CN110159661A - 机械式激光雷达的轴承预紧结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机械式激光雷达的轴承预紧结构，包括端部形成外螺纹的转轴、旋转主体、上轴承、下轴承、平垫片，以及预紧螺母；上轴承的外圈压设于旋转主体的顶部，旋转主体的底部压设于下轴承的外圈。对预紧螺母施加一定的扭矩使得预紧螺母对平垫片施加足够的压力，进而实现平垫片对上轴承的内圈施加预紧力，实现上轴承的预紧作用；平垫片对上轴承的内圈施加预紧力传递至上轴承的外圈，上轴承的外圈受力后对旋转主体的顶部施加压力，旋转主体的顶部受力后旋转主体通过其底部向下轴承的外圈施加预紧力，进而完成下轴承的预紧；也即预紧螺母通过平垫片施加的预紧力同时作用于上轴承及下轴承，进而完成对上轴承及下轴承的同步预紧。

Description

机械式激光雷达的轴承预紧结构

技术领域

本发明涉及机械式激光雷达领域，尤其涉及一种机械式激光雷达的轴承预紧结构。

背景技术

机械式激光雷达一般采用水平方式安装定位，结构体采用上下两个轴承水平安装。为了达到平稳旋转和长寿命的使用要求，需要同时对上下两个轴承进行预紧；若分别为上下两个轴承单独设置预紧结构，其显著增加了安装的难度，且占据了机械式激光雷达内部较多的空间，无法保证机械式激光雷达正常高精度的工作。

发明内容

本发明的目的在于提供一种机械式激光雷达的轴承预紧结构，旨在解决现有技术中，需要同时对上下两个轴承进行预紧的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

机械式激光雷达的轴承预紧结构，包括侧端面开设有外螺纹的转轴、转动安装于所述转轴的旋转主体、设于所述旋转主体与所述转轴之间的上轴承、设于所述旋转主体与所述转轴之间的下轴承、压设于所述上轴承的内圈的平垫片，以及与所述转轴螺纹连接且位于所述平垫片远离所述上轴承的一侧的至少一个预紧螺母；所述上轴承的外圈压设于所述旋转主体的顶部，所述旋转主体的底部压设于所述下轴承的外圈。

进一步地，所述旋转主体具有以供所述转轴通过的转动孔，所述旋转主体于所述转动孔的内壁开设有第一安装槽，所述上轴承的外圈设于所述第一安装槽内并与所述转动孔过盈配合，所述上轴承的内圈与所述转轴间隙配合。

进一步地，所述旋转主体于所述转动孔的内壁开设有第二安装槽，所述下轴承的外圈设于所述第二安装槽并与所述转动孔间隙配合。

进一步地，所述转轴开设有第三安装槽，所述下轴承的内圈设于所述第三安装槽内，所述下轴承的内圈与所述转轴过盈配合。

进一步地，所述上轴承的预紧力范围与所述下轴承的预紧力范围具有重合区间。

进一步地，所述预紧螺母与所述平垫片之间设有弹性预紧件。

进一步地，所述平垫片开设有容置槽，所述弹性预紧件设于所述容置槽内，所述预紧螺母上设有伸入所述容置槽并与所述弹性预紧件抵接的施力凸环。

进一步地，所述平垫片的边缘设有用于与所述上轴承的内圈相抵接的法兰。

进一步地，所述弹性预紧件为压缩弹簧、碟形垫圈、波形垫片或碗型垫片。

进一步地，还包括安装于所述转轴的无油轴套，所述平垫片套设于所述无油轴套的外部。

进一步地，所述容置槽的槽口开设有倒角。

进一步地，所述预紧螺母的数量为两个，两个所述预紧螺母相互抵接。

进一步地，所述预紧螺母与所述转轴的外螺纹之间设有螺纹胶。

本发明的有益效果：对预紧螺母施加一定的扭矩使得预紧螺母旋转并移动至于平垫片抵接，并对平垫片施加足够的压力，进而实现平垫片对上轴承的内圈施加预紧力，实现上轴承的预紧作用；平垫片对上轴承的内圈施加预紧力传递至上轴承的外圈，上轴承的外圈受力后对旋转主体的顶部施加压力，旋转主体的顶部受力后旋转主体通过其底部向下轴承的外圈施加预紧力，进而完成下轴承的预紧；也即预紧螺母通过平垫片施加的预紧力同时作用于上轴承及下轴承，进而完成对上轴承及下轴承的同步预紧，实现了较好的抗冲击性能，保证了轴承工作时的平稳性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的实施例中机械式激光雷达的轴承预紧结构的剖面图；

