CN107643526B - 一种光学三维扫描装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种光学三维扫描装置，用于避免造成电缆缠绕，从而使得扫描装置可以沿着一个方向持续扫描，节省了扫描时间，提高了扫描效率，同时减少了扫描方式和路径的限制。本申请实施例包括：俯仰扫描组件和方位扫描组件；所述俯仰扫描组件主要用于驱动俯仰反射镜沿水平轴旋转以实现光轴的俯仰扫描；所述方位扫描组件主要用于驱动方位反射镜和所述俯仰扫描组件沿着竖直轴整体旋转以实现光轴的方位扫描；所述俯仰扫描组件通过俯仰轴交叉滚子轴承26与所述方位扫描组件的方位三角块14的竖直平面上的轴孔相配合，并通过俯仰轴压盘27将所述俯仰轴交叉滚子轴承26的外圆固定在所述方位三角块14上。

Description

一种光学三维扫描装置

技术领域

本申请涉及激光雷达领域，尤其涉及一种光学三维扫描装置。

背景技术

光学三维扫描装置是激光雷达的重要组成部分，负责将激光雷达发射出去的光束偏转实现不同空间目标的扫描探测，将探测目标散射的激光信号回收至激光雷达，并在扫描过程中实时反馈角度位置信息。具体工作原理如图1所示。

目前激光雷达光学扫描装置主要有两种方案类型，一种是透射式扫描方案，此方案俯仰角固定不能动，方位角旋转；另一种是反射式扫描方案，方位角和俯仰角均能旋转。透射式扫描装置体积小、重量轻、控制简单、扫描速度快，但只能进行特定的锥形空间扫描，扫描方式单一，应用范围较小。反射式扫描装置结构相对复杂，控制相对复杂，扫描速度慢，但是由于方位角和俯仰角都可以旋转，可以实现全空域的三维扫描，可按需要进行复杂的路径扫描，应用范围广。

现有的方案中，直接将电机连接到蜗杆驱动俯仰装置旋转，结构简单。在控制上方位角和俯仰角的运动相互独立互不干扰，且两者均可双向旋转。但是现有方案中电机和编码器需要使用电缆直接相连供电。因转动的过程中电缆会缠绕，从而造成在运动的范围受限，只能做来回往复运动，导致扫描效率的降低。

发明内容

本申请实施例提供了一种光学三维扫描装置，用于避免造成电缆缠绕，从而使得扫描装置可以沿着任一方向持续扫描，节省了扫描时间，提高了扫描效率，同时减少了扫描方式和路径的限制。

本申请第一方面提供了一种光学三维扫描装置，包括：俯仰扫描组件和方位扫描组件；所述俯仰扫描组件主要用于驱动反射镜沿水平轴旋转以实现光轴的俯仰扫描；所述方位扫描组件主要用于驱动反射镜和所述俯仰扫描组件沿着竖直轴整体旋转以实现光轴的方位扫描；所述俯仰扫描组件通过俯仰轴交叉滚子轴承26与所述方位扫描组件的方位三角块14的竖直平面上的轴孔相配合，并通过俯仰轴压盘27将所述俯仰轴交叉滚子轴承26的外圆固定在所述方位三角块14上；所述俯仰扫描组件中的俯仰驱动蜗杆46与俯仰轴蜗轮28啮合，通过俯仰驱动蜗杆支架45和电机支架48以螺钉连接方式分别与所述方位扫描组件的所述方位三角块14的水平直角平面和侧面相连接，并采用水封32实现俯仰轴29和方位前部保护罩31之间的转动密封。

