CN110824501A - 一种机载激光雷达光学扫描装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及激光雷达技术领域，公开了一种机载激光雷达光学扫描装置，本发明的扫描头机构不仅能够绕XYZ轴进行旋转扫描，而且扫描头机构也可以实现自身转动，并能够旋摆运动，可以有效的提高扫描的范围，同时，本发明扫描头在所述主轴上具有第一状态位置和第二状态位置，在所述第一状态位置时，所述扫描头能够由所述旋转驱动电机驱动绕所述Z轴转动；在所述第二状态位置时，所述扫描头能够由所述旋摆组件以一圆环形轨道旋摆运动，且所述扫描头在该圆形轨道旋摆运动时，所述扫描头的轴线与所述主轴的轴线具有一锐角的夹角，提高其扫描的不同状态的切换，便于根据实际所需扫描情况来进行状态改变式的扫描，提高扫描能力。
Description
技术领域
本发明涉及激光雷达技术领域，具体是一种机载激光雷达光学扫描装置。
背景技术
机载激光雷达光学扫描作为一种新型主动式多传感器集成的复杂系统，具有快速、高效、全天时、穿透性强、多回波、数据精度高等优势，便于快速获取高分辨率的数字地形模型，使其在地形测绘、数字城市建模、森林调查、灾害监测、环境监测等领域具有独特的优势所在。
但是，传统的激光雷达光学扫描与机载连接时不够稳固，且在进行飞行时容易受机身飞行角度的影响，对整体扫描结果造成影响，同时在扫描的过程中，容易与空中的其他物体发生能碰撞，造成扫描头损坏，维修费用高，因此，本领域技术人员提供了一种机载激光雷达光学扫描装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种机载激光雷达光学扫描装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种机载激光雷达光学扫描装置，包括机载底座、旋转盘机构、下扫描座、扫描头机构，其中，所述机载底座的下端连接设置有可绕X轴转动的所述旋转盘机构，所述旋转盘机构的底部固定设置有所述下扫描座，所述下扫描座上设置有可绕Y轴转动的所述扫描头机构，所述扫描头机构的扫描头能够绕Z轴转动，其中，所述X轴、Y轴和Z轴相互两两垂直设置；其特征在于，
所述所述扫描头机构包括安装筒体、旋转驱动电机、主轴、扫描头和旋摆组件，其中，所述安装筒体内的一端设置有所述旋转驱动电机，所述旋转驱动电机驱动所述主轴可转动，且所述主轴的前端套设有所述旋摆组件，所述扫描头在所述主轴上具有第一状态位置和第二状态位置，在所述第一状态位置时，所述扫描头能够由所述旋转驱动电机驱动绕所述Z轴转动；在所述第二状态位置时，所述扫描头能够由所述旋摆组件以一圆环形轨道旋摆运动，且所述扫描头在该圆形轨道旋摆运动时，所述扫描头的轴线与所述主轴的轴线具有一锐角的夹角。
进一步，作为优选，所述主轴的前部套设连接有固定的固定架盘，所述主轴上位于所述固定架盘的前部设置有驱动与状态转换盘，所述主轴的前端通过万向球铰连接有转换座，所述驱动与状态转换盘在所述主轴上能够滑动且不可转动的设置，且所述驱动与状态转换盘位于远离转换座的一端时为所述第一状态位置，在所述第一状态位置下，所述驱动与状态转换盘支撑于所述主轴上，当所述驱动与状态转换盘位于靠近且顶紧所述转换座的一端时为所述第二状态位置，且在所述第二状态位置下，所述驱动与状态转换盘支撑于所述转换座上，并能够随着所述转换座绕所述万向球铰旋摆，所述扫描头安装在所述驱动与状态转换盘端部。
进一步，作为优选，所述主轴的前部设置有滑动定位肩，所述驱动与状态转换盘的滑动部处设置有卡肩，所述卡肩能够卡设在所述转换座上。
进一步，作为优选，所述固定架盘上朝向所述驱动与状态转换盘的一侧设置有定位座，所述定位座上设置有驱动所述驱动与状态转换盘在第二状态位置下旋摆运动的所述旋摆组件。
