CN108918463B - 一种激光雷达上的扫描振镜 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种激光雷达上的扫描振镜，包括基座、第一旋转组件和第二旋转组件，所述第一旋转组件转动设置在基座上，且所述第一旋转组件的旋转轴线垂直于基座，所述第二旋转组件转动设置在第一旋转组件上，且所述第二旋转组件的旋转轴线与第一旋转组件的旋转轴线相互垂直设置，所述第一旋转组件、第二旋转组件和基座形成密封腔体结构；还包括除雾组件，至少一个所述除雾组件设置在第一旋转组件内，所述除雾组件扰动密封腔体内的气流持续高速流动形成气流内循环。本发明提供一种激光雷达上的扫描振镜，监测大气污染颗粒的分布，同时有效地消除振镜内部的水雾现象。
Description
技术领域
本发明属于大气污染物监测领域，特别涉及一种激光雷达上的扫描振镜。
背景技术
激光雷达技术在大气参数和大气污染探测中具有重要应用价值，颗粒物激光雷达作为一种重要的地基遥感设备，是常规地面监测技术的有力补充，可确定大气环境中气溶胶的垂直分布和时空变化，能够适应中国典型的污染特点。然而现有激光雷达产品存在以下不足：大多数激光雷达产品用于固定监测，不能获得气溶胶的空间分布信息；在高寒地区使用时，由于振镜内外温差较大，在透镜内侧会出现水雾现象，从而导致出射激光衰减，影响监测效果。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种激光雷达上的扫描振镜，监测大气污染颗粒的分布，同时有效地消除振镜内部的水雾现象。
技术方案：为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种激光雷达上的扫描振镜，包括基座、第一旋转组件和第二旋转组件，所述第一旋转组件转动设置在基座上，且所述第一旋转组件的旋转轴线垂直于基座，所述第二旋转组件转动设置在第一旋转组件上，且所述第二旋转组件的旋转轴线与第一旋转组件的旋转轴线相互垂直设置，所述第一旋转组件、第二旋转组件和基座形成密封腔体结构；还包括除雾组件，至少一个所述除雾组件设置在第一旋转组件内，所述除雾组件扰动密封腔体内的气流持续高速流动形成气流内循环。
进一步的，所述除雾组件包括风机和若干通风管，所述风机的进风口暴露在密封腔体内，若干所述通风管的一端设置在风机的出风口上，且另一端分别朝向透光镜或反光镜吹风设置。
进一步的，所述通风管的出风口的气流方向与透光镜的镜面或反光镜的镜面相切设置。
进一步的，所述除雾组件包括两个风机，两个所述风机的进风口暴露在密封腔体内，且两个所述风机的出风口的气流流向相互垂直。
进一步的，所述第一旋转组件、第二旋转组件均包含通光通道，且两个所述通光通道分别沿第一旋转组件、第二旋转组件的旋转轴线设置，两个所述风机设置在靠近两个通光通道在径向方向的交汇处；第一旋转组件和第二旋转组件内腔中的气体通过两个风机持续抽送形成气流内循环。
进一步的，所述基座包括底座、拖链罩、拖链和转动组件，所述转动组件包括安装主板和齿轮圈，所述拖链罩为环形壳体，所述拖链罩设置在底座上，所述安装主板为环状主体结构，且所述安装主板间距套设在拖链罩的内圈，所述安装主板与拖链罩之间形成环形的拖链活动环槽，所述拖链设置在所述拖链活动环槽内，所述拖链的一端固定设置在拖链罩内壁上，且另一端与安装主板连接设置；所述安装主板上方设置有连接板，所述连接板上设置有主动齿轮，所述安装主板上同轴设置有齿轮圈，所述主动齿轮与齿轮圈啮合传动设置，所述连接板相对安装主板周向转动设置。
进一步的，还包括限位组件，所述限位组件包括安装座、光耦开关和限位片，所述安装座设置在连接板上，所述光耦开关设置在安装座上，且所述光耦开关相邻齿轮圈的外圈设置，所述光耦开关为槽型光耦开关，所述限位片设置在安装主板的外壁上，所述限位片为折弯型的片状结构；在光耦开关随连接板转动至与限位片重合状态下，所述连接板达到转动的行程限位点。
有益效果：本发明通过第一旋转组件和第二旋转组件在水平与竖直方向进行周向旋转，可形成以该扫描振镜为中心的三维空间内的大气监测，使出射的激光可进行任意角度的调整，以监测气溶胶在空间内的分布信息，而且本发明的整体结构简单，易于移动，可进行车载巡航监测；且在高寒地区时，通过风机使振镜内部的气流形成内循环，不断流动的热流气体作用于透光镜，防止内腔的气体在透光镜的内侧面长时间停留而冷凝，从而消除振镜内部的水雾现象，保证扫描振镜的正常使用，其结构简单且巧妙。
附图说明
附图1为本发明的整体结构的主视图；
附图2为本发明的整体的内部结构立体示意图；
附图3为本发明的整体的内部结构的主视图；
附图4为本发明的整体结构的半剖示意图；
