一种激光扫描测距仪的制作方法

1.本发明属于激光测距仪器技术领域，具体的说是涉及一种激光扫描测距仪。


背景技术：

2.激光测距是以激光器作为光源进行测距。根据激光工作的方式分为连续激光器和脉冲激光器。氦氖、氩离子、氪镉等气体激光器工作于连续输出状态，用于相位式激光测距；双异质砷化镓半导体激光器，用于红外测距；红宝石、钕玻璃等固体激光器，用于脉冲式激光测距。激光测距仪由于激光的单色性好、方向性强等特点，加上电子线路半导体化集成化，与光电测距仪相比，不仅可以日夜作业、而且能提高测距精度。
3.激光测距仪是采用激光测距技术进行距离测量的仪器，其重量轻、体积小、操作简单速度快而准确，且误差仅为其它光学测距仪的五分之一到数百分之一，因而被广泛用于地形测量，战场测量，坦克，飞机，舰艇和火炮对目标的测距，测量云层、飞机、导弹以及人造卫星的高度等。它是提高坦克、飞机、舰艇和火炮精度的重要技术装备。
4.由于激光测距仪价格不断下调，工业上也逐渐开始使用激光测距仪。国内外出现了一批新型的具有测距快、体积小、性能可靠等优点的微型测距仪，可以广泛应用于工业测控、矿山、港口等领域。
5.激光测距仪分为手持激光测距仪、望远镜式激光测距仪、工业激光测距仪等主要几种，除此之外，多数激光测距仪还可通过支架放置在平面上进行测量以提高稳定性，从而提升测量精度。当激光测距仪使用支架进行支撑，进行中远距离的测距时，平面的稳定性与水平度是影响测量结果的重要因素，现有的激光测距仪通常不具备自稳定功能，当平面振动或倾斜时，会导致测量点产生偏移从而造成测量偏差，特别是在船舶以及大型机械等场景使用时，现有的激光测距仪都不能起到很好的测量效果，往往需要测量人员多次测量以确保结果准确，大大拖慢了工作进度，降低了工作效率。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种激光扫描测距仪，本发明所要解决的具体问题是现有的激光测距仪通常不具有稳定功能，当平面振动或倾斜时，会造成测量点的偏移从而产生误差，往往需要测量人员多次测量以确保结果准确，大大拖慢了工作进度，降低了工作效率。
7.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
8.一种激光扫描测距仪，包括球形的壳体和位于壳体下方的支撑腿，还包括：
9.内胆，所述内胆用于安装激光探头与信号处理器；
10.所述内胆为双层结构，两层之间采用支撑杆固定，所述内胆两层之间填充氢气；
11.所述壳体与内胆之间填充有润滑油。
12.优选的，所述支撑腿优选数量为三，所述支撑腿末端固接有橡胶垫。
13.优选的，所述内胆顶部安装有支撑棒，所述支撑板与壳体顶部滑动连接，所述支撑
棒顶部设置为球体结构；
14.所述壳体顶部安装有弧形凸透镜。
15.优选的，所述凸透镜采用耐磨有机玻璃材料制成。
16.优选的，所述激光探头水平安装于内胆上，所述激光探头包括：
17.套壳，所述套壳一端贯穿内胆且与壳体内壁滑动连接，所述套壳与壳体内壁滑动连接的一端设置为球体结构，所述壳体内壁与套壳相接的位置开设有与套壳球体结构相配合的槽；
18.激光二极管，用于发射激光，安装在激光探头的球体结构内；
19.激光接收管，设置为管状，所述激光接收管包裹激光二极管。
20.优选的，所述激光探头与壳体内壁相接的位置为有机玻璃结构，所述壳体内壁与激光探头相接的位置为耐磨有机玻璃结构。
21.优选的，所述内胆还包括：
22.电池组件，所述电池组件为弧形，固接于内胆内壁；
23.配重块，所述配重块为弧形板状结构，所述配重块的重量应能够保证内胆在润滑油中浮起并平衡时，激光探头处于水平。