进一步，作为优选，所述旋摆组件包括变动电磁块和配合磁铁，其中，所述变动电磁块圆周密集的阵列设置在所述定位座上，所述驱动与状态转换盘上朝向所述定位座的一侧相应位置上设置有至少一块所述配合磁铁，所述变动电磁块由控制器控制，以便使得各个相邻的变动电磁块依次得电取得磁性并依次断电，以便通过各个变动电磁块的磁性变动来实现所述配合磁铁依次与各个变动电磁块相吸，进而实现所述转换座绕所述万向球铰旋摆。
进一步，作为优选，所述固定架盘上还设置有驱动所述驱动与状态转换盘在第一状态位置与第二状态位置进行转换的电动驱动杆。
进一步，作为优选，所述旋转盘机构包括驱动轴和旋转盘体，所述驱动轴伸入所述机载底座内，且所述驱动轴驱动所述旋转盘体转动，所述下扫描座固定在所述旋转盘体的底部。
进一步，作为优选，所述下扫描座上设置有转动筒，所述转动筒可转动的设置在所述下扫描座上，所述扫描头机构设置在所述转动筒上。
进一步，作为优选，所述转动筒上绕设有对其进行防护的防护套圈。
进一步，作为优选，所述旋转盘体通过连接法兰与驱动所述驱动轴转动的驱动电机连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明的扫描头机构不仅能够绕XYZ轴进行旋转扫描，而且扫描头机构也可以实现自身转动，并能够旋摆运动，可以有效的提高扫描的范围，同时，本发明扫描头在所述主轴上具有第一状态位置和第二状态位置，在所述第一状态位置时，所述扫描头能够由所述旋转驱动电机驱动绕所述Z轴转动；在所述第二状态位置时，所述扫描头能够由所述旋摆组件以一圆环形轨道旋摆运动，且所述扫描头在该圆形轨道旋摆运动时，所述扫描头的轴线与所述主轴的轴线具有一锐角的夹角，提高其扫描的不同状态的切换，便于根据实际所需扫描情况来进行状态改变式的扫描，提高扫描能力。
2、本发明的第一状态位置和第二状态位置的转换简单方便，可以快速的实现转换，提高扫描的转换的方便性。
附图说明
图1为一种机载激光雷达光学扫描装置的结构示意图；
图2为一种机载激光雷达光学扫描装置的扫描头机构在第一状态位置时结构示意图；
图3为一种机载激光雷达光学扫描装置的扫描头机构在第二状态位置未旋摆时结构示意图；
图4为一种机载激光雷达光学扫描装置的扫描头机构在第二状态位置旋摆时结构示意图；
图5为一种机载激光雷达光学扫描装置中驱动轴与机载底座的位置关系结构示意图；
图6为一种机载激光雷达光学扫描装置中转动筒的结构示意图；
图7为一种机载激光雷达光学扫描装置中变动电磁块的结构示意图；
具体实施方式
请参阅图1～7，本发明实施例中，一种机载激光雷达光学扫描装置，包括机载底座2、旋转盘机构3、下扫描座4、扫描头机构6，其中，所述机载底座2的下端连接设置有可绕X轴转动的所述旋转盘机构3，所述旋转盘机构的底部固定设置有所述下扫描座4，所述下扫描座上设置有可绕Y轴转动的所述扫描头机构6，所述扫描头机构6的扫描头能够绕Z轴转动，其中，所述X轴、Y轴和Z轴相互两两垂直设置；其特征在于，所述所述扫描头机构6包括安装筒体18、旋转驱动电机17、主轴19、扫描头23和旋摆组件，其中，所述安装筒体18内的一端设置有所述旋转驱动电机17，所述旋转驱动电机17驱动所述主轴可转动，且所述主轴的前端套设有所述旋摆组件，所述扫描头23在所述主轴上具有第一状态位置和第二状态位置，在所述第一状态位置时，所述扫描头23能够由所述旋转驱动电机17驱动绕所述Z轴转动；在所述第二状态位置时，所述扫描头能够由所述旋摆组件以一圆环形轨道旋摆运动，且所述扫描头在该圆形轨道旋摆运动时，所述扫描头的轴线与所述主轴的轴线具有一锐角的夹角。
