转镜装置及三维激光扫描设备论文和设计-卢金刚

全文摘要

本实用新型公开了一种转镜装置及三维激光扫描设备，涉及激光设备技术领域。一种转镜装置，包括光学器件模组和动力组件。光学器件模组包括光学器件室，动力组件包括密封镜组件和带有中空腔的转子，光学器件模组与转子的第一端固定连接，中空腔与光学器件室连通且形成透光通道，密封镜组件包括透明件，透明件与透光通道相对应，密封镜组件与转子连接，且用于隔断并密封透光通道。本转镜装置通过设置带有透明件的密封镜组件对透光通道进行了密封，在保证激光能通过透光通道的同时，对挥发的油脂进行阻隔。而且，转子在旋转时，由于回转的离心力会将附着于透明件上的油脂自动汇集到透明件的外边缘，保证透明件的中心透光部分不受污染。

主设计要求

1.一种转镜装置，其特征在于，包括光学器件模组和动力组件，所述光学器件模组包括光学器件室，所述动力组件包括密封镜组件和带有中空腔的转子，所述光学器件模组与所述转子的第一端固定连接，所述中空腔与所述光学器件室连通且形成透光通道，所述密封镜组件包括透明件，所述透明件与所述透光通道相对应，所述密封镜组件与所述转子连接，且用于隔断并密封所述透光通道。

设计方案

2.根据权利要求1所述的转镜装置，其特征在于，所述密封镜组件与所述转子的第二端固定连接，且用于密封所述第二端的开口。

3.根据权利要求1所述的转镜装置，其特征在于，所述密封镜组件还包括开设有第一通孔的密封镜座，所述第一通孔与所述透光通道相对应，所述密封镜座包括连接部和安装部，所述连接部与所述转子的第二端固定连接，所述透明件固定连接于所述安装部。

4.根据权利要求3所述的转镜装置，其特征在于，所述第一通孔的侧壁开设有嵌设第一密封圈的台阶部，所述透明件固定设置于所述台阶部且通过第一密封圈密封。

5.根据权利要求3所述的转镜装置，其特征在于，所述密封镜组件还包括开设有第二通孔的密封镜压盖，所述第二通孔与所述透光通道相对应，所述透明件夹设于所述密封镜座和所述密封镜压盖之间。

6.根据权利要求5所述的转镜装置，其特征在于，所述密封镜座与所述透明件的接触面和所述密封镜压盖与所述透明件的接触面均涂覆有密封胶。

7.根据权利要求1所述的转镜装置，其特征在于，所述光学器件模组与所述转子的第一端的连接面涂覆有密封胶。

8.根据权利要求1所述的转镜装置，其特征在于，所述光学器件室具有与所述透光通道连通的开口端，所述密封镜组件与所述开口端固定连接，且用于密封所述开口端。

9.一种三维激光扫描设备，其特征在于，包括光源组件和权利要求1-8任一项所述的转镜装置，所述光源组件包括激光准直镜，所述激光准直镜与所述透光通道相对应。

10.根据权利要求9所述的三维激光扫描设备，其特征在于，所述光源组件还包括设备外壳，所述设备外壳罩设于所述动力组件背离所述光学器件模组的一端，所述动力组件还包括定子外壳，所述设备外壳和所述定子外壳连接且围合形成容纳腔；

所述密封镜组件和所述定子外壳之间具有引导间隙，所述引导间隙与所述容纳腔连通。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及激光设备技术领域，具体而言，涉及一种转镜装置及三维激光扫描设备。

背景技术

当三维激光扫描设备正常工作时，其扫描部分会处于高速旋转状态，设备由于自身发热以及高温环境的作用下，电机内部轴承润滑脂会出现气化或挥发的情况。当处于气态的油脂会通过中空的转镜装置转子进入光学器件室，并附着至光学镜片上，附着有润滑脂的光学镜片会影响对激光的反射，进而会影响三维激光扫描设备测量精度与结果。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种转镜装置，能够减少挥发的油脂进入光学器件室。

