CN113294660B

CN113294660B - 一种便携式的结构光三维测量设备

Info

Publication number: CN113294660B
Application number: CN202110537590.1A
Authority: CN
Inventors: 陈珉
Original assignee: Changde Fubo Intelligent Technology Co ltd
Current assignee: Changde Fubo Intelligent Technology Co ltd
Priority date: 2021-05-18
Filing date: 2021-05-18
Publication date: 2022-11-04
Anticipated expiration: 2041-05-18
Also published as: CN113294660A

Abstract

本发明公开了一种便携式的结构光三维测量设备，包括固定框、活动框、水平机构、调节机构、驱动机构、第一转动杆、万向轮、减震机构和支撑机构，所述活动框下端与固定框上端贴合，所述活动框内固定连接有对测量设备运动时保持水平状态的水平机构，所述固定框上设有对活动框的高度进行调节的调节机构，所述固定框上固定连接有驱动调节机构运行的驱动机构，所述固定框下端转动连接有多个第一转动杆，多个所述第一转动杆远离固定框的下端固定连接有多个万向轮。本发明通过在万向轮移动过程中抖动时，此时第二转动杆带动滑杆在套筒内滑动，进而弹簧可以对万向轮受到的抖动进行缓冲，从而避免设备本体受到抖动，增加其使用寿命。

Description

一种便携式的结构光三维测量设备

技术领域

本发明涉及结构光三维测量设备技术领域，尤其涉及一种便携式的结构光三维测量设备。

背景技术

三维测量是对被测物进行全方位测量，确定被测物的三维坐标测量数据，其测量原理分为测距、角位移、扫描、定向四个方面，根据三维技术原理研发的仪器包括结构光三维扫描仪、激光三维扫描仪和三坐标测量机。

由于结构光三维扫描仪具有非接触扫描、扫描速度快和精度高等优点，使得结构光三维扫描仪使用较为广泛，使得结构光三维扫描仪经常需要携带至不同场合中应用，尽管目前为了便于结构光三维扫描仪移动，在结构光三维扫描仪底部安装了移轮，但是在移轮移动过程中遇到不平整地面时会发生抖动，进而带动结构光三维扫描仪抖动，影响其使用精度，并且在移轮不能对结构光三维扫描仪位置进行固定，使得结构光三维扫描仪在放置时不稳，进而影响对被测物的扫描测量结果。

基于此，本发明提出一种便携式的结构光三维测量设备。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种便携式的结构光三维测量设备。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种便携式的结构光三维测量设备，包括固定框、活动框、水平机构、调节机构、驱动机构、第一转动杆、万向轮、减震机构和支撑机构，所述活动框下端与固定框上端贴合，所述活动框内固定连接有对测量设备运动时保持水平状态的水平机构，所述固定框上设有对活动框的高度进行调节的调节机构，所述固定框上固定连接有驱动调节机构运行的驱动机构，所述固定框下端转动连接有多个第一转动杆，多个所述第一转动杆远离固定框的下端固定连接有多个万向轮，所述固定框内固定连接有对固定框进行支撑的支撑机构，所述支撑机构上转动连接有对多个万向轮进行减震的减震机构。

优选地，所述水平机构包括弧形板、弧形槽、滚轮、支架、设备本体、固定板和电动推杆，所述活动框内壁上方固定连接有弧形板，所述弧形板上端开设有弧形槽，所述弧形槽内壁设有多个滚轮，多个所述滚轮侧壁共同转动连接有支架，所述支架上端固定连接有设备本体，所述支架侧壁固定连接有固定板，所述弧形板侧壁转动连接有电动推杆，所述电动推杆活动端与固定板侧壁转动连接。

优选地，所述调节机构包括凹槽、滑块、螺纹槽和丝杠，所述固定框上端开设有两个凹槽，两个所述凹槽内壁滑动连接有两个滑块，两个所述滑块上端与活动框下端固定连接，两个所述滑块下端开设有螺纹槽，所述螺纹槽内壁螺纹连接有丝杠，所述丝杠下端与凹槽内底部转动连接。

