掃描儀輔助裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種掃描儀輔助裝置，所述掃描儀輔助裝置包括抗傾裝置、限位裝置和輪子單元，掃描儀置于所述抗傾裝置上，所述抗傾裝置置于所述限位裝置上，所述限位裝置與所述輪子單元連接。本發(fā)明兼顧了精度與效率，實現(xiàn)了生產(chǎn)力的提升。首先，不同于車載式和機載式掃描系統(tǒng)，采用掃描儀輔助裝置的掃描儀本身的工作模式并沒有改變，因此其掃描精度仍然維持了地面式掃描系統(tǒng)的高精度的優(yōu)點；其次，由于采用了不關(guān)機換站的操作流程，因此傳統(tǒng)的地面式掃描系統(tǒng)的掃描中占用時間較多的操作可以被避免，相比傳統(tǒng)的地面式掃描系統(tǒng)的操作流程，節(jié)省時間50％，在掃描精度保持不變的前提下，提高了掃描的工作效率，減輕了工人的勞動強度。
【專利說明】掃描儀輔助裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種三維激光掃描儀輔助裝置，尤其是一種地面式三維激光掃描儀專 用運載和限位裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 三維激光掃描技術(shù)又被稱為實景復(fù)制技術(shù)，是測繪領(lǐng)域繼GPS技術(shù)之后的一次技 術(shù)革命。它不同于傳統(tǒng)的單點測量方法，具有高效率、高精度的獨特優(yōu)勢。采用三維激光掃 描技術(shù)的三維激光掃描系統(tǒng)能夠提供掃描物體表面的三維點云數(shù)據(jù)，因此可以用于獲取高 精度高分辨率的數(shù)字地形模型。
[0003] 按運載工具和掃描精度來分類，現(xiàn)階段的三維激光掃描系統(tǒng)可分為地面式、車載 式和機載式三類。
[0004] 其中，地面式掃描系統(tǒng)是將掃描儀固定在三腳架上進行掃描，這種掃描方式的成 果精度較高，一般可達(dá)1_以上。傳統(tǒng)的地面式掃描系統(tǒng)的操作流程為：選擇站點、架設(shè)儀 器、開機整平、掃描、關(guān)機、拆卸儀器、裝箱、換站點，如此循環(huán)。在上述流程中，"關(guān)機、拆卸儀 器、裝箱、改換站點、重新架設(shè)儀器、開機整平"所花費的時間和人力往往超過"有效掃描"所 花費的時間和人力。以目前市場上較為先進的瑞士萊卡C10脈沖式掃描儀為例，因"換站" 而進行的"關(guān)機、拆卸儀器、裝箱、改換站點、重新架設(shè)儀器、開機整平"操作時間一般為15- 20分鐘，而實際"掃描"所需要的時間一般只在8 -10分鐘左右。"無效工作"占總工作量 的65 %以上，工作效率較低，同時由于掃描儀自重較大，多次拆裝設(shè)備也增加了工人的勞動 強度。因此在很多情況下，比如對大范圍的區(qū)域進行掃描時，利用傳統(tǒng)的地面式掃描系統(tǒng)往 往不方便且耗費時間。
[0005] 車載式掃描系統(tǒng)可以克服上述難題，原因是車載式掃描系統(tǒng)將掃描儀安放在普通 家用汽車的車頂，掃描儀可以在車輛運行過程中進行掃描，掃描的效率大大提高。但其工 作原理和數(shù)據(jù)處理方法完全不同于地面式掃描系統(tǒng)，或者可以說是兩個完全不同的掃描系 統(tǒng)。這種車載式掃描系統(tǒng)的缺點是掃描精度低，目前最高精度也只有5cm。與車載式掃描系 統(tǒng)類似的是機載式掃描系統(tǒng)，它適用于更大范圍的掃描，掃描速度也更快，但掃描的精度也 更低，往往低于0.5m。除了設(shè)備本身的差異之外，地面式掃描系統(tǒng)與車載和機載掃描系統(tǒng)的 主要區(qū)別在于導(dǎo)航定位的差異，前者采用的是激光定位，后兩者往往采用GPS和慣性制導(dǎo)， 這也是后兩者的掃描精度為何低于前者的主要原因之一。因此，如何集百家之所長，在保證 精度的前提下提高掃描效率成為工程界迫切需要解決的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于提供一種地面式三維激光掃描儀專用運載和限位裝置。該裝置 省去了傳統(tǒng)地面固定式掃描儀工作過程中因換站而需要進行的關(guān)機、拆卸、重新架設(shè)和再 開機等工序，在掃描精度保持不變的前提下，提高了掃描的工作效率，減輕了工人的勞動強 度。
