CN206818140U - 空中盘料装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种空中盘料装置，其技术方案要点是包括无人机和激光扫描仪，所述激光扫描仪与所述无人机可拆卸连接，所述激光扫描仪上安装有除尘机构，所述除尘机构包括位于激光发射端前方的透明的防尘板，所述防尘板通过传动轴连接有带动其转动的驱动组件，所述防尘板远离激光发射端的一面设置有用于清灰的除尘组件。本实用新型解决了现有盘料装置由于镜头表面容易积灰影响激光测量精度的问题。

Description

空中盘料装置

技术领域

本实用新型涉及激光测控技术领域，更具体的说，它涉及一种空中盘料装置。

背景技术

三维激光扫描技术又被称为实景复制技术，是测绘领域继GPS技术之后的一次技术革命。它通过高速激光扫描测量的方法，大面积高分辨率地快速获取被测对象表面的三维坐标数据，可以快速、大量的采集空间点位信息，为快速建立物体的三维影像模型提供了一种全新的技术手段。它突破了传统的单点测量方法，具有高效率、高精度的独特优势。三维激光扫描技术能够提供扫描物体表面的三维点云数据，因此可以用于获取高精度高分辨率的数字地形模型。

盘料仪作为三维扫描仪的一种，已广泛应用到煤场、沙石场等料堆的体积测量。目前普遍采用悬臂型斗轮机对煤场进行堆取料，如图 所示，现有的悬臂式斗轮机包括挖斗、悬臂和控制室，斗轮机在堆取料过程中悬臂可以在一定角度上下摆动。通过固定支架将激光扫描仪安装在斗轮机悬臂上。当斗轮机悬臂摆动到最上方位置时，激光扫描仪处于水平位置，开始进行激光扫描。由于料堆场地的灰尘较大，激光扫描仪镜头很容易堆灰，激光扫描仪读取的灰尘点是无效点，对料堆的三维建模产生影响，造成盘料精度差。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种空中盘料装置，降低灰尘在镜头上堆积的可能性，提高盘料精度。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：一种空中盘料装置，包括无人机和激光扫描仪，所述激光扫描仪与所述无人机可拆卸连接，所述激光扫描仪上安装有除尘机构，所述除尘机构包括位于激光发射端前方的透明的防尘板，所述防尘板通过传动轴连接有带动其转动的驱动组件，所述防尘板远离激光发射端的一面设置有用于清灰的除尘组件。

通过采用上述技术方案，激光扫描仪安装到无人机上，无人机将激光扫描仪带到空中，激光扫描仪对煤场、沙石场等堆料进行扫描。防尘板减少灰尘堆积在激光扫描仪的激光发射端处，驱动组件带动防尘板绕传动轴转动，使得防尘板与除尘组件保持相对运动，除尘组件将堆积在防尘板上的灰尘除去，保持防尘板长时间处于清洁状态，这样激光测量的无效点的数量减少，提高建模的精确性，盘料更加准确。

本实用新型进一步设置为：所述防尘板的外部设置有防护组件，所述防护组件包括与所述激光扫描仪固定连接的后盖、与后盖固定连接的前盖，所述后盖与前盖上对应激光发射端设有供激光穿过的开口。

通过采用上述技术方案，防尘板位于后盖与前盖之间，防护组件对防尘板起到保护作用，避免外部异物对防尘板造成损伤，并且开口不影响激光正常通过。

本实用新型进一步设置为：所述前盖上的开口为V形口，所述除尘组件固定在V形口的一侧。

通过采用上述技术方案，防尘板露出的区域只有V形口大小，其余部位与外部隔离，避免与灰尘接触。防尘板自V形口一侧向另一侧转动时，除尘组件将原V形口区域的灰尘出去，保持处于V形口处的防尘板清洁。

