固定螺栓且固定螺栓贯穿第一弹性板和第二弹性板，所述第一弹性板上部设有固定板且固定板上部设有固定环，所述转轴贯穿第一连接盘和第二连接盘并位于固定环内部，所述减震器上部设有固定座且转轴与固定座之间相连接，所述固定座通过转轴与减震器之间转动连接，所述固定座内部两侧设有电动推杆且电动推杆的动力输出端设有连接轴，所述连接轴与电动推杆之间伸缩连接，所述连接轴之间设有三维激光扫描仪本体且三维激光扫描仪本体通过螺栓与连接轴固定连接。
作为本发明的一种优选实施方式，所述底座两侧设有履带式车轮且履带式车轮呈不规则的矩形结构设置，所述履带式车轮与底座内部设置的动力装置相连接。
作为本发明的一种优选实施方式，所述底座中部设有立柱且立柱通过表面设有套筒，所述套筒与立柱之间滑动连接，所述连接器与套筒之间设有拉伸弹簧且拉伸弹簧通过螺栓与连接器和套筒固定连接。
作为本发明的一种优选实施方式，四组所述螺杆表面均设有正向螺纹和方向螺纹且两两相对设置。
作为本发明的一种优选实施方式，所述固定板与第一弹性板之间设置有垫块，且垫块是呈圆形结构设置的橡胶垫，所述垫块通过螺栓与第一弹性板和固定板固定连接。
作为本发明的一种优选实施方式，所述固定环设置有两组且两侧设有锁紧件，两组所述固定环之间形成完整的圆形结构，所述锁紧件通过螺栓相互固定。
作为本发明的一种优选实施方式，所述连接器内部设有压力仓且支撑杆插接在压力仓内部，所述支撑杆与压力仓的连接端设有活塞且活塞与压力仓之间伸缩连接。
作为本发明的一种优选实施方式，所述连接器与支撑杆的连接处设有密封圈且密封圈呈圆形结构设置的橡胶圈，所述密封圈套接在支撑杆表面并与连接器固定，所述活塞表面设有密封垫且密封垫套是呈圆形结构设置的橡胶垫并套接在活塞表面。
作为本发明的一种优选实施方式，所述电动推杆下部设有电机且电机的动力输出端设有驱动链，所述驱动链缠绕在连接轴表面，所述连接轴通过驱动链与电动推杆之间转动连接。
作为本发明的一种优选实施方式，所述第二弹性板安装在第一弹性板内侧，所述第一弹性板和第二弹性板之间形成第一缓冲空间，且第二弹性板内侧形成第二缓冲空间，所述第一弹性板和第二弹性板均是呈U型结构设置的弹性金属制板。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
(1)本发明通过在底座上部设置四组支撑杆，配合四组螺杆带动滑动块移动，使四组支撑杆之间可以相向移动，从而带动安装座上下移动，从而调节三维激光扫描仪的高度，同时在安装座内部设置调节杆配合连接杆转动，使第二从动齿轮带动主动齿轮转动，从而带动转轴转动，转轴与固定座连接从而带动固定轴可以横向360度转动，固定座内部设置电动推杆和连接轴，电动推杆推动连接轴与三维激光扫描仪接触，对其进行夹持固定，同时电机通过驱动链带动连接轴转动，使三维激光扫描仪可以纵向360旋转，配合履带式车轮，可以实现三维激光扫描仪的广角拍摄，且可以对古建筑的整体进行扫描。
(2)本发明在安装座与固定座之间设置减震器，减震器有第一弹性板和第二弹性板组成，且第一弹性板与第二弹性板之间均形成U型结构的缓冲空间，可以有效的降低装置的振动，同时在支撑杆之间设置的连接器，其中部设置压力差且支撑杆插接在压力仓内部，通过空气的压差动力使支撑杆可以自由伸缩，从而减少振动。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图；
图2为本发明定侧视结构示意图；
图3为本发明底座内部结构示意图；
图4为本发明安装座内部结构示意图；
图5为本发明减震器结构示意图；
图6为本发明固定座内部结构示意图；
图7为本发明连接器内部结构示意图。
