三维激光扫描仪的金属三棱镜、安装轴和三维激光扫描仪的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种三维激光扫描仪的金属三棱镜、安装轴和三维激光扫描仪，包括：金属三棱镜本体；金属三棱镜本体的轴线位置设置有连接孔；金属三棱镜本体的上底面的轴线位置设置有第一沉孔，其下底面的轴线位置设置有第二沉孔；金属三棱镜本体中，第二沉孔朝向上底面的一侧设置有第一通孔；第一通孔与第一沉孔之间设置有第二通孔；金属三棱镜本体的三个侧面均镀设有反射膜；上述金属三棱镜通过其匹配的安装轴和动力供给装置组成三维激光扫描仪；其使用金属三棱镜，通过金属三棱镜结合安装轴组成三维激光扫描仪，其中，金属三棱镜的机械加工性能好且加工精度高，可根据需要开展特异性的设计；并且，金属三棱镜在元件加工和装配过程中，不易损伤。
【专利说明】
三维激光扫描仪的金属三棱镜、安装轴和三维激光扫描仪
技术领域
[0001]本发明涉及三维激光扫描技术领域，具体而言，涉及一种三维激光扫描仪的金属三棱镜、安装轴和三维激光扫描仪。【背景技术】
[0002]三维激光扫描技术又被称为实景复制技术，是测绘领域继GPS(Global Posit1ning System，全球定位系统)技术之后的一次技术革命。它突破了传统的单点测量方法，具有高效率、高精度的独特优势。三维激光扫描技术能够提供扫描物体表面的三维点云数据，因此可以用于获取高精度高分辨率的数字地形模型。
[0003]三维激光扫描技术的体现就是三维激光扫描仪，其基本原理为:测距模块发射的激光经扫描元件(即扫描棱镜)照射到目标物上，在目标处产生的漫反射光有一部分返回到测距模块，测距模块根据反射光和发射光的时间差获得距离数据。上述扫描元件的高速旋转使发射的激光在指定的俯仰角范围内做扇形扫描，同时作为基座的水平转台在水平方向旋转，使扇形扫描区覆盖扫描仪周围指定的三维空间。测距模块记录指定点的距离数据，扫描元件处记录指定点的俯仰角数据，水平转台处记录指定点的方位角数据，由此构成一个极坐标系统，通过实景空间中所有扫描到的点积累成点云信息来构建三维模型。
[0004]通常，现有的三维激光扫描仪中的扫描棱镜一般都是光学玻璃做基底。具体的，扫描棱镜与轴承连接，以实现扫描棱镜的高速旋转;在安装扫描棱镜和轴承时，需要将轴承插入扫描棱镜的内孔并固定好。实际中，扫描棱镜和轴承的孔轴配合在设计上是紧配合，而玻璃扫描棱镜的内孔加工精度又不理想，偏差大，这使得导致后期扫描棱镜和轴承的装配难度很大，如轴承插入扫描棱镜内孔中还没达到要求的安装位置时就已经卡死)。玻璃基底的棱镜在受力过大时又容易崩边破损。
[0005]发明人在研究中发现，现有技术中三维激光扫描仪的光学玻璃基底，加工性能和精度较差，在加工和装配工程中容易出现崩边破损的问题，并且扫描镜是高速旋转的元件， 受损的玻璃元件会给整机的性能和安全都带来不确定性。
【发明内容】
[0006]有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种三维激光扫描仪的金属三棱镜、安装轴和三维激光扫描仪，其机械加工性能好且加工精度高，可根据需要开展特异性的设计； 并且，金属三棱镜在元件加工和装配过程中，不易损伤。
[0007]第一方面，本发明实施例提供了一种三维激光扫描仪的金属三棱镜，包括:金属三棱镜本体;所述金属三棱镜本体的轴线位置设置有连接孔;所述连接孔包括:第一沉孔、第二沉孔、第一通孔和第二通孔；
[0008]所述金属三棱镜本体的上底面的轴线位置设置有第一沉孔，其下底面的轴线位置设置有第二沉孔;所述金属三棱镜本体中，所述第二沉孔朝向所述上底面的一侧设置有第一通孔;所述第一通孔与所述第一沉孔之间设置有第二通孔;其中，所述第一沉孔和所述第二沉孔的直径均大于所述第一通孔和所述第二通孔;所述第一通孔的直径大于所述第二通孔的直径；
[0009]所述金属三棱镜本体的三个侧面均镀设有反射膜，所述反射膜用于接收激光发射器发射的激光，并反射所述激光。
