DE102006024534A1

DE102006024534A1 - Laser scanner has rotary head in which mirror is mounted, in section of housing which has triangular cross-section at right angles to its axis

Info

Publication number: DE102006024534A1
Application number: DE102006024534A
Authority: DE
Inventors: Christoph Dr. Fröhlich; Andreas Hildebrand
Original assignee: Zoller and Froehlich GmbH
Current assignee: Zoller and Froehlich GmbH
Priority date: 2006-05-05
Filing date: 2006-05-23
Publication date: 2007-11-08

Abstract

The laser scanner has a rotary head, in which a mirror is mounted which reflects the laser beam on to the object to be measured and/or reflected light from it on to a receptor. The mirror is mounted in a section of the housing (8) which has walls (14, 16, 18) forming a triangle at right angles to its axis.

Description

Die Erfindung betrifft einen Laserscanner gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The The invention relates to a laser scanner according to the preamble of the claim 1.

Ein derartiger Laserscanner ist beispielsweise aus der DE 202 08 077 U1 bekannt und wird beispielsweise zur 3D-Vermessung von Objekten verwendet. Bei einem derartigen Scanner wird der von einem optischen Sender abgegebene Laser-Messstrahl durch ein mechanisches Strahlablenkungssystem derart abgelenkt, dass eine flächendeckende, dreidimensionale räumliche Umgebungsvermessung ermöglicht ist. Die digitalisierten Messdaten werden auf einem Rechnersystem abgelegt und stehen dort zur weiteren Bearbeitung und Visualisierung des vermessenen Objektes zur Verfügung.Such a laser scanner is for example from the DE 202 08 077 U1 is known and used for example for the 3D measurement of objects. In such a scanner, the laser measuring beam emitted by an optical transmitter is deflected by a mechanical beam deflection system such that a comprehensive, three-dimensional spatial environmental measurement is made possible. The digitized measurement data are stored on a computer system and are available there for further processing and visualization of the measured object.

Die 3D-Vermessung erfolgt durch Führen des modulierten Laserlichtes über die zu vermessende Umgebung, wobei für unterschiedliche Raumrichtungen sowohl der Entfernungs- als auch der Reflektivitätswert punktuell vermessen werden kann. Aus der Anordnung aller vermessenen Raumrichtungen resultieren Entfernungs- und Reflektivitätsbilder. Die Entfernungsbilder geben die Geometrie der Umgebung wieder und die Reflektivitätsbilder deren visuelle Abbildung, analog zu den Grauwertbildern einer Videokamera. Beide Bilder korrespondieren pixelweise und sind aufgrund der eigenständigen, aktiven Beleuchtung mit Laserlicht weitgehend unabhängig von Umwelteinflüssen.The 3D measurement is done by guiding the modulated laser light over the environment to be measured, being for different spatial directions both the distance and also the reflectivity value can be measured selectively. From the arrangement of all presumptuous Spatial directions result in distance and reflectivity images. The distance images reproduce the geometry of the environment and the reflectivity images their visual image, analogous to the grayscale images of a video camera. Both images correspond pixel by pixel and are due to the independent, active illumination with laser light largely independent of environmental influences.

Bei dem aus der vorgenannten DE 202 08 077 U1 bekannten Scanner hat das Strahlablenksystem einen Ablenk-Spiegel gebildet, der in einen Drehkopf gelagert ist. Dieser ist umlaufend rotierend um eine erste Achse, vorzugsweise eine Horizontalachse drehbar in einem Messkopf gelagert, der seinerseits um zumindest 180° um eine Achse verschwenkbar ist, die rechtwinklig zur Drehachse, beispielsweise in Vertikalrichtung verläuft. Bei der bekannten Lösung ist der Drehkopf durch ein zylinderförmiges Gehäuse gebildet, das zwischen zwei Stützschenkeln des Messkopfes gelagert ist, wobei in einem dieser Schenkel der Antrieb des Drehkopfes und in dem anderen Schenkel eine weiterer halbdurchlässiger Spiegel, der Sender und der Empfänger zur Messdatenverwertung angeordnet sind.In the case of the aforementioned DE 202 08 077 U1 known scanner, the Strahlablenksystem has formed a deflection mirror which is mounted in a rotary head. This is rotationally rotatable about a first axis, preferably a horizontal axis rotatably mounted in a measuring head, which in turn is at least 180 ° pivotable about an axis which is perpendicular to the axis of rotation, for example in the vertical direction. In the known solution, the rotary head is formed by a cylindrical housing which is mounted between two support legs of the measuring head, wherein in one of these legs of the drive of the rotary head and in the other leg, a further semi-transparent mirror, the transmitter and the receiver are arranged for measuring data ,

