[实用新型]复合式激光扫描测头

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种复合式激光扫描测头，尤其是一种用于逆向工程中测量模型三维数据的复合式激光扫描测头。

背景技术

目前，国内外三维数据测量领域中主要采用数据测量方法有接触式和非接触式两种，在实施逆向工程过程中，其接触式测量虽然具有精度高、可靠性强，但测量速度慢、容易磨损测量面、并且需要对探头半径做补偿以及无法对软质物体进行精确测量。非接触式激光扫描又可分为激光点扫描和激光线扫描，其激光点扫描的测量速度慢，并且对工件的装夹位置关系和操作人员有要求比较高；请参考图1、2所示，其激光线扫描包括扫描测头外壳1、扫描底板2、两个三维激光扫描结构3；扫描底板2位于扫描测头外壳1下部，三维激光扫描结构3位于扫描底板2与扫描测头外壳1中间，所述三维激光扫描结构3包括面阵式CCD31、光学放大镜头32；虽然测量速度快，对工件的装夹位置关系和操作人员有要求比较底，成本低，但是，激光线扫描在扫描细小或尖锐的轮廓时，激光线发散而造成一些杂点，从而影响数据的准确性。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种激光线扫描在扫描细小或尖锐的轮廓时，可以避免激光线发散而造成一些杂点，并有利于提高测量三维数据准确度的复合式激光扫描测头。

本实用新型的次要目的在于提供一种有效得减少测量死角，提高效率，加快测量速度的复合式激光扫描测头。

为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：一种复合式激光扫描测头，其包括扫描测头外壳、扫描底板、两个三维激光扫描结构；扫描底板位于扫描测头外壳下部，三维激光扫描结构位于扫描底板与扫描测头外壳中间，所述三维激光扫描结构包括面阵式CCD、光学放大镜头；在两个三维激光扫描结构之间设置二维投影结构。

上述结构中，在所述扫描底板中部设置所述二维投影结构，所述二维投影结构包括面阵式CCD、光学放大镜头、半导体激光发生器、第一支撑件、第二支撑件；所述第一支撑件位于所述三维激光扫描结构之间，第二支撑件固定于第一支撑件上，所述光学放大镜头与所述面阵式CCD位于所述第二支撑件上部，所述光学放大镜头连接在所述面阵式CCD上。

上述结构中，所述扫描测头外壳是一体成型的绝缘体壳体。

采用上述结构后，本实用新型中复合式激光扫描测头采用三维激光扫描与二维投影相结合的方式，因此，所述激光扫描测头在扫描工件上细小产品或尖锐的轮廓时，可以避免激光线会发散而造成一些杂点，并有利于提高被测量三维数据的准确度。另外，激光扫描测头可以有效得减少测量死角，提高效率，加快测量速度。

附图说明

图1为现有技术中涉及到一种复合式激光扫描测头立体图；

图2为现有技术中涉及到一种复合式激光扫描测头内部结构立体图；

图3为本实用新型中涉及到一种复合式激光扫描测头整体立体图；

图4为本实用新型中涉及到一种复合式激光扫描测头内部结构立体图。

具体实施方式

下面结合实施例来说明本实用新型，请参考图3、4所示，该实用新型涉及到一种复合式激光扫描测头，其包括扫描测头外壳4、扫描底板5、两个三维激光扫描结构6；扫描底板5位于扫描测头外壳4下部，三维激光扫描结构6位于扫描底板5与扫描测头外壳4之间，所述三维激光扫描结构6包括面阵式CCD61、光学放大镜头62；在两个三维激光扫描结构6之间设置二维投影结构7。

所述二维投影结构7包括面阵式CCD71、光学放大镜头72、半导体激光发生器73、第一支撑件74、第二支撑件75；所述第一支撑件74位于所述三维激光扫描结构6之间，第二支撑件75固定于第一支撑件74上，所述光学放大镜头72与所述面阵式CCD71位于所述第二支撑件75上部，所述光学放大镜头72连接在所述面阵式CCD71上；所述扫描测头外壳4是一体成型的绝缘体壳体。

首先，三维激光扫描结构6主要将工件模型进行实测，获取被测工件模型二维网格，确定面阵CCD 61的像素与空间点的对应关系。当半导体激光发生器73发出激光线，投射到被测工件的待测表面，通过光学系统投影到面阵CCD61上，根据已标定的对应即可计算得到工件的高度尺寸。通过扫描系统的扫描运动而将被测工件的全部外形尺寸得到，从而有效得减少测量死角，提高效率，加快测量速度。

接着，二维投影结构7主要将标定出上述面阵CCD71的像素之间的距离，并确定面阵CCD71像素与计算机屏幕的像素点的对应关系。当工件放置于测量平台，通过放大倍数为20倍的光学放大镜头72，成像于计算机屏幕上，然后用鼠标直接在屏幕上点取所需的轮廓点，根据已标定的对应关系即可算出轮廓点的坐标值；最后，将所经过二维投影结构得到轮廓点的坐标数值与所经过三维激光扫描结构扫描得到外形尺寸数值输入图像采集卡，并且经过控制软体进行处理比较，而取其两者之间的最接近数据数值为实际加工数值，因此，二维投影结构7在扫描工件上细小、尖锐的轮廓时，避免激光线会发散而造成一些杂点，使得所述激光扫描测头测量三维数据的数值与被测量工件的实际数值之间误差达到最小，使得有利于提高被测量数据的准确度。由于采用三维激光扫描结构6与二维投影结构7相结合的复合功能完全可替代普通型激光扫描机和二维投影机的功能，因此降低该复合式激光扫描测头的成本。