CN219495125U - 一种自动转向三维激光扫描仪反射标靶 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自动转向三维激光扫描仪反射标靶，它包括标靶卡座，标靶卡座的顶部通过转动支撑有主机外壳，主机外壳与标靶卡座的顶部之间设置有用于驱动主机外壳绕着标靶卡座转动的第一转动驱动机构；所述主机外壳的顶端固定有标靶板支架，标靶板支架上转动支撑有标靶板，标靶板其中一侧支撑轴与用于驱动其绕着支撑轴转动的第二转动驱动机构相连，第二转动驱动机构固定在主机外壳的顶部。可实现三维激光扫描仪换站作业中，多组拼接标靶自动转向扫描仪，避免了人工转动标靶的麻烦，同时避免了手动对标靶位置的扰动，大大提高外业作业的效率及激光扫描作业精度。

Description

一种自动转向三维激光扫描仪反射标靶

技术领域

本实用新型属于三维激光扫描领域，特别涉及一种自动转向三维激光扫描仪反射标靶。

背景技术

在三维激光扫描作业中，由于三维激光扫描仪的作业距离有限，同时在测区范围内存在地物相互遮蔽的情况，单个测站往往无法获取所需的全部测量数据，因此在实际的三维激光扫描作业中往往需要多次设站，观测获取被测物体所需的全部测量数据。

由于各测站获取的数据坐标系不同，实际作业中引入像控点（由标靶提供）来进行各测站数据的拼接。相互拼接的两站数据应包含至少2个相同的像控点，在扫描仪换站过程后会出现无法与标靶板中心通视的情况，需要人工对每一个标靶进行手动转向。通常每次换站作业都需要进行标靶板的转向，作业过程繁琐、费时，严重影响作业效率；此外，若像控点布控位置地势险要，频繁进行标靶转向作业还增加了外业作业的安全风险。同时，在标靶转向作业过程中还会对标靶位置进行扰动，严重影响激光扫描点云数据拼接的精度。因此，亟需研发一种新型自动转向标靶装置，以满足实际生产需求。

实用新型内容

本实用新型针对三维激光扫描中的换站作业需要人工频繁翻动标靶，造成外业作业效率低，同时存在扰动标靶，造成扫描点云数据拼接误差大的问题。提出了一种自动转向测量反射标靶，可实现三维激光扫描仪换站作业中，多组拼接标靶自动转向扫描仪，避免了人工转动标靶的麻烦，同时避免了手动对标靶位置的扰动，大大提高外业作业的效率及激光扫描作业精度。

为了实现上述的技术特征，本实用新型的目的是这样实现的：一种自动转向三维激光扫描仪反射标靶，它包括标靶卡座，标靶卡座的顶部通过转动支撑有主机外壳，主机外壳与标靶卡座的顶部之间设置有用于驱动主机外壳绕着标靶卡座转动的第一转动驱动机构；所述主机外壳的顶端固定有标靶板支架，标靶板支架上转动支撑有标靶板，标靶板其中一侧支撑轴与用于驱动其绕着支撑轴转动的第二转动驱动机构相连，第二转动驱动机构固定在主机外壳的顶部。

所述主机外壳采用上、下两部分构成，并通过螺栓进行组合固定连接。

所述第一转动驱动机构包括固定在主机外壳内壁上的水平方位角控制电机，水平方位角控制电机的主轴安装有水平蜗轮驱动蜗杆，水平蜗轮驱动蜗杆与固定在标靶卡座顶端的水平蜗轮啮合传动，并带动整个主机外壳绕着标靶卡座转动。

所述第二转动驱动机构包括固定在标靶板支架外壁上的垂直蜗轮外壳，垂直蜗轮外壳的底端固定有垂直俯仰角控制电机，垂直俯仰角控制电机的主轴安装有垂直蜗轮驱动蜗杆，垂直蜗轮驱动蜗杆与垂直蜗轮啮合传动，并带动标靶板绕着支撑轴转动。

