CN109343028A - 一种小型激光雷达 - Google Patents

Abstract

本申请涉及激光雷达领域，尤其涉及一种小型激光雷达。本申请公开了一种激光雷达，包括外壳，设置在外壳内的发射透镜、接收透镜、电路板，设置在外壳端面上的镜片，所述的外壳包括前壳和后壳，外壳上设置有用于将前壳和后壳焊接为一体的超声波焊接结构。通过将包括发射透镜、接收透镜、电路板设置在一个外壳内，外壳前、后壳通过超声波焊接结构形成一封闭空间，发射透镜、接收透镜、电路板均处于封闭空间内，使镜头组、电路板得到外壳的保护，不易受到损害。

Description

一种小型激光雷达

技术领域

本发明申请涉及人工智能技术领域，尤其涉及一种小型激光雷达。

背景技术

激光雷达是采用LED或者激光器作为发射光源，采用光电探测技术手段的主动距离探测设备。激光雷达包括激光发射系统和接收系统，激光器发射系统产生并发射光脉冲，照射物体上并反射回来，最终被接收器所接收。接收器获得光脉冲从发射到被反射回的传播时间，进而根据飞行时间法（TOF）得到测量距离。激光雷达能精确测量目标位置(距离和角度)、运动状态(速度、振动和姿态)和形状，探测、识别、分辨和跟踪目标。

目前行业内采用的小型化激光雷达未充分考虑保护措施，镜头组、电路板裸露，无防护能力、抗恶劣环境能力差；且因为镜头组、电路板缺乏保护，镜头组易污染、无法清理，极易影响雷达测距性能，电路板也存在短路危险。而有些雷达采用了防护能力较好的外壳，但是体积较大，无法满足多种行业对产品体积的要求。

因此，提供一种体积小、防护能力强的激光雷达具有重要的意义。

发明内容

本申请实施例在于提出一种小型激光雷达，解决现有技术存在的防护能力差的问题。

为达此目的，本发明申请实施例采用以下技术方案：

一方面，一种激光雷达，包括外壳，设置在外壳内的发射透镜、接收透镜、电路板，设置在外壳端面上的镜片，所述的外壳包括前壳和后壳，外壳上设置有用于将前壳和后壳连接的超声波焊接结构。

在一种可能的实现方式中，所述的超声波焊接结构设置在后壳上，其截面为三角形，各边边长为0.3-0.6mm。

在一种可能的实现方式中，所述的超声波焊接结构截面为等边三角形，边长为0.4-0.5mm。

在一种可能的实现方式中，所述的外壳上设置有安装孔、点胶槽，发射透镜、接收透镜通过点胶槽固定在安装孔内。

在一种可能的实现方式中，所述的安装孔与发射透镜、接收透镜之间存在间隙，间隙为0-0.05mm。

在一种可能的实现方式中，所述的电路板上设有定位孔，外壳内设置有与定位孔配合的定位柱，所述的电路板通过定位孔与定位柱的配合设置在外壳内。

在一种可能的实现方式中，所述的外壳一端面上设置有用于安装镜片的安装槽。

在一种可能的实现方式中，还包括一穿过外壳的线缆尾线，所述的线缆尾线具有一线缆尾卡，线缆尾卡具有倒钩，倒钩尺寸大于线缆尾卡过孔直径。

在一种可能的实现方式中，所述的激光雷达，还包括一防护罩，防护罩设置在外壳内。

在一种可能的实现方式中，所述防护罩为一筒状结构，筒口与电路板连接。

本申请实施例通过将包括发射透镜、接收透镜、电路板设置在一个外壳内，外壳包括前壳、后壳，前、后壳通过超声波焊接结构焊接为一体，形成一封闭空间，发射透镜、接收透镜、电路板均处于封闭空间内，这样保证了光学透镜、电路板得到外壳的保护，不易受到损害。

附图说明

图1是本申请实施例的分解示意图。

图2是本申请实施例的主视图。

图3是本申请实施例的右视图。

图4是本申请实施例的A-A面剖视图。

图5是本申请实施例带防护罩的示意图。

图中：1、前壳；2、发射透镜；3、接收透镜；4、电路板；5、螺钉；6、镜片；7、超声波焊接结构；8、后壳；9、线缆尾线；10、线缆尾卡；11、定位柱；12、安装孔；13、倒钩结构；14、防护罩；15、安装槽；16、隔挡结构。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本申请的技术方案。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

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，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，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”等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，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，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。

本申请实施例。

实施例1

如图1、图2、图3所示，一种激光雷达，包括外壳，设置在外壳内的发射透镜2、接收透镜3、电路板4，设置在外壳端面上的镜片6，所述的外壳包括前壳1、后壳8，外壳上设置有用于将前壳和后壳焊接为一体的超声波焊接结构7。

前壳1、后壳8使用超声波焊接机焊接为一体，超声波焊接机可以选择市场上常见的品牌，如华拓、凯尔博。超声波焊接机一般包括超声波发生器，换能器/变幅杆/焊头三联组，模具和机架。超声波发生器将50/60赫兹电流转换成高频电能，被转换的高频电能通过换能器再次被转换成为同等频率的机械运动，随后机械运动通过一套可以改变振幅的变幅杆装置传递到焊头。

