CN114236503A - 一种用于地貌测绘的旋转式激光雷达测绘装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于地貌测绘的旋转式激光雷达测绘装置。所述用于地貌测绘的旋转式激光雷达测绘装置包括：横板，所述横板上设置有旋转机构、测绘机构、调整机构、固定机构和散热组件；所述旋转机构包括圆形轴、圆形安装座、第一惰轮、第一驱动电机、第二惰轮和皮带，所述圆形轴转动安装在横板的底部，所述圆形安装座固定安装在圆形轴的底端，所述第一惰轮固定套设在圆形安装座上，所述第一驱动电机固定安装在横板的底部。本发明提供的用于地貌测绘的旋转式激光雷达测绘装置具有能够简单有效的对地形进行测绘，并能够对装置进行旋转，并调整测绘的远近，从而能够对不同方向进行测绘，以保证测绘的全面性的优点。

Description

一种用于地貌测绘的旋转式激光雷达测绘装置

技术领域

本发明属于激光雷达测绘技术领域，尤其涉及一种用于地貌测绘的旋转式激光雷达测绘装置。

背景技术

激光雷达，是以发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统，其工作原理是向目标发射探测信号(激光束),然后将接收到的从目标反射回来的信号(目标回波)与发射信号进行比较,作适当处理后,就可获得目标的有关信息,如目标距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数,从而对飞机、导弹等目标进行探测、跟踪和识别，它由激光发射机、光学接收机、转台和信息处理系统等组成，激光器将电脉冲变成光脉冲发射出去，光接收机再把从目标反射回来的光脉冲还原成电脉冲，送到显示器，相关技术中，公开了一种激光雷达测绘装置，涉及激光雷达应用技术领域，包括激光雷达主体和壳体，所述激光雷达主体一端的发射头外部设置柱面镜，柱面镜的一侧设置镀膜放射镜，所述镀膜放射镜的一端设置调节激光方向的调整结构，其中的激光雷达中的镀膜放射镜的调整结构，以调节激光往外的发出角度，形成激光的摆动，使得线激光移动形成面测绘，船只处于停留状态也可对海底地貌进行面测绘，减少能源，功能实用；所述激光雷达内部设置调温组件，用于调节激光雷达主体周围的温度，激光雷达主体处于做合适的工作环境，保障激光雷达主体工作性能的稳定以及电机工作的稳定性，增加使用寿命。

但是，上述结构中还存在不足之处，其装置在对地形进行测绘时，只能够对一个方向进行地貌测绘，不能够对侧面进行测绘，导致地貌测绘的局面性。

因此，有必要提供一种新的用于地貌测绘的旋转式激光雷达测绘装置解决上述技术问题。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种能够简单有效的对地形进行测绘，并能够对装置进行旋转，并调整测绘的远近，从而能够对不同方向进行测绘，以保证测绘的全面性的用于地貌测绘的旋转式激光雷达测绘装置。

为解决上述技术问题，本发明提供的用于地貌测绘的旋转式激光雷达测绘装置包括：横板，所述横板上设置有旋转机构、测绘机构、调整机构、固定机构和散热组件；

所述旋转机构包括圆形轴、圆形安装座、第一惰轮、第一驱动电机、第二惰轮和皮带，所述圆形轴转动安装在横板的底部，所述圆形安装座固定安装在圆形轴的底端，所述第一惰轮固定套设在圆形安装座上，所述第一驱动电机固定安装在横板的底部，所述第二惰轮固定安装在第一驱动电机的输出轴上，所述皮带缠绕在第一惰轮和第二惰轮上；

所述测绘机构包括外壳、激光雷达、激光发射头、柱面镜、反射镜、开口和透镜，所述外壳设置在圆形安装座的下方，所述激光雷达固定安装在外壳的顶部内壁上，所述激光发射头固定安装在激光雷达的底部，所述柱面镜固定安装在外壳内，所述柱面镜与激光发射头相适配，所述反射镜设置在外壳内，所述开口开设在外壳上，所述透镜固定安装在开口内，所述透镜与开口相适配；

所述调整机构包括第一转轴、两个环形块、四个连接杆、第一圆形齿轮、第二驱动电机和第二圆形齿轮，所述第一转轴转动安装在外壳内，两个所述环形块均固定套设在第一转轴上，四个所述连接杆分别固定安装在两个环形块上，四个所述连接杆远离第一转轴的一端均与反射镜的一侧外壁固定连接，所述第一圆形齿轮固定套设在第一转轴上，所述第二驱动电机固定安装在外壳的底部内壁上，所述第二圆形齿轮固定安装在第二驱动电机的输出轴上，所述第一圆形齿轮和第二圆形齿轮相啮合。