[0007] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種掃描儀輔助設(shè)備，包括：
[0008] 抗傾裝置、限位裝置和輪子單元，掃描儀位于所述抗傾裝置上，所述抗傾裝置置于 所述限位裝置上，所述限位裝置與所述輪子單元連接。
[0009] 進一步地，所述限位裝置包括底座，所述抗傾裝置置于所述底座上，所述底座與所 述輪子連接。
[0010] 進一步地，所述抗傾裝置包括萬向鉸、支架、連桿和平衡錘，掃描儀置于所述萬向 鉸上，所述萬向鉸置于所述支架上，所述支架置于所述底座上，所述萬向鉸通過所述連桿與 所述平衡錘連接，所述平衡錘置于所述底座上。
[0011] 進一步地，所述支架為三腳架。
[0012] 進一步地，所述限位裝置還包括插銷和與所述插銷相對應(yīng)的插銷孔，所述插銷設(shè) 置于所述平衡錘的周側(cè)，所述插銷孔位于所述底座上。
[0013] 進一步地，所述輪子單元包括至少一個輪子組，任一個所述輪子組均包括第一輪 子、第二輪子和輪架，所述第一輪子和第二輪子均與所述輪架轉(zhuǎn)動連接，所述輪架與所述底 座連接。
[0014] 進一步地，所述第一輪子通過穿設(shè)于其軸心的第一轉(zhuǎn)軸與所述輪架轉(zhuǎn)動連接，所 述第二輪子通過穿設(shè)于其軸心的第二轉(zhuǎn)軸與所述輪架轉(zhuǎn)動連接。
[0015] 進一步地，所述掃描儀輔助裝置還包括隔震裝置，所述第一轉(zhuǎn)軸通過所述隔震裝 置與所述第二轉(zhuǎn)軸連接。
[0016] 進一步地，所述隔震裝置包括彈簧、第一 U型桿、阻尼桿和第二U型桿，所述第一 U 型桿的開口端通過所述第一轉(zhuǎn)軸與所述第一輪子連接，所述第一 U型桿遠(yuǎn)離開口端的另一 端具有第一擋板，所述第二U型桿的開口端通過所述第二轉(zhuǎn)軸與所述第二輪子連接，所述 第二U型桿遠(yuǎn)離開口端的另一端具有第二擋板，所述阻尼桿設(shè)置于所述第一擋板與第二擋 板之間，并且其兩端分別與所述第一擋板及第二擋板連接，所述彈簧套在所述阻尼桿上，所 述彈簧的兩端分別與所述第一擋板和第二擋板連接。
[0017] 進一步地，所述輪架為倒V型輪架，所述倒V型輪架的開口端分別通過所述第一轉(zhuǎn) 軸和第二轉(zhuǎn)軸與所述第一輪子和第二輪子轉(zhuǎn)動連接，所述倒V型輪架遠(yuǎn)離開口端的另一端 與所述底座連接。
[0018] 進一步地，所述倒V型輪架包括第一輪架和第二輪架，所述第一輪架的一端和第 二輪架的一端連接，所述第一輪架和第二輪架的另一端分別通過所述第一轉(zhuǎn)軸和第二轉(zhuǎn) 軸與所述第一輪子和第二輪子轉(zhuǎn)動連接，所述第一輪架和第二輪架的連接端與所述底座連 接。
[0019] 進一步地，所述掃描儀輔助裝置還包括防護裝置，所述防護裝置固定在所述底座 上。
[0020] 進一步地，所述防護裝置為防護網(wǎng)。
[0021] 本發(fā)明提供了一種掃描儀輔助裝置，與現(xiàn)有技術(shù)相比，該掃描儀輔助裝置兼顧了 精度與效率，實現(xiàn)了生產(chǎn)力的提升。首先，不同于車載式和機載式掃描系統(tǒng)，采用掃描儀輔 助裝置的掃描儀本身的工作模式并沒有改變，因此其掃描精度仍然維持了地面式掃描系統(tǒng) 的高精度的優(yōu)點；其次，由于采用了不關(guān)機換站的操作流程，因此傳統(tǒng)的地面式掃描系統(tǒng)的 掃描中涉及的關(guān)機、拆卸儀器、裝箱和重新架設(shè)儀器等占用時間較多的操作可以被避免，相 比傳統(tǒng)的地面式掃描系統(tǒng)的操作流程，節(jié)省時間50%，在掃描精度保持不變的前提下，提高 了掃描的工作效率，減輕了工人的勞動強度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022] 圖1為本發(fā)明實施例提供的掃描儀輔助裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023] 