CN110658511A - 一种防爆型激光雷达导航装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于激光导航技术领域，涉及一种防爆型激光雷达导航装置，包括防爆外壳，防爆外壳与雷达底座固定连接；防爆外壳内安装有若干视窗管、激光雷达传感器，视窗管的底部通过压环压紧，视窗管与防爆外壳的周围采用环氧树脂粘结连接；激光雷达传感器固定安装于压板的上方，压板通过内接地装置固定连接于压环；雷达底座的底部设有出线孔，激光雷达传感器的线缆通过出线孔经密封装置及压线接头伸出。这种防爆型激光雷达，符合IP65密封等级，可适应各种恶虐环境，避免装置进水造成内部电路短路，从而影响该传感器的安全、可靠及稳定运行；其应用大大降低了现场的施工强度及成本，可自主三维扫描建模，通过三维虚拟轨迹准确无误地到达指定任务点。

Description

一种防爆型激光雷达导航装置
技术领域
本发明属于激光导航技术领域，涉及激光雷达导航，尤其涉及一种防爆型激光雷达导航装置。
背景技术
机器人或自动巡检车辆传统采用磁条或彩带识别导航配合地标传感器定位进行自主巡航检测。成本低廉，精度误差大。此方法需要现场铺设轨道及设置地标巡检卡，具有劳动强度大、效率低，周期长等缺点。
防爆型激光雷达是通过16个激光发射组件快速旋转的同时发射高频率激光束对外界环境进行持续性的扫描，经过测距算法提供三维空间点云数据及物体反射率，可以让机器看到周围的世界，为定位、导航、避障等提供有力的保障，无需现场改造施工，大大节省了现场改造成本及时间。
在石油与天然气生产行业，防爆安全生产是基本要求。为保证安全生产，要求工作人员定期对相关设备进行巡视检查。目前防爆场所巡检机器人均采用传统导航方式，暂无更先进的导航技术。其主要原因是先进的导航防爆技术尚未突破，无法应用于危险防爆场所。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种防爆型激光雷达导航装置，符合国家Ⅱ类防爆要求，通过16个激光发射组件快速旋转的同时发射高频率激光束对外界环境进行持续性的扫描，经过测距算法提供三维空间点云数据及物体反射率，可以让机器看到周围的世界，为定位、导航、避障等提供有力的保障。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种防爆型激光雷达导航装置，包括：防爆外壳，所述防爆外壳与雷达底座固定连接；所述防爆外壳内安装有若干视窗管、激光雷达传感器，所述视窗管的底部通过压环压紧，所述视窗管与防爆外壳的周围采用环氧树脂粘结连接；所述激光雷达传感器固定安装于压板的上方，所述压板通过内接地装置固定连接于压环；所述雷达底座的底部设有出线孔，所述激光雷达传感器的线缆通过出线孔经密封装置及压线接头伸出。
进一步地，所述防爆外壳设有三个120°避空窗口，所述视窗管安装于避空窗口内，所述视窗管所在区域与激光雷达传感器的发射、接收区域高度相同。
进一步地，所述可旋转激光发射组件的数量为16个。
进一步地，所述激光雷达传感器通过螺钉固定安装于压板的上方。
进一步地，所述内接地装置包括半圆头螺钉，所述压板通过半圆头螺钉、弹垫、平垫固定连接于压环上用于内接地。
进一步地，所述密封装置包括位于出线孔内的橡胶塞，所述橡胶塞和压线接头之间设有垫片。
进一步地，所述防爆外壳的外表面设置有铭牌，所述铭牌通过不干胶固定于防爆外壳的外表面。
进一步地，所述防爆外壳的底部与雷达底座的相接处设有密封圈。
进一步地，所述视窗管以透光率大于95％的光学塑料为基材，采用红外真空镀膜形成。
进一步地，所述防爆外壳采用铝合金材质，所述内接地装置采用不锈钢材料制成。
与现有技术相比，本发明提供的技术方案包括以下有益效果：通过增加若干视窗管及可旋转激光发射组件的设计，可旋转激光发射组件在快速旋转的同时发射高频率激光束对外界环境进行持续性的扫描，经过测距算法提供三维空间点云数据及物体反射率，可以让机器看到周围的世界，为定位、导航、避障等提供有力的保障。
此外，通过避空窗口及在避空窗口内安装视窗管的设计，且视窗管以透光率大于95％的光学塑料为基材，采用红外真空镀膜形成，能够有效地减少视窗管对激光信号的影响。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，与说明书一起用于解释本发明的原理。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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，对于本领域普通技术人员而言，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为本发明提供的防爆型激光雷达导航装置的内部结构示意图；
图2为本发明提供的防爆型激光雷达导航装置的整体结构示意图；
图3为本发明提供的防爆型激光雷达导航装置的结构爆炸图。
其中：1为防爆外壳；2为视窗管；3为激光雷达传感器；4为螺钉；5为压环；6为压板；7为半圆头螺钉；8为弹垫；9为平垫；10为雷达底座；11为橡胶塞。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置的例子。
