一种三维激光扫描仪异型带光源标靶校准装置

技术领域

本发明涉及三维激光扫描仪领域，尤其涉及一种三维激光扫描仪异型带光源标靶校准装置。

背景技术

三维激光扫描仪是三维激光扫描系统的主要组成部分，包括激光射器、接收器、时间计数器、可旋转的滤光镜的马达控制、控制电路板、微电脑、CCD相机以及相关软件等组件。三维激光扫描技术的优势在于它可以高效、高精度地获取物体表面的三维点云数据，这些数据可以用于制作数字地形模型、进行反向工程、进行工程设计和分析、文化遗产保护等多种应用。它代表了测绘领域的一次技术革命，为许多领域提供了新的可能性和解决方案。

三维激光扫描技术是近年来出现的新技术，在国内越来越引起研究领域的关注。它是利用激光测距的原理，通过记录被测物体表面大量的密集的点的三维坐标、反射率和纹理等信息，可快速复建出被测目标的三维模型及线、面、体等各种图件数据。由于三维激光扫描系统可以密集地大量获取目标对象的数据点，因此相对于传统的单点测量，三维激光扫描技术也被称为从单点测量进化到面测量的革命性技术突破。

而目前的三维激光扫描仪在校准或者使用时，通常采用手持三维激光扫描仪往复摆动，但是这种单一的测试校准结构不仅费时费力，同时校准效率和精度降低，不能满足不同场合的使用。

基于此，本案由此提出。

发明内容

本发明的目的在于提供一种三维激光扫描仪异型带光源标靶校准装置，以解决上述缺陷。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种三维激光扫描仪异型带光源标靶校准装置，包括工作支撑台，工作支撑台上设有标靶件和三维激光扫描仪本体，还包括：

设置在标靶件与工作支撑台之间的位置调整模组，实现标靶件的三轴位置调节；

设置在三维激光扫描仪本体与工作支撑台之间的角度调节模组，实现三维激光扫描仪本体的角度调节；

控制模组，用于控制位置调整模组和角度调节模组的动作。

进一步的，所述位置调整模组包括X轴调整机构，所述X轴调整机构包括开设在工作支撑台的X向滑槽、转动连接在工作支撑台上的X向丝杠、与X向丝杠螺纹连接的倒T型滑块及用于驱动X向丝杠的X向驱动部，所述倒T型滑块的底部位于X向滑槽的下方，顶部与X向滑槽滑动配合并可带动标靶件进行X向的移动。

进一步的，所述工作支撑台上对称的固定有两个安装块，所述X向丝杠的两端通过轴承转动连接在安装块上，且其中一个安装块上安装有所述X向驱动部。

进一步的，所述位置调整模组包括Y轴调整机构，所述Y轴调整机构包括与倒T型滑块顶部固定且可在工作支撑台顶面滑移的Y轴底座、转动安装在Y轴底座中的Y向丝杠、与Y向丝杠螺纹连接且与Y轴底座滑动连接的Y轴支座及用于驱动Y向丝杠的Y向驱动部，所述Y轴支座用于带动标靶件进行Y向的移动。

进一步的，所述位置调整模组包括Z轴调整机构，所述Z轴调整机构包括固定在Y轴支座上的中空立柱、安装在中空立柱内腔的第一升降部及与第一升降部升降端固定的升降块，所述中空立柱朝向三维激光扫描仪本体的一个侧面开设有与中空立柱内腔贯通的Z向滑槽，升降块上设有穿出Z向滑槽且与Z向滑槽滑动配合的纵板件，纵板件穿出Z向滑槽的一端固定有与标靶件固定的连接板件。

进一步的，所述角度调节模组包括敞开式半圆承载盒、与敞开式半圆承载盒圆心转动连接的摆动板、安装在敞开式半圆承载盒圆心处且用于驱动摆动板绕圆心转动的摆动驱动部，所述三维激光扫描仪本体安装在摆动板的自由端。

进一步的，所述角度调节模组包括安装在工作支撑台上的第二升降部，所述第二升降部的升降端与敞开式半圆承载盒的底面固定，用于实现敞开式半圆承载盒的升降。

进一步的，所述第二升降部的升降端固定有若干耳板，所述耳板与敞开式半圆承载盒的底面固定。

进一步的，所述敞开式半圆承载盒的圆心处设有供摆动驱动部安装的延伸凸板。

进一步的，所述敞开式半圆承载盒的边缘处设有翻边，所述三维激光扫描仪本体上安装有若干滚珠，所述滚珠与翻边内壁滚动摩擦接触。

本发明的优点在于：该三维激光扫描仪异型带光源标靶校准装置，将三维激光扫描仪本体安装在T型摆动板的自由端顶面上，而摆动伺服电机带动T型摆动板在敞开式半圆承载盒中可作弧形轨迹运行，从而能够调整三维激光扫描仪本体的角度，此外当三维激光扫描仪本体弧形运行时，定位滚珠与敞开式半圆承载盒的内壁滚动摩擦接触，提高弧形运行效率，结合伺服电机的伺服控制功能，不仅能够对三维激光扫描仪本体进行角度方向上的调整，同时能够对三维激光扫描仪本体的弧形移动进行定位，满足不同位置的调整以及不同场合的使用；标靶件可进行三轴位置的调节，可与三维激光扫描仪本体之间的不同位置以及角度完成校对。

