用于移动式测控小车上三维激光扫描仪的夹持减振装置论文和设计-李培玉

全文摘要

本实用新型涉及冶金炼钢领域，旨在提供用于移动式测控小车上三维激光扫描仪的夹持减振装置。该种用于移动式测控小车上三维激光扫描仪的夹持减振装置包括扫描仪缓冲组件、下压缓冲推杆组件、上推缓冲推杆组件、上固定板和下固定板，能使三维激光扫描仪在非工作状态下，其旋转体保持被夹紧状态，同时具有一定的上下缓冲空间，以实现本装置对三维激光扫描仪起到有效的保护作用。本实用新型通过弹簧缓冲原理，有效隔离外部振动对三维激光扫描仪的损害，大大降低该设备的故障率，同时维护成本也会直线下降，客户体验也会更好。

主设计要求

1.一种用于移动式测控小车上三维激光扫描仪的夹持减振装置，三维激光扫描仪包括扫描仪本体、不锈钢防护外壳、扫描仪底座、第一弹簧定位销，扫描仪本体分为固定基座和围绕固定基座中心轴旋转的旋转机构；不锈钢防护外壳固定在扫描仪本体的旋转机构上，用于保护扫描仪本体的旋转机构并承重；扫描仪底座与扫描仪本体的固定基座相连，扫描仪底座的底部装有第一弹簧定位销，用于三维激光扫描仪的定位；其特征在于，所述用于移动式测控小车上三维激光扫描仪的夹持减振装置包括扫描仪缓冲组件、下压缓冲推杆组件、上推缓冲推杆组件、上固定板和下固定板；三维激光扫描仪安装在扫描仪缓冲组件上，下压缓冲推杆组件紧固于上固定板下方，两组上推缓冲推杆组件安装在三维激光扫描仪两侧，并与扫描仪缓冲组件一起紧固于下固定板上；下压缓冲推杆组件与上推缓冲推杆组件用于夹紧三维激光扫描仪，并对三维激光扫描仪具有减振作用；所述扫描仪缓冲组件包括缓冲底座、缓冲弹簧和第二弹簧定位销；缓冲底座固定在下固定板上，缓冲底座上安装有第二弹簧定位销，每个第二弹簧定位销的上端分别套有一个缓冲弹簧；缓冲弹簧的上端用于套在三维激光扫描仪中扫描仪底座上的第一弹簧定位销上，且缓冲弹簧与第一弹簧定位销、第二弹簧定位销之间都是活动连接；所述下压缓冲推杆组件包括第一直线推杆电机、电机底板、第一弹簧、直线轴承、光轴、光轴座、连接套、压板和限位片；第一直线推杆电机固定在电机底板下方，第一直线推杆电机中有一根能做直线运动的第一推杆，连接套固定在第一推杆的头部，压板安装在连接套下端，限位片固定在压板下端，压板能随第一推杆一起运动，使压板能在限位片限定的一定行程内做轴向上下运动；两个光轴座分别安装在第一直线推杆电机两侧，并分别紧固于电机底板下方；两个直线轴承分别安装在压板上，并与两个光轴座一一对应，两根光轴的上端分别紧固于光轴座上，光轴的下端分别穿过对应的直线轴承，且每根光轴上套有第一弹簧，使第一弹簧位于直线轴承与光轴座之间；下压缓冲推杆组件通过第一推杆向下运动，带动压板向下运动，压板能压紧三维激光扫描仪的不锈钢防护外壳上端面；所述上推缓冲推杆组件包括第二直线推杆电机、电机防护座、推板座、第二弹簧、推板和限位块；第二直线推杆电机固定在电机防护座内，第二直线推杆电机中有一根能做直线运动的第二推杆；推板座固定在第二推杆的头部，第二弹簧安装在推杆座的中心位置，第二弹簧的上方装有推板；两个限位块上端分别固定在推板的左右两端，下端卡在推板座两端，限位块能使推板在第二弹簧的弹力下做上下运动；上推缓冲推杆组件通过推板向上运动，压紧三维激光扫描仪的不锈钢防护外壳下端面。

