本實(shí)用新型涉及激光設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種傳動(dòng)裝置和一種激光三維掃描頭系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

工作在紅外和可見光波段的，以激光為工作光束的雷達(dá)稱為激光雷達(dá)，它由激光發(fā)射機(jī)、光學(xué)接收機(jī)、轉(zhuǎn)臺(tái)和信息處理系統(tǒng)等組成，激光器將電脈沖變成光脈沖發(fā)射出去，光接收機(jī)再把從目標(biāo)反射回來的光脈沖還原成電脈沖，送到顯示器；而三維激光雷達(dá)需要探測(cè)多個(gè)位點(diǎn)的激光回波信號(hào)，為了達(dá)到上述目的需要激光三維掃描系統(tǒng)具有多位點(diǎn)的激光掃描頭。

現(xiàn)有的掃描頭技術(shù)，大多只能實(shí)現(xiàn)掃描頭水平向360度轉(zhuǎn)動(dòng)，中國專利文獻(xiàn)CN204534023U公開了一種三維電動(dòng)掃描頭，具體公開了：水平旋轉(zhuǎn)單元通過電機(jī)軸帶動(dòng)齒輪一轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪一再通過齒輪二及蝸桿與渦輪的傳動(dòng)連接，使得整個(gè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可以在水平向360度轉(zhuǎn)動(dòng)，上述技術(shù)方案設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，通過多級(jí)傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)以使掃描頭實(shí)現(xiàn)水平向360度轉(zhuǎn)動(dòng)，無疑增加了生產(chǎn)成本及對(duì)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的要求，上述專利文獻(xiàn)還包括上下旋轉(zhuǎn)單元，該上下旋轉(zhuǎn)單元與水平向旋轉(zhuǎn)單元獨(dú)立設(shè)置，存在水平轉(zhuǎn)動(dòng)單元存在的問題，且不能實(shí)現(xiàn)豎直向的360度轉(zhuǎn)動(dòng)。

現(xiàn)有技術(shù)還包括，掃描頭通過轉(zhuǎn)筒及多個(gè)齒輪間相互傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)了水平向與豎直向的360度轉(zhuǎn)動(dòng)，由于其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，如兩個(gè)連接件或兩個(gè)轉(zhuǎn)軸之間可相對(duì)滑動(dòng)，并通過凸緣防止彼此滑脫，長時(shí)間使用后會(huì)造成凸緣部位的磨損，甚至失去防脫功能，同時(shí)，掃描頭整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差，而在該基礎(chǔ)上再增加部件和改變結(jié)構(gòu)以提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，無疑又增加了大量不必要的成本和更多的不確定性；用齒輪傳動(dòng)會(huì)帶來掃描頭系統(tǒng)體積和重量大的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種體積更小、穩(wěn)定性更強(qiáng)的傳動(dòng)裝置，同時(shí)，還提供了一種在激光雷達(dá)掃描中穩(wěn)定工作的三維掃描頭系統(tǒng)。

本實(shí)用新型提供的一種傳動(dòng)裝置，包括：

豎直傳動(dòng)系，所述豎直傳動(dòng)系包括第一轉(zhuǎn)筒，所述第一轉(zhuǎn)筒的下端部與第一渦輪固定連接，所述第一渦輪與第一蝸桿嚙合，所述第一蝸桿由電機(jī)驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)，所述第一轉(zhuǎn)筒的上端部與第一錐齒輪固定連接，所述第一錐齒輪與第二錐齒輪成直角嚙合，所述第二錐齒輪與第三轉(zhuǎn)筒的一個(gè)端面固定連接；

水平傳動(dòng)系，所述水平傳動(dòng)系包括套設(shè)于所述第一轉(zhuǎn)筒外的第二轉(zhuǎn)筒，且第一轉(zhuǎn)筒與第二轉(zhuǎn)筒同軸；所述第二轉(zhuǎn)筒的上端部固定連接水平轉(zhuǎn)板，所述水平轉(zhuǎn)板的相應(yīng)位置上成型有穿過所述第一轉(zhuǎn)筒的孔；所述第二轉(zhuǎn)筒的下端部與第二渦輪固定連接，所述第二渦輪與第二蝸桿嚙合，所述第二蝸桿由另一電機(jī)驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)；所述第三轉(zhuǎn)筒與固定于所述水平轉(zhuǎn)板上的支撐件活動(dòng)連接。

