CN202630903U - 一种三维激光扫描仪 - Google Patents

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刘礼刚
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Abstract

本实用新型公开了一种三维激光扫描仪，包括水平轴和垂直轴两个轴系，所述垂直轴系由分体式伺服电机、第一轴承和第二轴承、第一传动轴、第一圆光栅编码器和第一读数头组成；所述水平轴系由组合式伺服电机、第三轴承、第二传动轴、第二圆光栅编码器和第二读数头组成；其中，所述分体式电机固定于一刚性套筒中，第一轴承固定于刚性套筒的上端，并用第二轴承形成一个垂直轴的延长轴，固定连接至水平底板。所述分体式和组合式伺服电机的灵活性保证在圆光栅编码器的反馈下，对角位置、角速度、角加速度进行调整，从而实现精准角位置控制。

Description

一种三维激光扫描仪
技术领域
本实用新型涉及一种三维激光扫描仪，属于光学测量设备领域。 
背景技术
三维激光扫描技术是国际上近期发展的一项高新技术。 
随着三维激光扫描仪在工程领域的广泛应用，这种技术已经引起了广大科研人员的关注。通过激光测距原理(包括脉冲激光和相位激光)，瞬时测得空间三维坐标值的测量仪器，利用三维激光扫描技术获取的空间点云数据，可快速建立结构复杂、不规则的场景的三维可视化模型，既省时又省力，这种能力是现行的三维建模软件所不可比拟的。 
但是，现有的三维激光扫描仪，其工作效果普遍都不是太好。 
实用新型内容
本实用新型为了解决现有技术的缺点，提供了一种结构简单实用的三维激光扫描仪，其中，该扫描仪具有旋转轴高精度角度控制机构，有很好的技术效果。 
其中，本实用新型解决上述技术问题所采取的技术方案如下： 
一种三维激光扫描仪，包括水平轴和垂直轴两个轴系，所述垂直轴系由分体式伺服电机、第一轴承和第二轴承、第一传动轴、第一圆光栅编码器和第一读数头组成；所述水平轴系由组合式伺服电机、第三轴承、第二传动轴、第二圆光栅编码器和第二读数头组成，其中，所述分体式电机固定于一刚性套筒中，第一轴承固定于刚性套筒的上端，并用第二轴承形成一个垂直轴的延长轴，固定连接至水平底板；所述第一圆光栅编码器用螺丝固定于轴承延长轴机构，第一读数头固定于轴承延长轴机构外壳部位；所述组合式伺服电机固定于另一刚性套筒中，第三轴承固定于电机转子；第二圆光栅编码器用螺丝固定于轴承延长轴机构，第二读数头固定于一支架上，并通过螺丝固定于一侧板上。 
其中，优选的结构是，所述水平轴和垂直轴轴系处于完全正交结构。 
其中，优选的结构是，所述第一和第二圆光栅编码器采用8192线对，所述第一和第二读数头采用200倍细分设计。 
其中，优选的结构是，所述分体式伺服电机连接第一圆光栅编码器，所述组合式伺服电机连接第二圆光栅编码器。 
本发明采取了上述方案以后，所述分体式和组合式伺服电机的灵活性保证在圆光栅编码器的反馈下，对角位置、角速度、角加速度进行调整，从而实现精准角位置控制，具有很好的技术效果。 
附图说明
下面结合附图对本实用新型进行详细的描述，以使得本实用新型的上述优点更加明确。 
图1是本发明所述的三维激光扫描仪的结构示意图。 
具体实施方式
其中，图1是本发明所述的三维激光扫描仪的结构示意图； 
如图1所示，所述三维激光扫描仪包括水平轴和垂直轴两个轴系(分别以图中的上半部分和下半部分进行标示)，其中，所述水平轴系包括：左一侧板1、第一圆光栅编码器2及读数头(在图中未标注)、第一圆光栅读数头支架3，第一圆光栅读数头螺丝4以及第一组合式伺服电机5和第三轴承6、左二侧板7、右二侧板8以及支架9-01和9-02，用于固定镜片102，并且，还包括一固定激光测距模块底板10、激光测距模块11和右一侧板12。 
所述垂直轴系包括：分体式伺服电机16、第二圆光栅编码器13及读数头(图中未示出)、第一轴承15、第二轴承14和第四轴承17。 
其中，更具体地，所述分体式电机固定于一刚性套筒中，第一轴承固定于刚性套筒的上端，并用第二轴承形成一个水平轴的延长轴，固定连接至水平底板；所述第一圆光栅编码器用螺丝固定于轴承延长轴机构，第一读数头固定于轴承延长轴机构外壳部位；所述组合式伺服电机固定于另一刚性套筒中，第三轴承固定于电机转子；第二圆光栅编码器用螺丝固定于轴承延长轴机构，第二读数头固定于一支架上，并通过螺丝固定于一侧板 上，并且，上述两个轴系处于完全正交结构保证三维激光扫描仪工作时两个轴系的正交性。其中，所述第一和第二圆光栅编码器采用8192线对，第一和第二读数头采用200倍细分设计，从而实现角度分辨率达到0.79″。 
其中，上述伺服电机的灵活性保证在圆光栅编码器的反馈下，对角位置、角速度、角加速度进行调整，从而实现精准角位置控制。 
其中，上述电机之间，能够控制水平轴和垂直轴的平稳旋转，通过圆光栅编码器和读数头的实时反馈，实现对水平轴角加速度、角速度、角度的精确控制；和对垂直轴角加速度、角速度、角度的精确控制。 
并且，上述部件之间都属于刚性连接，进而避免机械传动带来的震动及现场工作带来的噪音。 
此外，上述轴承均采用高精度C级轴承，保证轴系联动结构的充分链接，避免轴系在转动过程中的摩擦。 
三维激光扫描仪旋转轴高精度角度控制机构的设计原理：采用先进的设计和工艺实现两个扫描轴的高精度角位置控制。产品广泛应用于测绘测量行业。 
需要注意的是，上述具体实施例仅仅是示例性的，在本实用新型的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行各种改进和变形，而这些改进或者变形落在本实用新型的保护范围内。 
本领域技术人员应该明白，上面的具体描述只是为了解释本实用新型的目的，并非用于限制本实用新型。本实用新型的保护范围由权利要求及其等同物限定。 

