掃描儀輔助裝置制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種掃描儀輔助裝置，所述掃描儀輔助裝置包括抗傾裝置、限位裝置和輪子單元，掃描儀置于所述抗傾裝置上，所述抗傾裝置置于所述限位裝置上，所述限位裝置與所述輪子單元連接。本發明兼顧了精度與效率，實現了生產力的提升。首先，不同于車載式和機載式掃描系統，采用掃描儀輔助裝置的掃描儀本身的工作模式并沒有改變，因此其掃描精度仍然維持了地面式掃描系統的高精度的優點；其次，由于采用了不關機換站的操作流程，因此傳統的地面式掃描系統的掃描中占用時間較多的操作可以被避免，相比傳統的地面式掃描系統的操作流程，節省時間50％，在掃描精度保持不變的前提下，提高了掃描的工作效率，減輕了工人的勞動強度。
【專利說明】掃描儀輔助裝置
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種三維激光掃描儀輔助裝置，尤其是一種地面式三維激光掃描儀專 用運載和限位裝置。
【背景技術】
[0002] 三維激光掃描技術又被稱為實景復制技術，是測繪領域繼GPS技術之后的一次技 術革命。它不同于傳統的單點測量方法，具有高效率、高精度的獨特優勢。采用三維激光掃 描技術的三維激光掃描系統能夠提供掃描物體表面的三維點云數據，因此可以用于獲取高 精度高分辨率的數字地形模型。
[0003] 按運載工具和掃描精度來分類，現階段的三維激光掃描系統可分為地面式、車載 式和機載式三類。
[0004] 其中，地面式掃描系統是將掃描儀固定在三腳架上進行掃描，這種掃描方式的成 果精度較高，一般可達1_以上。傳統的地面式掃描系統的操作流程為：選擇站點、架設儀 器、開機整平、掃描、關機、拆卸儀器、裝箱、換站點，如此循環。在上述流程中，"關機、拆卸儀 器、裝箱、改換站點、重新架設儀器、開機整平"所花費的時間和人力往往超過"有效掃描"所 花費的時間和人力。以目前市場上較為先進的瑞士萊卡C10脈沖式掃描儀為例，因"換站" 而進行的"關機、拆卸儀器、裝箱、改換站點、重新架設儀器、開機整平"操作時間一般為15- 20分鐘，而實際"掃描"所需要的時間一般只在8 -10分鐘左右。"無效工作"占總工作量 的65 %以上，工作效率較低，同時由于掃描儀自重較大，多次拆裝設備也增加了工人的勞動 強度。因此在很多情況下，比如對大范圍的區域進行掃描時，利用傳統的地面式掃描系統往 往不方便且耗費時間。
[0005] 車載式掃描系統可以克服上述難題，原因是車載式掃描系統將掃描儀安放在普通 家用汽車的車頂，掃描儀可以在車輛運行過程中進行掃描，掃描的效率大大提高。但其工 作原理和數據處理方法完全不同于地面式掃描系統，或者可以說是兩個完全不同的掃描系 統。這種車載式掃描系統的缺點是掃描精度低，目前最高精度也只有5cm。與車載式掃描系 統類似的是機載式掃描系統，它適用于更大范圍的掃描，掃描速度也更快，但掃描的精度也 更低，往往低于0.5m。除了設備本身的差異之外，地面式掃描系統與車載和機載掃描系統的 主要區別在于導航定位的差異，前者采用的是激光定位，后兩者往往采用GPS和慣性制導， 這也是后兩者的掃描精度為何低于前者的主要原因之一。因此，如何集百家之所長，在保證 精度的前提下提高掃描效率成為工程界迫切需要解決的問題。
【發明內容】
