CN114111581A - 一种用于土石方量测量用车载三维激光扫描仪 - Google Patents

Abstract

本发明属于车载三维激光扫描仪技术领域，且公开了一种用于土石方量测量用车载三维激光扫描仪，包括底板，所述底板的顶面固定连接有立板，所述立板的数量为两个，两个所述立板之间固定连接有挡板，两个所述立板之间活动套接有主轴。本发明通过在扫描仪本体侧倒前期，气囊鼓起缓慢且伸缩量小，并在扫描仪本体逐渐水平时二号进风口开口逐渐变大，使得气囊进风量逐渐变大，气囊逐渐伸长覆盖密封扫描仪本体的顶端，并在扫描仪本体即将水平时气囊快速完成延长并完全密封水平的扫描仪本体的上方，实现迅速动作完成避雨功能，避雨及时迅速，避免人工停车并攀登上车体进行扫描仪本体的手动拆出，大大减小淋雨量，节省人力，使用效果好。

Description

一种用于土石方量测量用车载三维激光扫描仪

技术领域

本发明属于车载三维激光扫描仪技术领域，具体为一种用于土石方量测量用车载三维激光扫描仪。

背景技术

三维激光扫描系统主要由三维激光扫描仪、计算机、电源供应系统、支架以及系统配套软件构成。三维激光扫描仪作为三维激光扫描系统的主要组成部分，是由激光射器、接收器、时间计数器、马达控制可旋转的滤光镜、控制电路板、微电脑、CCD机以及软件等组成，其中增设与三维激光扫描仪适配的支架并安装在车顶上，通过利用车载三维激光扫描仪实现运动中的扫描，且广泛应用于室外使用，并应用在土石方量测量中。

现有的用于土石方量测量用车载三维激光扫描仪，在使用过程中，由于车载三维激光扫描仪安装在汽车顶部，在使用测量过程中，通常将三维激光扫描仪安装在车顶的扫描仪支架上，并在汽车移动过程中完成测量，然而在测量过程中天气骤变时有发生，突降大雨时，汽车顶部的车载三维激光扫描仪持续淋雨容易影响自身故障，通常需要立即停车，并进行汽车顶部攀登，通过手动拆出车载三维激光扫描仪的扫描仪本体，实现扫描仪的转移，从而避免位于汽车顶部的扫描仪持续淋雨，然而在天气骤变时，外界天气变化剧烈，雨水下降快，通常雨水量较大，通过停车、下车、攀登车体以及进行扫描仪本体拆出过程中步骤较多，所需的操作时间较长，完成扫描仪本体的拆除和转移时已然淋雨较久，且进行拆除工作的人员难以避免淋湿情况，实际拆除保护效率较低，使用效果不佳。

此外，现有的用于土石方量测量用车载三维激光扫描仪，在使用过程中，受到天气骤变影响，在大雨降下时，由于人为进行扫描仪本体拆出转移时，需要一定时间，使得完成三维扫描仪本体拆除后，实际上扫描仪本体已经淋湿，在转移到车体内后，通常需要完成扫描仪本体表面雨水的擦拭，通过有效擦干扫描仪本体表面水分后，进行存放，以待下次使用，然而扫描仪本体机构形状复杂，部分角度和缝隙擦拭难度大，实际需要进行擦拭时间较长，擦干效果较差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于土石方量测量用车载三维激光扫描仪，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于土石方量测量用车载三维激光扫描仪，包括底板，所述底板的顶面固定连接有立板，所述立板的数量为两个，两个所述立板之间固定连接有挡板，两个所述立板之间活动套接有主轴，所述主轴的外表面固定安装有扫描仪本体，所述底板的内侧面固定安装有电机座，所述电机座的顶面固定安装有电机，所述电机的左右两侧均设有连接轴，两个所述连接轴的外表面分别固定套接有一号齿轮和涡轮，所述主轴的外表面固定套接有二号齿轮，所述二号齿轮与一号齿轮啮合连接，一个所述立板的内侧面固定连接有安装板，所述安装板和挡板之间活动安装有蜗杆，所述蜗杆与涡轮啮合连接，所述蜗杆的外表面固定套接有位于挡板外侧的三号齿轮，一个所述立板的侧面活动套接有齿板，所述齿板的底部与三号齿轮啮合连接，所述挡板的内侧面固定安装有气囊，所述气囊的右侧面开设有一号进风口，所述挡板的侧面开设有与一号进风口相连通的二号进风口，所述挡板的外侧面固定安装有配风箱，所述配风箱的外侧面分别固定安装有风机和气泵，所述气泵和配风箱之间固定连通有气管，所述气囊的左侧与立板活动卡接，所述立板的侧面固定连接有安装箱。

