本發明涉及用于3d打印隧道結構3d點云數據采集設備，尤其涉及一種基于slam構圖技術的3d打印隧道結構3d點云數據采集設備。
背景技術：
1、在3d打印技術不斷發展的背景下，隧道結構的3d打印建造逐漸成為研究和應用的熱點。對3d打印隧道結構進行精準的三維數據采集，是實現其數字化管理、質量檢測、模型優化等工作的關鍵前提。
2、傳統的隧道點云采集設備多基于人工操作或固定軌道移動，其移動靈活性差，難以在3d打印隧道復雜的空間環境中高效、全面地采集數據。且現有設備的掃描模塊和補光系統集成度低，在隧道內部光線不足的情況下，易出現掃描盲區或點云數據精度不足的問題。此外，3d打印隧道結構的表面紋理和幾何特征與傳統隧道存在差異，現有采集設備的定位模塊的定位精度難以精準適配其結構特點，導致點云數據的拼接精度降低，無法滿足3d打印隧道結構對三維數據高精度、高完整性的要求。同時，設備的移動機構在面對隧道內可能存在的不平整路面時，運行穩定性不足，易造成數據采集偏差，進一步影響了數據采集的效率和質量。此外，在3d打印隧道的施工與打印過程中，隧道內部常存在打印材料殘留、未完全成型的堆積物或臨時輔助標識，這些物體容易對三維掃描視野造成遮擋，影響點云數據采集的連續性和完整性。現有隧道掃描設備通常缺乏對上述現場干擾因素的處理能力，難以滿足3d打印隧道施工現場條件下的高質量數據采集需求。
技術實現思路
1、為了彌補以上不足，本發明提供了一種3d打印隧道結構3d點云數據采集設備，旨在改善現有技術中的問題。
2、為了實現上述目的，本發明采用了如下技術方案：一種3d打印隧道結構3d點云數據采集設備，包括:
3、移動載臺，所述移動載臺的兩端均連接有連接臂；
4、運行輪，所述運行輪可轉動地設置在連接臂的末端，用于實現設備的移動；
5、掃描模塊，用于采集隧道結構的3d點云數據；所述掃描模塊位于移動載臺的中間部位即距離兩端連接臂的距離相當；并且，隨著移動載臺的上下轉動能夠調整掃描模塊的掃描高度；
6、補光帶，所述補光帶設置在移動載臺的位于掃描模塊的兩側，用于為掃描模塊提供輔助照明；所述補光帶為弧形，從而為掃描模塊周圍空間提供均勻照明；
7、定位模塊，所述定位模塊設置在移動載臺中部，用于獲取設備的位置信息；
8、每個所述連接臂均為多關節可扭轉的機械臂，各個連接臂之間獨立受控以使得移動載臺獲得偏轉的姿勢，從而調節移動載臺的掃描模塊的朝向。
9、優選的，所述移動載臺的底部設有嵌設槽，所述轉動珠部分嵌設于嵌設槽內，并可在嵌設槽內自由轉動不掉落，以配合連接臂和運行輪，實現移動載臺的輔助支撐。
10、優選的，所述運行輪的數量為兩個，與兩個轉動珠的排布方向呈十字交叉狀分布。
11、優選的，移動載臺上安裝有可伸縮和轉動的伸縮取物機械臂，所述伸縮取物機械臂用于取樣、清理影響掃描的3d打印殘留物或布置、回收掃描輔助標識。
12、優選的，在非取物狀態下，伸縮取物機械臂收納于掃描模塊的掃描視場之外，且位于移動載臺的外輪廓范圍內；
13、在展開狀態下，所述伸縮取物機械臂避開掃描模塊的主掃描視錐，以減少對三維點云數據采集的影響。
14、優選的，移動載臺的表面為外凸弧面，掃描模塊位于至少一個弧面的頂點處，從而為掃描模塊提供比立于平面更多的視野；移動載臺的下端為向下凸起的弧面，從而為連接臂和運行輪的姿勢調整提供更多的空間。
15、優選的，移動載臺的表面為球形。
16、優選的，所述掃描模塊自身能夠轉動以小幅度調整拍攝角度。
17、優選的，所述定位模塊包括gps定位單元和北斗定位單元，所述掃描模塊為激光雷達。
18、優選的，所述移動載臺內部設有控制模塊和數據存儲模塊，所述控制模塊分別與掃描模塊、補光帶、定位模塊和數據存儲模塊電連接，用于控制各模塊的協同工作并存儲采集到的數據；
19、所述移動載臺內部還設有移動電源模塊和發電模塊，為各模塊供電，以允許采集設備獨立作業。
