CN113790369A - 一种三维激光扫描仪 - Google Patents

Abstract

本申请涉及扫描勘测设备的技术领域，尤其是涉及一种三维激光扫描仪，公开了一种三维激光扫描仪，包括底座和设置在底座上的机体，所述底座上设置有固定结构，所述固定结构包括沿不少于三个周向设置在底座上且可伸缩的支撑件、设置在底座上且用于驱使多个支撑件同时伸缩的驱动件，所述支撑件沿平行于底座上表面的方向伸缩。本申请具有以下效果：当将其下放到需要的高度时，通过驱动件使得各个支撑件进行运动，支撑件在沿平行于底座的上表面运动外扩后，将会支撑在坑洞的内壁上形成支撑，这样便能形成较为稳定的固定效果，当机体在工作时能够得到较为稳定的扫描结果。

Description

一种三维激光扫描仪

技术领域

本申请涉及扫描勘测设备的技术领域，尤其是涉及一种三维激光扫描仪。

背景技术

三维激光扫描技术是近年出现的高新技术，又被称为“实景复制技术”，能够快速地提供扫描物体表面的三维点云数据，测量精度最大可精确到毫米级，多用于获取高精度高、分辨率的数字地形模型，广泛被用于土地监测、地形勘测、文物保护等领域。

最为常见的扫描仪，便由一个机体和三脚架组成，机体用于转动扫描记录，而三脚架主要用于提供稳定固定的支撑条件。但在勘测的过程中遇到类似坑洞的地形时，只能将机体下坠至坑洞内进行扫描勘测，在勘测过程中机体稳定性较差，影响最终的勘测结构。

发明内容

为了提高勘测扫描时的稳定性，本申请提供一种三维激光扫描仪。

本申请提供的一种三维激光扫描仪，采用如下的技术方案：一种三维激光扫描仪，包括底座和设置在底座上的机体，所述底座上设置有固定结构，所述固定结构包括沿不少于三个周向设置在底座上且可伸缩的支撑件、设置在底座上且用于驱使多个支撑件同时伸缩的驱动件，所述支撑件沿平行于底座上表面的方向伸缩。

通过采用上述技术方案，当对坑洞类地形进行勘测时，先将底座下坠放至坑洞内，当将其下放到需要的高度时，通过驱动件使得各个支撑件进行运动，支撑件在沿平行于底座的上表面运动外扩后，将会支撑在坑洞的内壁上形成支撑，这样便能形成较为稳定的固定效果，当机体在工作时能够得到较为稳定的扫描结果。

优选的，所述支撑件包括滑移连接在底座上且与驱动件连接的主杆、一端铰接在主杆杆身上且另一端用于抵紧在支撑面上的支撑杆、设置在主杆上用于驱使支撑杆打开或者合拢的支撑电机。

通过采用上述技术方案，在支撑的过程中，可使得其中一个或者全部支撑电机工作，使得支撑杆打开，形成支撑脚，同时当坑洞的内壁没有十分规则的情况下，由于支撑杆做的是摆动动作，使得支撑杆能够调节支撑点和底座中心之间的位置，使得整体能够较好的固定在坑洞内。

优选的，所述支撑电机固定安装在主杆内，且所述支撑电机的输出轴平行于主杆，所述支撑电机的输出轴上螺纹连接有联动块，所述支撑杆上铰接有联动杆，所述联动杆的远离支撑杆的一端铰接在联动块上。

通过采用上述技术方案，当支撑电机在工作时，其输出轴将会带动联动块在沿平行于主杆的方向上进行运动，联动块将会使得联动杆也一起进行运动，联动杆能够使得支撑杆远离主杆一侧运动，从而实现打开的目的。

优选的，所述联动杆与所述支撑杆之间的夹角大于或等于0°且小于90°，所述底座上具有供支撑件完全收入的容置槽。

通过采用上述技术方案，其支撑角度不会过大，且当需要拿取机体时，可将支撑件完全收拢形成一个整体，随后可将整体收入，这样无论在运输还是在拿取的过程中，支撑件不会对整体形成干涉。

优选的，所述底座上设置有调平结构，所述调平结构包括中部球铰在底座上的调平座、滑动连接在底座上用于抵触在调平座下侧的抵接块。

通过采用上述技术方案，在当下坠至坑洞内，并当支撑件固定在支撑面上后，机体工作面常态下不会位于水平面上，故会影响机体扫描结果，故在固定后，可通过抵接块运动，并对调平座下侧抵触，可使得调平座能够摆动起来，从而形成水平的状态。