优选的，所述立板的内侧面开设有滑槽，所述气囊的正反面均固定连接有滑块，所述滑块的外表面与滑槽活动卡接，利用滑块和滑槽的活动卡接，使得气囊内部鼓气时，折叠的气囊能够实现稳定的滑动展开，并最终实现扫描仪本体顶部的密封。

优选的，所述齿板的尺寸大于二号进风口的尺寸，一个所述立板的侧面开设有套孔，所述套孔穿过位于立板内侧的配风箱，所述套孔的内表面与齿板活动卡接，所述齿板位于二号进风口的外侧，利用齿板的尺寸，使得随着齿板的移动二号进风口逐渐打开，随着二号进风口逐渐打开，控制实际气囊内部的进风量，从而实现气囊展开速度的控制。

优选的，所述气囊的正反面均开设有通孔，所述通孔的内表面固定套接有套管，所述套管穿过立板并延伸至立板的外侧，所述立板的侧面固定连接有套接在套管外侧的固定套，利用通孔中套接的套管，在气囊充气展开完毕后向外继续输出空气，且套管位于气囊的右端侧，处于折叠后端，不进行展开。

优选的，所述安装箱与固定套之间固定连通有曲管，所述安装箱的内表面固定安装有加热管，利用加热管，在突发雨水天气时，实现扫描仪本体的紧急收纳避雨后，通过进入的风将加热后的空气通过出风管吹向扫描仪本体，实现快速烘干操作，避免雨水渗入，保证干燥的存放环境。

优选的，所述固定套内表面的底面固定连接在弹簧的一端，所述弹簧的另一端固定连接有活动塞，所述活动塞的外表面与套管活动套接，利用弹簧的弹性，使得在气囊充气完毕后，继续鼓入的风量逐渐克服弹簧的弹性将套管打开，使得持续给入的风量通过曲管输入到安装箱中，并在安装箱中通过出风管和引风管吹出。

优选的，所述立板的内侧面固定套接有出风管，所述出风管的内端穿过立板并延伸至安装箱的内部，所述立板的侧面固定连接有引风管，所述引风管的外端朝向与出风管的外端朝向相垂直，利用多组出风管实现扫描仪本体外表面的风力吹干，且利用一组朝向垂直的引风管将湿空气向外吹出，且在夏季使用时将热空气向外吹出，引导空气流动。

优选的，一个所述立板的侧面固定连接有齿轮盖，所述齿轮盖位于一号齿轮和二号齿轮的外侧，利用齿轮盖将一号齿轮和二号齿轮保护密封起来，避免误触，保证稳定啮合转动。

本发明的有益效果如下：

1、本发明通过在底板的内侧面安装电机座，并利用电机座安装双轴电机，且通过在主轴的外表面套接二号齿轮，利用双轴电机的一个转轴上的一号齿轮与二号齿轮啮合，使得电机转动时带动主轴旋转并实现扫描仪本体的下旋，且增设涡轮套接在双轴电机的另一个转轴上，并增设蜗杆与涡轮啮合连接，且使得蜗杆的外表面套接位于挡板外侧的三号齿轮，并在三号齿轮的顶部啮合齿板，使得电机启动带动扫描仪本体下摆的同时使得蜗杆联动齿板水平移动，通过在两组立板之间活动卡接可以伸缩折叠的气囊，并使得气囊一侧与挡板连通，通过在挡板外侧安装配风箱，利用风机向配风箱鼓风，当突降大雨时，电机迅速启动并带动扫描仪本体进行翻转放倒，且随着扫描仪本体放倒过程齿板移动时二号进风口逐渐打开，配风箱进入气囊的风量逐渐增大，在扫描仪本体侧倒前期，气囊鼓起缓慢且伸缩量小，并在扫描仪本体逐渐水平时二号进风口开口逐渐变大，使得气囊进风量逐渐变大，气囊逐渐伸长覆盖密封扫描仪本体的顶端，并在扫描仪本体即将水平时气囊快速完成延长并完全密封水平的扫描仪本体的上方，实现迅速动作完成避雨功能，避雨及时迅速，避免人工停车并攀登上车体进行扫描仪本体的手动拆出，大大减小淋雨量，节省人力，使用效果好。

