CN207732836U - 一种可调节激光束发散角的三维激光线扫描仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及扫描设备技术领域，尤其是一种可调节激光束发散角的三维激光线扫描仪。其包括:壳体、激光器、输入凹透镜、输出凸透镜、双凹透镜、透镜转换盘、左转盘、右转盘、左摄像机支撑座、左摄像机、右摄像机支撑座、右摄像机、驱动电机和换镜电机。它的激光束发散角可调节，适应性好，既可扫描大宽度物品，又可扫描小宽度物品，可对壳体内部器件进行冷却换热，同时向下吹气，保证偏振透镜和扫描区域的洁净，可调节摄像机的镜头轴线与激光器的光轴间的夹角。

Description

一种可调节激光束发散角的三维激光线扫描仪

技术领域

本实用新型涉及扫描设备技术领域，尤其是一种可调节激光束发散角的三维激光线扫描仪。

背景技术

激光测距由于其自身光学特性，在工业领域得到了广泛应用。激光测距技术分成时间反射法和三角测量法两大类，时间反射法是通过测量光波传输时间来计算与目标物体之间的距离，其测量原理决定了响应速度较慢，要得到可靠数据至少需要100ms以上，适用于慢速、静态测距场合。三角测距法是由光源发出一束激光经汇聚透镜垂直投射并聚焦到被测物体表面上形成一个光斑，光斑在物体表面发生散射，其中一部分散射光经过接收透镜在CCD检测器上成像，当被测物体产生位移，其在CCD上的成像点也发生相应的移动，通过像移和实际位移之间的三角关系，可以计算出真实的物体距离。现有的三维激光线扫描仪普遍存在激光束发散角不可调节问题，如此限制了适用范围。

实用新型内容

本实用新型旨在解决上述问题，提供了一种可调节激光束发散角的三维激光线扫描仪，它的激光束发散角可调节，适应性好，既可扫描大宽度物品，又可扫描小宽度物品，可对壳体内部器件进行冷却换热，同时向下吹气，保证偏振透镜和扫描区域的洁净，可调节摄像机的镜头轴线与激光器的光轴间的夹角其采用的技术方案如下：

一种可调节激光束发散角的三维激光线扫描仪，其特征在于，包括:壳体、激光器、输入凹透镜、输出凸透镜、双凹透镜、透镜转换盘、左转盘、右转盘、左摄像机支撑座、左摄像机、右摄像机支撑座、右摄像机、驱动电机和换镜电机，所述壳体底部开放，所述激光器固定安装于壳体中，所述左转盘和右转盘以激光器的光轴为对称线左右对称设置，所述左摄像机通过左摄像机支撑座固定安装于左转盘上，所述右摄像机通过右摄像机支撑座固定安装于右转盘上，所述右摄像机的镜头轴线与激光器的光轴间的夹角和左摄像机的镜头轴线与激光器的光轴间的夹角相等，所述驱动电机通过传动机构驱动左转盘和右转盘同步、反向、同速转动，所述换镜电机的机座固定安装于壳体的外侧且其转轴与壳体转动连接并与透镜转换盘的中心相固接，所述双凹透镜通过镜座安装于透镜转换盘上，所述激光器的出射光依次经过输入凹透镜、输出凸透镜和双凹透镜，所述激光器的出射光经过输入凹透镜和输出凸透镜后为平行光束。

在上述技术方案基础上，还包括齿轮箱，所述传动机构包括主动齿轮、过渡齿轮、右驱动齿轮和左驱动齿轮，所述齿轮箱固定安装于壳体上，所述驱动电机的机座固定安装于齿轮箱外侧，所述驱动电机的转轴与主动齿轮键连接，所述过渡齿轮、右驱动齿轮和左驱动齿轮设置于齿轮箱中并通过转轴与齿轮箱转动连接，所述过渡齿轮与主动齿轮及左驱动齿轮相啮合，所述主动齿轮与右驱动齿轮相啮合，所述左驱动齿轮的转轴一端穿过壳体与左转盘相固接，所述左驱动齿轮的转轴一端穿过壳体与右转盘相固接。