In dem rotierenden Drehkopf ist ein Aus- bzw. Eintrittsfenster – im Folgenden der Einfachheit halber Austrittsfenster genannt – ausgebildet, das vorzugsweise durch eine entspiegelte Scheibe abgedeckt ist. Zur Ausbildung dieses Austrittsfensters muss an dem an sich etwa zylinderförmigen Mantel des Drehkopfes entweder eine Abflachung oder ein sich etwa in Radialrichtung zur Umfangsfläche erstreckender Schacht ausgebildet werden. Da der Drehkopf mit sehr hoher Umdrehungsgeschwindigkeit (beispielsweise 3000/Umin) umläuft, ist eine sorgfältige Auswuchtung des Drehkopfes erforderlich, da bei einer Unwucht durch die ins Messsystem eingeleiteten Schwingungen erhebliche Messungenauigkeiten entstehen.In the rotating turret is an exit or entrance window - below called for simplicity sake exit window - formed, preferably covered by an anti-reflective disc. To the training of this Exit window must be on the approximately cylindrical shell of the Turret either a flat or approximately in the radial direction to the peripheral surface extending shaft can be formed. Since the turret with very high rotational speed (for example, 3000 / Umin) rotates a careful Balancing of the turret required as in an imbalance by the vibrations introduced into the measuring system result in considerable measuring inaccuracies arise.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Laserscanner und einen dafür geeigneten Drehkopf zu schaffen, bei denen die Messgenauigkeit mit geringem vorrichtungstechnischen Aufwand verbessert ist.In contrast, lies The invention is based on the object, a laser scanner and a suitable for it Turret to create, where the accuracy of measurement with low Device complexity is improved.

Diese Aufgabe wird durch einen Laserscanner mit den Merkmalen des Anspruches 1 und einen Drehkopf mit den Merkmalen des Anspruches 15 gelöst.These Task is by a laser scanner with the features of the claim 1 and a turret with the features of claim 15 solved.

Erfindungsgemäß ist der Außenumfang des Drehkopfs im Querschnitt etwa in Form eines Vielecks ausgebildet, so dass das Austrittsfenster in einfacher Weise in einer der Seitenflächen angeordnet werden kann, ohne dass zusätzliche Abflachungen oder Schächte vorgesehen werden müssen. Ein derartiges Vieleck lässt sich wesentlich einfacher auswuchten und hat darüber hinaus den großen Vorteil, dass es eine geringere Masse als ein zylinderförmiges Gehäuse aufweist, so dass der Drehkopf wesentlich schneller auf seine Soll-Drehzahl beschleunigt werden kann oder aber ein kleinerer Antrieb zum Beschleunigen ausreicht.According to the invention outer periphery the turret in cross-section approximately in the form of a polygon, so that the exit window can be easily arranged in one of the side surfaces can, without any additional Flats or shafts must be provided. Such a polygon leaves balancing a lot easier and also has the great advantage that it has a lower mass than a cylindrical housing, so that the turret accelerated much faster to its target speed or a smaller drive is sufficient to accelerate.

Bei einem besonders bevorzugten und einfach herstellbaren Ausführungsbeispiel ist der Drehkopf im Querschnitt etwa als ein Dreieck ausgebildet. Dieses Dreieck wird vorzugsweise mit zwei längeren Seitenflächen und einer kürzeren Basisfläche ausgebildet, wobei dann das Austrittsfenster in der kürzeren Basisfläche angeordnet wird.at a particularly preferred and easy to produce embodiment the turret is approximately in cross section formed as a triangle. This Triangle is preferably with two longer side surfaces and a shorter one footprint formed, then arranged the exit window in the shorter base area becomes.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden die Eckbereiche des Gehäuseabschnitts abgerundet, wobei der Rundungsradius beispielsweise durch einen konzentrisch mit der Drehachse verlaufenden Hüllkreis gebildet ist.at a preferred embodiment the corner areas of the housing section rounded, the rounding radius, for example, by a is formed concentrically with the axis of rotation extending enveloping circle.

