扫描仪辅助装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种扫描仪辅助装置，所述扫描仪辅助装置包括抗倾装置、限位装置和轮子单元，扫描仪置于所述抗倾装置上，所述抗倾装置置于所述限位装置上，所述限位装置与所述轮子单元连接。本发明兼顾了精度与效率，实现了生产力的提升。首先，不同于车载式和机载式扫描系统，采用扫描仪辅助装置的扫描仪本身的工作模式并没有改变，因此其扫描精度仍然维持了地面式扫描系统的高精度的优点；其次，由于采用了不关机换站的操作流程，因此传统的地面式扫描系统的扫描中占用时间较多的操作可以被避免，相比传统的地面式扫描系统的操作流程，节省时间50％，在扫描精度保持不变的前提下，提高了扫描的工作效率，减轻了工人的劳动强度。
【专利说明】扫描仪辅助装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种三维激光扫描仪辅助装置，尤其是一种地面式三维激光扫描仪专 用运载和限位装置。
【背景技术】
[0002] 三维激光扫描技术又被称为实景复制技术，是测绘领域继GPS技术之后的一次技 术革命。它不同于传统的单点测量方法，具有高效率、高精度的独特优势。采用三维激光扫 描技术的三维激光扫描系统能够提供扫描物体表面的三维点云数据，因此可以用于获取高 精度高分辨率的数字地形模型。
[0003] 按运载工具和扫描精度来分类，现阶段的三维激光扫描系统可分为地面式、车载 式和机载式三类。
[0004] 其中，地面式扫描系统是将扫描仪固定在三脚架上进行扫描，这种扫描方式的成 果精度较高，一般可达1_以上。传统的地面式扫描系统的操作流程为：选择站点、架设仪 器、开机整平、扫描、关机、拆卸仪器、装箱、换站点，如此循环。在上述流程中，"关机、拆卸仪 器、装箱、改换站点、重新架设仪器、开机整平"所花费的时间和人力往往超过"有效扫描"所 花费的时间和人力。以目前市场上较为先进的瑞士莱卡C10脉冲式扫描仪为例，因"换站" 而进行的"关机、拆卸仪器、装箱、改换站点、重新架设仪器、开机整平"操作时间一般为15- 20分钟，而实际"扫描"所需要的时间一般只在8 -10分钟左右。"无效工作"占总工作量 的65 %以上，工作效率较低，同时由于扫描仪自重较大，多次拆装设备也增加了工人的劳动 强度。因此在很多情况下，比如对大范围的区域进行扫描时，利用传统的地面式扫描系统往 往不方便且耗费时间。
[0005] 车载式扫描系统可以克服上述难题，原因是车载式扫描系统将扫描仪安放在普通 家用汽车的车顶，扫描仪可以在车辆运行过程中进行扫描，扫描的效率大大提高。但其工 作原理和数据处理方法完全不同于地面式扫描系统，或者可以说是两个完全不同的扫描系 统。这种车载式扫描系统的缺点是扫描精度低，目前最高精度也只有5cm。与车载式扫描系 统类似的是机载式扫描系统，它适用于更大范围的扫描，扫描速度也更快，但扫描的精度也 更低，往往低于0.5m。除了设备本身的差异之外，地面式扫描系统与车载和机载扫描系统的 主要区别在于导航定位的差异，前者采用的是激光定位，后两者往往采用GPS和惯性制导， 这也是后两者的扫描精度为何低于前者的主要原因之一。因此，如何集百家之所长，在保证 精度的前提下提高扫描效率成为工程界迫切需要解决的问题。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于提供一种地面式三维激光扫描仪专用运载和限位装置。该装置 省去了传统地面固定式扫描仪工作过程中因换站而需要进行的关机、拆卸、重新架设和再 开机等工序，在扫描精度保持不变的前提下，提高了扫描的工作效率，减轻了工人的劳动强 度。
[0007] 为了达到上述目的，本发明提供了一种扫描仪辅助设备，包括：
[0008] 抗倾装置、限位装置和轮子单元，扫描仪位于所述抗倾装置上，所述抗倾装置置于 所述限位装置上，所述限位装置与所述轮子单元连接。
[0009] 进一步地，所述限位装置包括底座，所述抗倾装置置于所述底座上，所述底座与所 述轮子连接。
[0010] 进一步地，所述抗倾装置包括万向铰、支架、连杆和平衡锤，扫描仪置于所述万向 铰上，所述万向铰置于所述支架上，所述支架置于所述底座上，所述万向铰通过所述连杆与 所述平衡锤连接，所述平衡锤置于所述底座上。