设计方案

三维激光扫描仪安装在扫描仪缓冲组件上，下压缓冲推杆组件紧固于上固定板下方，两组上推缓冲推杆组件安装在三维激光扫描仪两侧，并与扫描仪缓冲组件一起紧固于下固定板上；下压缓冲推杆组件与上推缓冲推杆组件用于夹紧三维激光扫描仪，并对三维激光扫描仪具有减振作用；

所述扫描仪缓冲组件包括缓冲底座、缓冲弹簧和第二弹簧定位销；缓冲底座固定在下固定板上，缓冲底座上安装有第二弹簧定位销，每个第二弹簧定位销的上端分别套有一个缓冲弹簧；缓冲弹簧的上端用于套在三维激光扫描仪中扫描仪底座上的第一弹簧定位销上，且缓冲弹簧与第一弹簧定位销、第二弹簧定位销之间都是活动连接；

所述下压缓冲推杆组件包括第一直线推杆电机、电机底板、第一弹簧、直线轴承、光轴、光轴座、连接套、压板和限位片；第一直线推杆电机固定在电机底板下方，第一直线推杆电机中有一根能做直线运动的第一推杆，连接套固定在第一推杆的头部，压板安装在连接套下端，限位片固定在压板下端，压板能随第一推杆一起运动，使压板能在限位片限定的一定行程内做轴向上下运动；两个光轴座分别安装在第一直线推杆电机两侧，并分别紧固于电机底板下方；两个直线轴承分别安装在压板上，并与两个光轴座一一对应，两根光轴的上端分别紧固于光轴座上，光轴的下端分别穿过对应的直线轴承，且每根光轴上套有第一弹簧，使第一弹簧位于直线轴承与光轴座之间；下压缓冲推杆组件通过第一推杆向下运动，带动压板向下运动，压板能压紧三维激光扫描仪的不锈钢防护外壳上端面；

所述上推缓冲推杆组件包括第二直线推杆电机、电机防护座、推板座、第二弹簧、推板和限位块；第二直线推杆电机固定在电机防护座内，第二直线推杆电机中有一根能做直线运动的第二推杆；推板座固定在第二推杆的头部，第二弹簧安装在推杆座的中心位置，第二弹簧的上方装有推板；两个限位块上端分别固定在推板的左右两端，下端卡在推板座两端，限位块能使推板在第二弹簧的弹力下做上下运动；上推缓冲推杆组件通过推板向上运动，压紧三维激光扫描仪的不锈钢防护外壳下端面。

2.根据权利要求1所述的一种用于移动式测控小车上三维激光扫描仪的夹持减振装置，其特征在于，设下压缓冲推杆组件中的压板下端面，与三维激光扫描仪的不锈钢防护外壳上端面之间的距离为a，设上推缓冲推杆组件的推板上端面，与三维激光扫描仪的不锈钢防护外壳下端面之间的距离为b，a和b相等。

3.根据权利要求2所述的一种用于移动式测控小车上三维激光扫描仪的夹持减振装置，其特征在于，第一直线推杆电机、第二直线推杆电机的行程相同，且设第一直线推杆电机、第二直线推杆电机的行程都为h，且h大于a，h大于b；同时，h和a之间的差值小于压板相对第一推杆能运动的距离，h和b之间的差值小于推板沿限位块能运动的距离。

