CN212111092U - 用于环境监测的三维激光扫描装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于环境监测的三维激光扫描装置，包括三维激光扫描机构、智能监测机构、第一传动机构和第二传动机构。所述三维激光扫描机构用于监测大气环境。所述智能监测机构通讯连接和/或电性连接于所述三维激光扫描机构。所述第一传动机构用于驱动所述三维激光扫描机构沿竖直方向运动，包括安装于所述智能监测机构上的第一传动件、转动连接于所述第一传动件，且竖直设置的丝杠及套接于所述丝杠，以用于安装所述三维激光扫描机构的升降块。所述第二传动机构用于将所述三维激光扫描机构安装于所述升降块，所述第二传动机构配置为带动所述三维激光扫描机构绕着垂直于所述丝杠的轴线方向转动。

Description

用于环境监测的三维激光扫描装置

技术领域

本实用新型涉及环境监测技术领域，尤其涉及一种用于环境监测的三维激光扫描装置。

背景技术

随着工业化进程的加快，在经济得到发展的同时，生态环境却受到了污染。大气环境的污染严重影响了人们的正常生活，例如，由于污染废水及化工废气的乱排乱放，造成环境受到污染，当人们在没有做好防护措施的情况下外出或长期置身于受污染的环境中时，呼吸道和鼻腔会受到感染，甚至还会吸入一些有害的物质进入人体内部，引发其他疾病。

目前，针对于环境的治理，相关技术人员已经投入巨大的精力，开发出诸多用于检测空气中污染成分的技术手段及用于净化环境的措施方法。如利用无人机进行监测，以获得污染物在空气中的三维分布特征及扩散的动向，然而航拍的分辨率较低，且只能获得某个时间段的空气数据，不能做到持续性不间断地监测，因而存在局限性。又例如可采集某个特定区域的空气样本带回实验室进行检测，然而，该空气样本只能证明在该时间段的空气质量，不能够确保其他时间段的该区域的空气质量不会发生变化，且检测过程复杂，需要耗费大量的时间，费时费力。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种用于环境监测的三维激光扫描装置，其特征在于，包括：

三维激光扫描机构，用于监测大气环境；

智能监测机构，通讯连接和/或电性连接于所述三维激光扫描机构；

第一传动机构，用于驱动所述三维激光扫描机构沿竖直方向运动，包括安装于所述智能监测机构上的第一传动件、转动连接于所述第一传动件，且竖直设置的丝杠及套接于所述丝杠，以用于安装所述三维激光扫描机构的升降块；

第二传动机构，用于将所述三维激光扫描机构安装于所述升降块，所述第二传动机构配置为带动所述三维激光扫描机构绕着垂直于所述丝杠的轴线方向转动。

可选择地，所述智能监测机构包括容纳本体及设于所述容纳本体内的信号处理模块、显示模块、信号存储模块及预警预报模块；

其中，所述信号处理模块通讯连接和/或电性连接于所述显示模块、所述信号存储模块及所述预警预报模块。

可选择地，所述第一传动件包括安装于所述容纳本体上的驱动电机及驱动连接于所述驱动电机的转向齿轮组；在所述驱动电机的驱动下，所述转向齿轮组用于带动所述丝杠转动。

可选择地，所述第一传动件上罩有防护壳，所述防护壳包括内部相互连通的第一壳体和第二壳体，所述第一壳体罩设于所述驱动电机上，所述第二壳体罩设于所述转向齿轮组上，所述丝杠自所述第二壳体的顶端延伸至所述第二壳体内部，用于连接所述转向齿轮组。

可选择地，所述第一传动机构还包括至少两导向杆，所述导向杆和所述丝杠平行设置，且其底端安装于所述第一壳体上；所述升降块内设有一螺母座，用于套接所述丝杠，所述升降块邻近所述螺母座的位置设有至少两和所述导向杆一一对应的通孔，用于连接所述导向杆；在所述第一传动件的驱动下，所述丝杠带动所述升降块沿所述丝杠的轴线定向地移动。

