一种基于数据采集的高精度3D激光轮廓扫描装置的制作方法

本发明涉及扫描设备领域，具体为一种基于数据采集的高精度3d激光轮廓扫描装置。

背景技术：

激光轮廓扫描仪使用激光三角测量原理,对不同被测物体表面进行二维轮廓扫描，激光束被一组特定透镜放大用以形成一条静态激光线，投射到被测物表面上，高品质的光学系统将该激光线的漫反射光，投射到高度敏感的传感器感光矩阵上，除了传感器到被测物体的距离信息（z轴），控制器还可以通过这组图像来计算沿激光线（x轴）上的位置，传感器最终输出一组二维坐标值，坐标系的原点与传感器本身相对固定，通过移动被测物体或传感器，便可得出三维测量结果。

目前常见的扫描装置在扫描物体的过程中，对物体的具体尺寸会有一定的限制，当物体尺寸偏大或者偏小时，扫描仪需要进行位置的调整，不然将无法覆盖扫描到物体的整体外观轮廓，目前使用的扫描仪，为了提高扫描轮廓的精准度，会将扫描仪固定安装在扫描装置上，这样限制会限制扫描物体尺寸，适用范围小，扫描不同尺寸的物体时，需要更换扫描装置，成本较大。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于数据采集的高精度3d激光轮廓扫描装置，以解决目前常见的扫描装置在扫描物体的过程中，对物体的具体尺寸会有一定的限制，当物体尺寸偏大或者偏小时，扫描仪需要进行位置的调整，不然将无法覆盖扫描到物体的整体外观轮廓，目前使用的扫描仪，为了提高扫描轮廓的精准度，会将扫描仪固定安装在扫描装置上，这样限制会限制扫描物体尺寸，适用范围小，扫描不同尺寸的物体时，需要更换扫描装置，成本较大的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种基于数据采集的高精度3d激光轮廓扫描装置，包括底架、扫描台和底箱，所述底架的底部四角位置分别设有高度调节装置，高度调节装置包括垫块、直杆和螺纹套，底架底部的四条支撑腿上分别镶嵌有螺纹套，每个螺纹套的内部均设有直杆，每个直杆的底部均焊接有垫块，底架内部偏下方位置设有底箱，底箱两侧的侧壁上分别开设有散热窗，底箱的前端侧面上设有箱门，箱门一侧的侧壁与底架的侧壁通过合页连接，箱门上设有把手，把手上方的箱门上设有若干控制按钮，底架顶面的后端位置设有后盖板，后盖板焊接在底架的顶面上且与底架的顶面垂直，后盖板一侧设有安装架，安装架的顶部横梁上设有触控显示屏，后盖板一侧的侧壁上分别固定设有两个上滑杆和两个下滑杆，且两个上滑杆和两个下滑杆均与后盖板的侧壁垂直，其中一个上滑杆和一个下滑杆为一组设置在后盖板的侧壁上，上滑杆设置在下滑杆的上方，后盖板的一侧设有支撑板，支撑板的一侧设有电机座，电机座上安装有电机，后盖板的另一侧设有主动齿轮，电机的输出端穿过后盖板与主动齿轮传动连接。

所述支撑板的一侧设有中间板，中间板与支撑板相邻一侧的侧壁上设有两个上滑套和两个下滑套，两个上滑杆分别穿过两个上滑套的内部，两个下滑杆分别穿过两个下滑套的内部，中间板与后盖板之间靠近中部的位置设有丝杆，中间板一侧固定设置有扫描台，扫描台的底部设有中间仓，丝杆的一端穿过中间板伸入中间仓的内部，丝杆的另一端穿过后盖板伸出到外侧，且丝杆伸出后盖板一端的端面上焊接有传动齿轮，主动齿轮与传动齿轮之间通过链条连接，中间板的中部开设有矩形槽，矩形槽的内部设有滑块，滑块一侧的侧壁上固定设有调节块，调节块一侧的滑块上固定连接有移动块，移动块侧壁的顶部位置焊接有连接板，连接板的一侧设有顶部安装座，中间板的顶面上设有固定板，固定板顶面的中部位置开设有滑槽，顶部安装座上安装有扫描仪，底架两侧的侧壁顶部位置分别设有侧板，每个侧板的上方均设有侧边安装座，侧边安装座上安装有扫描仪，侧边安装座的底部设有升降杆，升降杆的底端设置在液压缸的内部，液压缸固定安装在侧板的侧壁上。

