专利名称：三维激光扫描仪专用举升塔装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种机电一体化的扫描仪专用举升塔装置，特别涉及三维激光扫描仪专用举升塔装置，该装置用于搭载三维激光扫描仪进行高空作业。
背景技术：
三维激光扫描技术的飞速发展，使得三维数据的大批量快速获取、处理成为可能。 不同于传统的测量技术的单点定位方式，三位维激光扫描技术建立在激光测量技术之上， 通过连续对空间以一定的取样密度获取激光脉冲发射后反射回来的时间确定距离信息，从而构成空间的物体定位。这些空间信息是有目标表面大量激光采样点的集合组成。通过这采样点构成的“点云”，可以拟合生成空间物体的集合模型，从而完成三维几何模型的构建。利用三维激光扫描仪，快速完成建筑物、设施的精确扫描得到点云数据。三维激光扫描仪的扫描精度可达5mm以内，建模后的精度可提高到2mm ；LeicaHDS6000型三维激光扫描仪的扫描速度可达每秒钟50万点，单站扫描可在2分钟完成，并且具有360度X 310度的视场角，因此可以最大效率的进行基础数据的采集。对于工厂的空间数据采集，利用三维激光扫描仪是一个即快速又准确的新途径。 三维激光扫描属于可见光扫描，即可见范围的物体可扫描采集，但对于有遮挡的物体而言则需要通过变换架站位置来进行视角的相互补充。在工厂的采集中，有一种情况是不可避免的，那就是对于高空设备、装置、管线等的扫描采集，在传统的做法中，对于高处对象的扫描有两种处理方式其一，在条件合适情况下将架站位置点放在要扫描对象对面的高层建筑物上；其二，采用升降工程车或搭脚手架。这两种方式因其特殊性都有较大的局限性，只适合满足特定条件的扫描环境作业，因此，能够方便、灵活的实现三维激光扫描仪的高位作业问题此前尚无好的解决办法，且此问题在工厂扫描中急需解决。
发明内容为了克服上述现有技术存在的不能方便、灵活的实现三维激光扫描仪的高位作业的问题，本实用新型实施例提供了一种三维激光扫描仪专用举升塔装置。所述技术方案如下一种三维激光扫描仪专用举升塔装置，所述装置包括底盘、剪式举升支架、螺旋动力装置、控制台及传输总成，所述剪式举升支架、所述螺旋动力装置、所述控制台和所述传输总成均搭载在所述底盘上，所述剪式举升支架用于实现所述装置的举升动作，所述螺旋动力装置与所述剪式举升支架相连，并且用于向所述剪式举升支架提供动力，所述控制台与所述传输总成相连接，所述传输总成设有电源的数据线和电力传输线。进一步地，所述装置还包括液压动力装置，所述液压动力装置与所述剪式举升支架相连，所述液压动力装置与所述螺旋动力装置形成两套独立的动力装置，所述液压动力装置与所述螺旋动力装置分别设有各自的快接插锁，并且通过快接插锁实现动力转换，所述液压动力装置与所述控制台相连并通过所述控制台控制动作。[0008]具体地，所述液压动力装置包括液压泵和液压柱，所述螺旋动力装置包括摇把、丝杠和滑块，所述摇把与所述丝杠相连，所述滑块设于所述丝杠上并相对所述丝杠运动。进一步地，所述装置还包括至少三个辅助稳定牵引装置，所述至少三个辅助稳定牵引装置设置在所述剪式举升支架的上部，所述辅助稳定牵引装置用于辅助所述装置使之在工作状态下达到稳定。具体地，所述辅助稳定牵引装置对称设于所述所述剪式举升支架的上部，每个所述辅助稳定牵引装置均包括固定环、牵引绳、地锚和快锁板，其中，所述牵引绳穿过所述固定环并经过快锁板及所述地锚再穿入所述快锁板。具体地，所述底盘的底部外侧设有三支三脚定位支架，每支所述定位支架均为双层套筒的伸缩结构，所述双层套筒包括内套筒和外套筒，所述内套筒的末端设有螺旋式下支杆，所述螺旋式下支杆连接着摇把。