DE102006024534A1 - Laser scanner has rotary head in which mirror is mounted, in section of housing which has triangular cross-section at right angles to its axis - Google Patents

Laser scanner has rotary head in which mirror is mounted, in section of housing which has triangular cross-section at right angles to its axis

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DE102006024534A1
DE102006024534A1 DE200610024534 DE102006024534A DE102006024534A1 DE 102006024534 A1 DE102006024534 A1 DE 102006024534A1 DE 200610024534 DE200610024534 DE 200610024534 DE 102006024534 A DE102006024534 A DE 102006024534A DE 102006024534 A1 DE102006024534 A1 DE 102006024534A1
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Christoph Dr. Fröhlich
Andreas Hildebrand
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Zoller and Froehlich GmbH
Zoller and Fröhlich GmbH
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Zoller and Froehlich GmbH
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Abstract

The laser scanner has a rotary head, in which a mirror is mounted which reflects the laser beam on to the object to be measured and/or reflected light from it on to a receptor. The mirror is mounted in a section of the housing (8) which has walls (14, 16, 18) forming a triangle at right angles to its axis.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Laserscanner gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. The invention relates to a laser scanner according to the preamble of claim 1.
  • Ein derartiger Laserscanner ist beispielsweise aus der Such a laser scanner, for example, from the DE 202 08 077 U1 DE 202 08 077 U1 bekannt und wird beispielsweise zur 3D-Vermessung von Objekten verwendet. known and is, for example, for 3D measurement of objects used. Bei einem derartigen Scanner wird der von einem optischen Sender abgegebene Laser-Messstrahl durch ein mechanisches Strahlablenkungssystem derart abgelenkt, dass eine flächendeckende, dreidimensionale räumliche Umgebungsvermessung ermöglicht ist. In such a scanner, the output from an optical transmitter laser measurement beam is deflected by a mechanical beam deflection system such that a comprehensive three-dimensional spatial environment measurement is made possible. Die digitalisierten Messdaten werden auf einem Rechnersystem abgelegt und stehen dort zur weiteren Bearbeitung und Visualisierung des vermessenen Objektes zur Verfügung. The digitized data are stored on a computer system and are available there for further processing and visualization of the measured object are available.
  • Die 3D-Vermessung erfolgt durch Führen des modulierten Laserlichtes über die zu vermessende Umgebung, wobei für unterschiedliche Raumrichtungen sowohl der Entfernungs- als auch der Reflektivitätswert punktuell vermessen werden kann. The 3D measurement is done by passing the modulated laser light over to be measured environment, both of range and the reflectivity can be measured selectively for different spatial directions. Aus der Anordnung aller vermessenen Raumrichtungen resultieren Entfernungs- und Reflektivitätsbilder. From the arrangement of all measured spatial directions resulting distance and Reflektivitätsbilder. Die Entfernungsbilder geben die Geometrie der Umgebung wieder und die Reflektivitätsbilder deren visuelle Abbildung, analog zu den Grauwertbildern einer Videokamera. Distance pictures give the geometry around again and the Reflektivitätsbilder their visual image, analogous to the gray scale images from a video camera. Beide Bilder korrespondieren pixelweise und sind aufgrund der eigenständigen, aktiven Beleuchtung mit Laserlicht weitgehend unabhängig von Umwelteinflüssen. Both images correspond pixel by pixel and are largely independent of environmental influences due to the independent, active illumination with laser light.