24.优选的，所述壳体在与激光探头相对的一侧固接有限位板，所述限位板靠近壳体中心的一侧弧度，与限位板靠近内胆一侧的弧度相同，当内胆位于壳体中心时，限位板与内胆之间留有间隙。
25.优选的，所述壳体安装限位板的位置开设有充电槽，所述充电槽的深度大于壳体的厚度且小于限位板与壳体的厚度之和；
26.所述壳体外壁位于激光探头的相对的一侧外壁嵌入有太阳能液晶显示屏。
27.优选的，所述壳体采用铝合金材质。
28.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
29.1.本发明通过将激光探头和信号处理器等元件安装在内胆上，同时内胆设置为双层并在夹层间填充氢气，使内胆能够浮在球形的壳体内，相比于现有技术中激光探头与壳体相对固定，当测距仪的支撑平面发生一定的振动或倾斜时，浮动的激光探头也能起到自稳定的作用，从而使测距仪能够在不仅局限于平面的场景使用，现有的激光测距仪若想实现这一功能，需要使用带调节高度功能的支撑腿，依次调节各支撑腿功能，人工实现调整测距仪整体的水平，本发明不需要人工调节，极大地节省了操作步骤，也降低了操作难度，进而减少了工作时间，提升了工作效率。
30.2.顶部的凸透镜与支撑棒设计一方面可以提供与润滑油浮力相对抗的力，使内胆保持平衡，另一方面，可以在凸透镜的表面刻画刻度，同时对支撑棒进行着色处理，透过凸透镜可以观察支持棒顶端相对于壳体顶部的位置，进而使测距仪同时具备水平仪的功能，同时，凸透镜表面的刻度还可以帮助使用者粗略估计支撑面与水平面之间的角度，方便了使用者对其他数据的测量。
附图说明
31.图1为本发明的直观图；
32.图2为本发明的等轴侧视图；
33.图3为本发明的主视图；
34.图4为本发明的俯视图；
35.图5为本发明的图4的a-a截面的剖视图。
36.图中：壳体1、凸透镜11、限位板12、充电槽13、支撑腿2、橡胶垫21、内胆3、连杆31、支撑棒32、电池组件33、配重块34、激光探头4、套壳41、激光二极管42、激光接收管43、显示屏5、信号处理器6。
具体实施方式
37.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，本领域普通技术人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。
38.本发明实施例通过提供一种激光扫描测距仪，解决了现有的激光测距仪通常不具有稳定功能，当平面振动或倾斜时，会造成测量点的偏移从而产生误差，往往需要测量人员多次测量以确保结果准确，大大拖慢了工作进度，降低了工作效率的技术问题。
39.本发明实施例中的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：通过设置内胆结构，并在壳体内添加液体，使内胆相对于壳体处于浮动状态，一方面可以降低振动对测量的影响，另一方面，还可起到自平衡作用，满足多种不同的使用环境。
40.为了更好的理解本发明的技术方案，请参阅图1至图5，本发明实施例中，一种激光扫描测距仪，包括球形的壳体1和位于壳体1下方的支撑腿2，还包括：
41.内胆3，内胆3用于安装激光探头4与信号处理器6；
42.内胆3为双层结构，两层之间采用连杆31固定，内胆3两层之间填充氢气；
43.壳体1与内胆3之间填充有润滑油。
