CN114964183B - 一种便携式定位导航工程勘测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及工程勘测技术领域，具体为一种便携式定位导航工程勘测装置，包括作为勘测主体的三维激光扫描仪及其底部安装的折叠脚。该种便携式定位导航工程勘测装置，在操作者手滑导致操作电脑掉落时，由于松手导致复位簧回拉钢缆，使得磁环解除对磁针的约束，此时磁针自动嵌锁十字轴，臂节之间自行锁定为臂架，使得操作电脑可以得到柔性臂的支撑，而不会发生较大的位置偏移、下落，进一步提高了使用过程中对操作电脑的防护，在操作者不便手持操作电脑使用时，可主动将操作电脑通过柔性臂调节至合适的角度、姿态锁定，便于操作者单手使用或临时离开，且将操作电脑调节至水平姿态锁定后，还可应急充当绘写承载面，使用更加灵活。

Description

一种便携式定位导航工程勘测装置

技术领域

本发明涉及工程勘测技术领域，具体为一种便携式定位导航工程勘测装置。

背景技术

定位导航工程是指用于GPS系统、北斗系统等定位导航系统的辅助工程，包含但不限于信号塔标、信号发射接收设备等，而相关的工程建设过程中为保证相关系统定位、导航的精准性，对于辅助设备的安装、建设具有严格的数据要求，所以需要设计人员进行实地勘测。

工程勘测就是为查明建筑区内的地质地理环境特征及其他与工程建设相关的自然条件而进行的实地勘查和测绘工作，工程勘测过程中需要使用到勘测设备，工程勘测设备就是工人在施工之前对地形和周围环境进行一系列探查的仪器，从而方便人们进行施工，常见的有三维激光扫描仪、电子经纬仪、激光测距仪、激光水准仪等。

其中三维激光扫描仪是利用激光测距的原理，通过记录被测物体表面大量的密集的点的三维坐标、反射率和纹理等信息，可快速复建出被测目标的三维模型及线、面、体等各种图件数据。由于三维激光扫描系统可以密集地大量获取目标对象的数据点，因此相对于传统的单点测量，三维激光扫描技术也被称为从单点测量进化到面测量的革命性技术突破。发明人在使用三维激光扫描仪的过程中发现现有技术存在如下问题：其用于反应数据和操作的面板固定在仪器上，无法根据户外情况进行适配，使用灵活性差。

鉴于此，我们提出一种便携式定位导航工程勘测装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种便携式定位导航工程勘测装置，以解决上述背景技术中提出的问题。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种便携式定位导航工程勘测装置，包括作为勘测主体的三维激光扫描仪及其底部安装的折叠脚，所述三维激光扫描仪的背部设置有与其通过信号线连接使用的操作电脑，且操作电脑通过连接机构与三维激光扫描仪进行连接。

优选的，所述连接机构由卡接组件和柔性臂组成。

优选的，所述卡接组件由子块和母座组成，且子块和母座均设为L形构造，所述子块的数量为两个，且两个子块呈对称外扣式固定安装在操作电脑的背部。

所述母座的数量为两个，且两个母座呈对称内扣式固定安装在三维激光扫描仪的背部，所述操作电脑可通过子块滑动卡接在母座内。

所述三维激光扫描仪背侧的底部固定安装有对操作电脑进行限位的挡盒，且挡盒的上侧设为开放式构造并可收纳柔性臂。

优选的，所述柔性臂由若干个臂节和安装座组成，相邻两个所述臂节相对的端部均设置有U形座，且相对的两个U形座呈相对错位设置并于内侧活动连接有十字轴，所述U形座两侧边上均开设有轴孔，所述十字轴的四端分别转动连接在两个U形座的轴孔内。