[0006] 本發明的目的在于提供一種地面式三維激光掃描儀專用運載和限位裝置。該裝置 省去了傳統地面固定式掃描儀工作過程中因換站而需要進行的關機、拆卸、重新架設和再 開機等工序，在掃描精度保持不變的前提下，提高了掃描的工作效率，減輕了工人的勞動強 度。
[0007] 為了達到上述目的，本發明提供了一種掃描儀輔助設備，包括：
[0008] 抗傾裝置、限位裝置和輪子單元，掃描儀位于所述抗傾裝置上，所述抗傾裝置置于 所述限位裝置上，所述限位裝置與所述輪子單元連接。
[0009] 進一步地，所述限位裝置包括底座，所述抗傾裝置置于所述底座上，所述底座與所 述輪子連接。
[0010] 進一步地，所述抗傾裝置包括萬向鉸、支架、連桿和平衡錘，掃描儀置于所述萬向 鉸上，所述萬向鉸置于所述支架上，所述支架置于所述底座上，所述萬向鉸通過所述連桿與 所述平衡錘連接，所述平衡錘置于所述底座上。
[0011] 進一步地，所述支架為三腳架。
[0012] 進一步地，所述限位裝置還包括插銷和與所述插銷相對應的插銷孔，所述插銷設 置于所述平衡錘的周側，所述插銷孔位于所述底座上。
[0013] 進一步地，所述輪子單元包括至少一個輪子組，任一個所述輪子組均包括第一輪 子、第二輪子和輪架，所述第一輪子和第二輪子均與所述輪架轉動連接，所述輪架與所述底 座連接。
[0014] 進一步地，所述第一輪子通過穿設于其軸心的第一轉軸與所述輪架轉動連接，所 述第二輪子通過穿設于其軸心的第二轉軸與所述輪架轉動連接。
[0015] 進一步地，所述掃描儀輔助裝置還包括隔震裝置，所述第一轉軸通過所述隔震裝 置與所述第二轉軸連接。
[0016] 進一步地，所述隔震裝置包括彈簧、第一 U型桿、阻尼桿和第二U型桿，所述第一 U 型桿的開口端通過所述第一轉軸與所述第一輪子連接，所述第一 U型桿遠離開口端的另一 端具有第一擋板，所述第二U型桿的開口端通過所述第二轉軸與所述第二輪子連接，所述 第二U型桿遠離開口端的另一端具有第二擋板，所述阻尼桿設置于所述第一擋板與第二擋 板之間，并且其兩端分別與所述第一擋板及第二擋板連接，所述彈簧套在所述阻尼桿上，所 述彈簧的兩端分別與所述第一擋板和第二擋板連接。
[0017] 進一步地，所述輪架為倒V型輪架，所述倒V型輪架的開口端分別通過所述第一轉 軸和第二轉軸與所述第一輪子和第二輪子轉動連接，所述倒V型輪架遠離開口端的另一端 與所述底座連接。
[0018] 進一步地，所述倒V型輪架包括第一輪架和第二輪架，所述第一輪架的一端和第 二輪架的一端連接，所述第一輪架和第二輪架的另一端分別通過所述第一轉軸和第二轉 軸與所述第一輪子和第二輪子轉動連接，所述第一輪架和第二輪架的連接端與所述底座連 接。
[0019] 進一步地，所述掃描儀輔助裝置還包括防護裝置，所述防護裝置固定在所述底座 上。
[0020] 進一步地，所述防護裝置為防護網。
[0021] 本發明提供了一種掃描儀輔助裝置，與現有技術相比，該掃描儀輔助裝置兼顧了 精度與效率，實現了生產力的提升。首先，不同于車載式和機載式掃描系統，采用掃描儀輔 助裝置的掃描儀本身的工作模式并沒有改變，因此其掃描精度仍然維持了地面式掃描系統 的高精度的優點；其次，由于采用了不關機換站的操作流程，因此傳統的地面式掃描系統的 掃描中涉及的關機、拆卸儀器、裝箱和重新架設儀器等占用時間較多的操作可以被避免，相 比傳統的地面式掃描系統的操作流程，節省時間50%，在掃描精度保持不變的前提下，提高 了掃描的工作效率，減輕了工人的勞動強度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022] 圖1為本發明實施例提供的掃描儀輔助裝置的結構示意圖；