本实用新型的另一目的在于提供一种三维激光扫描设备，具有上述的转镜装置。

本实用新型的实施例是这样实现的：

一种转镜装置，包括光学器件模组和动力组件，所述光学器件模组包括光学器件室，所述动力组件包括密封镜组件和带有中空腔的转子，所述光学器件模组与所述转子的第一端固定连接，所述中空腔与所述光学器件室连通且形成透光通道，所述密封镜组件包括透明件，所述透明件与所述透光通道相对应，所述密封镜组件与所述转子连接，且用于隔断并密封所述透光通道。

可选地，所述密封镜组件与所述转子的第二端固定连接，且用于密封所述第二端的开口。

可选地，所述密封镜组件还包括开设有第一通孔的密封镜座，所述第一通孔与所述透光通道相对应，所述密封镜座包括连接部和安装部，所述连接部与所述转子的第二端固定连接，所述透明件固定连接于所述安装部。

可选地，所述第一通孔的侧壁开设有嵌设第一密封圈的台阶部，所述透明件固定设置于所述台阶部且通过第一密封圈密封。

可选地，所述密封镜组件还包括开设有第二通孔的密封镜压盖，所述第二通孔与所述透光通道相对应，所述透明件夹设于所述密封镜座和所述密封镜压盖之间。

可选地，所述密封镜座与所述透明件的接触面和所述密封镜压盖与所述透明件的接触面均涂覆有密封胶。

可选地，所述光学器件模组与所述转子的第一端的连接面涂覆有密封胶。

可选地，所述光学器件室具有与所述透光通道连通的开口端，所述密封镜组件与所述开口端固定连接，且用于密封所述开口端。

一种三维激光扫描设备，包括光源组件和上述的转镜装置，所述光源组件包括激光准直镜，所述激光准直镜与所述透光通道相对应。

可选地，所述光源组件还包括设备外壳，所述设备外壳罩设于所述动力组件背离所述光学器件模组的一端，所述动力组件还包括定子外壳，所述设备外壳和所述定子外壳连接且围合形成容纳腔；

所述密封镜组件和所述定子外壳之间具有引导间隙，所述引导间隙与所述容纳腔连通。

与现有技术相比，本实用新型实施例的有益效果包括，例如：

本转镜装置通过设置带有中空腔的转子，为激光达到光学器件室提供了透光通道，而且，通过设置带有透明件的密封镜组件对透光通道进行了密封，在保证激光能通过透光通道的同时，对挥发的油脂进行阻隔，防止挥发的油脂通过透光通道进入光学器件室。而且，转子在旋转时，由于回转的离心力会将附着于透明件上的油脂自动汇集到透明件的外边缘，保证透明件的中心透光部分不受污染，从而能够保证激光准直镜发出的激光可不受干扰的通过透明件。

本三维激光扫描设备由于具有上述的转镜装置，具有上述的所有的技术效果，能够有效地减少挥发进入光学器件室的油脂，减少了挥发的油脂粘附到光学镜片上对光学性能的影响。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，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实用新型的某些实施例，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。

图1为本实用新型实施例提供的三维激光扫描设备的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的转镜装置的第一种实施方式的结构示意图；

图3为图2中I处的局部放大示意图；

图4为图1中II处的局部放大示意图；

图5为本实用新型实施例提供的转镜装置的第二种实施方式的结构示意图。

图标：100-转镜装置；10-光学器件模组；11-光学器件室；12-开口端；30-动力组件；31-密封镜组件；32-转子；321-第一端；322-中空腔；323-第二端；33-定子；34-定子外壳；35-透光通道；36-密封镜座；361-第一通孔；362-连接部；363-安装部；37-第一密封圈；38-密封镜压盖；381-第二通孔；39-透明件；40-转接座；41-轴承；200-三维激光扫描设备；201-激光准直镜；202-设备外壳；203-容纳腔；204-引导间隙。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型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实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，若出现术语“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。

此外，若出现术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例

图1为本实用新型实施例提供的三维激光扫描设备200的结构示意图，请参考图1。

如图1所示，本三维激光扫描设备200的应用场景中，当三维激光扫描设备200正常工作时，它的扫描部分在电机的带动下，会处于高速旋转状态。此时电机的转速高，温升大。电机的转子32与轴承41配合，转子32高速旋转时，轴承41处的润滑脂会挥发出气态的油脂。电机的转子32需要相对于定子33旋转，而且转子32由轴承41支撑，因此，转子32和定子33之间必然存在与轴承41连通的间隙，挥发的油脂很容易通过此间隙进入光学器件室11。