图2为图1中预紧螺母与转轴的装配示意图；

图3为图1中旋转主体于下轴承的装配示意图；

图4为图1中旋转主体的结构示意图；

图5为图1中平垫片及预紧螺母的结构示意图；

图中：

1、转轴；11、第三安装槽；2、旋转主体；21、转动孔；22、第一安装槽；23、第二安装槽；3、上轴承；4、下轴承；5、平垫片；51、容置槽；52、法兰；53、倒角；6、预紧螺母；61、施力凸环；7、弹性预紧件；8、无油轴套。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细的描述。

如图1-图5所示，本发明实施例提出了一种机械式激光雷达的轴承预紧结构，包括侧端面(转轴1侧面的顶部位置)开设有外螺纹的转轴1、转动安装于转轴1的旋转主体2、设于旋转主体2与转轴1之间的上轴承3、设于旋转主体2与转轴1之间的下轴承4、压设于上轴承3的内圈的顶端的平垫片5，以及与转轴1螺纹连接且位于平垫片5远离上轴承3的一侧的至少一个预紧螺母6；上轴承3的外圈压设于旋转主体2的顶部，旋转主体2的底部压设于下轴承4的外圈的顶端。

在本发明的实施例中，转轴1竖直安装，旋转主体2转动安装于转轴1上，上轴承3及下轴承4均安装于旋转主体2与转轴1之间；上轴承3的外圈压设于旋转主体2的顶部，也即上轴承3的外圈可于旋转主体2的顶部对旋转主体2施加压力；旋转主体2的底部压设于下轴承4的外圈，也即旋转主体2可通过其底部向下轴承4的外圈施加压力；对预紧螺母6施加一定的扭矩使得预紧螺母6旋转并移动至于平垫片5抵接，并对平垫片5施加足够的压力，进而实现平垫片5对上轴承3的内圈施加预紧力，实现上轴承3的预紧作用；平垫片5对上轴承3的内圈施加预紧力传递至上轴承3的外圈，上轴承3的外圈受力后对旋转主体2的顶部施加压力，旋转主体2的顶部受力后旋转主体2通过其底部向下轴承4的外圈施加预紧力，进而完成下轴承4的预紧；也即预紧螺母6通过平垫片5施加的预紧力同时作用于上轴承3及下轴承4，进而完成对上轴承3及下轴承4的同步预紧，且无需分别为上轴承3及下轴承4设置预紧结构，简化了激光雷达的整体结构，确保了激光雷达可持续的高精度工作。

通过预紧螺母6的螺距可计算出其产生的扭矩，再根据扭矩计算出对平垫片5施加的压力，进而可实现对预紧力的预计算，保证对上轴承3及下轴承4施加精确的预紧力，避免了物料规格差异导致的预紧力差异，产品一致化程度更高。且由于预紧螺母6通过平垫片5施加的预紧力同时作用于上轴承3及下轴承4，因此可满足机械式雷达在不同场景的安装角度，且在震动冲击测试中具有良好的表现；无需分别为上轴承3及下轴承4设置预紧结构，减小了机械式激光雷达的整体体积。

进一步地，请参阅图4及图1-图2，作为本发明提供的机械式激光雷达的轴承预紧结构的另一种具体实施方式，旋转主体2具有以供转轴1通过的转动孔21，旋转主体2于转动孔21的内壁开设有第一安装槽22，上轴承3的外圈设于第一安装槽22内并与转动孔21过盈配合，上轴承3的内圈与转轴1间隙配合。上轴承3的内圈与转轴1间隙配合，使得平垫片5对上轴承3的内圈施加压力时上轴承3的内圈可相对转轴1有一定的移动进而实现与上轴承3的外圈之间的预紧；上轴承3的外圈设于第一安装槽22内，上轴承3的外圈通过第一安装槽22的底部对旋转主体2施力，上轴承3的外圈与转动孔21过盈配合，便于上轴承3对旋转主体2施力。