20、本發明具有如下有益效果：
21、1.本發明中，設備通過十字交叉分布的運行輪與轉動珠結構，結合多關節可扭轉的連接臂，具備極強的移動靈活性與掃描姿態調整能力。
22、運行輪可實現多方向靈活轉向，能在3d打印隧道復雜空間環境中自由穿梭。
23、轉動珠對移動載臺實現滾動支撐，防止設備在調節高低過程中的碰撞摩擦，以幫助設備實現設備靈活的原地轉向或曲線行駛，從而適應隧道內復雜的空間環境和采集路徑需求。
24、連接臂可調節掃描模塊的水平和俯仰角度，使掃描模塊既能覆蓋隧道拱頂、拱腰、邊墻、仰拱等不同部位，又能配合移動軌跡實現全方位、無死角的數據采集，有效解決了傳統設備移動僵化、掃描盲區多的問題。
25、上述結構配合掃描模塊的自旋轉，由粗調節到精調節，保障了3d打印隧道結構點云數據的完整性。
26、2.本發明中，掃描模塊采用激光雷達，位于移動載臺頂部向上凸起的弧面的最頂端；結合弧形布置的led補光帶，能夠獲得均勻光照，避免強光聚集或圖像中亮區和暗區的強烈對比，從而提高拍攝精度，在隧道光線不足時仍能獲得高精度點云數據。
27、3.定位模塊融合gps和北斗雙系統，即使在衛星信號受遮擋的隧道區域也能實現穩定定位，且位置信息與點云數據實時關聯，為后續數據拼接和地理坐標轉換提供了精準基礎。
28、這種高精度的數據采集和定位能力，更加適配3d打印隧道結構對三維數據高精度、高可靠性的要求，為其數字化管理、質量檢測等工作提供了有力支撐。
29、4.與現有技術相比，本發明還通過設置伸縮取物機械臂，使設備能夠在?3d?打印隧道施工現場對影響掃描的殘留物進行及時處理，減少掃描遮擋，提高三維點云數據采集的可靠性和適應性。
1.一種3d打印隧道結構3d點云數據采集設備，其特征在于,包括:
2.根據權利要求1所述的一種3d打印隧道結構3d點云數據采集設備，其特征在于：所述移動載臺（1）的底部設有嵌設槽（7），所述轉動珠（6）部分嵌設于嵌設槽（7）內，并可在嵌設槽（7）內自由轉動不掉落，以配合連接臂（2）和運行輪（3），實現移動載臺（1）的輔助支撐。
3.根據權利要求2所述的一種3d打印隧道結構3d點云數據采集設備，其特征在于：所述運行輪（3）的數量為兩個，與兩個轉動珠（6）的排布方向呈十字交叉狀分布。
4.根據權利要求1所述的一種3d打印隧道結構3d點云數據采集設備，其特征在于：移動載臺（1）上安裝有可伸縮和轉動的伸縮取物機械臂（9），所述伸縮取物機械臂（9）用于取樣、清理影響掃描的3d打印殘留物或布置、回收掃描輔助標識。
5.根據權利要求4所述的一種3d打印隧道結構3d點云數據采集設備，其特征在于：在非取物狀態下，伸縮取物機械臂（9）收納于掃描模塊（4）的掃描視場之外，且位于移動載臺（1）的外輪廓范圍內；
6.根據權利要求1所述的一種3d打印隧道結構3d點云數據采集設備，其特征在于：移動載臺（1）的表面為外凸弧面，掃描模塊（4）位于至少一個弧面的頂點處，從而為掃描模塊（4）提供比立于平面更多的視野；移動載臺（1）的下端為向下凸起的弧面，從而為連接臂（2）和運行輪（3）的姿勢調整提供更多的空間。
7.根據權利要求1所述的一種3d打印隧道結構3d點云數據采集設備，其特征在于：移動載臺（1）的表面為球形。
8.根據權利要求6所述的一種3d打印隧道結構3d點云數據采集設備，其特征在于：所述掃描模塊（4）自身能夠轉動以小幅度調整拍攝角度。
9.根據權利要求1所述的一種3d打印隧道結構3d點云數據采集設備，其特征在于：所述定位模塊（8）包括gps定位單元和北斗定位單元，所述掃描模塊（4）為激光雷達。
10.根據權利要求1所述的一種3d打印隧道結構3d點云數據采集設備，其特征在于：所述移動載臺（1）內部設有控制模塊和數據存儲模塊，所述控制模塊分別與掃描模塊（4）、補光帶（5）、定位模塊（8）和數據存儲模塊電連接，用于控制各模塊的協同工作并存儲采集到的數據；