CN113091641B - 手持激光扫描仪辅助装备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种手持激光扫描仪辅助装备，该方案包括身体固定套件、臂托及扫描仪支撑杆；身体固定套件包括腰托、胸托及设于腰托和胸托之间的连杆结构；腰托上设有控制盒，控制盒上至少设有控制板、无线通信模块、存储模块及电源，扫描仪通过线束与控制板连接；臂托上设有与手臂绑定的绑带部及用于绑定线束的线束绑带；扫描仪支撑杆与腰托可拆卸固定，且扫描仪支撑杆的杆芯通过可任意弯曲随停的材料制成，且扫描仪支撑杆远离腰托的一端设有扫描仪夹爪，通过扫描仪夹爪夹持扫描仪或其他移动终端，该装备可极大程度地缓解用户的手臂疲劳，且通过控制盒可免去与主机线缆通信，减轻扫描仪的重量，减少用户的束缚，进一步降低用户的负担。

Description

手持激光扫描仪辅助装备

技术领域

本发明涉及激光扫描设备技术领域，具体涉及一种手持激光扫描仪辅助装备。

背景技术

手持激光三维扫描技术以其抗干扰能力强、检测精度高、使用简便等优点逐步被用在各种工业、考古、医疗、教学等领域。相比白光投影原理的三维扫描仪，激光三维扫描仪可以从每一组同步帧图像中提取物体表面特征计算得到被扫描物体的一部分表面点云，以及由于激光投影的光强更大因而允许捕捉其图像的摄像头可以以不产生运动模糊的快门时间进行曝光，因此更能适合用手持的方式在不断连续移动的状态下进行扫描。另外，由于激光的波段的单一性，通过在摄像头前加装带通滤光镜可以很大程度上去除环境光线对其扫描过程的影响，使其适用于室外自然光环境下的物体表面轮廓的三维扫描。

现有的激光扫描仪虽然已经发展到体积越来越小，但是目前的激光扫描仪普遍需要有线连接控制端，且功能越来越多，重量并没有变轻多少，导致用户的活动受限，也并没有很好地固定线材的措施，用户长时间使用仍就会导致手臂酸痛，尤其是一些复杂的零件，在长时间扫描的时候，需要保持激光扫描仪一段时间不动，现有的激光扫描仪只能用户自己拿着，或者通过在现场搭建支架或机械手来操作，占用空间不说，还非常麻烦。

综上，亟待需要一种可显著减少用户负担并减少用户束缚感的激光扫描仪辅助装置。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提供了一种手持激光扫描仪辅助装备。

为了实现上述发明目的，本发明采用了以下技术方案：一种手持激光扫描仪辅助装备包括身体固定套件、臂托及扫描仪支撑杆；

所述身体固定套件包括与人体腰部可拆卸固定的腰托、与人体胸部位置可拆卸固定的胸托及设于腰托和胸托之间的连杆结构，通过所述连杆结构实现腰托和胸托之间的距离调节，以及实现臂托的位置调节；

所述腰托上设有控制盒，所述控制盒上至少设有无线通信模块、存储模块及电源，扫描仪通过线束与控制盒连接，通过无线通信模块与主机通信数据，通过存储模块中转备份数据；

扫描仪支撑杆与腰托可拆卸固定，且扫描仪支撑杆的杆芯通过可任意弯曲随停的材料制成，且扫描仪支撑杆远离腰托的一端设有扫描仪夹爪，通过扫描仪夹爪夹持扫描仪或其他移动终端。

工作原理及有益效果：1、与现有技术相比，通过身体固定套件可无需在现场搭建支架或利用机械手，因此节省了搭建环节，操作方便，使用成本低；

2、与现有技术相比，利用身体固定套件固定在人体躯干上，在用户使用时可通过臂托来支撑手臂，且臂托可随着手臂移动调节位置，从而在保证扫描仪能够自由方便地调节为准的前提下，尽可能地方便用户的手臂休息，降低用户疲劳；

3、与现有技术相比，无需通过线束连接主机端，只需要将主要的通信部件集中在腰托上的控制盒内，因此不仅可以显著降低扫描仪内的零件，从而降低扫描仪的重量，减轻用户的负担，且能够利用使用信号强度更好的无线通信模块且电容量更大的电源，满足扫描仪的长时间续航，减少了用户的束缚感，增大了用户自由度；

