CN110231608A - 激光雷达及智能感应设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及雷达技术领域，特别涉及一种激光雷达及智能感应设备，所述激光雷达包括：轴心连接部、底座、镜头架、连接立板、配重件、激光发射板和激光接收板；所述轴心连接部位于所述底座中心，并与所述底座垂直连接，所述轴心连接部的一侧设置有镜头架，另一侧设置有连接立板，所述连接立板与所述镜头架的中心位置处于同一平面，垂直连接于所述底座上；所述连接里面位于所述激光发射板和所述激光接收板之间，用于隔离所述激光发射板和激光接收板，一端与所述轴心连接部连接，另一端将所述配重件固定在所述底座边缘与所述镜头架相对的位置；所述镜头架设置于所述底座上。通过上述方式，能够使激光雷达的配重更加合理，且对空间利用率更好。

Description

激光雷达及智能感应设备

技术领域

本发明实施例涉及雷达技术领域，特别是涉及一种激光雷达及智能感应设备。

背景技术

激光雷达，是以发射激光束探测目标的位置和速度等特征量的雷达系统。而雷达本体是激光雷达中的一个部件，用于驱动激光雷达的激光发射部件和激光接收部件旋转，以使激光雷达的探测范围更大。

本发明的发明人在实现本发明的过程中，发现：目前，由于激光雷达的的电子器件及光学器件比较多，中间的光路配合较为复杂，导致雷达本体上的部件很难进行均匀设置，同时各部件的重量也不一致，所以在激光雷达进行旋转扫描过程中，会出现激光雷达本体的重心偏离其中心位置，导致器件磨损，这就会对激光雷达的寿命及探测精度造成影响。同时，由于激光雷达内部器件较多，内部器件之间的隔热和光的串扰，也成为影响激光雷达性能的重要因素。

发明内容

针对现有技术的上述缺陷，本发明实施例的主要目的在于提供一种激光雷达和智能感应设备，使激光雷达的雷达本体的配重更加合理，成本更低，且对空间利用率更好。

为解决上述技术问题，本发明实施例采用的一个技术方案是：提供一种激光雷达，包括：雷达本体，所述雷达本体包括：轴心连接部、底座、镜头架、连接立板、配重件、激光发射板和激光接收板；所述轴心连接部位于所述底座中心，并与所述底座垂直连接，所述轴心连接部的一侧设置有镜头架，另一侧设置有连接立板，所述连接立板与所述镜头架的中心位置处于同一平面，垂直连接于所述底座上；所述连接立板位于所述激光发射板和所述激光接收板之间，用于隔离所述激光发射板和激光接收板，一端与所述轴心连接部连接，另一端将所述配重件固定在所述底座边缘与所述镜头架相对的位置；所述镜头架设置于所述底座上。