在一种可能的设计中，在本申请实施例第一方面的第一种实现方式中，所述方位扫描组件包括：方位轴承内圆压圈1、底板2、方位轴承外圆压盘3、滑环支架4、方位轴蜗轮5、磁钢6、方位寻零开关电路板7、方位寻零开关电路板支架8、滑环9、方位轴10、滑环止转环11、U型密封圈12、方位底部保护罩13、方位三角块14、方位后部保护罩18、背部加热片19、散热片20、背部温度开关21、温度开关压块22、加热片支架23、方位前部保护罩31、方位轴交叉滚子轴承41、方位蜗杆防尘罩44、方位底部保护罩螺柱49、方位前部保护罩螺柱50、反射镜组件和方位驱动组件；所述方位轴交叉滚子轴承41安装在所述方位轴10的轴径上，并通过所述方位轴承内圆压圈1将轴承内圈与所述方位轴10固定；所述方位轴交叉滚子轴承41的外圆与所述底板2的轴孔配合，并通过所述方位轴承外圆压盘3将所述方位轴交叉滚子轴承41的外圆固定在所述底板2上。所述方位轴蜗轮5与所述方位轴10外径配合，通过螺钉沿轴向方向固定在方位轴10的台阶上；所述滑环9套在所述方位轴10的外圆上，所述滑环9的定子通过所述滑环支架4固定至所述底板2上，所述滑环9的转子通过所述滑环止转环11固定至所述方位轴10上，随方位轴10一起转动；所述方位驱动组件通过方位驱动蜗杆42与所述方位轴蜗轮5啮合，通过螺钉固定到所述底板2上；所述方位寻零开关电路板7通过所述方位寻零开关电路板支架8固定至所述滑环支架4上，并与所述方位轴蜗轮5上的所述磁钢6形成寻零触发装置；所述方位轴10外圆与所述方位三角块14的水平直角面上的轴孔配合，保证同轴性，并通过螺钉固定；所述反射镜组件通过螺钉与所述方位三角块14的45度斜边连接，保证镜面与轴成45度；所述背部加热片19被夹在所述加热片支架23和所述散热片20中间，并通过所述加热片支架23固定在所述方位三角块14斜边的两侧，所述背部温度开关21通过所述温度开关压块22固定在所述散热片20上。

在一种可能的设计中，在本申请实施例第一方面的第二种实现方式中，所述反射镜组件包括反射镜15、反射镜镜框16、反射镜镜架17、反射镜贴片24和反射镜镜架垫片59；三个所述反射镜贴片24通过胶合方式与所述反射镜15连接，所述反射镜镜架17通过螺钉与3个所述反射镜贴片24连接；所述反射镜镜框16通过螺钉与所述反射镜镜架17连接，将所述反射镜15罩在其内部，但不直接接触；所述反射镜镜架17的四角固定面上，分别垫有一块反射镜镜架垫片59后再与所述方位三角块14的斜边连接。

在一种可能的设计中，在本申请实施例第一方面的第三种实现方式中，所述方位驱动组件包括：方位驱动蜗杆42、方位驱动蜗杆支架43、伺服电机55、联轴器56和电机支架58；所述方位驱动蜗杆42通过轴承与所述方位驱动蜗杆支架43连接，所述方位驱动蜗杆42轴端通过所述联轴器56与所述伺服电机55轴连接，所述伺服电机55通过螺钉固定在所述电机支架58上。

在一种可能的设计中，在本申请实施例第一方面的第四种实现方式中，所述方位前部保护罩31通过4根所述方位前部保护罩螺柱50与所述方位三角块14连接；所述方位底部保护罩13通过3根所述方位底部保护罩螺柱49与所述方位三角块14相连，并与所述方位前部保护罩31紧密插接；所述方位后部保护罩18通过螺钉固定至所述方位前部保护罩31和所述方位底部保护罩13的侧边上，三个罩子的内壁上均粘贴有保温隔热材料，接缝处涂有密封胶。

在一种可能的设计中，在本申请实施例第一方面的第五种实现方式中，所述俯仰扫描组件包括：俯仰轴螺圈25、俯仰轴交叉滚子轴承26、俯仰轴压盘27、俯仰轴蜗轮28、俯仰轴29、俯仰加热片30、水封32、俯仰法兰33、O型密封圈34、俯仰三角块35、O型密封圈36、窗口镜片镜框37、窗口镜片密封圈38、窗口镜片39、窗口镜片压圈40、俯仰保护罩47、俯仰轴压块51、俯仰轴温度开关52、俯仰寻零开关电路板53、俯仰轴寻零开关电路板支架54、反射镜组件和俯仰驱动组件；所述俯仰轴交叉滚子轴承26的内圆通过所述螺圈25固定在所述俯仰轴29的轴径上，所述俯仰轴交叉滚子轴承26的外圆与所述方位扫描组件的所述方位三角块14竖直直角面的轴孔配合，并通过所述俯仰轴压盘27将所述俯仰轴交叉滚子轴承26的外圆固定在所述方位扫描组件的所述方位三角块14上；所述俯仰轴蜗轮28通过螺钉固定在所述俯仰轴29外圆；所述俯仰轴29外圆与所述俯仰三角块35竖直直角面轴孔配合，保证同轴性，并通过所述俯仰法兰33固定连接；所述窗口镜片39通过所述窗口镜片压圈40压紧固定在所述窗口镜片镜框37内，所述窗口镜片39的上下表面均垫有所述窗口镜片密封圈38；所述窗口镜片39与出射光轴并非垂直关系，有一定角度倾斜，防止激光雷达发射的激光被原路返回至探测器，影响信号探测；所述反射镜组件通过螺钉与所述俯仰三角块35的45度斜面连接，保证镜面与轴成45度；所述俯仰驱动组件与所述俯仰轴蜗轮28进行啮合后，通过螺钉固定在所述方位三角块14上；所述俯仰保护罩47通过螺钉与所述俯仰三角块35侧边相连接，罩体内壁上均粘贴有保温隔热材料，接缝处涂有密封胶。