Bei einer bevorzugten Variante der Erfindung ist im Gehäuseabschnitt des Drehkopfes ein Strahlführungskanal zu dem Austrittsfenster hin ausgebildet. Die Herstellung ist besonders einfach, wenn dieser Strahlführungsschacht etwa hohlzylinderförmig, d.h. mit rundem Querschnitt von einem Spiegelaufnahmeraum zum Austrittsfenster verläuft. Diese Achse verläuft bei einer bevorzugten Variante der Erfindung schräg zum Austrittsfenster, so dass dieses seitlich versetzt ist, um Abschattungen zu vermeiden. Zur Vermeidung unerwünschter Reflektionen kann der Spiegel schräg zum Austrittsfenster angeordnet werden, wobei diese Schrägstellung derjenigen des Schachtes entsprechen kann.at A preferred variant of the invention is in the housing section of the rotary head, a beam guiding channel formed toward the exit window. The production is special easy, if this beam guide shaft approximately hollow cylindrical, i. with a round cross section from a mirror receiving space to the exit window runs. This axis runs in a preferred variant of the invention obliquely to the exit window, so that it is offset laterally to avoid shadowing. to Avoid unwanted Reflections, the mirror can be arranged obliquely to the exit window, being this skew may correspond to that of the shaft.

Bei einer einfach aufgebauten Lösung ist das Austrittsfenster im Wesentlichen rund ausgebildet.at a simple solution the exit window is substantially round.

Die Abstützung des Drehkopfes im Messkopf ist besonders einfach, wenn die Stirnflächen des Drehkopfes stirnseitig durch zwei rotationssymmetrische Drehflansche gebildet sind.The support The turning head in the measuring head is particularly easy when the end faces of the turret formed frontally by two rotationally symmetrical rotary flanges are.

Das Auswuchten des Drehkopfs ist besonders einfach, wenn an dessen Gehäuse an vorbestimmten Stellen Auswuchtbohrungen vorgesehen werden, in die Auswuchtgewichte zum Grob- und Feinwuchten eingesetzt oder eingeschraubt werden können.The Balancing the turret is particularly easy if at the housing at predetermined Make balancing holes are provided in the balancing weights can be used for coarse and fine balancing or screwed.

Bei einem konkreten Ausführungsbeispiel hat ein Meßkopf des Laserscanners zwei Gehäuseschenkel, zwischen denen der vorgenannte Drehknopf gelagert ist. Durch die Dreieck- oder Vieleckform des Drehkopfs wirkt dieser wie eine Art Förderorgan, über das Luft umgewälzt wird. Diese Luftströmung wird zur Kühlung des Gehäuses ausgenutzt, in dem an zum Drehkopf weisenden Gehäuseabschnitten Kühlrippen ausgebildet werden.at a concrete embodiment has a measuring head of the laser scanner two housing legs, between which the aforementioned knob is mounted. By the Triangular or polygonal shape of the turret acts like a kind of this Promotional organ, about the Air circulated becomes. This air flow is used for cooling of the housing exploited, in the pointing to the turret housing sections cooling fins be formed.

Sonstige vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.other advantageous developments of the invention are the subject of further Dependent claims.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:One preferred embodiment The invention is described below with reference to schematic drawings explained in more detail. It demonstrate:

1 eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Drehkopf, 1 a top view of a rotary head according to the invention,

2 einen Schnitt entlang der Linie A-A in 1, 2 a section along the line AA in 1 .