2、本发明通过在立板的侧面套接套管，并在气囊的侧面开设套孔使得套管内端套接在气囊中，使得立板的侧面增设安装箱，并使得安装箱与套管通过曲管连通，使得立板内侧面套接的风管一端位于安装箱的内部，且在曲管和套管之间增设固定套，使得固定套中通过弹簧连接活动塞，并将活动塞套入在套管中，当风机供风使得气囊完全延展开后，继续充入的空气推动弹簧压缩，进而使得套管外端的活动塞移出，使得继续通风的空气进入到安装箱中，并通出风管吹向扫描仪本体的外表面上，使得少数淋雨的扫描仪本体风力吹干，避免人工拆除后进行干毛巾擦拭，利用风力的效果提高风干效果，节省人力，且在安装箱中增设加热管，在需要风干时可以开启加热管，进一步提高烘干效果，避免水珠长时间附着后渗入扫描仪内，且实现一个干燥通风的存放环境，大大提高车载三维激光扫描仪的实际使用寿命。

3、本发明通过在挡板外侧增设配风箱以及在配风箱的外侧安装风机，且利用双轴电机实现扫描仪本体的放倒和气囊的密封，通过在气囊的表面涂布防晒涂层，在夏季户外使用时，由于进行土方量测量绘图时，位于车顶的扫描仪本体自身工作发热以及环境温度过高，可在扫描仪本体放倒时，利用风机从立板侧面的风管中吹入风力，利用风力降温的方式快速降低扫描仪本体的温度，且保证扫描仪本体位于设有防晒涂层的气囊的下方，有效遮蔽阳光暴晒，可在顶部密封情况下进行一端时间的降温停机休息，避免过热损坏，且扫描仪本体放倒和供风速度快，可在户外使用时间隙进行风冷散热，保证车载三维激光扫描仪的工作稳定。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明结构的底面示意图；

图3为本发明结构的剖视示意图；

图4为本发明结构齿轮盖和一号齿轮以及二号齿轮之间的爆炸示意图；

图5为本发明气囊和挡板之间的爆炸示意图；

图6为本发明配风箱的示意图；

图7为本发明气囊和套管之间的爆炸示意图；

图8为本发明安装箱和立板之间的爆炸示意图。

图中：1、底板；2、立板；3、挡板；4、主轴；5、扫描仪本体；6、电机座；7、电机；8、连接轴；9、一号齿轮；10、涡轮；11、二号齿轮；12、齿轮盖；13、安装板；14、蜗杆；15、三号齿轮；16、套孔；17、齿板；18、气囊；19、一号进风口；20、二号进风口；21、配风箱；22、滑块；23、滑槽；24、风机；25、气泵；26、气管；27、安装箱；28、出风管；29、通孔；30、套管；31、固定套；32、曲管；33、活动塞；34、弹簧；35、引风管；36、加热管。

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。

如图1至图8所示，本发明实施例中，一种用于土石方量测量用车载三维激光扫描仪，包括底板1，底板1的顶面固定连接有立板2，立板2的数量为两个，两个立板2之间固定连接有挡板3，两个立板2之间活动套接有主轴4，主轴4的外表面固定安装有扫描仪本体5，通过主轴4的旋转实现扫描仪本体5的旋转放平，底板1的内侧面固定安装有电机座6，电机座6的顶面固定安装有电机7，利用一组电机7提供扫描仪本体5的水平摆放动力，以及提供气囊18伸缩展开速率的控制，且电机7为双轴的，电机7的左右两侧均设有连接轴8，两个连接轴8的外表面分别固定套接有一号齿轮9和涡轮10，主轴4的外表面固定套接有二号齿轮11，二号齿轮11与一号齿轮9啮合连接，利用一号齿轮9和二号齿轮11的啮合连接，实现主轴4的旋转动作，一个立板2的内侧面固定连接有安装板13，安装板13和挡板3之间活动安装有蜗杆14，蜗杆14与涡轮10啮合连接，利用蜗杆14和涡轮10的啮合连接，实现三号齿轮15的旋转，改变转动方向，并配合三号齿轮15啮合的齿板17，实现控制齿板17的水平滑动，进而通过齿板17的水平滑动实现二号进风口20的开口控制，实现气囊进气是速率变化，进而控制气囊18展开速度，保障气囊18紧跟扫描仪本体5的摆动速率，在扫描仪本体5摆动前期展开幅度小，并在扫描仪本体5将要水平时迅速展开并最终完成密封，蜗杆14的外表面固定套接有位于挡板3外侧的三号齿轮15，一个立板2的侧面活动套接有齿板17，齿板17的底部与三号齿轮15啮合连接，挡板3的内侧面固定安装有气囊18，气囊18表面涂布有防晒涂层，实现隔热效果，气囊18的右侧面开设有一号进风口19，挡板3的侧面开设有与一号进风口19相连通的二号进风口20，挡板3的外侧面固定安装有配风箱21，配风箱21的外侧面分别固定安装有风机24和气泵25，利用风机24鼓风，提高气囊18展开动力，气泵25和配风箱21之间固定连通有气管26，利用气泵25进行抽空气完成逆向动作，气囊18的左侧与立板2活动卡接，立板2的侧面固定连接有安装箱27。