4、相比现有的无线扫描仪，本方案通过将主要部件集中在控制盒，显著降低了无线扫描仪的重量，从而减少了用户的手臂负担；

5、在需要长时间位置扫描仪不动时，可通过将扫描仪通过扫描仪夹爪固定在扫描仪支撑杆上，由于扫描仪支撑杆可任意随停的特性，可方便地调节好扫描仪的位置，相比用户人手握持容易造成抖动的方法，本方案可显著减少扫描仪在使用时的抖动，从而提升了扫描仪的扫描精度，当然还可以在操作扫描仪的同时夹持其他移动终端进行辅助扫描或辅助工作，从而使得用户的另一只手可以腾出来进行其他操作，更加方便用户的操作；

6、通过胸托和腰托，可增大与人体接触面积，从而减少人体的不适感；

7、相比现有技术直接传输给主机的方案，通过存储模块的设置，可直接将数据线先在存储模块中，使得无线通信模块在数据传输时，无需一直保持高负载工作，使得无线通信模块能够更加稳定的工作，减少数据丢失的风险，也使得对于无线通信模块的数据传输能力要求并不高，尤其是在现场信号干扰较强的时候，可在存储模块中先存储收集好的数据，后续通过将存储模块中通过有线的方式导入到主机继续进行解析和处理。

进一步地，所述连杆结构包括与腰托可拆卸连接的第一直杆、与第一直杆滑动连接的第二直杆、与第二直杆旋转连接的第一水平杆以及与第二直杆旋转连接的倾斜连杆，所述第二水平杆与胸托可拆卸连接，所述第一水平杆另一端与第二水平杆旋转连接，所述倾斜连杆的另一端与第一水平杆旋转连接，使得所述第一水平杆、倾斜连杆及第二直杆形成三角形，所述第一水平杆上设有臂托的第一托部，所述第二水平杆上设有臂托的第二托部。此设置，通过调节第一直杆和第二直杆之间的距离，可适合多种身高的用户；通过第一水平杆、倾斜连杆及第二直杆形成三角形，使得第一托部和第二托部有一个最低下限位置，此位置之后臂托无法向下，可通过调节将此位置作为用户握持扫描仪不动时最舒适的位置，从而显著减少用户的疲劳度。

进一步地，扫描仪支撑杆的杆芯通过铝镁合金或碳素钢制成，且杆芯的直径大于等于15mm。此设置，通过上述两种材料制成的扫描仪支撑杆杆芯，具有很长的使用寿命，且能够足够制成市面上绝大多数的扫描仪，或者是其他移动终端。

进一步地，扫描仪夹爪包括与扫描仪支撑杆可拆卸连接的底座、与底座滑动连接的两个爪部及设于爪部与底座之间的第一弹性复位件，通过所述第一弹性复位件驱动两个爪部实现对扫描仪的夹紧操作。此设置，只需要将扫描仪卡入到两个爪部之间即可实现将扫描仪固定，操作方便，可通过单手操作实现，也无需任何电动部件，结构简单，显著降低了扫描仪夹爪的重量，减轻了扫描仪支撑杆的负担。

进一步地，每个所述爪部上设有与爪部垂直设置的限位部，通过所述限位部抵接扫描仪中间凸出的部位。此设置，进一步地将限位部能够抵接扫描仪上凸出的部位，可更好地防止扫描仪的脱落。

进一步地，所述腰托和胸托均通过绑带固定于人体上，且所述绑带通过魔术贴或卡扣固定。此设置，可方便地将腰托和胸托分别固定在人体上，也可以使用于各种体型的用户，操作方便，适用范围广。

进一步地，所述臂托均通过碳纤维制成，且所述臂托上设有多个蜂窝状透气孔。此设置，在尽可能降低臂托重量的情况下，保证其使用强度，且透气孔的设置，还能够起到更好地透气效果。

进一步地，所述第一水平杆和第二水平杆水平旋转连接，使得第二水平杆可在手臂驱动下在水平方向上摆动。此设置使得第二托部只能进行水平方向移动，更加符合用户手持扫描仪进行水平方向扫描的动作，也使得第二水平杆能够对用户的小臂进行支撑，最重要的是用户的关节处能够得到很好地支撑，显著降低了用户长时间握持扫描仪的疲劳度。