3 einen Schnitt entlang der Linie B-B in 1; 3 a section along the line BB in 1 ;

4 eine Seitenansicht eines Laserscanners mit dem Drehkopf gemäß 1 und 4 a side view of a laser scanner with the turret according to 1 and

5 einen Schnitt entlang der Linie A-A in 4. 5 a section along the line AA in 4 ,

1 zeigt eine Draufsicht auf einen Drehkopf 1 eines 3D-Laserscanners, wie er beispielsweise in der DE 202 08 077 U1 und unter www.zf-laser.com erläutert ist. Zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen sei im Hinblick auf den Aufbau derartiger Scanner auf die vorgenannten Veröffentlichungen verwiesen, die zur Offenbarung der vorliegenden Anmeldung zählen. Die Erfindung ist dabei nicht auf 3D-Scanner beschränkt, sondern auch bei punktuellen oder profilgebenden 2D-Systemen einsetzbar. 1 shows a plan view of a turret 1 a 3D laser scanner, such as in the DE 202 08 077 U1 and explained at www.zf-laser.com. In order to avoid unnecessary repetition, reference should be made to the aforementioned publications with regard to the construction of such scanners, which belong to the disclosure of the present application. The invention is not limited to 3D scanners, but can also be used for punctual or profiling 2D systems.

Wie eingangs beschrieben wird der Laserstrahl bei den bildgebenden (3D) Messsystemen zweidimensional abgelenkt, und zwar vertikal durch einen im Drehkopf 1 gelagerten Ablenkspiegel und horizontal durch die Dreh- oder Schwenkbewegung des gesamtem Messkopfes. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel hat der Drehkopf ein Gehäuse 2, an dessen in 1 links liegender Stirnfläche ein Wellenstummel 4 angeordnet ist, über den der Drehkopf 1 über ein Wälzlager im Messkopf gelagert ist und auf dessen Endabschnitt ein Zahnrad eines Riementriebs oder dergleichen aufgesetzt ist.As described above, the laser beam is deflected two-dimensionally in the imaging (3D) measuring systems, namely vertically through a rotary head 1 mounted deflecting mirror and horizontally by the rotation or pivoting movement of the entire measuring head. In the illustrated embodiment, the turret has a housing 2 , in whose in 1 left lying end face a stub shaft 4 is arranged over which the turret 1 is mounted on a rolling bearing in the measuring head and on the end portion of a gear of a belt drive or the like is placed.

An der rechten Stirnfläche des Gehäuses 2 ist ein Wälzlager angeordnet, von dem in der Darstellung gemäß 1 lediglich der Außenring zu sehen ist, der in eine Lagerausnehmung des Messkopfes eingesetzt wird. Durch den vom Wälzlager 6 umgriffenen Bereich hindurch können die Messstrahlen in den Drehkopf 1 eintreten bzw. vom Spiegel reflektiert zum Empfänger hin austreten. Das den Spiegel aufnehmende Gehäuse 2 hat gemäß der Darstellung in 1 einen mittleren Gehäuseabschnitt 8, der stirnseitig von zwei Drehflanschen 10, 12 begrenzt ist. Dieses Gehäuse 2 kann beispielsweise aus einem vergleichsweise leichten Werkstoff, wie AlMg3 als Gussteil und/oder spanabhebend ausgebildet sein.At the right end of the case 2 a rolling bearing is arranged, of which in the illustration according to 1 only the outer ring can be seen, which is inserted into a bearing recess of the measuring head. By the rolling bearing 6 The measuring beams can pass into the turret 1 enter or reflect from the mirror to the receiver out. The housing housing the mirror 2 as shown in 1 a middle housing section 8th , the front of two rotary flanges 10 . 12 is limited. This case 2 For example, it may be made of a comparatively lightweight material such as AlMg3 as a casting and / or machined.

Gemäß der Schnittdarstellung in 2 ist der Gehäuseabschnitt 8 im Querschnitt etwa dreieckförmig ausgebildet und weist zwei längere Seitenflächen 14, 16 und eine kürzere Basisfläche 18 auf. Die beiden Seitenflächen 14, 16 verlaufen achsensymmetrisch zur Vertikalachse 20 in 2, während die Basisfläche 18 parallel zur Horizontalachse 22 angeordnet ist. Die Eckbereiche 24, 26, 28 des Gehäuseabschnitts 8 sind abgerundet, wobei der Rundungsdurchmesser dem Durchmesser D der beiden Drehflansche 10, 12 entspricht – d.h. die Eckbereiche 24, 26, 28 laufen stirnseitig bündig in die Außenumfangsflächen der Drehflansche 10, 12 ein.According to the sectional view in 2 is the housing section 8th formed in cross-section approximately triangular and has two longer side surfaces 14 . 16 and a shorter base area 18 on. The two side surfaces 14 . 16 run axisymmetric to the vertical axis 20 in 2 while the base area 18 parallel to the horizontal axis 22 is arranged. The corner areas 24 . 26 . 28 of the housing section 8th are rounded, wherein the rounding diameter the diameter D of the two rotating flanges 10 . 12 corresponds - ie the corner areas 24 . 26 . 28 run frontally flush in the outer peripheral surfaces of the rotating flanges 10 . 12 one.