本实用新型进一步设置为：所述除尘组件包括通过固定组件固定在前盖上的安装板，所述安装板上可拆卸连接有贴合所述防尘板设置的擦拭条。

通过采用上述技术方案，固定组件取下后，除尘组件可与前盖分离，这样除尘组件使用一段时间后，方便取下更换擦拭条。

本实用新型进一步设置为：所述固定组件包括设置于所述连接板外侧的弹性件，所述弹性件对除尘组件施加指向防尘板的力。

通过采用上述技术方案，弹性件使得除尘组件保持压紧在防尘板上，以便对防尘板上的灰尘清洁的更彻底。

本实用新型进一步设置为：所述驱动组件包括微型电机，微型电机的输出轴端部固定有主动轮，与主动轮传动连接设置有从动轮，从动轮与所述传动轴固定连接。

通过采用上述技术方案，微型电机工作电动主动轮转动，主动轮带动从动轮转动，与从动轮固定的传动轴转动，则防尘板随着传动轴旋转。

本实用新型进一步设置为：所述主动轮与所述从动轮通过皮带带传动连接。

通过采用上述技术方案，带传动具有结构简单、传动平稳、能缓冲吸振、不需润滑、维护容易的优点。

本实用新型进一步设置为：所述激光扫描仪位于激光发射端的底部设有限位台，所述后盖上设有与限位台横截面相同的定位槽，所述后盖通过定位槽与限位台配合卡固在激光扫描仪上。

通过采用上述技术方案，安装后盖时，可直接保持开口与激光发射端对齐，传动轴转动时，可防止后盖随之转动，避免后盖上的开口与激光发射端错位。

本实用新型进一步设置为：所述限位台沿所述激光扫描仪长度方向设置，所述限位台上设有贯穿性的轴孔，所述传动轴穿设于轴孔中。

通过采用上述技术方案，传动轴被限位台支撑，由于传动轴位于大部分位于轴孔中，减少了与外部灰尘环境的接触面积，对传动轴起到保护作用。

本实用新型进一步设置为：所述防尘板为光学玻璃镜片。

通过采用上述技术方案，防尘板具有耐刮、透光率和机械化学性能好的优点，以便激光正常通过，降低玻璃与空气之间发生折射的影响。

综上所述，本实用新型相比于现有技术具有以下有益效果：1.防尘板减少灰尘堆积在激光扫描仪的发射端上，提高扫描准确度；2.防尘板转动使得除尘组件持续的对防尘板进行除尘处理，保持防尘板长时间处于无尘状态，提高防尘板的工作效果；3、从空中对煤场或沙石场进行三维扫描，扫描范围广，扫描更加准确。

附图说明

图1为实施例中激光扫描仪安装在无人机上的结构示意图；

图2为实施例中激光扫描仪镜头前方的除尘机构的正视图；

图3为实施例中显示除尘机构内部结构的爆炸图；

图4为实施例中显示防护组件背面结构以及固定组件结构的局部爆炸图；

图5为实施例中显示除尘组件结构的轴测图；

图6为实施例中显示激光扫描仪和除尘机构内部连接关系的剖视图；

图7为实施例中显示除尘组件与防尘组件连接位置结构在图6中A部的放大图。

图中：1、无人机；11、控制器；12、机身；13、脚架；14、固定翼；2、激光扫描仪；21、激光头；22、限位台；221、轴孔；3、除尘机构；31、驱动组件；311、微型电机；312、主动轮；313、皮带；314、从动轮；32、传动轴；33、防护组件；331、后盖；3311、容纳槽；3312、通孔；3313、凸台；3314、定位槽；332、前盖；3321、V形口；3322、螺纹柱；34、防尘板；35、除尘组件；351、安装板；3511、卡槽；3512、穿孔；352、擦拭条；3521、导向槽；36、固定组件；361、弹性件；362、垫片；363、螺母。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

实施例：

空中盘料装置，如图1和图2所示，包括无人机1，在无人机1的底部安装有激光扫描仪2，激光扫描仪2的镜头前方设置有除尘机构3，防止灰尘堆积到激光扫描仪2的镜头上，对激光扫描产生影响，提高激光扫描的准确度。