[0011] 进一步地，所述支架为三脚架。
[0012] 进一步地，所述限位装置还包括插销和与所述插销相对应的插销孔，所述插销设 置于所述平衡锤的周侧，所述插销孔位于所述底座上。
[0013] 进一步地，所述轮子单元包括至少一个轮子组，任一个所述轮子组均包括第一轮 子、第二轮子和轮架，所述第一轮子和第二轮子均与所述轮架转动连接，所述轮架与所述底 座连接。
[0014] 进一步地，所述第一轮子通过穿设于其轴心的第一转轴与所述轮架转动连接，所 述第二轮子通过穿设于其轴心的第二转轴与所述轮架转动连接。
[0015] 进一步地，所述扫描仪辅助装置还包括隔震装置，所述第一转轴通过所述隔震装 置与所述第二转轴连接。
[0016] 进一步地，所述隔震装置包括弹簧、第一 U型杆、阻尼杆和第二U型杆，所述第一 U 型杆的开口端通过所述第一转轴与所述第一轮子连接，所述第一 U型杆远离开口端的另一 端具有第一挡板，所述第二U型杆的开口端通过所述第二转轴与所述第二轮子连接，所述 第二U型杆远离开口端的另一端具有第二挡板，所述阻尼杆设置于所述第一挡板与第二挡 板之间，并且其两端分别与所述第一挡板及第二挡板连接，所述弹簧套在所述阻尼杆上，所 述弹簧的两端分别与所述第一挡板和第二挡板连接。
[0017] 进一步地，所述轮架为倒V型轮架，所述倒V型轮架的开口端分别通过所述第一转 轴和第二转轴与所述第一轮子和第二轮子转动连接，所述倒V型轮架远离开口端的另一端 与所述底座连接。
[0018] 进一步地，所述倒V型轮架包括第一轮架和第二轮架，所述第一轮架的一端和第 二轮架的一端连接，所述第一轮架和第二轮架的另一端分别通过所述第一转轴和第二转 轴与所述第一轮子和第二轮子转动连接，所述第一轮架和第二轮架的连接端与所述底座连 接。
[0019] 进一步地，所述扫描仪辅助装置还包括防护装置，所述防护装置固定在所述底座 上。
[0020] 进一步地，所述防护装置为防护网。
[0021] 本发明提供了一种扫描仪辅助装置，与现有技术相比，该扫描仪辅助装置兼顾了 精度与效率，实现了生产力的提升。首先，不同于车载式和机载式扫描系统，采用扫描仪辅 助装置的扫描仪本身的工作模式并没有改变，因此其扫描精度仍然维持了地面式扫描系统 的高精度的优点；其次，由于采用了不关机换站的操作流程，因此传统的地面式扫描系统的 扫描中涉及的关机、拆卸仪器、装箱和重新架设仪器等占用时间较多的操作可以被避免，相 比传统的地面式扫描系统的操作流程，节省时间50%，在扫描精度保持不变的前提下，提高 了扫描的工作效率，减轻了工人的劳动强度。
【专利附图】
【附图说明】
[0022] 图1为本发明实施例提供的扫描仪辅助装置的结构示意图；
[0023] 图2为本发明实施例提供的隔震装置的结构示意图；
[0024] 图3为本发明实施例提供的抗倾装置的结构示意图；
[0025] 图4为本发明实施例提供的限位装置的结构示意图；
[0026] 图5为本发明实施例提供的防护装置的结构示意图。
[0027] 其中，1 :扫描仪，2 :万向铰，3 :三脚架，4 :连杆；5 :平衡锤，6 :插销，7 :插销孔，8 : 底座，9 :第一轮架，10 :第二轮架，11 :第一轮子，12 :第二轮子，13 :第一 U型杆，14 :第二U 型杆，15 :第一挡板，16 :第二挡板，17 :弹簧，18 :阻尼杆，19 :防护网。
【具体实施方式】
[0028] 下面将结合示意图对本发明的【具体实施方式】进行更详细的描述。根据下列描述和 权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均 使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
[0029] 如图1所示，所述扫描仪辅助装置包括抗倾装置、限位装置、隔震装置、轮子单元 和防护装置，扫描仪1位于所述抗倾装置上，所述抗倾装置置于所述限位装置上，所述限位 装置与所述轮子单元连接。
[0030] 如图4所示，所述限位装置包括底座8、插销6和与所述插销6相对应的插销孔7， 当设备已经被推到指定站点时，插销6插入插销孔7对扫描仪1进行锁定。所述插销6设 置于所述平衡锤5的周侧，所述插销6的数量为四个，所述插销孔7位于所述底座8上，所 述插销孔7的数量为4个。