  • Bei dem aus der vorgenannten In the above from DE 202 08 077 U1 DE 202 08 077 U1 bekannten Scanner hat das Strahlablenksystem einen Ablenk-Spiegel gebildet, der in einen Drehkopf gelagert ist. known scanner has formed a deflecting mirror, the beam deflection system which is mounted in a rotary head. Dieser ist umlaufend rotierend um eine erste Achse, vorzugsweise eine Horizontalachse drehbar in einem Messkopf gelagert, der seinerseits um zumindest 180° um eine Achse verschwenkbar ist, die rechtwinklig zur Drehachse, beispielsweise in Vertikalrichtung verläuft. This is circumferentially rotating about a first axis, preferably a horizontal axis mounted rotatably in a measuring head, which in turn is at least 180 ° about an axis of pivot which is perpendicular to the rotational axis, for example in the vertical direction. Bei der bekannten Lösung ist der Drehkopf durch ein zylinderförmiges Gehäuse gebildet, das zwischen zwei Stützschenkeln des Messkopfes gelagert ist, wobei in einem dieser Schenkel der Antrieb des Drehkopfes und in dem anderen Schenkel eine weiterer halbdurchlässiger Spiegel, der Sender und der Empfänger zur Messdatenverwertung angeordnet sind. In the known solution, the rotary head is formed by a cylindrical housing, which is mounted between two support legs of the measuring head, wherein the drive of the rotary head and in the other leg a further semi-transparent mirror, the transmitter and the receiver are arranged for data recovery in one of these legs ,
  • In dem rotierenden Drehkopf ist ein Aus- bzw. Eintrittsfenster – im Folgenden der Einfachheit halber Austrittsfenster genannt – ausgebildet, das vorzugsweise durch eine entspiegelte Scheibe abgedeckt ist. In the rotary turret is an output or input window - hereinafter referred to for simplicity exit window - is formed, which is preferably covered by a non-reflective wafer. Zur Ausbildung dieses Austrittsfensters muss an dem an sich etwa zylinderförmigen Mantel des Drehkopfes entweder eine Abflachung oder ein sich etwa in Radialrichtung zur Umfangsfläche erstreckender Schacht ausgebildet werden. To form this exit window needs to be formed on the approximately cylindrical casing itself of the rotary head either a flat or an extending approximately in the radial direction to the circumferential surface slot. Da der Drehkopf mit sehr hoher Umdrehungsgeschwindigkeit (beispielsweise 3000/Umin) umläuft, ist eine sorgfältige Auswuchtung des Drehkopfes erforderlich, da bei einer Unwucht durch die ins Messsystem eingeleiteten Schwingungen erhebliche Messungenauigkeiten entstehen. Since the rotary head with a very high rotational speed (for example, 3000 / Umin) rotates, a careful balancing of the rotating head is required because incur significant measurement inaccuracies in an imbalance by the introduced into the measuring system oscillations.
  • Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Laserscanner und einen dafür geeigneten Drehkopf zu schaffen, bei denen die Messgenauigkeit mit geringem vorrichtungstechnischen Aufwand verbessert ist. In contrast, the invention has for its object to provide a laser scanner and an acceptable turret in which the measurement accuracy is improved with low expenditure on apparatuses.
  • Diese Aufgabe wird durch einen Laserscanner mit den Merkmalen des Anspruches 1 und einen Drehkopf mit den Merkmalen des Anspruches 15 gelöst. This object is achieved by a laser scanner with the features of claim 1 and a rotary head with the features of claim 15 °.
  • Erfindungsgemäß ist der Außenumfang des Drehkopfs im Querschnitt etwa in Form eines Vielecks ausgebildet, so dass das Austrittsfenster in einfacher Weise in einer der Seitenflächen angeordnet werden kann, ohne dass zusätzliche Abflachungen oder Schächte vorgesehen werden müssen. According to the invention the outer periphery of the rotary head in cross section is formed approximately in shape of a polygon so that the exit window can be placed in simple manner in one of the side surfaces, without any additional flats or slots must be provided. Ein derartiges Vieleck lässt sich wesentlich einfacher auswuchten und hat darüber hinaus den großen Vorteil, dass es eine geringere Masse als ein zylinderförmiges Gehäuse aufweist, so dass der Drehkopf wesentlich schneller auf seine Soll-Drehzahl beschleunigt werden kann oder aber ein kleinerer Antrieb zum Beschleunigen ausreicht. Such a polygon can be much easier balancing and also has the great advantage that it has a smaller mass than a cylindrical housing, so that the turret can be accelerated much more quickly to its desired speed or a smaller drive is sufficient for acceleration.
  • Bei einem besonders bevorzugten und einfach herstellbaren Ausführungsbeispiel ist der Drehkopf im Querschnitt etwa als ein Dreieck ausgebildet. In a particularly preferred and easily manufactured embodiment of the rotary head in cross section is formed approximately as a triangle. Dieses Dreieck wird vorzugsweise mit zwei längeren Seitenflächen und einer kürzeren Basisfläche ausgebildet, wobei dann das Austrittsfenster in der kürzeren Basisfläche angeordnet wird. This triangle is preferably formed with two longer sides and a shorter base surface, in which case the exit window is arranged in the shorter base surface.
  • Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden die Eckbereiche des Gehäuseabschnitts abgerundet, wobei der Rundungsradius beispielsweise durch einen konzentrisch mit der Drehachse verlaufenden Hüllkreis gebildet ist. In a preferred embodiment, the corner portions of the housing section are rounded, wherein the rounding radius is formed, for example, by a running concentrically with the axis of rotation enveloping circle.
