大型模块激光扫描仪的位姿调整装置的制作方法

本实用新型涉及海洋工程大型模块拼装过程中的激光扫描装置，尤其涉及一种大型模块激光扫描装置的位姿调整装置。

背景技术：

模块化的建造技术是近些年逐渐应用于海洋钢结构平台施工中的高新技术。模块化技术之中最关键的技术便是模块与模块之间的精准对接。随着海工装备的大型化，其模块也不断变的更为复杂，依靠传统的检测、模拟方法难以满足其精准对接要求。应用新型的激光扫描技术来进行测量，能够对大型模块的制造、拼接过程进行实时监测，提高大型模块的制造效率和对接质量。目前在我国的大型海洋工程装备的制造过程中，几乎全部采用激光扫描装置采集大型模块的点云数据，以保证模块间的精准对接。

由于大型模块的体积巨大，单个扫描装置的扫描范围难以覆盖整个模块结构。在工程应用中往往会采用6-10个激光扫描装置协同作业。目前的工程实践中，往往将扫描装置安装在固定支架上。安装在固定支架上的扫描装置自身位置无法自动调整或者自动调整范围相当有限。由于模块上各种结构的遮挡效应和实时检测的测量要求，需要扫描装置进行水平和竖直位置移动。在实际情况下，这需要工程人员随着施工过程多此反复安装调整扫描装置的位置。加之大型模块的扫描测量需要多个扫描仪的协同工作，这使得扫描装置的位置调整、安装占据了工程师测量准备的大量时间。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服已有技术的不足，提供一种大型模块激光扫描仪的位姿调整装置。此装置结构简单、安装方便，能够简化激光扫描装置的位姿调整过程，节省工程人员花费在安装调整激光扫描装置上的时间。

本发明所采用的技术方案如下：

大型模块激光扫描仪的位姿调整装置，包括行走小车，在所述行走小车的顶面中间固定有一个旋转机构支撑架，在所述旋转机构支撑架的顶面中间固定有一个箱体，在一根沿竖直方向设置的轴的上部和下部分别连接有一个径向轴承、推力轴承；在所述的箱体的顶壁中间开有上轴承孔，在所述的箱体的底壁中间开有下轴承孔；所述的径向轴承和推力轴承分别固定在上轴承孔和下轴承孔中；一台液压马达固定在位于旋转机构支撑架正下方的行走小车的顶壁上，所述的轴的下端与液压马达的转轴通过联轴器相连；所述的轴的上端与沿水平方向设置的转盘上的中心孔固定连接，所述的转盘安装在箱体上方，一个竖直提升液压油缸的缸筒固定在转盘的中间，沿竖直方向设置的第一杆的底部与竖直提升液压油缸的推杆固定相连，第一杆的杆段的中间部分与第二杆的一端通过第一转动副转动连接，第二杆的另一端与第三杆的一端通过第五转动副转动连接；第一液压缸的缸筒通过第二转动副与第一杆的上端转动连接，并且第一液压缸的推杆的端部通过第三转动副与第二杆的杆段转动相连，第二液压缸的推杆的端部通过第四转动副与第二杆的杆段转动相连，并且第二液压缸的缸筒的端部通过第六转动副与第三杆的杆段转动相连，在所述的第三杆的末端固定有激光扫描装置。

