CN110515058A - 一种平面激光雷达用扫描支架 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种平面激光雷达用扫描支架，包括固定底座、活动支架及驱动机构，活动支架分为转动部和用于安装平面激光雷达的雷达承载部，转动部与驱动机构的旋转结构相接，且旋转结构的旋转轴与固定底座的侧面正交，启动驱动电机后，旋转结构实现转动，进而带动转动部相对于固定底座进行上下往复的摆动运动，为平面激光雷达增加了一个旋转维度，使其实现对前方障碍物的3D扫描功能，从而有效降低了3D立体扫描的成本，此发明用于扫描支架领域。

Description

一种平面激光雷达用扫描支架
技术领域
本发明涉扫描支架领域，特别是涉及一种平面激光雷达用扫描支架。
背景技术
目前市面上生产的平面激光雷达品类很多，但最大问题是安装固定，为了解决激光雷达的活动问题，需要针对平面激光雷达安装一个活动支架。而现有的平面激光雷达一般安装固定在机器人或无人车上，扫描平面也固定，扫描平面的角度无法自动调节。此外，平面激光雷达返回的检测数据没有携带角度和方向信息，返回的数据仅能代表激光雷达周围360度范围内的障碍物信息。
发明内容
本发明的目的在于提供一种为平面激光雷达增加旋转维度以实现3D扫描功能的平面激光雷达用扫描支架。
本发明所采取的技术方案是：
一种平面激光雷达用扫描支架，包括固定底座，所述固定底座上连接有活动支架，所述活动支架分为转动部、设于所述转动部前端的雷达承载部，所述固定底座的至少一侧设有与转动部相连的驱动机构，各所述驱动机构包括驱动电机、与所述驱动电机的输出轴连接的旋转结构，各所述旋转结构的旋转轴与固定底座的侧面正交，各所述旋转结构分别与转动部的两侧相接。
进一步作为本发明技术方案的改进，所述固定底座分为底板及两块侧板，各所述旋转结构包括套接在驱动电机输出轴上的旋转盘，所述驱动电机与旋转盘分别位于侧板的外侧和内侧，所述旋转盘的表面配设有卡件，所述转动部上设有供卡件穿入的滑道。
进一步作为本发明技术方案的改进，所述滑道沿转动部的宽度方向延伸。
进一步作为本发明技术方案的改进，所述雷达承载部呈平面板形，所述雷达承载部的上表面两侧分别配置一调整件，各所述调整件与两侧板之间可滑动连接。
进一步作为本发明技术方案的改进，两所述侧板上分别固定一旋转螺杆，各所述调整件包括水平部和竖直部，各所述竖直部上分别设有供旋转螺杆的头部卡接的长条形轨道，各所述长条形轨道均沿竖直方向延伸。
进一步作为本发明技术方案的改进，各所述水平部上设置至少一个第一穿孔，各所述第一穿孔沿水平部的长度方向间隔分布，所述雷达承载部的两侧分别配设与第一穿孔数量相同的第二穿孔，所述第一穿孔与第二穿孔均为条状穿孔，各对应的第一穿孔与第二穿孔之间通过螺栓连接。
进一步作为本发明技术方案的改进，所述活动支架上安装有姿态传感器，所述姿态传感器通过螺栓固定在转动部的上方。
进一步作为本发明技术方案的改进，所述固定底座上设有主控制器，所述主控制器与姿态传感器之间通过电信号联接。
进一步作为本发明技术方案的改进，各所述驱动电机采用减速电机。
本发明的有益效果：此平面激光雷达用扫描支架，包括固定底座、活动支架及驱动机构，活动支架分为转动部和用于安装平面激光雷达的雷达承载部，转动部与驱动机构的旋转结构相接，且旋转结构的旋转轴与固定底座的侧面正交，启动驱动电机后，旋转结构实现转动，进而带动转动部相对于固定底座进行上下往复的摆动运动，为平面激光雷达增加了一个旋转维度，使其实现对前方障碍物的3D扫描功能，从而有效降低了3D立体扫描的成本。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明：
图1是本发明实施例的整体结构示意图；
图2是本发明实施例的另一角度的整体结构示意图；