在本实施例中，焊头将接收到的振动能量传递到前壳1、后壳8的接合部，即超声波焊接结构7上。在该区域，振动能量被通过摩擦方式转换成热能，将超声波焊接结构7熔化并加上一定压力后，使前壳和后壳连接。当超声波停止作用后，让压力持续几秒钟，使其凝固成型，这样就形成一个坚固的分子链，达到焊接的目的。这种焊接方式能够使焊接强度接近原材料水平，具有焊接速度快，焊接强度高、密封性好的优点。焊接后，发射透镜、接收透镜、电路板均设置在前壳1、后壳8形成的外壳内，这样保证了镜头组、电路板得到外壳的保护，不易受到损害，同时满足激光雷达对防水性、气密性的要求。

另外超声波焊接过程中，所有焊接参数均可通过超声波焊接机的软件系统进行跟踪监控，一旦发现故障很容易进行排除和维护，成品良品率高。

如图4中的局部放大图所示，所述的超声波焊接结构7设置在后壳8上，其截面为三角形，各边边长为0.3-0.6mm。

优选所述的超声波焊接结构7截面为等边三角形，边长为0.4-0.5mm。

前壳1与超声波焊接结构7接触的截面为一平面，该平面与超声波焊接结构7之间留有缝隙。超声波焊接结构7采用三角形焊接线，且边长0.3-0.6mm，前壳1、后壳8之间的缝隙大小能够控制在0.2-0.8mm ，在焊接中对准方便。同时超声波焊接结构7有足够的可熔化材料令焊接面熔合，三角形超声波焊接结构7焊接时融化的液体胶流入前壳1与超声波焊接结构7之间的缝隙中，不会造成溢出，减少了污染。

如图1所示，所述的外壳上设置有安装孔12、点胶槽（图中未画出），发射透镜2、接收透镜3通过点胶槽点胶固定在安装孔12内。所述的安装孔12与发射透镜2、接收透镜3之间存在间隙，间隙为0-0.05mm。如图1、图4所示，两个安装孔12之间有一隔挡结构16，用于隔开发射透镜2、接收透镜3，防止镜片反射光返回接收造成信号干扰。

如图4所示，所述的电路板4上设有定位孔（图中未画出），外壳内设置有与定位孔配合的定位柱11，所述的电路板4通过定位孔与定位柱11的配合设置在外壳内。本实施例中，定位柱11上开设有螺孔（图中未画出），螺钉5穿过定位孔进入螺孔，与螺孔配合使定位柱11螺接在电路板4上，完成固定。

所述的外壳一端面上设置有用于安装镜片6的安装槽15。以贴装镜片6，镜片6带有防水背胶，胶粘在安装槽15内，以达到防护要求；镜片6选用红外透过光学镜片，可以为一整块镜片，也可以分成两块镜片，分别设置在发射光路、接收光路上。

如图1、图2所示，本实施例还包括穿过外壳的线缆尾线9，所述的线缆尾线9具有一线缆尾卡10，线缆尾卡10具有倒钩结构13，该结构尺寸大于线缆尾卡过孔直径。倒钩卡在线缆尾卡过孔口，之后点胶固定，加强防水，进一步减少外界环境对外壳内光学元件、电路板的影响。

激光自光源出射，经发射透镜2照射到目标物，反射回的激光经接收透镜3由电路板接收，电路板上设置的光电传感器将接收光信号转换为电信号。

所述的激光雷达，还包括一防护罩14，防护罩14设置在电路板4上，安装于接收透镜3所在的安装孔12内。所述防护罩14为一筒状结构，筒口与电路板4连接。主要作用是电磁屏蔽，屏蔽电路板上设置的光电传感器件，如PIN管本身受到的电磁干扰而产生错误的信号。

以上结合具体实施例描述了本申请的技术原理。这些描述只是为了解释本申请的原理，而不能以任何方式解释为对本申请保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本申请的其它具体实施方式，这些方式都将落入本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种激光雷达，其特征在于，包括外壳，设置在外壳内的发射透镜、接收透镜、电路板，设置在外壳端面上的镜片，所述的外壳包括前壳和后壳，外壳上设置有用于将前壳和后壳焊接的超声波焊接结构，所述的超声波焊接结构设置在后壳上，超声波焊接结构的截面为三角形。

2.根据权利要求1所述的一种激光雷达，其特征在于，所述的超声波焊接结构设置在后壳上，其截面为三角形，各边边长为0.3-0.6mm。

3.根据权利要求2所述的一种激光雷达，其特征在于，所述的超声波焊接结构截面为等边三角形，边长为0.4-0.5mm。

4.根据权利要求1或2所述的一种激光雷达，其特征在于，所述的外壳上设置有安装孔、点胶槽，发射透镜、接收透镜通过点胶槽固定在安装孔内。

5.根据权利要求4所述的一种激光雷达，其特征在于，所述的安装孔与发射透镜、接收透镜之间存在间隙，间隙为0-0.05mm。

6.根据权利要求5所述的一种激光雷达，其特征在于，所述的电路板上设有定位孔，外壳内设置有与定位孔配合的定位柱，所述的电路板通过定位孔与定位柱的配合设置在外壳内。

7.根据权利要求6所述的一种激光雷达，其特征在于，所述的外壳一端面上设置有用于安装镜片的安装槽。

8.根据权利要求7所述的一种激光雷达，其特征在于，还包括一穿过外壳的线缆尾线，所述的线缆尾线具有一线缆尾卡，线缆尾卡具有倒钩，倒钩尺寸大于线缆尾卡过孔直径。

9.根据权利要求8所述的一种激光雷达，其特征在于，还包括一防护罩，防护罩设置在外壳内。

10.根据权利要求9所述的一种激光雷达，其特征在于，所述防护罩为一筒状结构，筒口与电路板连接。