在一种可能的设计中，在本申请实施例第一方面的第六种实现方式中，所述俯仰驱动组件包括俯仰驱动蜗杆支架45、俯仰驱动蜗杆46、电机支架48、伺服电机55、联轴器56和直角齿轮箱57；所述俯仰驱动蜗杆46通过轴承与所述俯仰驱动蜗杆支架45连接，所述俯仰驱动蜗杆46的轴端与所述直角齿轮箱57连接，所述直角齿轮箱57的传动比为1∶1，通过所述直角齿轮箱57将传动轴偏转90度，所述直角齿轮箱57的另一端通过所述联轴器56与所述伺服电机55连接，所述直角齿轮箱57和所述伺服电机55均通过螺钉固定在所述电机支架48上。

在一种可能的设计中，在本申请实施例第一方面的第七种实现方式中，所述俯仰寻零开关电路板53通过所述俯仰寻零开关电路板支架54固定在所述方位三角块14上，与所述俯仰扫描组件中俯仰轴蜗轮28上的磁钢构成寻零触发装置；所述俯仰加热片30通过导热胶粘贴至所述方位前部保护罩31轴孔部；所述俯仰温度开关52通过所述俯仰轴压块51固定至所述方位前部保护罩31，所述俯仰轴温度开关52压在所述俯仰加热片30的表面。

在一种可能的设计中，在本申请实施例第一方面的第八种实现方式中，所述光学三维扫描装置应用于激光雷达。

在一种可能的设计中，在本申请实施例第一方面的第九种实现方式中，所述光学三维扫描装置应用于光学扫描成像系统。

从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：

本申请实施例提供的技术方案中，包括：俯仰扫描组件和方位扫描组件；所述俯仰扫描组件主要用于驱动俯仰反射镜沿水平轴旋转以实现光轴的俯仰扫描；所述方位扫描组件主要用于驱动方位反射镜和所述俯仰扫描组件沿着竖直轴整体旋转以实现光轴的方位扫描；所述俯仰扫描组件通过俯仰轴交叉滚子轴承26与所述方位扫描组件的方位三角块14的竖直平面上的轴孔相配合，并通过俯仰轴压盘27将所述俯仰轴交叉滚子轴承26的外圆固定在所述方位三角块14上；所述俯仰扫描组件中的俯仰驱动蜗杆46与俯仰轴蜗轮28啮合，通过俯仰驱动蜗杆支架45和电机支架48以螺钉连接方式分别与所述方位扫描组件的所述方位三角块14的水平直角平面和侧面相连接，并采用水封32实现俯仰轴29和方位前部保护罩31之间的转动密封。本申请实施例中，俯仰扫描组件的信号和电源通过滑环与下面固定部分连接，滑环的电刷与固定部分电缆连接，滑道与转动部分电缆连接，当转动时，电刷和滑道始终滑动接触连接，上面转动部分与下面固定部分的电缆均不缠绕，这样转动部分就自由旋转，从而使得扫描装置可以沿着任意一个方向持续扫描，不用来回反复旋转，节省了扫描时间，提高了扫描效率，同时减少了扫描方式和路径的限制。

