一种三维激光扫描头制造技术

本实用新型专利技术公开了一种三维激光扫描头，包括光路组件和驱动组件，所述驱动组件包括行星齿轮传动组，所述光路组件包括半透半反镜、全反镜组和场镜，所述驱动组件可以设置在所述场镜的一端，使得所述驱动组件设于半透半反镜和场镜之间，也可以设置在场镜的另一端，使得所述场镜设于半透半反镜和驱动组件之间，此外还针对全反镜组设计了几种满足不同扫描需求的方案。本实用新型专利技术设计了行星齿轮传动组，实现了旋转方向的独立运动，简化了对传动系统的控制，操作方便，提高了运动精度，还设计了另一种结构布局，使得全反镜组可以采用一个增大了镜面面积的全反镜以扩大扫描范围，另外还加入了变焦系统和激光测距系统，使得三维激光扫描头具有了相应功能。

A three-dimensional laser scanning head

The utility model discloses a three-dimensional laser scanning head, including an optical path component and a driving component. The driving component includes a planetary gear drive group, which includes a half reverse mirror, a full reverse mirror group and a field mirror. The driving component can be set at one end of the field mirror so that the driving component is half through. Between the half mirror and the field mirror, the other end of the mirror can be set up, making the field mirror located between the half mirror and the driving component. In addition, several schemes to meet the different scanning requirements are also designed for the full counter mirror group. The utility model has designed the planetary gear drive group, which realizes the independent motion of the rotation direction, simplifies the control of the transmission system, facilitates the operation, improves the motion precision, and designs another structure layout, so that the full counter mirror group can use a full counter mirror that increases the area of the mirror to enlarge the scanning range. The zoom system and laser ranging system have been added to make the 3D laser scanning head function correspondingly.

【技术实现步骤摘要】
一种三维激光扫描头
本技术涉及激光扫描设备
，特别是涉及一种三维激光扫描头。
技术介绍