优选地，所述驱动机构包括横杆、第一锥齿轮、第二锥齿轮和第一电机，两个所述凹槽内壁共同转动连接有横杆，所述横杆位于两个凹槽内的侧壁分别固定连接有第一锥齿轮，所述丝杠侧壁固定连接有与第一锥齿轮啮合的第二锥齿轮，所述固定框侧壁固定连接有第一电机，所述第一电机活动端与横杆一端固定连接。

优选地，所述支撑机构包括环形框、第二电机、圆盘、曲型杆、第一连杆、支撑板、第二连杆和第三连杆，所述固定框内壁下方固定连接有环形框，所述固定框侧壁固定连接有第二电机，所述第二电机活动端贯穿环形框内壁并固定连接有圆盘，所述环形框内壁通过转轴转动连接有两个曲型杆，且所述转轴位于两个曲型杆侧壁下方设置，所述环形框内壁转动连接有两个第一连杆，两个所述第一连杆位于两个曲型杆之间设置，两个所述曲型杆与两个第一连杆下端共同转动连接有两个支撑板，两个所述曲型杆远离支撑板的一端转动连接有两个第二连杆，两个所述第二连杆远离曲型杆的一端转动连接有两个第三连杆，两个所述第三连杆远离第二连杆的一端与圆盘侧壁固定连接。

优选地，所述环形框内壁下方固定连接有固定柱，所述固定柱靠近第一电机设置。

优选地，所述减震机构包括套筒、滑杆、弹簧和第二转动杆，所述环形框下端转动连接有多个套筒，多个所述套筒内壁滑动连接有多个滑杆，多个所述滑杆位于套筒内的一端通过弹簧与套筒内壁弹性连接，多个所述第一转动杆侧壁固定连接有多第二转动杆，多个所述第二转动杆远离第一转动杆的一端分别与多个滑杆一端转动连接。

本发明具有以下有益效果：

1、通过设置水平机构，在万向轮带动设备本体倾斜向上移动时，调节电动推杆收缩，进而电动推杆带动固定板朝着万向轮移动方向相反的位置移动，进而支架带动滚轮在弧形槽内朝万向轮移动方向相反的方向转动，进而带动设备本体移动，使得设备本体保持水平，同理，在万向轮带动设备本体倾斜向下移动时，此时调节电动推杆伸长，进而带动设备本体朝万向轮移动方向相反的方向移动，使得设备本体保持水平，避免设备本体在不停倾斜向上或者倾斜向下移动时，设备本体内的电子元件因不断倾斜发生抖动，还可以避免设备本体内的物件频繁移动，进而影响设备本体的正常工作；

2、通过设置调节机构和驱动机构，驱动第一电机转动，使得第一锥齿轮带动第二锥齿轮转动，进而带动与第二锥齿轮内壁固定连接的丝杠转动，使得与丝杠螺纹连接的滑块向上滑动，进而对设备本体的高度进行调节，便于设备本体对不同高度的观测物进行扫描；

3、通过设置减震机构，在万向轮移动过程中抖动时，此时第二转动杆带动滑杆在套筒内滑动，进而弹簧可以对万向轮受到的抖动进行缓冲，从而避免设备本体受到抖动，增加其使用寿命；

4、通过设置支撑机构，在设备本体的位置移动后，驱动第二电机转动，进而带动圆盘转动，使得两个第三连杆转动，进而两个第三连杆通过两个第二连杆带动两个曲型杆转动，进而带动两个支撑板向远离的方向并向下移动，同时在两个第一连杆的作用下，使得两个支撑板的移动位置更加稳定，进而两个支撑板与地面接触，使得万向轮与地面分离，进而增加设备本体的稳定性。