可选择地，包括一连接件，所述连接件为一中空，且和所述升降块的外形轮廓相适配的管状结构，所述连接件套接于所述升降块上，以将所述第二传动机构安装于所述升降块。

可选择地，所述升降块为一方型块状结构，所述连接件为一和所述升降块轮廓相适配的方型管状结构；所述第二传动机构的数量为四个，且分设于所述连接件的四个侧壁；每一所述第二传动机构上均安装有一所述三维激光扫描机构。

可选择地，所述第二传动机构包括安装于所述连接件侧壁的舵机及分设于所述舵机两侧的舵盘和阻尼件；所述舵机用于驱动所述舵盘转动，所述舵盘和所述阻尼件同轴设置。

可选择地，所述三维激光扫描机构通过转动支架安装于所述第二传动机构；

其中，所述转动支架包括安装板及分设于所述安装板两侧的两固定板，一所述固定板固定安装于所述舵盘，另一所述固定板固定安装于所述阻尼件。

可选择地，所述三维激光扫描机构包括固定安装于所述安装板的信号接收模块及安装于所述信号接收模块背离所述安装板一侧的激光发射模块；

其中，所述信号接收模块通讯连接和/或电性连接于所述激光发射模块，所述信号接收模块还通讯连接和/或电性连接于所述信号处理模块。

本实用新型的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本实用新型实施例提供了一种用于环境监测的三维激光扫描装置，可通过三维激光扫描机构来监测大气环境。通过智能监测机构通讯连接和/或电性连接于三维激光扫描机构，以此来获取、分析并处理三维激光扫描机构所扫描的监测数据。第一传动机构可用于驱动三维激光扫描机构沿竖直方向运动，使得三维激光扫描机构能够处于不同的水平高度，以此来提高三维激光扫描机构的扫描范围。第二传动机构用于将三维激光扫描机构安装于升降块，且第二传动机构可带动三维激光扫描机构绕着垂直于丝杠的轴线方向转动，即可对三维激光扫描机构执行点头动作，更进一步提高三维激光扫描机构的扫描范围。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本实用新型。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。

图1为本实用新型实施例提供的一种用于环境监测的三维激光扫描装置的通讯连接示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种用于环境监测的三维激光扫描装置的结构示意图；

图3为图2所示的第一传动机构的结构示意图；

图4为图2所示的连接件、第二传动机构、转动支架及三维激光扫描机构的连接结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的温度调控箱的结构示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本实用新型相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本实用新型的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本实用新型使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本实用新型。除非另作定义，本实用新型使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本实用新型说明书以及权利要求书中使用的“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。在本实用新型说明书和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

图1为本实用新型实施例提供的一种用于环境监测的三维激光扫描装置的通讯连接示意图。图2为本实用新型实施例提供的一种用于环境监测的三维激光扫描装置的结构示意图。图3为图2所示的第一传动机构的结构示意图。图4为图2所示的连接件、第二传动机构、转动支架及三维激光扫描机构的连接结构示意图。图5为本实用新型实施例提供的温度调控箱的结构示意图。

参见图1至图4，本实用新型实施例提供一种用于环境监测的三维激光扫描装置，包括三维激光扫描机构1、智能监测机构2、第一传动机构4和第二传动机构6。三维激光扫描机构1用于监测大气环境。智能监测机构2通讯连接和/或电性连接于三维激光扫描机构1。第一传动机构4用于驱动三维激光扫描机构1沿竖直方向运动，包括安装于智能监测机构2上的第一传动件、转动连接于第一传动件，且竖直设置的丝杠42及套接于丝杠42，以用于安装三维激光扫描机构1的升降块43。第二传动机构6用于将三维激光扫描机构1安装于升降块43，第二传动机构6配置为带动三维激光扫描机构1绕着垂直于丝杠42的轴线方向转动。