现有扫描头为双振镜方式，即一振镜绕水平轴旋转和空间不相交的另一振镜绕竖直轴旋转，两振镜叠加实现一定区域范围内的扫描，其扫描区域的大小由镜片的大小决定，变焦由场镜实现，要实现大范围的扫描，就要加大振镜的大小即振镜质量增大、所需空间增大，这会给驱动振镜的电机带来很大的负担，导致振镜运动的精度和速度无法提高，从而导致扫描精度和速度无法提高，而且难以扩大的扫描范围。目前，灯光扫描头在舞台灯、激光打标、激光打印、激光雷达、3D激光显示等光学运用控制场合中广泛运用，而这些场景往往对扫描范围有极大的要求，现有扫描头难以实现大范围扫描。本专利技术人对三维激光扫描头进行深入研究，研制出一种激光扫描头，以提高扫描精度、扫描范围、扫描速度并且方便控制和操作。本专利技术人曾提出一种360度全角广域扫描头的专利技术方案，申请公布号为CN106022195A，该CN106022195A的专利公开文本提出的一种360度全角广域扫描头的专利技术方案，实现了全角度大范围高精度扫描，但是运动方式不便于控制，其原因是：在方案中描述的全反镜安装罩内设置的竖直旋转伞齿轮和水平旋转伞齿轮啮合，在实现扫描头的水平旋转扫描时，水平旋转支架转动，同时由于水平旋转伞齿轮和竖直旋转伞齿轮啮合的原因，水平旋转支架的转动会使得水平旋转伞齿轮和竖直旋转伞齿轮转动，造成扫描头在竖直平面旋转，要克服这一问题，必须保持水平旋转电机和竖直旋转电机以相同转速旋转，使得水平旋转支架在转动坐标系上和竖直旋转伞齿轮保持相对静止，才能实现扫描头单独在水平方向上的旋转运动，如果此时竖直旋转方向上需要有小幅度运动，那么竖直旋转电机的转速必须快于水平旋转电机的相应小幅数值，控制十分起来繁琐，并导致成本高昂，消耗增加，操作不便且容易出现操作失误。因此，本专利技术人经过在后的锐意研究，现在所提出的一种三维激光扫描头的技术方案，乃是本专利技术人对之前提出申请专利技术的方案作出的突破性技术改进。
技术实现思路
因此，针对上述技术缺点，本技术通过巧妙构思对原来技术作出了重大改进，本技术提出一种三维激光扫描头，设计了行星齿轮传动组对结构进行了改进，真正实现了竖直旋转方向和水平旋转方向的独立运动，简化了对传动系统的控制，操作方便，提高了运动精度，克服了有
技术介绍
的方案中因操作控制不便而造成失误的问题；另外，本技术还设置了变焦系统，增加了扫描头可以实现的功能，还设置了激光测距传感器以提高整个系统的精度，还设计了不使用空心轴结构的另一种结构布局，既使得全反镜组可以采用一个增大了镜面面积的全反镜以扩大扫描范围，又避免了传动系统因为开设通光孔而使强度下降的问题。本技术采用如下技术方案实现：一种三维激光扫描头，包括光路组件和驱动组件，所述驱动组件包括竖直旋转电机、水平旋转电机、行星齿轮传动组、水平旋转支架安装板、竖直旋转驱动齿轮、水平旋转驱动齿轮、竖直旋转轴、水平旋转支架、竖直旋转锥齿轮和水平旋转锥齿轮，所述行星齿轮传动组包括竖直旋转行星齿轮圈、竖直旋转太阳轮、竖直旋转行星齿轮、竖直旋转行星齿轮挡板、共用齿轮行星架、水平旋转行星齿轮齿圈、水平旋转行星齿轮、水平旋转太阳轮和水平旋转行星齿轮挡板，所述竖直旋转电机的转轴与所述竖直旋转驱动齿轮连接，所述水平旋转电机的转轴与所述水平旋转驱动齿轮连接，所述竖直旋转驱动齿轮与所述竖直旋转行星齿轮圈的外齿圈啮合，所述水平旋转驱动齿轮与所述共用齿轮行星架啮合，所述竖直旋转行星齿轮与所述竖直旋转行星太阳轮啮合，所述竖直旋转行星齿轮与所述竖直旋转行星齿轮圈的内齿圈啮合，所述共用齿轮行星架上下端面设有用来套接所述竖直旋转行星齿轮和水平旋转行星齿轮的连接杆，所述竖直旋转行星齿轮通过套接所述共用齿轮行星架一端的连接杆设置于所述共用齿轮行星架的一端，所述竖直旋转行星齿轮挡板连接所述共用齿轮行星架，使得所述竖直旋转行星齿轮的位置设在所述共用齿轮行星架和所述竖直旋转行星齿轮挡板之间，所述水平旋转行星齿轮通过套接所述共用行星齿轮架另一端的连接杆设置于所述共用齿轮行星架另一端，所述水平旋转行星齿轮和所述水平旋转太阳轮啮合，所述水平旋转行星齿轮还和所述水平旋转行星齿轮圈啮合，所述水平旋转行星齿轮挡板连接所述共用齿轮行星架，使得所述水平旋转行星齿轮的位置设在所述共用齿轮行星架和所述水平旋转行星齿轮挡板之间，所述水平旋转行星齿轮圈连接所述水平旋转支架安装板，所述水平旋转支架一端为带有轴孔的旋转杆，所述水平支架的另一端为全反镜组安装罩，所述水平旋转支架安装板设有用来通过水平旋转支架旋转杆的空间，所述水平旋转支架穿设于所述水平旋转支架安装板，所述水平旋转太阳轮连接所述水平旋转支架的旋转杆并带动所述水平旋转支架旋转，所述竖直旋转轴的一端穿过所述水平旋转支架的轴孔与所述竖直旋转太阳轮连接，所述竖直旋转太阳轮带动所述竖直旋转轴旋转，所述竖直旋转轴的另一端伸入所述全反镜组安装罩内，所述竖直旋转轴的另一端连接所述竖直旋转主动锥齿轮并带动所述竖直旋转主动锥齿轮旋转，所述竖直旋转从动锥齿轮通过一安装在全反镜安装罩侧壁的全反镜驱动转轴枢设在全反镜安装罩内，所述竖直旋转从动锥齿轮与所述竖直旋转主动锥齿轮啮合；作为本技术的优选，所述光路组件包括竖直光源、水平光源、半透半反镜、全反镜组和场镜，所述半透半反镜倾斜设置，所述竖直光源设置在所述半透半反镜上方，所述水平光源设置在所述半透半反镜侧面，所述半透半反镜与所述竖直光源和所述水平光源相对，所述全反镜组设置于所述全反镜组安装罩内，所述全反镜组至少包括第一全反镜，所述第一全反镜固定在所述全反镜驱动转轴上，所述全反镜组设置在与所述半透半反镜相对应的下方，所述全反镜组设置于所述全反镜安装罩内，所述全反镜组安装罩伸入场镜中。