44.本发明通过将激光探头4和信号处理器6等元件安装在内胆3上，同时内胆3设置为双层并在夹层间填充氢气，使内胆3能够浮在球形的壳体1内，壳体1内填充润滑油，除了能够提供给内胆3浮力外，还可起到润滑作用，同时润滑油燃点较高，而氢气在没有助燃剂的情况下也不易发生燃烧或爆炸，能够保证测距仪的安全性，相比于现有技术中激光探头4与壳体1相对固定，当测距仪的支撑平面发生一定的振动或倾斜时，浮动的激光探头4也能一定程度上降低振动或倾斜的影响，待液面平衡后，内胆3相对于水平面保持稳定，起到了自稳定的作用；同时填充的液体使用润滑油，润滑油的粘度较大，吸收振动的效果较好，同时由振动状态恢复稳定的速度较快，能够进一步降低振动的影响，起到缓冲效果，另外激光探头4在工作时会发热，润滑油还能够对激光探头4起到降温作用。
45.作为本发明的一种实施方式，支撑腿2优选数量为三，支撑腿2末端固接有橡胶垫21。
46.根据平面公理，三点支撑的效果最为稳定，同时三条支撑腿2能够适应较为复杂的地形，配合内胆3的浮动效果，能够使本发明在诸如碎石地面等场景使用，在支撑腿2末端固连橡胶垫21，能够起到一定的缓冲作用，同时橡胶垫21的形变可以增大支撑腿2与支撑面的接触面积，增大摩擦力，进一步提升稳定性。
47.作为本发明的一种实施方式，内胆3顶部安装有支撑棒32，支撑棒32与壳体1顶部
滑动连接，支撑棒32顶部设置为球体结构；
48.壳体1顶部安装有弧形凸透镜11。
49.弧形凸透镜11安装在壳体1顶部的方式可采用利用胶水粘接，或在壳体1顶部开孔后，将弧形凸透镜11与壳体1卡接，同样，只要不影响激光扫描测距仪或弧形凸透镜11的正常使用，亦可采用其他安装方式；支撑棒32一方面可以提供向下的支撑力从而与润滑油的浮力相配合，以使内胆3达到平衡状态，另一方面，可以在凸透镜11的表面刻画刻度，同时对支撑棒32进行着色处理，透过凸透镜11可以观察支撑棒32顶端相对于壳体1顶部的位置，进而使测距仪同时具备水平仪的功能，同时，凸透镜11表面的刻度还可以帮助使用者粗略估计支撑面与水平面之间的角度，方便了使用者对其他数据的测量；采用凸透镜11可以方便使用者的观察，支撑棒32顶部的球形结构可以降低支撑棒32与壳体1顶部凸透镜11的摩擦。
50.作为本发明的一种实施方式，凸透镜11采用耐磨有机玻璃材料制成。
51.凸透镜11采用耐磨有机玻璃材质可以在测距仪使用过程中降低摩擦损耗，提高了测距仪整体的使用寿命。
52.作为本发明的一种实施方式，激光探头4水平安装于内胆3上，激光探头4包括：
53.套壳41，套壳41一端贯穿内胆3且与壳体1内壁滑动连接，套壳41与壳体1内壁滑动连接的一端设置为球体结构，壳体1内壁与套壳41相接的位置开设有与套壳41球体结构相配合的槽；
54.激光二极管42，用于发射激光，安装在激光探头4的球体结构内；
55.激光接收管43，设置为管状，激光接收管43包裹激光二极管42。
56.作为本发明的一种实施方式，激光探头4与壳体1内壁相接的位置为有机玻璃结构，壳体1内壁与激光探头4相接的位置为耐磨有机玻璃结构。
57.作为本发明的一种实施方式，内胆3还包括：
58.电池组件33，电池组件33为弧形，固接于内胆3内壁；
59.配重块34，配重块34为弧形板状结构，配重块34的重量应能够保证内胆3在润滑油中浮起并平衡时，激光探头4处于水平。