附图说明

图1为光学三维扫描装置的原理示意图；

图2为本申请中光学三维扫描装置的立体侧视图；

图3为本申请中光学三维扫描装置的两大组件的分解示意图；

图4为本申请中光学三维扫描装置的剖面图；

图5为本申请中光学三维扫描装置的方位扫描组件的分解示意图；

图6为本申请中光学三维扫描装置的反射镜组件的分解示意图；

图7为本申请中光学三维扫描装置的方位驱动组件的示意图；

图8为本申请中光学三维扫描装置的俯仰扫描组件的分解示意图；

图9为本申请中光学三维扫描装置的俯仰驱动组件的示意图。

具体实施方式

本申请实施例提供了一种光学三维扫描装置，用于避免造成电缆缠绕，从而使得扫描装置可以沿着任一方向持续扫描，节省了扫描时间，提高了扫描效率，同时减少了扫描方式和路径的限制。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例进行描述。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”或“具有”及其任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

如图2所示的光学三维扫描装置的立体侧视图，应用于激光雷达中，负责将激光雷达发射出去的光束进行光束偏转实现不同空间目标的扫描探测，并将探测目标散射的激光信号回收至激光雷达。

请参阅图3，本申请实施例中光学三维扫描装置的一个实施例包括：

俯仰扫描组件和方位扫描组件；

所述俯仰扫描组件主要用于驱动俯仰反射镜沿水平轴旋转以实现光轴的俯仰扫描；

所述方位扫描组件主要用于驱动方位反射镜和所述俯仰扫描组件沿着竖直轴整体旋转以实现光轴的方位扫描；

所述俯仰扫描组件通过俯仰轴交叉滚子轴承26与所述方位扫描组件的方位三角块14的竖直平面上的轴孔相配合，并通过俯仰轴压盘27将所述俯仰轴交叉滚子轴承26的外圆固定在所述方位三角块14上；

所述俯仰扫描组件中的俯仰驱动蜗杆46与俯仰轴蜗轮28啮合，通过俯仰驱动蜗杆支架45和电机支架48以螺钉连接方式分别与所述方位扫描组件的所述方位三角块14的水平直角平面和侧面相连接，并采用水封32实现俯仰轴29和方位前部保护罩31之间的转动密封。

需要说明的是，本发明通过加装滑环装置实现扫描的连续进行，可以减小由于扫描方向的切换造成速度的减慢，同时通过采用一个交叉滚子轴承代替两个或多个向心轴承，折叠俯仰蜗杆传动轴，达到减小体积的目的。窗口镜片采用倾斜安装方式有效避免了镜面反射光沿原路返回影响探测器的信号探测问题。此外本方案中的方位扫描组件和俯仰扫描组件的保护罩内部均附有保温隔热材料，内部装有加热装置能够防止室外环境下镜片凝霜结露造成激光信号无法传输的问题，在俯仰轴与方位保护罩之间的加热装置可以有效防止在高寒地区转轴结冰无法运转问题。在保护罩边缘和转轴结合处采用涂抹密封胶脂和加装橡胶密封圈等措施实现扫描头内部的密封，防止灰尘和雨水的侵入污染光学器件降低激光传输效率。从而有效的提高了光学三维扫描装置的环境适应能力。

本申请实施例中，俯仰扫描组件的信号和电源通过滑环与下面固定部分连接，滑环的电刷与固定部分电缆连接，滑道与转动部分电缆连接，当转动时，电刷和滑道始终滑动接触连接，上面转动部分与下面固定部分的电缆均不缠绕，这样转动部分就自由旋转，从而使得扫描装置可以沿着任一方向连续扫描，不用来回反复旋转，节省了扫描时间，提高了扫描效率，同时减少了扫描方式和路径的限制。

在一种可行的实施例方式中，结合图4、图5所示，所述方位扫描组件包括：方位轴承内圆压圈1、底板2、方位轴承外圆压盘3、滑环支架4、方位轴蜗轮5、磁钢6、方位寻零开关电路板7、方位寻零开关电路板支架8、滑环9、方位轴10、滑环止转环11、U型密封圈12、方位底部保护罩13、方位三角块14、方位后部保护罩18、背部加热片19、散热片20、背部温度开关21、温度开关压块22、加热片支架23、方位前部保护罩31、方位轴交叉滚子轴承41、方位蜗杆防尘罩44、方位底部保护罩螺柱49、方位前部保护罩螺柱50、反射镜组件和方位驱动组件；