图中:底座-1、固定块-2、第一活动轴-3、支撑杆-4、连接器-5、立柱-6、套筒-7、拉伸弹簧-8、第二活动轴-9、安装座-10、减震器-11、固定座-12、三维激光扫描仪本体-13、履带式车轮-14、齿盘-15、螺杆-16、滑动块-17、第一从动齿轮-18、转轴-19、调节杆-20、连接杆-21、第二从动齿轮-22、主动齿轮-23、固定架-24、第一弹性板-25、第二弹性板-26、第一连接盘-27、第二连接盘-28、固定螺栓-29、垫块-30、固定板-31、固定环-32、锁紧件-33、电动推杆-34、连接轴-35、电机-36、驱动链-37、密封圈-38、活塞-39、密封垫-40、压力仓-41。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-7，本发明提供一种技术方案：一种用于古建筑模型建立的三维激光扫描仪，包括：底座1，所述底座1内部设有螺杆16且螺杆16设置有四组，四组所述螺杆16分布在底座1的四面中部，所述螺杆16末端连接有第一从动齿轮18且底座1中部设有齿盘15，所述齿盘15与第一从动齿轮18之间相互啮合，所述螺杆16表面设有滑动块17且滑动块17与螺杆16之间螺纹连接，所述滑动块17上部设有固定块2且固定块2上部设有第一活动轴3，所述第一活动轴3内部设有支撑杆4且支撑杆4通过第一活动轴3与固定块2之间转动连接，所述支撑杆4之间设有连接器5且支撑杆4插接在连接器5内部，通过齿盘15，带动螺杆16侧面设置的第一从动齿轮17转动，使螺杆16表面设置的滑动块17在表面水平左右移动，从而使滑动块17带动固定块2移动，支撑杆4通过第一活动轴3与固定块2之间转动，带动支撑杆4左右移动，从而调节上部安装座10的高度，所述支撑杆4上部设有安装座10且安装座10底部设有第二活动轴9，所述支撑杆4茶插接在第二活动轴9内部，所述安装座10右侧设有调节杆20且调节杆20侧面设有连接杆21，所述连接杆21的末端设有固定架24且连接杆21与固定架24之间转动连接，所述连接杆21的中部设有第二从动齿轮22且安装座10上部设有转轴19，所述转轴19下部设有主动齿轮23且主动齿轮23与第二从动齿轮22之间相互啮合，通过转动调节杆20带动连接杆21旋转，使连接杆21中部设置的第二从动齿轮22带动转轴19底部的主动齿轮23旋转，转轴19与固定座12之间相连接带动其横向360度旋转，所述安装座10上部设有减震器11且减震器11由第一弹性板25和第二弹性板26组成，所述第一弹性板25和第二弹性板26均呈横向的U型结构设置，所述第一弹性板25和第二弹性板26设置有四组且呈十字交叉型结构设置，所述第二弹性板26小于第一弹性板25且位于第一弹性板25内部，所述第一弹性板25和第二弹性板26的底部开口连接处设有第一连接盘27且上部开口处设有第二连接盘28，所述第一连接盘27和第二连接盘28内部设有固定螺栓29且固定螺栓29贯穿第一弹性板25和第二弹性板26，所述第一弹性板25上部设有固定板31且固定板31上部设有固定环32，所述转轴19贯穿第一连接盘27和第二连接盘28并位于固定环32内部，第一弹性板25和第二弹性板26均呈U型结构并横向设置，其上部开口处和下部开口处通过第二连接盘28和第一连接盘27固定，利用弹性板的弹性势能可以有效的将外部振动减弱，且第一弹性板25和第二弹性板26之间形成双重缓冲机构，大大增加了其抗震缓冲效果，所述减震器11上部设有固定座12且转轴19与固定座12之间相连接，所述固定座12通过转轴19与减震器11之间转动连接，所述固定座12内部两侧设有电动推杆34且电动推杆34的动力输出端设有连接轴35，所述连接轴35与电动推杆34之间伸缩连接，所述连接轴35之间设有三维激光扫描仪本体13且三维激光扫描仪本体13通过螺栓与连接轴35固定连接，电动推杆34推动连接轴35与三维激光扫描仪接触，对其进行夹持固定，同时电机37通过驱动链37带动连接轴35转动，使三维激光扫描仪可以纵向360旋转。
进一步改进地，如图2所示：所述底座1两侧设有履带式车轮14且履带式车轮14呈不规则的矩形结构设置，所述履带式车轮14与底座1内部设置的动力装置相连接，履带式车轮14的设置增加了装置移动的便利性。
进一步改进地，如图1所示：所述底座1中部设有立柱6且立柱6通过表面设有套筒7，所述套筒7与立柱6之间滑动连接，所述连接器5与套筒7之间设有拉伸弹簧8且拉伸弹簧8通过螺栓与连接器5和套筒7固定连接，拉伸弹簧8配合套筒7上下伸缩，提高了装置的稳定性。