作为本技术的优选，所述行星齿轮传动组、所述水平旋转支架安装板、竖直旋转驱动齿轮、水平旋转驱动齿轮、所述水平旋转支架、所述竖直旋转轴和所述竖直旋转主动锥齿轮设置在所述场镜的一端，使得所述星齿轮传动组、水平旋转支架安装板、竖直旋转驱动齿轮、水平旋转驱动齿轮、水平旋转支架、竖直旋转轴和竖直旋转主动锥齿轮位于所述半透半反镜与所述场镜之间，所述行星齿轮传动组、所述竖直旋转轴和所述竖直旋转主动锥齿轮均开设通光孔，使得从半透半反镜射出的光线依次沿着所述行星齿轮传动组、所述竖直旋转轴和所述竖直旋转主动锥齿轮的通光孔到达所述全反镜组。另外，作为本技术的另一种优选，所述行星齿轮传动组、所述水平旋转支架安装板、所述竖直旋转驱动齿轮、所述水平旋转驱动齿轮、所述水平旋转支架、所述竖直旋转轴和所述竖直旋转主动锥齿轮设置在所述场镜的另一端，使得所述场镜位于所述半透半反镜与所述行星齿轮传动组、水平旋转支架安装板、竖直旋转驱动齿轮、水平旋转驱动齿轮、水平旋转支架、竖直旋转轴、竖直旋转主动锥齿轮之间。作为本技术的优选，所述全反镜组还包括第二全反镜、第三全反镜和第四全反镜，所述第二全反镜、所述第三全反镜和所述第四全反镜固定在所述全反镜组安装罩侧壁并且倾斜设置，且第一全反镜和第二全反镜相对，第二全反镜和第三全反镜相对，第三全反镜和第四全反镜相对，所述第四全反镜设于所述半透半反镜下方且与所述半本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三维激光扫描头，其特征在于：包括光路组件和驱动组件，所述驱动组件包括竖直旋转电机、水平旋转电机、行星齿轮传动组、水平旋转支架安装板、竖直旋转驱动齿轮、水平旋转驱动齿轮、竖直旋转轴、水平旋转支架、竖直旋转锥齿轮和水平旋转锥齿轮，所述行星齿轮传动组包括竖直旋转行星齿轮圈、竖直旋转太阳轮、竖直旋转行星齿轮、竖直旋转行星齿轮挡板、共用齿轮行星架、水平旋转行星齿轮齿圈、水平旋转行星齿轮、水平旋转太阳轮和水平旋转行星齿轮挡板，所述竖直旋转电机的转轴与所述竖直旋转驱动齿轮连接，所述水平旋转电机的转轴与所述水平旋转驱动齿轮连接，所述竖直旋转驱动齿轮与所述竖直旋转行星齿轮圈的外齿圈啮合，所述水平旋转驱动齿轮与所述共用齿轮行星架啮合，所述竖直旋转行星齿轮与所述竖直旋转行星太阳轮啮合，所述竖直旋转行星齿轮与所述竖直旋转行星齿轮圈的内齿圈啮合，所述共用齿轮行星架上下端面设有用来套接所述竖直旋转行星齿轮和水平旋转行星齿轮的连接杆，所述竖直旋转行星齿轮通过套接所述共用齿轮行星架一端的连接杆设置于所述共用齿轮行星架的一端，所述竖直旋转行星齿轮挡板连接所述共用齿轮行星架，使得所述竖直旋转行星齿轮的位置设在所述共用齿轮行星架和所述竖直旋转行星齿轮挡板之间，所述水平旋转行星齿轮通过套接所述共用行星齿轮架另一端的连接杆设置于所述共用齿轮行星架另一端，所述水平旋转行星齿轮和所述水平旋转太阳轮啮合，所述水平旋转行星齿轮还和所述水平旋转行星齿轮圈啮合，所述水平旋转行星齿轮挡板连接所述共用齿轮行星架，使得所述水平旋转行星齿轮的位置设在所述共用齿轮行星架和所述水平旋转行星齿轮挡板之间，所述水平旋转行星齿轮圈连接所述水平旋转支架安装板，所述水平旋转支架一端为带有轴孔的旋转杆，所述水平支架的另一端为全反镜组安装罩，所述水平旋转支架安装板设有用来通过水平旋转支架旋转杆的空间，所述水平旋转支架穿设于所述水平旋转支架安装板，所述水平旋转太阳轮连接所述水平旋转支架的旋转杆并带动所述水平旋转支架旋转，所述竖直旋转轴的一端穿过所述水平旋转支架的轴孔与所述竖直旋转太阳轮连接，所述竖直旋转太阳轮带动所述竖直旋转轴旋转，所述竖直旋转轴的另一端伸入所述全反镜组安装罩内，所述竖直旋转轴的另一端连接所述竖直旋转主动锥齿轮并带动所述竖直旋转主动锥齿轮旋转，所述竖直旋转从动锥齿轮通过一安装在全反镜安装罩侧壁的全反镜驱动转轴枢设在全反镜安装罩内，所述竖直旋转从动锥齿轮与所述竖直旋转主动锥齿轮啮合。...