附图说明

图1为实施例中该三维激光扫描仪异型带光源标靶校准装置的结构示意图；

图2为实施例中位置调整模组的结构示意图；

图3为实施例中液压升降杆和升降块的连接状态示意图；

图4为实施例中角度调节模组的结构示意图；

标号说明

1-工作支撑台；2-标靶件；3-三维激光扫描仪本体；4-Y轴底座；5-中空立柱；6-滑动支座；7-X向驱动部；8-滑槽；9-第二升降部；10-敞开式半圆承载盒；11-T型摆动板；12-电控箱；13-安装块；14-倒T型滑块；15-Y向驱动部；16-X向丝杠；17-第一升降部；18-升降块；19-T型连接板；20-延伸凸板；21-摆动驱动部；22--滚珠；23-耳板；24-Y向丝杠；25-翻边。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步详细描述，需要理解的是，文中术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。

本实施例公开了如图1至图4所示的一种三维激光扫描仪异型带光源标靶校准装置，包括工作支撑台1，工作支撑台1的顶面一侧通过位置调整模组连接有可调节式标靶件2，工作支撑台1顶面的另一侧通过角度调节模组连接有三维激光扫描仪本体3。

其中，位置调整模组包括X轴调整机构、Y轴调整机构及Z轴调整机构。

参考图1和图2，X轴调整机构包括开设在工作支撑台的X向滑槽8、转动安装在工作支撑台1底面且位于X向滑槽8正下方的X向丝杠16、被X向丝杠16沿X轴方向贯穿的倒T型滑块14(倒T型滑块14与X向丝杠16之间螺纹连接)及用于驱动X向丝杠的X向驱动部7，X向驱动部7采用伺服电机。作为优选，工作支撑台1的底面对称焊接有供X向丝杠16转动安装的两个安装块13，其中一个安装块13外壁安装有X向驱动部7，X向驱动部7的输出轴与X向丝杠16固定连接，倒T型滑块14的顶部延伸至X向滑槽8中适配滑动。

参考图2，Y轴调整机构包括与工作支撑台1顶面滑动摩擦接触的Y轴底座4、转动安装在Y轴底座4中的Y向丝杠24、被Y向丝杠24沿Y轴方向贯穿(Y向丝杠24与滑动支座6螺纹连接)且适配滑动于Y轴底座4顶面的滑动支座6。向上延伸穿过X向滑槽8的倒T型滑块14顶面与Y轴底座4的底面焊接，Y轴底座4的一侧外壁安装有Y向驱动部15，本实施例中，Y向驱动部15采用伺服电机，Y向驱动部15的输出轴与Y向丝杠24固定连接。

参考图2和图3，Z轴调整机构包括焊接在滑动支座6顶面的中空立柱5、安装在中空立柱5内腔中的第一升降部17以及固定安装在第一升降部17顶端且适配于中空立柱5内腔的升降块18，中空立柱5朝向三维激光扫描仪本体3的一侧面纵向开设有Z向限位滑槽，且Z向限位滑槽与中空立柱5的内腔贯通，中空立柱5侧面插接有T型连接板19，T型连接板19的纵板件穿过Z向限位滑槽与升降块18焊接，T型连接板19自由端作为连接板件，通过螺栓与标靶件2的背面连接。其中，本实施例的第一升降部17采用液压升降杆。

如图4所示，角度调节模组包括敞开式半圆承载盒10、与敞开式半圆承载盒10圆心转动连接的T型摆动板11、安装在敞开式半圆承载盒10圆心底面且输出轴与T型摆动板11连接的摆动驱动部21，本实施例的摆动驱动部21采用伺服电机。而三维激光扫描仪本体3就安装在T型摆动板11的自由端顶面，敞开式半圆承载盒10的底面通过第二升降部9安装在工作支撑台1顶面上。

第二升降部9包括通过螺栓安装在工作支撑台1顶面的液压升降柱，液压升降柱的顶端外壁对称焊接有耳板23，耳板23通过螺栓与敞开式半圆承载盒10底面连接，敞开式半圆承载盒10的圆心处焊接有供摆动驱动部21安装的延伸凸板20。敞开式半圆承载盒10的边缘处设有翻边25，三维激光扫描仪本体3的背面等距滚动内嵌有多个定位滚珠22，定位滚珠22与敞开式半圆承载盒10的翻边内壁滚动摩擦接触。

如图1所示，在工作支撑台1的底面安装有电控箱12，电控箱12内部具有用于控制X向驱动部7、第二升降部9、Y向驱动部15、第一升降部17、摆动驱动部21开闭的PLC控制模组，PLC型号可根据实际需要进行选择，在本发明中，PLC型号为S7-200，其具有可靠性高，抗干扰能力强以及维修方便等优点。

该装置的工作原理如下：将三维激光扫描仪本体3安装在T型摆动板11的自由端顶面上，而摆动驱动部21带动T型摆动板11在敞开式半圆承载盒10中作弧形轨迹运行，从而能够调整三维激光扫描仪本体3的角度，并实现定位；而X向驱动部7带动X向丝杠16转动，调整T型滑块14沿X轴移动，从而带动Y轴底座4移动，而Y向驱动部15带动Y向丝杠24在Y轴底座4中转动，带动滑动支座6沿Y轴移动，调整中空立柱5的位置，而第一升降部17带动升降块18升降，调整可调节式标靶件2的高度，标靶件2进行三轴位置的调节，可与三维激光扫描仪本体3之间的不同位置以及角度完成校对。

上述实施例仅用于解释说明本发明的构思，而非对本发明权利保护的限定，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应落入本发明的保护范围。