一种旋转式三维量方测量装置的制作方法

本实用新型涉及车辆车厢体积测量与机械工程技术，尤其涉及一种旋转式三维量方测量装置。

背景技术：

三维量方测量在车辆货物的体积测量、砂石量方、木材量方以及交通治超领域有着广泛的应用，体积测量可查出非法改装车辆；在收货计量领域，体积测量可防止掺水作弊；在装载防超领域，可避免装货量少了或多了，可以快速定性测量砂石或木材体积。目前全国只有极少数几家企业采用体积测量方式替称量计重，而这极少数的几家企业又全部采用的是人工量方的方式，即用人工来测量体积。人工量方虽能避免一些计重收购带来的问题，但也产生了一些新的问题，其主要原因有：测量机构搭建困难，测量过程较为复杂、操作不便，需要花费工程技术人员大量的时间，而且测量准确度也不是很高，比较容易出现测量误差，其结果其实并不尽如人意，所以难以得到推广，与此同时，目前的车辆车厢体积快速测量方式是测量结构不动，车辆动，车辆在测量结构上行走时进行测量，这样测量的测量方式虽然比较方便，测量速度快，但测量过程中车辆行走的速度不易控制，例如，一篇中国专利，名称为一种车辆车厢体积测量的旋转装置，申请号为：201620907328.6，公开了包括基座、立架、旋转横梁、旋转电机、平衡块、行走小车、变频电机和控制箱，该专利能快速精准地测量车辆车厢的体积，但在测量过程中旋转横梁不断摆动过程中，由于车辆与横梁之间的夹角不断增大，扫描到角度却未发生变化，从而导致测量误差增大，需要重复多次地测量才能得出最终的测量结果，极大地降低了三维量方的测量效率。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种旋转式三维量方测量装置，根据本实用新型的及时测量精准测量车辆车厢的体积，而且误差小，操作容易，其在测量过程比较简单、操作方便、便捷灵活。

根据本实用新型的一个方面，提供了包括一种旋转式三维量方测量装置，其特征在于：包括立架、旋转横梁、旋转电机、平衡块、直线导轨、变频电机、控制箱、转动轮以及两个结构相同的第一行走装置和第二行走装置，所 述立架呈竖直固定，在该立架的顶端固定所述旋转电机，所述旋转横梁的一端的套设并固定在所述旋转电机的旋转轴上，沿所述旋转横梁上安装所述直线导轨，在所述直线导轨的两端安装有第一限位块和第二限位块，在所述旋转横梁的两端固定安装有变频电机和转动轮，在变频电机后端的旋转横梁的平衡延长端固定安装所述平衡块，在所述第一限位块和第二限位块之间依次安装所述第一行走装置、第二行走装置，该第一行走装置、第二行走装置、变频电机、转动轮之间通过钢丝绳相互连接，在所述第一行走装置上设置有水平旋转的前激光扫描仪，在所述第二行走装置上设置有后激光扫描仪，在所述第一行走装置的前端设置有第一行程开关，在所述第二行走装置的后端设置有第二行程开关，所述变频电机、旋转电机、第一行程开关、第二行程开关、前激光扫描仪和后激光扫描仪分别与控制箱电气连接。

优选的，所述第一行走装置包括第一直线轴承、第一支撑板、第一转动杆、第二直线轴承、第二支撑板和第一气缸，所述第一直线轴承和第二直线轴承与所述直线导轨滑动连接，在所述第一直线轴承上固定所述第一支撑板，所述第一气缸通过第二支撑板固定在所述第二直线轴承上，第一支撑板与第二支撑板之间通过第一联动杆连接，所述前激光扫描仪包括第一前激光扫描仪和第二前激光扫描仪，在所述第一支撑板的底端固定安装第一前激光扫描仪，所述第一转动杆的一端与所述通过第一转动轴与所述第一支撑板铰接，该第一转动杆的另一端相对于直线导轨倾斜向外伸出后与所述第一气缸的伸缩轴的铰接，在沿所述第一转动杆与第一气缸铰接处延伸的第一转动杆端部安装所述第二前激光扫描仪。

