一种手持式激光扫描仪的制作方法

1.本实用新型涉及矿山扫描设备技术领域，具体而言，本实用新型涉及一种手持式激光扫描仪。


背景技术：

2.矿山的数字化是实现数字化管理，生产，无人化装备部署的重要基础，为安全高效的智慧矿山建设提供数据支持。不断更新的矿井巷道及开采工作面的高精度三维地图，能够提供数字化矿山模型，不仅能够为矿山的开采、建设与维护，无人设备导航定位与作业提供数字化模型，而且能够提升矿山生产安全管理，灾害救援与人员培训。
3.通常矿山的三维模型只有施工设计或者人工测量得到的简单几何尺寸信息，缺乏具体的矿山三维模型信息，为数字化建设造成一定的障碍。为了实现对矿山环境的三维扫描，通常使用相对昂贵，扫描时需要固定式三维扫描仪位置，扫描过程繁琐需要多人配合完成，而且后期数据处理还需要花费人力物力。此外，随着矿山的不断生产，巷道和工作面不断发生变化，三维数字模型需要不断更新才能满足生产需求。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的旨在提供一种方便使用、可减少人力物力的手持式激光扫描仪。
5.为实现以上目的，本实用新型提供以下技术方案：
6.本实用新型提供了一种手持式激光扫描仪，包括：箱体、激光雷达模块、驱动模块、惯性传感器、计算机，以及电源模块，所述箱体顶端设有把手，所述激光雷达模块设于箱体的外侧并与驱动模块连接，所述驱动模块、惯性传感器及计算机均设于箱体内；所述计算机与激光雷达模块、驱动模块和惯性传感器均电连接，用于控制驱动模块带动激光雷达模块转动扫描空间信息，以及用于接收惯性传感器和激光雷达模块的数据合成三维图形；所述电源模块用于为激光雷达模块、驱动模块、惯性传感器及计算机供电。
7.在其中一种实施方式中，所述驱动模块包括电机，所述电机与计算机电连接，其输出轴伸出于所述箱体的侧板；所述激光雷达模块包括激光雷达及一对固定板，所述固定板连接于所述输出轴，所述激光雷达夹设于该对固定板之间。
8.在其中一种实施方式中，所述电机为步进电机。
9.在其中一种实施方式中，所述电机的输出轴与所述固定板之间还连接有旋转件。
10.进一步地，所述手持式激光扫描仪还包括通信模块，所述通信模块与计算机和电源模块电连接并用于将三维图形上传到外部服务器上。
11.在其中一种实施方式中，所述箱体包括顶板，所述惯性传感器及通信模块均安装于顶板内侧。
12.在其中一种实施方式中，所述手持式激光扫描仪还包括触摸屏，所述触摸屏设于箱体外侧并通过视频连接线缆与计算机连接，用于向计算机输入指令和显示计算机重建的
三维图形。
13.在其中一种实施方式中，所述电源模块设于所述箱体内远离电机的侧板内侧上，通过将电源模块与电机和激光雷达分设在箱体相对的两侧，可以使得箱体重心位于箱体中部，便于携带和保持扫描过程的平衡。
14.在其中一种实施方式中，所述把手上设有开关控制按键及工作状态指示灯，所述开关控制按键及工作状态指示灯均与计算机电连接。
15.在其中一种实施方式中，所述激光雷达包括十六线激光雷达，其与计算机电连接。
16.本实用新型提供的技术方案带来的有益效果是：本实用新型提供的手持式激光扫描仪，通过在箱体上安装把手、在箱体一侧安装可被电机驱动旋转扫描矿山的激光雷达，将驱动电机、电源、计算机等安装于箱体内，结构简单、紧凑，成本低；该手持式激光扫描仪可由测量人员携带对矿山进行扫描，可适用于各种地形的矿山扫描，而且可在扫描后自动重建三维图形，可为矿山和矿用机器人提供精确的数字地图，提升矿山的智能化和数字化。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
18.图1为本实用新型一种实施例提供的手持式激光扫描仪的结构示意图；
19.图2为本实用新型一种实施例提供的把手顶面结构示意图。
具体实施方式
20.下面将参照附图更详细地描述本实用新型的实施例。虽然附图中显示了本实用新型的某些实施例，然而应当理解的是，本实用新型可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例，相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本实用新型。应当理解的是，本实用新型的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本实用新型的保护范围。