本實(shí)用新型還提供了一種激光三維掃描頭系統(tǒng)，包括：

電機(jī)，兩個(gè)；

豎直傳動(dòng)系，所述豎直傳動(dòng)系包括第一轉(zhuǎn)筒，所述第一轉(zhuǎn)筒的下端部與第一渦輪固定連接，所述第一渦輪與第一蝸桿嚙合，所述第一蝸桿由電機(jī)驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)，所述第一轉(zhuǎn)筒的上端部與第一錐齒輪固定連接，所述第一錐齒輪與第二錐齒輪成直角嚙合，所述第二錐齒輪與第三轉(zhuǎn)筒的一個(gè)端面固定連接；

水平傳動(dòng)系，所述水平傳動(dòng)系包括套設(shè)于所述第一轉(zhuǎn)筒外的第二轉(zhuǎn)筒，且第一轉(zhuǎn)筒與第二轉(zhuǎn)筒同軸；所述第二轉(zhuǎn)筒的上端部固定連接水平轉(zhuǎn)板，所述水平轉(zhuǎn)板的相應(yīng)位置上成型有穿過所述第一轉(zhuǎn)筒的孔；所述第二轉(zhuǎn)筒的下端部與第二渦輪固定連接，所述第二渦輪與第二蝸桿嚙合，所述第二蝸桿由另一電機(jī)驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)；所述第三轉(zhuǎn)筒與固定于所述水平轉(zhuǎn)板上的支撐件活動(dòng)連接；

反射鏡支架，兩個(gè)，其中一個(gè)所述反射鏡支架與所述水平轉(zhuǎn)板固定連接；另一個(gè)所述反射鏡支架通過掃描頭轉(zhuǎn)板與第三轉(zhuǎn)筒的前端部固定連接，該反射鏡支架的上表面設(shè)有窗口；

反射鏡，兩個(gè)所述反射鏡傾斜且平行的設(shè)于所述反射鏡支架的側(cè)面，且兩個(gè)反射鏡的反射面相對(duì)設(shè)置，使得從所述第一轉(zhuǎn)筒下部進(jìn)入的光束經(jīng)反光鏡兩次反射后從所述窗口射出。

可選地，所述第一轉(zhuǎn)筒、第二轉(zhuǎn)筒及第三轉(zhuǎn)筒均為具有圓柱體內(nèi)腔的筒體，且所述第一轉(zhuǎn)筒端部與第三轉(zhuǎn)筒端部通過所述第一錐齒輪和第二錐齒輪傳動(dòng)連接，所述第二轉(zhuǎn)筒內(nèi)壁與第一轉(zhuǎn)筒外壁之間通過軸承支撐連接。

可選地，所述水平轉(zhuǎn)板下表面、第一轉(zhuǎn)筒外壁、第二轉(zhuǎn)筒內(nèi)壁和第一渦輪上表面形成封閉空間，軸承設(shè)于其中。

可選地，所述支撐件為豎直連接板，該豎直連接板與所述水平轉(zhuǎn)板垂直固定連接，通過豎直連接板中部的通孔套設(shè)于所述第三轉(zhuǎn)筒外。

可選地，所述水平轉(zhuǎn)板與所述豎直連接板的豎直連接處設(shè)有加強(qiáng)板。

可選地，還包括固定板，所述固定板通過軸承與所述第二轉(zhuǎn)筒連接。

本實(shí)用新型技術(shù)方案，具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1.本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種傳動(dòng)裝置，包括豎直傳動(dòng)系和水平傳動(dòng)系，所述豎直轉(zhuǎn)動(dòng)系的第一轉(zhuǎn)筒套設(shè)于所述水平傳動(dòng)系的第二轉(zhuǎn)筒內(nèi)，兩筒可同軸轉(zhuǎn)動(dòng)；通過第一轉(zhuǎn)筒(即內(nèi)轉(zhuǎn)筒)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)第一錐齒輪、第二錐齒輪及第三轉(zhuǎn)筒豎直向轉(zhuǎn)動(dòng)；而水平傳動(dòng)系的第二轉(zhuǎn)筒(即外轉(zhuǎn)筒)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)其上端面固定連接的水平轉(zhuǎn)板水平轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)該水平轉(zhuǎn)板與豎直連接板豎直連接，且第三轉(zhuǎn)筒又套于所述豎直連接板內(nèi)；第一轉(zhuǎn)筒與第二轉(zhuǎn)筒均通過其下端部固定連接的渦輪連接，電機(jī)驅(qū)動(dòng)蝸桿帶動(dòng)上述渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)。上述技術(shù)方案可以在裝置頭部連續(xù)快速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)保證整個(gè)傳動(dòng)裝置的穩(wěn)定性，防止第三轉(zhuǎn)筒被甩出；同時(shí)，使用渦輪蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，利用其具有較大減速比，使得整體結(jié)構(gòu)緊湊，有效減少固定板下部傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的占用空間，且相比大齒輪的使用，整體結(jié)構(gòu)重量也減輕。

