激光掃描儀的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種用于測(cè)量空間和/或物體(3)的表面并用于生成以坐標(biāo)方式表示該表面的點(diǎn)云的激光掃描儀(1)，該激光掃描儀(1)包括用于產(chǎn)生激光(22)的激光源(21)、用于接收激光源(21)的激光(22)的激光檢測(cè)器(23)、能夠以?huà)呙璺绞较鄬?duì)于激光掃描儀(1)的固定基座(50)樞轉(zhuǎn)的平臺(tái)(4)、布置在平臺(tái)(4)上的用于供生成的激光(22)以聚焦激光束的形式離開(kāi)并被引導(dǎo)至表面的特定點(diǎn)處的出口點(diǎn)(24)和用于供在表面的特定點(diǎn)處散射的激光(22)進(jìn)入的入口點(diǎn)(24’)、用于基于在表面的特定點(diǎn)處散射并由激光檢測(cè)器(23)接收到的激光(22)來(lái)確定到表面的特定點(diǎn)的相應(yīng)距離的距離測(cè)量功能件、以及用于檢測(cè)到表面的特定點(diǎn)的相應(yīng)空間方向的裝置，尤其是，該裝置具有用于確定平臺(tái)(4)相對(duì)于基座(50)的相應(yīng)樞轉(zhuǎn)位置的一個(gè)或更多個(gè)拾取器(58)，其特征在于，并聯(lián)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器(5)使所述平臺(tái)(4)相對(duì)于所述基座進(jìn)行樞轉(zhuǎn)，以在所述表面的多個(gè)點(diǎn)上掃描所述激光束。
【專(zhuān)利說(shuō)明】激光掃描儀
[0001]本發(fā)明涉及一種根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求1的前序部分的激光掃描儀，用于測(cè)量表面并生成以坐標(biāo)方式重構(gòu)該表面的點(diǎn)云。
[0002]W01997/040342A2描述了一種用于在任意三維距離上捕獲物體的激光掃描儀。這種激光掃描儀具有用于生成激光的激光源和用于接收來(lái)自激光源的激光的激光檢測(cè)器。所生成的激光經(jīng)出口點(diǎn)離開(kāi)激光掃描儀，被物體散射，經(jīng)入口點(diǎn)重新進(jìn)入激光掃描儀。這種激光掃描儀具有:旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器，該旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器用于旋轉(zhuǎn)在兩個(gè)相互正交的軸上具有兩個(gè)自由度的反射鏡；以及拾取器(pickup)，該拾取器用于確立所述旋轉(zhuǎn)。通過(guò)旋轉(zhuǎn)這些反射鏡，激光掃描了物體的大量散射點(diǎn)。激光源、激光檢測(cè)器和拾取器發(fā)射狀態(tài)信號(hào)。激光掃描儀具有評(píng)估單元，用于評(píng)估狀態(tài)信號(hào)。評(píng)估散射激光的脈沖運(yùn)行時(shí)間提供了激光掃描儀和物體的散射點(diǎn)之間的距離值。激光掃描儀可被定位在位于物體處的支架上，并通過(guò)電力供應(yīng)單元來(lái)提供電流。激光掃描儀的視場(chǎng)角為40° X40°。對(duì)于距離為從1-50米的單獨(dú)測(cè)量，位置精度是+/_6mm,且路徑精度是+/_4mm。旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器的掃描速度是1000-5000點(diǎn)/秒。
[0003]這樣的激光掃描儀由 申請(qǐng)人:以HDS2500的命名進(jìn)行銷(xiāo)售，其在售的后繼型號(hào)被命名為HDS3000。在HDS3000中，視場(chǎng)角明顯變大，為360° X270° ;距離值的位置精度和路徑精度保持不變。旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器的掃描速度在豎直方向上是5000點(diǎn)/秒，在水平方向上是20000點(diǎn)/秒。HDS3000的質(zhì)量為16kg ;其立體尺寸為27X37X51cm3(這兩項(xiàng)規(guī)格涉及不含評(píng)估單元、電源單元和支架的HDS3000)。
[0004]W02008/019856A1披露了關(guān)于激光掃描儀設(shè)計(jì)的進(jìn)一步細(xì)節(jié)。該激光掃描儀具有旋轉(zhuǎn)體，該旋轉(zhuǎn)體利用第一旋轉(zhuǎn)軸圍繞轉(zhuǎn)子可旋轉(zhuǎn)地安裝，轉(zhuǎn)子繼而利用第二旋轉(zhuǎn)軸可旋轉(zhuǎn)地安裝在定子上。第一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)體而第二旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子。第一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器、激光源和激光檢測(cè)器被布置在轉(zhuǎn)子內(nèi)。出口點(diǎn)、入口點(diǎn)和反射鏡被布置在旋轉(zhuǎn)體上。從轉(zhuǎn)子內(nèi)的激光源發(fā)出的激光經(jīng)由光學(xué)發(fā)射連接被引導(dǎo)至旋轉(zhuǎn)體，并從那里通過(guò)反射鏡被引導(dǎo)至出口點(diǎn)。由物體散射的激光在入口點(diǎn)進(jìn)入旋轉(zhuǎn)體，并經(jīng)由反射鏡和光學(xué)接收連接被引導(dǎo)至轉(zhuǎn)子內(nèi)的激光檢測(cè)器。光學(xué)發(fā)射連接和光學(xué)接收連接是分配給轉(zhuǎn)子和旋轉(zhuǎn)體的光學(xué)傳輸元件，且與旋轉(zhuǎn)無(wú)關(guān)。
[0005]本發(fā)明的第一目的包括提供一種改進(jìn)的激光掃描儀。本發(fā)明進(jìn)一步的目的包括提供這樣一種激光掃描儀，該激光掃描儀帶有高位置精度和路徑精度、高掃描速度，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、立體尺寸小、重量輕、耗電量少、實(shí)際應(yīng)用中適應(yīng)性高且生產(chǎn)和維護(hù)成本低。
[0006]這些目的中的至少一個(gè)由獨(dú)立權(quán)利要求或從屬權(quán)利要求中的技術(shù)特征實(shí)現(xiàn)。
[0007]根據(jù)本發(fā)明，用于測(cè)量空間和/或物體的表面并用于生成以坐標(biāo)方式(coordinately)重構(gòu)該表面的點(diǎn)云的激光掃描儀具有:用于生成激光的激光源和接收來(lái)自激光源的激光的激光檢測(cè)器；出口點(diǎn)，用于供所生成的激光以聚焦激光束的形式離開(kāi)并被引導(dǎo)至表面上相應(yīng)的點(diǎn)；以及入口點(diǎn)，用于供在表面上相應(yīng)的點(diǎn)發(fā)生散射的激光進(jìn)入，出口點(diǎn)和入口點(diǎn)被布置在激光掃描儀的平臺(tái)上，該平臺(tái)能相對(duì)于激光掃描儀的固定基座以?huà)呙璺绞綐修D(zhuǎn)。激光掃描儀還包括距離測(cè)量功能件，該距離測(cè)量功能件用于基于在表面上的相應(yīng)點(diǎn)處散射并由激光檢測(cè)器接收到的激光來(lái)確定表面上相應(yīng)點(diǎn)的相應(yīng)距離,該激光掃描儀還包括用于捕獲表面上的相應(yīng)點(diǎn)的相應(yīng)空間方向的裝置，尤其是，該裝置具有用于確立平臺(tái)相對(duì)于基座的相應(yīng)樞轉(zhuǎn)位置的一個(gè)或多個(gè)拾取器。根據(jù)本發(fā)明，并聯(lián)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器使平臺(tái)相對(duì)于基座進(jìn)行樞轉(zhuǎn)，以在表面上的多個(gè)點(diǎn)上掃描激光束。