优选的，所述抵接块沿调平座的周长方向滑移连接在所述底座上，所述抵接块顶部离所述调平座的距离可变设置。

通过采用上述技术方案，抵接块能够对调平座的下边沿进行支撑，且在运动过程中可调节抵接块的整体高度，能够对于底座一侧上顶，改变整体的状态。

优选的，所述抵接块通过联动环连接在所述底座上，所述联动环且位于抵接块正对处设置有第一永磁体，所述调平座的底面上设置有均布有若干与所述第一永磁体相斥的第二永磁体。

通过采用上述技术方案，在转动的同时，第一永磁体能够对上侧的第二永磁体进行作用，能够使得调平座的下侧能够保持抵紧在抵接块上，且随着运动第二永磁体只与位于相对应位置下侧的第一永磁体相斥。

优选的，所述抵接块包括固定连接在联动环上的连接座、沿联动环中心轴线方向升降设置在连接座上的活动部、设置在连接座上且包裹活动部的橡胶外衣，所述底座上设置有用于驱使活动部运动的升降电机。

通过采用上述技术方案，通过升降电机能够使得活动部朝上运动，使得橡胶外衣抵紧在调平座下侧，能够提高整体的调节范围。

优选的，所述底座上垂直地设置有连接杆，所述连接杆的端部具有收缩球，所述调平座下侧具有供所述收缩球嵌入的嵌槽。

通过采用上述技术方案，在安装时，可将收缩球嵌入至嵌槽中，需要转动时，收缩球将会相对于嵌槽进行相对转动，此时调平座能够自由转动。

优选的，所述收缩球的外壁具有若干沿径向外扩的抵紧弧形片，所述连接杆上设置有用于驱使若干抵紧弧形片外扩的抵紧电机。

通过采用上述技术方案，在抵接块将调平座的位置固定后，能够通过抵紧电机使得抵紧弧形片外扩，从而抵紧在嵌槽的内壁上，形成很好的固定抵紧效果。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1、在下坠放至坑洞内时，可先通过将支撑件将底座先行固定在坑洞中，在扫描的过程中，机体能够形成较为稳定的扫描条件，输出更高的扫描结果；

2、通过支撑杆的设置，能够形成一个三角形的支撑空间，这样更加稳定；

3、在支撑完毕后，能够通过调平结构将底座的位置进行调平，将扫描平面条件调节至水平，便于后续扫描。

附图说明

图1是本申请的结构示意图；

图2是本申请的局部爆炸图；

图3是主杆的剖视图；

图4是隐藏了底座后的结构示意图；

图5是抵接块的结构示意图；

图6是连接杆的内部结构示意图。

附图标记说明：100、底座；110、机体；120、支撑件；121、主杆；122、支撑杆；123、支撑电机；124、容置槽；125、螺纹杆；126、联动块；127、联动杆；130、驱动环；131、环齿；132、驱动电机；140、调平结构；141、调平座；142、抵接块；143、连接座；144、活动部；145、橡胶外衣；146、齿条；147、升降电机；150、联动环；151、第一永磁体；152、第二永磁体；153、联动电机；160、连接杆；161、收缩球；162、嵌槽；163、抵触块；164、抵紧弧形片；165、滑杆；166、抵紧电机。

具体实施方式

以下结合附图对本申请作进一步详细说明。

一种三维激光扫描仪，参照图1，包括底座100和设置在底座100上的机体110，机体110用于旋转等动作对坑洞内部进行扫描。底座100上设置有固定结构，固定结构包括沿不少于三个周向设置在底座100上且可伸缩的支撑件120、设置在底座100上且用于驱使多个支撑件120同时伸缩的驱动件，支撑件120沿平行于底座100上表面的方向伸缩，下坠至相应的高度后，驱动件可使得支撑件120抵紧在坑洞的支撑面上，形成较好的固定。