优选的，所述转动杆与所述直线导轨之间的夹角在10°～90°之间转动。

优选的，为了更好地调节第一支撑板与第二支撑板之间的距离，所述第一联动杆为可伸缩的联动杆，可较为稳定地保持第一直线轴承、第二直线轴承之间的距离。

优选的，所述第一支撑板和第二支撑板之间的距离在1m～2.5m之间。优选的，在所述旋转横梁上且位于所述转动轮的下方安装有角度传感器，该角度传感器与所述控制箱电气连接。

本实用新型采用的上述技术方案，具有如下显著效果：

(1)、根据本实用新型的测量装置够实现快速、精准测量车辆车厢内货物的体积，激光扫描仪通过多维扫描车辆车厢内货物的体积并输出测量信息，而且误差小，测量成本低，测量支架的设计结构简单合理，且应用广泛、操 作方便、施工灵活、安全性高，行走小车在旋转横梁上往返运动的行程容易控制，而且摩擦小，抖动也小。

(2)、本实用新型克服了由于旋转横梁在旋转过程中，随着车辆车厢与旋转横梁之间的夹角不断增大，而激光扫描仪扫描的角度也随着发生变化，相对于车辆车厢平行地进行扫描，从而有效消除了辆车厢与旋转横梁之间的夹角变化而带来的测量误差，从而不了需要重复多次地测量才能得出最终的测量结果，极大地降低了三维量方的测量效率，且更加节省测量成本。

附图说明

图1是本本实用新型的一种旋转式三维量方测量装置的结构示意图；

图2是本本实用新型的第一行走装置与第二行走装置的结构示意图；

图3是本实用新型的控制箱的控制原理图；

附图中，1-立架，2-旋转横梁，3-旋转电机，4-平衡块，5-直线导轨，6-第一行走装置，7-第二行走装置，8-变频电机，9-控制箱，10-前激光扫描仪，11-后激光扫描仪，12-第一限位块，13-第二限位块，14-第一行程开关，15-第二行程开关，16-钢丝绳，17-转动轮，18-角度传感器，60-第一直线轴承，61-第一支撑板，63-第一转动杆，64-第二直线轴承，65-第二支撑板，66-第一气缸，67-第一联动杆，68-第一气缸的伸缩轴，100-第一前激光扫描仪，101-第二前激光扫描仪，70-第三直线轴承，71-第三支撑板，73-第二转动杆，74-第四直线轴承，75-第四支撑板，76-第二气缸，77-第二联动杆，78-第二气缸的伸缩轴，110-第一后激光扫描仪，111-第二后激光扫描仪，200-车辆车厢，900-中央控制器。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举出优选实施例，对本实用新型进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本实用新型的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本实用新型的这些方面。

如图1所示，根据本实用新型的一种旋转式三维量方测量装置，包括立架1、旋转横梁2、旋转电机3、平衡块4、直线导轨5、变频电机8、控制箱9、转动轮17以及两个结构相同的第一行走装置6和第二行走装置7，所述立架1呈竖直固定，在该立架2的顶端固定所述旋转电机4，所述旋转横梁3的 一端的套设并固定在所述旋转电机4的旋转轴上，沿所述旋转横梁3上安装所述直线导轨5，在所述直线导轨5的两端安装有第一限位块12和第二限位块13，在所述旋转横梁3的两端固定安装有变频电机8和转动轮17，在变频电机8后端的旋转横梁3的平衡延长端固定安装所述平衡块4，在所述第一限位块12和第二限位块13之间依次安装所述第一行走装置6、第二行走装置7，该第一行走装置6、第二行走装置7、变频电机8、转动轮15之间通过钢丝绳16相互连接，变频电机8转动时通过钢丝绳16在第一行走装置6、第二行走装置7在直线导轨5上往返滑动。在所述第一行走装置6上设置有水平旋转的前激光扫描仪10，在所述第二行走装置7上设置有后激光扫描仪11，在所述第一行走装置6的前端设置有第一行程开关14，在所述第二行走装置7的后端设置有第二行程开关15，所述变频电机8、旋转电机4、第一行程开关14、第二行程开关15、前激光扫描仪10和后激光扫描仪11分别与控制箱9电气连接，在所述旋转横梁3上且位于所述转动轮17的下方安装有角度传感器18，该角度传感器18与所述控制箱9电气连接，在所述控制箱9内设置有中央控制器900，所述中央控制器900控制旋转电机3和变频电机8的转动并接收前激光扫描仪10和后激光扫描仪11采集的图像数据，将采集的图像数据进行分析和存储得到车辆车厢200的体积数据，并将所得的体积数据传输至上位机作进一步进行分析处理，该中央控制器900采用单片机控制器芯片或PLC控制芯片，该中央控制器900通过RS232数据通信接口及数据线与所述上位机进行通信连接。