进一步地，所述第二水平杆上还设有两个弹性夹板，两个弹性夹板开口处到尾端打开角度逐渐变小，当用户握持扫描仪时，两个所述弹性夹板位于用户手的下方位置。此设置，当用户长时间握持扫描仪时，难免感到手指或手掌不舒适，需要调节位置进行防松，此时通过将扫描仪回缩插入到两个弹性夹板之间，从而使得两个弹性夹板能够夹住扫描仪，且不与用户的手干涉，此时可方便用户的手掌进行防松和休息，可通过再次握住扫描仪推出扫描仪进行正常操作，全程操作方便，无需另一只手辅助操作，操作方便。

进一步地，扫描仪两侧至少设有两个定位弹性柱，每个所述弹性夹板上设有与定位弹性柱一一对应的定位孔，当用户将扫描仪移动到两个弹性夹板之间时，两个弹性夹板将扫描仪夹持住，定位弹性柱通过第二弹性复位件驱动进入到对应的定位孔内，且每个所述定位弹性柱远离扫描仪的一端均为球形或倒圆角处理。此方案，通过定位弹性柱可更进一步地提高两个弹性夹板对扫描仪的夹持固定效果，从而可代替扫描仪夹爪的工作，使得用户可更加方便地进行支架握持和人手握持的切换，降低用户的操作疲劳度。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1中腰托的示意图；

图3是图1中扫描仪夹爪的结构示意图；

图4是图1中A的放大图；

图5是身体固定套件的示意图；

图6是弹性夹板的一种实施例的示意图；

图7是定位弹性柱的安装示意图。

图中，1、身体固定套件；2、臂托；3、扫描仪支撑杆；4、扫描仪；5、扫描仪夹爪；6、弹性夹板；7、定位弹性柱；8、第二弹性复位件；11、腰托；12、胸托；13、控制盒；14、第一直杆；15、第二直杆；16、第一水平杆；17、倾斜连杆；18、第二水平杆；21、第一托部；22、第二托部；41、凸出的部位；51、底座；52、爪部；53、第一弹性复位件；54、限位部；55、橡胶垫；61、定位孔。

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所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本领域技术人员应理解的是，在本发明的披露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。

如图1-4所示，本手持激光扫描仪辅助装备包括身体固定套件1、臂托2及扫描仪支撑杆3。

具体地，所述身体固定套件1包括与人体腰部通过绑带固定的腰托11、与人体胸部位置通过绑带固定的胸托12及设于腰托11和胸托12之间的连杆结构，通过所述连杆结构实现腰托11和胸托12之间的距离调节，以及实现臂托2的位置调节，在本实施例中，为了减轻身体固定套件1的重量，将腰托11和胸托12均通过碳纤维制成或其他高强度塑料制成，并设置蜂窝状透气孔来保证透气，而连杆结构的零件均通过铝合金或高强度塑料制成，在用户手臂移动的时候连杆结构被带动，可随着手臂进行一定距离的移动。优选地，绑带通过魔术贴或卡扣的方式固定。

具体地，所述腰托11上设有控制盒13，所述控制盒13上至少设有无线通信模块、存储模块及电源，扫描仪4通过线束与控制盒13连接，通过无线通信模块与主机通信数据，通过存储模块中转备份数据，相比现有技术直接传输给主机的方案，通过存储模块的设置，可直接将数据线先在存储模块中，使得无线通信模块在数据传输时，无需一直保持高负载工作，使得无线通信模块能够更加稳定的工作，减少数据丢失的风险，也使得对于无线通信模块的数据传输能力要求并不高，尤其是在现场信号干扰较强的时候，可在存储模块中先存储收集好的数据，后续通过将存储模块中通过有线的方式导入到主机继续进行解析和处理，在本实施例中，无线通信模块优选采用AX210网卡和5G模块，前者具备WIF6E和蓝牙5.2功能，后者具备高速5G网络通信能力，可实现低延迟高带宽的通信，适合各种不同场景，而存储模块采用常见的固态硬盘，可降低重量，电源采用常见的锂聚合物电池，具有容量高体积小的优点，控制盒13采用常见的塑料或铝合金制成。

