CN217504672U - 测量平台及三维扫描测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种测量平台及三维扫描测量装置，所述测量平台包括壳体和支撑骨架，壳体包括平台部、主体部和底座部；主体部包括端板和固定侧板，固定侧板与平台部及底座部固连为一体，端板与固定侧板可拆卸连接。本实用新型可方便测量平台内部部件的维修操作，且由于支撑骨架为测量平台的主要承力件，即使两端板均拆卸下来，也不会影响测量平台的承力作用，保证其使用安全性和可靠性。

Description

测量平台及三维扫描测量装置

技术领域

本实用新型属于机器人视觉测量领域，更具体地，涉及基于外部跟踪的机器人三维全自动扫描测量装置的结构改进。

背景技术

随着制造业的迅速发展，复杂曲面在飞机、高铁、船舶等产品设计中得到了广泛应用，由于曲面的制造精度直接影响设备的主体性能，因此对复杂曲面的扫描测量也变得尤为重要。传统的复杂曲面检测一般采用坐标测量机，但这种接触式三维扫描方式在测量过程中会对工件表面产生不可逆转的损害，并且测量效率和采样密度都无法满足现代制造业的要求。

近年来，随着非接触式三维扫描技术的发展，机器人携带扫描测头、光学跟踪系统定位测头位姿的扫描测量系统得到了广泛应用。非接触式三维扫描测量具有结构简单、测量速度快、实时处理能力强、使用灵活方便等优点，在长度、距离、三维形貌及复杂曲面测量中有着广泛的应用。

具体地，非接触式三维扫描测量装置，其结构通常主要包括如下部分，即测量平台、外部跟踪装置、工业机器人、立体球笼靶标、三维激光扫描测头和工件夹具。其中，测量平台为整个装置的基座部分，工业机器人、工件夹具设在测量平台上，相关结构部件以及电气件设在测量平台内部；立体球笼靶标和三维激光扫描测头均设在工业机器人末端上，三维激光扫描测头用于对工件夹具上的待测工件进行扫描测量，立体球笼靶标用来确定三维激光扫描测头的位置，工业机器人带动立体球笼靶标和三维激光扫描测头进行自动化扫描；外部跟踪装置和工业机器人相对设置，用于获取立体球笼靶标的位姿数据。

非接触式三维扫描测量技术虽具备许多优点，但在结构上仍具有一定局限性。例如现有技术中，非接触式三维扫描测量装置的测量平台只是一简单的近似矩形箱体结构，不方便内部结构件或电气件的维修操作。

实用新型内容

本实用新型提供一种测量平台及三维扫描测量装置，可方便测量平台内部部件的维修操作，使用方便。

为达到上述技术效果，本实用新型采用的技术方案是，一种测量平台，包括壳体和位于壳体内部的支撑骨架，所述壳体与所述支撑骨架固连为一体；所述壳体包括由上至下依次设置的平台部、主体部和底座部；所述主体部包括两相对设置的端板以及位于两所述端板之间的固定侧板，所述固定侧板与所述平台部及所述底座部固连为一体，所述端板与所述固定侧板可拆卸连接。

所述端板的横截面呈弧形且向背离所述固定侧板的方向凸出，所述端板的两竖直端面上均设有多个第一磁吸部件，所述固定侧板上对应设有多个第二磁吸部件，所述第一磁吸部件和所述第二磁吸部件磁吸配合。

所述端板的弧形底面上布设有多个第一定位结构，所述底座部上对应设有多个第二定位结构，所述第一定位结构与所述第二定位结构配合以对所述端板定位。

所述底座部上还设有与所述端板的弧形轮廓相适配的底部弧形挡沿，所述底部弧形挡沿向上凸出于所述底座部的顶面且止挡在所述端板的内壁底边缘上。

所述平台部上还设有与所述端板的弧形轮廓相适配的顶部弧形挡沿，所述顶部弧形挡沿向下凸出于所述平台部的底面且止挡在所述端板的内壁顶边缘上。

所述端板上设有推拉把手，所述平台部的相对两侧部均形成有凹陷部，所述凹陷部位于两所述端板之间区域的上方，所述平台部的周边呈弧形。

所述支撑骨架包括多个横梁和纵梁，所述主体部的内壁上形成有与所述纵梁相适配的定位竖槽，所述纵梁嵌入所述定位竖槽内。

所述底座部的底部设有多个行走轮及多个可调地脚。

本实用新型还提出了一种三维扫描测量装置，包括测量平台、外部跟踪装置、工业机器人、立体球笼靶标、三维激光扫描测头和转台，所述工业机器人、所述转台设在所述测量平台上，所述立体球笼靶标和三维激光扫描测头均设在工业机器人末端上，所述测量平台为上述的测量平台。