[0010]结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述的三维激光扫描仪的金属三棱镜中，
[0011]所述第一通孔与所述第一沉孔之间，且位于所述第二通孔的四周位置设置有多个螺纹孔;所述螺纹孔用于在通过安装轴安装所述金属三棱镜时，起到限位作用。
[0012]本发明实施例提供的一种三维激光扫描仪的金属三棱镜，与现有技术中的三维激光扫描仪的光学玻璃基底，在加工和装配工程中容易出现崩边破损等问题相比，其使用金属三棱镜，通过金属三棱镜结合安装轴组成三维激光扫描仪，其中，金属三棱镜的机械加工性能好且加工精度高，可根据需要开展特异性的设计;并且，金属三棱镜在元件加工和装配过程中，不易损伤。
[0013]第二方面，本发明实施例提供了一种用于安装金属三棱镜的安装轴，所述金属三棱镜为上述第一方面任一实施例所述的金属三棱镜，所述安装轴为台阶轴，当所述安装轴水平放置时，沿着水平方向，所述金属三棱镜依次分为四个台阶;所述四个台阶包括:第一台阶、第二台阶，第三台阶和第四台阶；
[0014]所述第一台阶的直径与所述第二沉孔相匹配;所述第二台阶的直径与所述第一通孔相匹配;所述第三台阶的直径与所述第二通孔相匹配;所述第四台阶的直径与所述第一沉孔相匹配，以实现与所述金属三棱镜固定连接。
[0015]结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述的用于安装金属三棱镜的安装轴中，
[0016]所述第二台阶朝向所述第三台阶的一侧设置有与所述金属三棱镜中的多个螺纹孔相匹配的多个紧固部件；多个所述紧固部件用于与多个所述螺纹孔相配合，以固定所述安装轴的位置。
[0017]结合第二方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，上述用于安装金属三棱镜的安装轴中，所述紧固部件包括:螺钉和螺母；
[0018]在安装所述金属三棱镜时，所述第一台阶、所述第二台阶，所述第三台阶和所述第四台阶分别嵌入所述第二沉孔、所述第一通孔、所述第二通孔和所述第一沉孔中，以实现与所述金属三棱镜固定连接;且多个所述螺钉分别穿过多个所述螺纹孔中，并通过所述螺母将所述螺钉与对应的螺纹孔固定设置，以固定所述安装轴的位置。
[0019]本发明实施例提供的一种用于安装金属三棱镜的安装轴，与现有技术中的三维激光扫描仪的光学玻璃基底，在加工和装配工程中容易出现崩边破损等问题相比，其使用金属三棱镜，通过金属三棱镜结合上述安装轴组成三维激光扫描仪，其中，金属三棱镜的机械加工性能好且加工精度高，可根据需要开展特异性的设计;并且，金属三棱镜在元件在与上述安装轴的加工和装配过程中，不易损伤。
[0020]第三方面，本发明实施例还提供了一种三维激光扫描仪，包括:上述第一方面任一实施例所述的三维激光扫描仪的金属三棱镜和上述第二方面任一实施例所述的安装轴，还包括:动力供给装置；
[0021]所述安装轴嵌入所述金属三棱镜的轴线位置设置的连接孔中，与所述金属三棱镜固定连接；
[0022]所述安装轴与所述动力供给装置固定连接，并在所述动力供给装置的带动下旋转，以带动所述金属三棱镜旋转。[〇〇23]结合第三方面，本发明实施例提供了第三方面的第一种可能的实施方式，其中，上述三维激光扫描仪中，所述动力供给装置包括:控制器、电机和轴承；
[0024]所述电机通过其转轴与所述安装轴轴承连接；
[0025]所述控制器与所述电机电连接，用于控制所述电机的启停状态和所述电机的运行参数；以及，根据用户设置的所述安装轴的预设旋转角度信息，设置所述电机的预设工作参数，并根据用户的控制指令，控制所述电机以所述预设工作参数工作；
[0026]所述电机与所述控制器电连接，用于在所述控制器的控制下，以所述预设工作参数带动所述轴承的内圈转动，并通过所述安装轴带动所述金属三棱镜转动。[〇〇27]结合第三方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第三方面的第二种可能的实施方式，其中，上述三维激光扫描仪，还包括角度传感器；