所述方位轴交叉滚子轴承41安装在所述方位轴10的轴径上，并通过所述方位轴承内圆压圈1将轴承内圈与所述方位轴10固定；所述方位轴交叉滚子轴承41的外圆与所述底板2的轴孔配合，并通过所述方位轴承内圆压盘3将所述方位轴交叉滚子轴承41的外圆固定在所述底板2上。所述方位轴蜗轮5与所述方位轴10外径配合，通过螺钉沿轴向方向固定在方位轴10的台阶上；所述滑环9套在所述方位轴10的外圆上，所述滑环9的定子通过所述滑环支架4固定至所述底板2上，所述滑环9的转子通过所述滑环止转环11固定至所述方位轴10上，随方位轴10一起转动；

所述方位驱动组件通过方位驱动蜗杆42与所述方位轴蜗轮5啮合，通过螺钉固定到所述底板2上；所述方位寻零开关电路板7通过所述方位寻零开关电路板支架8固定至所述滑环支架4上，并与所述方位轴蜗轮5上的所述磁钢6形成寻零触发装置，用于方位扫描时零位校准，提高方位定位准确度；

所述方位轴10外圆与所述方位三角块14的水平直角面上的轴孔配合，保证同轴性，并通过螺钉固定；所述反射镜组件通过螺钉与所述方位三角块14的45度斜边连接，保证镜面与轴成45度；所述背部加热片19被夹在所述加热片支架23和所述散热片20中间，并通过所述加热片支架23固定在所述方位三角块14斜边的两侧，所述背部温度开关21通过所述温度开关压块22固定在所述散热片20上，起到温度保护作用，防止加热片过热，加热片主要用于严寒条件下光学三维扫描装置内部提升温度，一方面保证电气设备正常运行，另一方面防止镜片凝露结霜。

在一种可行的实施例方式中，如图4、图6所示，所述反射镜组件包括反射镜15、反射镜镜框16、反射镜镜架17、反射镜贴片24和反射镜镜架垫片59；三个所述反射镜贴片24通过胶合方式与所述反射镜15连接，所述反射镜镜架17通过螺钉与3个所述反射镜贴片24连接；所述反射镜镜框16通过螺钉与所述反射镜镜架17连接，将所述反射镜15罩在其内部，但不直接接触，起到保护作用；所述反射镜镜架17的四角固定面上，分别垫有一块反射镜镜架垫片59后再与所述方位三角块14的斜边连接，主要用于调节镜片的角度，保证光轴的偏转角度的精度。

在一种可行的实施例方式中，结合图4、图7所示，所述方位驱动组件包括：方位驱动蜗杆42、方位驱动蜗杆支架43、伺服电机55、联轴器56和电机支架58；所述方位驱动蜗杆42通过轴承与所述方位驱动蜗杆支架43连接，所述方位驱动蜗杆42轴端通过所述联轴器56与所述伺服电机55轴连接，所述伺服电机55通过螺钉固定在所述电机支架58上。

在一种可行的实施例方式中，结合图4、图5所示，所述方位前部保护罩31通过4根所述方位前部保护罩螺柱50与所述方位三角块14连接；所述方位底部保护罩13通过3根所述方位底部保护罩螺柱49与所述方位三角块14相连，并与所述方位前部保护罩31紧密插接；所述方位后部保护罩18通过螺钉固定至所述方位前部保护罩31和所述方位底部保护罩13的侧边上，三个罩子的内壁上均粘贴有保温隔热材料，用于光学三维扫描装置整体的保温和隔热，接缝处涂有密封胶，起到防水防尘作用。

在一种可行的实施例方式中，结合图4、图8所示，所述俯仰扫描组件包括：俯仰轴螺圈25、俯仰轴交叉滚子轴承26、俯仰轴压盘27、俯仰轴蜗轮28、俯仰轴29、俯仰加热片30、水封32、俯仰法兰33、O型密封圈34、俯仰三角块35、O型密封圈36、窗口镜片镜框37、窗口镜片密封圈38、窗口镜片39、窗口镜片压圈40、俯仰保护罩47、俯仰轴压块51、俯仰轴温度开关52、俯仰寻零开关电路板53、俯仰轴寻零开关电路板支架54、反射镜组件和俯仰驱动组件；

