用于测试三维激光扫描仪变形监测精度的装置的制作方法

本实用新型涉及测绘技术领域，尤其涉及一种用于测试三维激光扫描仪变形监测精度的装置。

背景技术：

三维激光扫描技术又被称为实景复制技术是测绘领域新兴的一种高精度的全自动测量技术。测量时三维激光扫描仪先以一定的分辨率对被测量物体进行扫描，然后根据经被测量物体反射的激光获取被测物体表面点的三维坐标，最后再利用这些三维坐标重构出被测物体的三维模型。

目前，在实际工程中采用三维激光扫描仪进行变形监测时，为了测试三维激光扫描仪的变形监测精度，通常都会将传统水准测量或全站仪的测量结果作为理论值与其进行对比分析。但是采用传统水准测量或全站仪测量时需要经过多次调节才能达到变形体的变形量，并且传统水准测量或全站仪的测量结果本身也会存在一定误差，因此最终获得的三维激光扫描仪的变形监测精度与实际情况有较大偏差，无法满足科学理论研究。

技术实现要素：

本实用新型的要解决的是现有技术中获取三维激光扫描仪的变形监测精度的过程复杂、误差大的技术问题。

为解决上述问题，本实用新型提供了一种用于测试三维激光扫描仪变形监测精度的装置，该装置包括承载板、升降驱动单元和位移显示单元；所述升降驱动单元位于所述承载板的下方、用于驱动所述承载板上下移动；所述位移显示单元用于显示所述承载板的位移。

其中，还包括底板，所述升降驱动单元的一端与所述承载板的底面连接、另一端与所述底板的顶面连接，所述底板的底面上设有多个脚轮。

其中，所述脚轮为万向轮。

其中，所述万向轮为刹车轮。

其中，所述位移显示单元为数显位移计，所述数显位移计的两端分别与所述底板和所述承载板连接。

其中，所述升降驱动单元包括丝杠和伸缩单元，所述伸缩单元包括首尾依次连接的第一支架、第二支架、第三支架和第四支架，所述第一支架与所述第二支架的铰接轴的侧壁开设有通孔，所述第三支架与所述第四支架的铰接轴的侧壁开设有用于与所述丝杠螺纹配合的螺纹孔，所述丝杠的一端依次穿过所述螺纹孔和所述通孔后与限位部连接；所述第二支架与所述第三支架的铰接轴与所述承载板连接，所述第一支架与所述第四支架的铰接轴于所述底板连接。

其中，所述升降驱动单元还包括设置在所述底板顶面的支撑立柱，所述支撑立柱横向贯穿开设有用于穿设所述丝杠的穿孔，所述丝杠具有旋向相反的两个外螺纹段，两个所述外螺纹段分别位于所述支撑立柱的两侧，每个所述外螺纹段上均旋合有所述伸缩单元，每个所述外螺纹段远离所述支撑立柱的一端均设有所述限位部，所述伸缩单元的所述第一支架和所述第二支架的铰接轴临近相应的限位部设置。

其中，所述丝杠两侧均设有所述伸缩单元。

其中，位于所述丝杠两侧的所述伸缩单元关于所述丝杠对称。

其中，所述丝杠的端部连接有转轮。

本实用新型在测试时具体包括以下步骤：首先移动至指定位置、以使承载板处于三维激光扫描仪的扫描范围内；接下来再将待测试介质平铺在承载板上；然后启动三维激光扫描仪对待测试介质进行扫描、以获取待测试介质的初始三维坐标；紧接着，启动升降驱动单元以驱动承载板向上或向下移动、直至位移显示单元显示的承载板位移达到预设变形量；接着再次启动三维激光扫描仪对待测试介质进行扫描、以获取待测试介质的最终三维坐标；最后根据初始三维坐标、最终三维坐标和预设变形量就可计算出三维激光扫描仪的变形监测精度。在测试过程中测试人员既能根据实际需要在承载板上放置相应的反射介质，也能根据实际需要调整预设变形量的大小可见，本实用新型不仅结构简单、操作便捷、误差小，而且还能测试三维激光扫描仪针对不同介质和不同预设变形量的变形监测精度。

附图说明

图1是本实用新型实施例中一种用于测试三维激光扫描仪变形监测精度的装置的结构示意图。

附图标记：

1、承载板；2.1、伸缩单元；2.1.1、第一支架；2.1.2、第二支架；

2.1.3、第三支架；2.1.4、第四支架；2.1.5、左铰接轴；

2.1.6、上铰接轴；2.1.7、右铰接轴；2.1.8、下铰接轴；

2.2、丝杠；2.3、支撑立柱；2.4、转轮；3、位移显示单元；

4、底板；5、脚轮。

具体实施方式

为使实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实用新型中的附图，对实用新型中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，除非另有说明，术语“上”、“下”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在实用新型中的具体含义。

如图1所示，本实施例提供了一种用于测试三维激光扫描仪变形监测精度的装置，该装置包括承载板1、升降驱动单元和位移显示单元3；升降驱动单元位于承载板1的下方、用于驱动承载板1上下移动；位移显示单元3用于显示承载板1的位移。