[0031] 如图3所示，所述抗倾装置置于所述底座8上，用于当设备整体发生大幅度倾斜 时，保证扫描仪1仍处于水平状态。所述抗倾装置包括万向铰2、支架、连杆4和平衡锤5， 扫描仪1置于所述万向铰2上，所述支架优选为三脚架3,所述万向铰2置于三脚架3上，所 述三脚架3置于所述底座8上，所述万向铰2通过连杆4与平衡锤5连接，所述平衡锤5置 于所述底座8上，所述平衡锤5优选为长方体结构。
[0032] 所述抗倾装置的工作原理是：扫描仪1由连杆4与下部平衡锤5相连，连杆4架设 在一万向铰2上，架设位置恰好为扫描仪1于平衡锤5的重心位置，当设备整体发生倾斜， 扫描仪1有跟随设备整体发生倾斜的趋势，但与之相连的平衡锤5却能随时将其拉回到平 衡位置，而由于万向铰2的存在，上述倾斜及拉回的角度可以是任意的。
[0033] 如图2所示，所述轮子单元包括至少一个轮子组，任一个所述轮子组均包括第一 轮子11、第二轮子12和轮架，所述第一轮子11和第二轮子12均与所述轮架转动连接，所述 轮架与所述底座8连接，所述第一轮子11通过穿设于其轴心的第一转轴与所述轮架转动连 接，所述第二轮子12通过穿设于其轴心的第二转轴与所述轮架转动连接，所述第一转轴和 第二转轴并未在图2中标出，所述第一转轴和第二转轴通过隔震装置连接，所述隔震装置 包括弹簧17、第一 U型杆13、阻尼杆18和第二U型杆14,所述第一 U型杆13的开口端通过 所述第一转轴与所述第一轮子11连接，所述第一 U型杆13远离开口端的另一端具有第一 挡板15,所述第二U型杆14的开口端通过所述第二转轴与所述第二轮子12连接，所述第 二U型杆14远离开口端的另一端具有第二挡板16,所述阻尼杆18设置于所述第一挡板15 与第二挡板16之间，并且其两端分别与所述第一挡板15及第二挡板16连接，所述弹簧17 套在所述阻尼杆18上，所述弹簧17的两端分别与第一挡板15和第二挡板16连接，所述轮 架为倒V型轮架，所述倒V型轮架的开口端分别通过所述第一转轴和第二转轴与所述第一 轮子11和第二轮子12连接，所述倒V型轮架远离开口端的另一端与所述底座8连接，所述 倒V型轮架包括第一轮架9和第二轮架10,所述第一轮架9的一端和第二轮架10的一端 连接，所述第一轮架9和第二轮架10的另一端分别通过所述第一转轴和第二转轴与所述第 一轮子11和第二轮子12转动连接，所述第一轮架9和第二轮架10的连接端与所述底座8 连接，当路面有崎岖时，第一轮架9和第二轮架10会依据地面走势发生张合运动，这种运动 由第一轮子11和第二轮子12之间的弹簧17予以缓冲，同时由第一轮子11和第二轮子12 之间的阻尼杆18进行耗能，从而降低由于地面崎岖不平造成的振动。
[0034] 此外，所述底座8为矩形底座或圆形底座，在本发明实施例中，优选为矩形底座， 所述轮子组的数量为4个，所述4个轮子组分别固定在矩形底座的四角上。
[0035] 如图5所示，所述防护装置为防护网20,所述防护网20固定在所述底座8上，防 护网20既可以起到使扫描仪1免受周边物体碰撞之外的作用，又可以作为推拉本设备的扶 手。
[0036] 当一站扫描结束，需要转移站点时，首先打开限位装置中的插销6,使抗倾装置处 于自由运动状态；其次，在不关闭扫描仪1的情况下自由推行本装置，将其转移到下一个站 点。在推行过程中，抗倾装置和隔震装置自主发挥作用，使扫描仪的坚直向倾角和振动加速 度处于安全范围，即振动加速度小于〇. 15m/s2,坚直向倾角不大于15度。当到达下一站点 时，锁定限位装置，即将插销6插入插销孔7,此时扫描仪1被固定。继而，开始调平设备进 行扫描。
[0037] 综上，本发明公开了一套具有一定避震、限位功能和具备较高结构强度的扫描仪 辅助装置。首先，它能够使扫描仪1在不关机的情况下进行转移，具体地，是通过隔震、限位 等装置保证在转移过程中扫描仪1所受到的冲击、震动和倾斜都在允许值范围内，从而保 证仪器不受损伤；其次，通过防撞结构保护扫描仪1在不装箱、裸露的情况下仍然受到较好 的保护；最后，在仪器被转运到目的地后，又通过限位装置将整套设备锁死，防止滑移、倾覆 等情况发生，使其能适应不同地表环境，快速投入扫描工作。