进一步地，请参阅图4、图1及图3，作为本发明提供的机械式激光雷达的轴承预紧结构的另一种具体实施方式，旋转主体2于转动孔21的内壁开设有第二安装槽23，下轴承4的外圈设于第二安装槽23并与转动孔21间隙配合。旋转主体2通过第二安装槽23的槽底对下轴承4的外圈施力，在上轴承3的外圈与转动孔21过盈配合的基础上，将下轴承4的外圈与转动孔21间隙配合，使得旋转主体2于下轴承4可存在一定的相对移动，便于旋转主体2将预紧螺母6施加的预紧力传递至下轴承4的外圈。

进一步地，请参阅图4、图1及图3，作为本发明提供的机械式激光雷达的轴承预紧结构的另一种具体实施方式，转轴1开设有第三安装槽11，下轴承4的内圈设于第三安装槽11内，下轴承4的内圈与转轴1过盈配合。在下轴承4的外圈与转动孔21间隙配合的基础上，将下轴承4的内圈与转轴1过盈配合，因此旋转主体2的底部对下轴承4的外圈施力时，下轴承4的内圈不会相对转轴1移动，可确保下轴承4的预紧效果。

进一步地，作为本发明提供的机械式激光雷达的轴承预紧结构的另一种具体实施方式，上轴承3的预紧力范围与下轴承4的预紧力范围具有重合区间。上轴承3的理论预紧力与下轴承4的理论预紧力具有重合区间，该重合区间即可为实际预紧时施加的预紧力的可调范围。

进一步地，请参阅图1-图2及图5，作为本发明提供的机械式激光雷达的轴承预紧结构的另一种具体实施方式，预紧螺母6与平垫片5之间设有弹性预紧件7。预紧螺母6与平垫片5之间设有弹性预紧件7，预紧螺母6通过该弹性预紧件7对平垫片5施加压力，由于弹性预紧件7具有移动的形变空间，因此可保证预紧螺母6持续对平垫片5施加压力，避免预紧螺母6稍有松动后解除与平垫片5的接触而无法向平垫片5施加压力。

进一步地，请参阅图5，作为本发明提供的机械式激光雷达的轴承预紧结构的另一种具体实施方式，平垫片5开设有容置槽51，弹性预紧件7设于容置槽51内，预紧螺母6上设有伸入容置槽51并与弹性预紧件7抵接的施力凸环61。将弹性预紧件7设于平垫片5上的容置槽51内，同步在预紧螺母6上设置伸入容置槽51并与弹性预紧件7抵接的施力凸环61，预紧螺母6通过其自身的施力凸环61在容置槽51内对弹性预紧件7施加压力，容置槽51的内侧壁作为施力凸环61的限位件，使得施力凸环61只能向弹性预紧件7施加沿容置槽51的槽深方向的压力(也即沿转轴1的轴向以及上轴承3的轴向的压力)，而不会施加垂直槽深(水平方向)的方向的力，确保预紧力较好的传递的情况下，还能避免轴承受水平方向的力，进而保证了轴承运转的稳定性及提升了轴承的使用寿命。预紧螺母6通过弹性预紧件7向平垫片5施力并同时对上轴承3及下轴承4施加合适的预紧力的结构，组装方便，实现了较高的生产效率。

进一步地，请参阅图5，作为本发明提供的机械式激光雷达的轴承预紧结构的另一种具体实施方式，平垫片5的边缘设有用于与上轴承3的内圈相抵接的法兰52。平垫片5的主体套设于转轴1上并接收预紧螺母6施加的预紧力，通过其边缘的法兰52向上轴承3的内圈传递预紧螺母6施加的预紧力。