  • Bei einer bevorzugten Variante der Erfindung ist im Gehäuseabschnitt des Drehkopfes ein Strahlführungskanal zu dem Austrittsfenster hin ausgebildet. In a preferred variant of the invention in the housing portion of the rotary head, a beam guide channel is formed to the emission window. Die Herstellung ist besonders einfach, wenn dieser Strahlführungsschacht etwa hohlzylinderförmig, dh mit rundem Querschnitt von einem Spiegelaufnahmeraum zum Austrittsfenster verläuft. The preparation is particularly easy when this beam guide shaft, that extends approximately hollow cylindrical shape with a round cross-section of a mirror housing space to the exit window. Diese Achse verläuft bei einer bevorzugten Variante der Erfindung schräg zum Austrittsfenster, so dass dieses seitlich versetzt ist, um Abschattungen zu vermeiden. This axis is, in a preferred variant of the invention inclined to the exit window, so that it is laterally offset in order to avoid shadowing. Zur Vermeidung unerwünschter Reflektionen kann der Spiegel schräg zum Austrittsfenster angeordnet werden, wobei diese Schrägstellung derjenigen des Schachtes entsprechen kann. To avoid unwanted reflections, the mirror may be arranged obliquely to the exit window, which may correspond to this inclination to that of the shaft.
  • Bei einer einfach aufgebauten Lösung ist das Austrittsfenster im Wesentlichen rund ausgebildet. In a simple design solution, the exit window is substantially round.
  • Die Abstützung des Drehkopfes im Messkopf ist besonders einfach, wenn die Stirnflächen des Drehkopfes stirnseitig durch zwei rotationssymmetrische Drehflansche gebildet sind. The support of the rotary head in the measuring head is particularly simple if the end faces of the rotary head are front side formed by two rotationally symmetrical rotary flanges.
  • Das Auswuchten des Drehkopfs ist besonders einfach, wenn an dessen Gehäuse an vorbestimmten Stellen Auswuchtbohrungen vorgesehen werden, in die Auswuchtgewichte zum Grob- und Feinwuchten eingesetzt oder eingeschraubt werden können. The balancing of the rotating head is particularly simple if are provided on the housing at predetermined positions balancing bores, can be used in the balance weights to the coarse and fine balancing or screwed.
  • Bei einem konkreten Ausführungsbeispiel hat ein Meßkopf des Laserscanners zwei Gehäuseschenkel, zwischen denen der vorgenannte Drehknopf gelagert ist. In a specific embodiment, a measuring head of the laser scanner has two housing leg between which the aforesaid rotary knob is mounted. Durch die Dreieck- oder Vieleckform des Drehkopfs wirkt dieser wie eine Art Förderorgan, über das Luft umgewälzt wird. By triangular or polygonal shape of the rotary head that acts as a kind of conveyor organ, is circulated through the air. Diese Luftströmung wird zur Kühlung des Gehäuses ausgenutzt, in dem an zum Drehkopf weisenden Gehäuseabschnitten Kühlrippen ausgebildet werden. This air flow is utilized for cooling of the housing, cooling fins are formed in the facing of the turret housing sections.
  • Sonstige vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand weiterer Unteransprüche. Other advantageous developments of the invention are the subject of further dependent claims.
  • Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. A preferred embodiment of the invention will be explained in more detail below with reference to schematic drawings. Es zeigen: Show it:
  • 1 1 eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Drehkopf, a plan view of an inventive rotary head,
  • 2 2 einen Schnitt entlang der Linie AA in a section along the line AA in 1 1 , .
  • 3 3 einen Schnitt entlang der Linie BB in a section along the line BB in 1 1 ; ;
  • 4 4 eine Seitenansicht eines Laserscanners mit dem Drehkopf gemäß a side view of a laser scanner with the rotary head in accordance with 1 1 und and
  • 5 5 einen Schnitt entlang der Linie AA in a section along the line AA in 4 4 . ,
  • 1 1 zeigt eine Draufsicht auf einen Drehkopf shows a plan view of a rotary head 1 1 eines 3D-Laserscanners, wie er beispielsweise in der a 3D laser scanner, as described for example in the DE 202 08 077 U1 DE 202 08 077 U1 und unter www.zf-laser.com erläutert ist. and is explained in www.zf-laser.com. Zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen sei im Hinblick auf den Aufbau derartiger Scanner auf die vorgenannten Veröffentlichungen verwiesen, die zur Offenbarung der vorliegenden Anmeldung zählen. To avoid unnecessary repetition, reference may be made with regard to the construction of such scanners to the aforementioned publications that include the disclosure of the present application. Die Erfindung ist dabei nicht auf 3D-Scanner beschränkt, sondern auch bei punktuellen oder profilgebenden 2D-Systemen einsetzbar. The invention is not limited to 3-D scanner, but also when punctured or profile giving 2D systems use.