本实用新型的有益效果是：本装置的使用大大缩短了激光扫描装置的安装调整时间，减小了工程人员的现场手动调整工作量，大大提高了激光扫描的检测效率。

附图说明

图1为大型模块激光扫描仪的位姿调整装置的立体图；

图2为图1所示的位姿调整装置的主视图；

图3为图1所示的位姿调整装置的旋转机构处的局部放大图。

具体实施方式

为方便本领域技术人员对本实用新型的技术方案和有益效果进行理解，结合附图对具体实施方式做出如下描述。

如附图所示的本实用新型为大型模块激光扫描仪的位姿调整装置，包括行走小车1，在所述行走小车1的顶面中间固定有一个旋转机构支撑架3。在所述旋转机构支撑架3的顶面中间固定有一个箱体4。在一根沿竖直方向设置的轴14的上部和下部分别连接有一个径向轴承、推力轴承；在所述的箱体4的顶壁中间开有上轴承孔，在所述的箱体4的底壁中间开有下轴承孔；所述的径向轴承和推力轴承分别固定在上轴承孔和下轴承孔中；一台液压马达2固定在位于旋转机构支撑架3正下方的行走小车1的顶壁上，所述的轴14的下端与液压马达2的转轴通过联轴器13相连；所述的轴14的上端与沿水平方向设置的转盘12上的中心孔固定连接，所述的转盘12安装在箱体上方。一个竖直提升液压油缸5的缸筒固定在转盘12的中间。沿竖直方向设置的第一杆6的底部与竖直提升液压油缸5的推杆固定相连。第一杆6的杆段的中间部分与第二杆8的一端通过第一转动副a转动连接。第二杆8的另一端与第三杆10的一端通过第五转动副e转动连接；第一液压缸7的缸筒通过第二转动副b与第一杆6的上端转动连接，并且第一液压缸7的推杆的端部通过第三转动副c与第二杆8的杆段转动相连。第二液压缸9的推杆的端部通过第四转动副d与第二杆8的杆段转动相连，并且第二液压缸9的缸筒的端部通过第六转动副f与第三杆10的杆段转动相连。在所述的第三杆10的末端固定有激光扫描装置11。

本装置的典型工作过程如下。

行走小车1先进行水平面内的二维移动，将激光扫描装置11移动到指定位置。随后液压马达2带动轴14转动，轴14带动转盘12转动，转盘12带动竖直提升液压油缸5及其上固定的连杆机构和激光扫描装置11进行转动。此转动过程可调整激光扫描装置与被扫描物体的水平夹角。

随后，竖直提升液压油缸5的推杆竖直运动，带动连杆机构和激光扫描装置11竖直运动。此竖直运动可改变激光扫描装置11的竖直高度。

最后，第一液压缸7与第二液压缸9同时或者依次伸缩运动带动第二杆8、第三杆10旋转运动，第三杆10带动其末端的激光扫描装置11旋转运动。此过程可实现激光扫描装置11的俯仰角调整。

整个过程实现了激光扫描装置的位姿调整。本装置减小了了工程人员在激光扫描测量过程中的手动调整工作量，具有很强的实用性。

以上对本发明的描述仅仅是示意性的，而不是限制性的，所以，本发明的实施方式并不局限于上述的具体实施方式。如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护范围的情况下，做出其他变化或变型，均属于本发明的保护范围。

技术特征：

1.大型模块激光扫描仪的位姿调整装置，包括行走小车，其特征在于：在所述行走小车的顶面中间固定有一个旋转机构支撑架，在所述旋转机构支撑架的顶面中间固定有一个箱体，在一根沿竖直方向设置的轴的上部和下部分别连接有一个径向轴承、推力轴承；在所述的箱体的顶壁中间开有上轴承孔，在所述的箱体的底壁中间开有下轴承孔；所述的径向轴承和推力轴承分别固定在上轴承孔和下轴承孔中；一台液压马达固定在位于旋转机构支撑架正下方的行走小车的顶壁上，所述的轴的下端与液压马达的转轴通过联轴器相连；所述的轴的上端与沿水平方向设置的转盘上的中心孔固定连接，所述的转盘安装在箱体上方，一个竖直提升液压油缸的缸筒固定在转盘的中间，沿竖直方向设置的第一杆的底部与竖直提升液压油缸的推杆固定相连，第一杆的杆段的中间部分与第二杆的一端通过第一转动副转动连接，第二杆的另一端与第三杆的一端通过第五转动副转动连接；第一液压缸的缸筒通过第二转动副与第一杆的上端转动连接，并且第一液压缸的推杆的端部通过第三转动副与第二杆的杆段转动相连，第二液压缸的推杆的端部通过第四转动副与第二杆的杆段转动相连，并且第二液压缸的缸筒的端部通过第六转动副与第三杆的杆段转动相连，在所述的第三杆的末端固定有激光扫描装置。

技术总结
本实用新型公开了大型模块激光扫描仪的位姿调整装置，主要包括行走小车、旋转装置、竖直提升装置和连杆机构。本装置可实现激光扫描过程中扫描装置的水平位置调整、竖直位置调整和姿态调整。行走小车实现大范围的水平位置调整；行走小车上的竖直提升装置实现大位移的竖直位置调整。姿态调整包括激光扫描装置的水平角度调整与俯仰角调整。小车上的旋转机构实现激光扫描装置的水平角度调整；与激光扫描装置直接相连的连杆机构可实现激光扫描装置的俯仰角调整。本装置的使用大大缩短了激光扫描装置的安装调整时间，减小了工程人员的现场手动调整工作量，大大提高了激光扫描的检测效率。

技术研发人员：邢海涛;李树国
受保护的技术使用者：天津博迈科海洋工程有限公司
技术研发日：2019.12.27
技术公布日：2020.11.06