[实用新型]一种机器人三维扫描工作站

说明书

本实用新型涉及盾构管片的测量技术领域，特别涉及一种机器人三维扫描工作站。包括纵向移动机构、龙门框架、二维驱动机构Ⅰ、二维驱动机构Ⅱ、机械臂、扫描仪、扫描仪数据接收端及曲面支承座，其中龙门框架横跨于曲面支承座的两侧，龙门框架的两端底部与纵向移动机构连接，纵向移动机构可驱动龙门框架沿纵向移动；二维驱动机构Ⅰ和二维驱动机构Ⅱ设置于龙门框架的顶部两侧，机械臂安装在二维驱动机构Ⅰ上，扫描仪设置于机械臂的执行末端，用于对放置于曲面支承座上的待测件进行扫描；扫描仪数据接收端设置于二维驱动机构Ⅱ上，用于接收扫描仪发送的扫描信息。本实用新型实现对盾构管片在两个位置进行自动扫描，运行精度高、速度快，提高工作效率。

技术领域

本实用新型涉及盾构管片的测量技术领域，特别涉及一种机器人三维扫描工作站。

背景技术

盾构隧道施工中，衬砌结构管片模具精度要求达到±0.4mm，混凝土管片精度要求达到±1mm，隧道拼装结构精度要求达到±3mm，盾构管片的精度决定了盾构隧道拼装的质量。而在大直径盾构隧道管片生产中，盾构管片弧长变得更长，使钢板材质要求提高，加工精度难度增大，主要原因是：第一，弧长增加，钢板柔性大，如增加钢板厚度来保证精度，但会降低混凝土的振捣效果，如要保证混凝土振捣效果而加大振捣力，会对钢结构的寿命造成影响，因此需要提高钢板的材质要求；第二，尺寸变大，钢板加工累计误差加大，对钢板加工的工业数控设备要求也随之提高，加大了制造难度。

大直径盾构隧道的管片由于精度达不到要求，会发生隧道拼装时产生开裂，掉角等问题，对隧道结构防水体系产生威胁，迫切需要对管片的生产精度进行控制，从而避免此类问题的发生。

管片生产基本采用内径千分尺的人工物理测量方式，人工只能检查宽度、厚度，弧长无法准确测量，很难做到尺寸全检查；目前，也有采用激光跟踪仪(人工方式，进口设备)对模具、管片成品进行全尺寸检查，但测量一块管片需要1小时左右，同时测量费用较高，无法实现全检。盾构管片的光学自动测量方面，几乎没有可借鉴的成熟经验。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种机器人三维扫描工作站，以解决现有盾构管片测量方式无法达到全面检测，且测量费用较高的问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种机器人三维扫描工作站，包括纵向移动机构、龙门框架、二维驱动机构Ⅰ、二维驱动机构Ⅱ、机械臂、扫描仪、扫描仪数据接收端及曲面支承座，其中龙门框架横跨于曲面支承座的两侧，所述龙门框架的两端底部与纵向移动机构连接，所述纵向移动机构可驱动所述龙门框架沿纵向移动；

所述二维驱动机构Ⅰ和二维驱动机构Ⅱ分别设置于所述龙门框架的顶部两侧，所述机械臂安装在所述二维驱动机构Ⅰ上，所述扫描仪设置于所述机械臂的执行末端，用于对放置于所述曲面支承座上的待测件进行扫描；

所述扫描仪数据接收端设置于所述二维驱动机构Ⅱ上，用于接收所述扫描仪发送的扫描信息。

所述纵向移动机构包括第一导轨、第二导轨、第一直线驱动机构、第二直线驱动机构及两个纵向驱动板，其中第一导轨和第二导轨平行设置于所述曲面支承座的两侧，两个纵向驱动板分别与第一导轨和第二导轨滑动连接，所述龙门框架的两侧底部分别与两个纵向驱动板连接；

所述第一直线驱动机构设置于所述第一导轨和一纵向驱动板之间，所述第二直线驱动机构设置于第二导轨与另一纵向驱动板之间；所述第一直线驱动机构和所述第二直线驱动机构同步驱动所述龙门框架沿第一导轨和第二导轨滑动。

所述龙门框架包括两个立柱及连接在两个立柱顶部的横梁；所述二维驱动机构Ⅰ和所述二维驱动机构Ⅱ分别设置于所述横梁的两侧。

所述二维驱动机构Ⅰ包括横向直线移动模组Ⅰ和升降模组Ⅰ，其中横向移动模组Ⅰ设置于所述横梁上，所述升降模组Ⅰ与所述横向直线移动模组Ⅰ连接，所述机械臂安装在所述升降模组Ⅰ的下端。