圖2為本發(fā)明實施例提供的隔震裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024] 圖3為本發(fā)明實施例提供的抗傾裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025] 圖4為本發(fā)明實施例提供的限位裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026] 圖5為本發(fā)明實施例提供的防護裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027] 其中，1 :掃描儀，2 :萬向鉸，3 :三腳架，4 :連桿；5 :平衡錘，6 :插銷，7 :插銷孔，8 : 底座，9 :第一輪架，10 :第二輪架，11 :第一輪子，12 :第二輪子，13 :第一 U型桿，14 :第二U 型桿，15 :第一擋板，16 :第二擋板，17 :彈簧，18 :阻尼桿，19 :防護網(wǎng)。

【具體實施方式】
[0028] 下面將結(jié)合示意圖對本發(fā)明的【具體實施方式】進行更詳細(xì)的描述。根據(jù)下列描述和 權(quán)利要求書，本發(fā)明的優(yōu)點和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均 使用非精準(zhǔn)的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發(fā)明實施例的目的。
[0029] 如圖1所示，所述掃描儀輔助裝置包括抗傾裝置、限位裝置、隔震裝置、輪子單元 和防護裝置，掃描儀1位于所述抗傾裝置上，所述抗傾裝置置于所述限位裝置上，所述限位 裝置與所述輪子單元連接。
[0030] 如圖4所示，所述限位裝置包括底座8、插銷6和與所述插銷6相對應(yīng)的插銷孔7， 當(dāng)設(shè)備已經(jīng)被推到指定站點時，插銷6插入插銷孔7對掃描儀1進行鎖定。所述插銷6設(shè) 置于所述平衡錘5的周側(cè)，所述插銷6的數(shù)量為四個，所述插銷孔7位于所述底座8上，所 述插銷孔7的數(shù)量為4個。
[0031] 如圖3所示，所述抗傾裝置置于所述底座8上，用于當(dāng)設(shè)備整體發(fā)生大幅度傾斜 時，保證掃描儀1仍處于水平狀態(tài)。所述抗傾裝置包括萬向鉸2、支架、連桿4和平衡錘5， 掃描儀1置于所述萬向鉸2上，所述支架優(yōu)選為三腳架3,所述萬向鉸2置于三腳架3上，所 述三腳架3置于所述底座8上，所述萬向鉸2通過連桿4與平衡錘5連接，所述平衡錘5置 于所述底座8上，所述平衡錘5優(yōu)選為長方體結(jié)構(gòu)。
[0032] 所述抗傾裝置的工作原理是：掃描儀1由連桿4與下部平衡錘5相連，連桿4架設(shè) 在一萬向鉸2上，架設(shè)位置恰好為掃描儀1于平衡錘5的重心位置，當(dāng)設(shè)備整體發(fā)生傾斜， 掃描儀1有跟隨設(shè)備整體發(fā)生傾斜的趨勢，但與之相連的平衡錘5卻能隨時將其拉回到平 衡位置，而由于萬向鉸2的存在，上述傾斜及拉回的角度可以是任意的。
[0033] 如圖2所示，所述輪子單元包括至少一個輪子組，任一個所述輪子組均包括第一 輪子11、第二輪子12和輪架，所述第一輪子11和第二輪子12均與所述輪架轉(zhuǎn)動連接，所述 輪架與所述底座8連接，所述第一輪子11通過穿設(shè)于其軸心的第一轉(zhuǎn)軸與所述輪架轉(zhuǎn)動連 接，所述第二輪子12通過穿設(shè)于其軸心的第二轉(zhuǎn)軸與所述輪架轉(zhuǎn)動連接，所述第一轉(zhuǎn)軸和 第二轉(zhuǎn)軸并未在圖2中標(biāo)出，所述第一轉(zhuǎn)軸和第二轉(zhuǎn)軸通過隔震裝置連接，所述隔震裝置 包括彈簧17、第一 U型桿13、阻尼桿18和第二U型桿14,所述第一 U型桿13的開口端通過 所述第一轉(zhuǎn)軸與所述第一輪子11連接，所述第一 U型桿13遠(yuǎn)離開口端的另一端具有第一 擋板15,所述第二U型桿14的開口端通過所述第二轉(zhuǎn)軸與所述第二輪子12連接，所述第 