参考图1和图2，无人机1可以是大疆公司生产的御MAVIC PRO四轴飞行器，包括扁平状的机身12，机身12内安装有电池，以便为无人机1提供电能。在机身12的顶部安装有控制器11，控制器11内置操纵系统，控制器11与外部的控制手柄通过无线信号连接，以便操纵无人机1升降及水平运动。机身12的四角分别设置有固定翼14，提高无人机1的平稳性和悬空能力。在机身12的底部倾斜设置有一对脚架13，脚架13的底部低于激光扫描仪2，这样当无人机1水平降落时，脚架13先于机身12上的激光扫描仪2与地面接触，将激光扫描仪2支离地面一定高度，避免激光扫描仪2与地面直接碰撞，对激光扫描仪2起到保护作用。

参考图1和图3，激光扫描仪2整体呈长方体结构，激光扫描仪2可以是镭创便携式激光盘煤仪，激光扫描仪2的一端设有激光头21，激光头21距离端面一段距离，避免外物碰到激光头21，以便对激光头21起到保护作用。激光扫描仪2的底部沿其长度方向设有限位台22，限位台22与激光扫描仪2一体连接。限位台22上沿其长度方向设有贯穿性的轴孔221。

参考图2和图3，除尘机构3包括固定在激光扫描仪2上远离激光头21一端设置的驱动组件31，驱动组件31包括通过螺钉与机身12固定连接的微型电机311、固定在微型电机311端部的主动轮312、与主动轮312通过皮带313传动连接的从动轮314。微型电机32可以是TTMOTOR牌GM12-N20VA型减速电机，微型电机32与外部电连接。在轴孔221上转动设置有传动轴32，传动轴32穿过轴孔221，传动轴32的一端与从动轮314的中心固定连接，以便对从动轮314进行支撑。

参考图3和图4，传动轴32的另一端连接有防护组件33，防护组件33包括中心套设在传动轴32上的后盖331、与后盖331固定连接的前盖332。传动轴32与后盖331转动连接。后盖331呈圆盘形，采用PVC塑料通过注塑工艺成型，具有较高强度的同时质量较轻。后盖331上远离激光头21的一面设有容纳槽3311，后盖331上对应激光头21位置设有通孔3312，以便激光顺利穿过。后盖331上靠近激光头21一面的中部设有凸台3313，凸台3313上设有与限位台22横截面形状相同的定位槽3314，使得后盖331安装在激光扫描仪2上时，通孔3312与激光头21保持对齐。此外，传动轴32转动时，可防止后盖331随之转动。

前盖332与后盖331的大小形状相同，前盖332与后盖331可以通过玻璃胶粘接固定。在前盖332上设有V形口3321，V形口3321与通孔3312对齐且面积大于通孔3312的面积，以便激光穿过V形口。

在后盖331与前盖332之间设置有防尘板34，防尘板34呈圆盘形且位于容纳槽3311中，防尘板34的中心与传动轴32的端部固定连接，使得防尘板34在传动轴32的带动下转动。防尘板34最好采用光学玻璃镜片，具有耐刮、透光率和机械化学性能好的优点，以便激光正常通过，降低玻璃与空气之间发生折射的影响。

为了防止由于使用时间的延长造成防尘板34上积灰较多影响激光的扫描，在前盖332上远离激光头21的一侧设有除尘组件35。参考图4和图5，在V形口3321的一侧沿前盖332的径向设置有两个螺纹柱3322，除尘组件35通过固定组件36固定在前盖332上。除尘组件35包括安装板351，安装板351上设置有擦拭条352。安装板351的两端设置有穿孔3512，穿孔3512与螺纹柱3322的直径相同，安装板351通过穿孔3512与螺纹柱3322配合被支撑在前盖332上。

安装板351一部分在V形口3321的区域，此部位的安装板351上设置有卡槽3511，卡槽3511呈C形。擦拭条352上设置有导向槽3521，导向槽3521与卡槽3511的两侧配合，以便将擦拭条352方便的从安装板351的一端插入到卡槽3511中。此外，卡槽3511的两侧卡入到导向槽3521中，防止擦拭条352从安装板351上脱落。擦拭条352最好为擦拭纸，采用长纤木浆或无纺布材料制成，如优客擦拭纸，擦拭纸折叠约5mm厚，吸收力强，不伤物体表面，不掉毛屑，无静电产生。

