活立木三维激光扫描升降平台及活立木三维激光扫描装置制造方法及图纸

活立木三维激光扫描升降平台，本实用新型专利技术为解决活立木的扫描测量数据精度不高，获取得到的光学图像模糊不清等问题，提出一种活立木三维激光扫描升降平台，其具有基座部、升降机构和扫描平台，所述基座部上安装升降机构，升降机构上安装扫描平台，通过控制升降机构能够使扫描平台相对于基座部进行水平升降运动；基座部具有开口且平面呈U字形平面，基座部包括基座本体及相对设置的基座左臂和基座右臂。本实用新型专利技术的有益效果是：能够获得完整的活立木树干表面形貌扫描点云数据，使完整的活立木树干表面三维图像能够在计算机中被准确还原，减少后期图像拼接处理的工作量，同时提高信号采集的速度和稳定。本实用新型专利技术还公开了一种活立木三维激光扫描装置。

The 3D laser scanning and 3D laser scanning unit lifting platform device

The 3D laser scanning lifting platform, the utility model has the advantages of scanning measurement data to solve the growing accuracy is not high, the obtained optical image blurring, put forward a kind of 3D laser scanning stumpage lifting platform, has a base portion, a lifting mechanism and a lifting mechanism of scanning platform, installation of the base part, scanning platform installation the lifting mechanism, by controlling the lifting mechanism can make the scanning platform relative to the base of the elevating movement; the base is provided with an opening and the plane shape of U plane, the base comprises a base body and a base arranged opposite the left arm and the right arm. The utility model has the advantages that: able to obtain live standing tree trunk surface scanning point cloud data integrity, the integrity of live standing tree trunk surface 3D image can be accurately restored in the computer, reduce post image processing workload, and improve the signal collecting speed and stability. The utility model discloses a living 3D laser scanning device.