所述转台的台面凸出于所述平台部的上方。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点和积极效果：

本实用新型测量平台包括壳体和位于壳体内部的支撑骨架，所述壳体与所述支撑骨架固连为一体，支撑骨架为整个测量平台的主要承力件，支撑起整个壳体、壳体内的相关结构件、电气件以及置于壳体平台部上的相关结构件、电气件及待测工件，壳体的主体部包括两相对设置的端板以及位于两端板之间的固定侧板，端板与固定侧板可拆卸连接，从而可通过拆卸端板来以方便测量平台内部结构件及电气件的维修和保养，且由于支撑骨架为测量平台的主要承力件，即使两端板均拆卸下来，也不会影响测量平台的承力作用，保证其使用安全性和可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型测量平台的立体图；

图2为本实用新型测量平台省略平台部顶板后的立体图；

图3为图2的A部放大图；

图4为本实用新型测量平台的壳体端板立体图；

图5本实用新型测量平台的壳体省略端板及平台部顶板后的立体图；

图6为本实用新型测量平台的支撑骨架立体图；

图7为本实用新型三维扫描测量装置的立体图；

图8为本实用新型三维扫描测量装置的立体球笼靶标和三维激光扫描测头组装图。

附图标记：10、测量平台；100、壳体；110、平台部；111、凹陷部；120、主体部；121、端板；121A、内翻翻边；122、固定侧板；123、第一磁吸部件；124、第二磁吸部件；125、第一定位结构；126、推拉把手；127、定位竖槽；130、底座部；131、第二定位结构；132、底部弧形挡沿；140、行走轮；150、可调地脚；200、支撑骨架；210、横梁；220、纵梁；230、竖梁；

20、显示器；30、工业机器人；40、立体球笼靶标；41、球笼支杆；50、三维激光扫描测头；60、转台；61、支撑台部；70、摇臂；80、鼠标键盘设备。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

参照图1至图6，本实施例一种测量平台10，包括壳体100和位于壳体100内部的支撑骨架200，壳体100与支撑骨架200固连为一体；壳体100包括由上至下依次设置的平台部110、主体部120和底座部130；主体部120包括两个相对设置的端板121以及位于两个端板121之间的固定侧板122，固定侧板122与平台部110及底座部200固连为一体，端板121与固定侧板122可拆卸连接。

其中，壳体100整体轮廓近似工字型，即平台部110、底座部130的长度均大于主体部120的长度，底座部130的长度最大，平台部110和底座部130均呈扁平状，即高度较小，而主体部120的高度较大。平台部110、主体部120和底座部130围成一完整的壳体100的内部空间，以放置测量平台10相关结构件及电气件等。支撑骨架200也位于壳体100的内部空间中，支撑骨架200为一框架结构，其顶部与平台部110的顶板贴合连接，底部与底座部130的底板顶板贴合连接，侧部与主体部120的侧部连接，从而支撑起整个壳体100，以及壳体100内的相关结构件、电气件和置于平台部110上的相关结构件、电气件及待测工件，使得支撑骨架200成为整个测量平台10的主要承力件；主体部120的端板121与其固定侧板122可拆卸连接，使得端板121便于拆装，拆卸后可方便测量平台10内部结构件及电气件的维修和保养，比如电源模块、电机驱动器、控制器、通信模块等，且由于支撑骨架200为测量平台10的主要承力件，即使两端板121都拆卸下来，也不会影响测量平台10的承重能力，从而保证测量平台10的使用安全性和可靠性。