  • Wie eingangs beschrieben wird der Laserstrahl bei den bildgebenden (3D) Messsystemen zweidimensional abgelenkt, und zwar vertikal durch einen im Drehkopf of the laser beam at the imaging (3D) measurement system as will be described initially deflected two-dimensional, vertically by a rotary head in 1 1 gelagerten Ablenkspiegel und horizontal durch die Dreh- oder Schwenkbewegung des gesamtem Messkopfes. mounted deflection mirror and horizontally by the rotational or pivotal movement of the entire measuring head. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel hat der Drehkopf ein Gehäuse In the illustrated embodiment, the rotary head has a housing 2 2 , an dessen in , At the in 1 1 links liegender Stirnfläche ein Wellenstummel left lying end face of a shaft stub 4 4 angeordnet ist, über den der Drehkopf is arranged over which the rotary head 1 1 über ein Wälzlager im Messkopf gelagert ist und auf dessen Endabschnitt ein Zahnrad eines Riementriebs oder dergleichen aufgesetzt ist. is mounted via a rolling bearing in the measuring head and is mounted on the end portion thereof a toothed wheel of a belt drive or the like.
  • An der rechten Stirnfläche des Gehäuses At the right end face of the housing 2 2 ist ein Wälzlager angeordnet, von dem in der Darstellung gemäß is a rolling bearing disposed on the in the view according 1 1 lediglich der Außenring zu sehen ist, der in eine Lagerausnehmung des Messkopfes eingesetzt wird. only the outer ring is inserted into a bearing recess of the measuring head can be seen. Durch den vom Wälzlager By the rolling bearing 6 6 umgriffenen Bereich hindurch können die Messstrahlen in den Drehkopf encompassed area can pass the measurement beams in the rotating head 1 1 eintreten bzw. vom Spiegel reflektiert zum Empfänger hin austreten. entering or reflected from the mirror towards the receiver escape. Das den Spiegel aufnehmende Gehäuse The mirror housing receiving 2 2 hat gemäß der Darstellung in has, as shown in 1 1 einen mittleren Gehäuseabschnitt a middle housing portion 8 8th , der stirnseitig von zwei Drehflanschen , The front side of two Drehflanschen 10 10 , . 12 12 begrenzt ist. is limited. Dieses Gehäuse this housing 2 2 kann beispielsweise aus einem vergleichsweise leichten Werkstoff, wie AlMg3 als Gussteil und/oder spanabhebend ausgebildet sein. may for example be made of a comparatively light material, such as AlMg3 be formed by machining a cast part and / or.
  • Gemäß der Schnittdarstellung in According to the sectional view in 2 2 ist der Gehäuseabschnitt the housing section 8 8th im Querschnitt etwa dreieckförmig ausgebildet und weist zwei längere Seitenflächen substantially triangular in cross section and has two longer side surfaces 14 14 , . 16 16 und eine kürzere Basisfläche and a shorter base surface 18 18 auf. on. Die beiden Seitenflächen The two side surfaces 14 14 , . 16 16 verlaufen achsensymmetrisch zur Vertikalachse extend axially symmetrical to the vertical axis 20 20 in in 2 2 , während die Basisfläche While the base surface 18 18 parallel zur Horizontalachse parallel to the horizontal axis 22 22 angeordnet ist. is arranged. Die Eckbereiche the corner areas 24 24 , . 26 26 , . 28 28 des Gehäuseabschnitts the housing section 8 8th sind abgerundet, wobei der Rundungsdurchmesser dem Durchmesser D der beiden Drehflansche are rounded, wherein the rounding diameter to the diameter D of the two rotating flanges 10 10 , . 12 12 entspricht – dh die Eckbereiche equivalent - that is, the corner areas 24 24 , . 26 26 , . 28 28 laufen stirnseitig bündig in die Außenumfangsflächen der Drehflansche run end face flush with the outer peripheral surfaces of the rotating flanges 10 10 , . 12 12 ein. on.