所述安装座通过螺钉固定在操作电脑的背部，最上侧所述臂节固定连接在安装座上，最下侧所述臂节固定连接在三维激光扫描仪的底部，且剩余臂节可叠收在挡盒内。

所述臂节的外部设置有用于锁定十字轴的外轴锁定件，且相邻两个臂节及对应的U形座内均设置有内轴锁定件。

优选的，所述外轴锁定件包括安装于操作电脑背部的支架，且支架的内部滑动连接有架式握柄，所述架式握柄与支架之间设置有弹簧；

所述臂节的两端均滑动套接有与U形座对应的磁环，且臂节的表面及磁环内壁上呈对向两侧开设有凹槽，所述安装座上活动贯穿设置有钢缆，且钢缆的首端与架式握柄连接，所述钢缆的尾端顺臂节与磁环之间的间隙滑动连接在单侧凹槽内，且钢缆尾端沿臂节下放至底端并呈U形沿对向凹槽回绕上导。

所述安装座上固定安装有复位簧，所述钢缆的上导端与复位簧连接。

与臂节上端U形座对应磁环上的左侧所述凹槽、与臂节下端U形座对应磁环上的右侧所述凹槽内均凸设有与钢缆相配合的凸纹，所述钢缆与不同侧的凸纹嵌合可带动相对的两个磁环进行相对、相背滑动。

所述U形座的侧表面开设有与轴孔连通的滑槽，且滑槽内滑动连接有可被磁环吸动的磁针，所述十字轴的端部开设有可供磁针嵌卡的铁基凹孔。

优选的，所述磁环相对U形座的一端固定连接有胶罩。

优选的，所述内轴锁定件包括与U形座对应并开设于臂节端部的插槽，所述U形座的内端固定连接有内轴，且内轴活动插接在插槽内。

所述内轴的内端外圈凸设有齿纹，所述插槽内壁的下位开设有可与齿纹嵌合防转的凹齿槽，且插槽内壁的中位开设有供内轴旋转的环槽，所述内轴表面套设有弹簧圈，且弹簧圈的上下侧分别与齿纹、环槽的顶壁抵接。

所述内轴的内部设置有外轴保险。

优选的，所述外轴保险包括沿轴向开设于内轴和U形座上的贯穿孔，且贯穿孔的内部滑动连接有轴芯，所述轴芯的外端且在U形座内侧固定连接有可对十字轴抵固的U架。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明中，通过沿三维激光扫描仪向上推动操作电脑，使操作电脑通过子块从母座上滑出，以此分离操作电脑和三维激光扫描仪，操作者手持操作电脑站立在机位旁任意位置也可使用，具有更好的操作灵活性。

本发明中，由于操作电脑与三维激光扫描仪之间通过柔性臂连接，所以当操作者手滑导致操作电脑掉落时，操作电脑可通过柔性臂进行拉拽，不会直接摔至地面，具有更好的使用安全性。

本发明中，在操作电脑滑卡在三维激光扫描仪上时，U形座上的磁针沿铁基凹孔受到牵引并插入其中，使得U形座与十字轴之间无法进行转动，此时柔性臂处于僵锁状态，以此对三维激光扫描仪上的操作电脑进行锁定，使其无法从母座上脱离，保证了携带、运输过程中的安全性。

本发明中，在操作者手滑导致操作电脑掉落时，由于松手导致复位簧回拉钢缆，使得磁环解除对磁针的约束，此时磁针自动嵌锁十字轴，臂节之间自行锁定为臂架，使得操作电脑可以得到柔性臂的支撑，而不会发生较大的位置偏移、下落，进一步提高了使用过程中对操作电脑的防护。

本发明中，在操作者不便手持操作电脑使用时，其可在钢缆带动磁环、磁针解锁十字轴后，主动将操作电脑通过柔性臂调节至合适的角度、姿态，然后手动松开钢缆锁定操作电脑，便于操作者单手使用或临时离开，且将操作电脑调节至水平姿态锁定后，还可应急充当绘写承载面，使用更加灵活。

本发明中，通过在磁环解锁十字轴进行折向姿态的调节时，操作者可外拉柔性臂，使得各臂节相互之间进行分离运动，以此拉动内轴沿插槽压缩弹簧圈外滑，此时齿纹脱离与凹齿槽的嵌合锁定，而U形座可通过内轴沿臂节进行轴向的偏转，使得柔性臂的可调范围及调节手段可多样、灵活。