[0028]所述角度传感器与所述安装轴固定连接，且与所述控制器电连接，用于检测所述安装轴的旋转角度信息，将所述旋转角度信息发送至所述控制器；
[0029]所述控制器对接收的所述旋转角度信息进行检测，在检测到所述旋转角度信息与预设旋转角度信息不匹配时，根据所述预设旋转角度信息调整所述电机的当前工作参数， 并控制所述电机以调整后的工作参数运行。
[0030]结合第三方面的第二种可能的实施方式，本发明实施例提供了第三方面的第三种可能的实施方式，其中，上述三维激光扫描仪，还包括:连接件和固定部件；[0031 ]所述电机的转轴通过所述连接件与所述轴承的内圈固定连接，用于保持在带动轴承高速转动时的稳定性；
[0032]所述固定部件与所述轴承的外圈固定连接，用于将所述轴承的外圈固定设置。 [〇〇33]结合第三方面的第三种可能的实施方式，本发明实施例提供了第三方面的第四种可能的实施方式，其中，上述三维激光扫描仪中，所述轴承为两个；
[0034]所述安装轴的两端分别与两个所述轴承的内圈固定连接，其一端通过连接的轴承内圈与所述电机固定连接，其另一端与所述角度传感器固定连接。[〇〇35]本发明实施例提供的一种三维激光扫描仪，与现有技术中的三维激光扫描仪以光学玻璃基底，在加工和装配工程中容易出现崩边破损等问题相比，其使用金属三棱镜，通过金属三棱镜结合上述安装轴组成三维激光扫描仪，其中，金属三棱镜的机械加工性能好且加工精度高，可根据需要开展特异性的设计;并且，金属三棱镜在元件在与上述安装轴的加工和装配过程中，不易损伤。
[0036]为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。【附图说明】
[0037]为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
[0038]图1示出了本发明实施例所提供的一种三维激光扫描仪的金属三棱镜的剖面图；
[0039]图2为图1中以从左到右方向的俯视图；
[0040]图3为图1中以从右到左方向的俯视图；[〇〇41]图4示出了本发明实施例所提供的一种三维激光扫描仪的金属三棱镜以及其安装轴的连接结构的剖面图。[〇〇42] 主要标号说明:[〇〇43]100、金属三棱镜本体；101、第一沉孔；102、第二沉孔；103、第一通孔；104、第二通孔;105、螺纹孔;106、紧固部件；107、连接件；108、沉头孔。【具体实施方式】[〇〇44]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0045]考虑到现有技术中的三维激光扫描仪都是使用光学玻璃做基底。但是光学玻璃基底的加工性能和精度较差，在加工和装配工程中容易出现崩边破损的问题，并且扫描镜是高速旋转的元件，受损的玻璃元件会给整机的性能和安全都带来不确定性。基于此，本发明实施例提供了一种三维激光扫描仪的金属三棱镜、安装轴和三维激光扫描仪，其使用金属三棱镜，通过金属三棱镜结合安装轴组成三维激光扫描仪，其中，金属三棱镜的机械加工性能好且加工精度高，可根据需要开展特异性的设计;并且，金属三棱镜在元件加工和装配过程中，不易损伤。下面结合图1?图4并结合实施例进行描述。[〇〇46]参考图1?图4,本发明实施例提供了一种三维激光扫描仪的金属三棱镜，包括:金属三棱镜本体100;金属三棱镜本体100的轴线位置设置有连接孔;连接孔包括:第一沉孔 101、第二沉孔102、第一通孔103和第二通孔104;[〇〇47]金属三棱镜本体100的上底面的轴线位置设置有第一沉孔101，其下底面的轴线位置设置有第二沉孔102;金属三棱镜本体100中，第二沉孔102朝向上底面的一侧设置有第一通孔103;第一通孔103与第一沉孔101之间设置有第二通孔104;其中，第一沉孔101和第二沉孔102的直径均大于第一通孔103和第二通孔104;第一通孔103的直径大于第二通孔104 的直径；[〇〇48]金属三棱镜本体100的三个侧面均镀设有反射膜，反射膜用于接收激光发射器发射的激光，并反射激光。[〇〇49]本发明实施例中，上述金属三棱镜为金属材质，其外表面设置有镀膜(即镀有反射膜)，并通过设置的镀膜将接收到的激光进行反射。其中，上述镀膜的材质可以为高纯银Ag。