所述俯仰轴交叉滚子轴承26的内圆通过所述螺圈25固定在所述俯仰轴29的轴径上，所述俯仰轴交叉滚子轴承26的外圆与所述方位扫描组件的所述方位三角块14竖直直交面的轴孔配合，并通过所述俯仰轴压盘27将所述俯仰轴交叉滚子轴承26的外圆固定在所述方位扫描组件的所述方位三角块14上；所述俯仰轴蜗轮28通过螺钉固定在所述俯仰轴29外圆；所述俯仰轴29外圆与所述俯仰三角块35竖直直角面轴孔配合，保证同轴性，并通过所述俯仰法兰33固定连接；所述窗口镜片39通过所述窗口镜片压圈40压紧固定在所述窗口镜片镜框37内，所述窗口镜片39的上下表面均垫有所述窗口镜片密封圈38；所述窗口镜片39与出射光轴并非垂直关系，有一定角度倾斜，防止激光雷达发射的激光被原路返回至探测器，影响信号探测；

所述反射镜组件通过螺钉与所述俯仰三角块35的45度斜面连接，保证镜面与轴成45度；所述俯仰驱动组件与所述俯仰轴蜗轮28进行啮合后，通过螺钉固定在所述方位三角块14上，蜗轮蜗杆在安装前经过精密研磨和啮合试验具有极小的侧隙，传动误差极小，保证系统的定位精度；所述俯仰保护罩47通过螺钉与所述俯仰三角块35侧边相连接，罩体内壁上均粘贴有保温隔热材料，起到保温隔热作用，接缝处涂有密封胶，起到防水防尘作用，防止内部结露结霜。

在一种可行的实施例方式中，结合图4、图9所示，所述俯仰驱动组件包括俯仰驱动蜗杆支架45、俯仰驱动蜗杆46、电机支架48、伺服电机55、联轴器56和直角齿轮箱57；所述俯仰驱动蜗杆46通过轴承与所述俯仰驱动蜗杆支架45连接，所述俯仰驱动蜗杆46的轴端与所述直角齿轮箱57连接，所述直角齿轮箱57的传动比为1∶1，通过所述直角齿轮箱57将传动轴偏转90度，所述直角齿轮箱57的另一端通过联轴器56与所述伺服电机55连接，所述直角齿轮箱57和所述伺服电机55均通过螺钉固定在所述电机支架48上，通过直角齿轮箱偏转传动轴，减小了三维扫描装置的体积。

在一种可行的实施例方式中，结合图4、图5所示，所述俯仰寻零开关电路板53通过所述俯仰寻零开关电路板支架54固定在所述方位三角块14上，与所述俯仰扫描组件中俯仰轴蜗轮28上的磁钢构成寻零触发装置，用于俯仰扫描时零位校准，提高俯仰定位准确度，消除累积误差；

所述俯仰加热片30通过导热胶粘贴至所述方位前部保护罩31轴孔部，用于防止严寒条件下俯仰轴与方位前部保护罩之间结冰凝固；所述俯仰温度开关52通过所述俯仰轴压块51固定至所述方位前部保护罩31，所述俯仰温度开关52压在所述俯仰加热片30的表面，起到温度保护作用，防止温度过高。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种光学三维扫描装置，其特征在于，包括：

俯仰扫描组件和方位扫描组件；

所述俯仰扫描组件主要用于驱动反射镜沿水平轴旋转以实现光轴的俯仰扫描；

所述方位扫描组件主要用于驱动反射镜和所述俯仰扫描组件沿着竖直轴整体旋转以实现光轴的方位扫描；

所述俯仰扫描组件通过俯仰轴交叉滚子轴承(26)与所述方位扫描组件的方位三角块(14)的竖直平面上的轴孔相配合，并通过俯仰轴压盘(27)将所述俯仰轴交叉滚子轴承(26)的外圆固定在所述方位三角块(14)上；

所述俯仰扫描组件中的俯仰驱动蜗杆(46)与俯仰轴蜗轮(28)啮合，通过俯仰驱动蜗杆支架(45)和所述俯仰扫描组件中的电机支架(48)以螺钉连接方式分别与所述方位扫描组件的所述方位三角块(14)的水平直角平面和侧面相连接，并采用水封(32)实现俯仰轴(29)和方位前部保护罩(31)之间的转动密封；