60.激光探头4安装在内胆3上，当测距仪的支撑平面发生倾斜时，在内部润滑油的浮力作用下，内胆3整体不会随壳体1一起发生倾斜，在内胆3中配重块34、电池组件33以及各部分重力平衡下，激光探头4仍能在壳体1内壁的槽的限位作用下自行调整平衡，在测距仪整体稳定后正常工作，激光二极管42发射的激光透过探头末端的有机玻璃结构正常发射，返程后仍然可以被包裹激光二极管42的激光接收管43接收，并被内胆3内的信号处理器6处理，通过对内胆3中各组件的重量限定并添加配重块34，实现了激光探头4能够在一定程度上自动保持水平，从而使测距仪能够在不仅局限于平面的场景使用，现有的激光测距仪若想实现这一功能，需要使用带调节高度功能的支撑腿2，依次调节各支撑腿2功能，人工实现调整测距仪整体的水平，本发明不需要人工调节，极大地节省了操作步骤，也降低了操作难度，进而减少了工作时间，提升了工作效率。
61.作为本发明的一种实施方式，壳体1在与激光探头4相对的一侧固接有限位板12，限位板12靠近壳体1中心的一侧弧度，与限位板12靠近内胆3一侧的弧度相同，当内胆3位于壳体1中心时，限位板12与内胆3之间留有间隙。
62.限位板12的设置在于保持内胆3始终处于接近壳体1中心的位置，在限位板12、激
光探头4以及支撑棒32的共同作用下，内胆3在壳体1内部的活动区域被限制，避免了内胆3偏移导致激光探头4偏移，从而影响测量精度，同时限位板12与内胆3保持一定的间隙，一方面避免了过大的摩擦力降低内胆3的活动性，从而影响自平衡功能，另一方面限位板12与内胆3间的间隙方便润滑油渗入，使润滑油的润滑作用能够作用在限位板12与内胆3之间，从而减小二者之间的摩擦，提升测距仪整体的使用寿命。
63.作为本发明的一种实施方式，壳体1安装限位板12的位置开设有充电槽13，充电槽13的深度大于壳体1的厚度且小于限位板12与壳体1的厚度之和；
64.所述壳体1外壁位于激光探头4的相对的一侧外壁嵌入有显示屏5。
65.本发明为提升内胆3的活动性与自平衡性能，电源方面采用无线充电技术，壳体1上所开设的充电槽13深度应在保证性能的前提下尽可能深，以减小充电器与电池组件33之间所隔材质的厚度，从而提升充电性能，减小电能损耗；同时，内胆3中信号处理器6与显示屏5的交互也采用无线信号传输形式，显示屏5为特制，表面使用透过式led，底部安装小型太阳能电池板与蓄电池，且整体均嵌入壳体1，使显示屏5能够实现电能的自给自足，不需与电池进行电路接通，进一步提升内胆3的活动性，从而提升测距仪整体的自平衡性能，显示屏5可以接收由信号处理器6处理后的距离信息并实时显示，方便了操作人员的观察记录。
66.作为本发明的一种实施方式，壳体1采用铝合金材质。
67.壳体1采用铝合金材质，一方面可以提升散热性能，使激光二极管42发散的热量通过壳体1及时散掉，同时铝合金材质质量较轻，能够降低测距仪的整体重量，方便携带。
68.工作原理：激光探头4和信号处理器6等元件安装在内胆3上，同时内胆3设置为双层并在夹层间填充氢气，使内胆3能够浮在球形的壳体1内，壳体1内填充润滑油，待液面平衡后，内胆3相对于水平面保持稳定，起到了自稳定的作用；在限位板12、激光探头4以及支撑棒32的共同作用下，内胆3在壳体1内部的活动区域被限制，透过顶部的凸透镜11可以观察支持棒顶端相对于壳体1顶部的位置，进而粗略估计支撑面相对于水平面倾斜的角度；当测距仪电量低时，可以通过壳体1外壁的充电槽13插入特制的自吸式无线充电插头，对电池组件33进行充电，显示屏5为特制，表面使用透过式led，底部安装小型太阳能电池板与蓄电池，且整体均嵌入壳体1，使显示屏5能够实现电能的自给自足，显示屏5可以接收由信号处理器6处理后的距离信息并实时显示，方便了操作人员的观察记录。
69.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围；因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。