[0008]具有并聯(lián)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器的激光掃描儀以直接接合的方式來(lái)使平臺(tái)樞轉(zhuǎn)。與現(xiàn)有技術(shù)中具有兩個(gè)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器(其中第一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子，第二個(gè)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器附接在轉(zhuǎn)子上)的串聯(lián)運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)相比，它具有若干顯著技術(shù)效果:
[0009]-第一，增加了激光掃描儀的位置精度和路徑精度。致動(dòng)誤差和旋轉(zhuǎn)不準(zhǔn)確性可以不再?gòu)牡谝恍D(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器傳播到第二旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器。
[0010]-第二，激光掃描儀不再具有軸線特定掃描速度。兩個(gè)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器在扭矩方面具有相同設(shè)計(jì)，但必須驅(qū)動(dòng)不同的大質(zhì)量。這樣的結(jié)果是繞著第一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器的豎直軸線的掃描速度要比繞著第二旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器的水平軸線的掃描速度小幾個(gè)數(shù)量級(jí)。
[0011]-第三，增加了激光掃描儀的掃描速度。對(duì)于在物體的n個(gè)散射點(diǎn)上的網(wǎng)格狀或螺旋狀二維掃描來(lái)講，兩個(gè)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器中的每一個(gè)均必須執(zhí)行n次旋轉(zhuǎn)；總的來(lái)說(shuō)，共執(zhí)行了2n次旋轉(zhuǎn)。與此形成鮮明對(duì)比的是，并聯(lián)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器以螺旋運(yùn)動(dòng)使平臺(tái)繞固定點(diǎn)樞轉(zhuǎn)。與對(duì)物體的n個(gè)散射點(diǎn)進(jìn)行二維掃描相比較，在其它條件相同的情況下，并聯(lián)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器僅僅需要執(zhí)行n次旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，掃描速度提高了一倍。
[0012]本發(fā)明的有利改進(jìn)可以體現(xiàn)在從屬權(quán)利要求的技術(shù)特征。
[0013]并聯(lián)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器有利地使平臺(tái)在水平方向和豎直方向上按照大體上相同的掃描速度進(jìn)行樞轉(zhuǎn)。
[0014]在沿水平方向和豎直方向進(jìn)行樞轉(zhuǎn)期間，激光掃描儀具有大體相同的慣性和大體相同的掃描速度，從而增大了它的位置精度和路徑精度。
[0015]并聯(lián)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器有利地具有多個(gè)致動(dòng)器，這多個(gè)致動(dòng)器布置在平臺(tái)上的驅(qū)動(dòng)器平面內(nèi)，每一個(gè)驅(qū)動(dòng)器都直接作用于平臺(tái)；優(yōu)選地，并聯(lián)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器針對(duì)驅(qū)動(dòng)器的每個(gè)設(shè)定發(fā)射第一狀態(tài)信號(hào)。
[0016]致動(dòng)器是有源控制元件并使平臺(tái)移動(dòng)。并聯(lián)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器的致動(dòng)器現(xiàn)在被布置在平臺(tái)上的驅(qū)動(dòng)器平面內(nèi)，在功能和空間上都被分組；這樣就簡(jiǎn)化了激光掃描儀的設(shè)計(jì)并因此減小了激光掃描儀的立體尺寸，與現(xiàn)有技術(shù)不同，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器不再位于彼此疊置的若干平面內(nèi)。此外，這樣的驅(qū)動(dòng)器平面能以簡(jiǎn)單有效的方式被封裝，同時(shí)防范了并聯(lián)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器出現(xiàn)振動(dòng)和來(lái)自環(huán)境中灰塵、蒸汽、水汽的進(jìn)入，增加了在激光掃描儀領(lǐng)域中使用的適應(yīng)性，并保持了較低的維護(hù)成本。
[0017]并聯(lián)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器有利地具有至少兩個(gè)致動(dòng)器；每個(gè)致動(dòng)器都是直線致動(dòng)器或旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器。
[0018]兩個(gè)或更多個(gè)致動(dòng)器以螺旋運(yùn)動(dòng)來(lái)樞轉(zhuǎn)激光掃描儀的平臺(tái)。因此，在具有兩個(gè)自由度的一個(gè)驅(qū)動(dòng)器平面內(nèi)布置兩個(gè)致動(dòng)器是可能的；并且能在具有六個(gè)自由度的驅(qū)動(dòng)器平面內(nèi)布置六個(gè)致動(dòng)器。對(duì)于二維掃描，連續(xù)地順時(shí)針或逆時(shí)針調(diào)整致動(dòng)器使平臺(tái)樞轉(zhuǎn)。
[0019]拾取器有利地確立平臺(tái)相對(duì)于基座的樞轉(zhuǎn)；對(duì)于每次捕獲到平臺(tái)相對(duì)于基座的樞轉(zhuǎn)，拾取器輸出第二狀態(tài)信號(hào)。有利地，拾取器被分配給致動(dòng)器，該拾取器在分配給致動(dòng)器的區(qū)域中確立平臺(tái)相對(duì)于基座的樞轉(zhuǎn)，和/或拾取器被分配給穩(wěn)定器，該拾取器在分配給穩(wěn)定器的區(qū)域中確立平臺(tái)相對(duì)于基座的樞轉(zhuǎn)。[0020]相比現(xiàn)有技術(shù)中具有兩個(gè)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器且每個(gè)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器具有一個(gè)旋轉(zhuǎn)拾取器的串聯(lián)運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)，其中旋轉(zhuǎn)拾取器捕獲關(guān)于不同基準(zhǔn)例如轉(zhuǎn)子或定子的旋轉(zhuǎn)，這種拾取器的并聯(lián)運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)帶來(lái)了顯著的技術(shù)效果:相對(duì)于同一個(gè)基準(zhǔn)，(即基座)捕獲了平臺(tái)的多次旋轉(zhuǎn)。因此，首先，沒(méi)有誤差傳播，其次，在對(duì)于兩個(gè)或更多個(gè)致動(dòng)器和/或穩(wěn)定器的兩個(gè)或更多個(gè)拾取器的情況下，通過(guò)形成平均值而降低了測(cè)量誤差；這樣就增大了激光掃描儀的位置精度和路徑精度。