设计说明书

技术领域

本实用新型是关于冶金炼钢领域，特别涉及用于移动式测控小车上三维激光扫描仪的夹持减振装置。

背景技术

目前，转炉炼钢是当今世界上的主要炼钢方法，国内外钢厂普遍采用了溅渣护炉及补炉技术，要掌握最佳的溅渣和补炉时机，需要及时掌握炉衬的形状和厚度。因此炉衬厚度的检测工作对炼钢生产有着极其重要的作用。最近几年激光测炉衬厚度逐渐取代传统的炉衬测厚方法，这种技术通过发射脉冲激光束到被测炉衬表面，并接收返回的激光来测量其飞行时间，从而计算出仪器与目标点的距离，再通过坐标转换算法，最终得出炉衬被测区域的厚度信息。该方法为无损非接触测量，对生产和安全无影响，测量精度高，速度快。但目前这种方法的可靠性主要由激光检测设备来决定的。

目前激光检测设备一般都采用三维激光扫描仪，扫描仪底座被固定在设备机架上，扫描仪工作时，旋转体需要360度旋转。由于整个设备不是固定在一个位置，测量时才移动到测量位置，在设备移动时，由于地面凹凸不平，设备整体振动比较大，振动冲击会大大降低扫描仪的扫描精度，而且旋转体自重较大，一般10KG左右，未受保护的扫描仪旋转体容易受到振动冲击而损坏，对三维激光扫描仪的使用寿命和性能稳定性都有致命的影响。因此三维激光扫描仪的保护装置尤为重要，使其在工作时能自由旋转，在移动时又受到夹持避震保护。

因此三维激光扫描仪的保护装置尤为重要，使其在工作时能自由旋转，在移动时又受到夹持避震保护，市场前景看好。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于克服现有技术中的不足，提供一种用于多功能移动式测控小车上三维激光扫描仪夹持减振装置。为解决上述技术问题，本实用新型的解决方案是：

提供一种用于移动式测控小车上三维激光扫描仪的夹持减振装置，三维激光扫描仪包括扫描仪本体、不锈钢防护外壳、扫描仪底座、第一弹簧定位销，扫描仪本体分为固定基座和围绕固定基座中心轴旋转的旋转机构；不锈钢防护外壳固定在扫描仪本体的旋转机构上，用于保护扫描仪本体的旋转机构并承重；扫描仪底座与扫描仪本体的固定基座相连，扫描仪底座的底部装有(四个)第一弹簧定位销，用于三维激光扫描仪的定位；所述用于移动式测控小车上三维激光扫描仪的夹持减振装置包括扫描仪缓冲组件、下压缓冲推杆组件、上推缓冲推杆组件、上固定板和下固定板；

三维激光扫描仪安装在扫描仪缓冲组件上，下压缓冲推杆组件紧固于上固定板下方，两组上推缓冲推杆组件安装在三维激光扫描仪两侧，并与扫描仪缓冲组件一起紧固于下固定板上；下压缓冲推杆组件与上推缓冲推杆组件用于夹紧三维激光扫描仪，并对三维激光扫描仪具有减振作用(第一直线推杆电机、第二直线推杆电机同时上电，三维激光扫描仪可在没有上下位移的状态下被夹紧，当三维激光扫描仪受到外力振动或冲击时，三维激光扫描仪在弹簧力的作用下可缓冲避振)；

所述扫描仪缓冲组件包括缓冲底座、缓冲弹簧和第二弹簧定位销；缓冲底座固定在下固定板上，缓冲底座上安装有(四个)第二弹簧定位销，每个第二弹簧定位销的上端分别套有一个缓冲弹簧；缓冲弹簧的上端用于套在三维激光扫描仪中扫描仪底座上的第一弹簧定位销上，且缓冲弹簧与第一弹簧定位销、第二弹簧定位销之间都是活动连接；