In dem Gehäuseabschnitt 8 ist ein Strahlführungsschacht 30 ausgebildet, der einerseits in der Basisfläche 18 mündet und dort ein Austrittsfenster 32 ausbildet, in das beispielsweise eine entspiegelte Scheibe eingesetzt wird. Die Achse 34 des Strahlführungsschachtes ist schräg zur Vertikalachse 20 angestellt, wobei der Anstellwinkel im Bereich zwischen 5° und 20°, vorzugsweise bei etwa 10° liegen kann. Das Austrittsfenster 32 liegt jedoch in der Basisfläche 18, die senkrecht zur Vertikalachse 20 verläuft, so dass das Austrittsfenster 32 zur Achse 34 ebenfalls schräg angestellt ist. Der etwa elipsenförmig ausgebildete Ablenk-Spiegel (nicht dargestellt in 2) ist in einem Spiegelaufnahmeraum 36 befestigt. Dabei ist der Spiegel so angeordnet, dass er schräg zum Austritts fenster 32 angestellt ist – diese Schrägstellung entspricht vorzugsweise dem Anstellwinkel der Achse 34 zur Basisfläche 18. Durch diese Anstellung lassen sich unerwünschte Reflektionen des vom Spiegel hin zum Austrittsfenster 32 abgelenkten Messstrahls und somit entsprechende Störsignale auf ein Minimum reduzieren, so dass die Messgenauigkeit weiter verbessert ist. Wie sich aus den Darstellungen gemäß 1 und 2 ergibt, ist das Austrittsfenster 32 durch die Schrägstellung des Strahlführungsschachtes 30 um das Maß V gegenüber der Drehachse in Darstellung gemäß 1 und gegenüber der Vertikalachse 20 in der Darstellung gemäß 2 seitlich versetzt und somit exzentrisch in der Basisfläche 18 angeordnet. Durch diesen Versatz V des Austrittfensters 32 lassen sich Abschattungen auf dem Spiegel vermeiden.In the housing section 8th is a beam guide shaft 30 formed, on the one hand in the base area 18 opens and there an exit window 32 forms, in which, for example, an anti-reflective disc is used. The axis 34 the beam guide shaft is oblique to the vertical axis 20 employed, wherein the angle of attack can be in the range between 5 ° and 20 °, preferably at about 10 °. The exit window 32 lies however in the base area 18 perpendicular to the vertical axis 20 runs, leaving the exit window 32 to the axis 34 also obliquely employed. The approximately elliptically shaped deflection mirror (not shown in FIG 2 ) is in a mirror storage room 36 attached. The mirror is arranged so that it diagonally to the exit window 32 is employed - this inclination preferably corresponds to the angle of attack of the axis 34 to the base area 18 , This employment can be unwanted reflections from the mirror to the exit window 32 deflected Reduce the measuring beam and thus corresponding interference signals to a minimum, so that the measurement accuracy is further improved. As is clear from the illustrations according to 1 and 2 results, is the exit window 32 by the inclination of the beam guide shaft 30 by the dimension V with respect to the axis of rotation in representation according to 1 and with respect to the vertical axis 20 in the illustration according to 2 laterally offset and thus eccentric in the base area 18 arranged. By this offset V of the exit window 32 you can avoid shadowing on the mirror.