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图及实施例对本发明作进一步详细描述。
下面结合附图及实施例对本发明做进一步详细描述：
实施例
参见图1所示，本发明提供了一种防爆型激光雷达导航装置，包括防爆外壳1，防爆外壳1与雷达底座10固定连接；防爆外壳1内安装有若干视窗管2、激光雷达传感器3，视窗管2的底部通过压环5压紧，视窗管2与防爆外壳1的内部采用环氧树脂粘结连接；激光雷达传感器3包括若干可旋转激光发射组件，激光雷达传感器3固定安装于压板6的上方，压板6通过内接地装置固定连接于压环5；雷达底座10的底部设有出线孔，激光雷达传感器3的线缆通过出线孔经密封装置及压线接头13伸出。
进一步地，防爆外壳1设有三个120°避空窗口，视窗管2安装于避空窗口内，视窗管2所在区域与激光雷达传感器3的发射、接收区域高度相同。
进一步地，可旋转激光发射组件的数量为16个，16个激光发射组件快速旋转的同时发射高频率激光束对外界环境进行持续性的扫描，经过测距算法提供三维空间点云数据及物体反射率，可以让机器看到周围的世界，为定位、导航、避障等提供有力的保障。
进一步地，激光雷达传感器3通过螺钉4固定安装于压板6的上方。
进一步地，内接地装置包括半圆头螺钉7，压板6通过半圆头螺钉7、弹垫8、平垫9固定连接于压环5上用于内接地。
进一步地，密封装置包括位于出线孔内的橡胶塞11，橡胶塞11和压线接头13之间设有垫片12，密封装置及压接线头13相配合设计，用于固定线缆，防止线缆拔脱且具有防水防尘的作用。
进一步地，防爆外壳1的外表面设置有铭牌，所述铭牌通过不干胶固定于防爆外壳1的外表面。
进一步地，防爆外壳1的底部与雷达底座10的相接处设有密封圈14，保证两者密封连接。
进一步地，视窗管2以透光率大于95％的光学塑料为基材，采用红外真空镀膜形成，能够有效地减少视窗管2对激光信号的影响。
进一步地，防爆外壳1采用铝合金材质，内接地装置采用不锈钢材料制成。
综上，这种防爆型激光雷达导航装置，能够适应于易燃易爆危险场所。激光雷达主要依据激光测距原理通过专业的算法建立三维立体地图，依据空间三维坐标实现导航功能。其防爆结构符合IP65密封等级，防尘防水的设计下，能够使其适应各种恶劣环境，避免装置进水造成内部电路短路，从而影响该传感器的安全、可靠及稳定运行。这种防爆型激光雷达导航装置，可应用于危险防爆场所，其应用大大降低了现场的施工强度及成本，可自主三维扫描建模，通过三维虚拟轨迹准确无误地到达指定任务点，具有精度高、巡检灵活等特点。
以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。
应当理解的是，本发明并不局限于上述已经描述的内容，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种防爆型激光雷达导航装置，其特征在于，包括：防爆外壳(1)，所述防爆外壳(1)与雷达底座(10)固定连接，所述雷达底座(10)的底部安装有外接地装置；所述防爆外壳(1)内安装有若干视窗管(2)、激光雷达传感器(3)，所述视窗管(2)的底部通过压环(5)压紧，所述视窗管(2)与防爆外壳(1)的内部采用环氧树脂粘结连接；所述激光雷达传感器(3)包括若干可旋转激光发射组件，所述激光雷达传感器(3)固定安装于压板(6)的上方，所述压板(6)通过内接地装置固定连接于压环(5)；所述雷达底座(10)的底部设有出线孔，所述激光雷达传感器(3)的线缆通过出线孔经密封装置及压线接头(13)伸出。
2.根据权利要求1所述的防爆型激光雷达导航装置，其特征在于，所述防爆外壳(1)设有三个120°避空窗口，所述视窗管(2)安装于避空窗口内，所述视窗管(2)所在区域与激光雷达传感器(3)的发射、接收区域高度相同。
3.根据权利要求1所述的防爆型激光雷达导航装置，其特征在于，所述可旋转激光发射组件的数量为16个。
4.根据权利要求1所述的防爆型激光雷达导航装置，其特征在于，所述激光雷达传感器(3)通过螺钉(4)固定安装于压板(6)的上方。
5.根据权利要求1所述的防爆型激光雷达导航装置，其特征在于，所述内接地装置包括半圆头螺钉(7)，所述压板(6)通过半圆头螺钉(7)、弹垫(8)、平垫(9)固定连接于压环(5)上用于内接地。
6.根据权利要求1所述的防爆型激光雷达导航装置，其特征在于，所述密封装置包括位于出线孔内的橡胶塞(11)，所述橡胶塞(11)和压线接头(13)之间设有垫片(12)。
7.根据权利要求1所述的防爆型激光雷达导航装置，其特征在于，所述防爆外壳(1)的外表面设置有铭牌。
8.根据权利要求1所述的防爆型激光雷达导航装置，其特征在于，所述防爆外壳(1)的底部与雷达底座(10)的相接处设有密封圈(14)。
9.根据权利要求1所述的防爆型激光雷达导航装置，其特征在于，所述视窗管(2)以透光率大于95％的光学塑料为基材，采用红外真空镀膜形成。
10.根据权利要求1所述的防爆型激光雷达导航装置，其特征在于，所述防爆外壳(1)采用铝合金材质，所述内接地装置采用不锈钢材料制成。
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