图3是本发明实施例与平面激光雷达的装配图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式，实施方式的示例在附图中示出，其中相同或类似的标号自始至终表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
平面激光雷达，又称单线激光雷达，其测距元器件只作单一轴旋转运动，可对位于其360度扫描范围内的障碍物完成扫描，返回运动所在平面内有效测距范围内障碍物的距离信息。平面激光雷达的价格成本相对低廉，而拥有3D扫描功能的雷达价格比其将提升10倍或以上。
为了提升平面激光雷达的性能，增加扫描的维度，达到空间3D扫描的目标，常见的有两种改良技术：第一种是提升扫描平面处理，例如目前有4线、16线、32线、64线和128线激光雷达。第二种是增加旋转轴，即雷达既做平面旋转运动，雷达所在云台自身也做360度往复旋转。
参照图1至图3，为本发明的一种实施例，采用的原理是基于第二种改良技术手段，提供了一种平面激光雷达用扫描支架，包括固定底座1，该固定底座1上连接有活动支架2，活动支架2分为转动部21、设于转动部21前端的雷达承载部22，固定底座1的一侧设有与转动部21相连的驱动机构3，该驱动机构3包括驱动电机31、与驱动电机31的输出轴连接的旋转结构32，旋转结构32的旋转轴与固定底座1的侧面正交，旋转结构32与转动部21的左侧相接。
此平面激光雷达用扫描支架，包括固定底座1、活动支架2及驱动机构3，活动支架2分为转动部21和用于安装平面激光雷达6的雷达承载部22，转动部21与驱动机构3的旋转结构32相接，且旋转结构32的旋转轴与固定底座1的侧面正交，启动驱动电机31后，旋转结构32实现转动，进而带动转动部21相对于固定底座1进行上下往复的摆动运动，为平面激光雷达增加了一个旋转维度，使其实现对前方障碍物的3D扫描功能，从而有效降低了3D立体扫描的成本。
根据图1、图2所示，本实施例中，固定底座1分为底板及两块侧板，旋转结构32包括套接在驱动电机31输出轴上的旋转盘321，驱动电机31与旋转盘321分别位于侧板的外侧和内侧，旋转盘321的表面配设有卡件322，转动部21上设有供卡件322穿入的滑道，该滑道沿转动部21的宽度方向延伸。驱动电机31启动后，带动旋转盘321进行旋转，从而驱使转动部21进行上下往复的摆动运动。进一步地，在某些实施例当中，旋转盘321可利用曲柄进行替换，此时曲柄的一端套装在驱动电机31的输出轴上，而曲柄的另一端固定穿入滑道的卡件322。
在本实施例的雷达承载部22呈平面板形，雷达承载部22的上表面两侧分别配置一调整件23，各调整件23与两侧板之间可滑动连接。具体地，两侧板上分别固定一旋转螺杆11，各调整件23包括水平部和竖直部，各竖直部的形状均呈直角三角形，各竖直部上分别设有供旋转螺杆11的头部卡接的长条形轨道231，各长条形轨道均沿竖直方向延伸。调整件23的设置，使活动支架2与固定底座1之间的连接点得以增加，提高了二者的配合连接度；同时，能有效配合转动部21的往复运动，调节雷达承载部22与固定底座1之间的相对高度。
进一步作为优选地，各水平部上设置两个第一穿孔232，两个第一穿孔232沿水平部的长度方向间隔分布，雷达承载部22的两侧分别配设与第一穿孔232数量相同的第二穿孔221，第一穿孔232与第二穿孔221均为条状穿孔，且形状规格相同，位于两侧的第二穿孔221的位置相互对称，各对应的第一穿孔232与第二穿孔221之间通过螺栓连接。