进一步地，如图1至图4所示，本实施例中端板121的横截面呈弧形且向背离固定侧板122的方向凸出，端板121的两竖直端面上均设有多个第一磁吸部件123，多个第一磁吸部件123上下间隔设置，固定侧板122上对应设有多个第二磁吸部件124，第一磁吸部件123和第二磁吸部件124磁吸配合，从而实现端板121与固定侧板122的可拆卸连接。具体地，端板121的竖直端面上设有内翻翻边121A，第一磁吸部件123通过螺钉安装在内翻翻边121A上；端板121呈外凸弧形，有利于增大壳体100内部空间尺寸，便于内部部件的布置，且端板121拆卸后，其所包围的空间内的部件可充分暴露，以进一步方便维修或保养。当然，端板121与固定侧板122的可拆卸连接还可采用其他方式，比如卡接扣合等。

为提高端板122的安装位置精度，提高拆装效率，端板122的弧形底面上布设有多个第一定位结构125，底座部130上对应设有多个第二定位结构131，第一定位结构125与第二定位结构131配合以对端板122安装时进行定位。如图4和图5所示，本实施例中第一定位结构125为定位柱，第二定位结构为定位孔，第一磁吸部件123和第二磁吸部件124磁吸配合的同时，定位柱插设在定位孔内对端板122进行定位，使其安装更为可靠。

为进一步提高对端板121的定位作用，如图5所示，底座部130上还设有与端板121的弧形轮廓相适配的底部弧形挡沿132，底部弧形挡沿132向上凸出于底座部130的顶面且止挡在端板121的内壁底边缘上，从而在端板121的底部处对端板121进一步起到定位作用，提高其安装位置精度。

同理，平台部110上还设有与端板121的弧形轮廓相适配的顶部弧形挡沿（未图示），顶部弧形挡沿向下凸出于平台部110的底面且止挡在端板121的内壁顶边缘上，从而在端板121的顶部处对端板121进一步起到定位作用，进一步提高其安装位置精度。

如图1和图2所示，端板121上设有推拉把手126，以方便端板121的拆装。如图1、图2和图5所示，平台部110的相对两侧部均形成有凹陷部111，凹陷部111位于两端板121之间区域的上方，平台部110的周边呈弧形。凹陷部111可为使用者提供避让避让空间，平台部110的周边呈弧形，即无尖锐部位，提高使用舒适度和安全性。具体地，如图1、2和图5所示，平台部110采用中间窄两边宽的结构，两边为圆形，中间为弧形的凹陷部111，两边的空间为测量平台10上的相关设备比如机器人提供足够的运动空间、为转台上的工件足够的放置空间，凹陷部110处可以设置抽拉式键盘鼠标等操作设备，方便操作人员进行相关测量操作，同时方便检测人员进行测量工件的取放操作。

如图2、图3、图5和图6所示，对于支撑骨架200，其具体包括多个横梁210、纵梁220和竖梁230，横梁210、纵梁220和竖梁230可采用方管或型钢，焊接为一体，在降低整体重量的同时保证承重能力；主体部120的内壁上形成有与竖梁230相适配的定位竖槽127，竖梁230嵌入定位竖槽127内。定位竖槽127可以对竖梁230进而对支撑骨架200起到定位作用，防止支撑骨架200受力晃动，从而进一步提高支撑骨架200的承重可靠性。如图2和图6所示，支撑骨架200的轮廓形状与壳体100的轮廓形状近似，也近似为工字型，使其尽可能全面的支撑壳体100，保证整个测量平台10的结构强度。

为方便测量平台10整体移动，底座部130的底部设有多个行走轮140，同时还设有多个可调地脚150。需要移动时，将可调地脚150调高，行走轮140接触地面进行移动，移动到位时，将可调地脚150调低，行走轮140离开地面，由可调地脚150支撑测量平台10。

参照图7，本实施例还提出了一种三维扫描测量装置，包括测量平台10、外部跟踪装置（比如双目摄像头，图中未图示）、工业机器人30、立体球笼靶标40、三维激光扫描测头50和转台60，还包括显示器20，显示器20通过摇臂70连接在测量平台10的平台部110上，显示器20对应的鼠标键盘设备80设在平台部110的凹陷部110处，工业机器人30、转台60设在测量平台10上，立体球笼靶标40和三维激光扫描测头50均设在工业机器人30末端上，测量平台10的结构参见本实用新型测量平台的实施例及附图1至图6的描述，在此不再赘述。