2.本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種激光三維掃描頭系統(tǒng)，將上述傳動(dòng)裝置應(yīng)用至激光三維掃描頭系統(tǒng)，可以有效提高掃描頭系統(tǒng)的穩(wěn)定性，保證掃描頭在連續(xù)快速的三維掃描過程中不會(huì)出現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)晃動(dòng)，甚至某個(gè)部件滑脫的情況。

3.本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種激光三維掃描頭系統(tǒng)，帶動(dòng)掃描頭水平向轉(zhuǎn)動(dòng)的水平轉(zhuǎn)板，其下表面與第一轉(zhuǎn)筒外壁、第二轉(zhuǎn)筒內(nèi)壁、第一渦輪上表面之間形成封閉空間，軸承設(shè)于其中，因此，減少了第一轉(zhuǎn)筒與第二轉(zhuǎn)筒之間的轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦，提高傳動(dòng)穩(wěn)定性。

4.本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種激光三維掃描頭系統(tǒng)，水平轉(zhuǎn)板與豎直連接板的豎直連接處設(shè)有加強(qiáng)板，一定程度上提高了水平轉(zhuǎn)板與豎直連接板之間的牽拉作用，以免掃描頭長時(shí)間使用可能影響第三轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)動(dòng)的穩(wěn)定性。

附圖說明

為了更清楚地說明本實(shí)用新型具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實(shí)用新型的一些實(shí)施方式，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實(shí)用新型傳動(dòng)結(jié)構(gòu)剖面示意圖；

圖2為本實(shí)用新型激光三維掃描頭系統(tǒng)的立體示意圖；

圖3為本實(shí)用新型激光三維掃描頭系統(tǒng)結(jié)構(gòu)剖面示意圖；

附圖標(biāo)記說明：

1-第一蝸桿；2-第一渦輪；3-第二蝸桿；4-第二渦輪；5-第一轉(zhuǎn)筒；6-第二轉(zhuǎn)筒；7-固定板；8-角接觸軸承；9-第一錐齒輪；10-第二錐齒輪；11-第三轉(zhuǎn)筒；12-掃描頭轉(zhuǎn)板；13-反射鏡；14-窗口；15-水平轉(zhuǎn)板；16-豎直連接板；17-反射鏡；18-豎直傳動(dòng)電機(jī)；19-水平傳動(dòng)電機(jī)；20-角接觸軸承；21-深溝球軸承；22-后反射鏡支架；23-前反射鏡支架；24-加強(qiáng)板。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

在本實(shí)用新型的描述中，需要說明的是，術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。

在本實(shí)用新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本實(shí)用新型中的具體含義。

此外，下面所描述的本實(shí)用新型不同實(shí)施方式中所涉及的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互結(jié)合。

實(shí)施例1

本實(shí)施例的一種傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，參見圖1所示，包括豎直傳動(dòng)系和水平傳動(dòng)系，豎直傳動(dòng)系包括第一轉(zhuǎn)筒5，第一轉(zhuǎn)筒5的下端部與第一渦輪2通過螺釘固定連接，第一渦輪2與第一蝸桿1嚙合，第一蝸桿1通過豎直傳動(dòng)電機(jī)18驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)軸轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)第一蝸桿1和第一渦輪2轉(zhuǎn)動(dòng)；第一轉(zhuǎn)筒5的上端部通過螺釘與第一錐齒輪9固定連接，第一錐齒輪9又與第二錐齒輪10成直角狀嚙合，第二錐齒輪10通過螺釘與第三轉(zhuǎn)筒11的一端面固定連接；水平傳動(dòng)系包括第二轉(zhuǎn)筒6，第二轉(zhuǎn)筒6的下端部與第二渦輪4通過螺釘固定連接，第二渦輪4與第二蝸桿3嚙合，第二蝸桿3通過水平傳動(dòng)電機(jī)19驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)軸轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)第二蝸桿3和第二渦輪4轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)第二轉(zhuǎn)筒6水平方向周向轉(zhuǎn)動(dòng)，第二轉(zhuǎn)筒6的上端面通過螺釘與水平轉(zhuǎn)板15固定連接，豎直連接板16設(shè)于水平轉(zhuǎn)板15上，水平轉(zhuǎn)板15的一側(cè)與豎直連接板16一側(cè)成直角固定連接或直角一體成型，豎直連接板16中央設(shè)有一成型通孔，第三轉(zhuǎn)筒11的另一端面穿過豎直連接板16上的通孔，第三轉(zhuǎn)筒11可在該通孔內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。