在本实用新型中，所述第一行走装置6包括第一直线轴承60、第一支撑板61、第一转动杆63、第二直线轴承64、第二支撑板65和第一气缸66，所述第一直线轴承60和第二直线轴承64与所述直线导轨5滑动连接，在所述第一直线轴承60上固定所述第一支撑板61，所述第一气缸66通过第二支撑板65固定在所述第二直线轴承64上，第一支撑板61与第二支撑板65之间通过第一联动杆67连接，所述前激光扫描仪10包括第一前激光扫描仪100和第二前激光扫描仪101，在所述第一支撑板61的底端固定安装第一前激光扫描仪100，所述第一转动杆63的一端与所述通过第一转动轴62与所述第一支撑板61铰接，该第一转动杆63的另一端相对于直线导轨5倾斜向外伸出后与所述第一气缸66的伸缩轴68的铰接，在沿所述第一转动杆63与第一气缸66铰接处延伸的第一转动杆63端部安装所述第二前激光扫描仪101，所述第一气缸66的伸缩轴68在伸缩动作时使第一转动杆63带动第二前激光扫描 仪101在旋转横梁3和直线导轨5的外侧来回转动，使旋转横梁3与车辆车厢200角度变换时，保持扫描对车辆车厢相互平行地进行扫描，两者保持在相对平行的位置范围进行测量，使激光扫描仪能精确、完整地测量车辆车厢200内货物的体积，提高扫描的准确性，从而一次性完成测量，无需重复测量，极大地降低了三维量方的测量效率。所述第二行走装置7包括第三直线轴承70、第三支撑板71、第二转动杆73、第四直线轴承74、第四支撑板75和第二气缸76，所述第三直线轴承70和第四直线轴承74与所述直线导轨5滑动连接，在所述第四直线轴承70上固定所述第三支撑板71，所述第二气缸76通过第三支撑板75固定在所述第四直线轴承74上，第三支撑板71与第四支撑板75之间通过第二联动杆77连接，所述后激光扫描仪11包括第一后第激光扫描仪110和第二后激光扫描仪111，在所述第三支撑板71的底端固定安装第一后激光扫描仪100，所述第二转动杆73的一端与所述通过第二转动轴72与所述第三支撑板71铰接，该第二转动杆73的另一端相对于直线导轨5倾斜向外伸出后与所述第二气缸76的伸缩轴78的铰接，在沿所述第二转动杆73与第二气缸76铰接处延伸的第二转动杆73端部安装所述第二后激光扫描仪111，其中，第二前激光扫描仪101和第二后激光扫描仪111分别位于直线导轨5的两侧。