作为本发明进一步的方案：所述支撑板的两侧分别开设有两个滑孔，两个上滑杆和两个下滑杆分别穿过滑孔的内部，且两个上滑杆和两个下滑杆和滑孔的内壁焊接固定，使得支撑板固定安装在上滑杆和下滑杆上，起到支撑作用。

作为本发明进一步的方案：所述中间板上开设有槽口，槽口的内部镶嵌有螺母座，丝杆穿过螺母座的内部且与螺母座通过螺纹连接，丝杆转动时，由于丝杆穿过螺母座的内部且与螺母座通过螺纹连接，使得中间板在上滑杆和下滑杆上移动，从而带动扫描台移动。

作为本发明进一步的方案：所述顶部安装座与连接板相邻一侧的侧壁上开设有两个螺纹孔，且与顶部安装座螺纹孔对应位置的连接板上开设有两个通孔，能够通过螺栓将连接板与顶部安装座固定，在扫描尺寸不同的物体轮廓时，推动移动块移动，通过连接板带动顶部安装座移动，将顶部安装座上的扫描仪移动到不同位置，完成物体的轮廓扫描，提高装置的适用范围。

作为本发明进一步的方案：所述侧板设置在底架侧壁上靠近中部的位置，侧板的结构底部位置开设有通孔，底架侧壁与侧板上通孔对应位置开设有螺纹孔，能够通过螺栓将侧板固定在底架的侧壁上，在物体经过侧边安装座上的扫描仪位置时，实现物体侧面轮廓的扫描工作。

作为本发明进一步的方案：所述顶部安装座的底部固定设有卡块，卡块设置在固定板顶部的滑槽内部，且卡块与滑槽的内壁接触面光滑，减小顶部安装座移动时的摩擦力，便于顶部安装座的移动。

作为本发明进一步的方案：所述丝杆的一端穿过后盖板伸出到外侧，丝杆和后盖板的连接处设有轴承且轴承固定设置在后盖板上，丝杆与支撑板的连接处也设置有轴承且轴承固定设置在支撑板上，使得丝杆能够在后盖板与支撑板之间转动，为扫描台的移动提供动力。

该扫描装置的使用方法具体包括以下步骤：

步骤一：将装置移动到指定位置，装置排放地面不平整时，转动直杆转动，由于直杆与底架底部四角位置支撑腿内部的螺纹套通过螺纹连接，使得直杆沿竖直方向移动，将底架调节平衡；

步骤二：将需要进行轮廓扫描的物体放置到扫描台上，根据物体的宽度尺寸，推动调节块移动，使得滑块在矩形槽的内部移动，继而使得移动块移动，通过移动块顶部侧壁上的连接板带动顶部安装座，使得顶部安装座沿滑槽的方向移动，改变两个顶部安装座之间的距离，使得顶部安装座上的扫描仪移动到不同位置，完成不同宽度尺寸物体的轮廓扫描；

步骤三：电机的输出端通过联轴器驱动主动齿轮转动，主动齿轮通过链条驱动传动齿轮转动，使得丝杆转动，丝杆转动时，由于丝杆穿过螺母座的内部且与螺母座通过螺纹连接，使得中间板在上滑杆和下滑杆上移动，从而带动扫描台移动，物体经过侧边安装座的位置时，侧边安装座上的扫描仪对物体的两侧轮廓进行扫描，且在物体的高度尺寸不同时，控制液压缸，使其内部的活塞推动升降杆进行竖直方向上的运动，继而使得侧边安装座上的扫描仪高度发生改变，完成物体侧边的整体扫描工作，并将扫描的轮廓在触控显示屏上显示。

本发明的有益效果：

1、本发明中，将装置移动到指定位置，装置排放地面不平整时，转动直杆转动，由于直杆与底架底部四角位置支撑腿内部的螺纹套通过螺纹连接，使得直杆沿竖直方向移动，将底架调节平衡，避免扫描工作时，底架发生晃动，影响到扫描精度；