Claims (4)

1.一种三维激光扫描仪，包括水平轴和垂直轴两个轴系，其特征在于，所述垂直轴系由分体式伺服电机、第一轴承和第二轴承、第一传动轴、第一圆光栅编码器和第一读数头组成；所述水平轴系由组合式伺服电机、第三轴承、第二传动轴、第二圆光栅编码器和第二读数头组成；其中，所述分体式电机固定于一刚性套筒中，第一轴承固定于刚性套筒的上端，并用第二轴承形成一个水平轴的延长轴，固定连接至水平底板；所述第一圆光栅编码器用螺丝固定于轴承延长轴机构，第一读数头固定于轴承延长轴机构外壳部位；所述组合式伺服电机固定于另一刚性套筒中，第三轴承固定于电机转子；第二圆光栅编码器用螺丝固定于轴承延长轴机构，第二读数头固定于一支架上，并通过螺丝固定于一侧板上。
2.根据权利要求1所述的三维激光扫描仪，其特征在于，所述水平轴和垂直轴轴系处于完全正交结构。
3.根据权利要求1或2所述的三维激光扫描仪，其特征在于，所述第一和第二圆光栅编码器采用8192线对，所述第一和第二读数头采用200倍细分设计。
4.根据权利要求1或2所述的三维激光扫描仪，其特征在于，所述分体式伺服电机连接第一圆光栅编码器，所述组合式伺服电机连接第二圆光栅编码器。 
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