附图说明

图1为本发明提出的一种便携式的结构光三维测量设备的立体示意图；

图2为本发明提出的一种便携式的结构光三维测量设备的平面示意图；

图3为图2中的A处结构放大示意图；

图4为图2中的B处结构放大示意图；

图5为本发明提出的一种便携式的结构光三维测量设备中支撑机构的结构示意图；

图6为本发明提出的一种便携式的结构光三维测量设备中支撑机构的部分侧视结构示意图；

图7为本发明提出的一种便携式的结构光三维测量设备中设备上坡时的结构示意图；

图8为本发明提出的一种便携式的结构光三维测量设备中支撑机构中支撑机构支撑时的结构示意图。

图中：1固定框、2活动框、3水平机构、301弧形板、302弧形槽、303滚轮、304支架、305设备本体、306固定板、307电动推杆、4调节机构、401凹槽、402滑块、403螺纹槽、404丝杠、5驱动机构、501横杆、502第一锥齿轮、503第二锥齿轮、504第一电机、6第一转动杆、7万向轮、8减震机构、801套筒、802滑杆、803弹簧、804第二转动杆、9支撑机构、901环形框、902第二电机、903圆盘、904曲型杆、905第一连杆、906支撑板、907第二连杆、908第三连杆、909固定柱。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

参照图1-8，一种便携式的结构光三维测量设备，包括固定框1、活动框2、水平机构3、调节机构4、驱动机构5、第一转动杆6、万向轮7、减震机构8和支撑机构9，活动框2下端与固定框1上端贴合，活动框2内固定连接有对测量设备运动时保持水平状态的水平机构3，固定框1上设有对活动框2的高度进行调节的调节机构4，固定框1上固定连接有驱动调节机构4运行的驱动机构5，固定框1下端转动连接有多个第一转动杆6，多个第一转动杆6远离固定框1的下端固定连接有多个万向轮7，固定框1内固定连接有对固定框1进行支撑的支撑机构9，支撑机构9上转动连接有对多个万向轮7进行减震的减震机构8。

水平机构3包括弧形板301、弧形槽302、滚轮303、支架304、设备本体305、固定板306和电动推杆307，活动框2内壁上方固定连接有弧形板301，弧形板301上端开设有弧形槽302，弧形槽302内壁设有多个滚轮303，多个滚轮303侧壁共同转动连接有支架304，支架304上端固定连接有设备本体305，支架304侧壁固定连接有固定板306，弧形板301侧壁转动连接有电动推杆307，电动推杆307活动端与固定板306侧壁转动连接。

进一步的，在万向轮7倾斜向上滚动时，此时调节电动推杆307收缩，进而带动与固定板306固定连接的支架304向下转动，使得转动连接在支架304下端的滚轮303在弧形槽302内朝与万向轮7移动相反的方向滚动，进而使得设备本体305保持水平状态，如图7所示，同理，在万向轮7倾斜向下滚轮时，此时调节电动推杆307伸长，进而可以使得设备本体305保持水平状态，避免设备本体305在不停倾斜向上或者倾斜向下移动时，设备本体305内的电子元件因不断倾斜发生抖动，进而影响设备本体305的正常工作。

调节机构4包括凹槽401、滑块402、螺纹槽403和丝杠404，固定框1上端开设有两个凹槽401，两个凹槽401内壁滑动连接有两个滑块402，两个滑块402上端与活动框2下端固定连接，两个滑块402下端开设有螺纹槽403，螺纹槽403内壁螺纹连接有丝杠404，丝杠404下端与凹槽401内底部转动连接。

驱动机构5包括横杆501、第一锥齿轮502、第二锥齿轮503和第一电机504，两个凹槽401内壁共同转动连接有横杆501，横杆501位于两个凹槽401内的侧壁分别固定连接有第一锥齿轮502，丝杠404侧壁固定连接有与第一锥齿轮502啮合的第二锥齿轮503，固定框1侧壁固定连接有第一电机504，第一电机504活动端与横杆501一端固定连接。

支撑机构9包括环形框901、第二电机902、圆盘903、曲型杆904、第一连杆905、支撑板906、第二连杆907和第三连杆908，固定框1内壁下方固定连接有环形框901，固定框1侧壁固定连接有第二电机902，第二电机902活动端贯穿环形框901内壁并固定连接有圆盘903，环形框901内壁通过转轴转动连接有两个曲型杆904，且转轴位于两个曲型杆904侧壁下方设置，环形框901内壁转动连接有两个第一连杆905，两个第一连杆905位于两个曲型杆904之间设置，两个曲型杆904与两个第一连杆905下端共同转动连接有两个支撑板906，两个曲型杆904远离支撑板906的一端转动连接有两个第二连杆907，两个第二连杆907远离曲型杆904的一端转动连接有两个第三连杆908，两个第三连杆908远离第二连杆907的一端与圆盘903侧壁固定连接。