进一步地，所述底盘上的所述剪式举升支架的外侧设有水准泡装置。具体地，所述传输总成设有电源的数据线和电力传输线，所述电源的数据线和所述电力传输线是专门用于所述三维激光扫描仪的数据和电源的专用线缆，它们具有专用的接头标准。进一步地，所述装置的顶部设有3/8英寸螺纹桩，所述3/8英寸螺纹桩与所述三维激光扫描仪的标准基座相配。本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是相比现有技术，本实用新型通过底盘、剪式举升支架、螺旋动力装置、控制台及传输总成组成自升高的举升塔结构， 具有如下优点1)该结构紧凑、占用空间小；2)主体采用机电一体化的结构设计，安全、稳定、易维护；3)举升机构设计巧妙，收展自如，操作劳动强度小；4)可由单人推拉移动，也可由2-3人搬移或装入小型车运输，特别适合于工厂中空间结构复杂、空间条件限制多的条件下进行三维激光扫描的快速作业。因此，本实用新型所述装置可在小空间内快速展开实施三维激光扫描仪高空扫描，并且具有操作简便、稳定性好的优点。
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本实用新型实施例所述专用举升塔装置在非工作状态下的示意图；图2是本实用新型实施例所述专用举升塔装置在工作状态下的结构示意图；图3是本实用新型实施例所述专用举升塔装置在非工作状态下底盘收起时的顶视图；图4是本实用新型实施例所述专用举升塔装置在工作状态下底盘展开时的顶视图；[0026]图5是本实用新型实施例所述螺旋动力装置和液压动力装置工作位的示意图；图6是本实用新型实施例所述辅助稳定牵引装置的结构关系图。图中各符合表示含义如下10控制台，20 底盘，30定位支架，31外套筒，32内套筒，33螺旋式下支杆，34摇把，40螺旋动力装置，41摇把，42丝杠，43滑块，50剪式举升支架，51快接插锁，60扫描仪安装底座，61 3/8英寸螺纹桩，70辅助稳定牵引装置，71固定环，72牵引绳，73快锁板，74地锚，80液压动力装置，90传输总成。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。如图1所示，还可参见图2，本例以图2为主加以说明，一种三维激光扫描仪专用举升塔装置，本实用新型以Leica HDS6000型三维激光扫描仪为例加以说明，所述装置包括底盘20、剪式举升支架50、螺旋动力装置40、控制台10及传输总成90，所述剪式举升支架50、 所述螺旋动力装置40、所述控制台10和所述传输总成90均搭载在所述底盘20上，所述剪式举升支架50用于实现所述装置的举升动作，所述螺旋动力装置40与所述剪式举升支架 50相连，并且用于向所述剪式举升支架50提供动力，所述控制台10与所述传输总成90相连接，所述传输总成90设有电源的数据线和电力传输线。本实用新型实施例与现有作业方法相比，其优点在于1)采用扫描仪主机自升高的举升塔结构，其结构紧凑、占用空间小；2)主体采用机电一体化的结构设计，安全、稳定、 易维护；3)举升机构设计巧妙，收展自如，操作劳动强度小；4)可由单人推拉移动，也可由 2-3人搬移或装入小型车运输，特别适合于工厂中空间结构复杂、空间条件限制多的条件下进行三维激光扫描的快速作业。具体地，本例中，如图2所示，底盘20是本实用新型的主体承载部件，其下部安装有四个自带刹车的万向轮，便于移动，外侧有把手，可由二至三人抬举搬动。