  • In dem Gehäuseabschnitt In the housing section 8 8th ist ein Strahlführungsschacht is a beam guide shaft 30 30 ausgebildet, der einerseits in der Basisfläche formed, on the one hand in the base surface 18 18 mündet und dort ein Austrittsfenster opens and there an exit window 32 32 ausbildet, in das beispielsweise eine entspiegelte Scheibe eingesetzt wird. forming, in the example, an anti-glare sheet is used. Die Achse the axis 34 34 des Strahlführungsschachtes ist schräg zur Vertikalachse the beam guiding chute is inclined to the vertical axis 20 20 angestellt, wobei der Anstellwinkel im Bereich zwischen 5° und 20°, vorzugsweise bei etwa 10° liegen kann. employed, wherein the pitch angle in the range between 5 ° and 20 °, preferably may be about 10 °. Das Austrittsfenster The exit window 32 32 liegt jedoch in der Basisfläche however, lies in the base surface 18 18 , die senkrecht zur Vertikalachse Which is perpendicular to the vertical axis 20 20 verläuft, so dass das Austrittsfenster extends, so that the exit window 32 32 zur Achse to the axis 34 34 ebenfalls schräg angestellt ist. is also obliquely. Der etwa elipsenförmig ausgebildete Ablenk-Spiegel (nicht dargestellt in The elliptically formed as deflection mirrors (not shown in 2 2 ) ist in einem Spiegelaufnahmeraum ) Is in a mirror receiving space 36 36 befestigt. attached. Dabei ist der Spiegel so angeordnet, dass er schräg zum Austritts fenster In this case the mirror is arranged such that it obliquely to the exit window 32 32 angestellt ist – diese Schrägstellung entspricht vorzugsweise dem Anstellwinkel der Achse is employed - this oblique position preferably corresponds to the angle of the axis 34 34 zur Basisfläche to the base surface 18 18 . , Durch diese Anstellung lassen sich unerwünschte Reflektionen des vom Spiegel hin zum Austrittsfenster Through this job, undesirable reflections of the mirror towards the exit window can 32 32 abgelenkten Messstrahls und somit entsprechende Störsignale auf ein Minimum reduzieren, so dass die Messgenauigkeit weiter verbessert ist. deflected measurement beam, thereby reducing interference signals corresponding to a minimum, so that the measurement accuracy is further improved. Wie sich aus den Darstellungen gemäß How accordance from the illustrations 1 1 und and 2 2 ergibt, ist das Austrittsfenster results, is the exit window 32 32 durch die Schrägstellung des Strahlführungsschachtes by the inclined position of the beam guide chute 30 30 um das Maß V gegenüber der Drehachse in Darstellung gemäß by the amount V with respect to the axis of rotation in view according 1 1 und gegenüber der Vertikalachse and with respect to the vertical axis 20 20 in der Darstellung gemäß in the illustration according to 2 2 seitlich versetzt und somit exzentrisch in der Basisfläche laterally offset and thus eccentrically in the base surface 18 18 angeordnet. arranged. Durch diesen Versatz V des Austrittfensters By this displacement V of the exit window 32 32 lassen sich Abschattungen auf dem Spiegel vermeiden. can be shadows on the mirror avoided.
  • Die in den In the 1 1 und and 2 2 nicht dargestellte verspiegelte Scheibe kann beispielsweise über Montagebohrungen not shown mirrored disk, for example, mounting holes 38 38 montiert werden, die in der in be mounted in the in 1 1 oben liegenden Basisfläche Base surface lying above 18 18 münden. lead. Zur Zentrierung der Scheibe ist der Strahlführungsschacht To center the disc, the beam guide shaft 30 30 in seinem Austrittsfenster seitigen Mündungsbereich zu einer stufenförmig erweiterten Aufnahme in its exit-side window opening region a step-shaped widened receiving 38 38 in Radialrichtung vergrößert. increases in the radial direction.
  • Die Winkel zwischen den Seitenflächen The angle between the side surfaces 14 14 , . 16 16 und der Basisfläche and the base surface 18 18 und die Abmessungen dieser Seitenflächen sind so gewählt, dass die Unwucht des Drehkopfes and the dimensions of these side surfaces are selected such that the unbalance of the rotary head 1 1 minimal ist, so dass das Auswuchten sehr einfach erfolgen kann. is minimal, so that balancing can be done very simply.