进一步的，在需要对设备本体305进行固定支撑时，转动第二电机902转动，进而带动带动圆盘903转动，使得两个第三连杆908转动，进而两个第三连杆908通过两个第二连杆907带动两个曲型杆904转动，进而带动两个支撑板906向远离的方向分离并向下移动，进而两个支撑板906与地面接触，使得万向轮7与地面分离，如图8所示。

环形框901内壁下方固定连接有固定柱909，固定柱909靠近第一电机504设置，可以对第三连杆908的转动位置进行限定，使得支撑板906可以有效的对设备本体305进行支撑，确保其稳定性。

减震机构8包括套筒801、滑杆802、弹簧803和第二转动杆804，环形框901下端转动连接有多个套筒801，多个套筒801内壁滑动连接有多个滑杆802，多个滑杆802位于套筒801内的一端通过弹簧803与套筒801内壁弹性连接，多个第一转动杆6侧壁固定连接有多第二转动杆804，多个第二转动杆804远离第一转动杆6的一端分别与多个滑杆802一端转动连接。

本发明中，在对设备本体305进行移动过程中万向轮7受到抖动时，此时第一转动杆6转动，进而第二转动杆804带动滑杆802在套筒801内壁滑动，进而弹簧803可以对万向轮7受到的抖动进行缓冲，从而避免设备本体305受到抖动，同时在万向轮7移动过程中向上倾斜移动时，此时调节转动连接在弧形板301侧壁的电动推杆307收缩，进而带动与电动推杆307活动端转动连接的固定板306向下转动，进而固定板306通过支架304带动滚轮303在弧形槽302内壁滚动，并且滚轮303的滚动方向与万向轮7的滚动方向相反，使得设备本体305保持水平，同理，在万向轮7移动过程中向下倾斜移动时，此时调节电动推杆307伸长使得滚轮303在弧形槽302内壁滚动，并且滚轮303的滚动方向与万向轮7的滚动方向相反，进而设备本体305保持水平；

在设备本体305的位置移动确定后，驱动固定连接在固定框1侧壁的第二电机902转动，带动与第二电机902活动端固定连接的圆盘903转动，使得圆盘903带动与侧壁固定连接的两个第三连杆908转动，进而两个第三连杆908通过两个第二连杆907带动两个曲型杆904向相互远离的方向转动，进而带动与两个曲型杆904下端转动连接的两个支撑板906向相互远离的方向移动且向下移动，使得两个支撑板906与地面接触，使得万向轮7与地面分离，同时在两个第一连杆905的作用下，使得两个支撑板906对设备本体305的支撑稳定性提高；

在设备本体305需要对较高的观测物扫描时，驱动固定连接在固定框1侧壁的第一电机504转动，带动与第一电机504活动端固定连接的横杆501转动，带动与横杆501侧壁固定连接的两个第一锥齿轮502转动，带动与两个第一锥齿轮502啮合的第二锥齿轮503转动，带动与两个第二锥齿轮503内壁固定连接的两个丝杠404转动，使得与两个丝杠404螺纹连接的两个滑块402向上滑动，进而带动设备本体305向上移动，使得设备本体305可以对较高的观测物进行扫描。

以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种便携式的结构光三维测量设备，其特征在于，包括固定框（1）、活动框（2）、水平机构（3）、调节机构（4）、驱动机构（5）、第一转动杆（6）、万向轮（7）、减震机构（8）和支撑机构（9），所述活动框（2）下端与固定框（1）上端贴合，所述活动框（2）内固定连接有对测量设备运动时保持水平状态的水平机构（3），所述固定框（1）上设有对活动框（2）的高度进行调节的调节机构（4），所述固定框（1）上固定连接有驱动调节机构（4）运行的驱动机构（5），所述固定框（1）下端转动连接有多个第一转动杆（6），多个所述第一转动杆（6）远离固定框（1）的下端固定连接有多个万向轮（7），所述固定框（1）内固定连接有对固定框（1）进行支撑的支撑机构（9），所述支撑机构（9）上转动连接有对多个万向轮（7）进行减震的减震机构（8）；

