[发明专利]一种智能化三维立体扫描仪云台

说明书

技术领域

本发明涉及三维扫描，具体涉及一种智能化三维立体扫描仪云台。

背景技术

三维立体扫描是集光、电、机和计算机于一体的高新技术，主要针对于物体3D外形及结构进行扫描，以获得物体表面的空间坐标，能够将物体的立体信息转换为计算机能直接处理的数字信号，为实物数字化提供方便快捷的方法。目前三维立体扫描技术已经广泛地应用于汽车制造业中的产品开发、逆向工程、快速成型、质量控制和建筑测绘等领域，但其在建筑测绘中的应用在当前存在着一大难题。

目前市场上用于建筑测绘的三维立体扫描仪主要是激光三维扫描仪，激光三维扫描仪又可分为：台式激光三维扫描仪、关节臂式三维扫描仪和手持式激光三维扫描仪。但是其中还存在一些缺陷，如：1、台式激光三维扫描仪只能扫描一定范围的工件，且不能随身携带，有很大的局限性；2、关节臂式三维扫描仪相对台式的有了较大的便携性，但是操作者需要很长时间手持测量臂，在扫描的过程当中劳动强度高，自动化程度低，且由于其具有较多的关节，磨损后会使整体的尺寸精度降低；3、手持式激光三维扫描仪需要人手动操作，易造成重复操作，工作量大且扫描精度较差。

针对建筑扫描的三维立体扫描仪皆是采用手动操作，但通过手动操不断转换物体的扫描角度，会给点云数据增加误差，使得扫描所得的数据精度降低；在扫描的过程当中无法实现全自动化，为此可能还会引起扫描精度和速度的误差，最终会导致收集到的点云数据存在较大的误差，同时遇到高层建筑时通过手动操作的扫描操作十分危险，操作者必须搭建与建筑相等高度的平台才能接触到操作手柄，费时费力且危及人的生命安全。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种智能化三维立体扫描仪云台，本云台采用三轴结构，通过三轴联动可控制扫描仪对物体进行全方位扫描；通过自动控制，可提高扫描的精度，减小手动操作带来的误差，排除高层建筑扫描需人手动操作带来的多种不便；该装置设计巧妙且可靠性高。

实现本发明目的技术方案为：

一种智能化三维立体扫描仪云台，包括基座、三角支架、轴摆动部分、轴转动部分、轴整体旋转部分和控制部分；轴转动部分、轴摆动部分、轴整体旋转部分、三角支架和控制部分均安装于基座上，其中整体旋转部分中的定轴支撑于基座上，基座与三角支架相连接，轴摆动部分的夹持座夹持于轴转动部分的第一步进电机上，轴摆动部分位于轴整体旋转部分的上方，控制部分与轴转动部分、轴摆动部分、轴整体旋转部分连接，通过控制部分的步进电机驱动模块实现各部分步进电机的驱动。

所述基座由矩形框架组成，用于安装整个云台并承担云台和扫描仪的重量；基座的中心与三角支架的中心重合。

所述轴转动部分包括第一步进电机、电机固定座、第一联轴器、转动轴和支撑套；其中第一步进电机与电机固定座相连，电机固定座安装于支撑套的下端，支撑套内部设有第一推力轴承，第一推力轴承内孔与转动轴过渡配合，转动轴下端通过第一联轴器与第一步进电机连接，转动轴上端与扫描仪相连。

所述轴摆动部分包括驱动装置和摆动装置，其中驱动装置包括第二步进电机、第一直角支座、第二直角支座、第三直角支座、第二联轴器、丝杆、螺母、直线轴承、导轨和螺母安装座组成；第二步进电机固定在第一直角支座上，第二直角支座通过第二联轴器与第一直角支座连接， 丝杆和导轨通过第二直角支座和第三直角支座支撑，丝杆和导轨轴线平行，第一直角支座、第二直角支座和第三直角支座安装于第一底板上，螺母安装于丝杆上，直线轴承与导轨连接，螺母和直线轴承皆固定于螺母安装座上，丝杆一端通过第二联轴器与第二步进电机连接；

摆动装置包括第一连杆、轴承、第二连杆、夹持座、第一阶梯轴、第二阶梯轴、第一轴承、第二轴承、第一轴承座、第二轴承座和第二底板；所述第一连杆一端固定于螺母安装座上，另一端与轴承相连，轴承与第二连杆上的槽呈间隙配合，第二连杆与夹持座采用螺纹连接，夹持座夹持于第一步进电机上；第一阶梯轴和第二阶梯轴对称安装于支撑套上，位于支撑套的左右，第一阶梯轴和第二阶梯轴两端分别通过第一轴承、第二轴承与第一轴承座、第二轴承座连接；第一轴承座和第二轴承座固定安装于第二底板上。

所述第二连杆的槽为腰型孔。

所述轴整体旋转部分包括第三步进电机、第三底板、上端盖、底部主轴、第三联轴器、定轴、第二推力轴承和底座；第三步进电机位于上端盖上方与上端盖连接，上端盖固定于第三底板上，第三步进电机还通过第三联轴器与定轴相连，定轴通过第二推力轴承支撑于基座上，底座则和三角支架相连接。