转摆动一体化的转镜扫描装置的制造方法
【专利说明】
[技术领域]
[0001]本发明涉及激光扫描转镜技术领域，具体地说是一种转摆动一体化的转镜扫描装置。
[【背景技术】]
[0002]目前，应用于激光三维扫描仪上的扫描方式主要有两种:一种是采用单方向全周转动方式，另一种是高频率摆动方式。其中，全周转动方式的扫描装置主要结构由直流电机、编码器、联轴器、转动轴、转镜轴承、45°扫描头组成，其45°扫描头通过转动轴、联轴器与电机转轴连接，扫描转镜转动部分通过转镜轴承固定在三维激光扫描仪机体上，以实现扫描头全周转动。此结构由于采用联轴器连接，电机启动短时间带动扫描头转动时，联轴器本身会产生旋转角度的塑性变形，使编码器输出角度数据与扫描头实际扫描点角度数据产生误差；同时，此结构由于有转动轴、转镜轴承的存在，一般体积大、重量重、转动惯量大，难以实现指定角度的高频率摆动，不适合指定小角度扫描测量的应用领域。而高频率摆动方式的扫描装置主要结构由振镜和检流计电机组成，可以实现高频率的摆动，但是，此结构采用的检流计电机摆动角度存在物理限制，通常使用的扫描角度不超过±20°，从而无法实现全周扫描，不适合全角度大场景扫描测量的应用领域。
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【发明内容】
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[0003]本发明的目的就是要解决上述的不足而提供一种转摆动一体化的转镜扫描装置，实现了编码器输出数据与扫描头转动角度数据完全同步，能够避免电机启动短时间内编码器输出角度数据与扫描头实际扫描点角度数据存在的误差，且体积小、重量轻、电机需求功率小。
[0004]为实现上述目的设计一种转摆动一体化的转镜扫描装置，包括电机6、编码器、45°扫描头1、配重块一 18和配重块二 13，所述45°扫描头I固定于电机6前端转轴上，所述配重块一 18固定于45°扫描头I上，所述编码器与配重块二 13均固定于电机6后端转轴上，所述电机6带动45°扫描头1、编码器转动，所述编码器输出数据与45°扫描头I转动角度数据同步。
[0005]所述45°扫描头I上加工有减重槽、配重块一安装槽20和电机转轴安装孔21，所述配重块一 18安装于配重块一安装槽20内，所述45°扫描头I通过电机转轴安装孔21固定于电机6前端转轴上，所述45°扫描头I的斜面经研磨、抛光、镀膜处理后形成镜面。
[0006]所述电机6后端转轴上固定有轴套14，所述轴套14上固定有磁环16，所述配重块二13固定连接在轴套14上。
[0007]所述电机6前端壳体上固定有电机连接板5，所述电机6后端壳体上固定有编码器读数头连接板7，所述编码器读数头连接板7上固定有编码器读数头8和读数头支架9。
[0008]所述编码器读数头连接板7上固定有防护盖12，所述轴套14、磁环16、配重块二13及电机6后端转轴均设置于防护盖12内。
[0009]所述45°扫描头I通过内六角螺钉3固定在电机6前端转轴上，所述配重块一18通过内六角沉头螺钉17固定在45°扫描头I上，所述电机6后端转轴上通过紧定螺钉15固定有轴套14，所述轴套14上通过磁环螺母10固定有磁环16，所述配重块二 13通过内六角螺钉11固定在轴套14上。
[0010]所述电机6前端壳体上通过内六角沉头螺钉4固定有电机连接板5，所述电机6后端壳体上通过内六角沉头螺钉固定有编码器读数头连接板7，所述编码器读数头8、读数头支架9、防护盖12均通过螺钉固定在编码器读数头连接板7上。
[0011 ] 所述编码器为磁栅编码器或光栅编码器。
[0012]所述减重槽为三角形减重槽19，所述三角形减重槽19设置有多个，所述三角形减重槽19均匀分布于45°扫描头I上。
[0013]本发明同现有技术相比，结构新颖、简单，设计合理，通过将45°扫描头固定于电机前端转轴上，将配重块一固定于45°扫描头上，并将编码器与配重块二均固定于电机后端转轴上，使得电机带动45°扫描头、编码器转动，编码器输出数据与45°扫描头转动角度数据同步，从而可避免电机启动短时间内编码器输出角度数据与扫描头实际扫描点角度数据存在的误差，同时大大降低了激光扫描转镜整体质量，减小了转动部分转动惯量，能够实现使用一小功率电机，即可带动45°扫描头全周转动与指定角度和频率摆动的功能，再通过动平衡计算，经动平衡配重处理，对45°扫描头进行有限元分析，保证45°扫描头转动变形小的同时尽量减小自身重量，大大减小了转动时45°扫描头的振动偏移，最终实现了用户可在线配置，能够在线配置扫描模式和扫描角度、频率范围，大大提升了扫描的灵活性和工作效率，同时满足了全角度和指定小角度扫描的应用。综上:本发明所述的转摆动一体化的转镜扫描装置体积小、重量轻、电机需求功率小，编码器输出数据与扫描头转动角度数据完全同步，工作振动小、整体转动部件实现动平衡，可使扫描转镜从电机启动到停止全过程中编码器输出角度数据与扫描头实际扫描点角度数据一致，能直接应用于地基三维激光扫描仪、无人机载三维激光扫描仪等相关需激光扫描结构的设备上，提升了扫描仪的扫描灵活性，值得推广应用。
[【附图说明】]
[0014]图1是本发明的结构示意图；
[0015]图2是本发明中45°扫描头的结构示意图；
[0016]图3是图2的左视图；
[0017]图4是图2的仰视图；
[0018]图5是图2中G向结构示意图；
[0019]图中:1、45°扫描头2、弹垫3、内六角螺钉4、内六角沉头螺钉5、电机连接板6、电机7、编码器读数头连接板8、编码器读数头9、读数头支架10、磁环螺母11、内六角螺钉12、防护盖13、配重块二 14、轴套15、紧定螺钉16、磁环17、内六角沉头螺钉18、配重块一 19、三角形减重槽20、配重块一安装槽21、电机转轴安装孔。
[【具体实施方式】]
[°02°]本发明包括:电机6、编码器、45°扫描头1、配重块一18和配重块二 13，45°扫描头I固定于电机6前端转轴上，配重块一 18固定于45°扫描头I上，编码器与配重块二 13均固定于电机6后端转轴上，编码器为磁栅编码器或光栅编码器，电机6带动45°扫描头1、编码器转动，编码器输出数据与45°扫描头I转动角度数据同步、无误差。该45°扫描头I上加工有减重槽、配重块一安装槽20和电机转轴安装孔21，配重块一 18安装于配重块一安装槽20内，45°扫描头I通过电机转轴安装孔21固定于电机6前端转轴上，45°扫描头I的斜面经研磨、抛光、镀膜处理后形成镜面效果，并经有限元分析在保证变形小的同时尽量减小自身重量;该减重槽为三角形减重槽19，三角形减重槽19设置有多个，多个三角形减重槽19均匀分布于45°扫描头I上。
[0021 ]其中，电机6后端转轴上固定有轴套14，轴套14上固定有磁环16，配重块二13固定连接在轴套14上；电机6前端壳体上固定有电机连接板5，电机6后端壳体上固定有编码器读数头连接板7，编码器读数头连接板7上固定有编码器读数头8和读数头支架9;编码器读数