其中，所述方位扫描组件包括：

方位轴承内圆压圈(1)、底板(2)、方位轴承外圆压盘(3)、滑环支架(4)、方位轴蜗轮(5)、磁钢(6)、方位寻零开关电路板(7)、方位寻零开关电路板支架(8)、滑环(9)、方位轴(10)、滑环止转环(11)、U型密封圈(12)、方位底部保护罩(13)、方位三角块(14)、方位后部保护罩(18)、背部加热片(19)、散热片(20)、背部温度开关(21)、温度开关压块(22)、加热片支架(23)、方位前部保护罩(31)、方位轴交叉滚子轴承(41)、方位蜗杆防尘罩(44)、方位底部保护罩螺柱(49)、方位前部保护罩螺柱(50)、反射镜组件和方位驱动组件；

所述方位轴交叉滚子轴承(41)安装在所述方位轴(10)的轴径上，并通过所述方位轴承内圆压圈(1)将轴承内圈与所述方位轴(10)固定；所述方位轴交叉滚子轴承(41)的外圆与所述底板(2)的轴孔配合，并通过所述方位轴承外圆压盘(3)将所述方位轴交叉滚子轴承(41)的外圆固定在所述底板(2)上；所述方位轴蜗轮(5)与所述方位轴(10)外径配合，通过螺钉沿轴向方向固定在方位轴(10)的台阶上；

所述滑环(9)套在所述方位轴(10)的外圆上，所述滑环(9)的定子通过所述滑环支架(4)固定至所述底板(2)上，所述滑环(9)的转子通过所述滑环止转环(11)固定至所述方位轴(10)上，随方位轴(10)一起转动；

所述方位驱动组件通过方位驱动蜗杆(42)与所述方位轴蜗轮(5)啮合，通过螺钉固定到所述底板(2)上；所述方位寻零开关电路板(7)通过所述方位寻零开关电路板支架(8)固定至所述滑环支架(4)上，并与所述方位轴蜗轮(5)上的所述磁钢(6)形成寻零触发装置；所述方位轴(10)外圆与所述方位三角块(14)的水平直角面上的轴孔配合，保证同轴性，并通过螺钉固定；

所述反射镜组件通过螺钉与所述方位三角块(14)的45度斜边连接，保证镜面与轴成45度；所述背部加热片(19)被夹在所述加热片支架(23)和所述散热片(20)中间，并通过所述加热片支架(23)固定在所述方位三角块(14)斜边的两侧，所述背部温度开关(21)通过所述温度开关压块(22)固定在所述散热片(20)上；

所述俯仰扫描组件包括：

俯仰轴螺圈(25)、俯仰轴交叉滚子轴承(26)、俯仰轴压盘(27)、俯仰轴蜗轮(28)、俯仰轴(29)、俯仰加热片(30)、水封(32)、俯仰法兰(33)、与俯仰三角块(35)一端相邻的O型密封圈(34)、所述俯仰三角块(35)、与所述俯仰三角块(35)另一端相邻的O型密封圈(36)、窗口镜片镜框(37)、窗口镜片密封圈(38)、窗口镜片(39)、窗口镜片压圈(40)、俯仰保护罩(47)、俯仰轴压块(51)、俯仰轴温度开关(52)、俯仰寻零开关电路板(53)、俯仰轴寻零开关电路板支架(54)、反射镜组件和俯仰驱动组件；

所述俯仰轴交叉滚子轴承(26)的内圆通过所述俯仰轴螺圈(25)固定在所述俯仰轴(29)的轴径上，所述俯仰轴交叉滚子轴承(26)的外圆与所述方位扫描组件的所述方位三角块(14)竖直直角面的轴孔配合，并通过所述俯仰轴压盘(27)将所述俯仰轴交叉滚子轴承(26)的外圆固定在所述方位扫描组件的所述方位三角块(14)上；所述俯仰轴蜗轮(28)通过螺钉固定在所述俯仰轴(29)外圆；所述俯仰轴(29)外圆与所述俯仰三角块(35)竖直直角面轴孔配合，保证同轴性，并通过所述俯仰法兰(33)固定连接；所述窗口镜片(39)通过所述窗口镜片压圈(40)压紧固定在所述窗口镜片镜框(37)内，所述窗口镜片(39)的上下表面均垫有所述窗口镜片密封圈(38)；所述窗口镜片(39)与出射光轴并非垂直关系，有一定角度倾斜；