图2为本实用新型实施例提供的转镜装置100的第一种实施方式的结构示意图，请参考图2。

而在本实施例中，提供了一种转镜装置100，包括光学器件模组10和动力组件30。光学器件模组10主要用于反射来自激光准直镜201的激光，动力组件30主要用于带动光学器件模组10旋转。

光学器件模组10包括光学器件室11，光学器件室11内设置有用于反射激光的光学镜片。

动力组件30主要包括动力源和密封镜组件31。

在本实施例中，动力源可以是电机。可以理解的是，在其他实施例中，动力源可以是能够带动光学器件模组10旋转的其他动力机构。

电机包括定子33和转子32，转子32相对于定子33旋转。在本实施例中，转子32具有能够透光的中空腔322。

光学器件模组10与转子32的第一端321固定连接，中空腔322与光学器件室11连通且形成透光通道35。密封镜组件31包括透明件39，透明件39与透光通道35相对应。密封镜组件31与转子32连接，且用于隔断并密封透光通道35。

本转镜装置100通过设置带有中空腔322的转子32，为激光达到光学器件室11提供了透光通道35，使得整个转镜装置100的结构更加紧凑。

而且，通过设置带有透明件39的密封镜组件31对透光通道35进行了密封，在保证激光能通过透光通道35的同时，对挥发的油脂进行阻隔，防止挥发的油脂通过透光通道35进入光学器件室11。而且，转子32在旋转时，由于回转的离心力会将附着于透明件39上的油脂自动汇集到透明件39的外边缘，保证透明件39的中心透光部分不受污染，从而能够保证激光准直镜201发出的激光可不受干扰的通过透明件39。

在本实施例的一种实施方式中，密封镜组件31与转子32的第二端323固定连接，且用于密封第二端323的开口。

图3为图2中I处的局部放大示意图。请参考图3。在本实施例中密封镜组件31依次包括转接座40、密封镜座36、透明件39和密封镜压盖38。透明件39夹设于密封镜座36和密封镜压盖38之间。密封镜座36通过转接座40与转子32的第二端323固定连接。转接座40能够安装角度编码器码盘，便于角度编码器的安装。

密封镜座36大致为环状结构，开设有用于透光的第一通孔361。第一通孔361与转子32的中空腔322相对应，第一通孔361与透光通道35相对应。密封镜座36包括连接部362和安装部363。连接部362通过转接座40与转子32的第二端323固定连接，且连接部362与转接座40的接触面还涂覆有密封胶。转接座40与转子32的接触面也涂覆有密封胶。防止挥发的油脂通过连接处的间隙进入转子32的中空腔322。连接部362可以通过螺栓和螺钉和转接座40的端部固定连接，也可以通过粘接与转接座40固定连接。

可以理解的是，在其他实施方式中，也可以不设置转接座40，连接部362直接与转子32的第二端323固定连接。

安装部363与透明件39固定连接，用于安装透明件39。第一通孔361的侧壁设置有台阶部，透明件39固定嵌设于台阶部。台阶部的台阶面开设有用于安装第一密封圈37的第一密封槽。第一密封圈37位于透明件39与台阶面之间，能够将透明件39与台阶面之间的接触面密封。

在本实施例中，透明件39的材料可以是玻璃、透明硅胶、透明塑料等透明的材料。只要能够便于固定并使激光准直镜201的激光穿过即可。

密封镜压盖38大致呈环状结构，具有第二通孔381，第二通孔381与透光通道35相对应。激光准直镜201的激光能够依次通过第二通孔381、透明件39、第一通孔361和中空腔322进入光学器件室11。

密封镜压盖38主要用于和密封镜座36配合来固定透明件39。防止密封镜组件31在跟随转子32高速旋转时透明件39松脱。密封镜压盖38的边缘凸出环设有搭接部，搭接部套设于密封镜座36的外周，用于增加密封镜压盖38与密封镜座36连接的稳固度。