實(shí)施例2

本實(shí)施例提供一種激光三維掃描頭系統(tǒng)，參見圖2和圖3所示，該激光三維掃描頭系統(tǒng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)同實(shí)施例1所述。

水平轉(zhuǎn)板15上加設(shè)一后反射鏡支架22，后反射鏡支架22的后側(cè)面與水平面成一定傾角，反射鏡17固定在上面，且反射鏡17的反射面朝內(nèi)；第三轉(zhuǎn)筒11的前端面固定連接掃描頭轉(zhuǎn)板12，掃描頭轉(zhuǎn)板12與豎直連接板16平行設(shè)置，前反射鏡支架23與掃描頭轉(zhuǎn)板12固定連接，前反射鏡支架23的前側(cè)面與水平面成一定角度，反射鏡13固定在上面，其反射面朝內(nèi)，前后兩個(gè)反射鏡13，17相互平行，且其反射面相對(duì)，使得從第一轉(zhuǎn)筒5下部進(jìn)入的光束經(jīng)兩次反射后從前反射鏡支架23的上表面窗口14射出；固定板7設(shè)于兩組渦輪蝸桿上部，第二轉(zhuǎn)筒6穿過固定板7上的成型通孔，固定板7與第二轉(zhuǎn)筒6的接觸面上設(shè)有角接觸軸承20，固定板7與水平轉(zhuǎn)板15之間設(shè)有外殼，該外殼的下端部又與固定板7通過螺釘固定連接；掃描頭轉(zhuǎn)板12與第二錐齒輪10之間，且環(huán)第三轉(zhuǎn)筒11外壁設(shè)有深溝球軸承21及相適配的軸承座。

具體地，第一轉(zhuǎn)筒5、第二轉(zhuǎn)筒6及第三轉(zhuǎn)筒11均為具有圓柱狀內(nèi)腔的筒體，第二轉(zhuǎn)筒6內(nèi)壁與第三轉(zhuǎn)筒11外壁之間通過兩組角接觸軸承8支撐轉(zhuǎn)動(dòng)，兩組角接觸軸8承置于水平轉(zhuǎn)板15下表面、第一轉(zhuǎn)筒5外壁、第二轉(zhuǎn)筒6內(nèi)壁和第一渦輪2上表面形成封閉空間內(nèi)。

本實(shí)施例中，水平轉(zhuǎn)板15與豎直連接板16的連接處設(shè)有加強(qiáng)板24。

需要說明的是，支撐件除了上述的豎直連接板外，還可以有其它的變形，此處并不限于本實(shí)施例中的豎直連接板。

本實(shí)用新型工作時(shí)，豎直傳動(dòng)電機(jī)18旋轉(zhuǎn)從而帶動(dòng)第一蝸桿1和第一渦輪2轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)第一轉(zhuǎn)筒5上面的第一錐齒輪9和第二錐齒輪10轉(zhuǎn)動(dòng)，上述系列轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)掃描頭實(shí)現(xiàn)豎直方向上360度的旋轉(zhuǎn)，其旋轉(zhuǎn)速度可由單片機(jī)控制；水平傳動(dòng)電機(jī)19轉(zhuǎn)動(dòng)從而帶動(dòng)第二蝸桿3和第二渦輪4轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)第二轉(zhuǎn)筒6轉(zhuǎn)動(dòng)，以帶動(dòng)水平轉(zhuǎn)板15轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)水平方向上360度的旋轉(zhuǎn)。由于水平轉(zhuǎn)板15的轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)帶動(dòng)掃描頭轉(zhuǎn)動(dòng)，所以當(dāng)水平傳動(dòng)電機(jī)19轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，單片機(jī)控制豎直傳動(dòng)電機(jī)18以一定的速度轉(zhuǎn)動(dòng)，從而可以實(shí)現(xiàn)掃描頭的相對(duì)靜止。

顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對(duì)實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無需也無法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本實(shí)用新型創(chuàng)造的保護(hù)范圍之中。