【技术特征摘要】
1.一种三维激光扫描头，其特征在于：包括光路组件和驱动组件，所述驱动组件包括竖直旋转电机、水平旋转电机、行星齿轮传动组、水平旋转支架安装板、竖直旋转驱动齿轮、水平旋转驱动齿轮、竖直旋转轴、水平旋转支架、竖直旋转锥齿轮和水平旋转锥齿轮，所述行星齿轮传动组包括竖直旋转行星齿轮圈、竖直旋转太阳轮、竖直旋转行星齿轮、竖直旋转行星齿轮挡板、共用齿轮行星架、水平旋转行星齿轮齿圈、水平旋转行星齿轮、水平旋转太阳轮和水平旋转行星齿轮挡板，所述竖直旋转电机的转轴与所述竖直旋转驱动齿轮连接，所述水平旋转电机的转轴与所述水平旋转驱动齿轮连接，所述竖直旋转驱动齿轮与所述竖直旋转行星齿轮圈的外齿圈啮合，所述水平旋转驱动齿轮与所述共用齿轮行星架啮合，所述竖直旋转行星齿轮与所述竖直旋转行星太阳轮啮合，所述竖直旋转行星齿轮与所述竖直旋转行星齿轮圈的内齿圈啮合，所述共用齿轮行星架上下端面设有用来套接所述竖直旋转行星齿轮和水平旋转行星齿轮的连接杆，所述竖直旋转行星齿轮通过套接所述共用齿轮行星架一端的连接杆设置于所述共用齿轮行星架的一端，所述竖直旋转行星齿轮挡板连接所述共用齿轮行星架，使得所述竖直旋转行星齿轮的位置设在所述共用齿轮行星架和所述竖直旋转行星齿轮挡板之间，所述水平旋转行星齿轮通过套接所述共用行星齿轮架另一端的连接杆设置于所述共用齿轮行星架另一端，所述水平旋转行星齿轮和所述水平旋转太阳轮啮合，所述水平旋转行星齿轮还和所述水平旋转行星齿轮圈啮合，所述水平旋转行星齿轮挡板连接所述共用齿轮行星架，使得所述水平旋转行星齿轮的位置设在所述共用齿轮行星架和所述水平旋转行星齿轮挡板之间，所述水平旋转行星齿轮圈连接所述水平旋转支架安装板，所述水平旋转支架一端为带有轴孔的旋转杆，所述水平支架的另一端为全反镜组安装罩，所述水平旋转支架安装板设有用来通过水平旋转支架旋转杆的空间，所述水平旋转支架穿设于所述水平旋转支架安装板，所述水平旋转太阳轮连接所述水平旋转支架的旋转杆并带动所述水平旋转支架旋转，所述竖直旋转轴的一端穿过所述水平旋转支架的轴孔与所述竖直旋转太阳轮连接，所述竖直旋转太阳轮带动所述竖直旋转轴旋转，所述竖直旋转轴的另一端伸入所述全反镜组安装罩内，所述竖直旋转轴的另一端连接所述竖直旋转主动锥齿轮并带动所述竖直旋转主动锥齿轮旋转，所述竖直旋转从动锥齿轮通过一安装在全反镜安装罩侧壁的全反镜驱动转轴枢设在全反镜安装罩内，所述竖直旋转从动锥齿轮与所述竖直旋转主动锥齿轮啮合。2.根据权利要求1所述的三维激光扫描头，其特征在于：所述光路组件包括竖直光源、水平光源、半透半反镜、全反镜组和场镜，所述半透半反镜倾斜设置，所述竖直光源设置在所述半透半反镜上方，所述水平光源设置在所述半透半反镜侧面，所述半透半反镜与所述竖直光源和所述水平光源相对，所述全反镜组设置于所述全反镜组安装罩内，所述全反镜组至少包括第一全反镜，所述第一全反镜固定在所述全反镜驱动转轴上，所述全反镜组设置在与所述半透半反镜相对应的下方，所述全反镜组设置于所述全反镜安装罩内，所述全反镜组安装罩伸入场镜中。3.根据权利要求2所述的三维激光扫描头，其特征在于：所述行星齿轮传动组、所述竖直旋转驱动齿轮、所述水平旋转驱动齿轮、所述水平旋转支架安装板、所述水平旋转支架、所述竖直旋转轴和所述竖直旋转主动锥齿轮设置在所述场镜的一端，使得所述行星齿轮传动组、竖直旋转驱动齿轮、水平旋转驱动齿轮、水平旋转支架安装板、水平旋转支架、竖直旋转轴和竖直旋转主动锥齿轮位于所述半透半反镜与所述场镜之间，所述行星齿轮传动组、所述竖直旋转轴和所述竖直旋转主动锥齿轮均开设通光孔，使得从半透半反镜射出的光线依次沿着所述行星齿轮传动组、所述竖直旋转轴和所述竖直旋转伞齿轮的通光孔到达所述全反镜组。4.根据权利要求3所述的三维激光扫描头，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾林旺，
申请(专利权)人：曾林旺，
类型：新型
国别省市：福建,35