请参阅图5，具体地，所述连杆结构包括与腰托11通过螺丝固定的第一直杆14、与第一直杆14铰接的第二直杆15、与第二直杆15铰接的第一水平杆16以及与第二直杆15铰接的倾斜连杆17，所述第二水平杆与胸托12通过螺丝固定，所述第一水平杆16另一端与第二水平杆18旋转连接，所述倾斜连杆17的另一端与第一水平杆16铰接，使得所述第一水平杆16、倾斜连杆17及第二直杆15形成三角形，所述第一水平杆16上安装有臂托2的第一托部21，所述第二水平杆18上安装有臂托2的第二托部22，其中两个托部均为U形设置，可在第一托部21，也就是用于支撑大臂的部位上设置绑带，使用户的手臂能够带动第一水平杆16上下运动，且不妨碍小臂的伸缩和上下运动，使得用户可一定程度上更加自由地操作扫描仪4。此设置，通过调节第一直杆14和第二直杆15之间的距离，可适合多种身高的用户；通过第一水平杆16、倾斜连杆17及第二直杆15形成三角形，使得第一托部21和第二托部22有一个最低下限位置，此位置之后臂托2无法向下，可通过调节将此位置作为用户握持扫描仪4不动时最舒适的位置，从而显著减少用户的疲劳度。

优选地，所述第一水平杆16和第二水平杆18水平旋转连接，使得第二水平杆18可在手臂驱动下在水平方向上摆动。此设置使得第二托部22只能进行水平方向移动，更加符合用户手持扫描仪4进行水平方向扫描的动作，也使得第二水平杆18能够对用户的小臂进行支撑，最重要的是用户的关节处能够得到很好地支撑，显著降低了用户长时间握持扫描仪4的疲劳度。

在本实施例中，在第二水平杆18底部设有用于安装线束的线束槽，线束不与第一水平杆16底部接触，线束从第二水平杆18下方直接延伸到腰托11位置。

具体地，扫描仪支撑杆3与腰托11通过螺接或螺丝固定，且扫描仪支撑杆3的杆芯通过可任意弯曲随停的材料制成，比如通过铝镁合金或碳素钢制成，且杆芯的直径大于等于15mm，且扫描仪支撑杆3远离腰托11的一端设有扫描仪夹爪5，通过扫描仪夹爪5夹持扫描仪4或其他移动终端。

具体地，扫描仪夹爪5包括与扫描仪支撑杆3螺接的底座51、与底座51滑动连接的两个爪部52及设于爪部52与底座51之间的第一弹性复位件53，通过所述第一弹性复位件53驱动两个爪部52实现对扫描仪4的夹紧操作。此设置，只需要将扫描仪4卡入到两个爪部52之间即可实现将扫描仪固定，操作方便，可通过单手操作实现，也无需任何电动部件，结构简单，显著降低了扫描仪夹爪5的重量，减轻了扫描仪支撑杆3的负担，其中第一弹性复位件53为弹簧。

优选地，在爪部52内壁上还有用于增强摩擦力的橡胶垫55，当然还可以是通过其他材料制成的增加摩擦力的垫子。

优选地，每个所述爪部52上设有与爪部52垂直设置的限位部54，通过所述限位部54抵接扫描仪中间凸出的部位41。此设置，进一步地将限位部54能够抵接扫描仪上凸出的部位41，可更好地防止扫描仪的脱落。

请参阅图6-7，在另一种实施例中，所述第二水平杆18上还设有两个通过弹性材料制成的弹性夹板6，两个弹性夹板6开口处到尾端打开角度逐渐变小，当用户握持扫描仪4时，两个所述弹性夹板6位于用户手的下方位置。此设置，当用户长时间握持扫描仪4时，难免感到手指或手掌不舒适，需要调节位置进行防松，此时通过将扫描仪4回缩插入到两个弹性夹板6之间，从而使得两个弹性夹板6能够夹住扫描仪，且不与用户的手干涉，此时可方便用户的手掌进行防松和休息，可通过再次握住扫描仪推出扫描仪进行正常操作，全程操作方便，无需另一只手辅助操作，操作方便。

具体地，扫描仪4两侧至少设有两个定位弹性柱7，每个所述弹性夹板6上设有与定位弹性柱7一一对应的定位孔61，当用户将扫描仪4移动到两个弹性夹板6之间时，两个弹性夹板6将扫描仪4夹持住，定位弹性柱7通过第二弹性复位件8驱动进入到对应的定位孔61内，且每个所述定位弹性柱7远离扫描仪4的一端均为球形或倒圆角处理。此方案，通过定位弹性柱7可更进一步地提高两个弹性夹板6对扫描仪4的夹持固定效果，从而可代替扫描仪夹爪5的工作，使得用户可更加方便地进行支架握持和人手握持的切换，降低用户的操作疲劳度。其中第二弹性复位件8为弹簧。