[0021]致動(dòng)器有利地附接至基座；致動(dòng)器將平臺(tái)的負(fù)載的至少一部分引入基座。并聯(lián)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器有利地具有穩(wěn)定器；穩(wěn)定器經(jīng)由第一軸承直接附接至平臺(tái)；穩(wěn)定器經(jīng)由另外的軸承直接附接至基座；這些軸承經(jīng)由鉸鏈臂彼此以機(jī)械的方式連接；穩(wěn)定器將平臺(tái)的負(fù)載的至少一部分引入基座。
[0022]穩(wěn)定器是無(wú)源控制元件，并且使得平臺(tái)具有剛性。平臺(tái)的負(fù)載可借助致動(dòng)器和穩(wěn)定器二者被引入基座。穩(wěn)定器能用于借助穩(wěn)定器的剛度特性有針對(duì)性地設(shè)定并聯(lián)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器的剛度。如果僅借助致動(dòng)器將平臺(tái)的一部分負(fù)載引入基座，則致動(dòng)器被卸載，這就是部分卸載的致動(dòng)器在立體尺寸方面因此能相比不能部分卸載的致動(dòng)器具有更小的設(shè)計(jì)的原因，從而節(jié)約了生產(chǎn)成本，同時(shí)在致動(dòng)器操作期間節(jié)約了電力消耗。這進(jìn)一步降低了激光掃描儀的立體尺寸和重量。
[0023]致動(dòng)器和/或穩(wěn)定器有利地阻尼了并聯(lián)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器的至少一些振動(dòng)。
[0024]作為有源控制元件的致動(dòng)器和作為有源控制元件的穩(wěn)定器也能阻尼平臺(tái)上的在并聯(lián)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器工作期間產(chǎn)生的振動(dòng)。通過(guò)設(shè)定致動(dòng)器的阻尼特性和/或設(shè)定穩(wěn)定器的阻尼特性，能有針對(duì)性地來(lái)阻尼平臺(tái)上的振動(dòng)，從而為激光掃描儀帶來(lái)高位置精度和高路徑精度。
[0025]旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器有利地具有旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器、轉(zhuǎn)臂和軸承；旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器通過(guò)軸承直接附接至平臺(tái)。軸承有利地是鉸鏈軸承或樞轉(zhuǎn)軸承或撓性構(gòu)件。
[0026]在此旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器中，轉(zhuǎn)臂將旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器的扭矩轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器的輸出力矩，該輸出力矩通過(guò)軸承直接作用于平臺(tái)。與不具有這樣的機(jī)械傳動(dòng)比率的直線致動(dòng)器的直線驅(qū)動(dòng)器相比，旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器因此為了達(dá)到相同的輸出力矩而需要具有相對(duì)較小的設(shè)計(jì)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器，從而節(jié)省了生產(chǎn)成本，同時(shí)在旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器工作期間節(jié)省了電力消耗。此外，與直線致動(dòng)器的情形不同，平臺(tái)負(fù)載不由直線驅(qū)動(dòng)器直接支撐，而是由軸承支撐，從而減少了磨損，并因此保持了旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器的低維修成本。
[0027]有利地，激光源、激光檢測(cè)器、出口點(diǎn)、入口點(diǎn)和用于光束引導(dǎo)的反射鏡在平臺(tái)上形成了第一光學(xué)單兀。
[0028]與現(xiàn)有技術(shù)不同，在轉(zhuǎn)子和出口點(diǎn)上不存在激光源和激光檢測(cè)器的單獨(dú)布置，在旋轉(zhuǎn)體上不存在入口點(diǎn)和反射鏡的單獨(dú)布置。結(jié)果，因?yàn)椴恍枰c旋轉(zhuǎn)無(wú)關(guān)的光學(xué)傳輸元件，因此光束引導(dǎo)得以簡(jiǎn)化。結(jié)果，激光掃描儀的設(shè)計(jì)得以簡(jiǎn)化，激光掃描儀的生產(chǎn)成本得以降低。同時(shí)，這樣的光學(xué)單元可容易且有效地被封裝，以防范環(huán)境中灰塵、蒸汽和水汽的進(jìn)入，從而增大了在激光掃描儀領(lǐng)域中使用的適應(yīng)性，并保持較低的維護(hù)成本。
[0029]有利地，第一光學(xué)單元經(jīng)由電路或光路，優(yōu)選地經(jīng)由光波導(dǎo)來(lái)發(fā)射另外的狀態(tài)信號(hào)，和/或第一光學(xué)單元經(jīng)由電路或光路，優(yōu)選地通過(guò)光波導(dǎo)來(lái)發(fā)射第二狀態(tài)信號(hào)和另外的狀態(tài)信號(hào)。[0030]第一光學(xué)單元借助具有成本效益的電路或光路來(lái)向外部評(píng)估單元傳送狀態(tài)信號(hào)。出于抗干擾的原因，狀態(tài)信號(hào)可通過(guò)光波導(dǎo)傳播以抗干擾，從而增大了在該領(lǐng)域中使用的適應(yīng)性。
[0031]有利地，出口點(diǎn)、入口點(diǎn)和用于光束引導(dǎo)的反射鏡在平臺(tái)上形成了第二光學(xué)單元；且激光源和激光檢測(cè)器在另外的基座上形成了平臺(tái)遠(yuǎn)端的光學(xué)單元。
[0032]因此，僅有出口點(diǎn)、入口點(diǎn)和反射鏡被布置在平臺(tái)上，在功能和空間上被組合在第二光學(xué)單元內(nèi)，而激光源和激光檢測(cè)器在另外的基座上形成了平臺(tái)遠(yuǎn)端的光學(xué)單元。另外，與現(xiàn)有技術(shù)中的旋轉(zhuǎn)體不同，這種平臺(tái)因此不再需要被額外地設(shè)計(jì)為用于接納第二旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器和與該第二旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器在功能上連接的旋轉(zhuǎn)軸承。這種平臺(tái)能夠以輕巧的結(jié)構(gòu)模被建立，并且能夠具有較小的立體尺寸。結(jié)果，不僅激光掃描儀的設(shè)計(jì)被簡(jiǎn)化并且降低了其立體尺寸，而且激光掃描儀的重量也降低了。