所述反射镜组件通过螺钉与所述俯仰三角块(35)的45度斜面连接，保证镜面与轴成45度；所述俯仰驱动组件与所述俯仰轴蜗轮(28)进行啮合后，通过螺钉固定在所述方位三角块(14)上；所述俯仰保护罩(47)通过螺钉与所述俯仰三角块(35)侧边相连接，罩体内壁上均粘贴有保温隔热材料，接缝处涂有密封胶。

2.根据权利要求1所述的光学三维扫描装置，其特征在于，所述反射镜组件包括反射镜(15)、反射镜镜框(16)、反射镜镜架(17)、反射镜贴片(24)和反射镜镜架垫片(59)；

三个所述反射镜贴片(24)通过胶合方式与所述反射镜(15)连接，所述反射镜镜架(17)通过螺钉与3个所述反射镜贴片(24)连接；所述反射镜镜框(16)通过螺钉与所述反射镜镜架(17)连接，将所述反射镜(15)罩在其内部，但不直接接触；所述反射镜镜架(17)的四角固定面上，分别垫有一块反射镜镜架垫片(59)后再与所述方位三角块(14)的斜边连接。

3.根据权利要求1所述的光学三维扫描装置，其特征在于，所述方位驱动组件包括：方位驱动蜗杆(42)、方位驱动蜗杆支架(43)、伺服电机(55)、联轴器(56)和所述方位驱动组件中的电机支架(58)；

所述方位驱动蜗杆(42)通过轴承与所述方位驱动蜗杆支架(43)连接，所述方位驱动蜗杆(42)轴端通过所述联轴器(56)与所述伺服电机(55)轴连接，所述伺服电机(55)通过螺钉固定在所述方位驱动组件中的电机支架(58)上。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的光学三维扫描装置，其特征在于，

所述方位前部保护罩(31)通过4根所述方位前部保护罩螺柱(50)与所述方位三角块(14)连接；所述方位底部保护罩(13)通过3根所述方位底部保护罩螺柱(49)与所述方位三角块(14)相连，并与所述方位前部保护罩(31)紧密插接；所述方位后部保护罩(18)通过螺钉固定至所述方位前部保护罩(31)和所述方位底部保护罩(13)的侧边上，三个罩子的内壁上均粘贴有保温隔热材料，接缝处涂有密封胶。

5.根据权利要求1所述的光学三维扫描装置，其特征在于，所述俯仰驱动组件包括俯仰驱动蜗杆支架(45)、俯仰驱动蜗杆(46)、所述俯仰扫描组件中的电机支架(48)、伺服电机(55)、联轴器(56)和直角齿轮箱(57)；

所述俯仰驱动蜗杆(46)通过轴承与所述俯仰驱动蜗杆支架(45)连接，所述俯仰驱动蜗杆(46)的轴端与所述直角齿轮箱(57)连接，所述直角齿轮箱(57)的传动比为1:1，通过所述直角齿轮箱(57)将传动轴偏转90度，所述直角齿轮箱(57)的另一端通过所述联轴器(56)与所述伺服电机(55)连接，所述直角齿轮箱(57)和所述伺服电机(55)均通过螺钉固定在所述俯仰扫描组件中的电机支架(48)上。

6.根据权利要求1所述的光学三维扫描装置，其特征在于，

所述俯仰寻零开关电路板(53)通过所述俯仰寻零开关电路板支架(54)固定在所述方位三角块(14)上，与所述俯仰扫描组件中俯仰轴蜗轮(28)上的磁钢构成寻零触发装置；

所述俯仰加热片(30)通过导热胶粘贴至所述方位前部保护罩(31)轴孔部；所述俯仰轴温度开关(52)通过所述俯仰轴压块(51)固定至所述方位前部保护罩(31)，所述俯仰轴温度开关(52)压在所述俯仰加热片(30)的表面。

7.根据权利要求1至3或5至6中任一项所述的光学三维扫描装置，其特征在于，所述光学三维扫描装置应用于激光雷达。

8.根据权利要求1至3或5至6中任一项所述的光学三维扫描装置，其特征在于，所述光学三维扫描装置应用于光学扫描成像系统。