在本实用新型中，变频电机8正反转动时钢丝绳16拉动第一直线轴承60、第二直线轴承64、第三直线轴承70和第四直线轴承74在直线导轨5上滑动并带动第一支撑板61、第一前激光扫描仪100、第二前激光扫描仪101、第一后激光扫描仪110和第二后激光扫描仪111往返移动进行扫描操作，在旋转横梁2转动过程中带动第一前激光扫描仪100、第二前激光扫描仪101、第一后激光扫描仪110和第二后激光扫描仪111旋转同时，导致了车辆车厢200与旋转横梁2之间的夹角不断变化，从而导致了三维量方测量存在误差的变化，角度传感器18不断检测旋转横梁2的转动角度，因此，在第二直线轴承64在滑动过程中，第一气缸66的伸缩轴68和第二气缸66的伸缩轴78分别推动第一转动杆63、第二转动杆73在直线导轨5外侧水平转动，从而使第二前激光扫描仪101和第二后激光扫描仪111在直线导轨5外侧往返摆动，第二前激光扫描仪101和第二后激光扫描仪111摆动的角度大小由角度传感器18检测旋转横梁2的大小决定，所述第一支撑板61和第二支撑板65之间的距离在1m～2.5m之间，其距离可通过可伸缩的第一联动杆67进行调节；第三支撑板71与第四支撑板75之间的距离在1m～2.5m之间，其距离可通过可伸 缩的第二联动杆77进行调节，从而有效地测量车辆车厢200的三维体积量方，在实际使用时，只安装所述第二前激光扫描仪101和第二后激光扫描仪111，所述第一气缸66推动第一转动杆63、第二前激光扫描仪101与所述直线导轨5之间转动的夹角在10°～90°之间，第二气缸76推动推动第二转动杆73、第二后激光扫描仪111与所述直线导轨5之间转动的夹角在10°～90°之间。

结合图1和图2，当车辆车厢200驶入测量装置的测量区域时，首先，通过控制箱9启动旋转电机3驱动旋转横梁2转动，然后启动变频电机8驱动第一行走装置6和第二行走装置7在直线导轨5上往返滑动以及启动第二前激光扫描仪101、第二后激光扫描仪111进行扫描初始化，使测量装置调节到合适的位置开始对车辆车厢200进行扫描，并将扫描采集的图像数据信息通过数据线传输至中央控制器900，变频电机8通电启动转动后，变频电机8通过钢丝绳16带动第一行走装置6和第二行走装置7在直线导轨5上往返地匀速滑行，并带动第二前激光扫描仪101、第二后激光扫描仪111在车辆车厢200上方匀速地来回扫描采集车辆车厢200内货物的图像信息数据，当行第一行走装置6和第二行走装置7滑行走到旋转横梁2上规定的位置时，第一行走装置6上的第一行程开关14将会碰到前进方向的第一限位块12，使第一行程开关14被断开，从而切断变频电机8的工作电源，迫使变频电机8，同时改变旋转电机3转动的方向；第二行走装置7上的第二行程开关15将会碰到前进方向的第二限位块13，使第二行程开关15被断开，从而切断变频电机8的工作电源，使变频电机8停止工作，同时改变旋转电机3转动的方向；通过设置两个行程开关保证了第一行走装置6和第二行走装置7在旋转横梁2上行走的距离，同时避免第一行走装置6和第二行走装置7在行驶过程中发生意外而损坏，在本实用新型中，旋转横梁2以旋转电机3的旋转轴旋为圆心，以接近旋转横梁2为半径在水平方向呈弧形转动，在转动过程中，旋转横梁2与车辆车厢200的空间夹角不断地变化，此时第一行走装置6和第二行走装置7的也将改变激光扫描仪的所在的位置的角度，激光扫描仪始终保持与车辆车厢200侧部相互平行地进行扫描，两者保持在测量区域的位置范围内移动，使激光扫描仪能精确、完整地测量车辆车厢200内货物的体积，提高扫描的准确性。为了解决车辆车厢200有货物时车子下沉问题，导致扫描不准确，从而带来车辆车厢200体积测量误差，因此，第一转动杆63端部通过竖直向下的第一伸缩装置102与所述第二前激光扫描仪101连接，第二转动杆73端部通过竖直向下的第二伸缩装置112与所述第二后激光扫描仪 111连接，第一伸缩装置102和第二伸缩装置112采用气缸进行推动两个扫描仪上下运动，第一伸缩装置102与第二伸缩装置112向下伸缩将第二前激光扫描仪101、第二后激光扫描仪111向下运动并与车辆车厢200的底部平齐，对车辆车厢200的底部测量越精确，通过对车厢底部进行全面扫描，减少车辆车厢200盲区扫描，提高测量的精准度，而且更加节省成本。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。