本发明中，通过在弹簧圈推动内轴常态內滑，使得齿纹嵌合凹齿槽锁定时，内轴中部的轴芯同步沿贯穿孔被抵出，以此将U架扣锁在十字轴上，在磁针锁定之外提供第二种锁定保险，而拉动内轴即可自动解锁，不影响整体使用的同时，还能够提高对操作电脑防掉落自锁时的强度。

附图说明

图1为本发明中的正面立体结构示意图；

图2为本发明中的背面立体结构示意图；

图3为本发明图2中局部放大图；

图4为本发明中操作电脑的正面立体结构示意图；

图5为本发明图4的局部爆炸图；

图6为本发明图4中柔性臂的部分立体结构示意图；

图7为本发明图6中磁环的立体结构剖视图；

图8为本发明图6中臂节和U形座的立体结构示意图；

图9为本发明图8局部剖视的爆炸图；

图10为本发明图9中内轴的立体结构剖视图。

图中：1、三维激光扫描仪；2、折叠脚；3、操作电脑；4、连接机构；41、卡接组件；411、子块；412、母座；413、挡盒；42、柔性臂；421、臂节；422、安装座；423、U形座；424、十字轴；425、轴孔；426、外轴锁定件；4261、支架；4262、架式握柄；4263、弹簧；4264、磁环；4265、凹槽；4266、钢缆；4267、复位簧；4268、凸纹；4269、滑槽；42610、磁针；42611、铁基凹孔；427、内轴锁定件；4271、插槽；4272、内轴；4273、齿纹；4274、凹齿槽；4275、环槽；4276、弹簧圈；4277、外轴保险；4277-1、贯穿孔；4277-2、轴芯；4277-3、U架。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术工作人员员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1至图10，本发明提供一种技术方案：一种便携式定位导航工程勘测装置，包括作为勘测主体的三维激光扫描仪1及其底部安装的折叠脚2，三维激光扫描仪1的背部设置有与其通过信号线连接使用的操作电脑3，且操作电脑3通过连接机构4与三维激光扫描仪1进行连接，利用折叠脚2可进行三维激光扫描仪1的放置，且三维激光扫描仪1的控制及相关数据反馈均通过操作电脑3实现。

本实施例中，如图1、图2、图3、图4至图10所示，连接机构4由卡接组件41和柔性臂42组成。

本实施例中，如图1、图2、图3、图4至图10所示，卡接组件41由子块411和母座412组成，且子块411和母座412均设为L形构造，子块411的数量为两个，且两个子块411呈对称外扣式固定安装在操作电脑3的背部；

母座412的数量为两个，且两个母座412呈对称内扣式固定安装在三维激光扫描仪1的背部，操作电脑3可通过子块411滑动卡接在母座412内，沿三维激光扫描仪1向上推动操作电脑3，使操作电脑3通过子块411从母座412上滑出，以此分离操作电脑3和三维激光扫描仪1，操作者手持操作电脑3站立在机位旁任意位置也可使用；

三维激光扫描仪1背侧的底部固定安装有对操作电脑3进行限位的挡盒413，且挡盒413的上侧设为开放式构造并可收纳柔性臂42。

本实施例中，如图1、图2、图3、图4至图10所示，柔性臂42由若干个臂节421和安装座422组成，相邻两个臂节421相对的端部均设置有U形座423，且相对的两个U形座423呈相对错位设置并于内侧活动连接有十字轴424，U形座423两侧边上均开设有轴孔425，十字轴424的四端分别转动连接在两个U形座423的轴孔425内；

安装座422通过螺钉固定在操作电脑3的背部，最上侧臂节421固定连接在安装座422上，最下侧臂节421固定连接在三维激光扫描仪1的底部，且剩余臂节421可叠收在挡盒413内，当操作者手滑导致操作电脑3掉落时，操作电脑3可通过柔性臂42进行拉拽，不会直接摔至地面；