[0033]本發(fā)明更進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)和特性可從下述結(jié)合附圖對(duì)目前優(yōu)選實(shí)施方式的描述中以示例性的方式體現(xiàn)出來(lái)。在附圖中:
[0034]圖1示意性地示出了具有帶水平對(duì)齊平臺(tái)的并聯(lián)運(yùn)動(dòng)(kinematic)驅(qū)動(dòng)器的激光掃描儀的實(shí)施方式的一部分；
[0035]圖2示意性地示出了根據(jù)圖1的激光掃描儀的帶有向上樞轉(zhuǎn)的平臺(tái)的實(shí)施方式的一部分；
[0036]圖3示意性地示出了根據(jù)圖1的激光掃描儀的帶有向下樞轉(zhuǎn)的平臺(tái)的實(shí)施方式的一部分；
[0037]圖4示意性地示出了根據(jù)圖1-3的激光掃描儀的帶有位于平臺(tái)上的入口點(diǎn)、出口點(diǎn)和反射鏡的第一實(shí)施方式的一部分；
[0038]圖5是示意性地示出了根據(jù)圖1-3的激光掃描儀的帶有位于平臺(tái)上的入口點(diǎn)、出口點(diǎn)、反射鏡、激光源和激光檢測(cè)器的第二實(shí)施方式的一部分；
[0039]圖6示意性地示出了根據(jù)圖1-4的激光掃描儀的帶有評(píng)估單元、電力供應(yīng)單元和支架的實(shí)施方式的一部分；
[0040]圖7示意性地示出了根據(jù)圖1-3和5的激光掃描儀的帶有評(píng)估單元、電力供應(yīng)單元和支架的實(shí)施方式的一部分；
[0041]圖8示意性地示出了根據(jù)圖1-3的激光掃描儀的帶有用于獲取水平對(duì)齊的平臺(tái)的拾取器的實(shí)施方式的一部分；
[0042]圖9示意性地示出了根據(jù)圖8的激光掃描儀的帶有用于獲取向上樞轉(zhuǎn)的平臺(tái)的拾取器的實(shí)施方式的一部分；
[0043]圖10示意性地示出了根據(jù)圖1-7的并聯(lián)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器的帶有處于非樞轉(zhuǎn)位置的線性致動(dòng)器的第一實(shí)施方式的一部分；
[0044]圖11示意性地示出了根據(jù)圖10的并聯(lián)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器的帶有處于樞轉(zhuǎn)位置的線性致動(dòng)器的實(shí)施方式的一部分；
[0045]圖12示意性地示出了根據(jù)圖1-7的并聯(lián)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器的帶有處于非樞轉(zhuǎn)位置的具有鉸鏈軸承雙臂的旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器的第二實(shí)施方式的一部分；
[0046]圖13示意性地示出了根據(jù)圖12的并聯(lián)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器的帶有處于樞轉(zhuǎn)位置的具有鉸鏈軸承雙臂的旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器的實(shí)施方式的一部分；[0047]圖14示意性地示出了根據(jù)圖1-7的并聯(lián)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器的帶有處于非樞轉(zhuǎn)位置的具有鉸鏈軸承單臂的旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器的第三實(shí)施方式的一部分；
[0048]圖15示意性地示出了根據(jù)圖14的并聯(lián)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器的帶有處于樞轉(zhuǎn)位置的具有鉸鏈軸承單臂的旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器的實(shí)施方式的一部分；
[0049]圖16示意性地示出了根據(jù)圖1-7的并聯(lián)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器的帶有處于非樞轉(zhuǎn)位置的具有旋轉(zhuǎn)軸承雙臂的旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器的第四實(shí)施方式的一部分；
[0050]圖17示意性地示出了根據(jù)圖16的并聯(lián)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器的帶有處于樞轉(zhuǎn)位置的具有旋轉(zhuǎn)軸承雙臂的旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器的實(shí)施方式的一部分；
[0051]圖18示意性地示出了根據(jù)圖1-7的并聯(lián)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器的帶有處于非樞轉(zhuǎn)位置的具有撓性構(gòu)件雙臂的旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器的第五實(shí)施方式的一部分；
[0052]圖19示意性地示出了根據(jù)圖18的并聯(lián)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器的帶有處于樞轉(zhuǎn)位置的具有撓性構(gòu)件雙臂的旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器的實(shí)施方式的一部分；
[0053]圖20示意性地示出了根據(jù)圖1-7的并聯(lián)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器的帶有處于非樞轉(zhuǎn)位置的具有鉸鏈軸承單臂的穩(wěn)定器的第五實(shí)施方式的一部分；
[0054]圖21示意性地示出了根據(jù)圖20的并聯(lián)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器的帶有處于樞轉(zhuǎn)位置的具有鉸鏈軸承單臂的穩(wěn)定器的實(shí)施方式的一部分；
[0055]圖22示意性地示出了根據(jù)圖1-7的并聯(lián)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器的帶有處于非樞轉(zhuǎn)位置的具有撓性構(gòu)件雙臂的穩(wěn)定器的第六實(shí)施方式的一部分；
[0056]圖23示意性地示出了根據(jù)圖22的并聯(lián)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器的帶有處于樞轉(zhuǎn)位置的具有撓性構(gòu)件雙臂的穩(wěn)定器的實(shí)施方式的一部分。
[0057]附圖示出了具有并聯(lián)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器5的激光掃描儀I的多個(gè)實(shí)施方式。根據(jù)圖1-3，激光掃描儀I通過(guò)掃描為聚焦激光束形式的激光22，以二維(2D)或三維(3D)在極坐標(biāo)系的空間坐標(biāo)中獲取遠(yuǎn)離的物體3的至少一個(gè)表面。物體3可具有任意尺寸、形式或形狀。激光掃描儀I和物體3之間的距離在0.1-100米的范圍內(nèi)，優(yōu)選地是I到1200米的范圍內(nèi)。如圖6和7所示，激光掃描儀I可放置在位于物體3處的支架6上；激光掃描儀I還具有評(píng)估單元7和電力供應(yīng)單元8。然而，支架的使用對(duì)于激光掃描儀I的工作而言不是必須的。激光掃描儀I的質(zhì)量低于10kg，優(yōu)選地低于3.0kg，優(yōu)選地低于0.3kg，優(yōu)選地低于0.1kg ；這是沒(méi)有評(píng)估單元7、沒(méi)有電力供應(yīng)單元8和沒(méi)有支架6的情況。