本实用新型实施例提供的用于环境监测的三维激光扫描装置，可通过三维激光扫描机构1来监测大气环境。通过智能监测机构2通讯连接和/或电性连接于三维激光扫描机构1，以此来获取、分析并处理三维激光扫描机构1所扫描的监测数据。第一传动机构4可用于驱动三维激光扫描机构1沿竖直方向运动，使得三维激光扫描机构1能够处于不同的水平高度，以此来提高三维激光扫描机构1的扫描范围。第二传动机构6用于将三维激光扫描机构1安装于升降块43，且第二传动机构6可带动三维激光扫描机构1绕着垂直于丝杠42的轴线方向转动，即可对三维激光扫描机构1执行点头动作，更进一步提高三维激光扫描机构1的扫描范围。

在一个实施例中，参见图1和图2，三维激光扫描机构1用于监测大气环境，其可包括激光发射模块11及信号接收模块12。其中，信号接收模块12通讯连接和/或电性连接于激光发射模块11。在一个示例中，激光发射模块11可包括发射器(未图示)、倍频器(未图示)、反射器(未图示)及其他辅助配件。发射器可用于向待检测的空气区域发射激光束，该激光束在遇到空气中的颗粒物时会原方向反射，倍频器可用于接收该反射后激光束并且将该激光束的波长转化成可见光波段，激光束可通过照射在反射器上以改变其路径。经反射器反射的激光束进入信号接收模块12，信号接收模块12用于将该激光束的可见光信号转化为电信号。其中，反射器可为反光镜片或者其他可用于发射的部件，并不限于此。

在该实施例中，智能监测机构2可包括容纳本体3及设于容纳本体3内的信号处理模块21、显示模块22、信号存储模块23及预警预报模块24。其中，信号处理模块21通讯连接和/或电性连接于显示模块22、信号存储模块23及预警预报模块24。信号处理模块21还通讯连接和/或电性连接于信号接收模块12。容纳本体3可为一中空的方型箱式结构，其内部防水，以用于防护信号处理模块21、显示模块22、信号存储模块23、预警预报模块24及其他元器件。

具体地，信号处理模块21可用于接收经信号接收模块12转化的电信号，并自动对该电信号进行分析和处理，基于该电信号及时对空气质量作出相对应的判断及应对措施。显示模块22用于显示该空气数据信息。信号存储模块23用于存储该空气数据信息。当信号处理模块21检测到空气质量超出正常阈值时，预警预报模块24会自动发出预警，以提醒工作人员作出相对应的防护措施。

第一传动机构4用于驱动三维激光扫描机构1沿竖直方向运动，其可包括安装于智能监测机构2上的第一传动件(未图示)、转动连接于第一传动件，且竖直设置的丝杠42及套接于丝杠42，以用于安装三维激光扫描机构1的升降块43。在一个实施例中，参见图2和图3，第一传动件可包括安装于容纳本体3上的驱动电机(未图示)及驱动连接于驱动电机的转向齿轮组(未图示)。在驱动电机的驱动下，转向齿轮组可用于带动丝杠42转动。在一个较佳的示例中，转向齿轮组可包括两啮合，且垂直设置的锥齿轮。丝杠42用于连接转向齿轮组的位置为光滑的圆柱结构，不设有丝纹。一锥齿轮套接于该圆柱结构，另一锥齿轮驱动连接于驱动电机。在驱动电机的驱动下，两锥齿轮啮合传动，可带动丝杠42转动。当然，在其他示例中，转向齿轮组也可为其他齿轮的组合，并不限于此。

在该实施例中，第一传动件上罩有防护壳41。防护壳41可通过螺钉固定安装于容纳本体3上。其可包括内部相互连通的第一壳体411和第二壳体412。第一壳体411罩设于驱动电机上，第二壳体412罩设于转向齿轮组上。当然，转向齿轮组的部分也可延伸至第一壳体411内部。丝杠42自第二壳体412的顶端延伸至第二壳体412内部，用于连接转向齿轮组。