  • Bei der erfindungsgemäßen Lösung erfolgt das Auswuchten durch Einschrauben von Auswuchtgewichten in am Gehäuse In the inventive solution balancing is done by screwing balance weights in the housing 2 2 des Drehkopfs vorgesehene Auswuchtbohrungen. the rotary head provided balancing bores. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind gemäß In the illustrated embodiment, in accordance with 2 2 in jedem Eckbereich des dreieckförmigen Gehäuses jeweils eine Grobauswuchtbohrung in each corner of the triangular housing in each case a Grobauswuchtbohrung 42 42 , . 44 44 , . 46 46 vorgesehen, die das Gehäuse achsparallel durchsetzten und in die jeweils ein oder mehrere Auswuchtgewichte eingesetzt werden können. provided that enforced the housing parallel to the axis and can be employed in each of one or more balance weights. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Grobauswuchtbohrungen In the illustrated embodiment, the Grobauswuchtbohrungen 42 42 , . 44 44 , . 46 46 als Gewindebohrungen ausgeführt, so dass entsprechend die Auswuchtgewichte eingeschraubt werden können. embodied as threaded bores, so that the balance weights can be screwed accordingly. Diese sind dann in Form von Madenschrauben aus einem vergleichsweise schweren Material gefertigt und lassen sich in Axialrichtung so positionieren, dass das Gehäuse grob ausgewuchtet ist und bereits ein relativ guter Rundlauf gewährleistet ist. These are then made in the form of grub screws of a relatively heavy material, and can be axially positioned so that the housing is roughly balanced and even a relatively good concentricity is ensured. Das Feinwuchten erfolgt durch eine Vielzahl von Feinwuchtbohrungen The fine balancing is performed through a plurality of fine balancing screws 48 48 , . 50 50 , die als Radialbohrungen in dem außenliegenden Drehflanschen Which as a radial holes in the outer Drehflanschen 10 10 , . 12 12 ausgebildet sind und an deren Umfangsflächen münden. are formed and open at their circumferential surfaces. Wie insbesondere der in As especially in 3 3 dargestellte Schnitt entlang der Linie BB in Section shown along line BB in 1 1 zeigt, sind diese Feinwuchtbohrungen shows this fine balancing screws are 48 48 , . 50 50 in Radialrichtung über den gesamten Umfang des Drehflansch in the radial direction over the entire circumference of the rotary flange 10 10 bzw. or. 12 12 verteilt, wobei die Teilung so gewählt ist, dass die drei Grobauswuchtbohrungen distributed, wherein the pitch is selected so that the three Grobauswuchtbohrungen 42 42 , . 44 44 , . 46 46 das Gehäuse the housing 2 2 und die stirnseitigen Drehflansche and the front-side rotary flanges 10 10 , . 12 12 im Bereich zwischen zwei benachbarten Feinwuchtbohrungen in the area between two adjacent fine balancing screws 48 48 bzw. or. 50 50 durchsetzen. push through. Diese sind ebenfalls als Gewindebohrungen ausgeführt, so dass ein hochpräzises Auswuchten durch Einschrauben von Feinauswuchtgewichten erfolgen kann. They are also designed as threaded holes, so that can be made a high-precision balancing by screwing Feinauswuchtgewichten. Diese werden durch geeignete Sicherungspasten in ihrer Relativlage gesichert, um ein Lösen zu verhindern. These are secured by suitable securing pastes in their relative position to prevent loosening.
  • Im praktischen Betrieb zeigte es sich, dass der Drehkopf bei den vorhandenen hohen Umdrehungsgeschwindigkeiten wie ein Förderorgan wirkt, über das Luft umgeschaufelt wird. In practical operation, it was found that the turret looks at the existing high rotational speeds as a conveying member, is vice shoveled over the air. Die dabei entstehende turbulente Strömung wird zur Kühlung des Laserscanners verwendet. The resulting turbulent flow is used for cooling of the laser scanner. Eine derartige Lösung ist in Such a solution is in 4 4 dargestellt. shown. Demgemäß ist der vorbeschriebene Drehkopf Accordingly, the above-described turret 1 1 zwischen zwei Gehäuseschenkeln between two housing legs 52 52 , . 54 54 eines Meßkopfgehäuses a Meßkopfgehäuses 56 56 gelagert, das – wie eingangs beschrieben – um seine Hochachse (siehe Pfeil in stored, which - as described initially - (around its vertical axis see the arrow in 4 4 ) dreh- oder verschwenkbar ist. ) Rotatable or pivotable. Der Drehkopf The turret 1 1 rotiert um die in rotates about the in 4 4 eingezeichnete Drehachse drawn axis of rotation 58 58 , so dass – von einem unteren Abdeckungsbereich abgesehen – der umgebende Raum vollständig abgetastet werden kann. So that - apart from a lower coverage area - the surrounding space can be completely scanned. In dem Meßkopfgehäuse In the measuring head 56 56 sind der Antrieb des Drehkopfs are the drive of the rotary head 1 1 , der Sender, der Empfänger und die Auswerteelektronik angeordnet. , The transmitter, the receiver and the transmitter is arranged.
  • Gemäß dem Schnitt entlang der Linie AA in According to the section along the line AA in 4 4 sind an den zum Drehkopf are to the turret 1 1 hin weisenden Innenflächen pointing towards inner surfaces 60 60 , . 62 62 eine Vielzahl von Kühlrippen a plurality of cooling ribs 64 64 ausgebildet, über die eine vergrößerte Wärmeaustauschfläche gebildet wird, die von der vom Drehkopf formed on an enlarged heat-exchanging surface is formed by the rotary head 1 1 erzeugten turbulenten Luftströmung umströmt wird und somit eine exzellente Kühlung des Meßkopfs turbulent air flow generated flows around and thus an excellent cooling of the measuring head 56 56 gewährleistet. guaranteed.