Die in den 1 und 2 nicht dargestellte verspiegelte Scheibe kann beispielsweise über Montagebohrungen 38 montiert werden, die in der in 1 oben liegenden Basisfläche 18 münden. Zur Zentrierung der Scheibe ist der Strahlführungsschacht 30 in seinem Austrittsfenster seitigen Mündungsbereich zu einer stufenförmig erweiterten Aufnahme 38 in Radialrichtung vergrößert.The in the 1 and 2 not shown mirrored disc can, for example, via mounting holes 38 be mounted in the in 1 overhead base area 18 lead. To center the disc is the beam guide shaft 30 in its exit window side estuary to a step-like expanded recording 38 enlarged in the radial direction.

Die Winkel zwischen den Seitenflächen 14, 16 und der Basisfläche 18 und die Abmessungen dieser Seitenflächen sind so gewählt, dass die Unwucht des Drehkopfes 1 minimal ist, so dass das Auswuchten sehr einfach erfolgen kann.The angles between the side surfaces 14 . 16 and the base area 18 and the dimensions of these side surfaces are chosen so that the imbalance of the turret 1 is minimal, so that the balancing can be done very easily.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung erfolgt das Auswuchten durch Einschrauben von Auswuchtgewichten in am Gehäuse 2 des Drehkopfs vorgesehene Auswuchtbohrungen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind gemäß 2 in jedem Eckbereich des dreieckförmigen Gehäuses jeweils eine Grobauswuchtbohrung 42, 44, 46 vorgesehen, die das Gehäuse achsparallel durchsetzten und in die jeweils ein oder mehrere Auswuchtgewichte eingesetzt werden können. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Grobauswuchtbohrungen 42, 44, 46 als Gewindebohrungen ausgeführt, so dass entsprechend die Auswuchtgewichte eingeschraubt werden können. Diese sind dann in Form von Madenschrauben aus einem vergleichsweise schweren Material gefertigt und lassen sich in Axialrichtung so positionieren, dass das Gehäuse grob ausgewuchtet ist und bereits ein relativ guter Rundlauf gewährleistet ist. Das Feinwuchten erfolgt durch eine Vielzahl von Feinwuchtbohrungen 48, 50, die als Radialbohrungen in dem außenliegenden Drehflanschen 10, 12 ausgebildet sind und an deren Umfangsflächen münden. Wie insbesondere der in 3 dargestellte Schnitt entlang der Linie B-B in 1 zeigt, sind diese Feinwuchtbohrungen 48, 50 in Radialrichtung über den gesamten Umfang des Drehflansch 10 bzw. 12 verteilt, wobei die Teilung so gewählt ist, dass die drei Grobauswuchtbohrungen 42, 44, 46 das Gehäuse 2 und die stirnseitigen Drehflansche 10, 12 im Bereich zwischen zwei benachbarten Feinwuchtbohrungen 48 bzw. 50 durchsetzen. Diese sind ebenfalls als Gewindebohrungen ausgeführt, so dass ein hochpräzises Auswuchten durch Einschrauben von Feinauswuchtgewichten erfolgen kann. Diese werden durch geeignete Sicherungspasten in ihrer Relativlage gesichert, um ein Lösen zu verhindern.In the solution according to the invention, the balancing is done by screwing balancing weights in the housing 2 the turret provided balancing holes. In the illustrated embodiment are according to 2 in each corner of the triangular housing each have a rough balance hole 42 . 44 . 46 provided that penetrate the housing axially parallel and in each of which one or more balance weights can be used. In the illustrated embodiment, the coarse balance holes 42 . 44 . 46 designed as threaded holes, so that accordingly the balance weights can be screwed. These are then made in the form of grub screws from a comparatively heavy material and can be positioned in the axial direction so that the housing is roughly balanced and already a relatively good concentricity is guaranteed. The fine balancing is done by a variety of Feinwuchtbohrungen 48 . 50 acting as radial bores in the external rotary flanges 10 . 12 are formed and open at the peripheral surfaces. As in particular the in 3 shown section along the line BB in 1 shows are these fine balance holes 48 . 50 in the radial direction over the entire circumference of the rotary flange 10 respectively. 12 distributed, the division is chosen so that the three coarse balance holes 42 . 44 . 46 the housing 2 and the end-face rotary flanges 10 . 12 in the area between two adjacent fine balance holes 48 respectively. 50 push through. These are also designed as threaded holes, so that a high-precision balancing can be done by screwing in Feinauswuchtgewichten. These are secured by suitable securing pastes in their relative position to prevent loosening.