第一传动机构4还可包括至少两导向杆44。导向杆44和丝杠42平行设置，且其底端安装于第一壳体411上。在升降块43内设有一螺母座431，用于套接丝杠42。升降块43邻近螺母座431的位置设有和导向杆44数量相一致，且一一对应的通孔，用于连接导向杆44，且通孔的孔径大于导向杆44的直径。如此，可便于导向杆44在通孔内滑动，不会受到阻碍。在第一传动件的驱动下，丝杠42可带动升降块43沿丝杠42的轴线定向地移动。且在导向杆44的作用下，升降块43自身不会发生转动，确保了升降块43在移动过程中的稳定性。

第二传动机构6可用于将三维激光扫描机构1安装于升降块43。第二传动机构6配置为可带动三维激光扫描机构1绕着垂直于丝杠42的轴线方向转动。在一个实施例中，参见图2至图4，本实用新型包括一连接件5。该连接件5可为一中空，且和升降块43的外形轮廓相适配的管状结构。连接件5套接于升降块43上，并通过固定件固定，例如通过螺栓固定，以将第二传动机构6安装于升降块43。在一个较佳的示例中，升降块43可为一方型块状结构，连接件5为一和升降块43轮廓相适配的方型管状结构。第二传动机构6的数量为四个，且分设于连接件5的四个侧壁。每一第二传动机构6上均安装有一三维激光扫描机构1。

在该实施例中，第二传动机构6可包括安装于连接件5侧壁的舵机61及分设于舵机61两侧的舵盘62和阻尼件63。舵机61用于驱动舵盘62转动，且舵盘62和阻尼件63同轴设置。

进一步地，三维激光扫描机构1可通过转动支架7安装于第二传动机构6。其中，转动支架7可包括安装板71及分设于安装板71两侧的两固定板72。三维激光扫描机构1安装于安装板71，一固定板72固定安装于舵盘62，另一固定板72固定安装于阻尼件63。如此，舵机61可驱动转动支架7转动，进而带动三维激光扫描机构1转动。优选地，三维激光扫描机构1的转动角度范围为180度，当然，并不限于此。阻尼件63可用于减缓舵机61开启和关闭的瞬间速度，使得舵机61能够平稳地运行。且舵机61在运行过程中，阻尼件63还可用于减缓震动和降低噪声，使得三维激光扫描机构1在绕着垂直于丝杠42的轴线方向转动时更加平稳和灵活，延长三维激光扫描机构1的使用寿命。

将三维激光扫描机构1的数量设置为四个，且每个三维激光扫描机构1的信号接收模块12固定安装于安装板71，激光发射模块11安装于信号接收模块12背离安装板71的一侧，且激光发射模块11的开口设为喇叭状，如此可扩大扫描的范围，能够实现360度全方位监测环境。

参见图5，本实用新型还提供一温度调控箱8，其可包括调控箱本体81及铰接于调控箱本体81开口的盖体82。本实用新型提供的三维激光扫描装置放置于调控箱本体81内部。在调控箱本体81内还设有温度自动调控模块(未图示)，用于调控温度调控箱8内部的温度。使得外界环境无论如何变化，三维激光扫描装置均可一直处于恒温的状态中，不会受到影响。在盖体82朝向调控箱本体81的一侧可安装有一传感器(未图示)和一控制器(未图示)。当三维激光扫描装置的第一传动机构4运行时，传感器可立即感应到，并同时将该信号传递给控制器，控制器可控制盖体82打开，以供三维激光扫描机构1延伸至调控箱本体81的上方，来扫描外界环境。当扫描结束后，第一传动机构4再次运行，以将三维激光扫描机构1收纳至调控箱本体81内部。此时，传感器再次将感应到的信号传递给控制器，控制器可控制盖体82闭合。在盖体上还设有和调控箱本体81开口相适配的密封件83，用于防止外界的杂质及水汽等进入调控箱本体81内部。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的技术方案后，将容易想到本公开的其他实施方案。本实用新型旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种用于环境监测的三维激光扫描装置，其特征在于，包括：