  • Ein Großteil der Meßelektronik ist in dem zwischen den beiden Gehäuseschenkeln A large part of the measuring electronics, in the housing between the two legs 52 52 , . 54 54 angeordneten, von dachförmigen Flächen begrenzten Zwischengehäuse arranged, delimited by the roof-shaped surfaces of intermediate housing 65 65 aufgenommen, wobei durch die Schräganstellung der Dachflächen received, by the inclined pitch of the roof surfaces 68 68 , . 66 66 die Abschattung des Meßbereichs nach unten hin verringert ist. the shading of the measurement range is reduced toward the bottom. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel verlaufen die Kühlrippen In the illustrated embodiment, the cooling ribs extend 64 64 parallel zueinander in Vertikalrichtung (Ansicht nach parallel (to each other in the vertical direction view 5 5 ). ). Selbstverständlich können auch andere Kühlrippengeometrien verwendet werden. Of course, other fin geometries can be used. Entsprechende Kühlrippen können auch an den Dachflächen Corresponding cooling fins may also on the roofs 66 66 , . 68 68 vorgesehen werden, um eine optimale Kühlung des Meßkopfgehäuses be provided for optimum cooling of the Meßkopfgehäuses 56 56 zu bewirken. to effect.
  • Offenbart sind ein Laserscanner und ein dafür geeigneter Drehkopf, wobei ein Gehäuseabschnitt des Drehkopfes in einem Diagonalschnitt zur Drehachse etwa ein Vieleck vorzugsweise ein Dreieck ausbildet. Disclosed are a laser scanner and a suitable therefor rotary head, wherein a housing portion of the rotary head preferably forms a triangle in a diagonal section to the rotation axis as a polygon.
  • 1 1
    Drehkopf turret
    2 2
    Gehäuse casing
    4 4
    Wellenstummel stub shaft
    6 6
    Wälzlager Rolling
    8 8th
    Gehäuseabschnitt housing section
    10 10
    Drehflansch rotary flange
    12 12
    Drehflansch rotary flange
    14 14
    Seitenfläche side surface
    16 16
    Seitenfläche side surface
    18 18
    Basisfläche footprint
    20 20
    Vertikalachse vertical axis
    22 22
    Horizontalachse Horizontal axis
    24 24
    Eckbereich corner
    26 26
    Eckbereich corner
    28 28
    Eckbereich corner
    30 30
    Strahlführungsschacht Beam guide shaft
    32 32
    Austrittsfenster exit window
    34 34
    Achse axis
    36 36
    Spiegelaufnahmeraum Mirror housing space
    38 38
    Montagebohrung mounting hole
    40 40
    Drehachs Rotary Axis
    42 42
    Grobauswuchtbohrung Grobauswuchtbohrung
    44 44
    Grobauswuchtbohrung Grobauswuchtbohrung
    46 46
    Grobauswuchtbohrung Grobauswuchtbohrung
    48 48
    Feinwuchtbohrung Fine balancing hole
    50 50
    Feinwuchtbohrung Fine balancing hole
    52 52
    Gehäuseschenkel housing leg
    54 54
    Gehäuseschenkel housing leg
    56 56
    Messkopfgehäuse Probe housing
    58 58
    Drehachse axis of rotation
    60 60
    Innenfläche palm
    62 62
    Innenfläche palm
    64 64
    Kühlrippe cooling fin
    65 65
    Zwischengehäuse intermediate housing
    66 66
    Dachfläche roof

Claims (15)

  1. Laserscanner mit einem von einem Drehantrieb antreibbaren Drehkopf ( Laser scanner having a drivable by a rotary drive rotary head ( 1 1 ), in dem ein Spiegel angeordnet ist, über den ein von einem Sender abgegebene Messstrahlen auf ein Messobjekt und/oder von diesem reflektierte Strahlen in Richtung auf einen Empfänger umlenkbar sind, dadurch gekennzeichnet , dass der Spiegel in einem Gehäuseabschnitt ( ), In which a mirror is arranged, over which an output from a transmitter measurement beams are deflected to a measurement object and / or from this reflected radiation towards a receiver, characterized in that the mirror (in a housing section 8 8th ) des Drehkopfes ( () Of the rotary head 1 1 ) aufgenommen ist, dessen Außenflächen ( ) Is housed, whose outer surfaces ( 14 14 , . 16 16 , . 18 18 ) in einem Diagonalschnitt quer zur Drehachse ( ) In a diagonal cross-section transverse axis of rotation ( 40 40 ) etwa ein Vieleck ausbilden. ) Approximately form a polygon.