所述下压缓冲推杆组件包括第一直线推杆电机、电机底板、第一弹簧、直线轴承、光轴、光轴座、连接套、压板和限位片；第一直线推杆电机固定在电机底板下方，第一直线推杆电机中有一根能做直线运动的第一推杆，连接套固定在第一推杆的头部，压板安装在连接套下端，限位片固定在压板下端，压板能随第一推杆一起运动，使压板能在限位片限定的一定行程内做轴向上下运动；两个光轴座分别安装在第一直线推杆电机两侧，并分别紧固于电机底板下方；两个直线轴承分别安装在压板上，并与两个光轴座一一对应，两根光轴的上端分别紧固于光轴座上，光轴的下端分别穿过对应的直线轴承(不做限位)，且每根光轴上套有第一弹簧，使第一弹簧位于直线轴承与光轴座之间；下压缓冲推杆组件通过第一推杆向下运动，带动压板向下运动，压板能压紧三维激光扫描仪的不锈钢防护外壳上端面；

作为进一步的改进，设下压缓冲推杆组件中的压板下端面，与三维激光扫描仪的不锈钢防护外壳上端面之间的距离为a，设上推缓冲推杆组件的推板上端面，与三维激光扫描仪的不锈钢防护外壳下端面之间的距离为b，a和b相等。

作为进一步的改进，第一直线推杆电机、第二直线推杆电机的行程相同(同一种规格)，且设第一直线推杆电机、第二直线推杆电机的行程都为h，且h大于a，h大于b；同时，h和a之间的差值小于压板相对第一推杆能运动的距离，h和b之间的差值小于推板沿限位块能运动的距离。

本实用新型的工作原理：通过第一直线推杆电机、第二直线推杆电机的同步相向运动，在弹簧力的作用下，使三维激光扫描仪在非工作状态下，其旋转体保持被夹紧状态，同时具有一定的上下缓冲空间，以实现本装置对三维激光扫描仪起到有效的保护作用。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

三维激光扫描仪一般都采用国外进口，是一款高精密测量仪器，国内相关技术并不成熟，所以该设备价格至少30万起步，后期维护成本也是十分昂贵，本实用新型通过弹簧缓冲原理，有效隔离外部振动对三维激光扫描仪的损害，大大降低该设备的故障率，同时维护成本也会直线下降，客户体验也会更好。

附图说明

图1为三维激光扫描仪的结构示意图。

图2为本实用新型中的第一直线推杆电机、第二直线推杆电机示意图。

图3为本实用新型中下压缓冲推杆组件的结构示意图。

图4为本实用新型中上推缓冲推杆组件的结构示意图。

图5为本实用新型的整体结构示意图。

图6为本实用新型的缓冲底座的结构示意图。

图中的附图标记为：1三维激光扫描仪；11不锈钢防护外壳；12旋转机构；13固定基座；14扫描仪底座；15第一弹簧定位销；2扫描仪缓冲组件；21缓冲弹簧；22第二弹簧定位销；23缓冲底座；3下压缓冲推杆组件；31电机底板；32第一弹簧；33光轴；34光轴座；35第一直线推杆电机；36直线轴承；37压板；38第一推杆；4上推缓冲推杆组件；41推板；42限位块；43第二弹簧；44推板座；45第二推杆；46第二直线推杆电机；47电机防护座；5上固定板；6下固定板。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：

如图5所示的一种用于移动式测控小车上三维激光扫描仪的夹持减振装置包括扫描仪缓冲组件2、下压缓冲推杆组件3、上推缓冲推杆组件4、上固定板5和下固定板6，三维激光扫描仪1安装在扫描仪缓冲组件2上，下压缓冲推杆组件3紧固于上固定板5下方，两组上推缓冲推杆组件4安装在三维激光扫描仪1两侧，并与扫描仪缓冲组件2一起紧固于下固定板6上；下压缓冲推杆组件3与上推缓冲推杆组件4用于夹紧三维激光扫描仪1，并对三维激光扫描仪1具有减振作用。该种用于移动式测控小车上三维激光扫描仪的夹持减振装置，能对三维激光扫描仪1起到有效的保护作用。