[0050]本发明实施例中的金属三棱镜，其镀膜后的三个侧面均为反射面，在金属三棱镜旋转一圈时，就可以扫描三次，且该金属三棱镜在三维扫描仪中为高速旋转元件。本发明实施例只是设置了上述金属三棱镜的结构，还可以设置除了金属四棱镜、金属六棱镜等。[0051 ]上述金属三棱镜本体100上，通过两个底面设置有第一沉孔101和第二沉孔102,其在金属三棱镜本体100中，紧挨第二沉孔102设置有第一通孔103,第一通孔103和第一沉孔 101之间设置有第二通孔104;本发明实施例中，上述第一沉孔101和第二沉孔102的直径(或者说其大小)，可以相同也可以不同；而上述第一沉孔101和第二沉孔102的直径不同时，本发明实施例不限制二者的大小关系;而上述第一沉孔101和第二沉孔102的直径均大于上述第一通孔103和上述第二通孔104;上述第一通孔103的直径大于所述第二通孔104的直径。 上述设置的目的是为了后续能使该金属三棱镜更好的与安装轴配合，已进行高速旋转，并应用到三维扫描仪中。[〇〇52]另外，上述金属三棱镜中还设置有沉头孔108,沉头孔108用于在安装金属三棱镜时，定位该金属三棱镜的安装位置。具体的，为了保证将金属三棱镜进行安装，能够精准的定位金属三棱镜的位置，本发明实施例在金属三棱镜上设置有沉头孔108;在将金属三棱镜进行安装时，使该沉头孔108与安装对象上的定位销固定，以精确的定位金属三棱镜的安装位置。[〇〇53]本发明实施例提供的一种三维激光扫描仪的金属三棱镜，与现有技术中的三维激光扫描仪的光学玻璃基底，在加工和装配工程中容易出现崩边破损等问题相比，其使用金属三棱镜，通过金属三棱镜结合安装轴组成三维激光扫描仪，其中，金属三棱镜的机械加工性能好且加工精度高，可根据需要开展特异性的设计;并且，金属三棱镜在元件加工和装配过程中，不易损伤。[〇〇54]进一步的，参考图1?图4,上述三维激光扫描仪的金属三棱镜中，第一通孔103与第一沉孔101之间，且位于第二通孔104的四周位置设置有多个螺纹孔105;螺纹孔105用于在通过安装轴安装金属三棱镜时，起到限位作用。
[0055]具体的，上述螺纹孔105可以为四个，其环绕第二通孔104的四周位置均匀设置，用于在与安装轴相结合时，起到对安装轴的限位作用。[〇〇56]与上述金属三棱镜相配合，本发明实施例提供了一种用于安装金属三棱镜的安装轴，金属三棱镜为上述金属三棱镜，安装轴为台阶轴，当安装轴水平放置时，沿着水平方向， 金属三棱镜依次分为四个台阶；四个台阶包括:第一台阶、第二台阶，第三台阶和第四台阶； [〇〇57]第一台阶的直径与第二沉孔102相匹配;第二台阶的直径与第一通孔103相匹配； 第三台阶的直径与第二通孔104相匹配;第四台阶的直径与第一沉孔101相匹配，以实现与金属三棱镜固定连接。
[0058]具体的，该安装轴的结构是与上述金属三棱镜相配合的，因此，其为台阶轴，该台阶轴包括四个台阶，该四个台阶的直径依次与金属三棱镜中两个沉孔和两个通孔相匹配， 目的是使安装轴通过这四个台阶轴依次嵌入对应的上述两个沉孔和两个通孔中，以通过安装轴将所述金属三棱镜进行安装。[〇〇59]对应的，第一台阶的直径和第四台阶的直径均大于第二台阶的直径和第三台阶的直径;而第二台阶的直径大于第四台阶的直径;而第一台阶的直径和第四台阶的直径可以相同，也可以不同。
[0060]进一步的，参考图4,上述用于安装金属三棱镜的安装轴中，第二台阶朝向第三台阶的一侧设置有与金属三棱镜中的多个螺纹孔105相匹配的多个紧固部件106;多个紧固部件106用于与多个螺纹孔105相配合，以固定安装轴的位置。