三维激光扫描机构，用于监测大气环境；

智能监测机构，通讯连接和/或电性连接于所述三维激光扫描机构；

第一传动机构，用于驱动所述三维激光扫描机构沿竖直方向运动，包括安装于所述智能监测机构上的第一传动件、转动连接于所述第一传动件，且竖直设置的丝杠及套接于所述丝杠，以用于安装所述三维激光扫描机构的升降块；

第二传动机构，用于将所述三维激光扫描机构安装于所述升降块，所述第二传动机构配置为带动所述三维激光扫描机构绕着垂直于所述丝杠的轴线方向转动。

2.根据权利要求1所述的用于环境监测的三维激光扫描装置，其特征在于，所述智能监测机构包括容纳本体及设于所述容纳本体内的信号处理模块、显示模块、信号存储模块及预警预报模块；

其中，所述信号处理模块通讯连接和/或电性连接于所述显示模块、所述信号存储模块及所述预警预报模块。

3.根据权利要求2所述的用于环境监测的三维激光扫描装置，其特征在于，所述第一传动件包括安装于所述容纳本体上的驱动电机及驱动连接于所述驱动电机的转向齿轮组；在所述驱动电机的驱动下，所述转向齿轮组用于带动所述丝杠转动。

4.根据权利要求3所述的用于环境监测的三维激光扫描装置，其特征在于，所述第一传动件上罩有防护壳，所述防护壳包括内部相互连通的第一壳体和第二壳体，所述第一壳体罩设于所述驱动电机上，所述第二壳体罩设于所述转向齿轮组上，所述丝杠自所述第二壳体的顶端延伸至所述第二壳体内部，用于连接所述转向齿轮组。

5.根据权利要求4所述的用于环境监测的三维激光扫描装置，其特征在于，所述第一传动机构还包括至少两导向杆，所述导向杆和所述丝杠平行设置，且其底端安装于所述第一壳体上；所述升降块内设有一螺母座，用于套接所述丝杠，所述升降块邻近所述螺母座的位置设有至少两和所述导向杆一一对应的通孔，用于连接所述导向杆；在所述第一传动件的驱动下，所述丝杠带动所述升降块沿所述丝杠的轴线定向地移动。

6.根据权利要求2所述的用于环境监测的三维激光扫描装置，其特征在于，包括一连接件，所述连接件为一中空，且和所述升降块的外形轮廓相适配的管状结构，所述连接件套接于所述升降块上，以将所述第二传动机构安装于所述升降块。

7.根据权利要求6所述的用于环境监测的三维激光扫描装置，其特征在于，所述升降块为一方型块状结构，所述连接件为一和所述升降块轮廓相适配的方型管状结构；所述第二传动机构的数量为四个，且分设于所述连接件的四个侧壁；每一所述第二传动机构上均安装有一所述三维激光扫描机构。

8.根据权利要求7所述的用于环境监测的三维激光扫描装置，其特征在于，所述第二传动机构包括安装于所述连接件侧壁的舵机及分设于所述舵机两侧的舵盘和阻尼件；所述舵机用于驱动所述舵盘转动，所述舵盘和所述阻尼件同轴设置。

9.根据权利要求8所述的用于环境监测的三维激光扫描装置，其特征在于，所述三维激光扫描机构通过转动支架安装于所述第二传动机构；

其中，所述转动支架包括安装板及分设于所述安装板两侧的两固定板，一所述固定板固定安装于所述舵盘，另一所述固定板固定安装于所述阻尼件。

10.根据权利要求9所述的用于环境监测的三维激光扫描装置，其特征在于，所述三维激光扫描机构包括固定安装于所述安装板的信号接收模块及安装于所述信号接收模块背离所述安装板一侧的激光发射模块；

其中，所述信号接收模块通讯连接和/或电性连接于所述激光发射模块，所述信号接收模块还通讯连接和/或电性连接于所述信号处理模块。

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