在本实施例中，所述主轴的前部套设连接有固定的固定架盘27，所述主轴上位于所述固定架盘的前部设置有驱动与状态转换盘25，所述主轴的前端通过万向球铰24连接有转换座22，所述驱动与状态转换盘25在所述主轴上能够滑动且不可转动的设置，且所述驱动与状态转换盘25位于远离转换座22的一端时为所述第一状态位置，在所述第一状态位置下，所述驱动与状态转换盘25支撑于所述主轴上，当所述驱动与状态转换盘25位于靠近且顶紧所述转换座22的一端时为所述第二状态位置，且在所述第二状态位置下，所述驱动与状态转换盘25支撑于所述转换座22上，并能够随着所述转换座绕所述万向球铰24旋摆，所述扫描头安装在所述驱动与状态转换盘25端部。
作为较佳的实施例，所述主轴的前部设置有滑动定位肩，所述驱动与状态转换盘25的滑动部处设置有卡肩，所述卡肩能够卡设在所述转换座22上。
其中，所述固定架盘27上朝向所述驱动与状态转换盘25的一侧设置有定位座20，所述定位座上设置有驱动所述驱动与状态转换盘25在第二状态位置下旋摆运动的所述旋摆组件。
所述旋摆组件包括变动电磁块20和配合磁铁28，其中，所述变动电磁块20圆周密集的阵列设置在所述定位座20上，所述驱动与状态转换盘25上朝向所述定位座20的一侧相应位置上设置有至少一块所述配合磁铁28，所述变动电磁块20由控制器控制，以便使得各个相邻的变动电磁块20依次得电取得磁性并依次断电，以便通过各个变动电磁块的磁性变动来实现所述配合磁铁28依次与各个变动电磁块20相吸，进而实现所述转换座绕所述万向球铰24旋摆。
所述固定架盘27上还设置有驱动所述驱动与状态转换盘25在第一状态位置与第二状态位置进行转换的电动驱动杆26。所述旋转盘机构3包括驱动轴1和旋转盘体，所述驱动轴伸入所述机载底座2内，且所述驱动轴驱动所述旋转盘体转动，所述下扫描座4固定在所述旋转盘体的底部。
所述下扫描座4上设置有转动筒5，所述转动筒可转动的设置在所述下扫描座4上，所述扫描头机构设置在所述转动筒5上。
所述转动筒5上绕设有对其进行防护的防护套圈。所述旋转盘体通过连接法兰与驱动所述驱动轴1转动的驱动电机连接。
本发明的扫描头机构不仅能够绕XYZ轴进行旋转扫描，而且扫描头机构也可以实现自身转动，并能够旋摆运动，可以有效的提高扫描的范围，同时，本发明扫描头在所述主轴上具有第一状态位置和第二状态位置，在所述第一状态位置时，所述扫描头能够由所述旋转驱动电机驱动绕所述Z轴转动；在所述第二状态位置时，所述扫描头能够由所述旋摆组件以一圆环形轨道旋摆运动，且所述扫描头在该圆形轨道旋摆运动时，所述扫描头的轴线与所述主轴的轴线具有一锐角的夹角，提高其扫描的不同状态的切换，便于根据实际所需扫描情况来进行状态改变式的扫描，提高扫描能力。本发明的第一状态位置和第二状态位置的转换简单方便，可以快速的实现转换，提高扫描的转换的方便性。
以上所述的，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种机载激光雷达光学扫描装置，包括机载底座(2)、旋转盘机构(3)、下扫描座(4)、扫描头机构(6)，其中，所述机载底座(2)的下端连接设置有可绕X轴转动的所述旋转盘机构(3)，所述旋转盘机构的底部固定设置有所述下扫描座(4)，所述下扫描座上设置有可绕Y轴转动的所述扫描头机构(6)，所述扫描头机构(6)的扫描头能够绕Z轴转动，其中，所述X轴、Y轴和Z轴相互两两垂直设置；其特征在于，
所述所述扫描头机构(6)包括安装筒体(18)、旋转驱动电机(17)、主轴(19)、扫描头(23)和旋摆组件，其中，所述安装筒体(18)内的一端设置有所述旋转驱动电机(17)，所述旋转驱动电机(17)驱动所述主轴可转动，且所述主轴的前端套设有所述旋摆组件，所述扫描头(23)在所述主轴上具有第一状态位置和第二状态位置，在所述第一状态位置时，所述扫描头(23)能够由所述旋转驱动电机(17)驱动绕所述Z轴转动；在所述第二状态位置时，所述扫描头能够由所述旋摆组件以一圆环形轨道旋摆运动，且所述扫描头在该圆形轨道旋摆运动时，所述扫描头的轴线与所述主轴的轴线具有一锐角的夹角。