在上述技术方案基础上，还包括风罩，所述风罩固定安装于壳体外侧，所述风罩具有风腔，所述风罩上设置有进气接头，所述壳体的侧壁上开设有通气孔，所述风罩的风腔通过通气孔与壳体的内腔相连通。

在上述技术方案基础上，所述壳体的底部开口处设置有用于支撑偏振透镜的支撑板，所述支撑板上开设有排气孔，所述偏振透镜的光栅与激光器的出射光的偏振方向相平行。

在上述技术方案基础上，激光器为氦氖激光器。

本实用新型的有益效果为：它的激光束发散角可调节，适应性好，既可扫描大宽度物品，又可扫描小宽度物品，可对壳体内部器件进行冷却换热，同时向下吹气，保证偏振透镜和扫描区域的洁净，可调节摄像机的镜头轴线与激光器的光轴间的夹角。

附图说明

图1：本实用新型的剖面结构示意图；

图2：本实用新型的侧视结构示意图；

图3：图1中透镜转换盘部分的左视结构示意图；

图4：本实用新型所述传动机构的结构示意图；

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系均为基于附图1所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

如图1至图4所示，一种可调节激光束发散角的三维激光线扫描仪，其特征在于，包括:壳体1、激光器22、输入凹透镜60、输出凸透镜61、双凹透镜42、透镜转换盘41、左转盘23、右转盘26、左摄像机支撑座24、左摄像机25、右摄像机支撑座27、右摄像机28、驱动电机31和换镜电机40，所述壳体1底部开放，所述激光器22固定安装于壳体1中，所述左转盘23和右转盘26以激光器22的光轴为对称线左右对称设置，所述左摄像机25通过左摄像机支撑座24固定安装于左转盘23上，所述右摄像机28通过右摄像机支撑座27固定安装于右转盘26上，所述右摄像机28的镜头轴线与激光器22的光轴间的夹角和左摄像机25的镜头轴线与激光器22的光轴间的夹角相等，所述驱动电机31通过传动机构驱动左转盘23和右转盘26同步、反向、同速转动，所述换镜电机40的机座固定安装于壳体1的外侧且其转轴与壳体转动连接并与透镜转换盘41的中心相固接，所述双凹透镜42通过镜座安装于透镜转换盘41上，所述激光器22的出射光依次经过输入凹透镜60、输出凸透镜61和双凹透镜42，所述激光器22的出射光经过输入凹透镜60和输出凸透镜61后为平行光束。所述输入凹透镜60、输出凸透镜61共同组成扩束准直镜，所述双凹透镜42为若干个，不同规格，通过转换不同的双凹透镜42可调节激光器22激光束的发散角。

优选的，还包括齿轮箱30，所述传动机构包括主动齿轮32、过渡齿轮33、右驱动齿轮34和左驱动齿轮35，所述齿轮箱30固定安装于壳体1上，所述驱动电机31的机座固定安装于齿轮箱30外侧，所述驱动电机31的转轴与主动齿轮32键连接，所述过渡齿轮33、右驱动齿轮34和左驱动齿轮35设置于齿轮箱30中并通过转轴与齿轮箱30转动连接，所述过渡齿轮33与主动齿轮32及左驱动齿轮35相啮合，所述主动齿轮32与右驱动齿轮34相啮合，所述左驱动齿轮35的转轴一端穿过壳体1与左转盘23相固接，所述左驱动齿轮35的转轴一端穿过壳体1与右转盘26相固接。通过传动机构可保证右摄像机28的镜头轴线与激光器22的光轴间的夹角和左摄像机25的镜头轴线与激光器22的光轴间的夹角始终相等，方便扫描，提高精度。其中过渡齿轮33和主动齿轮32的齿数、模数、分度圆直径相同，所述右驱动齿轮34和左驱动齿轮35的齿数、模数、分度圆直径相同。

优选的，还包括风罩5，所述风罩5固定安装于壳体1外侧，所述风罩5具有风腔50，所述风罩5上设置有进气接头51，所述壳体1的侧壁上开设有通气孔10，所述风罩5的风腔50通过通气孔10与壳体1的内腔相连通。