进一步改进地，如图5所示：所述固定板31与第一弹性板25之间设置有垫块30，且垫块30是呈圆形结构设置的橡胶垫，所述垫块30通过螺栓与第一弹性板25和固定板31固定连接，垫块30的设置增加了第一弹性板25和固定板31之间的摩擦力，提高了连接的牢固性。
进一步改进地，如图7所示：所述连接器5内部设有压力仓41且支撑杆4插接在压力仓41内部，所述支撑杆4与压力仓41的连接端设有活塞39且活塞39与压力仓41之间伸缩连接，压力仓41的设置使支撑杆4可以在连接器5内部自由伸缩，提高了支撑杆4的自适应力。
进一步改进地，如图7所示：所述连接器5与支撑杆4的连接处设有密封圈38且密封圈38呈圆形结构设置的橡胶圈，所述密封圈38套接在支撑杆4表面并与连接器5固定，所述活塞39表面设有密封垫40且密封垫40套是呈圆形结构设置的橡胶垫并套接在活塞39表面，密封垫40和密封圈38的设置增加了连接器内部的密封性。
进一步改进地，如图6所示：所述电动推杆34下部设有电机36且电机36的动力输出端设有驱动链37，所述驱动链37缠绕在连接轴35表面，所述连接轴35通过驱动链37与电动推杆34之间转动连接，驱动链37带动连接轴35转动，使三维激光扫描仪可以纵向360旋转。
本发明通过齿盘15，带动螺杆16侧面设置的第一从动齿轮17转动，使螺杆16表面设置的滑动块17在表面水平左右移动，从而使滑动块17带动固定块2移动，支撑杆4通过第一活动轴3与固定块2之间转动，带动支撑杆4左右移动，从而调节上部安装座10的高度，通过转动调节杆20带动连接杆21旋转，使连接杆21中部设置的第二从动齿轮22带动转轴19底部的主动齿轮23旋转，转轴19与固定座12之间相连接带动其横向360度旋转，第一弹性板25和第二弹性板26均呈U型结构并横向设置，其上部开口处和下部开口处通过第二连接盘28和第一连接盘27固定，利用弹性板的弹性势能可以有效的将外部振动减弱，且第一弹性板25和第二弹性板26之间形成双重缓冲机构，大大增加了其抗震缓冲效果，电动推杆34推动连接轴35与三维激光扫描仪接触，对其进行夹持固定，同时电机37通过驱动链37带动连接轴35转动，使三维激光扫描仪可以纵向360旋转。
最后应说明的是：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，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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)

1.一种用于古建筑模型建立的三维激光扫描仪，其特征在于：包括：底座(1)，所述底座(1)内部设有螺杆(16)且螺杆(16)设置有四组，四组所述螺杆(16)分布在底座(1)的四面中部，所述螺杆(16)末端连接有第一从动齿轮(18)且底座(1)中部设有齿盘(15)，所述齿盘(15)与第一从动齿轮(18)之间相互啮合，所述螺杆(16)表面设有滑动块(17)且滑动块(17)与螺杆(16)之间螺纹连接，所述滑动块(17)上部设有固定块(2)且固定块(2)上部设有第一活动轴(3)，所述第一活动轴(3)内部设有支撑杆(4)且支撑杆(4)通过第一活动轴(3)与固定块(2)之间转动连接，所述支撑杆(4)之间设有连接器(5)且支撑杆(4)插接在连接器(5)内部，所述支撑杆(4)上部设有安装座(10)且安装座(10)底部设有第二活动轴(9)，所述支撑杆(4)茶插接在第二活动轴(9)内部，所述安装座(10)右侧设有调节杆(20)且调节杆(20)侧面设有连接杆(21)，所述连接杆(21)的末端设有固定架(24)且连接杆(21)与固定架(24)之间转动连接，所述连接杆(21)的中部设有第二从动齿轮(22)且安装座(10)上部设有转轴(19)，所述转轴(19)下部设有主动齿轮(23)且主动齿轮(23)与第二从动齿轮(22)之间相互啮合，所述安装座(10)上部设有减震器(11)且减震器(11)由第一弹性板(25)和第二弹性板(26)组成，所述第一弹性板(25)和第二弹性板(26)均呈横向的