2、本发明中，将需要进行轮廓扫描的物体放置到扫描台上，根据物体的宽度尺寸，推动调节块移动，使得滑块在矩形槽的内部移动，继而使得移动块移动，通过移动块顶部侧壁上的连接板带动顶部安装座，使得顶部安装座沿滑槽的方向移动，改变两个顶部安装座之间的距离，使得顶部安装座上的扫描仪移动到不同位置，完成不同宽度尺寸物体的轮廓扫描，提高装置的适用范围；

3、本发明中，电机的输出端通过联轴器驱动主动齿轮转动，主动齿轮通过链条驱动传动齿轮转动，使得丝杆转动，丝杆转动时，由于丝杆穿过螺母座的内部且与螺母座通过螺纹连接，使得中间板在上滑杆和下滑杆上移动，从而带动扫描台移动，物体经过侧边安装座的位置时，侧边安装座上的扫描仪对物体的两侧轮廓进行扫描，且在物体的高度尺寸不同时，控制液压缸，使其内部的活塞推动升降杆进行竖直方向上的运动，继而使得侧边安装座上的扫描仪高度发生改变，完成物体侧边的整体扫描工作，并将扫描的轮廓在触控显示屏上显示，扫描时不会发生抖动，不需要工人手动拿取扫描仪调节位置进行扫描工作，提高工作效率，提升扫描物体的精度。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明一种基于数据采集的高精度3d激光轮廓扫描装置的结构示意图；

图2为本发明的俯视图；

图3为本发明的主视图；

图4为本发明的侧视图；

图5为本发明中间板与后盖板之间的安装结构示意图；

图6为本发明中的局部放大图a；

图中：1、底架；2、高度调节装置；3、把手；4、箱门；5、控制按钮；6、中间仓；7、扫描台；8、安装架；9、触控显示屏；10、移动块；11、连接板；12、顶部安装座；13、支撑板；14、后盖板；15、固定板；16、中间板；17、侧板；18、底箱；19、散热窗；20、电机；21、滑槽；22、侧边安装座；23、升降杆；24、液压缸；25、上滑杆；26、上滑套；27、下滑套；28、下滑杆；29、主动齿轮；30、传动齿轮；31、垫块；32、直杆；33、螺纹套；34、丝杆；35、螺母座；36、滑块；37、调节块；38、矩形槽。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-6所示，一种基于数据采集的高精度3d激光轮廓扫描装置，包括底架1、扫描台7和底箱18，所述底架1的底部四角位置分别设有高度调节装置2，高度调节装置2包括垫块31、直杆32和螺纹套33，底架1底部的四条支撑腿上分别镶嵌有螺纹套33，每个螺纹套33的内部均设有直杆32，每个直杆32的底部均焊接有垫块31，底架1内部偏下方位置设有底箱18，底箱18两侧的侧壁上分别开设有散热窗19，底箱18的前端侧面上设有箱门4，箱门4一侧的侧壁与底架1的侧壁通过合页连接，箱门4上设有把手3，把手3上方的箱门4上设有若干控制按钮5，底架1顶面的后端位置设有后盖板14，后盖板14焊接在底架1的顶面上且与底架1的顶面垂直，后盖板14一侧设有安装架8，安装架8的顶部横梁上设有触控显示屏9，后盖板14一侧的侧壁上分别固定设有两个上滑杆25和两个下滑杆28，且两个上滑杆25和两个下滑杆28均与后盖板14的侧壁垂直，其中一个上滑杆25和一个下滑杆28为一组设置在后盖板14的侧壁上，上滑杆25设置在下滑杆28的上方，后盖板14的一侧设有支撑板13，支撑板13的一侧设有电机座，电机座上安装有电机20，后盖板14的另一侧设有主动齿轮29，电机20的输出端穿过后盖板14与主动齿轮29传动连接。