[0058]如圖1-7所示，激光掃描儀I具有光學(xué)單元2，2’，2”的多個(gè)實(shí)施方式。第一光學(xué)單元2包括用于生成激光22的激光源21，用于接收激光22的激光檢測(cè)器23，供發(fā)射至表面上相應(yīng)的點(diǎn)的激光22從激光掃描儀I發(fā)出的出口點(diǎn)24，供在表面上相應(yīng)的點(diǎn)處發(fā)生散射的激光22進(jìn)入激光掃描儀I的入口點(diǎn)24’，用于對(duì)激光22進(jìn)行光束引導(dǎo)的反射鏡25。第二光學(xué)單元2’包括出口點(diǎn)24、入口點(diǎn)24’和反射鏡25。平臺(tái)遠(yuǎn)端(platform-distant)的光學(xué)單元2”包括激光源21和激光檢測(cè)器23。第一光學(xué)單元2和第二光學(xué)單元2’均布置在平臺(tái)4上；平臺(tái)遠(yuǎn)端的光學(xué)單元2”布置在另外的基座50’上。根據(jù)圖1-4和6，第一光學(xué)單元2和第二光學(xué)單元2’通過(guò)平臺(tái)4和并聯(lián)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器5布置在支架6上。根據(jù)圖5和7，平臺(tái)遠(yuǎn)端的光學(xué)單元2”通過(guò)另外的基座50’布置在支架6上。
[0059]激光源21是具有脈沖或連續(xù)激光22的激光器。因此，激光源21是具有波長(zhǎng)為532nm、905nm等的激光22的脈沖激光。激光源21也可以是具有波長(zhǎng)為635nm、650nm等的激光22的連續(xù)激光。如果本發(fā)明被公開(kāi)，那么本領(lǐng)域技術(shù)人員還能使用諸如無(wú)線電波、微波、可見(jiàn)光、X-射線輻射、伽馬輻射等的電磁波來(lái)代替激光。由激光源21生成的激光22被反射鏡25引導(dǎo)至出口點(diǎn)24。反射鏡25是平面鏡；反射鏡25可以是部分透射式的。出口點(diǎn)24和入口點(diǎn)24’包括一個(gè)或多個(gè)焦距為30-80mm的光學(xué)透鏡。被物體3的散射點(diǎn)散射的激光22被反射鏡25引導(dǎo)至激光檢測(cè)器23。這里，術(shù)語(yǔ)“散射”被理解為表示激光22與物體3相互作用后產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)。局部地，這種相互作用發(fā)生在物體3的散射點(diǎn)上。散射點(diǎn)可以是物體3的自然固態(tài)部件，或者是為了實(shí)施本方法暫時(shí)附著到物體3上的反射目標(biāo)標(biāo)記。激光掃描儀I可測(cè)量所生成的激光22和被散射的激光22之間的相移或脈沖運(yùn)行時(shí)間差。
[0060]激光掃描儀I具有根據(jù)散射在表上相應(yīng)點(diǎn)并被激光檢測(cè)器23接收的激光22來(lái)確定到表面上相應(yīng)點(diǎn)的相應(yīng)距離的距離測(cè)量功能件，以及用于獲取到表面上相應(yīng)點(diǎn)的相應(yīng)的空間方向的裝置，特別地，該裝置具有一個(gè)或多個(gè)用于確立平臺(tái)4相對(duì)于基座50的相應(yīng)樞轉(zhuǎn)位置的拾取器58。
[0061]激光檢測(cè)器23是具有光電二極管指數(shù)的傳感器，例如電荷耦合器件(CCD)、互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)等。除傳感器之外，激光檢測(cè)器23可包含具有2-20Mpx分辨率的CCD攝像機(jī)。該攝像機(jī)可對(duì)物體3成像，其能放大物體3的圖像并放大物體3中激光掃描儀I與之對(duì)齊的部分。激光檢測(cè)器23在l-50m的距離范圍內(nèi)以+/-6mm的位置精度和+/_4mm的路徑精度在進(jìn)行單獨(dú)測(cè)量時(shí)捕獲物體3的紋理。激光源21和激光檢測(cè)器23發(fā)射用于通過(guò)電路或諸如光波導(dǎo)管的光路所生成和所接收的激光22的另外的狀態(tài)信號(hào)72。激光源21和激光檢測(cè)器23借助電路或光路由電力供應(yīng)單元8饋送更多電流82。
[0062]激光掃描儀I因此可以是光電測(cè)距儀(EDM)，尤其是像模塊一樣被安裝在 申請(qǐng)人:命名為 Disto D2、Disto D5、Disto D8 或 3D Disto, Viva TS15、HDS6200 的產(chǎn)品內(nèi)。這些EDM模塊可以是現(xiàn)有的傳統(tǒng)相位測(cè)量?jī)x或采用波形數(shù)字化(WFD)技術(shù)的距離測(cè)量?jī)x。能得到的位置和路徑精度以及測(cè)量速率同樣取決于采用的發(fā)射功率和接收光學(xué)單元。使用現(xiàn)有技術(shù)，這類(lèi)EDM模塊獲得毫米級(jí)的位置和路徑精度，以及100赫茲和千赫茲級(jí)的掃描速度(測(cè)量速度)。這類(lèi)EDM模塊的質(zhì)量?jī)H僅是30g到50g ;對(duì)于相位測(cè)量?jī)x，這類(lèi)EDM模塊的立體尺寸為2X3X4cm3，對(duì)于WFD距離測(cè)量?jī)x，為2X4X6cm3。
[0063]根據(jù)圖1-3，并聯(lián)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器5的致動(dòng)器5’和穩(wěn)定器5”被布置在激光掃描儀I的平臺(tái)4上，且直接作用于平臺(tái)4上。并聯(lián)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器5使得平臺(tái)4相對(duì)基座50進(jìn)行樞轉(zhuǎn)。平臺(tái)4在水平方向和豎直方向上以大體上相同的掃描速度進(jìn)行樞轉(zhuǎn)。此處使用的術(shù)語(yǔ)“大體”意思是> =90%，也就是掃描速度的10%的偏差是可以的。并聯(lián)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器5具有用于設(shè)定致動(dòng)器5’的控制單元，該控制單元通過(guò)電路或光路對(duì)致動(dòng)器5’的每次設(shè)定發(fā)射第一狀態(tài)信號(hào)75。平臺(tái)4相對(duì)于基座50的樞轉(zhuǎn)可由拾取器58通過(guò)拾取器信號(hào)59確立。拾取器58還具有控制單元，該控制單元通過(guò)電路或光路對(duì)平臺(tái)4獲取的每次樞轉(zhuǎn)發(fā)射第二狀態(tài)信號(hào)75’。拾取器58有利地被分配給致動(dòng)器5’或穩(wěn)定器5”，該拾取器58在分配給的致動(dòng)器5’或穩(wěn)定器5”的范圍內(nèi)確立平臺(tái)4相對(duì)于基座50的樞轉(zhuǎn)。致動(dòng)器5’和拾取器58借助電路或光路被饋送來(lái)自電力供應(yīng)單元8的電流85，85’。