参照图2、图3，支撑件120包括滑移连接在底座100上且与驱动件连接的主杆121、一端铰接在主杆121杆身上且另一端用于抵紧在支撑面上的支撑杆122、设置在主杆121上用于驱使支撑杆122打开或者合拢的支撑电机123。本实施例中底座100为圆柱状，本实施例中支撑件120设有三个，每个支撑件120中的主杆121沿径向滑移，在底座100上具有供主杆121滑移的容置槽124，支撑电机123固定嵌设在主杆121上，且支撑电机123的输出轴平行于主杆121的方向，且在支撑电机123的输出轴上同轴固定有螺纹杆125，在螺纹杆125上套设并螺纹连接有联动块126。支撑杆122上铰接有联动杆127，联动杆127的远离支撑杆122的一端铰接在联动块126上，本实施例中支撑杆122对称地设置有两根。当支撑电机123工作时，能够带动联动块126在沿主杆121的长度方向上进行运动，从而通过联动杆127将两根支撑杆122打开，此时能够使得支撑杆122的端部抵紧在坑洞的内壁上。

为了便于整体的收纳和运输，支撑件120可以完全收入至容置槽124内，且联动杆127与支撑杆122之间的夹角大于或等于0°且小于90°。

参照图2、图4，而为了使得各个主杆121同时运动，在本实施例中驱动件为转动连接在底座100内的驱动环130，在驱动环130的一面上具有螺纹线，同时容置槽124连通这个驱动环面，而在主杆121上具有和螺纹线啮合配合的螺纹段，当驱动环130转动时，能够带动主杆121沿径向运动，而驱动环130远离主杆121的一侧具有环齿131，在底座100上还安装有驱动电机132，驱动电机132的输出轴上安装有与环齿131啮合的齿轮，当驱动电机132工作时，能够带动驱动环130进行转动，从而使得主杆121外伸或者回缩。

参照图4、图5，底座100上设置有调平结构140，调平结构140包括中部球铰在底座100上的调平座141、滑动连接在底座100上用于抵触在调平座141下侧的抵接块142。在底座100上转动连接有联动环150，其转动的中心和底座100的中心轴线重合。本实施例中通过在底座100上安装联动电机153驱使联动环150转动，在联动环150的内圈具有齿槽，而在联动电机153地输出轴上安装有齿槽适配的齿轮。抵接块142顶部离调平座141的距离可变设置，抵接块142包括固定连接在联动环150上的连接座143、沿联动环150中心轴线方向升降设置在连接座143上的活动部144、设置在连接座143上且包裹活动部144的橡胶外衣，橡胶外衣为硅胶材质，能够提高接触稳定性。活动部144下侧具有沿联动环150中心轴线方向滑移连接在连接座143上的齿条146，而在连接座143上安装有升降电机147，升降电机147的输出轴伸入至连接座143内，且在输出轴上安装与齿条146啮合的齿轮，从而实现升降功能。通过升降电机147的转动，能够使得抵接块142抵紧在底座100下侧，使得整体状态发生变化。

而在实际情况中，参照图4，还需要保持调平座141能够抵接在抵接块142上端，在联动环150且位于抵接块142正对处设置有第一永磁体151，调平座141的底面上设置有均布有若干与第一永磁体151相斥的第二永磁体152。第二永磁体152沿周向均布，能够作用于第一永磁体151，此时能够保持在抵接块142的相对侧能够抵紧在调平座141下侧，这样便能通过中心球铰点和抵接块142的支撑将调平座141调成水平状。

在实施过程中，可通过机体110扫描画面去进行调平，也可在调平座141上侧安装一个调平仪，另外加装一个摄像头，通过摄像头观测调平座141的水平状态，操作人员再进行操作调平。且在调平座141下侧的边沿上增加高度传感器，对调平座141的边沿进行监控，使得抵接块142能够转动至最低点处，然后通过抵接块142对最低点进行调节。

本实施例中，参照图4、图6，底座100上垂直地安装有一连接杆160，在连接杆160的端部具有收缩球161，在调平座141的下侧具有供收缩球161嵌入的嵌槽162，连接杆160中部为呈长方体的空腔，在空腔内具有一个抵触块163，抵触块163与空腔形状适配，能够沿连接杆160的长度方向上进行滑移，在连接杆160底部安装有抵紧电机166，抵紧电机166的输出轴沿连接杆160的长度方向设置，且输出轴延伸穿过抵触块163，输出轴和抵触块163螺纹连接。同时收缩球161也是具有空腔，抵触块163的端部能够嵌入至收缩球161内，同时在收缩球161地外壁具有若干个抵紧弧形片164，在本实施例中抵紧弧形片164位于收缩球161的半球平面，且抵紧弧形片164沿周向设有四个，抵紧弧形片164的内侧具有沿径向设置的滑杆165，滑杆165的一端固定连接在抵紧弧形片164上，另一端伸入至收缩球161内，位于收缩球161内的端部具有和抵触块163抵触的斜面，当抵紧电机166工作时，能够使得抵触块163朝上运动，并抵触在滑杆165上，最终使得抵紧弧形片164沿径向抵紧在嵌槽162的内壁上。这样能够使得调平座141在调节的过程中，能够具有一定的阻尼效果，且在最终调平后能够增加稳定效果。