二U型桿14遠(yuǎn)離開口端的另一端具有第二擋板16,所述阻尼桿18設(shè)置于所述第一擋板15 與第二擋板16之間，并且其兩端分別與所述第一擋板15及第二擋板16連接，所述彈簧17 套在所述阻尼桿18上，所述彈簧17的兩端分別與第一擋板15和第二擋板16連接，所述輪 架為倒V型輪架，所述倒V型輪架的開口端分別通過所述第一轉(zhuǎn)軸和第二轉(zhuǎn)軸與所述第一 輪子11和第二輪子12連接，所述倒V型輪架遠(yuǎn)離開口端的另一端與所述底座8連接，所述 倒V型輪架包括第一輪架9和第二輪架10,所述第一輪架9的一端和第二輪架10的一端 連接，所述第一輪架9和第二輪架10的另一端分別通過所述第一轉(zhuǎn)軸和第二轉(zhuǎn)軸與所述第 一輪子11和第二輪子12轉(zhuǎn)動連接，所述第一輪架9和第二輪架10的連接端與所述底座8 連接，當(dāng)路面有崎嶇時，第一輪架9和第二輪架10會依據(jù)地面走勢發(fā)生張合運動，這種運動 由第一輪子11和第二輪子12之間的彈簧17予以緩沖，同時由第一輪子11和第二輪子12 之間的阻尼桿18進行耗能，從而降低由于地面崎嶇不平造成的振動。
[0034] 此外，所述底座8為矩形底座或圓形底座，在本發(fā)明實施例中，優(yōu)選為矩形底座， 所述輪子組的數(shù)量為4個，所述4個輪子組分別固定在矩形底座的四角上。
[0035] 如圖5所示，所述防護裝置為防護網(wǎng)20,所述防護網(wǎng)20固定在所述底座8上，防 護網(wǎng)20既可以起到使掃描儀1免受周邊物體碰撞之外的作用，又可以作為推拉本設(shè)備的扶 手。
[0036] 當(dāng)一站掃描結(jié)束，需要轉(zhuǎn)移站點時，首先打開限位裝置中的插銷6,使抗傾裝置處 于自由運動狀態(tài)；其次，在不關(guān)閉掃描儀1的情況下自由推行本裝置，將其轉(zhuǎn)移到下一個站 點。在推行過程中，抗傾裝置和隔震裝置自主發(fā)揮作用，使掃描儀的堅直向傾角和振動加速 度處于安全范圍，即振動加速度小于〇. 15m/s2,堅直向傾角不大于15度。當(dāng)?shù)竭_(dá)下一站點 時，鎖定限位裝置，即將插銷6插入插銷孔7,此時掃描儀1被固定。繼而，開始調(diào)平設(shè)備進 行掃描。
[0037] 綜上，本發(fā)明公開了一套具有一定避震、限位功能和具備較高結(jié)構(gòu)強度的掃描儀 輔助裝置。首先，它能夠使掃描儀1在不關(guān)機的情況下進行轉(zhuǎn)移，具體地，是通過隔震、限位 等裝置保證在轉(zhuǎn)移過程中掃描儀1所受到的沖擊、震動和傾斜都在允許值范圍內(nèi)，從而保 證儀器不受損傷；其次，通過防撞結(jié)構(gòu)保護掃描儀1在不裝箱、裸露的情況下仍然受到較好 的保護；最后，在儀器被轉(zhuǎn)運到目的地后，又通過限位裝置將整套設(shè)備鎖死，防止滑移、傾覆 等情況發(fā)生，使其能適應(yīng)不同地表環(huán)境，快速投入掃描工作。
[0038] 本發(fā)明提供了一種掃描儀輔助裝置，與現(xiàn)有技術(shù)相比，該掃描儀輔助裝置兼顧了 精度與效率，實現(xiàn)了生產(chǎn)力的提升。首先，不同于車載式和機載式掃描系統(tǒng)，采用掃描儀輔 助裝置的掃描儀本身的工作模式并沒有改變，因此其掃描精度仍然維持了地面式掃描系統(tǒng) 的高精度的優(yōu)點；其次，由于采用了不關(guān)機換站的操作流程，因此傳統(tǒng)的地面式掃描系統(tǒng)的 掃描中涉及的關(guān)機、拆卸儀器、裝箱和重新架設(shè)儀器等占用時間較多的操作可以被避免，相 比傳統(tǒng)的地面式掃描系統(tǒng)的操作流程，節(jié)省時間50 %，在掃描精度保持不變的前提下，提高 了掃描的工作效率，減輕了工人的勞動強度。