附图5为本发明的基座的爆炸示意图；
附图6为本发明的A局部的放大示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如附图1至附图4所示，一种激光雷达上的扫描振镜，包括基座1、第一旋转组件2和第二旋转组件3，所述第一旋转组件2转动设置在基座1上，且所述第一旋转组件2的旋转轴线垂直于基座1，所述第二旋转组件3转动设置在第一旋转组件2上，且所述第二旋转组件3的旋转轴线与第一旋转组件2的旋转轴线相互垂直设置，第一旋转组件2为水平周向旋转，第二旋转组件3为竖直方向的轴向转动，两个旋转组件的转动角度均为0～360°，通过第一旋转组件和第二旋转组件在水平与竖直方向进行周向旋转，可形成以该扫描振镜为中心的三维空间内的大气监测，使出射的激光可进行任意角度的调整，以监测气溶胶在空间内的分布信息，而且本发明的整体结构简单，易于移动，可进行巡航监测；所述第一旋转组件2、第二旋转组件3均包括密封外壳8，和基座1形成密封腔体结构，第一反光镜4、第二反光镜5分别设置在第一旋转组件2、第二旋转组件内，用于反射激光光线7，透光镜6位于第二旋转组件3的光线出口上；还包括除雾组件，至少一个所述除雾组件设置在第一旋转组件2内，所述除雾组件扰动密封腔体内的气流持续高速流动形成气流内循环。为了减小第二旋转组件3受到的作用力和力臂，保证第二旋转组件的使用寿命，将除雾组件设置在第一旋转组件内，只有重力作用，使其结构合理，受力均匀，通过风机使振镜内部的气流形成内循环，不断流动的热流气体作用于透光镜以及反光镜，防止内腔的气体在透光镜、反光镜的内侧面长时间停留而冷凝，从而消除振镜内部的水雾现象，保证扫描振镜的正常使用，其结构简单且巧妙；高速流动的内循环气流，使透光镜及反光镜内侧面的上的气流更替速度更频繁、更替速度更快，从而使镜面内侧面保持干燥。
如附图2和附图4所示，所述除雾组件包括风机10和若干通风管，所述风机10为5V离心式风机，所述风机10的进风口暴露在密封腔体内，以密封内腔中气体作为气源而持续循环，若干所述通风管的一端设置在风机10的出风口上，且另一端分别朝向透光镜6或反光镜吹风设置。其中通风管包括若干透光镜风管14和若干反光镜风管15，在通光通道上设置有固定件13用于固定个通风管，保证振镜内部布局整齐，其分别朝向透光镜6和反光镜高速吹风，带走镜面内侧面的冷空气，消除振镜的水雾现象，其中冷空气主要是在透光镜6的内侧面上，该冷空气为刚与透光镜6发生热传递或未来得及与透光镜发生热传递的内部气体，若干透光镜风管14对透光镜进行吹风，保证其整个内侧面都有气流流动，所述通风管的出风口的气流方向与透光镜6的镜面或反光镜的镜面相切设置，通过通风管的出风口的气流方向与透光镜的镜面相切，使流动的气流在透光镜的镜面上的有效作用面积最大化，且加快气流的更替速度。
还包括另一种实施例，如附图2所示，所述除雾组件包括两个风机10，两个所述风机10的进风口暴露在密封腔体内，以密封内腔中气体作为气源而持续循环，且两个所述风机10的出风口的气流流向相互垂直，且气流方向位于同一转动周向上，也即通过两个相互垂直设置的风机，使内腔中的气流形成的循环，此种方式不用增加设置通风管，只需在风机的出风口设置出风罩12即可调整风向或风压，简单方便，所述第一旋转组件2、第二旋转组件3均包含通光通道9，且两个所述通光通道9分别沿第一旋转组件2、第二旋转组件3的旋转轴线设置，两个所述风机10设置在靠近两个通光通道9在径向方向的交汇处，为了减小第二旋转组件3受到的作用力和力臂，保证第二旋转组件的使用寿命，将除雾组件设置在第一旋转组件内，只有重力作用，使其结构合理，受力均匀，且其相邻第二旋转组件的通光通道，可快速的使第二旋转组件内的气流进行内循环；第一旋转组件2和第二旋转组件3内腔中的气体通过两个风机10持续抽送形成气流内循环。
如附图5所示，所述基座1包括底座20、拖链罩21、拖链22和转动组件，所述转动组件包括安装主板28和齿轮圈24，所述拖链罩21为环形壳体，所述拖链罩21设置在底座20上，所述安装主板28为环状主体结构，且所述安装主板28间距套设在拖链罩21的内圈，所述安装主板28与拖链罩21之间形成环形的拖链活动环槽，所述拖链22设置在所述拖链活动环槽内，所述拖链22的一端固定设置在拖链罩21内壁上，且另一端与安装主板连接设置；所述安装主板28上方设置有连接板26，所述连接板26上设置有主动齿轮25，所述安装主板28上同轴设置有齿轮圈24，所述主动齿轮25与齿轮圈24啮合传动设置，所述连接板26相对安装主板28周向转动设置。所述第一旋转组件2通过转动组件在基座上转动，所述第二旋转组件通过另一相同结构的转动组件在第一旋转组件2上转动，其结构简单，设计合理，各元件均设计在振镜的内部，使得该振镜的整体体积较小，而且外部进行密封设置，可适应与不同的环境，例如降雨、大风、重雾、重霾等恶劣天气等，而且通过拖链结构，完全避免了线缆在转动时缠绕的问题。