可选地，密封镜压盖38靠近透明件39的一侧环设有用于安装第二密封圈的第二密封槽。第二密封圈位于透明件39与密封镜压盖38之间，能够将透明件39与密封镜压盖38之间的接触面密封。通过在透明件39的两侧均设置密封圈，能够实现对与第二通孔381连通的设备容纳腔203与中空腔322之间的双层密封，提高了密封效果。

密封镜座36与透明件39的接触面、密封镜压盖38与透明件39的接触面以及密封镜座36与密封镜压盖38的接触面均涂覆有密封胶。进一步提高了对与第二通孔381连通的设备容纳腔203与中空腔322之间的密封效果。

可以理解的是，在其他实施方式中，密封镜组件31可以仅包括透明件39，透明件39直接与转子32的一端固定连接，或者透明件39位于转子32的中空腔322体中，与中空腔322的侧壁固定连接，且透明件39与转子32的连接处涂覆密封胶。

可以理解的是，在其他实施方式中，密封镜组件31也可以包括透明件39和密封镜座36，透明件39通过密封镜座36与转子32固定连接。

转镜装置100的第一种实施方式能够有效地防止挥发的油脂进入光学器件室11，原理如下：

请再次参考图4，图4中为了清楚地显示挥发的油脂的流动路径，放大了油脂可能通过的缝隙，用箭头示意了大致的流动方向并用加粗的线条示意出涂覆密封胶的位置。在本实施例中，光学器件模组10设置于转子32的上方，光源组件设置于转子32的下方。轴承41中挥发的油脂能够通过转子32和轴承41之间的缝隙往上流动或往下流动。往上流动时由于光学器件模组10与转子32的连接处涂覆了密封胶，能够有效地阻止油脂进入光学器件室11。往下流动时由于密封镜组件31与转子32的连接处也涂覆有密封胶，因此，挥发的油脂会经过引导间隙204进入设备容纳腔203，有些会附着于密封镜组件31的透明件39上，由于回转的离心力会将附着于透明件39上的油脂自动汇集到透明件39的外边缘，保证透明件39的中心透光部分不受污染，从而能够保证激光准直镜201发出的激光可不受干扰的通过透明件39。同时，透明件39的两侧均设置有密封圈，透明件39与密封镜座36和密封镜压盖38的连接处也涂覆有密封胶进行密封。因此，全方位地能够防止挥发的油脂进入光学器件室11，对光学镜片造成影响。

而且将密封镜组件31与转子32的第一端321连接，也方便对密封镜组件31的安装和拆卸，也便于对密封镜组件31的清洗。

图5为本实用新型实施例提供的转镜装置100的第二种实施方式的结构示意图，请参考图5。

在本实施例的另一种实施方式中，密封镜组件31与转子32的第一端321固定连接，且用于密封第一端321的开口。

可选地，密封镜组件31与光学器件模组10固定连接，且密封了光学器件模组10上与转子32的中空腔322连通的开口，密封镜组件31间接与转子32的第一端321固定连接。

通过密封转子32的第一端321，也能够阻止挥发的油脂通过透光通道35进入光学器件室11。

可以理解的是，在其他实施例中，也可以将密封镜组件31设置于中空腔322中，与中空腔322的侧壁密封且固定连接，也能够阻止挥发的油脂通过透光通道35进入光学器件室11。

请再次参考图1。本实施例中提供了一种三维激光扫描设备200，包括光源组件和上述的转镜装置100。光源组件包括激光准直镜201，激光准直镜201与透光通道35相对应。

设备外壳202罩设于动力组件30背离光学器件模组10的一端。动力组件30还包括定子外壳34，设备外壳202和定子外壳34连接且围合形成容纳腔203。激光准直镜201设置于容纳腔203中。密封组件也位于容纳腔203中。密封镜组件31和定子外壳34之间具有引导间隙204，引导间隙204与容纳腔203连通。

通过设置引导间隙204将挥发的油脂引导至容纳腔203中，然后油脂会吸附至透明件39上。转子32在旋转时，由于回转的离心力会将附着于透明件39上的油脂自动汇集到透明件39的外边缘，保证透明件39的中心透光部分不受污染，从而能够保证激光准直镜201发出的激光可不受干扰的通过透明件39。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例中的特征可以相互结合。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

设计图

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