本发明未详述部分为现有技术，故本发明未对其进行详述。

可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。

尽管本文较多地使用了身体固定套件1、臂托2、扫描仪支撑杆3、激光扫描仪4、扫描仪夹爪5、弹性夹板6、定位弹性柱7、第二弹性复位件8、腰托11、胸托12、控制盒13、第一直杆14、第二直杆15、第一水平杆16、倾斜连杆17、第二水平杆18、第一托部21、第二托部22、凸出的部位41、底座51、爪部52、第一弹性复位件53、限位部54、定位孔61等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种手持激光扫描仪辅助装备，其特征在于，包括身体固定套件、臂托及扫描仪支撑杆；

所述身体固定套件包括与人体腰部可拆卸固定的腰托、与人体胸部位置可拆卸固定的胸托及设于腰托和胸托之间的连杆结构，通过所述连杆结构实现腰托和胸托之间的距离调节，以及实现臂托的位置调节；

所述腰托上设有控制盒，所述控制盒上至少设有控制板、无线通信模块、存储模块及电源，扫描仪通过线束与控制板连接，通过无线通信模块与主机通信数据，通过存储模块中转备份数据；

扫描仪支撑杆与腰托可拆卸固定，且扫描仪支撑杆的杆芯通过可任意弯曲随停的材料制成，且扫描仪支撑杆远离腰托的一端设有扫描仪夹爪，通过扫描仪夹爪夹持扫描仪或其他移动终端；

所述连杆结构包括与腰托可拆卸连接的第一直杆、与第一直杆滑动连接的第二直杆、与第二直杆旋转连接的第一水平杆以及与第二直杆旋转连接的倾斜连杆，第二水平杆与胸托可拆卸连接，所述第一水平杆另一端与第二水平杆旋转连接，所述倾斜连杆的另一端与第一水平杆旋转连接，使得所述第一水平杆、倾斜连杆及第二直杆形成三角形，所述第一水平杆上设有臂托的第一托部，所述第二水平杆上设有臂托的第二托部；

扫描仪夹爪包括与扫描仪支撑杆可拆卸连接的底座、与底座滑动连接的两个爪部及设于爪部与底座之间的第一弹性复位件，通过所述第一弹性复位件驱动两个爪部实现对扫描仪的夹紧操作。

2.根据权利要求1所述的一种手持激光扫描仪辅助装备，其特征在于，扫描仪支撑杆的杆芯通过铝镁合金或碳素钢制成，且杆芯的直径大于等于15mm。

3.根据权利要求1所述的一种手持激光扫描仪辅助装备，其特征在于，每个所述爪部上设有与爪部垂直设置的限位部，通过所述限位部抵接扫描仪中间凸出的部位。

4.根据权利要求1所述的一种手持激光扫描仪辅助装备，其特征在于，所述腰托和胸托均通过绑带固定于人体上，且所述绑带通过魔术贴或卡扣固定。

5.根据权利要求1所述的一种手持激光扫描仪辅助装备，其特征在于，所述臂托均通过碳纤维制成，且所述臂托上设有多个蜂窝状透气孔。

6.根据权利要求1所述的一种手持激光扫描仪辅助装备，其特征在于，所述第一水平杆和第二水平杆水平旋转连接，使得第二水平杆可在手臂驱动下在水平方向上摆动。

7.根据权利要求1所述的一种手持激光扫描仪辅助装备，其特征在于，所述第二水平杆上还设有两个弹性夹板，两个弹性夹板开口处到尾端打开角度逐渐变小，当用户握持扫描仪时，两个所述弹性夹板位于用户手的下方位置。

8.根据权利要求7所述的一种手持激光扫描仪辅助装备，其特征在于，扫描仪两侧至少设有两个定位弹性柱，每个所述弹性夹板上设有与定位弹性柱一一对应的定位孔，当用户将扫描仪移动到两个弹性夹板之间时，两个弹性夹板将扫描仪夹持住，定位弹性柱通过第二弹性复位件驱动进入到对应的定位孔内，且每个所述定位弹性柱远离扫描仪的一端均为球形或倒圆角处理。

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