21.应当理解，本实用新型的方法实施方式中记载的各个步骤可以按照不同的顺序执行，和/或并行执行。此外，方法实施方式可以包括附加的步骤和/或省略执行示出的步骤。本实用新型的范围在此方面不受限制。
22.本文使用的术语“包括”及其变形是开放性包括，即“包括但不限于”。术语“连接”可以是直接相接，也可是通过中间部件(元件)间接连接。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”；术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”；术语“一些实施例”表示“至少一些实施例”。其他术语的相关定义将在下文描述中给出。
23.参见图1和图2，本实用新型涉及一种手持式激光扫描仪，适用于对矿山进行扫描并重建矿山三维图形，以便于研究和分析。
24.所述手持式激光扫描仪包括箱体、激光雷达模块、驱动模块、计算机4、惯性传感器5、通信模块7、触摸屏3，以及电源模块6，所述激光雷达模块、驱动模块、计算机4、惯性传感器5、通信模块7及电源模块6均固定于所述箱体，所述计算机与激光雷达模块、驱动模块、惯性传感器、通信模块、触摸屏均电连接，所述电源模块与激光雷达模块、驱动模块、惯性传感器、计算机、通信模块均电连接以通过电源模块为这些功能模块供电。
25.其中，所述箱体具有相对设置的底板、顶板和连接于底板和顶板之间的侧板，所述顶板外侧连接有把手，所述计算机固定于底板上，所述通信模块和惯性传感器均固定于顶板内侧，所述驱动模块固定于一个侧板内侧，所述电源模块固定于另一相对的侧板内侧，所述激光雷达模块位于侧板外侧并与驱动模块连接，由驱动模块驱动转动对矿山进行扫描，所述激光雷达扫描的结果和惯性传感器检测的数据通过线缆传输到计算机，可由计算机根据激光雷达扫描结果和惯性传感器的数据重建三维图形，为矿山和矿用机器人提供精确的数字地图，提升矿山的智能化和数字化。另外，扫描仪可手持自由移动扫描，在测绘人员移动过程中，自动转动激光雷达，对矿井进行扫描，扫描精度和效率有所提升。
26.所述通信模块7用于将计算机重建的三维图形发送到外部服务器上，与云端后台进行通信。通过其他智能终端，能够实时查看已经建好的三维图形。此外，通讯模块能够连接其他扫描仪，实现多扫描协同扫描的功能。
27.所述驱动模块包括电机11和旋转件10，所述电机设置在箱体内侧，其输出轴9穿出于箱体，所述旋转件连接于电机的输出轴；所述激光雷达模块包括激光雷达1和一对固定板8，所述激光雷达夹设于该对固定板之间，所述固定板的一端连接于所述旋转件。可选地，所述电机为步进电机，电连接于计算机，由计算机控制启停和转速，从而控制扫描的速度和精度。
28.较佳的，所述激光雷达1为十六线雷达，用于获取更加稠密的点云地图，提高扫描的效率。
29.所述把手12上设有操作界面13，其上设置有扫描仪的开关控制按键14、工作指示灯15、故障指示灯16及电源指示灯17，开关控制按键14、工作指示灯15、故障指示灯16 及电源指示灯17均与计算机电连接，当按下开关控制按键后，计算机启动，等待启动完成之后，激光雷达、惯性导航、通讯模块开始工作，电机带动激光雷达开始扫描，扫描启动指示灯亮起。如果在扫描过程中，计算机的算法运行故障，激光雷达、惯性传感器5，通信模块等故障发生时，故障指示灯亮起，提示操作人员及时排除故障。
30.所述触摸屏3设于箱体外侧并通过视频连接线缆2与计算机4连接，用于向计算机输入指令和显示计算机重建的三维图形，以便于从箱体外读取矿井三维图形。
31.以上描述仅为本实用新型的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本实用新型中所涉及的实用新型范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述实用新型构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本实用新型中实用新型的 (但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。
32.尽管已经采用特定于结构特征和/或方法逻辑动作的语言描述了本主题，但是应当理解所附权利要求书中所限定的主题未必局限于上面描述的特定特征或动作。相反，上面所描述的特定特征和动作仅仅是实现权利要求书的示例形式。