[发明专利]一种利用蜗轮蜗杆传动方式实现三维激光体积测量装置

说明书

本发明公开了一种利用蜗轮蜗杆传动方式实现三维激光体积测量的装置，该装置包括固定轴，传动组件，激光组件；该装置通过传动组件围绕固定轴转动带动激光组件转动，实现体积测量；所述传动组件包括蜗轮蜗杆。本发明具有大扭矩超低速平稳高精度传动的特点，解决了快速启动或停止会带来抖动和传动不平稳导致测量误差大的技术问题，而且装置安装简单，成本较低。

技术领域

本发明涉及港口激光体积测量领域，尤其是利用蜗轮蜗杆传动方式实现三维激光体积测量的装置。

背景技术

三维激光扫描技术，又称“实景复制技术”，以其非接触、扫描速度快、获取信息量大、精度高、实时性强、全自动化、复杂环境测量等优点，克服传统测量仪器的局限性，成为直接获取目标高精度三维数据，并实现三维可视化的重要手段。

采用三维激光扫描仪对大面积堆积物(如煤堆、土堆、矿石堆、垃圾堆等)进行扫描，可以快速获取大量表面点的三维坐标，从而可以精确地表示被测物体的表面起伏，计算体积。传统的测量方法是利用全站仪或者GPS RTK测量堆积物表面离散点坐标，通过绘制等高线建立堆积物表面的数字模型，再计算堆积物的体积，但因为这些堆积物表面形状复杂，测量的离散点有限，部分高程无法直接观测，只能通过插值计算得到。此方法既费时又费力，有时还难以实现；也可以采用摄影测量计算体积，但是其精度较差，同时有些堆积物同名点对难以确定。

然而，采用三维激光扫描仪对堆积物观测，可以快速地获取大量堆积物表面的三维坐标，测量点均匀分布在堆积物表面，因此可以快速精确地计算体积。但目前国内大型三维激光扫描体积测量通常采用人工或者电动驱动激光器在轨道滑行移动完成测量，其存在以下问题：

1.无法需实现大扭矩超低速(1～5分转1圈)平稳高精度传动；

2.快速启动或停车会带来抖动；

3.由于传动不平稳，点云会出现无规则扭曲,因而导致所得数据不准确，误差很大。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的问题，提供一种利用蜗轮蜗杆传动方式实现三维激光体积测量的装置，旨在提供一种在港口码头三维激光体积测量中能实现高精度稳定的测量装置。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：

一种利用蜗轮蜗杆传动方式实现三维激光体积测量装置，包括固定轴，传动组件和激光组件；

所述激光组件固定在传动组件上，传动组件带动激光组件转动。

所述传动组件包括传动结构，底座和外壳，所述传动结构安装在底座上，所述外壳固定在或可拆卸地安装在底座上。所述固定轴的一端固定于外部部件上，用于安装固定该装置，另一端通过轴承安装在所述底座上。所述激光组件安装在外壳上。

所述传动结构包括主板传动控制器，步进电机，蜗杆支架，联轴器，蜗轮蜗杆。蜗杆安装在蜗杆支架上，蜗杆支架与底座固定连接。所述步进电机通过联轴器带动蜗杆转动，再通过蜗杆自转带动蜗杆围绕蜗轮转动，通过蜗杆带动蜗杆支架、底座、外壳围绕蜗轮转动，由此带动激光组件转动。蜗轮通过内螺纹拧在所述固定轴上并通过防松螺母固定，并同时与蜗杆啮合。

进一步的，所述蜗轮与蜗杆啮合的螺纹为斜纹。

进一步的，所述联轴器为扰性联轴器。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1.具有大扭矩超低速(1～5分转1圈)平稳高精度传动；

2.解决轨道式平推激光器测量中快速启动或停车会带来抖动的问题；

3.由于蜗杆齿是连续不间断的螺旋齿，它与蜗轮齿啮合时是连续不断的，蜗杆齿没有进入和退出啮合的过程，因此工作平稳，冲击、震动、噪音小，解决了传动不平稳，点云会出现无规则扭曲问题；