所述支撑板13的一侧设有中间板16，中间板16与支撑板13相邻一侧的侧壁上设有两个上滑套26和两个下滑套27，两个上滑杆25分别穿过两个上滑套26的内部，两个下滑杆28分别穿过两个下滑套27的内部，中间板16与后盖板14之间靠近中部的位置设有丝杆34，中间板16一侧固定设置有扫描台7，扫描台7的底部设有中间仓6，丝杆34的一端穿过中间板16伸入中间仓6的内部，丝杆34的另一端穿过后盖板14伸出到外侧，且丝杆34伸出后盖板14一端的端面上焊接有传动齿轮30，主动齿轮29与传动齿轮30之间通过链条连接，中间板16的中部开设有矩形槽38，矩形槽38的内部设有滑块36，滑块36一侧的侧壁上固定设有调节块37，调节块37一侧的滑块36上固定连接有移动块10，移动块10侧壁的顶部位置焊接有连接板11，连接板11的一侧设有顶部安装座12，中间板16的顶面上设有固定板15，固定板15顶面的中部位置开设有滑槽21，顶部安装座12上安装有扫描仪，底架1两侧的侧壁顶部位置分别设有侧板17，每个侧板17的上方均设有侧边安装座22，侧边安装座22上安装有扫描仪，侧边安装座22的底部设有升降杆23，升降杆23的底端设置在液压缸24的内部，液压缸24固定安装在侧板17的侧壁上，使用时，先将装置移动到指定位置，装置排放地面不平整时，转动直杆32转动，由于直杆32与底架1底部四角位置支撑腿内部的螺纹套33通过螺纹连接，使得直杆32沿竖直方向移动，将底架1调节平衡，避免扫描工作时，底架1发生晃动，影响到扫描精度；将需要进行轮廓扫描的物体放置到扫描台7上，根据物体的宽度尺寸，推动调节块37移动，使得滑块36在矩形槽38的内部移动，继而使得移动块10移动，通过移动块10顶部侧壁上的连接板11带动顶部安装座12，使得顶部安装座12沿滑槽21的方向移动，改变两个顶部安装座12之间的距离，使得顶部安装座12上的扫描仪移动到不同位置，完成不同宽度尺寸物体的轮廓扫描，提高装置的适用范围；电机20的输出端通过联轴器驱动主动齿轮29转动，主动齿轮29通过链条驱动传动齿轮30转动，使得丝杆34转动，丝杆34转动时，由于丝杆34穿过螺母座35的内部且与螺母座35通过螺纹连接，使得中间板16在上滑杆25和下滑杆28上移动，从而带动扫描台7移动，物体经过侧边安装座22的位置时，侧边安装座22上的扫描仪对物体的两侧轮廓进行扫描，且在物体的高度尺寸不同时，控制液压缸24，使其内部的活塞推动升降杆23进行竖直方向上的运动，继而使得侧边安装座22上的扫描仪高度发生改变，完成物体侧边的整体扫描工作，并将扫描的轮廓在触控显示屏9上显示，扫描时不会发生抖动，不需要工人手动拿取扫描仪调节位置进行扫描工作，提高工作效率，提升扫描物体的精度。

支撑板13的两侧分别开设有两个滑孔，两个上滑杆25和两个下滑杆28分别穿过滑孔的内部，且两个上滑杆25和两个下滑杆28和滑孔的内壁焊接固定，使得支撑板13固定安装在上滑杆25和下滑杆28上，起到支撑作用。

中间板16上开设有槽口，槽口的内部镶嵌有螺母座35，丝杆34穿过螺母座35的内部且与螺母座35通过螺纹连接，丝杆34转动时，由于丝杆34穿过螺母座35的内部且与螺母座35通过螺纹连接，使得中间板16在上滑杆25和下滑杆28上移动，从而带动扫描台7移动。

顶部安装座12与连接板11相邻一侧的侧壁上开设有两个螺纹孔，且与顶部安装座12螺纹孔对应位置的连接板11上开设有两个通孔，能够通过螺栓将连接板11与顶部安装座12固定，在扫描尺寸不同的物体轮廓时，推动移动块10移动，通过连接板11带动顶部安装座12移动，将顶部安装座12上的扫描仪移动到不同位置，完成物体的轮廓扫描，提高装置的适用范围。