[0061]具体的，上述紧固部件106包括:螺钉和螺母;而第二台阶朝向第三台阶的一侧设置有与金属三棱镜中的多个螺纹孔105相匹配的螺钉。
[0062]对应的，上述螺钉同样是在第二台阶朝向第三台阶的一侧上，环绕第二台阶均匀设置，用于在安装上述金属三棱镜时，插入上述金属三棱镜中的多个螺纹孔105中，并将螺母固定在穿过多个螺纹孔105的螺钉上，以将螺钉固定在对应的螺纹孔105中，以限制安装轴的位置。[〇〇63]本发明实施例中，在安装金属三棱镜时，第一台阶、第二台阶，第三台阶和第四台阶分别嵌入第二沉孔102、第一通孔103、第二通孔104和第一沉孔101中，以实现与金属三棱镜固定连接;且多个螺钉分别穿过多个螺纹孔105中，并通过螺母将螺钉与对应的螺纹孔 105固定设置，以固定安装轴的位置。[〇〇64]本发明实施例中还提供了一种三维激光扫描仪，包括:上述三维激光扫描仪的金属三棱镜和上述用于安装金属三棱镜的安装轴，还包括:动力供给装置；[〇〇65]安装轴嵌入金属三棱镜的轴线位置设置的连接孔中，与金属三棱镜固定连接； [〇〇66]安装轴与动力供给装置固定连接，并在动力供给装置的带动下旋转，以带动金属三棱镜旋转。
[0067]本发明实施例中，通过上述动力供给装置连接安装轴，并带动上述安装轴转动，从而使安装轴带动金属三棱镜旋转。[〇〇68]进一步的，上述三维激光扫描仪中，动力供给装置包括:控制器、电机和轴承；
[0069]电机通过其转轴与安装轴轴承连接;控制器与电机电连接，用于控制电机的启停状态和电机的运行参数；以及，根据用户设置的安装轴的预设旋转角度信息，设置电机的预设工作参数，并根据用户的控制指令，控制电机以预设工作参数工作；
[0070]电机与控制器电连接，用于在控制器的控制下，以预设工作参数带动轴承的内圈转动，并通过安装轴带动金属三棱镜转动。
[0071]具体的，上述电机和安装轴均与轴承的内圈固定连接，这二者通过轴承的内圈固定连接。本发明实施例中，上述轴承可以为一个，也可以为多个，对应的上述电机可以为一个，也可以为多个;本发明实施例中，以一个轴承和一个电机为例进行说明；上述安装轴的一端分别与一个轴承的内圈固定连接，电机也与该轴承的内圈固定连接;而轴承的外圈则可以通过固定部件进行固定。通过上述结构，电机带动轴承内圈的转动，进而通过轴承带动安装轴转动，从而使安装轴带动其固定连接的金属三棱镜的旋转，以实现金属三棱镜对三维激光扫描仪的激光发射器发射的激光进行反射。
[0072]本发明实施例中，上述控制器是控制部件，其作用是控制电机的运转状态(即电机的启停状态)和电机的运行参数;在使用时，用户可以在控制器的显示界面上设置对应的安装轴的预设旋转角度信息，或者，用户在控制器的显示界面上输入安装轴的预设旋转角度信息，然后控制器则根据用户设置好的上述安装轴的预设旋转角度信息，设置其控制的电机的预设工作参数，以便，在接收到用户发送的控制指令时，根据该控制指令控制电机以该预设工作参数运行;对应的，控制器上设置有开关按键，用户通过触发开关按键向控制器发送控制指令，控制器则根据开关按键接收的触发信号，开始控制电机运行工作。其中，控制器中的开关按键可以是实体的按键，也可以是通过触摸屏展示的触碰按键。
[0073]电机与上述控制器电连接，且其通过转轴与安装轴轴承连接;具体的，电机通过其转轴分别与安装轴一端连接的轴承的内圈固定连接，并在控制器控制下，以预设工作参数同步带动该轴承的内圈转动，以通过带动安装轴带动金属三棱镜转动。[〇〇74]进一步的，上述三维激光扫描仪，还包括角度传感器；
[0075]角度传感器与安装轴固定连接，且与控制器电连接，用于检测安装轴的旋转角度信息，将旋转角度信息发送至控制器；
[0076]控制器对接收的旋转角度信息进行检测，在检测到旋转角度信息与预设旋转角度信息不匹配时，根据预设旋转角度信息调整电机的当前工作参数，并控制电机以调整后的工作参数运行。