臂节421的外部设置有用于锁定十字轴424的外轴锁定件426，且相邻两个臂节421及对应的U形座423内均设置有内轴锁定件427。

本实施例中，如图1、图2、图3、图4至图10所示，外轴锁定件426包括安装于操作电脑3背部的支架4261，且支架4261的内部滑动连接有架式握柄4262，架式握柄4262与支架4261之间设置有弹簧4263；

臂节421的两端均滑动套接有与U形座423对应的磁环4264，且臂节421的表面及磁环4264内壁上呈对向两侧开设有凹槽4265，安装座422上活动贯穿设置有钢缆4266，且钢缆4266的首端与架式握柄4262连接，钢缆4266的尾端顺臂节421与磁环4264之间的间隙滑动连接在单侧凹槽4265内，且钢缆4266尾端沿臂节421下放至底端并呈U形沿对向凹槽4265回绕上导；

安装座422上固定安装有复位簧4267，钢缆4266的上导端与复位簧4267连接；

与臂节421上端U形座423对应磁环4264上的左侧凹槽4265、与臂节421下端U形座423对应磁环4264上的右侧凹槽4265内均凸设有与钢缆4266相配合的凸纹4268，钢缆4266与不同侧的凸纹4268嵌合可带动相对的两个磁环4264进行相对、相背滑动；

U形座423的侧表面开设有与轴孔425连通的滑槽4269，且滑槽4269内滑动连接有可被磁环4264吸动的磁针42610，十字轴424的端部开设有可供磁针42610嵌卡的铁基凹孔42611，U形座423上的磁针42610沿铁基凹孔42611受到牵引并插入其中，使得U形座423与十字轴424之间无法进行转动，此时柔性臂42处于僵锁状态，以此对三维激光扫描仪1上的操作电脑3进行锁定。

本实施例中，如图1、图2、图3、图4至图10所示，磁环4264相对U形座423的一端固定连接有胶罩，相对贴合的两个胶罩可将相对连接的两个U形座423封闭，避免外界杂物进入该区域影响相关部件的运行，降低外界尘土、水汽侵蚀的可能性。

本实施例中，如图1、图2、图3、图4至图10所示，内轴锁定件427包括与U形座423对应并开设于臂节421端部的插槽4271，U形座423的内端固定连接有内轴4272，且内轴4272活动插接在插槽4271内；

内轴4272的内端外圈凸设有齿纹4273，插槽4271内壁的下位开设有可与齿纹4273嵌合防转的凹齿槽4274，且插槽4271内壁的中位开设有供内轴4272旋转的环槽4275，内轴4272表面套设有弹簧圈4276，且弹簧圈4276的上下侧分别与齿纹4273、环槽4275的顶壁抵接；

内轴4272的内部设置有外轴保险4277。

本实施例中，如图1、图2、图3、图4至图10所示，外轴保险4277包括沿轴向开设于内轴4272和U形座423上的贯穿孔4277-1，且贯穿孔4277-1的内部滑动连接有轴芯4277-2，轴芯4277-2的外端且在U形座423内侧固定连接有可对十字轴424抵固的U架4277-3。

本发明的使用方法和优点：该种便携式定位导航工程勘测装置在工作、使用时，工作过程如下：

如图1、图2、图3、图4至图10所示，将本装置携带至勘测点，然后利用折叠脚2进行三维激光扫描仪1的放置，并开机进行扫描勘测，此时三维激光扫描仪1的控制及相关数据反馈均通过操作电脑3实现；

S2、当因为地形或其他原因，使得操作者无法站立于三维激光扫描仪1背部使用操作电脑3时，其可以沿三维激光扫描仪1向上推动操作电脑3，使操作电脑3通过子块411从母座412上滑出，以此分离操作电脑3和三维激光扫描仪1，操作者手持操作电脑3站立在机位旁任意位置也可使用，具有更好的操作灵活性；