进一步，所述壳体1的底部开口处设置有用于支撑偏振透镜6的支撑板7，所述支撑板7上开设有排气孔11，所述偏振透镜6的光栅与激光器22的出射光的偏振方向相平行。进气接头51接气源，气源为洁净的压缩空气或惰性气体，有一定的压力，保证气体不断的流入风腔50和壳体1的内腔中，对壳体1的内腔进行冷却换热，同时向下吹气，保证偏振透镜6和扫描区域的洁净。同时通过偏振透镜6可减少环境光对扫描精度的影响，可选的，激光器22为氦氖激光器。

可理解的是激光器、偏振透镜、电机均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知，故不作详述。

上面以举例方式对本实用新型进行了说明，但本实用新型不限于上述具体实施例，凡基于本实用新型所做的任何改动或变型均属于本实用新型要求保护的范围。

Claims (5)

1.一种可调节激光束发散角的三维激光线扫描仪，其特征在于，包括:壳体(1)、激光器(22)、输入凹透镜(60)、输出凸透镜(61)、双凹透镜(42)、透镜转换盘(41)、左转盘(23)、右转盘(26)、左摄像机支撑座(24)、左摄像机(25)、右摄像机支撑座(27)、右摄像机(28)、驱动电机(31)和换镜电机(40)，所述壳体(1)底部开放，所述激光器(22)固定安装于壳体(1)中，所述左转盘(23)和右转盘(26)以激光器(22)的光轴为对称线左右对称设置，所述左摄像机(25)通过左摄像机支撑座(24)固定安装于左转盘(23)上，所述右摄像机(28)通过右摄像机支撑座(27)固定安装于右转盘(26)上，所述右摄像机(28)的镜头轴线与激光器(22)的光轴间的夹角和左摄像机(25)的镜头轴线与激光器(22)的光轴间的夹角相等，所述驱动电机(31)通过传动机构驱动左转盘(23)和右转盘(26)同步、反向、同速转动，所述换镜电机(40)的机座固定安装于壳体(1)的外侧且其转轴与壳体转动连接并与透镜转换盘(41)的中心相固接，所述双凹透镜(42)通过镜座安装于透镜转换盘(41)上，所述激光器(22)的出射光依次经过输入凹透镜(60)、输出凸透镜(61)和双凹透镜(42)，所述激光器(22)的出射光经过输入凹透镜(60)和输出凸透镜(61)后为平行光束。

2.根据权利要求1所述的一种可调节激光束发散角的三维激光线扫描仪，其特征在于：还包括齿轮箱(30)，所述传动机构包括主动齿轮(32)、过渡齿轮(33)、右驱动齿轮(34)和左驱动齿轮(35)，所述齿轮箱(30)固定安装于壳体(1)上，所述驱动电机(31)的机座固定安装于齿轮箱(30)外侧，所述驱动电机(31)的转轴与主动齿轮(32)键连接，所述过渡齿轮(33)、右驱动齿轮(34)和左驱动齿轮(35)设置于齿轮箱(30)中并通过转轴与齿轮箱(30)转动连接，所述过渡齿轮(33)与主动齿轮(32)及左驱动齿轮(35)相啮合，所述主动齿轮(32)与右驱动齿轮(34)相啮合，所述左驱动齿轮(35)的转轴一端穿过壳体(1)与左转盘(23)相固接，所述左驱动齿轮(35)的转轴一端穿过壳体(1)与右转盘(26)相固接。

3.根据权利要求1或2所述的一种可调节激光束发散角的三维激光线扫描仪，其特征在于：还包括风罩(5)，所述风罩(5)固定安装于壳体(1)外侧，所述风罩(5)具有风腔(50)，所述风罩(5)上设置有进气接头(51)，所述壳体(1)的侧壁上开设有通气孔(10)，所述风罩(5)的风腔(50)通过通气孔(10)与壳体(1)的内腔相连通。

4.根据权利要求3所述的一种可调节激光束发散角的三维激光线扫描仪，其特征在于：所述壳体(1)的底部开口处设置有用于支撑偏振透镜(6)的支撑板(7)，所述支撑板(7)上开设有排气孔(11)，所述偏振透镜(6)的光栅与激光器(22)的出射光的偏振方向相平行。

5.根据权利要求1所述的一种可调节激光束发散角的三维激光线扫描仪，其特征在于：激光器(22)为氦氖激光器。