剪式举升支架 50是底盘20上部最主要部件，因其结构的特殊性，其框架为中空式结构，因此正好将传输总成90的主要线缆从其中空位置以螺旋式分段固定，以达到剪式举升支架50完全展开时传输线缆呈有余量的伸展状，而当剪式举升支架50完全收缩降下时，传输线缆则以螺旋式姿态落在剪式举升支架50的中空部位，保证线缆安全的同时使举升塔看上去简洁不零乱。进一步地，如图5所示，所述装置还包括液压动力装置80，所述液压动力装置80与所述剪式举升支架50相连，所述液压动力装置80与所述螺旋动力装置40形成两套独立的动力装置，所述液压动力装置80与所述螺旋动力装置50分别设有各自的快接插锁51，并且通过快接插锁51实现动力转换，所述液压动力装置80与所述控制台相连并通过所述控制台10控制动作。具体地，如图5所示，所述液压动力装置80包括液压泵和液压柱，所述螺旋动力装置40包括摇把41、丝杠42和滑块43，所述摇把41与所述丝杠42相连，所述滑块 43设于所述丝杠42上并相对所述丝杠42运动。应该说明的是，为适合于不同的工作环境和效率，如图5所示，本例中所述装置设计有两套动力装置，即螺旋动力装置40和液压动力装置80，在剪式举升支架50的底部并列安装，并设置有快接插锁51，可由操作人选择使用哪一组动力源。这两种动力源中螺旋动力装置40采用丝杠42推动滑块43的工作方式，由人工通过转动丝杠42的摇把41实现滑块43的位移，进而实现剪式举升支架50的展开上举和收缩下降；液压动力装置80则是采用电力驱动液压泵推动液压柱进行伸缩，进而实现剪式举升支架50的展开上举和收缩下降，由电力代替了螺旋动力装置40中人力的动力源，其操作控制均由设置在控制台10的按键操作来完成。两种动力源的互补为本实用新型增加了实用性和工作效能。液压动力装置80操作简单、效率高、人工劳动强度小，但需要有电源保障；螺旋动力装置40无需电源， 操作灵活，能适用复杂和条件不好的作业现场环境。进一步地，如图2所示，所述装置还包括至少三个辅助稳定牵引装置70，所述至少三个辅助稳定牵引装置70设置在所述剪式举升支架50的上部，所述辅助稳定牵引装置70 用于辅助所述装置使之在工作状态下达到稳定。具体地，如图2所示，所述辅助稳定牵引装置70对称设于所述所述剪式举升支架 50的上部，参见图6，每个所述辅助稳定牵引装置70均包括固定环71、牵引绳72、地锚74 和快锁板73，其中，所述牵引绳72穿过所述固定环71并经过快锁板73及所述地锚74再穿入所述快锁板73。具体地，如图3所示，还可参见图4所示，本例以图4为主加以说明，所述底盘20的底部外侧设有三支三脚定位支架30，它们以120度角间隔的位置方向分别安装三支三脚定位支架30，每支所述定位支架30均为双层套筒的伸缩结构，所述双层套筒包括内套筒32和外套筒31，工作状态下，所述内套筒32伸出，所述内套筒32的末端设有螺旋式下支杆33， 所述螺旋式下支杆33连接着摇把34，可通过摇把34调整螺旋式下支杆33向下伸出的长度，进而调整外伸支架的角度。进一步地，参见图2，所述底盘20上的所述剪式举升支架50的外侧设有测量级的水准泡装置(图中未示出)可通过调整三脚定位支架30外端的三个螺旋式下支杆33的伸出长度使底盘20的姿态调整为水平，进而使剪式举升支架50的动作方向为竖直，同时扫描仪安装底座60保持水平，其精度可控制在5’以内。所述传输总成90设有电源的数据线和电力传输线，所述电源的数据线和所述电力传输线是专门用于所述Leica HDS6000型三维激光扫描仪的数据和电源的专用线缆，它们具有专用的接头标准。