U型结构设置，所述第一弹性板(25)和第二弹性板(26)设置有四组且呈十字交叉型结构设置，所述第二弹性板(26)小于第一弹性板(25)且位于第一弹性板(25)内部，所述第一弹性板(25)和第二弹性板(26)的底部开口连接处设有第一连接盘(27)且上部开口处设有第二连接盘(28)，所述第一连接盘(27)和第二连接盘(28)内部设有固定螺栓(29)且固定螺栓(29)贯穿第一弹性板(25)和第二弹性板(26)，所述第一弹性板(25)上部设有固定板(31)且固定板(31)上部设有固定环(32)，所述转轴(19)贯穿第一连接盘(27)和第二连接盘(28)并位于固定环(32)内部，所述减震器(11)上部设有固定座(12)且转轴(19)与固定座(12)之间相连接，所述固定座(12)通过转轴(19)与减震器(11)之间转动连接，所述固定座(12)内部两侧设有电动推杆(34)且电动推杆(34)的动力输出端设有连接轴(35)，所述连接轴(35)与电动推杆(34)之间伸缩连接，所述连接轴(35)之间设有三维激光扫描仪本体(13)且三维激光扫描仪本体(13)通过螺栓与连接轴(35)固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于古建筑模型建立的三维激光扫描仪，其特征在于：所述底座(1)两侧设有履带式车轮(14)且履带式车轮(14)呈不规则的矩形结构设置，所述履带式车轮(14)与底座(1)内部设置的动力装置相连接。
3.根据权利要求1所述的一种用于古建筑模型建立的三维激光扫描仪，其特征在于：所述底座(1)中部设有立柱(6)且立柱(6)通过表面设有套筒(7)，所述套筒(7)与立柱(6)之间滑动连接，所述连接器(5)与套筒(7)之间设有拉伸弹簧(8)且拉伸弹簧(8)通过螺栓与连接器(5)和套筒(7)固定连接。
4.根据权利要求3所述的一种用于古建筑模型建立的三维激光扫描仪，其特征在于：四组所述螺杆(16)表面均设有正向螺纹和方向螺纹且两两相对设置。
5.根据权利要求1所述的一种用于古建筑模型建立的三维激光扫描仪，其特征在于：所述固定板(31)与第一弹性板(25)之间设置有垫块(30)，且垫块(30)是呈圆形结构设置的橡胶垫，所述垫块(30)通过螺栓与第一弹性板(25)和固定板(31)固定连接。
6.根据权利要求1所述的一种用于古建筑模型建立的三维激光扫描仪，其特征在于：所述固定环(32)设置有两组且两侧设有锁紧件(33)，两组所述固定环(32)之间形成完整的圆形结构，所述锁紧件(33)通过螺栓相互固定。
7.根据权利要求1所述的一种用于古建筑模型建立的三维激光扫描仪，其特征在于：所述连接器(5)内部设有压力仓(41)且支撑杆(4)插接在压力仓(41)内部，所述支撑杆(4)与压力仓(41)的连接端设有活塞(39)且活塞(39)与压力仓(41)之间伸缩连接。
8.根据权利要求7所述的一种用于古建筑模型建立的三维激光扫描仪，其特征在于：所述连接器(5)与支撑杆(4)的连接处设有密封圈(38)且密封圈(38)呈圆形结构设置的橡胶圈，所述密封圈(38)套接在支撑杆(4)表面并与连接器(5)固定，所述活塞(39)表面设有密封垫(40)且密封垫(40)套是呈圆形结构设置的橡胶垫并套接在活塞(39)表面。
9.根据权利要求1所述的一种用于古建筑模型建立的三维激光扫描仪，其特征在于：所述电动推杆(34)下部设有电机(36)且电机(36)的动力输出端设有驱动链(37)，所述驱动链(37)缠绕在连接轴(35)表面，所述连接轴(35)通过驱动链(37)与电动推杆(34)之间转动连接。
10.根据权利要求5所述的一种用于古建筑模型建立的三维激光扫描仪，其特征在于：所述第二弹性板(26)安装在第一弹性板(25)内侧，所述第一弹性板(25)和第二弹性板(26)之间形成第一缓冲空间，且第二弹性板(26)内侧形成第二缓冲空间，所述第一弹性板(25)和第二弹性板(26)均是呈U型结构设置的弹性金属制板。
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