CN108020842B - 一种磁悬浮风力驱动激光扫描雷达 - Google Patents

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Abstract

一种磁悬浮风力驱动激光扫描雷达，包括图像处理系统、旋转平台、固定平台、磁环组和风力驱动散热装置，所述图像处理系统设于所述旋转平台内，所述旋转平台设于固定平台的上方。本发明磁悬浮风力驱动激光扫描雷达不仅具有测距、绘制三维云图的功能，同时使用噪声小，寿命长。

Description

一种磁悬浮风力驱动激光扫描雷达
技术领域
本发明涉及一种磁悬浮风力驱动激光扫描雷达，属于激光雷达扫描技术领域。
背景技术
机器视觉就是用机器代替人眼来做测量和判断。伴随光学技术、图像分析等技术逐步完善，通过机器视觉的自动识别功能，许多流水线上具有高度重复性的检测都可以快速完成，大大提高了检测效率和精度。各式各样小型机器人的发明，也对低成本小型测距导航传感器提出了更高的要求。激光测距传感器能进行快速、精确的定位是目前SLAM（即时定位与地图构建）技术最常用的传感器， SLAM最早由Smith、Self和Cheeseman于1988年提出。由于其重要的理论与应用价值，被很多学者认为是实现真正全自主移动机器人的关键。然而目前的激光测距传感器价格普遍偏贵，存在噪声大，使用寿命短等不足，对于机器人爱好者来说，难以接受。
有鉴于此，提供一种磁悬浮风力驱动激光扫描雷达，解决上述缺陷，显然是有必要的。
发明内容
本发明的发明目的是提供一种磁悬浮风力驱动激光扫描雷达，用于测距，绘制三维云图，具有能耗低，噪声小，使用寿命长的特点。
为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：一种磁悬浮风力驱动激光扫描雷达，包括图像处理系统、旋转平台、固定平台、磁环组和风力驱动散热装置，
所述图像处理系统设于所述旋转平台内，
所述旋转平台设于固定平台的上方，
所述磁环组包括悬浮系统和导向系统，所述悬浮系统包括上下相对设置的大磁环和小磁环，其中所述大磁环嵌设于固定平台上，所述小磁环嵌设于旋转平台上；所述导向系统包括上下相对设置的上一磁环和下一磁环、左右相对设置的内一磁环和内二磁环以及左右相对设置的外一磁环和外二磁环，其中所述下一磁环、内二磁环和外一磁环均嵌设于旋转平台，所述上一磁环、内一磁环和外二磁环均嵌设于固定平台，
所述风力驱动散热装置设于旋转平台内，其包括散热风扇和支撑柱，所述支撑柱内设有风腔，所述固定平台的中心设有与支撑柱配合使用的柱形凹槽，支撑柱的端部设有通气窄带，在使用的时候，风扇将风吹入风腔，高速风流通过与固定平台的柱形凹槽摩擦，形成漩涡气流使得旋转平台旋转。
优选地，所述支撑柱的外周周向开设有环形凹槽，所述环形凹槽内设有屏蔽磁环。
优选地，所述图像处理系统包括激光器、微型摄像头和图像处理模块。
本发明中，所述散热风扇可以给上述图像处理模块散热的同时提供风力，利用风的反作用力驱动上部旋转平台旋转。
本发明中，所述上部旋转平台与下部固定平台均采用碳纤维为材料制作，耐热性好、良好的导电导热性能、电磁屏蔽性好。
本发明中，支撑柱含有三个导线孔，用于通导线，两根地线分别给上述上部旋转平台接地用来屏蔽磁场干扰，另一根是电源地，一根电源线用于给上述旋转平台内的图像处理系统供电。
本发明中，散热风扇设有功率调节装置，通过改变给散热风扇的供电功率，改变上部旋转平台旋转速度。
本发明中，平台内配有屏蔽磁环，可屏蔽磁场干扰，保障供电稳定，产品还具有其他多种屏蔽措施，如外壳材质选择高磁导率的材料等。
本发明中，旋转平台的底部是被固定平台所包围住的，所以固定平台的周边呈向内的环形包围结构，在实际生产过程中，此环形包围结构与固定平台主体可拆卸连接，使得旋转平台装配进固定平台变的容易且方便。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
本发明磁悬浮风力驱动激光扫描雷达不仅具有测距、绘制三维云图的功能，同时使用噪声小，寿命长。
附图说明
图1是本发明磁悬浮风力驱动激光扫描雷达的主视图。
图2是本发明的扫描雷达的剖面简单结构示意图。
图3是本发明支撑柱的结构示意图。
图4是本发明风力驱动的原理示意图。
其中：1、固定平台；2、旋转平台；3、大磁环；4、小磁环；5、下一磁环；6、内二磁环；7、外一磁环；8、上一磁环；9、内一磁环；10、外二磁环；11、支撑柱；12、通气窄带；13、屏蔽磁环。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
实施例一：参见图1~图4所示，一种磁悬浮风力驱动激光扫描雷达，包括图像处理系统、旋转平台2、固定平台1、磁环组和风力驱动散热装置，
所述图像处理系统设于所述旋转平台内，
所述旋转平台2设于固定平台1的上方，
参见图2所示，其中旋转平台未完整画出，所述磁环组包括悬浮系统和导向系统，所述悬浮系统包括上下相对设置的大磁环3和小磁环4，其中所述大磁环3嵌设于固定平台1上，所述小磁环4嵌设于旋转平台2上，大磁环3质量大固定嵌套在所述下部固定平台，小磁环4相对质量小固定嵌套在所述上部旋转平台下面，大小磁环同极相对；所述导向系统包括上下相对设置的上一磁环8和下一磁环5、左右相对设置的内一磁环9和内二磁环6以及左右相对设置的外一磁环7和外二磁环10，其中所述下一磁环5、内二磁环6和外一磁环7均嵌设于旋转平台2，所述上一磁环8、内一磁环9和外二磁环10均嵌设于固定平台1，旋转平台2的周边设有两个方向相互垂直的突出部，对应的固定平台也设有两个方向相互垂直的凹陷部，突出部与凹陷部配合使用，上一磁环8和下一磁环5相对设置并分别嵌设在对应固定平台的水平凹陷部和旋转平台的水平突出部，同时内一磁环9和内二磁环6均分别嵌设于对应的固定平台的垂直凹陷部和旋转平台的垂直突出部的一侧，外一磁环和外二磁环嵌设于各自对应的固定平台的垂直凹陷部和旋转平台的垂直突出部的另一侧，各个相对设置的磁环同级相对，使得整个装置稳定，左右设置的磁环使得旋转平台与固定平台旋转时水平方向上保持稳定，竖直设置的磁环使得旋转平台与固定平台旋转时竖直方向上保持稳定。
所述风力驱动散热装置设于旋转平台2内，其包括散热风扇和支撑柱11，散热风扇固定设置在旋转平台的内部的中心处，其正下方固设支撑柱11，所述支撑柱内设有风腔，所述固定平台的中心设有与支撑柱配合使用的柱形凹槽，参见图3所示，支撑柱的端部设有通气窄带12，在使用的时候，风扇将风吹入风腔，高速风流通过与固定平台的柱形凹槽摩擦，形成漩涡气流使得旋转平台旋转。
本发明采用风力驱动，利用空气倍增的原理通过散热风扇的旋转，摄像头孔与激光器孔吸入空气，吸入的空气经过上述支撑柱的内含风腔，由于所述内含风腔的直径很小，故可以将吸入空气的风速提高，高速风流通过与所述下部固定平台摩擦，形成旋涡气流根据牛顿第三定律，上述上部旋转平台将沿相反方向旋转，同时利用角动量守恒理论，所述散热风扇与上部旋转平台可视为一个整体，假设散热风扇顺时针旋转，由角动量守恒理论,并且在悬浮低摩擦力的条件下，通过对散热风扇转速的准确控制实现本激光测距雷达转速稳定可调。
本实施例中，所述支撑柱的外表面周向开设有环形凹槽，所述环形凹槽内设有屏蔽磁环13。
本实施例中，所述图像处理系统包括激光器、微型摄像头和图像处理模块。
本发明中，所述散热风扇可以给上述图像处理模块散热的同时提供风力，利用风的反作用力驱动上部旋转平台旋转。
本发明中，所述上部旋转平台与下部固定平台均采用碳纤维为材料制作，耐热性好、良好的导电导热性能、电磁屏蔽性好。
本发明中，支撑柱含有三个导线孔，用于通导线，两根地线分别给上述上部旋转平台接地用来屏蔽磁场干扰，另一根是电源地，一根电源线用于给上述旋转平台内的图像处理系统供电。
本发明中，散热风扇设有功率调节装置，通过改变给散热风扇的供电功率，改变上部旋转平台旋转速度。
本发明中，平台内配有屏蔽磁环，可屏蔽磁场干扰，保障供电稳定，产品还具有其他多种屏蔽措施，如外壳材质选择高磁导率的材料等。
本发明中，相对设置的磁环均同性相对。

