CN108627851B - 一种用于激光雷达传感器的一体式旋转机芯 - Google Patents

一种用于激光雷达传感器的一体式旋转机芯 Download PDF

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Abstract

本发明涉及激光雷达传感器领域，公开了一种用于激光雷达传感器的一体式旋转机芯，其包括机芯本体,机芯本体的上、下两侧各设有一个定位轴承，两个定位轴承同轴，机芯本体包括测距发射板、测距接收板、激光测距发射模块、激光测距接收模块和测距主板，测距发射板与测距接收板分别设置于机芯本体的三个侧面。本发明通过在一体式旋转机芯本体上下设置两个同轴的定位轴承档，用双轴承保证了机芯光学调试和加光学外罩前后的光路一致性，提高了其测距的精度、稳定性及延长寿命；本机芯一体成型，能够装配其所需的各个模块，各模块合理的精密的装配于机芯本体上，充分合理利用机芯立体空间，减少了零件数量，加工、装配简单化，成本低，体积小。

Description

一种用于激光雷达传感器的一体式旋转机芯
技术领域
本发明涉及激光测距领域，尤其涉及了一种用于激光雷达传感器的一体式旋转机芯。
背景技术
在现有的旋转激光测距装置领域，现有的带光学防护外罩的激光传感器基于光学和结构原理的限制，基本都是用轴承固定一侧旋转工作台，或上方，或下方，从而实现旋转测距的目的，由于单端面轴承固定/限位轴承的另一端摆动会带来由于整个产品寿命周期长，产品整机多数用于防碰撞、辅助驾驶等场合，不可避免周而复始高强度振动工作，对旋转激光测距装置的磨损还是比较明显的，尤其是产品中、后使用周期更显著，直接的表现是激光测距装置抖动加大，测距精度下降，测距数据报错，加速产品缩短使用寿命直至报废等。
为了解决上述问题，结合目前需求市场对产品稳定性、小尺寸有更高的要求，本发明提出了一种用于激光雷达传感器的一体式旋转机芯。
发明内容
本发明针对现有技术中的问题，提供了一种用于激光雷达传感器的一体式旋转机芯。
为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：
一种用于激光雷达传感器的一体式旋转机芯，其包括机芯本体,机芯本体的上、下两侧各设有一个定位轴承，两个定位轴承同轴，机芯本体包括测距发射板、测距接收板、激光测距发射模块、激光测距接收模块和测距主板，测距发射板与测距接收板分别设置于机芯本体的前后两侧，测距主板设置于机芯本体的左侧，机芯本体上设有发射腔和接收腔，发射腔位于位于接收腔的正上方，激光测距发射模块与激光测距接收模块分别位于发射腔和接收腔内。其中，发射腔和接收腔的位置可根据实际需要互换。
作为优选，激光测距发射模块包括发射反光镜调节滑块及固定于发射反光镜调节滑块上的测距发射镜片，激光测距接收模块包括接收反光镜调节滑块及固定于接收反光镜调节滑块上的测距接收镜片，发射反光镜调节滑块与接收反光镜调节滑块用于调节相应镜片的位置。
作为优选，还包括无刷电机转子、无线供电机构、无线光电通信上电路板和无线光电通信下电路板，无刷电机转子与机芯本体连接用于驱动机芯本体转动，无线光电通信上电路板与无线光电通信下电路板通信连接；无线供电机构一端与无线光电通信下电路板电连接，另一端与测距主板、无线光电通信上电路板电连接，其用于为激光测距模块供电。
作为优选，机芯本体底部设有光栅结构和与光栅结构配合的光电开关，光电开关与光栅结构配合检测旋转速度，无刷电机转子位于光栅结构内侧，光栅结构将无刷电机转子包围。
作为优选，无线供电机构为磁芯供电或内外式变压器式供电。
作为优选，测距发射镜片为45度角反光镜或45度角棱镜，测距接收镜片为45度角反光镜或45度角棱镜。
作为优选，机芯本体上还设有配重块。
作为优选，机芯本体外侧还设有外罩，外罩将机芯本体包围，发射腔和接收腔与外罩内壁小间隙配合。
作为优选，机芯本体底部设有与其配合的底座。
本发明由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：本发明通过在机芯本体上下设置两个同轴的定位轴承，保证了机芯本体的配合的高精度及稳定性，提高并稳定了产品的测距精度；激光测距模块的各部分合理的固定于机芯本体上，发射、接收光路可以通过相应的反光镜调节滑块精准调节，整合后占用空间小，大大降低了整体的体积；本机芯一体成型，能够装配其所需的各个模块，各模块合理的精密的装配于机芯本体上，充分合理利用机芯立体空间，减少了零件数量，加工、装配简单化，成本低，体积小。
附图说明
图1是本发明的一体式旋转机芯本体零件图。
图2是本发明的剖视图。
图3是本发明的直角剖视图。
图4是本发明的装配爆炸图。
附图中各数字标号所指代的部位名称如下：1—机芯本体、2—上定位轴承、3—下定位轴承、4—无线供电机构、5—无线光电通讯上电路板、6—测距接收镜片、7—测距发射镜片、8—测距主板、9—测距发射板、10—测距接收板、11—光栅结构、12—光电开关、13—无刷电机转子、14—发射反光镜调节滑块、15—接收反光镜调节滑块、16—配重块。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例
一种用于激光雷达传感器的一体式旋转机芯，如图1-图4所示，其包括机芯本体1,机芯本体1的上、下两侧各设有一个定位轴承2,3，两个定位轴承2,3同轴，机芯本体1包括测距发射板9、测距接收板10、激光测距发射模块、激光测距接收模块和测距主板8，测距发射板9与测距接收板10分别设置于机芯本体1的前后两侧，测距主板8设置于机芯本体1的左侧，机芯本体1上设有发射腔和接收腔，发射腔位于位于接收腔的正上方，激光测距发射模块与激光测距接收模块分别位于发射腔和接收腔内。机芯本体1上还设有配重块16。其中，测距发射板9与测距接收板10和测距主板8的位置可根据需要进行互换。
激光测距发射模块包括发射反光镜调节滑块14及固定于发射反光镜调节滑块14上的测距发射镜片7，激光测距接收模块包括接收反光镜调节滑块15及固定于接收反光镜调节滑块15上的测距接收镜片6，发射反光镜调节滑块14与接收反光镜调节滑块15用于调节相应镜片的位置。
还包括无刷电机转子13、无线供电机构4、无线光电通信上电路板5和无线光电通信下电路板，无刷电机转子13与机芯本体1连接用于驱动机芯本体1转动，无线光电通信上电路板5与无线光电通信下电路板通信连接；无线供电机构4一端与无线光电通信下电路板电连接，另一端与测距主板8、无线光电通信上电路板5电连接，其用于为激光测距模块供电。无线供电机构4为磁芯供电或内外式变压器式供电。
机芯本体1底部设有光栅结构11和与光栅结构11配合的光电开关12，光电开关12与光栅结构11配合检测旋转速度，无刷电机转子13位于光栅结构11内侧，光栅结构11将无刷电机转子13包围。其中，机芯本体1底部设有与其配合的底座，光栅结构11与光电开关12分别设置于机芯本体1和底座上，且位置可互换。机芯本体1旋转时，光电开关12通过读取光栅结构11的每一部分的时间间隔来计算机芯的旋转速度。
测距发射镜片7为45度角反光镜或45度角棱镜，测距接收镜片6为45度角反光镜或45度角棱镜。
机芯本体1外侧还设有外罩，外罩将机芯本体1包围，发射腔和接收腔与外罩内壁小间隙配合。
总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。