Im praktischen Betrieb zeigte es sich, dass der Drehkopf bei den vorhandenen hohen Umdrehungsgeschwindigkeiten wie ein Förderorgan wirkt, über das Luft umgeschaufelt wird. Die dabei entstehende turbulente Strömung wird zur Kühlung des Laserscanners verwendet. Eine derartige Lösung ist in 4 dargestellt. Demgemäß ist der vorbeschriebene Drehkopf 1 zwischen zwei Gehäuseschenkeln 52, 54 eines Meßkopfgehäuses 56 gelagert, das – wie eingangs beschrieben – um seine Hochachse (siehe Pfeil in 4) dreh- oder verschwenkbar ist. Der Drehkopf 1 rotiert um die in 4 eingezeichnete Drehachse 58, so dass – von einem unteren Abdeckungsbereich abgesehen – der umgebende Raum vollständig abgetastet werden kann. In dem Meßkopfgehäuse 56 sind der Antrieb des Drehkopfs 1, der Sender, der Empfänger und die Auswerteelektronik angeordnet.In practical operation, it turned out that the rotary head acts at the existing high rotational speeds as a conveying member, is scavenged over the air. The resulting turbulent flow is used to cool the laser scanner. Such a solution is in 4 shown. Accordingly, the above-described rotary head 1 between two housing legs 52 . 54 a Meßkopfgehäuses 56 stored, which - as described above - around its vertical axis (see arrow in 4 ) is rotatable or pivotable. The turret 1 revolves around the in 4 drawn rotation axis 58 so that, apart from a lower cover area, the surrounding space can be completely scanned. In the measuring head housing 56 are the drive of the turret 1 , the transmitter, the receiver and the transmitter.

Gemäß dem Schnitt entlang der Linie A-A in 4 sind an den zum Drehkopf 1 hin weisenden Innenflächen 60, 62 eine Vielzahl von Kühlrippen 64 ausgebildet, über die eine vergrößerte Wärmeaustauschfläche gebildet wird, die von der vom Drehkopf 1 erzeugten turbulenten Luftströmung umströmt wird und somit eine exzellente Kühlung des Meßkopfs 56 gewährleistet.According to the section along the line AA in 4 are at the to the turret 1 facing inner surfaces 60 . 62 a variety of cooling fins 64 formed over which an enlarged heat exchange surface is formed, that of the turret 1 generated turbulent air flow is flowed around and thus an excellent cooling of the measuring head 56 guaranteed.

Ein Großteil der Meßelektronik ist in dem zwischen den beiden Gehäuseschenkeln 52, 54 angeordneten, von dachförmigen Flächen begrenzten Zwischengehäuse 65 aufgenommen, wobei durch die Schräganstellung der Dachflächen 68, 66 die Abschattung des Meßbereichs nach unten hin verringert ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel verlaufen die Kühlrippen 64 parallel zueinander in Vertikalrichtung (Ansicht nach 5). Selbstverständlich können auch andere Kühlrippengeometrien verwendet werden. Entsprechende Kühlrippen können auch an den Dachflächen 66, 68 vorgesehen werden, um eine optimale Kühlung des Meßkopfgehäuses 56 zu bewirken.Much of the measuring electronics is in the between the two housing legs 52 . 54 arranged, limited by roof-shaped surfaces intermediate housing 65 taken up, whereby by the Schräganstellung of the roof surfaces 68 . 66 the shading of the measuring range is reduced towards the bottom. In the illustrated embodiment, the cooling fins run 64 parallel to each other in the vertical direction (view after 5 ). Of course, other cooling rib geometries can be used. Corresponding cooling fins can also on the roof surfaces 66 . 68 be provided to provide optimum cooling of the Meßkopfgehäuses 56 to effect.

Offenbart sind ein Laserscanner und ein dafür geeigneter Drehkopf, wobei ein Gehäuseabschnitt des Drehkopfes in einem Diagonalschnitt zur Drehachse etwa ein Vieleck vorzugsweise ein Dreieck ausbildet.Disclosed are a laser scanner and a suitable rotary head, wherein a housing section of the rotary head in a diagonal section to the axis of rotation about a polygon preferably forms a triangle.