可选的，所述镜头架设有横梁，所述横梁设有第一减重槽。

可选的，所述镜头架设有收容孔，所述收容孔用于收容所述激光雷达的发射镜头和接收镜头；所述连接立板设置于与所述发射镜头和接收镜头中间位置的同一平面上。

可选的，所述底座底部背离所述镜头架的位置设有第二减重槽。

可选的，所述第一减重槽内设有第一加强筋，所述第二减重槽内设有第二加强筋。

可选的，所述配重件一侧表面为弧形结构，适配于所述底座的结构。

可选的，所述连接立板设有定位凸台，所述配重件设有定位孔，所述定位凸台与所述定位孔卡合。

可选的，所述雷达本体还包括至少一个第一次级配重件，所述第一次级配重件设置于所述第一减重槽和/或第二减重槽内。

可选的，所述雷达本体还包括至少一个第二次级配重件，所述配重件设有和所述第二次级配重件数量相同的连接孔，所述第二次级配重件通过所述连接孔与所述配重件连接。

本发明实施例还提出一种智能感应设备，所述智能感应设备包括上述激光雷达。

本发明实施例的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明实施例中的雷达本体包括轴心连接部、底座、镜头架、连接立板和配重件。其中，轴心连接部用于连接驱动装置，带动整个激光雷达旋转。轴心连接部的一侧设置有镜头架，所述镜头架用于安装激光雷达的发射镜头和接收镜头，由于发射镜头和接收镜头较重，会导致雷达本体的重心偏离中心位置，影响雷达本体旋转时的动平衡。因此，本发明实施例在与所述镜头架相对的另一侧设置有配重件，所述配重件通过所述连接立板与轴心连接部和\或底座连接。通过增设配重件，可以有效地平衡雷达本体重心，使雷达本体旋转时更稳定。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是本发明实施例提供的一种激光雷达的示意图；

图2是本发明实施例提供的一种激光雷达的爆炸图；

图3是本发明实施例提供的一种激光雷达中雷达本体的示意图；

图4是本发明实施例提供的一种激光雷达中配重件和第二次级配重件的示意图。

具体实施方式中的附图标号如下。

激光雷达100	雷达本体10
		激光发射板20	激光接收板30
轴心连接部11	底座12
		固定孔111	镜头架13
连接立板14	配重件15
		收容孔131	横梁132
第一减重槽1321	第一加强筋1322
		第二减重槽121	第二加强筋1211
定位凸台141	定位孔151
		安装孔153	第二次级配重件17
连接孔152	通孔171
		第一次级配重件16

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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”等仅用于描述目的，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。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

请参阅图1，本发明实施例提供的激光雷达100包括雷达本体10、激光发射板20和激光接收板30。所述激光发射板20和激光接收板30分别设置于雷达本体10上。其中，激光发射板20用于朝探测目标发射出射激光；激光接收板30用于接收探测目标反射回来的反射激光，并将光信号转换为电信号，从而分析探测目标的位置、三维图像和速度等。而所述雷达本体10通过与动力装置相连，由动力装置驱动整个雷达本体10以及位于雷达本体10上的激光发射板20和激光接收板30旋转，从而使激光雷达100的探测范围更广，能够探测周围360°的范围。

请参阅图2，所述雷达本体10包括轴心连接部11和底座12。所述底座12与激光发射板20和激光接收板30连接，可选的，所述轴心连接部11和底座12一体成型，或，所述轴心连接部11和底座12固定连接，且所述轴心连接部11位于底座12的中心位置，并与底座12垂直。其中，所述轴心连接部11为圆筒状，其与底座12连接的一端设有连通底座12的固定孔111，所述固定孔111用于连接动力装置的伸出轴。具体地，所述伸出轴从底座12背离轴心连接部11的一侧伸入固定孔111，并与所述固定孔111过盈配合。这种连接方式与螺纹连接等其它连接方式相比，不会在伸出轴上产生弯曲和扭转应力，对伸出轴的旋转精度没有影响，同时过盈配合也可以提高轴心连接部11和伸出轴的同心度，保证雷达本体10旋转时的动态平衡。当动力装置启动时，其伸出轴开始旋转，并带动轴心连接部11旋转，从而带动底座12及激光发射板20和激光接收板30一同旋转，从而实现激光雷达100整体的旋转。可以理解的是，所述底座12为圆盘状，而将轴心连接部11和底座12一体成型，可以提高其同心度，避免底座12旋转时的径向跳动，进一步提高底座12旋转时的稳定性。