其中，立板2的内侧面开设有滑槽23，气囊18的正反面均固定连接有滑块22，滑块22的外表面与滑槽23活动卡接，利用滑块22和滑槽23的活动卡接，使得气囊18内部鼓气时，折叠的气囊18能够实现稳定的滑动展开，并最终实现扫描仪本体5顶部的密封。

其中，齿板17的尺寸大于二号进风口20的尺寸，一个立板2的侧面开设有套孔16，套孔16穿过位于立板2内侧的配风箱21，套孔16的内表面与齿板17活动卡接，齿板17位于二号进风口20的外侧，利用齿板17的尺寸，使得随着齿板17的移动二号进风口20逐渐打开，随着二号进风口20逐渐打开，控制实际气囊18内部的进风量，从而实现气囊展开速度的控制。

其中，气囊18的正反面均开设有通孔29，通孔29的内表面固定套接有套管30，套管30穿过立板2并延伸至立板2的外侧，立板2的侧面固定连接有套接在套管30外侧的固定套31，利用通孔29中套接的套管30，在气囊18充气展开完毕后向外继续输出空气，且套管30位于气囊18的右端侧，处于折叠后端，不进行展开。

其中，安装箱27与固定套31之间固定连通有曲管32，安装箱27的内表面固定安装有加热管36，利用加热管36，在突发雨水天气时，实现扫描仪本体5的紧急收纳避雨后，通过进入的风将加热后的空气通过出风管28吹向扫描仪本体5，实现快速烘干操作，避免雨水渗入，保证干燥的存放环境。

其中，固定套31内表面的底面固定连接在弹簧34的一端，弹簧34的另一端固定连接有活动塞33，活动塞33的外表面与套管30活动套接，利用弹簧34的弹性，使得在气囊18充气完毕后，继续鼓入的风量逐渐克服弹簧34的弹性将套管30打开，使得持续给入的风量通过曲管32输入到安装箱27中，并在安装箱27中通过出风管28和引风管35吹出。

其中，立板2的内侧面固定套接有出风管28，出风管28的内端穿过立板2并延伸至安装箱27的内部，立板2的侧面固定连接有引风管35，引风管35的外端朝向与出风管28的外端朝向相垂直，利用多组出风管28实现扫描仪本体5外表面的风力吹干，且利用一组朝向垂直的引风管35将湿空气向外吹出，且在夏季使用时将热空气向外吹出，引导空气流动。

其中，一个立板2的侧面固定连接有齿轮盖12，齿轮盖12位于一号齿轮9和二号齿轮11的外侧，利用齿轮盖12将一号齿轮9和二号齿轮11保护密封起来，避免误触，保证稳定啮合转动。