[0064]拾取器58基于非接觸式原理來(lái)工作并被布置在基座50上?？梢詫?shí)現(xiàn)拾取器58的多個(gè)實(shí)施方式；為此，圖8和9不出了不例性實(shí)施方式。拾取器58具有光學(xué)發(fā)射器581,例如發(fā)光二極管(LED)、激光二極管等，以及光學(xué)傳感器582,例如一維或二維的光電管排布。光學(xué)發(fā)射器581發(fā)射的光點(diǎn)583被平臺(tái)4反射并被光學(xué)傳感器582捕獲。在根據(jù)圖8的無(wú)樞轉(zhuǎn)平臺(tái)4的情況下，光學(xué)傳感器582捕獲光電管排布的參考點(diǎn)中的散射光點(diǎn)。在根據(jù)圖9的樞轉(zhuǎn)平臺(tái)4的情況下，光學(xué)傳感器582捕獲離參考點(diǎn)一定距離的信號(hào)點(diǎn)中的散射光點(diǎn)，該信號(hào)點(diǎn)取決于樞轉(zhuǎn)的尺寸和方向。光學(xué)發(fā)射器581發(fā)射的光點(diǎn)583可照亮光掩模584并產(chǎn)生具有多個(gè)點(diǎn)或線的掩模圖案583’，該掩模圖案583’被平臺(tái)4反射并被光學(xué)傳感器582捕獲。光學(xué)掩模584被布置在平臺(tái)4上且隨平臺(tái)4共同樞轉(zhuǎn)。在根據(jù)圖8的無(wú)樞轉(zhuǎn)平臺(tái)4的情況下，光學(xué)傳感器582捕獲光電管排布的參考圖案585, 585’中的掩模圖案583’。在根據(jù)圖9的樞轉(zhuǎn)平臺(tái)4的情況下，光學(xué)傳感器582捕獲信號(hào)圖案585，585’中的掩模圖案583’，信號(hào)圖案585，585’取決于樞轉(zhuǎn)的尺寸和方向而區(qū)別于參考圖案585，585’。比較圖8和圖9可以看出，反射的掩模圖案583’的左手分支通過(guò)向上樞轉(zhuǎn)平臺(tái)4而提供了較窄的信號(hào)圖案585，而反射的掩模圖案583’的右手分支通過(guò)向上樞轉(zhuǎn)平臺(tái)4而提供了較寬的信號(hào)圖案585’。平臺(tái)4的樞轉(zhuǎn)可以按照+/-5 μ m，優(yōu)選地+/-1 μ m的精度而與每個(gè)參考點(diǎn)或參考圖案唯一地相關(guān)聯(lián)。如果本申請(qǐng)被公開(kāi)，那么本領(lǐng)域的技術(shù)人員還能將光電管排布應(yīng)用于平臺(tái)4，并在那里獲取非反射光點(diǎn)583或非反射掩模圖案583’。
[0065]圖10-23示出了致動(dòng)器5’和穩(wěn)定器5”的多個(gè)實(shí)施方式。致動(dòng)器5’和穩(wěn)定器5”被布置在位于平臺(tái)4和基座50之間的驅(qū)動(dòng)器平面內(nèi)。致動(dòng)器5’是有源控制元件；穩(wěn)定器5”是無(wú)源控制元件。每個(gè)致動(dòng)器5’是直線致動(dòng)器或旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器。圖10和11示出了具有直線驅(qū)動(dòng)器51和壓桿(stamp) 52的直線致動(dòng)器，壓桿52由直線驅(qū)動(dòng)器來(lái)移動(dòng)，可以伸出和縮回。圖12-19示出了具有旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器53、轉(zhuǎn)臂54，54’和軸承55-57’的旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器的不同實(shí)施方式。根據(jù)圖12和13，旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器具有帶鉸鏈軸承雙臂54，54’，55，55’的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器53 ;根據(jù)圖14和15，旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器具有帶鉸鏈軸承單臂54，54’，55，55’的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器53 ；根據(jù)圖16和17，旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器具有帶旋轉(zhuǎn)軸承雙臂54，56的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器53 ;根據(jù)圖18和19，旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器具有帶撓性構(gòu)件雙臂54，57的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器53 ;根據(jù)圖20和21，穩(wěn)定器5”具有鉸鏈軸承單臂54，55，55’ ；根據(jù)圖22和23，穩(wěn)定器5”具有撓性構(gòu)件雙臂54，57，57’。致動(dòng)器5’和穩(wěn)定器5”的不同實(shí)施方式具有不同的剛度特性和阻尼特性，可以有針對(duì)性地設(shè)置。
[0066]軸承55-57’是鉸鏈軸承55，55’或旋轉(zhuǎn)軸承56或撓性構(gòu)件57，57’。這里是指本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的市場(chǎng)上可以買(mǎi)到的軸承55-57’。鉸鏈軸承55，55’是利用兩個(gè)自由度來(lái)進(jìn)行三維調(diào)整移動(dòng)的軸承，諸如徑向、傾斜或軸向軸承。旋轉(zhuǎn)軸承56是利用一個(gè)自由度來(lái)進(jìn)行二維調(diào)整移動(dòng)的軸承，諸如徑向或傾斜軸承。鉸鏈軸承55，55’和旋轉(zhuǎn)軸承56可同時(shí)為摩擦軸承或減摩軸承。鉸鏈軸承55，55’和旋轉(zhuǎn)軸承56可包括具有由聚四氟乙烯(PTFE)制成的免維護(hù)滑動(dòng)層的金屬內(nèi)圈和外圈，或包括具有PTFE滑動(dòng)層的軸和外殼盤(pán)。撓性構(gòu)件57，57’可以是利用一個(gè)自由度來(lái)進(jìn)行二維調(diào)整移動(dòng)的軸承，諸如薄膜鉸鏈、束帶式鉸鏈、箔鉸鏈等，由聚丙烯(PP)、玻纖增強(qiáng)PP等制成。這樣的撓性構(gòu)件57，57’具有薄壁式的折疊狀的連接件，作為其撓性的結(jié)果，使角度為+/-10°，優(yōu)選為+/-15°的受限調(diào)整移動(dòng)成為可能。撓性構(gòu)件57，57’也可以是由金屬、彈性體、橡膠等制成的螺旋彈簧、拉桿彈簧等。根據(jù)本發(fā)明的知識(shí)，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以使用不同的軸承，諸如磁性軸承、浸沒(méi)式線圈、摩擦軸承等。
[0067]在驅(qū)動(dòng)器平面內(nèi)，并聯(lián)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器5具有至少兩個(gè)致動(dòng)器5’，且可具有至少一個(gè)穩(wěn)定器5”。因此，兩個(gè)致動(dòng)器5’和一個(gè)穩(wěn)定器5”可被布置成形成三腳結(jié)構(gòu)，或三個(gè)致動(dòng)器5’和兩個(gè)穩(wěn)定器5”可被布置成形成五腳結(jié)構(gòu)，或六個(gè)致動(dòng)器5’可被布置成形成六腳結(jié)構(gòu)，或五個(gè)致動(dòng)器5’和三個(gè)穩(wěn)定器5”可被布置成形成八腳結(jié)構(gòu)。致動(dòng)器5’和穩(wěn)定器5”的這些布置可以是對(duì)稱(chēng)的，也可以是非對(duì)稱(chēng)的。對(duì)稱(chēng)是指致動(dòng)器5’和穩(wěn)定器5”的每一個(gè)被布置在距離彼此以及到平臺(tái)4的一個(gè)固定點(diǎn)相同的距離，該固定點(diǎn)可以是多邊形或圓形對(duì)稱(chēng)平臺(tái)4的中心點(diǎn)；非對(duì)稱(chēng)是指不存在這種對(duì)稱(chēng)的布置。