侧板17设置在底架1侧壁上靠近中部的位置，侧板17的结构底部位置开设有通孔，底架1侧壁与侧板17上通孔对应位置开设有螺纹孔，能够通过螺栓将侧板17固定在底架1的侧壁上，在物体经过侧边安装座22上的扫描仪位置时，实现物体侧面轮廓的扫描工作。

顶部安装座12的底部固定设有卡块，卡块设置在固定板15顶部的滑槽21内部，且卡块与滑槽21的内壁接触面光滑，减小顶部安装座12移动时的摩擦力，便于顶部安装座12的移动。

丝杆34的一端穿过后盖板14伸出到外侧，丝杆34和后盖板14的连接处设有轴承且轴承固定设置在后盖板14上，丝杆34与支撑板13的连接处也设置有轴承且轴承固定设置在支撑板13上，使得丝杆34能够在后盖板14与支撑板13之间转动，为扫描台7的移动提供动力。

该扫描装置的使用方法具体包括以下步骤：

步骤一：将装置移动到指定位置，装置排放地面不平整时，转动直杆32转动，由于直杆32与底架1底部四角位置支撑腿内部的螺纹套33通过螺纹连接，使得直杆32沿竖直方向移动，将底架1调节平衡，避免扫描工作时，底架1发生晃动，影响到扫描精度；

步骤二：将需要进行轮廓扫描的物体放置到扫描台7上，根据物体的宽度尺寸，推动调节块37移动，使得滑块36在矩形槽38的内部移动，继而使得移动块10移动，通过移动块10顶部侧壁上的连接板11带动顶部安装座12，使得顶部安装座12沿滑槽21的方向移动，改变两个顶部安装座12之间的距离，使得顶部安装座12上的扫描仪移动到不同位置，完成不同宽度尺寸物体的轮廓扫描，提高装置的适用范围；

步骤三：电机20的输出端通过联轴器驱动主动齿轮29转动，主动齿轮29通过链条驱动传动齿轮30转动，使得丝杆34转动，丝杆34转动时，由于丝杆34穿过螺母座35的内部且与螺母座35通过螺纹连接，使得中间板16在上滑杆25和下滑杆28上移动，从而带动扫描台7移动，物体经过侧边安装座22的位置时，侧边安装座22上的扫描仪对物体的两侧轮廓进行扫描，且在物体的高度尺寸不同时，控制液压缸24，使其内部的活塞推动升降杆23进行竖直方向上的运动，继而使得侧边安装座22上的扫描仪高度发生改变，完成物体侧边的整体扫描工作，并将扫描的轮廓在触控显示屏9上显示，扫描时不会发生抖动，不需要工人手动拿取扫描仪调节位置进行扫描工作，提高工作效率，提升扫描物体的精度。

本发明的工作原理：本发明使用时，先将装置移动到指定位置，装置排放地面不平整时，转动直杆32转动，由于直杆32与底架1底部四角位置支撑腿内部的螺纹套33通过螺纹连接，使得直杆32沿竖直方向移动，将底架1调节平衡，避免扫描工作时，底架1发生晃动，影响到扫描精度；再将需要进行轮廓扫描的物体放置到扫描台7上，根据物体的宽度尺寸，推动调节块37移动，使得滑块36在矩形槽38的内部移动，继而使得移动块10移动，通过移动块10顶部侧壁上的连接板11带动顶部安装座12，使得顶部安装座12沿滑槽21的方向移动，改变两个顶部安装座12之间的距离，使得顶部安装座12上的扫描仪移动到不同位置，完成不同宽度尺寸物体的轮廓扫描，提高装置的适用范围；电机20的输出端通过联轴器驱动主动齿轮29转动，主动齿轮29通过链条驱动传动齿轮30转动，使得丝杆34转动，丝杆34转动时，由于丝杆34穿过螺母座35的内部且与螺母座35通过螺纹连接，使得中间板16在上滑杆25和下滑杆28上移动，从而带动扫描台7移动，物体经过侧边安装座22的位置时，侧边安装座22上的扫描仪对物体的两侧轮廓进行扫描，且在物体的高度尺寸不同时，控制液压缸24，使其内部的活塞推动升降杆23进行竖直方向上的运动，继而使得侧边安装座22上的扫描仪高度发生改变，完成物体侧边的整体扫描工作。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。