S3、由于操作电脑3与三维激光扫描仪1之间通过柔性臂42连接，所以当操作者手滑导致操作电脑3掉落时，操作电脑3可通过柔性臂42进行拉拽，不会直接摔至地面，具有更好的使用安全性；

S4、在操作电脑3滑卡在三维激光扫描仪1上时，U形座423上的磁针42610沿铁基凹孔42611受到牵引并插入其中，使得U形座423与十字轴424之间无法进行转动，此时柔性臂42处于僵锁状态，以此对三维激光扫描仪1上的操作电脑3进行锁定，使其无法从母座412上脱离，保证了携带、运输过程中的安全性；

S5、操作者分离操作电脑3和三维激光扫描仪1时，其应当在抓握操作电脑3时扣动架式握柄4262压缩弹簧4263偏移，以此拉动钢缆4266于凹槽4265内进行如图7所示方向的移动，且钢缆4266移动时会拉伸复位簧4267，此时左侧上移的钢缆4266通过凸纹4268带动对应的磁环4264上滑，右侧下移的钢缆4266通过凸纹4268带动对应的磁环4264下滑，即磁环4264向其对应的U形座423方向靠近，磁环4264靠近磁针42610，并吸动磁针42610向其滑动解除对十字轴424的锁定，此时臂节421之间可通过U形座423和十字轴424进行多向转动，以此便于操作电脑3通过柔性臂42与三维激光扫描仪1连接状态下的展出，且在操作者手滑导致操作电脑3掉落时，由于松手导致复位簧4267回拉钢缆4266，使得磁环4264解除对磁针42610的约束，此时磁针42610自动嵌锁十字轴424，臂节421之间自行锁定为臂架，使得操作电脑3可以得到柔性臂42的支撑，而不会发生较大的位置偏移、下落，进一步提高了使用过程中对操作电脑3的防护；

S6、在操作者不便手持操作电脑3使用时，其可在钢缆4266带动磁环4264、磁针42610解锁十字轴424后，主动将操作电脑3通过柔性臂42调节至合适的角度、姿态，然后手动松开钢缆4266锁定操作电脑3，便于操作者单手使用或临时离开，且将操作电脑3调节至水平姿态锁定后，还可应急充当绘写承载面，使用更加灵活；

S7、在磁环4264解锁十字轴424进行折向姿态的调节时，操作者可外拉柔性臂42，使得各臂节421相互之间进行分离运动，以此拉动内轴4272沿插槽4271压缩弹簧圈4276外滑，此时齿纹4273脱离与凹齿槽4274的嵌合锁定，而U形座423可通过内轴4272沿臂节421进行轴向的偏转，使得柔性臂42的可调范围及调节手段可多样、灵活；

S8、在弹簧圈4276推动内轴4272常态內滑，使得齿纹4273嵌合凹齿槽4274锁定时，内轴4272中部的轴芯4277-2同步沿贯穿孔4277-1被抵出，以此将U架4277-3扣锁在十字轴424上，在磁针42610锁定之外提供第二种锁定保险，而拉动内轴4272即可自动解锁，不影响整体使用的同时，还能够提高对操作电脑3防掉落自锁时的强度。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术工作人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (2)

1.一种便携式定位导航工程勘测装置，包括作为勘测主体的三维激光扫描仪(1)及其底部安装的折叠脚(2)，其特征在于：所述三维激光扫描仪(1)的背部设置有与其通过信号线连接使用的操作电脑(3)，且操作电脑(3)通过连接机构(4)与三维激光扫描仪(1)进行连接；

所述连接机构(4)由卡接组件(41)和柔性臂(42)组成；

所述卡接组件(41)由子块(411)和母座(412)组成，且子块(411)和母座(412)均设为L形构造，所述子块(411)的数量为两个，且两个子块(411)呈对称外扣式固定安装在操作电脑(3)的背部；

所述母座(412)的数量为两个，且两个母座(412)呈对称内扣式固定安装在三维激光扫描仪(1)的背部，所述操作电脑(3)可通过子块(411)滑动卡接在母座(412)内；