所述主机外壳的内部安装有无线电测向线圈，所述无线电测向线圈与主控制器相连，并用于接收无线电测向线圈的信号，所述主控制器通过无线通讯方式与手持遥控器相连，并接收手持遥控器发射的无线电方位信号，来驱动第一转动驱动机构和第二转动驱动机构使得标靶板对准无线电发射方位。

所述无线电测向线圈由4组线圈组成，前3组线圈相互垂直设置，后1组水平设置，无线电波传播方向与线圈平行时，线圈感应电压最高，垂直时不产生感应电压，通过前3组线圈产生的感应电压大小用于确定手持遥控器发射的电磁波来向所在的直线，同时通过对比前后设置的2组水平设置的线圈进一步确定电磁波的来向。

所述手持遥控器上设置有手持遥控器天线用于发射无线电讯号，并设置有手持遥控器电源键及标靶自动转向键。

还包括用于提供电能的主机电池；

所述标靶卡座采用测量标准卡座，使得该装置能够装配于徕卡对中杆或徕卡配套基座设备上。

所述手持遥控器由干电池提供电源。

所述手持遥控器能够同时作用于多组标靶，使得手持遥控器天线有效作用范围内的标靶能同时进行转向。

本实用新型有如下有益效果：

1、通过采用本新型实用装置，免去了三维激光扫描仪换站后人工手动翻转标靶的流程，同时避免了人工翻转标靶对标靶造成扰动进而影响后续激光点云数据的拼接精度。该装置可以大幅提高三维激光扫描外业效率并保证了外业采集数据的精度。同时，采用测量标准卡座，可搭载如徕卡对中杆、徕卡配套基座等多种设备上，使得该装置还具有通用性强的特点。

2、通过上述的第一转动驱动机构能够用于驱动主机外壳整体旋转，进而实现水平角度的调节。

3、通过上述的第二转动驱动机构能够用于驱动标靶板实现垂直转动，进而实现俯仰角度的调节。

4、通过上述的手持遥控器能够实现整个标靶的远程控制。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型的三维结构图。

图2是本实用新型侧视图。

图3是本实用新型手持遥控器

图中：标靶板1、标靶板支架2、垂直蜗轮外壳3、垂直蜗轮4、垂直蜗轮驱动蜗杆5、垂直俯仰角控制电机6、主机外壳7、无线电测向线圈8、水平方位角控制电机9、水平齿轮驱动螺杆10、水平齿轮11、标靶卡座12、手持遥控器天线13、手持遥控器电源键14、标靶自动转向键15。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施方式做进一步的说明。

如图1-3所示，一种自动转向三维激光扫描仪反射标靶，它包括标靶卡座12，标靶卡座12的顶部通过转动支撑有主机外壳7，主机外壳7与标靶卡座12的顶部之间设置有用于驱动主机外壳7绕着标靶卡座12转动的第一转动驱动机构；所述主机外壳7的顶端固定有标靶板支架2，标靶板支架2上转动支撑有标靶板1，标靶板1其中一侧支撑轴与用于驱动其绕着支撑轴转动的第二转动驱动机构相连，第二转动驱动机构固定在主机外壳7的顶部。通过上述的标靶装置适用于三维激光扫描仪换站作业过程中的标靶板转向作业，可实现标靶板的自动转向，免去了三维激光扫描仪换站后人工手动翻转标靶的流程，同时避免了人工翻转标靶对标靶造成扰动进而影响后续激光点云数据的拼接精度。具体转动控制过程中，通过第一转动驱动机构能够用于控制整个主机外壳7的水平转动，进而实现标靶板1的水平转动调节；通过第二转动驱动机构能够用于控制标靶板1的俯仰转动。