工作原理及使用流程：

当户外使用时突降大雨，保持车子行驶，启动电机7，使得电机7带动左右两个连接轴8同时旋转，随着连接轴8的旋转，使得一号齿轮9带动二号齿轮11旋转，进而是的二号齿轮11内表面上套接的主轴4带动扫描仪本体5向下翻转，随着翻转开始，另一个连接轴8上的涡轮10带动蜗杆14转动，并随着蜗杆14的转动，使得蜗杆14外表面光滑段上套接的三号齿轮15带动齿板17水平移动，随着齿板17沿着套孔16滑动，二号进风口20逐渐打开，启动风机24，使得风机24将风通过配风箱21沿着二号进风口20以及一号进风口19吹入气囊18的内部，随着扫描仪本体5的翻转，气囊18同时充气并延展开，随着扫描仪本体5越趋近水平，二号进风口20的打开越大，使得气囊18延展开的速度越快，在扫描仪本体5翻转水平时，气囊18同时迅速完成上部密封；随着风机24的继续鼓风，套管30中外端的活动塞33向外推出，并使得弹簧34压缩，使得继续进入的风量通过套管30进入曲管32中，启动加热管36，使得进入安装箱27中的风受热并通出风管28吹向扫描仪本体5，使得扫描仪本体5外表面水分迅速红烘干；当夏季时户外使用一端时间后，启动电机7和风机，使得扫描仪本体5旋转至水平状态时，气囊18实现顶部密封，同时在不启动加热管36的情况下，持续给入的风通出风管28吹向扫描仪本体5，使得扫描仪本体5表面温度迅速降低，需要恢复竖直进行继续测量时，关闭风机24，使得弹簧34复位，套管30外端面密封，出风管28停止鼓风，并启动气泵25以及反转电机7,随着气囊18的收缩折叠，扫描仪本体5逐渐上旋至竖直状态，停止气泵25和电机7，进行继续测量。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种用于土石方量测量用车载三维激光扫描仪，包括底板(1)，其特征在于：所述底板(1)的顶面固定连接有立板(2)，所述立板(2)的数量为两个，两个所述立板(2)之间固定连接有挡板(3)，两个所述立板(2)之间活动套接有主轴(4)，所述主轴(4)的外表面固定安装有扫描仪本体(5)，所述底板(1)的内侧面固定安装有电机座(6)，所述电机座(6)的顶面固定安装有电机(7)，所述电机(7)的左右两侧均设有连接轴(8)，两个所述连接轴(8)的外表面分别固定套接有一号齿轮(9)和涡轮(10)，所述主轴(4)的外表面固定套接有二号齿轮(11)，所述二号齿轮(11)与一号齿轮(9)啮合连接，一个所述立板(2)的内侧面固定连接有安装板(13)，所述安装板(13)和挡板(3)之间活动安装有蜗杆(14)，所述蜗杆(14)与涡轮(10)啮合连接，所述蜗杆(14)的外表面固定套接有位于挡板(3)外侧的三号齿轮(15)，一个所述立板(2)的侧面活动套接有齿板(17)，所述齿板(17)的底部与三号齿轮(15)啮合连接，所述挡板(3)的内侧面固定安装有气囊(18)，所述气囊(18)的右侧面开设有一号进风口(19)，所述挡板(3)的侧面开设有与一号进风口(19)相连通的二号进风口(20)，所述挡板(3)的外侧面固定安装有配风箱(21)，所述配风箱(21)的外侧面分别固定安装有风机(24)和气泵(25)，所述气泵(25)和配风箱(21)之间固定连通有气管(26)，所述气囊(18)的左侧与立板(2)活动卡接，所述立板(2)的侧面固定连接有安装箱(27)。

2.根据权利要求1所述的一种用于土石方量测量用车载三维激光扫描仪，其特征在于：所述立板(2)的内侧面开设有滑槽(23)，所述气囊(18)的正反面均固定连接有滑块(22)，所述滑块(22)的外表面与滑槽(23)活动卡接。

3.根据权利要求1所述的一种用于土石方量测量用车载三维激光扫描仪，其特征在于：所述齿板(17)的尺寸大于二号进风口(20)的尺寸，一个所述立板(2)的侧面开设有套孔(16)，所述套孔(16)穿过位于立板(2)内侧的配风箱(21)，所述套孔(16)的内表面与齿板(17)活动卡接，所述齿板(17)位于二号进风口(20)的外侧。

4.根据权利要求1所述的一种用于土石方量测量用车载三维激光扫描仪，其特征在于：所述气囊(18)的正反面均开设有通孔(29)，所述通孔(29)的内表面固定套接有套管(30)，所述套管(30)穿过立板(2)并延伸至立板(2)的外侧，所述立板(2)的侧面固定连接有套接在套管(30)外侧的固定套(31)。

5.根据权利要求1所述的一种用于土石方量测量用车载三维激光扫描仪，其特征在于：所述安装箱(27)与固定套(31)之间固定连通有曲管(32)，所述安装箱(27)的内表面固定安装有加热管(36)。

6.根据权利要求4所述的一种用于土石方量测量用车载三维激光扫描仪，其特征在于：所述固定套(31)内表面的底面固定连接在弹簧(34)的一端，所述弹簧(34)的另一端固定连接有活动塞(33)，所述活动塞(33)的外表面与套管(30)活动套接。

7.根据权利要求1所述的一种用于土石方量测量用车载三维激光扫描仪，其特征在于：所述立板(2)的内侧面固定套接有出风管(28)，所述出风管(28)的内端穿过立板(2)并延伸至安装箱(27)的内部，所述立板(2)的侧面固定连接有引风管(35)，所述引风管(35)的外端朝向与出风管(28)的外端朝向相垂直。

8.根据权利要求1所述的一种用于土石方量测量用车载三维激光扫描仪，其特征在于：一个所述立板(2)的侧面固定连接有齿轮盖(12)，所述齿轮盖(12)位于一号齿轮(9)和二号齿轮(11)的外侧。

Images