[0068]并聯(lián)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器5可具有用于捕獲平臺(tái)4的振動(dòng)的加速計(jì)或速度傳感器。加速計(jì)或速度傳感器可臨時(shí)地或永久地布置在并聯(lián)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器5上。在加速計(jì)或速度傳感器被臨時(shí)布置在并聯(lián)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器5上的情況下，穩(wěn)定器5”的阻尼特性和剛度特性在校準(zhǔn)過(guò)程中被設(shè)定，以阻尼平臺(tái)4上的振動(dòng)。在加速計(jì)或速度傳感器被永久布置在并聯(lián)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器5上的情況下，致動(dòng)器5’的阻尼特性和剛度特性在控制過(guò)程中被設(shè)定，以阻尼平臺(tái)4上的振動(dòng)。來(lái)自加速計(jì)或速度傳感器的測(cè)量信號(hào)被發(fā)送到致動(dòng)器5’的控制單元，該控制單元有針對(duì)性地設(shè)定致動(dòng)器5’的阻尼特性和剛度特性，以阻尼平臺(tái)4上的振動(dòng)。
[0069]評(píng)估單元7接收來(lái)自并聯(lián)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器5的第一狀態(tài)信號(hào)75 ;其接收來(lái)自拾取器58的第二狀態(tài)信號(hào)75’ ；其接收來(lái)自激光源21和來(lái)自激光檢測(cè)器23的另外的狀態(tài)信號(hào)72。狀態(tài)信號(hào)75，75’，72可以按有線或無(wú)線方式來(lái)通信，或通過(guò)物理數(shù)據(jù)傳送。在有線或無(wú)線數(shù)據(jù)通信的情況下，使用的是諸如傳輸控制協(xié)議/互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(TCP/IP)的協(xié)議。在物理數(shù)據(jù)傳送的情況下，諸如通用串行總線(USB)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)的移動(dòng)計(jì)算機(jī)可讀的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)被傳輸。有線數(shù)據(jù)通信通過(guò)諸如以太網(wǎng)、USB等的數(shù)據(jù)總線進(jìn)行。無(wú)線數(shù)據(jù)通信通過(guò)諸如增強(qiáng)型數(shù)據(jù)速率GSM演進(jìn)技術(shù)(EDGE)、非對(duì)稱(chēng)數(shù)字用戶(hù)線(ADSL)、電氣與電子工程師協(xié)會(huì)(IEEE)802.11等的無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行。激光掃描儀I和評(píng)估單元7都具有合適的用于通信的接口。如果本發(fā)明被公開(kāi)，那么本領(lǐng)域的技術(shù)人員還能實(shí)現(xiàn)將評(píng)估單元集成到外殼中而作為單個(gè)單元的激光掃描儀。
[0070]這些狀態(tài)信號(hào)75，75’，72形成了元組，并為每個(gè)所生成和所接收到的激光脈沖指定了致動(dòng)器5’的相應(yīng)位置和相應(yīng)捕獲到的平臺(tái)4的樞轉(zhuǎn)。根據(jù)這些狀態(tài)信號(hào)75，75’，72，評(píng)估單元7確立激光掃描儀I和物體3的散射點(diǎn)之間的距離值。距離值包括距離r和一個(gè)或多個(gè)角度9，9，諸如激光掃描儀I和物體3的被掃描的散射點(diǎn)之間的方位角0和極角
9。評(píng)估單元7優(yōu)選地從多個(gè)上千的狀態(tài)信號(hào)75，75’，72中確立多個(gè)上千的距離值。借助這些距離值，物體3被二維地或三維地捕獲。距離值可被以數(shù)字方式存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)中，并被以圖形化方式圖示在屏幕上。
[0071]應(yīng)該理解，這些描述圖僅示意性地描述了可能的實(shí)施方式。多種方法同樣可以彼此結(jié)合，也可和現(xiàn)有技術(shù)中的方法和裝置結(jié)合。部件的運(yùn)動(dòng)反轉(zhuǎn)和旋轉(zhuǎn)也是可能的。因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員可這樣反轉(zhuǎn)或旋轉(zhuǎn)平臺(tái)4和基座50的相對(duì)位置，即，并不像附圖中示出的平臺(tái)4位于基座50之上，而是基座50位于平臺(tái)4之上，或位于相同的水平面中。類(lèi)似地，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可將拾取器58布置于平臺(tái)4之上，而不是像附圖中示出的那樣布置于基座50之上。
【權(quán)利要求】
1.一種激光掃描儀(I)，該激光掃描儀(I)用于測(cè)量空間和/或物體(3)的表面并用于生成以坐標(biāo)方式重構(gòu)該表面的點(diǎn)云，該激光掃描儀(I)具有 -用于生成激光(22)的激光源(21)和用于接收來(lái)自所述激光源(21)的激光(22)的激光檢測(cè)器(23)， -平臺(tái)(4)，其能夠以?huà)呙璧姆绞较鄬?duì)于所述激光掃描儀(I)的固定基座(50)進(jìn)行樞轉(zhuǎn)，其中，該平臺(tái)(4)上布置有 ο供生成的激光(22)以聚焦激光束的形式離開(kāi)并被引導(dǎo)至所述表面上的相應(yīng)點(diǎn)的出口點(diǎn)(24)，以及 ο供在所述表面上的所述相應(yīng)點(diǎn)處發(fā)生散射的激光(22)進(jìn)入的入口點(diǎn)(24’)， -距離測(cè)量功能件，其用于基于在所述表面上的所述相應(yīng)點(diǎn)處散射并由所述激光檢測(cè)器(23)接收到的激光(22)來(lái)確定到所述表面上的所述相應(yīng)點(diǎn)的相應(yīng)距離，以及 -用于捕獲到所述表面上的所述相應(yīng)點(diǎn)的相應(yīng)空間方向的裝置，尤其是其中，該裝置具有用于確立所述平臺(tái)(4)相對(duì)于所述基座(50)的相應(yīng)樞轉(zhuǎn)位置的一個(gè)或更多個(gè)拾取器(58)， 其特征在于， 并聯(lián)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器(5)使 所述平臺(tái)(4)相對(duì)于所述基座進(jìn)行樞轉(zhuǎn)，以在所述表面上的多個(gè)點(diǎn)上掃描所述激光束。