所述三维激光扫描仪(1)背侧的底部固定安装有对操作电脑(3)进行限位的挡盒(413)，且挡盒(413)的上侧设为开放式构造并可收纳柔性臂(42)；

所述柔性臂(42)由若干个臂节(421)和安装座(422)组成，相邻两个所述臂节(421)相对的端部均设置有U形座(423)，且相对的两个U形座(423)呈相对错位设置并于内侧活动连接有十字轴(424)，所述U形座(423)两侧边上均开设有轴孔(425)，所述十字轴(424)的四端分别转动连接在两个U形座(423)的轴孔(425)内；

所述安装座(422)通过螺钉固定在操作电脑(3)的背部，最上侧所述臂节(421)固定连接在安装座(422)上，最下侧所述臂节(421)固定连接在三维激光扫描仪(1)的底部，且剩余臂节(421)可叠收在挡盒(413)内；

所述臂节(421)的外部设置有用于锁定十字轴(424)的外轴锁定件(426)，且相邻两个臂节(421)及对应的U形座(423)内均设置有内轴锁定件(427)；

所述外轴锁定件(426)包括安装于操作电脑(3)背部的支架(4261)，且支架(4261)的内部滑动连接有架式握柄(4262)，所述架式握柄(4262)与支架(4261)之间设置有弹簧(4263)；

所述臂节(421)的两端均滑动套接有与U形座(423)对应的磁环(4264)，且臂节(421)的表面及磁环(4264)内壁上呈对向两侧开设有凹槽(4265)，所述安装座(422)上活动贯穿设置有钢缆(4266)，且钢缆(4266)的首端与架式握柄(4262)连接，所述钢缆(4266)的尾端顺臂节(421)与磁环(4264)之间的间隙滑动连接在单侧凹槽(4265)内，且钢缆(4266)尾端沿臂节(421)下放至底端并呈U形沿对向凹槽(4265)回绕上导；

所述安装座(422)上固定安装有复位簧(4267)，所述钢缆(4266)的上导端与复位簧(4267)连接；

与臂节(421)上端U形座(423)对应磁环(4264)上的左侧所述凹槽(4265)、与臂节(421)下端U形座(423)对应磁环(4264)上的右侧所述凹槽(4265)内均凸设有与钢缆(4266)相配合的凸纹(4268)，所述钢缆(4266)与不同侧的凸纹(4268)嵌合可带动相对的两个磁环(4264)进行相对、相背滑动；

所述U形座(423)的侧表面开设有与轴孔(425)连通的滑槽(4269)，且滑槽(4269)内滑动连接有可被磁环(4264)吸动的磁针(42610)，所述十字轴(424)的端部开设有可供磁针(42610)嵌卡的铁基凹孔(42611)；

所述内轴锁定件(427)包括与U形座(423)对应并开设于臂节(421)端部的插槽(4271)，所述U形座(423)的内端固定连接有内轴(4272)，且内轴(4272)活动插接在插槽(4271)内；

所述内轴(4272)的内端外圈凸设有齿纹(4273)，所述插槽(4271)内壁的下位开设有可与齿纹(4273)嵌合防转的凹齿槽(4274)，且插槽(4271)内壁的中位开设有供内轴(4272)旋转的环槽(4275)，所述内轴(4272)表面套设有弹簧圈(4276)，且弹簧圈(4276)的上下侧分别与齿纹(4273)、环槽(4275)的顶壁抵接；

所述内轴(4272)的内部设置有外轴保险(4277)；

所述外轴保险(4277)包括沿轴向开设于内轴(4272)和U形座(423)上的贯穿孔(4277-1)，且贯穿孔(4277-1)的内部滑动连接有轴芯(4277-2)，所述轴芯(4277-2)的外端且在U形座(423)内侧固定连接有可对十字轴(424)抵固的U架(4277-3)。

2.根据权利要求1所述的一种便携式定位导航工程勘测装置，其特征在于：所述磁环(4264)相对U形座(423)的一端固定连接有胶罩。

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