进一步的，所述主机外壳7采用上、下两部分构成，并通过螺栓进行组合固定连接。通过采用剖分结构便于其内部的零部件的安装。

进一步的，所述第一转动驱动机构包括固定在主机外壳7内壁上的水平方位角控制电机9，水平方位角控制电机9的主轴安装有水平蜗轮驱动蜗杆10，水平蜗轮驱动蜗杆10与固定在标靶卡座12顶端的水平蜗轮11啮合传动，并带动整个主机外壳7绕着标靶卡座12转动。通过上述的第一转动驱动机构能够用于驱动主机外壳7整体旋转，进而实现水平角度的调节。具体工作过程中，通过水平方位角控制电机9驱动水平蜗轮驱动蜗杆10，通过水平蜗轮驱动蜗杆10与水平蜗轮11啮合传动，进而带动主机外壳7绕着标靶卡座12转动，进而实现标靶板1的水平转动调节。

进一步的，所述第二转动驱动机构包括固定在标靶板支架2外壁上的垂直蜗轮外壳3，垂直蜗轮外壳3的底端固定有垂直俯仰角控制电机6，垂直俯仰角控制电机6的主轴安装有垂直蜗轮驱动蜗杆5，垂直蜗轮驱动蜗杆5与垂直蜗轮4啮合传动，并带动标靶板1绕着支撑轴转动。通过上述的第二转动驱动机构能够用于驱动标靶板1实现垂直转动，进而实现俯仰角度的调节。工作过程中，通过垂直俯仰角控制电机6驱动垂直蜗轮驱动蜗杆5，通过垂直蜗轮驱动蜗杆5驱动垂直蜗轮4，通过垂直蜗轮4驱动标靶板1转动，进而实现俯仰角度的调节。

其中，所述标靶板1有标识的一面与垂直蜗轮4轴心及标准卡座12轴心在同一平面上，使得标靶板转向后中心位置始终保持不变。

进一步的，所述主机外壳7的内部安装有无线电测向线圈8，所述无线电测向线圈8与主控制器相连，并用于接收无线电测向线圈8的信号，所述主控制器通过无线通讯方式与手持遥控器相连，并接收手持遥控器发射的无线电方位信号，来驱动第一转动驱动机构和第二转动驱动机构使得标靶板1对准无线电发射方位。所述无线电测向线圈8由4组线圈组成，前3组线圈相互垂直设置，后1组水平设置，无线电波传播方向与线圈平行时，线圈感应电压最高，垂直时不产生感应电压，通过前3组线圈产生的感应电压大小用于确定手持遥控器发射的电磁波来向所在的直线，同时通过对比前后设置的2组水平设置的线圈进一步确定电磁波的来向。通过上述的无线电测向线圈8

进一步的，所述手持遥控器上设置有手持遥控器天线13用于发射无线电讯号，并设置有手持遥控器电源键14及标靶自动转向键15。通过上述的手持遥控器能够实现整个标靶的远程控制。

进一步的，还包括用于提供电能的主机电池。

进一步的，所述标靶卡座12采用测量标准卡座，使得该装置能够装配于徕卡对中杆或徕卡配套基座设备上。通过上述结构增加了适应性。

进一步的，所述手持遥控器由干电池提供电源。

进一步的，所述手持遥控器能够同时作用于多组标靶，使得手持遥控器天线13有效作用范围内的标靶能同时进行转向。通过上述的远程控制方式，能够同时实现多个标靶的控制，进而提高了控制效率。

本实用新型工作过程和原理为：

安装时，首先将标靶主机开机，通过测量标准卡座，可将本新型标靶装配于徕卡对中徕卡配套基座等设备上，通过对中杆或基座上的水准泡将装置安装水平。

安装完成后，打开手持遥控器电源键14，手持遥控器开机；操作人员在三维激光扫描仪处，按下标靶自动转向键15，手持遥控器作用范围内的所有标靶上的标靶板1将自动转向操作员；

当需要对标靶板1的水平角度进行调节时，通过水平方位角控制电机9驱动水平蜗轮驱动蜗杆10，通过水平蜗轮驱动蜗杆10与水平蜗轮11啮合传动，进而带动主机外壳7绕着标靶卡座12转动，进而实现标靶板1的水平转动调节；当需要对标靶板1的垂直角度进行调节时，通过通过垂直俯仰角控制电机6驱动垂直蜗轮驱动蜗杆5，通过垂直蜗轮驱动蜗杆5驱动垂直蜗轮4，通过垂直蜗轮4驱动标靶板1转动，进而实现俯仰角度的调节。