[0038] 本发明提供了一种扫描仪辅助装置，与现有技术相比，该扫描仪辅助装置兼顾了 精度与效率，实现了生产力的提升。首先，不同于车载式和机载式扫描系统，采用扫描仪辅 助装置的扫描仪本身的工作模式并没有改变，因此其扫描精度仍然维持了地面式扫描系统 的高精度的优点；其次，由于采用了不关机换站的操作流程，因此传统的地面式扫描系统的 扫描中涉及的关机、拆卸仪器、装箱和重新架设仪器等占用时间较多的操作可以被避免，相 比传统的地面式扫描系统的操作流程，节省时间50 %，在扫描精度保持不变的前提下，提高 了扫描的工作效率，减轻了工人的劳动强度。
[0039] 上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属 【技术领域】的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和 技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍 属于本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1. 一种扫描仪辅助装置，其特征在于，所述扫描仪辅助装置包括抗倾装置、限位装置和 轮子单元，扫描仪置于所述抗倾装置上，所述抗倾装置置于所述限位装置上，所述限位装置 与所述轮子单元连接。
2. 如权利要求1所述的扫描仪辅助装置，其特征在于，所述限位装置包括底座，所述抗 倾装置置于所述底座上，所述底座与所述轮子连接。
3. 如权利要求2所述的扫描仪辅助装置，其特征在于，所述抗倾装置包括万向铰、支 架、连杆和平衡锤，扫描仪置于所述万向铰上，所述万向铰置于所述支架上，所述支架置于 所述底座上，所述万向铰通过所述连杆与所述平衡锤连接，所述平衡锤置于所述底座上。
4. 如权利要求3所述的扫描仪辅助装置，其特征在于，所述支架为三脚架。
5. 如权利要求3所述的扫描仪辅助装置，其特征在于，所述限位装置还包括插销和与 所述插销相对应的插销孔，所述插销设置于所述平衡锤的周侧，所述插销孔位于所述底座 上。
6. 如权利要求2所述的扫描仪辅助装置，其特征在于，所述轮子单元包括至少一个轮 子组，任一个所述轮子组均包括第一轮子、第二轮子和轮架，所述第一轮子和第二轮子均与 所述轮架转动连接，所述轮架与所述底座连接。
7. 如权利要求6所述的扫描仪辅助装置，其特征在于，所述第一轮子通过穿设于其轴 心的第一转轴与所述轮架转动连接，所述第二轮子通过穿设于其轴心的第二转轴与所述轮 架转动连接。
8. 如权利要求7所述的扫描仪辅助装置，其特征在于，所述扫描仪辅助装置还包括隔 震装置，所述第一转轴通过所述隔震装置与所述第二转轴连接。
9. 如权利要求8所述的扫描仪辅助装置，其特征在于，所述隔震装置包括弹簧、第一 U 型杆、阻尼杆和第二U型杆，所述第一 U型杆的开口端通过所述第一转轴与所述第一轮子连 接，所述第一 U型杆远离开口端的另一端具有第一挡板，所述第二U型杆的开口端通过所述 第二转轴与所述第二轮子连接，所述第二U型杆远离开口端的另一端具有第二挡板，所述 阻尼杆设置于所述第一挡板与第二挡板之间，并且其两端分别与所述第一挡板及第二挡板 连接，所述弹簧套在所述阻尼杆上，所述弹簧的两端分别与所述第一挡板和第二挡板连接。
10. 如权利要求7所述的扫描仪辅助装置，其特征在于，所述轮架为倒V型轮架，所述 倒V型轮架的开口端分别通过所述第一转轴和第二转轴与所述第一轮子和第二轮子转动 连接，所述倒V型轮架远离开口端的另一端与所述底座连接。
11. 如权利要求10所述的扫描仪辅助装置，其特征在于，所述倒V型轮架包括第一轮架 和第二轮架，所述第一轮架的一端和第二轮架的一端连接，所述第一轮架和第二轮架的另 一端分别通过所述第一转轴和第二转轴与所述第一轮子和第二轮子转动连接，所述第一轮 架和第二轮架的连接端与所述底座连接。
12. 如权利要求2所述的扫描仪辅助装置，其特征在于，所述扫描仪辅助装置还包括防 护装置，所述防护装置固定在所述底座上。
13. 如权利要求12所述的扫描仪辅助装置，其特征在于，所述防护装置为防护网。
【文档编号】G01B11/24GK104142138SQ201410336531
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2014年7月15日 优先权日:2014年7月15日
【发明者】李承铭, 田炜, 卢旦, 张俊, 金骞, 刘智龙 申请人:华东建筑设计研究院有限公司