11: Drehkopfturret
22: Gehäusecasing
44: Wellenstummelstub shaft
66: Wälzlagerroller bearing
88th: Gehäuseabschnitthousing section
1010: Drehflanschrotary flange
1212: Drehflanschrotary flange
1414: Seitenflächeside surface
1616: Seitenflächeside surface
1818: Basisflächefootprint
2020: Vertikalachsevertical axis
2222: HorizontalachseHorizontal axis
2424: Eckbereichcorner
2626: Eckbereichcorner
2828: Eckbereichcorner
3030: StrahlführungsschachtBeam guide shaft
3232: Austrittsfensterexit window
3434: Achseaxis
3636: SpiegelaufnahmeraumMirror housing space
3838: Montagebohrungmounting hole
4040: DrehachsRotary Axis
4242: GrobauswuchtbohrungGrobauswuchtbohrung
4444: GrobauswuchtbohrungGrobauswuchtbohrung
4646: GrobauswuchtbohrungGrobauswuchtbohrung
4848: FeinwuchtbohrungFine balancing hole
5050: FeinwuchtbohrungFine balancing hole
5252: Gehäuseschenkelhousing leg
5454: Gehäuseschenkelhousing leg
5656: MesskopfgehäuseProbe housing
5858: Drehachseaxis of rotation
6060: Innenflächepalm
6262: Innenflächepalm
6464: Kühlrippecooling fin
6565: Zwischengehäuseintermediate housing
6666: Dachflächeroof

Claims

Laser scanner with a rotary head driven by a rotary drive ( 1 in which a mirror is arranged, via which a measuring beam emitted by a transmitter can be deflected onto a measuring object and / or beams reflected by it in the direction of a receiver, characterized in that the mirror is arranged in a housing section (FIG . 8th ) of the rotary head ( 1 ), whose outer surfaces ( 14 . 16 . 18 ) in a diagonal section transverse to the axis of rotation ( 40 ) form a polygon about.

The laser scanner of claim 1, wherein the polygon is about a triangle is.

Laser scanner according to claim 2, wherein the triangle has two equally long side surfaces ( 14 . 16 ) and a shorter base area ( 18 ) having.

Laser scanner according to claim 3, wherein an exit window ( 32 ) in the base area ( 18 ) of the polygon.

Laser scanner according to one of claims 2 to 4, wherein corner regions ( 24 . 26 . 28 ) of the polygon are rounded.

Laser scanner according to claim 5, wherein the radius of curvature is defined by a concentric with the axis of rotation ( 40 ) running enveloping circle is formed.

Laser scanner according to one of the preceding claims, wherein in the housing section ( 8th ) a beam guide shaft ( 30 ) to an exit window ( 32 ) is formed out.

Laser scanner according to claim 7, wherein the beam guide shaft ( 30 ) approximately hollow cylindrical from a mirror receiving space ( 36 ) to the exit window ( 32 ) runs.

Laser scanner according to claim 7 or 8, wherein the exit window ( 32 ) is arranged offset to the mirror.

Laser scanner according to one of the preceding claims, wherein an exit window ( 32 ) is turned obliquely to the mirror.

Laser scanner according to one of the preceding claims, wherein the exit window ( 32 ) is round.

Laser scanner according to one of the preceding claims, wherein the housing section ( 8th ) between two frontally arranged rotationally symmetrical rotary flanges ( 10 ) is trained.

Laser scanner according to one of claims 1 to 12, with balancing bores ( 42 . 44 . 46 ; 48 . 50 ) for inserting balance weights.

Laser scanner according to one of the preceding claims, in which the rotary knob ( 1 ) between two housing legs ( 52 . 54 ), wherein to the knob ( 1 ) facing housing surface cooling fins ( 64 ) are formed.

Turret for a laser scanner with a mirror housing receiving portion ( 8th ), characterized in that outer surfaces of the housing section ( 8th ) in a diagonal section transverse to a rotation axis ( 40 ) Form a polygon, preferably about a triangle.