本实用新型中传输线缆主要涉及两条其一，数据线，实现用计算机对上部扫描仪的控制和数据传输；其二，电源线，给上部扫描仪提供电力输入，以提供更为长时间的连续工作。在LeicaHDSeOOO型三维激光扫描仪主机上，有内部电池，可提供扫描仪的正常工作， 外部电源线的提供只是辅助，可在电池无电力的情况下让扫描仪持续工作，这一点非常适用于式厂扫描中大工作量的连续作业。具体地，参见图2所示，在控制台10的侧面，设置安装有传输总成90的两个下传输接口插座，可分别使用专用线缆连接扫描操作用的笔记本电脑和LeicaHDSeOOO型三维激光扫描仪专用电源适配器。进一步地，所述装置的顶部安装有扫描仪安装底座60，扫描仪安装底座60的中心设有3/8英寸螺纹桩61，所述3/8英寸螺纹桩61与所述Leica HDS6000型三维激光扫描仪的标准基座相配，即与剪式举升支架50中心同轴的3/8英寸螺纹桩61，在其下部侧面设置有两个传输总成90的上传输接口插头，且预留置30cm长的活动余量线缆。由此可见，为了提供更为简便的操作，本实用新型中扫描仪安装底座60并没有设计成方向和位置固定的三爪连接座，而是设计成更为简捷的3/8英寸的螺纹桩，在使用时可方便的将扫描仪配套的三角基座旋在其上，并进行调平操作，而后扫描仪可方便的放置其上并加以固定，此操作一个人即可独立完成。采用本实用新型完成LeicaHDSeOOO型三维激光扫描仪的高空位置扫描作业，按单次单站扫描作业的实施为例，以下描述作业方式。在非工作状态下，本实用新型可由单人推拉移动，也可由2-3人搬移或装入小型车运输，在到达工作现场后，将本实用新型举升塔移动到需要架站位置后展开，参见图2，具体步骤如下1.定位后拉出底盘20底部外侧的三个三脚定位支架30，并外伸到尽量长的位置， 摇动其外端的螺旋式下支杆33，均勻伸出使举升塔底盘20下部的四个轮子离地，即全部举升塔依靠三脚定位支架30支撑；2.查看底盘20上安装的测量级水准泡装置的状态，进一步调整三脚定位支架30 中各脚的支撑高度，依据三脚整平调整方法调整举升塔的姿态，至底盘20下部的四个轮子全部离地，同时水准泡标示位置在圈定范围内且无限接近中心，锁定；3.将Leica HDS6000型三维激光扫描仪的三脚基座旋入扫描仪安装底座60并紧固，将Leica HDS6000型三维激光扫描仪放置并锁定在三脚基座上，查看三脚基座上的水准泡状态，并调整水平；4.将扫描仪安装底座60下部侧面的两个传输总成90的上传输接口插头插入 LeicaHDSeOOO型三维激光扫描仪主机上的对应插口中(如扫描仪只使用机身电池工作，不使用外部电源供电时可不连接传输总成90上的电源线缆)；5.用Leica HDS6000型三维激光扫描仪专用线缆连接操作用的笔记本电脑及电源至位于本举升塔中控制台10侧面的接口插座，开机测试扫描工作至状态正常；6.操作螺旋动力装置40或液压动力装置80，使剪式举升支架50伸展上升，至 LeicaHDS6000型三维激光扫描仪升至合适高度时停止；7.当高度超过3米或作业环境有较大风时，将对称设置在剪式举升支架50的上部外侧的3个辅助稳定牵引装置70的牵引绳72展开，将地锚74固定于外测地面或其它固定物上，调整快锁板73的位置使各牵引绳72均勻拉紧，以保证举升塔的姿态稳定；8.至此，三维激光扫描仪专用举升塔装置的展开作业完成，可以进行扫描操作；9.待扫描操作完成后，可以展开相反顺序收起本实用新型，旁置待用。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种三维激光扫描仪专用举升塔装置，其特征在于，所述装置包括底盘、剪式举升支架、螺旋动力装置、控制台及传输总成，所述剪式举升支架、所述螺旋动力装置、所述控制台和所述传输总成均搭载在所述底盘上，所述剪式举升支架用于实现所述装置的举升动作， 所述螺旋动力装置与所述剪式举升支架相连，并且用于向所述剪式举升支架提供动力，所述控制台与所述传输总成相连接，所述传输总成设有电源的数据线和电力传输线。