如附图6所示，转动组件还包括限位组件，所述限位组件包括安装座30、光耦开关31和限位片32，所述安装座30设置在连接板26上，所述光耦开关31设置在安装座30上，且所述光耦开关31相邻齿轮圈24的外圈设置，所述光耦开关31为槽型光耦开关，所述限位片32设置在安装主板28的外壁上，所述限位片32为折弯型的片状结构；在光耦开关随连接板26转动至与限位片32重合状态下，所述连接板26达到转动的行程限位点，以保证第一旋转组件2、第二旋转组件3均有0～360°的旋转角度，可在空间进行多方位的监测。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (1)
1.一种激光雷达上的扫描振镜，其特征在于：包括基座(1)、第一旋转组件(2)和第二旋转组件(3)，所述第一旋转组件(2)转动设置在基座(1)上，且所述第一旋转组件(2)的旋转轴线垂直于基座(1)，所述第二旋转组件(3)转动设置在第一旋转组件(2)上，且所述第二旋转组件(3)的旋转轴线与第一旋转组件(2)的旋转轴线相互垂直设置，所述第一旋转组件(2)、第二旋转组件(3)和基座(1)形成密封腔体结构；还包括除雾组件，至少一个所述除雾组件设置在第一旋转组件(2)内，所述除雾组件扰动密封腔体内的气流持续高速流动形成气流内循环；
所述第一旋转组件(2)、第二旋转组件(3)均包括密封外壳(8)；
所述除雾组件包括风机(10)和若干通风管，所述风机(10)的进风口暴露在密封腔体内，若干所述通风管的一端设置在风机(10)的出风口上，且另一端分别朝向透光镜(6)或反光镜吹风设置；
所述除雾组件包括两个风机(10)，两个所述风机(10)的进风口暴露在密封腔体内，且两个所述风机(10)的出风口的气流流向相互垂直；以密封内腔中气体作为气源而持续循环，且两个所述风机(10)的出风口的气流流向相互垂直，且气流方向位于同一转动周向上，也即通过两个相互垂直设置的风机，使内腔中的气流形成的循环；
所述第一旋转组件(2)、第二旋转组件(3)均包含通光通道(9)，且两个所述通光通道(9)分别沿第一旋转组件(2)、第二旋转组件(3)的旋转轴线设置，两个所述风机(10)设置在靠近两个通光通道(9)在径向方向的交汇处；第一旋转组件(2)和第二旋转组件(3)内腔中的气体通过两个风机(10)持续抽送形成气流内循环；
还包括限位组件，所述限位组件包括安装座(30)、光耦开关(31)和限位片(32)，所述安装座(30)设置在连接板(26)上，所述光耦开关(31)设置在安装座(30)上，且所述光耦开关(31)相邻齿轮圈(24)的外圈设置，所述光耦开关(31)为槽型光耦开关，所述限位片(32)设置在安装主板(28)的外壁上，所述限位片(32)为折弯型的片状结构；在光耦开关随连接板(26)转动至与限位片(32)重合状态下，所述连接板(26)达到转动的行程限位点；
所述通风管的出风口的气流方向与透光镜(6)的镜面或反光镜的镜面相切设置；
两个所述风机(10)设置在靠近两个通光通道(9)在径向方向的交汇处；将除雾组件设置在第一旋转组件(2)内，且其相邻第二旋转组件(3)的通光通道，可快速的使第二旋转组件(3)内的气流进行内循环；第一旋转组件(2)和第二旋转组件(3)内腔中的气体通过两个风机(10)持续抽送形成气流内循环；
所述基座(1)包括底座(20)、拖链罩(21)、拖链(22)和转动组件，所述转动组件包括安装主板(28)和齿轮圈(24)，所述拖链罩(21)为环形壳体，所述拖链罩(21)设置在底座(20)上，所述安装主板(28)为环状主体结构，且所述安装主板(28)间距套设在拖链罩(21)的内圈，所述安装主板(28)与拖链罩(21)之间形成环形的拖链活动环槽，所述拖链(22)设置在所述拖链活动环槽内，所述拖链(22)的一端固定设置在拖链罩(21)内壁上，且另一端与安装主板连接设置；所述安装主板(28)上方设置有连接板(26)，所述连接板(26)上设置有主动齿轮(25)，所述安装主板(28)上同轴设置有齿轮圈(24)，所述主动齿轮(25)与齿轮圈(24)啮合传动设置，所述连接板(26)相对安装主板(28)周向转动设置。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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