如图1所示，三维激光扫描仪1包括扫描仪本体、不锈钢防护外壳11、扫描仪底座14、第一弹簧定位销15，扫描仪本体分为固定基座13和围绕固定基座13中心轴旋转的旋转机构12。不锈钢防护外壳11固定在扫描仪本体的旋转机构12上，用于保护扫描仪本体的旋转机构12并承重；扫描仪底座14与扫描仪本体的固定基座13相连，扫描仪底座14的底部装有四个第一弹簧定位销15，用于三维激光扫描仪1的定位。

扫描仪缓冲组件2包括缓冲底座23、缓冲弹簧21和第二弹簧定位销22；缓冲底座23固定在下固定板6上，缓冲底座23上安装有四个第二弹簧定位销22，每个第二弹簧定位销22的上端分别套有一个缓冲弹簧21；缓冲弹簧21的上端用于套在三维激光扫描仪1中扫描仪底座14上的第一弹簧定位销15上，且缓冲弹簧21与第一弹簧定位销15、第二弹簧定位销22之间都是活动连接。

如图3所示，下压缓冲推杆组件3包括第一直线推杆电机35、电机底板31、第一弹簧32、直线轴承36、光轴33、光轴座34、连接套、压板37和限位片。第一直线推杆电机35固定在电机底板31下方，第一直线推杆电机35中有一根能做直线运动的第一推杆38，具体可参考图2。连接套固定在第一推杆38头部，压板37安装在连接套下端，限位片固定在压板37下端，压板37能随第一推杆38一起运动，且压板37相对连接套能做一定行程的轴向上下运动。两个光轴座34分别安装在第一直线推杆电机35两侧，并分别紧固于电机底板31下方；两个直线轴承36分别安装在压板37上，并与两个光轴座34一一对应，两根光轴33的上端紧固于光轴座34上，光轴33下端穿过直线轴承36，不做限位，且每根光轴33上套有第一弹簧32，第一弹簧32位于直线轴承36与光轴座34之间。下压缓冲推杆组件3通过第一推杆38向下运动，压板37也随之向下运动，压板37压紧三维激光扫描仪1的不锈钢防护外壳11上端面。

如图4所示，上推缓冲推杆组件4包括第二直线推杆电机46、电机防护座47、推板座44、第二弹簧43、推板41和限位块42。第二直线推杆电机46固定在电机防护座47内，第二直线推杆电机46中有一根能做直线运动的第二推杆45，具体可参考图2。推板座44固定在第二推杆45的头部，第二弹簧43安装在推杆座的中心位置，第二弹簧43的上方装有推板41；两个限位块42上端分别固定在推板41的左右两端，下端卡在推板座44两端，限位块42使推板41在第二弹簧43的弹力下做上下运动。上推缓冲推杆组件4通过推板41向上运动，压紧三维激光扫描仪1的不锈钢防护外壳11下端面。

设下压缓冲推杆组件3中的压板37下端面，与三维激光扫描仪1的不锈钢防护外壳11上端面之间的距离为a，设上推缓冲推杆组件4的推板41上端面，与三维激光扫描仪1的不锈钢防护外壳11下端面之间的距离为b，优选a和b相等。

第一直线推杆电机35、第二直线推杆电机46的行程相同，为同一种规格。设第一直线推杆电机35、第二直线推杆电机46的行程都为h，优选h大于a，h大于b；同时，h和a之间的差值小于压板37相对第一推杆38可运动距离，h和b之间的差值小于推板41沿限位块42可运动距离。

第一直线推杆电机35、第二直线推杆电机46同时上电，三维激光扫描仪1可在没有上下位移的状态下被夹紧，当三维激光扫描仪1受到外力振动或冲击时，三维激光扫描仪1在弹簧力的作用下可缓冲避振。

最后，需要注意的是，以上列举的仅是本实用新型的具体实施例。显然，本实用新型不限于以上实施例，还可以有很多变形。本领域的普通技术人员能从本实用新型公开的内容中直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本实用新型的保护范围。

设计图

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