固定组件36包括与螺纹柱3322螺纹连接将安装板351固定在前盖332上的螺母363，螺母363与安装板351之间设置有垫片362，垫片362与安装板351之间设置有弹性件361，弹性件361可以是弹簧，弹簧套设在螺纹柱3322上。结合图6和图7，当螺母363与螺纹柱3322固定后，除尘组件35在弹性件361的作用下压向防尘板34，擦拭条352的一面紧贴在防尘板34上。这样防尘板34在转动时，擦拭条352将防尘板34上的灰尘擦掉，保持防尘板34的清洁，提高激光扫描仪2的扫描准确度。擦拭条352与防尘板34的接触面为斜面，使得防尘板34转动时，擦拭条352作用在防尘板34上的力逐渐增加，减小对防尘板34转动的影响。

该空中盘料装置的工作方式如下：

无人机1飞行并将激光扫描仪2携带到空中，激光扫描仪2对煤场、沙石场等堆料进行扫描。同时微型电机311工作带动主动轮312转动，主动轮312通过皮带313带动从动轮314转动。从动轮314通过传动轴32将动力传递给防尘板34，使得防尘板34绕传动轴32转动。当灰尘粘附在V形口3321处的防尘板34上时，擦拭条352对防尘板34的表面进行除灰处理，保持防尘板34长时间处于表面无灰尘状态，这样激光测量的无效点的数量减少，提高建模的精确性，盘料更加准确。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种空中盘料装置，包括无人机(1)和激光扫描仪(2)，所述激光扫描仪(2)与所述无人机(1)可拆卸连接，其特征在于：所述激光扫描仪(2)上安装有除尘机构(3)，所述除尘机构(3)包括位于激光发射端前方的透明的防尘板(34)，所述防尘板(34)通过传动轴(32)连接有带动其转动的驱动组件(31)，所述防尘板(34)远离激光发射端的一面设置有用于清灰的除尘组件(35)。

2.根据权利要求1所述的空中盘料装置，其特征在于：所述防尘板(34)的外部设置有防护组件(33)，所述防护组件(33)包括与所述激光扫描仪(2)固定连接的后盖(331)、与后盖(331)固定连接的前盖(332)，所述后盖(331)与前盖(332)上对应激光发射端设有供激光穿过的开口。

3.根据权利要求2所述的空中盘料装置，其特征在于：所述前盖(332)上的开口为V形口(3321)，所述除尘组件(35)固定在V形口(3321)的一侧。

4.根据权利要求3所述的空中盘料装置，其特征在于：所述除尘组件(35)包括通过固定组件(36)固定在前盖(332)上的安装板(351)，所述安装板(351)上可拆卸连接有贴合所述防尘板(34)设置的擦拭条(352)。

5.根据权利要求4所述的空中盘料装置，其特征在于：所述固定组件(36)包括设置于所述连接板外侧的弹性件(361)，所述弹性件(361)对除尘组件(35)施加指向防尘板(34)的力。

6.根据权利要求1所述的空中盘料装置，其特征在于：所述驱动组件(31)包括微型电机(311)，微型电机(311)的输出轴端部固定有主动轮(312)，与主动轮(312)传动连接设置有从动轮(314)，从动轮(314)与所述传动轴(32)固定连接。

7.根据权利要求6所述的空中盘料装置，其特征在于：所述主动轮(312)与所述从动轮(314)通过皮带(313)带传动连接。

8.根据权利要求2所述的空中盘料装置，其特征在于：所述激光扫描仪(2)位于激光发射端的底部设有限位台(22)，所述后盖(331)上设有与限位台(22)横截面相同的定位槽(3314)，所述后盖(331)通过定位槽(3314)与限位台(22)配合卡固在激光扫描仪(2)上。

9.根据权利要求8所述的空中盘料装置，其特征在于：所述限位台(22)沿所述激光扫描仪(2)长度方向设置，所述限位台(22)上设有贯穿性的轴孔(221)，所述传动轴(32)穿设于轴孔(221)中。

10.根据权利要求1所述的空中盘料装置，其特征在于：所述防尘板(34)为光学玻璃镜片。