[0023] 圖2為本發明實施例提供的隔震裝置的結構示意圖；
[0024] 圖3為本發明實施例提供的抗傾裝置的結構示意圖；
[0025] 圖4為本發明實施例提供的限位裝置的結構示意圖；
[0026] 圖5為本發明實施例提供的防護裝置的結構示意圖。
[0027] 其中，1 :掃描儀，2 :萬向鉸，3 :三腳架，4 :連桿；5 :平衡錘，6 :插銷，7 :插銷孔，8 : 底座，9 :第一輪架，10 :第二輪架，11 :第一輪子，12 :第二輪子，13 :第一 U型桿，14 :第二U 型桿，15 :第一擋板，16 :第二擋板，17 :彈簧，18 :阻尼桿，19 :防護網。
【具體實施方式】
[0028] 下面將結合示意圖對本發明的【具體實施方式】進行更詳細的描述。根據下列描述和 權利要求書，本發明的優點和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均 使用非精準的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發明實施例的目的。
[0029] 如圖1所示，所述掃描儀輔助裝置包括抗傾裝置、限位裝置、隔震裝置、輪子單元 和防護裝置，掃描儀1位于所述抗傾裝置上，所述抗傾裝置置于所述限位裝置上，所述限位 裝置與所述輪子單元連接。
[0030] 如圖4所示，所述限位裝置包括底座8、插銷6和與所述插銷6相對應的插銷孔7， 當設備已經被推到指定站點時，插銷6插入插銷孔7對掃描儀1進行鎖定。所述插銷6設 置于所述平衡錘5的周側，所述插銷6的數量為四個，所述插銷孔7位于所述底座8上，所 述插銷孔7的數量為4個。
[0031] 如圖3所示，所述抗傾裝置置于所述底座8上，用于當設備整體發生大幅度傾斜 時，保證掃描儀1仍處于水平狀態。所述抗傾裝置包括萬向鉸2、支架、連桿4和平衡錘5， 掃描儀1置于所述萬向鉸2上，所述支架優選為三腳架3,所述萬向鉸2置于三腳架3上，所 述三腳架3置于所述底座8上，所述萬向鉸2通過連桿4與平衡錘5連接，所述平衡錘5置 于所述底座8上，所述平衡錘5優選為長方體結構。
[0032] 所述抗傾裝置的工作原理是：掃描儀1由連桿4與下部平衡錘5相連，連桿4架設 在一萬向鉸2上，架設位置恰好為掃描儀1于平衡錘5的重心位置，當設備整體發生傾斜， 掃描儀1有跟隨設備整體發生傾斜的趨勢，但與之相連的平衡錘5卻能隨時將其拉回到平 衡位置，而由于萬向鉸2的存在，上述傾斜及拉回的角度可以是任意的。
[0033] 如圖2所示，所述輪子單元包括至少一個輪子組，任一個所述輪子組均包括第一 輪子11、第二輪子12和輪架，所述第一輪子11和第二輪子12均與所述輪架轉動連接，所述 輪架與所述底座8連接，所述第一輪子11通過穿設于其軸心的第一轉軸與所述輪架轉動連 接，所述第二輪子12通過穿設于其軸心的第二轉軸與所述輪架轉動連接，所述第一轉軸和 第二轉軸并未在圖2中標出，所述第一轉軸和第二轉軸通過隔震裝置連接，所述隔震裝置 包括彈簧17、第一 U型桿13、阻尼桿18和第二U型桿14,所述第一 U型桿13的開口端通過 所述第一轉軸與所述第一輪子11連接，所述第一 U型桿13遠離開口端的另一端具有第一 擋板15,所述第二U型桿14的開口端通過所述第二轉軸與所述第二輪子12連接，所述第 二U型桿14遠離開口端的另一端具有第二擋板16,所述阻尼桿18設置于所述第一擋板15 