测试时：首先将该装置放置在指定位置、以使承载板1处于三维激光扫描仪的扫描范围内；接下来，将待测试介质例如水泥、沥青等反射介质平铺在承载板1上；然后启动三维激光扫描仪对待测试介质进行扫描、以获取待测试介质的初始三维坐标；紧接着，启动升降驱动单元以驱动承载板1向上或向下移动、直至位移显示单元3显示的承载板1的位移达到预设变形量；接着再次启动三维激光扫描仪对待测试介质进行扫描、以获取待测试介质的最终三维坐标；最后根据初始三维坐标、最终三维坐标和预设变形量计算三维激光扫描仪的变形监测精度，即三维激光扫描仪的变形监测精度等于初始三维坐标与最终三维坐标差值的绝对值除以预设变形量。由上可知，在整个测试过程中该装置只需启动升降驱动单元使其带动承载板1向上或向下移动预设变形量即可，操作十分简便；并且承载板1位移的变化是由位移显示单元3实时监控的，误差非常小基本可忽略不计。需要说明的是，测试人员在测试过程中既能根据实际需要在承载板1上放置相应的反射介质，也能根据实际需要调整预设变形量的大小。可见，该装置不仅结构简单、操作便捷、误差小，而且还能测试三维激光扫描仪针对不同介质和不同预设变形量的变形监测精度。

进一步，该装置还包括底板4，升降驱动单元的一端与承载板1的底面连接、另一端与底板4的顶面连接，底板4的底面上设有多个脚轮5。其中，脚轮5优选采用万向轮，万向轮可为刹车轮、以便推动该装置到达指定位置后通过刹车轮的制动部件将整个装置进行固定。

优选地，位移显示单元3为数显位移计，数显位移计的两端分别与底板4和承载板1连接。实际使用时可根据需要采用相应测量精度的数显位移计，本实施例选用精度为0.1mm的数显位移计。当然，位移显示单元3可以但不限于是数显位移计，例如还可以是伸缩尺。

优选地，升降驱动单元包括丝杠2.2和伸缩单元2.1，伸缩单元2.1包括首尾依次连接的第一支架2.1.1、第二支架2.1.2、第三支架2.1.3和第四支架2.1.4，第一支架2.1.1与第二支架2.1.2的铰接轴的侧壁开设有通孔，第三支架2.1.3与第四支架2.1.4的铰接轴的侧壁开设有用于与丝杠2.2螺纹配合的螺纹孔，丝杠2.2的一端依次穿过螺纹孔和通孔后与限位部连接；第二支架2.1.2与第三支架2.1.3的铰接轴与承载板1连接，第一支架2.1.1与第四支架2.1.4的铰接轴于底板4连接；丝杠2.2的端部连接有转轮2.4，转轮2.4上设有把手。

下面对本实施例中升降驱动单元的操作方法进行说明，为了便于描述，可将第一支架2.1.1与第二支架2.1.2的铰接轴称为左铰接轴2.1.5、第二支架2.1.2与第三支架2.1.3的铰接轴称为上铰接轴2.1.6、第三支架2.1.3与第四支架2.1.4的铰接轴称为右铰接轴2.1.7、第四支架2.1.4与第一支架2.1.1的铰接轴称为下铰接轴2.1.8：

当需要驱动承载板1向下移动时，测试人员只需顺时针转动丝杠2.2即可，在转动丝杠2.2的过程中左铰接轴2.1.5与右铰接轴2.1.7背向移动，也就是说，左铰接轴2.1.5与右铰接轴2.1.7之间的距离逐渐增大，上铰接轴2.1.6与下铰接轴2.1.8之间的距离逐渐减小。当需要驱动承载板1向上移动时，测试人员只需逆时针转动丝杠2.2即可，在转动丝杠2.2的过程中左铰接轴2.1.5与右铰接轴2.1.7相向移动，也就是说，左铰接轴2.1.5与右铰接轴2.1.7之间的距离逐渐减小，上铰接轴2.1.6与下铰接轴2.1.8之间的距离逐渐增大。需要说明的是，实际使用时既可以通过改变丝杠2.2的螺纹旋向来调节丝杠2.2顺时针转动时左铰接轴2.1.5与右铰接轴2.1.7的移动方向，也可以通过改变丝杠2.2上螺纹的螺距来调整丝杠2.2每转动一圈承载板1移动的距离。例如，在本实施例中丝杠2.2每转动一圈承载板1上升或下降5mm。

进一步地，考虑到承载板1面积较大时，若只设置一个伸缩单元2.1来支撑承载板1，承载板1在测试过程中可能会发生倾斜进而导致测试结果不准确，因此承载板1下方可设置多个伸缩单元2.1，具体地：升降驱动单元还包括设置在底板4顶面的支撑立柱2.3，支撑立柱2.3横向贯穿开设有用于穿设丝杠2.2的穿孔，丝杠2.2具有旋向相反的两个外螺纹段，两个外螺纹段分别位于支撑立柱2.3的两侧，每个外螺纹段上均旋合有伸缩单元2.1，每个外螺纹段远离支撑立柱2.3的一端均设有限位部，伸缩单元2.1的第一支架2.1.1和第二支架2.1.2的铰接轴即左铰接轴2.1.5临近相应的限位部设置。当顺时针转动丝杠2.2时，每个伸缩单元2.1的左铰接轴2.1.5与右铰接轴2.1.7开始背向移动，且分别位于两个外螺纹段的伸缩单元2.1彼此逐渐趋近，此时承载板1开始向下移动。当逆时针转动丝杠2.2时，每个伸缩单元2.1的左铰接轴2.1.5与右铰接轴2.1.7开始相向移动，且位于两个外螺纹段上的伸缩单元2.1彼此逐渐远离，此时承载板1开始向上移动

优选地，丝杠2.2两侧均设有伸缩单元2.1，也就是说，多个伸缩单元2.1沿丝杠2.2的径向方向依次设置。进一步地，位于丝杠2.2两侧的伸缩单元2.1可关于丝杠2.2对称设置。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离实用新型各实施例技术方案的精神和范围。