转台60用于放置待测工件，其结构同现有技术，与现有技术不同的是，本实施例中转台60的支撑台部61凸出于测量平台10的平台部110的上方，即支撑台部61向上凸出于平台部110上方一定高度，方便待测工件的定位，且定位后的待测工件相对平台部110具有一定高度，便于工业机器人30带动立体球笼靶标40和三维激光扫描测头50运动至工件下方进行测量，从而可增加测量范围，为测量提供更大的灵活度。转台60可360°旋转，通过其旋转功能，不需要对测量过程中的工业机器人30调整位置来进行多次编程，大多数测量特征在有限的几个机器人姿态即可实现采点测量。

另外，对于立体球笼靶标和三维激光扫描测头，现有技术中，其通常是分别单独安装固定在机器人的末端，则需要分别安装，安装时进行标定，而曲面产品三维扫描测量时，对于立体球笼靶标和三维激光扫描测的相对位置精度要求极高，二者分别单独安装，势必会对其位置精度造成不利影响。为解决此问题，参照图8同时结合图7，本实施例中，立体球笼靶标40和三维激光扫描测头50固连为一体，成为一个整体进行安装。具体地，立体球笼靶标40通过其部分球笼支杆41穿设于三维激光扫描测头50的壳体上，穿设处并打螺丝固定，立体球笼靶标40和三维激光扫描测头50的相互位置关系预先标定好，然后整体安装在工业机器人30末端即可，即使将其更换至其他机器人上，也无需另外重新进行标定。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种测量平台，其特征在于：包括壳体和位于壳体内部的支撑骨架，所述壳体与所述支撑骨架固连为一体；所述壳体包括由上至下依次设置的平台部、主体部和底座部；所述主体部包括两相对设置的端板以及位于两所述端板之间的固定侧板，所述固定侧板与所述平台部及所述底座部固连为一体，所述端板与所述固定侧板可拆卸连接。

2.根据权利要求1所述的测量平台，其特征在于：所述端板的横截面呈弧形且向背离所述固定侧板的方向凸出，所述端板的两竖直端面上均设有多个第一磁吸部件，所述固定侧板上对应设有多个第二磁吸部件，所述第一磁吸部件和所述第二磁吸部件磁吸配合。

3.根据权利要求1所述的测量平台，其特征在于：所述端板的弧形底面上布设有多个第一定位结构，所述底座部上对应设有多个第二定位结构，所述第一定位结构与所述第二定位结构配合以对所述端板定位。

4.根据权利要求3所述的测量平台，其特征在于：所述底座部上还设有与所述端板的弧形轮廓相适配的底部弧形挡沿，所述底部弧形挡沿向上凸出于所述底座部的顶面且止挡在所述端板的内壁底边缘上。

5.根据权利要求4所述的测量平台，其特征在于：所述平台部上还设有与所述端板的弧形轮廓相适配的顶部弧形挡沿，所述顶部弧形挡沿向下凸出于所述平台部的底面且止挡在所述端板的内壁顶边缘上。

6.根据权利要求1所述的测量平台，其特征在于：所述端板上设有推拉把手，所述平台部的相对两侧部均形成有凹陷部，所述凹陷部位于两所述端板之间区域的上方，所述平台部的周边呈弧形。

7.根据权利要求1所述的测量平台，其特征在于：所述支撑骨架包括多个横梁和纵梁，所述主体部的内壁上形成有与所述纵梁相适配的定位竖槽，所述纵梁嵌入所述定位竖槽内。

8.根据权利要求1所述的测量平台，其特征在于：所述底座部的底部设有多个行走轮及多个可调地脚。

9.一种三维扫描测量装置，包括测量平台、外部跟踪装置、工业机器人、立体球笼靶标、三维激光扫描测头和转台，所述工业机器人、所述转台设在所述测量平台上，所述立体球笼靶标和三维激光扫描测头均设在工业机器人末端上，其特征在于：所述测量平台为权利要求1至8中任一项所述的测量平台。

10.根据权利要求9所述的三维扫描测量装置，其特征在于：所述转台的台面凸出于所述平台部的上方。

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