可以理解的是：轴心连接部11和底座12的连接方式以及轴心连接部11和底座12的形状不仅限于上面描述的方式和形状，也可以为其它方式和形状，此处不再赘述。

此外，所述雷达本体10还包括镜头架13、连接立板14和配重件15。所述镜头架13和所述连接立板14分别连接于底座12上，所述镜头架13和所述连接立板14分别位于轴心连接部11的两侧，且连接立板14位于镜头架13发射镜头和接收镜头对称轴的同一平面上。其中，所述连接立板14可以与轴心连接部11和底座12一体成型，可选的，所述连接立板14也可以与轴心连接部11和底座12固定连接。其中，所述连接立板14相对于轴心连接部11的另一侧与配重件15相连，将所述配重件15固定在所述底座12边缘上与所述镜头架13相对的位置。其中，所述镜头架13用于安装激光雷达100的发射镜头和接收镜头。为了保证雷达本体10旋转时的动平衡，本发明实施例在雷达本体10上与镜头架13相对的位置设置配重件15，使雷达本体10前后平衡，从而使雷达本体10的重心能够落在轴心连接部11上，通过连接立板14将配重件15固定在所述底座边缘与所述镜头架相对的位置。此外，所述激光发射板20和激光接收板30分别设置于连接立板14的两侧。可以理解的是，当激光发射板20侧和激光接收板30侧重量相等时，配重件15的重垂线位于配重件15和连接立板14连接处，当所述激光发射板20侧和所述激光接收板30侧重量不等时，配重件15与连接立板14进行连接，且配重件15的重垂线偏向于质量较轻一侧。通过这种设置方式，可以进一步保证雷达本体的左右和前后平衡，使雷达本体10的旋转更稳定。同时，在激光发射板20和激光接收板30之间设置连接立板14，可以很好的对激光发射板20和激光接收板30进行隔离，能够有效的进行散热隔离，以及防止光的串扰，可以使激光发射板20和激光接收板彼此独立，不会相互影响。

可以理解的是连接立板14与轴心连接部11和底座12的连接方式不仅限于上面描述的方式，也可以为其它方式，例如，连接立板14仅与轴心连接部11一体成型/焊接，或者连接立板14仅与底座12一体成型/焊接，或所述连接立板14也可以与轴心连接部11和底座12固定连接等，其中，所述固定连接的方式例如可以用紧固件连接、卡装连接等。

对于上述镜头架13，继续参阅图2，所述镜头架13设有收容孔131和横梁132。所述收容孔131用于收容激光雷达100的发射镜头和接收镜头，而所述横梁132用于加固镜头架13，使镜头架13更稳固。

在一些实施例中，发射镜头和接收镜头可能过重，而配重件15的重量有限，无法很好地抵消发射镜头和接收镜头的重量，此时也可以通过减轻雷达本体10上镜头架13的重量，来实现雷达本体10的动平衡。具体地，可以通过在镜头架13的横梁132上设置第一减重槽1321，以去除横梁132的部分材料，达到减重的效果。但横梁132如果太薄，会易发生弯折或断裂。因此，还需在第一减重槽1321内增设若干个第一加强筋1322，以保证横梁132的强度。

进一步，还可以通过去除底座12的底部背离述镜头架13的位置的部分材料，达到对雷达本体10设置镜头架13的一侧进行减重的目的。具体地，如图3所示，也可以在底座12的底部背离述镜头架13的位置设置第二减重槽121，达到减重的效果。同样地，为了保证底座12的强度，所述第二减重槽121内也要增设若干个第二加强筋1211。

其中，所述第一减重槽1321可以横纵相间的均匀分布于横梁132上，如图2所示，两横向排布的第一减重槽1321与纵向排布的第一减重槽1321之间的间隙形成T型的第一加强筋1322，以稳固横梁132。可以理解的是，所述第一减重槽1321的形状大小可以相同，也可以不同，优选的，在本实施例中，第一减重槽1321可以为大小形状相同的椭圆形形状，这样更利于对称加工，可以使加工更方便。此外，在本实施例中，所述第二减重槽121为若干深浅不一的槽。由于底座12的厚度不均匀，所以可以在底座12较厚的位置设置较深的第二减重槽121，而在底座12较薄的位置设置较浅的第二减重槽121。可以理解的是，第二减重槽121的大小深浅形状也可以相同也可以不同，此处不再赘述。通常情况下，为了使镜头两侧的重量相同，优选的，所述减重槽以相同方式分布于所述两镜头轴线的两侧位置。即，两镜头轴线两侧对称位置，第一减重槽1321和第二减重槽121的大小形状深浅均相同。上述第一减重槽1321和第二减重槽121通过按规则均匀排布，比如按列或者按行的方式进行排布，均匀排布有助于对称加工，加工更加方便。同时，所述第一减重槽1321和第二减重槽121的形状，也可以根据需要进行调整，优选的，本发明实施例采用椭圆形的结构，这样可以方便对称加工。