所述调节机构（4）包括凹槽（401）、滑块（402）、螺纹槽（403）和丝杠（404），所述固定框（1）上端开设有两个凹槽（401），两个所述凹槽（401）内壁滑动连接有两个滑块（402），两个所述滑块（402）上端与活动框（2）下端固定连接，两个所述滑块（402）下端开设有螺纹槽（403），所述螺纹槽（403）内壁螺纹连接有丝杠（404），所述丝杠（404）下端与凹槽（401）内底部转动连接；

所述驱动机构（5）包括横杆（501）、第一锥齿轮（502）、第二锥齿轮（503）和第一电机（504），两个所述凹槽（401）内壁共同转动连接有横杆（501），所述横杆（501）位于两个凹槽（401）内的侧壁分别固定连接有第一锥齿轮（502），所述丝杠（404）侧壁固定连接有与第一锥齿轮（502）啮合的第二锥齿轮（503），所述固定框（1）侧壁固定连接有第一电机（504），所述第一电机（504）活动端与横杆（501）一端固定连接；

所述支撑机构（9）包括环形框（901）、第二电机（902）、圆盘（903）、曲型杆（904）、第一连杆（905）、支撑板（906）、第二连杆（907）和第三连杆（908），所述固定框（1）内壁下方固定连接有环形框（901），所述固定框（1）侧壁固定连接有第二电机（902），所述第二电机（902）活动端贯穿环形框（901）内壁并固定连接有圆盘（903），所述环形框（901）内壁通过转轴转动连接有两个曲型杆（904），且所述转轴位于两个曲型杆（904）侧壁下方设置，所述环形框（901）内壁转动连接有两个第一连杆（905），两个所述第一连杆（905）位于两个曲型杆（904）之间设置，一个所述曲型杆（904）的下端与一个第一连杆（905）的下端共同转动连接有一个支撑板，另一个所述曲型杆（904）的下端与另一个第一连杆（905）的下端共同转动连接有另一个支撑板，两个所述曲型杆（904）远离支撑板（906）的一端分别转动连接有一个第二连杆（907），两个所述第二连杆（907）远离曲型杆（904）的一端分别转动连接有一个第三连杆（908），两个所述第三连杆（908）远离第二连杆（907）的一端与圆盘（903）侧壁固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种便携式的结构光三维测量设备，其特征在于，所述水平机构（3）包括弧形板（301）、弧形槽（302）、滚轮（303）、支架（304）、设备本体（305）、固定板（306）和电动推杆（307），所述活动框（2）内壁上方固定连接有弧形板（301），所述弧形板（301）上端开设有弧形槽（302），所述弧形槽（302）内壁设有多个滚轮（303），多个所述滚轮（303）侧壁共同转动连接有支架（304），所述支架（304）上端固定连接有设备本体（305），所述支架（304）侧壁固定连接有固定板（306），所述弧形板（301）侧壁转动连接有电动推杆（307），所述电动推杆（307）活动端与固定板（306）侧壁转动连接。

3.根据权利要求1所述的一种便携式的结构光三维测量设备，其特征在于，所述环形框（901）内壁下方固定连接有固定柱（909），所述固定柱（909）靠近第一电机（504）设置。

4.根据权利要求1所述的一种便携式的结构光三维测量设备，其特征在于，所述减震机构（8）包括套筒（801）、滑杆（802）、弹簧（803）和第二转动杆（804），所述环形框（901）下端转动连接有多个套筒（801），多个所述套筒（801）内壁滑动连接有多个滑杆（802），多个所述滑杆（802）位于套筒（801）内的一端通过弹簧（803）与套筒（801）内壁弹性连接，多个所述第一转动杆（6）侧壁固定连接有多第二转动杆（804），多个所述第二转动杆（804）远离第一转动杆（6）的一端分别与多个滑杆（802）一端转动连接。