本申请实施例的实施原理为：先将整体下坠至坑洞中，当到达预设位置时，通过驱动环130的转动，使得主杆121外伸，同时支撑杆122打开，能够抵紧在坑洞的内壁上，此时可通过机体110或者摄像头等观察调平座141的状态，通过转动联动环150使得抵接块142运动至调平座141最低处，然后通过升降的方式调节调平座141，当完全调平后，将抵紧弧形片164抵紧在嵌槽162内壁上，此时能够形成较好的固定效果，也能够使得机体110在扫描时具有更好的扫描结果。

本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种三维激光扫描仪，包括底座（100）和设置在底座（100）上的机体（110），其特征在于：所述底座（100）上设置有固定结构，所述固定结构包括沿不少于三个周向设置在底座（100）上且可伸缩的支撑件（120）、设置在底座（100）上且用于驱使多个支撑件（120）同时伸缩的驱动件，所述支撑件（120）沿平行于底座（100）上表面的方向伸缩。

2.根据权利要求1所述的一种三维激光扫描仪，其特征在于：所述支撑件（120）包括滑移连接在底座（100）上且与驱动件连接的主杆（121）、一端铰接在主杆（121）杆身上且另一端用于抵紧在支撑面上的支撑杆（122）、设置在主杆（121）上用于驱使支撑杆（122）打开或者合拢的支撑电机（123）。

3.根据权利要求2所述的一种三维激光扫描仪，其特征在于：所述支撑电机（123）固定安装在主杆（121）内，且所述支撑电机（123）的输出轴平行于主杆（121），所述支撑电机（123）的输出轴上螺纹连接有联动块（126），所述支撑杆（122）上铰接有联动杆（127），所述联动杆（127）的远离支撑杆（122）的一端铰接在联动块（126）上。

4.根据权利要求3所述的一种三维激光扫描仪，其特征在于：所述联动杆（127）与所述支撑杆（122）之间的夹角大于或等于0°且小于90°，所述底座（100）上具有供支撑件（120）完全收入的容置槽（124）。

5.根据权利要求1或4所述的一种三维激光扫描仪，其特征在于：所述底座（100）上设置有调平结构（140），所述调平结构（140）包括中部球铰在底座（100）上的调平座（141）、滑动连接在底座（100）上用于抵触在调平座（141）下侧的抵接块（142）。

6.根据权利要求5所述的一种三维激光扫描仪，其特征在于：所述抵接块（142）沿调平座（141）的周长方向滑移连接在所述底座（100）上，所述抵接块（142）顶部离所述调平座（141）的距离可变设置。

7.根据权利要求6所述的一种三维激光扫描仪，其特征在于：所述抵接块（142）通过联动环（150）连接在所述底座（100）上，所述联动环（150）且位于抵接块（142）正对处设置有第一永磁体（151），所述调平座（141）的底面上设置有均布有若干与所述第一永磁体（151）相斥的第二永磁体（152）。

8.根据权利要求7所述的一种三维激光扫描仪，其特征在于：所述抵接块（142）包括固定连接在联动环（150）上的连接座（143）、沿联动环（150）中心轴线方向升降设置在连接座（143）上的活动部（144）、设置在连接座（143）上且包裹活动部（144）的橡胶外衣（145），所述底座（100）上设置有用于驱使活动部（144）运动的升降电机（147）。

9.根据权利要求8所述的一种三维激光扫描仪，其特征在于：所述底座（100）上垂直地设置有连接杆（160），所述连接杆（160）的端部具有收缩球（161），所述调平座（141）下侧具有供所述收缩球（161）嵌入的嵌槽（162）。

10.根据权利要求9所述的一种三维激光扫描仪，其特征在于：所述收缩球（161）的外壁具有若干沿径向外扩的抵紧弧形片（164），所述连接杆（160）上设置有用于驱使若干抵紧弧形片（164）外扩的抵紧电机（166）。

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