[0077]具体的，安装轴的通过其一端连接的轴承内圈与电机固定连接，其另一端与角度传感器固定连接。而角度传感器固定在安装轴上，其目的是检测安装轴在旋转过程中的旋转角度数据，然后将该旋转角度数据发送至控制器；
[0078]控制器中预先存储有所述安装轴的预设旋转角度信息，然后根据该预设旋转角度信息对接收的旋转角度信息进行检测，在检测到旋转角度信息与预设旋转角度信息不匹配时，根据预设旋转角度信息调整电机的当前工作参数，并控制所述电机以调整后的工作参数运行。[〇〇79]进一步的，上述三维激光扫描仪还包括:连接件107和固定部件；
[0080]电机的转轴通过连接件107与轴承的内圈固定连接，用于保持在带动轴承高速转动时的稳定性；
[0081]固定部件与轴承的外圈固定连接，用于将轴承的外圈固定设置。
[0082]具体的，考虑到电机的转轴直接与轴承的内圈固定连接，使得这二者的紧固效果不好，对此，本发明实施例中，增加了连接件1 〇 7 (也可以称为连接器)，该连接件10 7与轴承的内圈固定连接，且与电机的转轴固定连接，从而能够实现电机的转轴与轴承的内圈较好的紧固连接。
[0083]具体的，上述固定部件用于固定两个轴承的外圈，以便内圈能够在电机的带动下进行转动。其中，上述固定部件可以是固定支架。[〇〇84]本发明实施例提供的一种三维激光扫描仪，与现有技术中的三维激光扫描仪以光学玻璃基底，在加工和装配工程中容易出现崩边破损等问题相比，其使用金属三棱镜，通过金属三棱镜结合上述安装轴组成三维激光扫描仪，其中，金属三棱镜的机械加工性能好且加工精度高，可根据需要开展特异性的设计;并且，金属三棱镜在元件在与上述安装轴的加工和装配过程中，不易损伤。[〇〇85]另外，本发明实时提供的一种三维激光扫描仪，还包括:激光发射器、反射镜、窗口镜和激光接收器；
[0086]激光发射器向反射镜发射激光，激光透过反射镜射向上述金属三棱镜，通过安装轴高速旋转的金属三棱镜将接收的激光反射到窗口镜，激光透过窗口镜发射到被测目标上，经由被测目标反射，将激光反射到窗口镜，激光同样透过窗口镜达到金属三棱镜上，同样，通过安装轴高速旋转的金属三棱镜将接收的反射激光反射到反射镜上，反射镜将接收的反射激光反射给激光接收器。最终，控制器计算激光发射器发射的激光的时间以及激光接收器接收反射激光的时间的时间差，然后根据该时间差来计算被测目标的距离。
[0087]本发明实施例提供的一种三维激光扫描仪的金属三棱镜、安装轴和三维激光扫描仪，与现有技术中的三维激光扫描仪以光学玻璃基底，在加工和装配工程中容易出现崩边破损等问题相比，其使用金属三棱镜，通过金属三棱镜结合上述安装轴组成三维激光扫描仪，其中，金属三棱镜的机械加工性能好且加工精度高，可根据需要开展特异性的设计;并且，金属三棱镜在元件在与上述安装轴的加工和装配过程中，不易损伤。[〇〇88] 应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释，此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。[〇〇89]最后应说明的是:以上所述实施例，仅为本发明的【具体实施方式】，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
【主权项】