如图1所示，活动支架2上安装有姿态传感器4，姿态传感器4通过螺栓固定在转动部21的上方。通过姿态传感器4，可实现实时反馈活动支架2当前的倾角、仰角以及相对于地磁场的方向角等各项信息。进一步地，在固定底座1的右边侧板处设置有主控制器5，主控制器5与姿态传感器4之间通过电信号联接，以便实时处理从姿态传感器4返回的数据，以及平面激光雷达6所返回的测量数据，实现二组两组数据的有效融合，以便于其上位机应用程序正确还原出空间的点云数据。
作为本发明优选的实施方式，各驱动电机31采用减速电机，由于减速电机的转速可调，故而操作人员能有效控制该扫描支架上下往复运动的速度与平面激光雷达6的旋转速度相匹配，保证数据的同步性。
参照图1、图3，雷达承载部22的中部设有螺孔，该螺孔与平面激光雷达6底部的安装螺孔相对应，将平面激光雷达6通过紧固螺钉安装与雷达承载部22上，并使平面激光雷达6的底部与雷达承载部22的表面保持紧贴，以确保在运动过程中，活动支架2的旋转轴心与平面激光雷达6的旋转平面的交线始终经过平面激光雷达6的旋转中心。
当然，本发明创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (9)

1.一种平面激光雷达用扫描支架，其特征在于：包括固定底座(1)，所述固定底座(1)上连接有活动支架(2)，所述活动支架(2)分为转动部(21)、设于所述转动部(21)前端的雷达承载部(22)，所述固定底座(1)的至少一侧设有与转动部(21)相连的驱动机构(3)，各所述驱动机构(3)包括驱动电机(31)、与所述驱动电机(31)的输出轴连接的旋转结构(32)，各所述旋转结构(32)的旋转轴与固定底座(1)的侧面正交，各所述旋转结构(32)分别与转动部(21)的两侧相接。
2.根据权利要求1所述的平面激光雷达用扫描支架，其特征在于：所述固定底座(1)分为底板及两块侧板，各所述旋转结构(32)包括套接在驱动电机(31)输出轴上的旋转盘(321)，所述驱动电机(31)与旋转盘(321)分别位于侧板的外侧和内侧，所述旋转盘(321)的表面配设有卡件(322)，所述转动部(21)上设有供卡件(322)穿入的滑道。
3.根据权利要求2所述的平面激光雷达用扫描支架，其特征在于：所述滑道沿转动部(21)的宽度方向延伸。
4.根据权利要求2所述的平面激光雷达用扫描支架，其特征在于：所述雷达承载部(22)呈平面板形，所述雷达承载部(22)的上表面两侧分别配置一调整件(23)，各所述调整件(23)与两侧板之间可滑动连接。
5.根据权利要求4所述的平面激光雷达用扫描支架，其特征在于：两所述侧板上分别固定一旋转螺杆(11)，各所述调整件(23)包括水平部和竖直部，各所述竖直部上分别设有供旋转螺杆(11)的头部卡接的长条形轨道(231)，各所述长条形轨道(231)均沿竖直方向延伸。
6.根据权利要求5所述的平面激光雷达用扫描支架，其特征在于：各所述水平部上设置至少一个第一穿孔(232)，各所述第一穿孔(232)沿水平部的长度方向间隔分布，所述雷达承载部(22)的两侧分别配设与第一穿孔(232)数量相同的第二穿孔(221)，所述第一穿孔(232)与第二穿孔(221)均为条状穿孔，各对应的所述第一穿孔(232)与第二穿孔(221)之间通过螺栓连接。
7.根据权利要求1所述的平面激光雷达用扫描支架，其特征在于：所述活动支架(2)上安装有姿态传感器(4)，所述姿态传感器(4)通过螺栓固定在转动部(21)的上方。
8.根据权利要求7所述的平面激光雷达用扫描支架，其特征在于：所述固定底座(1)上设有主控制器(5)，所述主控制器(5)与姿态传感器(4)之间通过电信号联接。
9.根据权利要求1所述的平面激光雷达用扫描支架，其特征在于：各所述驱动电机(31)采用减速电机。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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