【技术实现步骤摘要】
活立木三维激光扫描升降平台及活立木三维激光扫描装置
本技术涉及三维扫描
，具体涉及一种活立木三维激光扫描升降平台，此外还涉及一种活立木三维激光扫描装置。
技术介绍
林木资源是一类与人类生产生活息息相关的重要资源，如何合理培育森林资源尤其是培育人工林资源，以及如何合理有效的利用林木资源，是一个值得研究的重要课题。活立木泛指在林地、疏林地或散生的活着的树木。通过对活立木进行科学的评价有利于判定森林质量，对林木资源的保护和利用有重要的价值。众所周知，树木需要经过较长年限的生长，才能达到适于人类利用的直径；加之树木在生长中受气候条件、天气变化、人为干扰以及动物和微生物对其的影响，导致其尖削度、弯曲度、开裂、节子、腐朽、空洞等情况各不相同；在不影响林木继续生长和不损坏被测林木的前提下，科学的对活立木进行检测、探伤、评估以及合理抚育，是提高林木产量和质量的重要途径。根据每一不同活立木外轮廓的形状、尺寸和各种缺陷的具体情况，进行森林抚育及木材加工，既可保证森林资源得到有序发展，又利于提高锯材、胶合板等木制品的等级，实现对木材资源的合理利用。人们为获得活立木外轮廓及内部缺陷的基本参数，曾普遍采用了肉眼观察、机械测量等测量方法，由于这一方法过分依赖操作者的经验并且测量误差较大，而尖削度、弯曲度及内部缺陷等信息不易获得，因此测量效果并不让人满意；随着测量技术的进步，人们开始利用声学、光学、热学以及电磁学的方法进行物体外轮廓的非接触式测量研究，但由于活立木的高度各异、生长状况及生长环境差异性大、表面形貌易受环境影响而发生变化，且野外测量难度大，再加上木材的非均质性、多孔隙和各向异性等原因，导致这些测量方法并不完全适用于活立木的测量；如何实现对活立木外轮廓的形状、尺寸和各种缺陷进行分析和甄选成为森工领域的难题；传统的激光扫描设备无法直接完成活立木树干完整表面形貌的三维激光扫描，需要在多个方向上进行多次扫描，再对不同方向上的扫描图像进行拼接，如何设计一种能够实现多台三维激光扫描仪环绕活立木同步扫描的同步升降机械装置，实现对完整活立木表面形貌的直接扫描，避免复杂的后期拼接处理工作，也是当前需要解决的重要问题。采用激光以非接触的方式测量距离具有结构简单、测试速度快、实时处理能力强的优点，但由于活立木树干较高而激光检测过程容易受到传动装置本身刚性差精度低的限制，导致扫描仪器整体精度低、准确性差；再加之活立木生长环境差异性较大，往往因为野外环境的因素使扫描设备在扫描过程中不平稳，使捕获的图形误差较大且模糊不清，因此现有技术中激光测距的方式并不能直接应用于活立木外轮廓测量。
技术实现思路
本技术为解决现有技术中存在的对活立木进行激光测量数据精度不高、无法对活立木进行激光三维扫描，以及现有技术中获取得到的光学图像模糊不清的一系列问题，进而提出一种活立木三维激光扫描升降平台及一种活立木三维激光扫描装置，该活立木三维激光扫描升降平台具有基座部、升降机构和扫描平台，所述基座部上安装所述升降机构，所述升降机构上安装所述扫描平台，通过控制所述升降机构能够使所述扫描平台相对于所述基座部进行水平升降运动；所述基座部具有开口且平面呈U字形平面，所述基座部包括基座本体、基座左臂和基座右臂，所述基座本体分别与基座左臂和基座右臂连接，所述基座左臂和所述基座右臂相对设置且互不连接，所述开口位于所述基座左臂和所述基座右臂之间；所述扫描平台至少具有一个扫描入口，所述扫描入口的方向与所述开口的方向相同。进一步，所述升降机构具有动力设备、执行设备和平台支杆，所述动力设备与执行设备连接，所述平台支杆分别与基座部及所述扫描平台连接，所述平台支杆使所述扫描平台保持水平，在所述执行设备的作用下所述扫描平台在所述平台支杆上作水平上升运动或水平下降运动。进一步，所述动力设备为空气压缩机或液压机，所述执行设备为伸缩杆，所述平台支杆为剪叉式升降杆组件，所述剪叉式升降杆组件具有底端固杆、顶端固杆及枢轴，所述底端固杆和所述顶端固杆通过所述枢轴相互连接，所述底端固杆与所述基座部转轴连接而与所述扫描平台滑动连接，所述顶端固杆与所述扫描平台转轴连接而与所述基座部滑动连接；所述剪叉式升降杆组件为两组，其中一组连接基座左臂和扫描平台，另一组连接基座右臂和扫描平台，所述伸缩杆至少与任一组剪叉式升降杆组件相连并能够推动顶端固杆与基座部滑动连接的一端水平运动，进而实现剪叉式升降杆组件对扫描平台的抬升或降低。进一步，所述动力设备为电机，所述执行设备为升降机，所述平台支杆为丝杆或者丝杆和光滑杆的组合，所述丝杆的一端与螺母螺纹连接，所述螺母与扫描平台固定连接，所述丝杆另一端与所述升降机连接，所述电机和所述升降机之间通过连接杆和联轴器连接；当所述升降机为多个时所述电机与所述升降机之间具有转向器，所述升降机之间还具有连接杆和联轴器；所述丝杆为三支以上，且丝杆与升降机连接的连接点不全位于同一直线上。进一步，所述升降机具有蜗轮减速机构，所述蜗轮减速机构包括蜗轮和蜗杆，所述蜗杆与联轴器相连，所述蜗轮的中心与所述丝杆固定连接，所述蜗轮和蜗杆相互啮合，当所述蜗杆转动时所述蜗轮与丝杆同时转动，且当所述丝杆转动时与扫描平台固定连接的所述螺母在升降杆上上升或下降；所述电机通过联轴器、连接杆和转向器可带动多个所述升降机同步转动，当多个所述升降机同步转动时，则所述丝杆带动多个所述螺母同时运动，并同时带动扫描平台水平上升或水平下降。进一步，所述升降机构还具有中控设备，所述中控设备具有人机界面控制单元、数据传输单元和中央处理单元，所述中央处理单元包括控制系统，所述控制系统具有上位机软件和下位机软件；所述上位机软件用于实现非实时性的运动轴管理、通信故障显示、限位状态显示及运动状态显示；所述下位机软件用于实现实时性的位置控制、限位检测及电机故障检测；当所述中控设备通过人机界面控制单元获得启动信息后，数据传输单元将启动信息传输给中央处理单元，所述中央处理单元对启动信息进行处理后通过控制系统驱动所述动力设备运动，进而通过动力设备使执行设备和平台支杆运动，实现扫描平台的水平上升或水平下降。进一步，所述升降机构还具有中控设备，所述中控设备具有人机界面控制单元、数据传输单元和中央处理单元，所述中央处理单元包括控制系统，所述控制系统具有上位机软件和下位机软件；所述上位机软件用于实现非实时性的运动轴管理、通信故障显示、限位状态显示及运动状态显示；所述下位机软件用于实现实时性的位置控制、限位检测及电机故障检测；所述升降机构上还安装有编码器，所述编码器与电机相连，所述电机工作时连接杆转动带动所述编码器上的码盘转动而获得工作信号，所述编码器通过数据传输单元将工作信号传递给中央处理单元，所述中央处理单元对工作信号进行处理后通过控制系统驱动所述动力设备运动，进而通过动力设备使执行设备和平台支杆运动，实现扫描平台的水平上升或水平下降。进一步，所述基座部与升降机构为可拆卸式连接，所述基座部上具有卡槽，所述升降机构的底部具有与所述卡槽配合的企口，所述卡槽和企口活动式连接；所述基座部底部设置有滑轮系统，所述滑轮系统可以使所述基座部及固定于基座部上的其它部件共同水平移动。一种三维扫描装置，具有所述活立木三维激光扫描升降平台；所述活立木三维激光扫描升降平本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种活立木三维激光扫描升降平台，其特征在于：具有基座部(1)、升降机构(2)和扫描平台(3)，所述基座部(1)上安装所述升降机构(2)，所述升降机构(2)上安装所述扫描平台(3)，通过控制所述升降机构(2)能够使所述扫描平台(3)相对于所述基座部(1)进行水平升降运动；所述基座部(1)具有开口(14)且平面呈U字形平面，所述基座部(1)包括基座本体(11)、基座左臂(12)和基座右臂(13)，所述基座本体(11)分别与基座左臂(12)和基座右臂(13)连接，所述基座左臂(12)和所述基座右臂(13)相对设置且互不连接，所述开口(14)位于所述基座左臂(12)和所述基座右臂(13)之间；所述扫描平台(3)至少具有一个扫描入口(31)，所述扫描入口(31)的方向与所述开口(14)的方向相同。