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光掃描儀(I)，其特征在于， 所述并聯(lián)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器(5)使所述平臺(tái)(4)在水平方向和豎直方向上按照大體上相同的掃描速度進(jìn)行樞轉(zhuǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的激光掃描儀(I)，其特征在于， 所述并聯(lián)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器(5)具有布置在所述平臺(tái)(4)上的驅(qū)動(dòng)器平面中的多個(gè)致動(dòng)器(5’)，每一個(gè)致動(dòng)器都直接作用于所述平臺(tái)(4);并且， 優(yōu)選地，所述并聯(lián)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器(5)針對(duì)致動(dòng)器(5，)的每個(gè)設(shè)定發(fā)射第一狀態(tài)信號(hào)(75)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的激光掃描儀(I)，其特征在于， 所述并聯(lián)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器(5)具有至少兩個(gè)致動(dòng)器(5’)，并且 每個(gè)致動(dòng)器(5，)都是直線致動(dòng)器或旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的激光掃描儀(I)，其特征在于， 所述致動(dòng)器(5，)附接至基座(50);并且 所述致動(dòng)器(5，)將所述平臺(tái)(4)的負(fù)載的至少一部分引入所述基座(50)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的激光掃描儀(1)，其中，至少一個(gè)致動(dòng)器(5，)是旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器，其特征在于， 所述旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器具有旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器(53)、轉(zhuǎn)臂(54，54’ )和軸承(55-57’)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的激光掃描儀(I)，其特征在于， 所述并聯(lián)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器(5)具有穩(wěn)定器(5”)； 所述穩(wěn)定器(5”)借助第一軸承(55-57’ )直接附接至所述平臺(tái)(4)； 所述穩(wěn)定器(5”)借助另外的軸承(55-57’ )直接附接至所述基座(50)； 這些軸承(55-57’ )借助鉸鏈臂(54)彼此以機(jī)械方式連接；并且所述穩(wěn)定器(5”)將所述平臺(tái)(4)的負(fù)載的至少一部分引入所述基座(50)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5或7所述的激光掃描儀(I)，其特征在于， 所述致動(dòng)器(5，)和/或所述穩(wěn)定器(5”)阻尼了所述并聯(lián)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器(5)的至少一些振動(dòng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的激光掃描儀(I)，其特征在于， 所述軸承(55-57’ )是鉸鏈軸承(55，55’ )或樞轉(zhuǎn)軸承(56)或撓性構(gòu)件(57，57’)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的激光掃描儀(I)，其中，所述裝置具有用于確立所述平臺(tái)(4)相對(duì)于所述基座(50)的樞轉(zhuǎn)的拾取器(58)，其特征在于， 對(duì)于每次捕獲到的所述平臺(tái)(4)相對(duì)于所述基座(50)的樞轉(zhuǎn)，所述拾取器(58)都輸出與所述平臺(tái)(4)相對(duì)于所述基座(50)的相應(yīng)樞轉(zhuǎn)位置有關(guān)的第二狀態(tài)信號(hào)(75，)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的激光掃描儀(I)，其特征在于， 拾取器(58)被分配給致動(dòng)器(5’)，該拾取器(58)在所分配所述致動(dòng)器(5，)的區(qū)域內(nèi)確立所述平臺(tái)(4)相對(duì)于所述基座(50)的樞轉(zhuǎn)，和/或 拾取器(58)被分配給穩(wěn)定器(5”)，該拾取器(58)在所分配所述穩(wěn)定器(5”)的區(qū)域內(nèi)確立所述平臺(tái)(4)相 對(duì)于所述基座(50)的樞轉(zhuǎn)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-11中任一項(xiàng)所述的激光掃描儀(I)，其特征在于， 所述激光源(21)、所述激光檢測(cè)器(23)、所述出口點(diǎn)(24)、所述入口點(diǎn)(24’ )和用于光束引導(dǎo)的反射鏡(25)在所述平臺(tái)(4)上形成了第一光學(xué)單元(2)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的激光掃描儀(I)，其特征在于， 所述第一光學(xué)單元(2)經(jīng)由電路或光路，優(yōu)選地經(jīng)由光波導(dǎo)，發(fā)射另外的狀態(tài)信號(hào)(72)，和/或 所述第一光學(xué)單元(2)經(jīng)由電路或光路，優(yōu)選地經(jīng)由光波導(dǎo)，發(fā)射第二狀態(tài)信號(hào)(75’)和另外的狀態(tài)信號(hào)(72)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1-11中任一項(xiàng)所述的激光掃描儀(I)，其特征在于， 所述出口點(diǎn)(24)、所述入口點(diǎn)(24’ )和用于光束引導(dǎo)的反射鏡(25)在所述平臺(tái)(4)上形成了第二光學(xué)單元(2’ );并且 所述激光源(21)和所述激光檢測(cè)器(23)在另外的基座(50’)上形成了平臺(tái)遠(yuǎn)端的光學(xué)單元(2”)。
15.一種操作根據(jù)權(quán)利要求1-14中任一項(xiàng)所述的激光掃描儀(I)的方法，其中，所述并聯(lián)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器(5)附接至所述平臺(tái)(4)，該方法的特征在于: 從所述并聯(lián)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器(5)向評(píng)估單元(7)發(fā)送第一狀態(tài)信號(hào)(75)； 從所述拾取器(58)向所述評(píng)估單元(7)發(fā)送第二狀態(tài)信號(hào)(75’ )； 從所述激光源(21)和從所述激光檢測(cè)器(23)向所述評(píng)估單元(7)發(fā)送另外的狀態(tài)信號(hào)(72);以及 所述評(píng)估單元(7)根據(jù)所述第一狀態(tài)信號(hào)(75)、所述第二狀態(tài)信號(hào)(75’)和所述另外的狀態(tài)信號(hào)(72)來(lái)確立所述激光掃描儀(I)與所述表面上的點(diǎn)之間的距離值。
【文檔編號(hào)】G01S7/481GK103782189SQ201280037039
【公開(kāi)日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2012年7月25日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月26日
【發(fā)明者】波·佩特爾松, 伯恩哈德·施普倫格, 克努特·西爾克斯 申請(qǐng)人:赫克斯岡技術(shù)中心