Claims (4)

1.一种用于激光雷达传感器的一体式旋转机芯，其特征在于：其包括机芯本体(1)，机芯本体(1)的上、下两侧各设有一个定位轴承(2，3)，两个定位轴承(2，3)同轴，机芯本体(1)包括测距发射板(9)、测距接收板(10)、激光测距发射模块、激光测距接收模块和测距主板(8)，测距发射板(9)与测距接收板(10)分别设置于机芯本体(1)的前后两侧，测距主板(8)设置于机芯本体(1)的左侧，机芯本体(1)上设有发射腔和接收腔，发射腔位于接收腔的正上方，激光测距发射模块与激光测距接收模块分别位于发射腔和接收腔内；机芯本体(1)外侧还设有外罩，外罩将机芯本体(1)包围，发射腔和接收腔与外罩内壁小间隙配合；测距发射板(9)与测距接收板(10)和测距主板(8)的位置能够根据需要进行互换；还包括无刷电机转子(13)、无线供电机构(4)、无线光电通信上电路板(5)和无线光电通信下电路板，无刷电机转子(13)与机芯本体(1)连接用于驱动机芯本体(1)转动，无线光电通信上电路板(5)与无线光电通信下电路板通信连接；无线供电机构(4)一端与无线光电通信下电路板电连接，另一端与测距主板(8)、无线光电通信上电路板(5)电连接，其用于为激光测距模块供电；机芯本体(1)底部设有光栅结构(11)和与光栅结构(11)配合的光电开关(12)，光电开关(12)与光栅结构(11)配合检测旋转速度，无刷电机转子(13)位于光栅结构(11)内侧，光栅结构(11)将无刷电机转子(13)包围；机芯本体(1)底部设有与其配合的底座；机芯本体(1)上还设有配重块(16)。
2.根据权利要求1所述的一种用于激光雷达传感器的一体式旋转机芯，其特征在于：激光测距发射模块包括发射反光镜调节滑块(14)及固定于发射反光镜调节滑块(14)上的测距发射镜片(7)，激光测距接收模块包括接收反光镜调节滑块(15)及固定于接收反光镜调节滑块(15)上的测距接收镜片(6)，发射反光镜调节滑块(14)与接收反光镜调节滑块(15)用于调节相应镜片的位置。
3.根据权利要求1所述的一种用于激光雷达传感器的一体式旋转机芯，其特征在于：无线供电机构(4)为磁芯供电或内外式变压器式供电。
4.根据权利要求1所述的一种用于激光雷达传感器的一体式旋转机芯，其特征在于：测距发射镜片(7)为45度角反光镜或45度角棱镜，测距接收镜片(6)为45度角反光镜或45度角棱镜。
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