1.一种三维激光扫描仪的金属三棱镜，其特征在于，包括:金属三棱镜本体;所述金属 三棱镜本体的轴线位置设置有连接孔;所述连接孔包括:第一沉孔、第二沉孔、第一通孔和 第二通孔；所述金属三棱镜本体的上底面的轴线位置设置有第一沉孔，其下底面的轴线位置设置 有第二沉孔;所述金属三棱镜本体中，所述第二沉孔朝向所述上底面的一侧设置有第一通 孔;所述第一通孔与所述第一沉孔之间设置有第二通孔;其中，所述第一沉孔和所述第二沉 孔的直径均大于所述第一通孔和所述第二通孔;所述第一通孔的直径大于所述第二通孔的 直径；所述金属三棱镜本体的三个侧面均镀设有反射膜，所述反射膜用于接收激光发射器发 射的激光，并反射所述激光。2.根据权利要求1所述的三维激光扫描仪的金属三棱镜，其特征在于，所述第一通孔与所述第一沉孔之间，且位于所述第二通孔的四周位置设置有多个螺纹 孔;所述螺纹孔用于在通过安装轴安装所述金属三棱镜时，起到限位作用。3.—种用于安装金属三棱镜的安装轴，其特征在于，所述金属三棱镜为权利要求1?2 任一项所述的金属三棱镜，所述安装轴为台阶轴，当所述安装轴水平放置时，沿着水平方 向，所述金属三棱镜依次分为四个台阶;所述四个台阶包括:第一台阶、第二台阶，第三台阶 和第四台阶；所述第一台阶的直径与所述第二沉孔相匹配;所述第二台阶的直径与所述第一通孔相 匹配;所述第三台阶的直径与所述第二通孔相匹配;所述第四台阶的直径与所述第一沉孔 相匹配，以实现与所述金属三棱镜固定连接。4.根据权利要求3所述的用于安装金属三棱镜的安装轴，其特征在于，所述第二台阶朝向所述第三台阶的一侧设置有与所述金属三棱镜中的多个螺纹孔相 匹配的多个紧固部件；多个所述紧固部件用于与多个所述螺纹孔相配合，以固定所述安装 轴的位置。5.根据权利要求4所述的用于安装金属三棱镜的安装轴，其特征在于，所述紧固部件包 括:螺钉和螺母；在安装所述金属三棱镜时，所述第一台阶、所述第二台阶，所述第三台阶和所述第四台 阶分别嵌入所述第二沉孔、所述第一通孔、所述第二通孔和所述第一沉孔中，以实现与所述 金属三棱镜固定连接;且多个所述螺钉分别穿过多个所述螺纹孔中，并通过所述螺母将所 述螺钉与对应的螺纹孔固定设置，以固定所述安装轴的位置。6.—种三维激光扫描仪，其特征在于，包括:上述权利要求1?2任一项所述的三维激光 扫描仪的金属三棱镜和权利要求3?5任一项所述的安装轴，还包括:动力供给装置；所述安装轴嵌入所述金属三棱镜的轴线位置设置的连接孔中，与所述金属三棱镜固定 连接；所述安装轴与所述动力供给装置固定连接，并在所述动力供给装置的带动下旋转，以 带动所述金属三棱镜旋转。7.根据权利要求6所述的三维激光扫描仪，其特征在于，所述动力供给装置包括:控制 器、电机和轴承；所述电机通过其转轴与所述安装轴轴承连接；所述控制器与所述电机电连接，用于控制所述电机的启停状态和所述电机的运行参 数；以及，根据用户设置的所述安装轴的预设旋转角度信息，设置所述电机的预设工作参 数，并根据用户的控制指令，控制所述电机以所述预设工作参数工作；所述电机与所述控制器电连接，用于在所述控制器的控制下，以所述预设工作参数带 动所述轴承的内圈转动，并通过所述安装轴带动所述金属三棱镜转动。8.根据权利要求7所述的三维激光扫描仪，其特征在于，还包括角度传感器；所述角度传感器与所述安装轴固定连接，且与所述控制器电连接，用于检测所述安装 轴的旋转角度信息，将所述旋转角度信息发送至所述控制器；所述控制器对接收的所述旋转角度信息进行检测，在检测到所述旋转角度信息与预设 旋转角度信息不匹配时，根据所述预设旋转角度信息调整所述电机的当前工作参数，并控 制所述电机以调整后的工作参数运行。9.根据权利要求8所述的三维激光扫描仪，其特征在于，还包括:连接件和固定部件； 所述电机的转轴通过所述连接件与所述轴承的内圈固定连接，用于保持在带动轴承高速转动时的稳定性；所述固定部件与所述轴承的外圈固定连接，用于将所述轴承的外圈固定设置。10.根据权利要求9所述的三维激光扫描仪，其特征在于，所述轴承为两个；所述安装轴的两端分别与两个所述轴承的内圈固定连接，其一端通过连接的轴承内圈 与所述电机固定连接，其另一端与所述角度传感器固定连接。
【文档编号】G02B26/12GK105974555SQ201610584190
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年7月22日
【发明人】陈小宇, 张东虎, 符运强, 陆晓明, 翁国康, 毛庆洲, 胡庆武, 肖亮
【申请人】武汉海达数云技术有限公司