[0039] 上述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不對本發(fā)明起到任何限制作用。任何所屬 【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的技術(shù)方案的范圍內(nèi)，對本發(fā)明揭露的技術(shù)方案和 技術(shù)內(nèi)容做任何形式的等同替換或修改等變動，均屬未脫離本發(fā)明的技術(shù)方案的內(nèi)容，仍 屬于本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種掃描儀輔助裝置，其特征在于，所述掃描儀輔助裝置包括抗傾裝置、限位裝置和 輪子單元，掃描儀置于所述抗傾裝置上，所述抗傾裝置置于所述限位裝置上，所述限位裝置 與所述輪子單元連接。
2. 如權(quán)利要求1所述的掃描儀輔助裝置，其特征在于，所述限位裝置包括底座，所述抗 傾裝置置于所述底座上，所述底座與所述輪子連接。
3. 如權(quán)利要求2所述的掃描儀輔助裝置，其特征在于，所述抗傾裝置包括萬向鉸、支 架、連桿和平衡錘，掃描儀置于所述萬向鉸上，所述萬向鉸置于所述支架上，所述支架置于 所述底座上，所述萬向鉸通過所述連桿與所述平衡錘連接，所述平衡錘置于所述底座上。
4. 如權(quán)利要求3所述的掃描儀輔助裝置，其特征在于，所述支架為三腳架。
5. 如權(quán)利要求3所述的掃描儀輔助裝置，其特征在于，所述限位裝置還包括插銷和與 所述插銷相對應(yīng)的插銷孔，所述插銷設(shè)置于所述平衡錘的周側(cè)，所述插銷孔位于所述底座 上。
6. 如權(quán)利要求2所述的掃描儀輔助裝置，其特征在于，所述輪子單元包括至少一個輪 子組，任一個所述輪子組均包括第一輪子、第二輪子和輪架，所述第一輪子和第二輪子均與 所述輪架轉(zhuǎn)動連接，所述輪架與所述底座連接。
7. 如權(quán)利要求6所述的掃描儀輔助裝置，其特征在于，所述第一輪子通過穿設(shè)于其軸 心的第一轉(zhuǎn)軸與所述輪架轉(zhuǎn)動連接，所述第二輪子通過穿設(shè)于其軸心的第二轉(zhuǎn)軸與所述輪 架轉(zhuǎn)動連接。
8. 如權(quán)利要求7所述的掃描儀輔助裝置，其特征在于，所述掃描儀輔助裝置還包括隔 震裝置，所述第一轉(zhuǎn)軸通過所述隔震裝置與所述第二轉(zhuǎn)軸連接。
9. 如權(quán)利要求8所述的掃描儀輔助裝置，其特征在于，所述隔震裝置包括彈簧、第一 U 型桿、阻尼桿和第二U型桿，所述第一 U型桿的開口端通過所述第一轉(zhuǎn)軸與所述第一輪子連 接，所述第一 U型桿遠(yuǎn)離開口端的另一端具有第一擋板，所述第二U型桿的開口端通過所述 第二轉(zhuǎn)軸與所述第二輪子連接，所述第二U型桿遠(yuǎn)離開口端的另一端具有第二擋板，所述 阻尼桿設(shè)置于所述第一擋板與第二擋板之間，并且其兩端分別與所述第一擋板及第二擋板 連接，所述彈簧套在所述阻尼桿上，所述彈簧的兩端分別與所述第一擋板和第二擋板連接。
10. 如權(quán)利要求7所述的掃描儀輔助裝置，其特征在于，所述輪架為倒V型輪架，所述 倒V型輪架的開口端分別通過所述第一轉(zhuǎn)軸和第二轉(zhuǎn)軸與所述第一輪子和第二輪子轉(zhuǎn)動 連接，所述倒V型輪架遠(yuǎn)離開口端的另一端與所述底座連接。
11. 如權(quán)利要求10所述的掃描儀輔助裝置，其特征在于，所述倒V型輪架包括第一輪架 和第二輪架，所述第一輪架的一端和第二輪架的一端連接，所述第一輪架和第二輪架的另 一端分別通過所述第一轉(zhuǎn)軸和第二轉(zhuǎn)軸與所述第一輪子和第二輪子轉(zhuǎn)動連接，所述第一輪 架和第二輪架的連接端與所述底座連接。
12. 如權(quán)利要求2所述的掃描儀輔助裝置，其特征在于，所述掃描儀輔助裝置還包括防 護裝置，所述防護裝置固定在所述底座上。
13. 如權(quán)利要求12所述的掃描儀輔助裝置，其特征在于，所述防護裝置為防護網(wǎng)。
【文檔編號】G01B11/24GK104142138SQ201410336531
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2014年7月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月15日
【發(fā)明者】李承銘, 田煒, 盧旦, 張俊, 金騫, 劉智龍 申請人:華東建筑設(shè)計研究院有限公司