Claims (10)

1.一种自动转向三维激光扫描仪反射标靶，其特征在于：它包括标靶卡座（12），标靶卡座（12）的顶部通过转动支撑有主机外壳（7），主机外壳（7）与标靶卡座（12）的顶部之间设置有用于驱动主机外壳（7）绕着标靶卡座（12）转动的第一转动驱动机构；所述主机外壳（7）的顶端固定有标靶板支架（2），标靶板支架（2）上转动支撑有标靶板（1），标靶板（1）其中一侧支撑轴与用于驱动其绕着支撑轴转动的第二转动驱动机构相连，第二转动驱动机构固定在主机外壳（7）的顶部。

2.根据权利要求1所述的一种自动转向三维激光扫描仪反射标靶，其特征在于：所述主机外壳（7）采用上、下两部分构成，并通过螺栓进行组合固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种自动转向三维激光扫描仪反射标靶，其特征在于：所述第一转动驱动机构包括固定在主机外壳（7）内壁上的水平方位角控制电机（9），水平方位角控制电机（9）的主轴安装有水平蜗轮驱动蜗杆（10），水平蜗轮驱动蜗杆（10）与固定在标靶卡座（12）顶端的水平蜗轮（11）啮合传动，并带动整个主机外壳（7）绕着标靶卡座（12）转动。

4.根据权利要求1所述的一种自动转向三维激光扫描仪反射标靶，其特征在于：所述第二转动驱动机构包括固定在标靶板支架（2）外壁上的垂直蜗轮外壳（3），垂直蜗轮外壳（3）的底端固定有垂直俯仰角控制电机（6），垂直俯仰角控制电机（6）的主轴安装有垂直蜗轮驱动蜗杆（5），垂直蜗轮驱动蜗杆（5）与垂直蜗轮（4）啮合传动，并带动标靶板（1）绕着支撑轴转动。

5.根据权利要求1所述的一种自动转向三维激光扫描仪反射标靶，其特征在于：所述主机外壳（7）的内部安装有无线电测向线圈（8），所述无线电测向线圈（8）与主控制器相连，并用于接收无线电测向线圈（8）的信号，所述主控制器通过无线通讯方式与手持遥控器相连，并接收手持遥控器发射的无线电方位信号，来驱动第一转动驱动机构和第二转动驱动机构使得标靶板（1）对准无线电发射方位。

6.根据权利要求5所述的一种自动转向三维激光扫描仪反射标靶，其特征在于：所述无线电测向线圈（8）由4组线圈组成，前3组线圈相互垂直设置，后1组水平设置，无线电波传播方向与线圈平行时，线圈感应电压最高，垂直时不产生感应电压，通过前3组线圈产生的感应电压大小用于确定手持遥控器发射的电磁波来向所在的直线，同时通过对比前后设置的2组水平设置的线圈进一步确定电磁波的来向。

7.根据权利要求5所述的一种自动转向三维激光扫描仪反射标靶，其特征在于：所述手持遥控器上设置有手持遥控器天线（13）用于发射无线电讯号，并设置有手持遥控器电源键（14）及标靶自动转向键（15）。

8.根据权利要求1所述的一种自动转向三维激光扫描仪反射标靶，其特征在于：还包括用于提供电能的主机电池；

所述标靶卡座（12）采用测量标准卡座，使得该自动转向三维激光扫描仪反射标靶能够装配于徕卡对中杆或徕卡配套基座设备上。

9.根据权利要求7所述的一种自动转向三维激光扫描仪反射标靶，其特征在于：所述手持遥控器由干电池提供电源。

10.根据权利要求7所述的一种自动转向三维激光扫描仪反射标靶，其特征在于：所述手持遥控器能够同时作用于多组标靶，使得手持遥控器天线（13）有效作用范围内的标靶能同时进行转向。