【技术特征摘要】
1.一种活立木三维激光扫描升降平台，其特征在于：具有基座部(1)、升降机构(2)和扫描平台(3)，所述基座部(1)上安装所述升降机构(2)，所述升降机构(2)上安装所述扫描平台(3)，通过控制所述升降机构(2)能够使所述扫描平台(3)相对于所述基座部(1)进行水平升降运动；所述基座部(1)具有开口(14)且平面呈U字形平面，所述基座部(1)包括基座本体(11)、基座左臂(12)和基座右臂(13)，所述基座本体(11)分别与基座左臂(12)和基座右臂(13)连接，所述基座左臂(12)和所述基座右臂(13)相对设置且互不连接，所述开口(14)位于所述基座左臂(12)和所述基座右臂(13)之间；所述扫描平台(3)至少具有一个扫描入口(31)，所述扫描入口(31)的方向与所述开口(14)的方向相同。2.根据权利要求1所述一种活立木三维激光扫描升降平台，其特征在于：所述升降机构(2)具有动力设备(21)、执行设备(22)和平台支杆(23)，所述动力设备(21)与执行设备(22)连接，所述平台支杆(23)分别与基座部(1)及所述扫描平台(3)连接，所述平台支杆(23)使所述扫描平台(3)保持水平，在所述执行设备(22)的作用下所述扫描平台(3)在所述平台支杆(23)上作水平上升运动或水平下降运动。3.根据权利要求2所述一种活立木三维激光扫描升降平台，其特征在于：所述动力设备(21)为空气压缩机或液压机，所述执行设备(22)为伸缩杆，所述平台支杆(23)为剪叉式升降杆组件，所述剪叉式升降杆组件具有底端固杆、顶端固杆及枢轴，所述底端固杆和所述顶端固杆通过所述枢轴相互连接，所述底端固杆与所述基座部(1)转轴连接而与所述扫描平台(3)滑动连接，所述顶端固杆与所述扫描平台(3)转轴连接而与所述基座部(1)滑动连接；所述剪叉式升降杆组件为两组，其中一组连接基座左臂(12)和扫描平台(3)，另一组连接基座右臂(13)和扫描平台(3)，所述伸缩杆至少与任一组剪叉式升降杆组件相连并能够推动顶端固杆与基座部滑动连接的一端水平运动，进而实现剪叉式升降杆组件对扫描平台(3)的抬升或降低。4.根据权利要求2所述一种活立木三维激光扫描升降平台，其特征在于：所述动力设备(21)为电机，所述执行设备(22)为升降机，所述平台支杆(23)为丝杆或者丝杆和光滑杆的组合，所述丝杆的一端与螺母螺纹连接，所述螺母与扫描平台(3)固定连接，所述丝杆另一端与所述升降机连接，所述电机和所述升降机之间通过连接杆和联轴器连接；当所述升降机为多个时所述电机与所述升降机之间具有转向器，所述升降机之间还具有连接杆和联轴器；所述丝杆为三支以上，且丝杆与升降机连接的连接点不全位于同一直线上。5.根据权利要求4所述一种活立木三维激光扫描升降平台，其特征在于：所述升降机具有蜗轮减速机构，所述蜗轮减速机构包括蜗轮和蜗杆，所述蜗杆与联轴器相连，所述蜗轮的中心与所述丝杆固定连接，所述蜗轮和蜗杆相互啮合，当所述蜗杆转动时所述蜗轮与丝杆同时转动，且当所述丝杆转动时与扫描平台固定连接的所述螺母在升降杆上上升或下降；所述电机通过联轴器、连接杆和转向器可带动多个所述升降机同步转动，当多个所述升降机同步转动时，则所述丝杆带动多个所述螺母同时运动，并同时带动扫描平台水平上升或水平下降。6.根据权利要求2、3、4或5所述一种活立木三维激光扫描升降平台，其特征在于：所述升降机构(2)还具有中控设备(24)，所述中控设备(24)具...

【专利技术属性】
技术研发人员：戚大伟，倪海明，牟洪波，韩宇，
申请(专利权)人：东北林业大学，
类型：新型
国别省市：黑龙江,23