與第二擋板16之間，并且其兩端分別與所述第一擋板15及第二擋板16連接，所述彈簧17 套在所述阻尼桿18上，所述彈簧17的兩端分別與第一擋板15和第二擋板16連接，所述輪 架為倒V型輪架，所述倒V型輪架的開口端分別通過所述第一轉軸和第二轉軸與所述第一 輪子11和第二輪子12連接，所述倒V型輪架遠離開口端的另一端與所述底座8連接，所述 倒V型輪架包括第一輪架9和第二輪架10,所述第一輪架9的一端和第二輪架10的一端 連接，所述第一輪架9和第二輪架10的另一端分別通過所述第一轉軸和第二轉軸與所述第 一輪子11和第二輪子12轉動連接，所述第一輪架9和第二輪架10的連接端與所述底座8 連接，當路面有崎嶇時，第一輪架9和第二輪架10會依據地面走勢發生張合運動，這種運動 由第一輪子11和第二輪子12之間的彈簧17予以緩沖，同時由第一輪子11和第二輪子12 之間的阻尼桿18進行耗能，從而降低由于地面崎嶇不平造成的振動。
[0034] 此外，所述底座8為矩形底座或圓形底座，在本發明實施例中，優選為矩形底座， 所述輪子組的數量為4個，所述4個輪子組分別固定在矩形底座的四角上。
[0035] 如圖5所示，所述防護裝置為防護網20,所述防護網20固定在所述底座8上，防 護網20既可以起到使掃描儀1免受周邊物體碰撞之外的作用，又可以作為推拉本設備的扶 手。
[0036] 當一站掃描結束，需要轉移站點時，首先打開限位裝置中的插銷6,使抗傾裝置處 于自由運動狀態；其次，在不關閉掃描儀1的情況下自由推行本裝置，將其轉移到下一個站 點。在推行過程中，抗傾裝置和隔震裝置自主發揮作用，使掃描儀的堅直向傾角和振動加速 度處于安全范圍，即振動加速度小于〇. 15m/s2,堅直向傾角不大于15度。當到達下一站點 時，鎖定限位裝置，即將插銷6插入插銷孔7,此時掃描儀1被固定。繼而，開始調平設備進 行掃描。
[0037] 綜上，本發明公開了一套具有一定避震、限位功能和具備較高結構強度的掃描儀 輔助裝置。首先，它能夠使掃描儀1在不關機的情況下進行轉移，具體地，是通過隔震、限位 等裝置保證在轉移過程中掃描儀1所受到的沖擊、震動和傾斜都在允許值范圍內，從而保 證儀器不受損傷；其次，通過防撞結構保護掃描儀1在不裝箱、裸露的情況下仍然受到較好 的保護；最后，在儀器被轉運到目的地后，又通過限位裝置將整套設備鎖死，防止滑移、傾覆 等情況發生，使其能適應不同地表環境，快速投入掃描工作。
[0038] 本發明提供了一種掃描儀輔助裝置，與現有技術相比，該掃描儀輔助裝置兼顧了 精度與效率，實現了生產力的提升。首先，不同于車載式和機載式掃描系統，采用掃描儀輔 助裝置的掃描儀本身的工作模式并沒有改變，因此其掃描精度仍然維持了地面式掃描系統 的高精度的優點；其次，由于采用了不關機換站的操作流程，因此傳統的地面式掃描系統的 掃描中涉及的關機、拆卸儀器、裝箱和重新架設儀器等占用時間較多的操作可以被避免，相 比傳統的地面式掃描系統的操作流程，節省時間50 %，在掃描精度保持不變的前提下，提高 了掃描的工作效率，減輕了工人的勞動強度。
[0039] 上述僅為本發明的優選實施例而已，并不對本發明起到任何限制作用。任何所屬 【技術領域】的技術人員，在不脫離本發明的技術方案的范圍內，對本發明揭露的技術方案和 技術內容做任何形式的等同替換或修改等變動，均屬未脫離本發明的技術方案的內容，仍 屬于本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1. 一種掃描儀輔助裝置，其特征在于，所述掃描儀輔助裝置包括抗傾裝置、限位裝置和 輪子單元，掃描儀置于所述抗傾裝置上，所述抗傾裝置置于所述限位裝置上，所述限位裝置 與所述輪子單元連接。