2.如权利要求1所述的专用举升塔装置，其特征在于，所述装置还包括液压动力装置， 所述液压动力装置与所述剪式举升支架相连，所述液压动力装置与所述螺旋动力装置形成两套独立的动力装置，所述液压动力装置与所述螺旋动力装置分别设有各自的快接插锁， 并且通过各自的快接插锁实现动力转换，所述液压动力装置与所述控制台相连并通过所述控制台控制动作。
3.如权利要求2所述的专用举升塔装置，其特征在于，所述液压动力装置包括液压泵和液压柱，所述螺旋动力装置包括摇把、丝杠和滑块，所述摇把与所述丝杠相连，所述滑块设于所述丝杠上并相对所述丝杠运动。
4.如权利要求1所述的专用举升塔装置，其特征在于，所述装置还包括至少三个辅助稳定牵引装置，所述至少三个辅助稳定牵引装置设置在所述剪式举升支架的上部，所述辅助稳定牵引装置用于辅助所述装置使之在工作状态下达到稳定。
5.如权利要求4所述的专用举升塔装置，其特征在于，所述辅助稳定牵引装置对称设于所述所述剪式举升支架的上部，每个所述辅助稳定牵引装置均包括固定环、牵引绳、地锚和快锁板，其中，所述牵引绳穿过所述固定环并经过快锁板及所述地锚再穿入所述快锁板。
6.如权利要求1所述的专用举升塔装置，其特征在于，所述底盘的底部外侧设有三支三脚定位支架，每支所述定位支架均为双层套筒的伸缩结构，所述双层套筒包括内套筒和外套筒，所述内套筒的末端设有螺旋式下支杆，所述螺旋式下支杆连接着摇把。
7.如权利要求1所述的专用举升塔装置，其特征在于，所述底盘上的所述剪式举升支架的外侧设有水准泡装置。
8.如权利要求1所述的专用举升塔装置，其特征在于，所述传输总成设有电源的数据线和电力传输线，所述电源的数据线和所述电力传输线是专门用于所述三维激光扫描仪的数据和电源的专用线缆，它们具有专用的接头标准。
9.如权利要求1-8任一项权利要求所述的专用举升塔装置，其特征在于，所述装置的顶部设有3/8英寸螺纹桩，所述3/8英寸螺纹桩与所述三维激光扫描仪的标准基座相配。
专利摘要本实用新型公开了一种三维激光扫描仪专用举升塔装置，属于扫描仪应用领域。所述装置包括底盘、剪式举升支架、螺旋动力装置、控制台及传输总成，所述剪式举升支架、所述螺旋动力装置、所述控制台和所述传输总成均搭载在所述底盘上，所述剪式举升支架用于实现所述装置的举升动作，所述螺旋动力装置与所述剪式举升支架相连，并且用于向所述剪式举升支架提供动力，所述控制台与所述传输总成相连接，所述传输总成设有电源的数据线和电力传输线。本实用新型结构紧凑、占用空间小；安全、稳定、易维护；收展自如，操作劳动强度小；特别适合于工厂中空间结构复杂、空间条件限制多的条件下进行三维激光扫描的快速作业。
文档编号B66F7/08GK202245958SQ20112020626
公开日2012年5月30日 申请日期2011年6月17日 优先权日2011年6月17日
发明者刘西涛, 姜顽强, 张晓玲, 张耀亨, 李健玲, 李园, 李家民, 王宇, 王岚, 王照星, 王燕燕, 蒋涛, 薛勇 申请人:中国石油天然气股份有限公司