Claims (3)

1.一种磁悬浮风力驱动激光扫描雷达，其特征在于：包括图像处理系统、旋转平台、固定平台、磁环组和风力驱动散热装置，
所述图像处理系统设于所述旋转平台内，
所述旋转平台设于固定平台的上方，
所述磁环组包括悬浮系统和导向系统，所述悬浮系统包括上下相对设置的大磁环和小磁环，其中所述大磁环嵌设于固定平台上，所述小磁环嵌设于旋转平台上；所述导向系统包括上下相对设置的上一磁环和下一磁环、左右相对设置的内一磁环和内二磁环以及左右相对设置的外一磁环和外二磁环，其中所述下一磁环、内二磁环和外一磁环均嵌设于旋转平台，所述上一磁环、内一磁环和外二磁环均嵌设于固定平台，
所述风力驱动散热装置设于旋转平台内，其包括散热风扇和支撑柱，所述支撑柱内设有风腔，所述固定平台的中心设有与支撑柱配合使用的柱形凹槽，支撑柱的端部设有通气窄带，在使用的时候，风扇将风吹入风腔，高速风流通过与固定平台的柱形凹槽摩擦，形成漩涡气流使得旋转平台旋转。
2.根据权利要求1所述的磁悬浮风力驱动激光扫描雷达，其特征在于：所述支撑柱的外周周向开设有环形凹槽，所述环形凹槽内设有屏蔽磁环。
3.根据权利要求1所述的磁悬浮风力驱动激光扫描雷达，其特征在于：所述图像处理系统包括激光器、微型摄像头和图像处理模块。
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