2.根据权利要求1所述的一种机载激光雷达光学扫描装置，其特征在于，所述主轴的前部套设连接有固定的固定架盘(27)，所述主轴上位于所述固定架盘的前部设置有驱动与状态转换盘(25)，所述主轴的前端通过万向球铰(24)连接有转换座(22)，所述驱动与状态转换盘(25)在所述主轴上能够滑动且不可转动的设置，且所述驱动与状态转换盘(25)位于远离转换座(22)的一端时为所述第一状态位置，在所述第一状态位置下，所述驱动与状态转换盘(25)支撑于所述主轴上，当所述驱动与状态转换盘(25)位于靠近且顶紧所述转换座(22)的一端时为所述第二状态位置，且在所述第二状态位置下，所述驱动与状态转换盘(25)支撑于所述转换座(22)上，并能够随着所述转换座绕所述万向球铰(24)旋摆，所述扫描头安装在所述驱动与状态转换盘(25)端部。
3.根据权利要求1所述的一种机载激光雷达光学扫描装置，其特征在于，所述主轴的前部设置有滑动定位肩，所述驱动与状态转换盘(25)的滑动部处设置有卡肩，所述卡肩能够卡设在所述转换座(22)上。
4.根据权利要求1所述的一种机载激光雷达光学扫描装置，其特征在于，所述固定架盘(27)上朝向所述驱动与状态转换盘(25)的一侧设置有定位座(20)，所述定位座上设置有驱动所述驱动与状态转换盘(25)在第二状态位置下旋摆运动的所述旋摆组件。
5.根据权利要求4所述的一种机载激光雷达光学扫描装置，其特征在于，所述旋摆组件包括变动电磁块(20)和配合磁铁(28)，其中，所述变动电磁块(20)圆周密集的阵列设置在所述定位座(20)上，所述驱动与状态转换盘(25)上朝向所述定位座(20)的一侧相应位置上设置有至少一块所述配合磁铁(28)，所述变动电磁块(20)由控制器控制，以便使得各个相邻的变动电磁块(20)依次得电取得磁性并依次断电，以便通过各个变动电磁块的磁性变动来实现所述配合磁铁(28)依次与各个变动电磁块(20)相吸，进而实现所述转换座绕所述万向球铰(24)旋摆。
6.根据权利要求4所述的一种机载激光雷达光学扫描装置，其特征在于，所述固定架盘(27)上还设置有驱动所述驱动与状态转换盘(25)在第一状态位置与第二状态位置进行转换的电动驱动杆(26)。
7.根据权利要求4所述的一种机载激光雷达光学扫描装置，其特征在于，所述旋转盘机构(3)包括驱动轴(1)和旋转盘体，所述驱动轴伸入所述机载底座(2)内，且所述驱动轴驱动所述旋转盘体转动，所述下扫描座(4)固定在所述旋转盘体的底部。
8.根据权利要求4所述的一种机载激光雷达光学扫描装置，其特征在于，所述下扫描座(4)上设置有转动筒(5)，所述转动筒可转动的设置在所述下扫描座(4)上，所述扫描头机构设置在所述转动筒(5)上。
9.根据权利要求8所述的一种机载激光雷达光学扫描装置，其特征在于，所述转动筒(5)上绕设有对其进行防护的防护套圈。
10.根据权利要求7所述的一种机载激光雷达光学扫描装置，其特征在于，所述旋转盘体通过连接法兰与驱动所述驱动轴(1)转动的驱动电机连接。
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Legal Events
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| TR01 | Transfer of patent right | ||
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