可以理解的是，通过设置第一减重槽1321和第二减重槽121，可以减轻旋转体的整体重量，降低能耗。进一步的，在一些实施例中，继续参阅图2和图3，雷达本体10还包括至少一个第一次级配重件16。可以将第一次级配重件16粘接或卡接于第一减重槽1321或第二减重槽121内，又或者，同时在第一减重槽1321和第二减重槽121内粘接或卡接第一次级配重件16，从而使雷达本体10的前后保持平衡。优选的，所述第一次级配重件16的形状适配于所述第一减重槽1321和第二减重槽121，可以采用多种形状，例如，所述第一次级配重件16例如可以选择椭圆形、矩形、楔形等任一适配于第一减重槽1321和第二减重槽121的形状。本发明实施例通过增加第一次级配重件16，实现了在配重件15重量一定的情况下，雷达本体10设置有镜头架13的一侧的重量可调，提高雷达本体10整体动平衡调整的灵活性，从而具有更强的实用性。同时，通过第一次级配重件16也可以调整因为第一减重槽1321和第二减重槽121对称加工的需要带来的重量差，从而简化加工工艺。

对于上述连接立板14和配重件15，继续参阅图2，所述连接立板14设有定位凸台141，所述配重件15设有定位孔151。在固定连接立板14和配重件15的过程中，可以先将配重件15的定位孔151卡入定位凸台141，实现配重件15的初步定位。此时，配重件15上的安装孔153与连接立板14上的螺纹孔对齐，之后将螺钉穿过安装孔153并拧入螺纹孔，即可完成连接立板14和配重件15的固定。通过增设定位凸台141和定位孔151可以简化连接立板14和配重件15的安装过程，节省了对齐螺纹孔的过程，节省了装配时间。此外，所述配重件15背离连接立板14的一侧的表面为弧形结构，适配于底座12的圆盘结构，使激光雷达100的外观更加美观。

可以理解的是：连接立板14和配重件15的连接方式以及配重件15的表面形状不仅限于上面描述的方式和形状，也可以为其它方式和形状。例如，连接立板14和配重件15例如也可以进行卡装连接或者胶粘连接等。其中，所述配重件的形状可以为其他与底座进行配合的形状等，此处不再赘述。

在另一些实施例中，如图4所示，雷达本体10还包括至少一个第二次级配重件17，而配重件15上设有和第二次级配重件17数量相同的连接孔152，每一第二次级配重件17也皆设有用于连接的通孔171。可以通过将螺丝穿过连接孔152和通孔171，再用螺栓拧紧螺丝的两端，实现第二次级配重件17和配重件15的连接。通过增设第二次级配重件17，可以在配重件15的重量不够时，逐步在配重件15上增加第二次级配重件17，逐步提升配重件15的重量，实现配重件15的重量可调，增加了配重件15的实用性。