2. 如權利要求1所述的掃描儀輔助裝置，其特征在于，所述限位裝置包括底座，所述抗 傾裝置置于所述底座上，所述底座與所述輪子連接。
3. 如權利要求2所述的掃描儀輔助裝置，其特征在于，所述抗傾裝置包括萬向鉸、支 架、連桿和平衡錘，掃描儀置于所述萬向鉸上，所述萬向鉸置于所述支架上，所述支架置于 所述底座上，所述萬向鉸通過所述連桿與所述平衡錘連接，所述平衡錘置于所述底座上。
4. 如權利要求3所述的掃描儀輔助裝置，其特征在于，所述支架為三腳架。
5. 如權利要求3所述的掃描儀輔助裝置，其特征在于，所述限位裝置還包括插銷和與 所述插銷相對應的插銷孔，所述插銷設置于所述平衡錘的周側，所述插銷孔位于所述底座 上。
6. 如權利要求2所述的掃描儀輔助裝置，其特征在于，所述輪子單元包括至少一個輪 子組，任一個所述輪子組均包括第一輪子、第二輪子和輪架，所述第一輪子和第二輪子均與 所述輪架轉動連接，所述輪架與所述底座連接。
7. 如權利要求6所述的掃描儀輔助裝置，其特征在于，所述第一輪子通過穿設于其軸 心的第一轉軸與所述輪架轉動連接，所述第二輪子通過穿設于其軸心的第二轉軸與所述輪 架轉動連接。
8. 如權利要求7所述的掃描儀輔助裝置，其特征在于，所述掃描儀輔助裝置還包括隔 震裝置，所述第一轉軸通過所述隔震裝置與所述第二轉軸連接。
9. 如權利要求8所述的掃描儀輔助裝置，其特征在于，所述隔震裝置包括彈簧、第一 U 型桿、阻尼桿和第二U型桿，所述第一 U型桿的開口端通過所述第一轉軸與所述第一輪子連 接，所述第一 U型桿遠離開口端的另一端具有第一擋板，所述第二U型桿的開口端通過所述 第二轉軸與所述第二輪子連接，所述第二U型桿遠離開口端的另一端具有第二擋板，所述 阻尼桿設置于所述第一擋板與第二擋板之間，并且其兩端分別與所述第一擋板及第二擋板 連接，所述彈簧套在所述阻尼桿上，所述彈簧的兩端分別與所述第一擋板和第二擋板連接。
10. 如權利要求7所述的掃描儀輔助裝置，其特征在于，所述輪架為倒V型輪架，所述 倒V型輪架的開口端分別通過所述第一轉軸和第二轉軸與所述第一輪子和第二輪子轉動 連接，所述倒V型輪架遠離開口端的另一端與所述底座連接。
11. 如權利要求10所述的掃描儀輔助裝置，其特征在于，所述倒V型輪架包括第一輪架 和第二輪架，所述第一輪架的一端和第二輪架的一端連接，所述第一輪架和第二輪架的另 一端分別通過所述第一轉軸和第二轉軸與所述第一輪子和第二輪子轉動連接，所述第一輪 架和第二輪架的連接端與所述底座連接。
12. 如權利要求2所述的掃描儀輔助裝置，其特征在于，所述掃描儀輔助裝置還包括防 護裝置，所述防護裝置固定在所述底座上。
13. 如權利要求12所述的掃描儀輔助裝置，其特征在于，所述防護裝置為防護網。
【文檔編號】G01B11/24GK104142138SQ201410336531
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2014年7月15日 優先權日:2014年7月15日
【發明者】李承銘, 田煒, 盧旦, 張俊, 金騫, 劉智龍 申請人:華東建筑設計研究院有限公司
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