  2. Laserscanner nach Anspruch 1, wobei das Vieleck etwa ein Dreieck ist. Laser scanner according to claim 1, wherein said polygon is approximately a triangle.
  3. Laserscanner nach Anspruch 2, wobei das Dreieck zwei gleich lange Seitenflächen ( Laser scanner according to claim 2, wherein said triangle two equally long side surfaces ( 14 14 , . 16 16 ) und eine kürzere Basisfläche ( ) And a shorter base ( 18 18 ) aufweist. ) having.
  4. Laserscanner nach Anspruch 3, wobei ein Austrittsfenster ( Laser scanner according to claim 3, wherein an exit window ( 32 32 ) etwa in der Basisfläche ( ) (About in the base surface 18 18 ) des Vielecks liegt. ) Of the polygon is.
  5. Laserscanner nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei Eckbereiche ( Laser scanner according to any of claims 2 to 4, wherein corner portions ( 24 24 , . 26 26 , . 28 28 ) des Vielecks abgerundet sind. ) Are rounded off of the polygon.
  6. Laserscanner nach Anspruch 5, wobei der Rundungsradius durch eine konzentrisch mit der Drehachse ( Laser scanner according to claim 5, wherein the radius of curvature through a concentric (with the axis of rotation 40 40 ) verlaufenden Hüllkreis gebildet ist. ) Running enveloping circle is formed.
  7. Laserscanner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei im Gehäuseabschnitt ( Laser scanner according to any of the preceding claims, wherein (in the housing portion 8 8th ) ein Strahlführungsschacht ( ), A beam guide shaft ( 30 30 ) zu einem Austrittsfenster ( ) (To an exit window 32 32 ) hin ausgebildet ist. ) Is formed out.
  8. Laserscanner nach Anspruch 7, wobei der Strahlführungsschacht ( Laser scanner according to claim 7, wherein the beam guide passageway ( 30 30 ) etwa hohlzylinderförmig von einem Spiegelaufnahmeraum ( ) Approximately hollow cylindrical shape (from a mirror receiving space 36 36 ) zum Austrittsfenster ( ) (To the exit window 32 32 ) verläuft. ) Runs.
  9. Laserscanner nach Anspruch 7 oder 8, wobei das Austrittsfenster ( Laser scanner according to claim 7 or 8, wherein the exit window ( 32 32 ) versetzt zum Spiegel angeordnet ist. is) added to the mirror arranged.
  10. Laserscanner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Austrittsfenster ( Laser scanner according to any of the preceding claims, wherein an exit window ( 32 32 ) schräg zum Spiegel angestellt ist. ) Is set obliquely to the mirror.
  11. Laserscanner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Austrittsfenster ( Laser scanner according to any of the preceding claims, wherein the exit window ( 32 32 ) rund ausgebildet ist. ) Is round.
  12. Laserscanner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Gehäuseabschnitt ( Laser scanner according to any of the preceding claims, wherein the housing portion ( 8 8th ) zwischen zwei stirnseitig angeordneten rotationssymmetrischen Drehflanschen ( ) (Between two frontally arranged rotationally symmetrical Drehflanschen 10 10 ) ausgebildet ist. ) is trained.
  13. Laserscanner nach einem der Ansprüche 1 bis 12, mit Auswuchtbohrungen ( Laser scanner according to any of claims 1 to 12, (with balancing bores 42 42 , . 44 44 , . 46 46 ; ; 48 48 , . 50 50 ) zum Einsetzen von Auswuchtgewichten. ) For insertion of balancing weights.
  14. Laserscanner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Drehknopf ( Laser scanner according to any of the preceding claims, wherein the rotary knob ( 1 1 ) zwischen zwei Gehäuseschenkeln ( ) (Between two housing legs 52 52 , . 54 54 ) gelagert ist, wobei an zum Drehknopf ( is supported), where (on the knob 1 1 ) weisenden Gehäusefläche Kühlrippen ( ) Facing housing surface cooling ribs ( 64 64 ) ausgebildet sind. ) Are formed.
  15. Drehkopf für einen Laserscanner mit einem einen Spiegel aufnehmenden Gehäuseabschnitt ( Rotary head (for a laser scanner with a mirror housing receiving section 8 8th ), dadurch gekennzeichnet, dass Außenflächen des Gehäuseabschnitts ( ), Characterized in that outer surfaces of the housing portion ( 8 8th ) in einem Diagonalschnitt quer zu einer Drehachse ( ) Crosswise (in a diagonal section to a rotation axis 40 40 ) etwa ein Vieleck, vorzugsweise etwa ein Dreieck ausbilden. form) as a polygon, preferably as a triangle.
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