可以理解的是：第二次级配重件17和配重件15的连接方式不仅限于上面描述的方式，也可以为其它方式，例如胶粘或胶粘与其他紧固方式配合等。

区别于现有技术的情况，本发明实施例中的雷达本体10包括轴心连接部11、底座12、镜头架13、连接立板14和配重件15。其中，轴心连接部11用于连接驱动装置，带动整个激光雷达100旋转。轴心连接部11的一侧设置有镜头架13，所述镜头架13用于安装激光雷达100的发射镜头和接收镜头，由于发射镜头和接收镜头较重，会导致雷达本体10的重心偏离中心位置，影响雷达本体10旋转时的动平衡。因此，本发明实施例通过连接立板14在与所述镜头架13相对的另一侧设置有配重件15，将所述配重件15设置在所述底座边缘与所述镜头架相对的位置，也设置在激光发射板20和激光接收板30之间。通过增设连接立板14和配重件15，可以有效地平衡雷达本体10，使雷达本体10旋转时更稳定，也能够更好的将所述激光发射板20和激光接收板30进行隔离，防止了他们之间的相互影响。此外，本发明实施例还增设了第一次级配重件16和第二次级配重件17，实现了雷达本体10设置有镜头架13的一侧和配重件15的重量可调，使本发明实施例提供的配重方案的实用性更强。

更进一步的，基于上述激光雷达100，本发明实施例提出了一种包含上述实施例中的激光雷达100的智能感应设备，所述智能感应设备可以是汽车、无人机、机器人以及其他涉及到使用激光雷达100进行智能感应和探测的设备。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种激光雷达，其特征在于，包括雷达本体（10），所述雷达本体（10）包括：轴心连接部（11）、底座（12）、镜头架（13）、连接立板（14）、配重件（15）、激光发射板（20）和激光接收板（30）；

所述轴心连接部（11）位于所述底座（12）中心，并与所述底座（12）垂直连接，所述轴心连接部（11）的一侧设置有镜头架（13），轴心连接部另一侧设置有连接立板（14），所述连接立板（14）与所述镜头架（13）的中心位置处于同一平面，垂直连接于所述底座（12）上；

所述连接立板（14）位于所述激光发射板（20）和所述激光接收板（30）之间，用于隔离所述激光发射板（20）和所述激光接收板（30），所述连接立板（14）一端与所述轴心连接部（11）连接，所述连接立板（14）另一端将所述配重件（15）固定在所述底座（12）边缘与所述镜头架（13）相对的位置；

所述镜头架（13）设置于所述底座（12）上。

2.根据权利要求1所述的激光雷达，其特征在于，所述镜头架（13）设有横梁（132），所述横梁（132）设有第一减重槽（1321）。

3.如权利要求1所述的激光雷达，其特征在于，所述镜头架（13）设有收容孔（131），所述收容孔（131）用于收容所述激光雷达的发射镜头和接收镜头；所述连接立板（14）设置于与所述发射镜头和接收镜头中间位置的同一平面上。

4.根据权利要求2所述的激光雷达，其特征在于，所述底座（12）底部背离所述镜头架（13）的位置设有第二减重槽（121）。

5.根据权利要求4所述的激光雷达，其特征在于，所述第一减重槽（1321）内设有第一加强筋（1322），所述第二减重槽（121）内设有第二加强筋（1211）。

6.根据权利要求1所述的激光雷达，其特征在于，所述配重件（15）一侧表面为弧形结构，适配于所述底座（12）的结构。

7.根据权利要求1所述的激光雷达，其特征在于，所述连接立板（14）设有定位凸台（141），所述配重件（15）设有定位孔（151），所述定位凸台（141）与所述定位孔（151）卡合。

8.根据权利要求4所述的激光雷达，其特征在于，所述雷达本体（10）还包括至少一个第一次级配重件（16），所述第一次级配重件（16）设置于所述第一减重槽（1321）和/或第二减重槽（121）内。

9.根据权利要求1-8任一项所述的激光雷达，其特征在于，所述雷达本体（10）还包括至少一个第二次级配重件（17），所述配重件（15）设有和所述第二次级配重件（17）数量相同的连接孔（152），所述第二次级配重件（17）通过所述连接孔（152）与所述配重件（15）连接。

10.一种智能感应设备，其特征在于，包括如权利要求1至9任意一项所述的激光雷达。