进一步地，请参阅图5，作为本发明提供的机械式激光雷达的轴承预紧结构的另一种具体实施方式，弹性预紧件7为压缩弹簧、碟形垫圈、波形垫片或碗型垫片。

进一步地，请参阅图1-图2，作为本发明提供的机械式激光雷达的轴承预紧结构的另一种具体实施方式，还包括安装于转轴1的无油轴套8，平垫片5套设于无油轴套8的外部，以便于与平垫片5相配合的上轴承3的转动且能较小上轴承3的磨损。

进一步地，请参阅图5，作为本发明提供的机械式激光雷达的轴承预紧结构的另一种具体实施方式，容置槽51的槽口开设有倒角53，预紧螺母6上的施力凸环61插入容置槽51的过程中，施力凸环61可通过容置槽51的槽口的倒角53导向插入容置槽51内，无需精确的对准，施力凸环61即可可较轻松的插入容置槽51内。

进一步地，作为本发明提供的机械式激光雷达的轴承预紧结构的另一种具体实施方式，预紧螺母6的数量为两个，两个预紧螺母6相互抵接。预紧螺母6的数量为两个，也即为双螺母式的紧固预紧，提升预紧时的防松效果。

进一步地，作为本发明提供的机械式激光雷达的轴承预紧结构的另一种具体实施方式，预紧螺母6与转轴1的外螺纹之间设有螺纹胶，提升预紧时的防松效果。也可在预紧螺母6与转轴1的外螺纹之间设有螺纹胶，基础上，将预紧螺母6的数量为两个，也即为双螺母式的紧固预紧，以进一步提升预紧时的防松效果。

可以理解的是，另一种具体实施方式中的方案可为在其他实施例的基础上进一步改进的实施方案。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.机械式激光雷达的轴承预紧结构，其特征在于，包括端部形成外螺纹的转轴、转动安装于所述转轴的旋转主体、设于所述旋转主体与所述转轴之间的上轴承、设于所述旋转主体与所述转轴之间的下轴承、压设在所述上轴承的内圈的顶端的平垫片，以及与所述转轴螺纹连接且位于所述平垫片远离所述上轴承的一侧的至少一个预紧螺母；所述上轴承的外圈压设于所述旋转主体的顶部，所述旋转主体的底部压设在所述下轴承的外圈的顶端上。

2.根据权利要求1所述的机械式激光雷达的轴承预紧结构，其特征在于，所述旋转主体具有以供所述转轴通过的转动孔，所述旋转主体于所述转动孔的内壁开设有第一安装槽，所述上轴承的外圈设于所述第一安装槽内并与所述转动孔过盈配合，所述上轴承的内圈与所述转轴间隙配合。

3.根据权利要求2所述的机械式激光雷达的轴承预紧结构，其特征在于，所述旋转主体于所述转动孔的内壁开设有第二安装槽，所述下轴承的外圈设于所述第二安装槽并与所述转动孔间隙配合。

4.根据权利要求3所述的机械式激光雷达的轴承预紧结构，其特征在于，所述转轴开设有第三安装槽，所述下轴承的内圈设于所述第三安装槽内，所述下轴承的内圈与所述转轴过盈配合。

5.根据权利要求1-4任一项所述的机械式激光雷达的轴承预紧结构，其特征在于，所述上轴承的预紧力范围与所述下轴承的预紧力范围具有重合区间。

6.根据权利要求1-4任一项所述的机械式激光雷达的轴承预紧结构，其特征在于，所述预紧螺母与所述平垫片之间设有弹性预紧件。

7.根据权利要求6所述的机械式激光雷达的轴承预紧结构，其特征在于，所述平垫片开设有容置槽，所述弹性预紧件设于所述容置槽内，所述预紧螺母上设有伸入所述容置槽并与所述弹性预紧件抵接的施力凸环。

8.根据权利要求7所述的机械式激光雷达的轴承预紧结构，其特征在于，所述平垫片的边缘设有用于与所述上轴承的内圈相抵接的法兰。

9.根据权利要求6所述的机械式激光雷达的轴承预紧结构，其特征在于，所述弹性预紧件为压缩弹簧、碟形垫圈、波形垫片或碗型垫片。

10.根据权利要求1-4任一项所述的机械式激光雷达的轴承预紧结构，其特征在于，还包括安装于所述转轴的无油轴套，所述平垫片套设于所述无油轴套的外部。