作为本发明的进一步方案，所述固定机构包括矩形凹槽、矩形安装块、两个腔体、安装槽、双轴电机、两个第二转轴、两个第三圆形齿轮、两个螺纹杆、两个内螺纹套筒和两个齿圈，所述矩形凹槽开设在圆形安装座的底部，所述矩形安装块固定安装在外壳的顶部，所述矩形安装块的顶部延伸至矩形凹槽内，两个所述腔体均开设在圆形安装座上，所述安装槽开设在矩形凹槽的顶部内壁上，所述双轴电机固定安装在安装槽的顶部内壁上，两个所述第二转轴分别固定安装在两个双轴电机的两个输出轴上，两个所述第二转轴远离双轴电机的一端分别延伸至两个腔体内，两个所述第二转轴均与圆形安装座转动连接，两个所述第三圆形齿轮分别固定安装在两个第三圆形齿轮远离双轴电机的一端，两个所述螺纹杆分别设置在两个腔体内，两个所述螺纹杆相互靠近的一端均延伸至矩形凹槽内，两个所述内螺纹套筒分别螺纹套设在两个螺纹杆上，两个所述内螺纹套筒均与圆形安装座转动连接，两个所述齿圈分别固定套设在两个内螺纹套筒上，两个所述第三圆形齿轮分别与两个齿圈相啮合。

作为本发明的进一步方案，所述散热组件包括圆形进气口、防尘板和散热风扇，所述圆形进气口开设在外壳的一侧外壁上，所述防尘板固定安装在圆形进气口内，所述散热风扇固定安装在外壳内。

作为本发明的进一步方案，所述柱面镜的两侧外壁上均固定安装有两个第一固定杆，四个所述第一固定杆相互远离的一端均与外壳的内壁固定连接。

作为本发明的进一步方案，两个所述腔体相互远离的一侧外壁上均开设有圆形凹槽，两个所述螺纹杆相互远离的一端分布延伸至两个圆形凹槽内，两个所述圆形凹槽的内壁上均开设有两个条形凹槽，四个所述条形凹槽内均滑动安装有限位滑块，四个所述限位滑块分别与两个螺纹杆固定连接。

作为本发明的进一步方案，所述矩形安装块的两侧外壁上均开设有卡槽，两个所述螺纹杆相互靠近的一端分别延伸至两个卡槽内。

作为本发明的进一步方案，所述外壳的顶部内壁上固定安装有控制器，所述控制器与第一驱动电机、激光雷达、第二驱动电机和双轴电机电性连接。

作为本发明的进一步方案，所述外壳的一侧内壁上固定安装有温度传感器，所述温度传感器与散热风扇电性连接。

作为本发明的进一步方案，所述散热风扇上固定安装有三个第二固定杆，三个所述第二固定杆远离散热风扇的一端均与外壳的内壁固定连接。

作为本发明的进一步方案，所述外壳的一侧外壁上开设有多个散热孔，多个所述散热孔呈圆形分布，多个所述散热孔与圆形进气口相对应。

与相关技术相比较，本发明提供的用于地貌测绘的旋转式激光雷达测绘装置具有如下有益效果：

1、本发明通过设置旋转机构，使得能够简单有效的装置进行旋转，从而在进行地形测绘时，能够保证测绘的全面性；

2、本发明通过设置测绘机构，使得能够简单有效的对地形进行测绘，并具有结构简单，操作便捷的优点；

3、本发明通过设置调整机构，使得能够简单有效的对反射镜的角度进行调整，从而调整测绘的远近；

4、本发明通过设置固定机构，使得能够简单有效的对装置进行安装与拆卸，从而便于对装置进行检修。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明提供的用于地貌测绘的旋转式激光雷达测绘装置的正视剖视结构示意图；

图2为图1中A部分的放大结构示意图；

图3为本发明提供的用于地貌测绘的旋转式激光雷达测绘装置的部分侧视剖视结构示意图；

图4为本发明中横板、圆形安装座、第一惰轮、第二惰轮、皮带和矩形凹槽的装配图；

图5为本发明提供的用于地貌测绘的旋转式激光雷达测绘装置的光线折射路径图。

图中：1、横板；2、圆形轴；3、圆形安装座；4、第一惰轮；5、第一驱动电机；6、第二惰轮；7、皮带；8、外壳；9、激光雷达；10、激光发射头；11、柱面镜；12、反射镜；13、开口；14、透镜；15、第一转轴；16、环形块；17、连接杆；18、第一圆形齿轮；19、第二驱动电机；20、第二圆形齿轮；21、矩形凹槽；22、矩形安装块；23、腔体；24、安装槽；25、双轴电机；26、第二转轴；27、第三圆形齿轮；28、螺纹杆；29、内螺纹套筒；30、齿圈；31、圆形进气口；32、防尘板；33、散热风扇。

具体实施方式

请结合参阅图1、图2、图3、图4和图5，其中，图1为本发明提供的用于地貌测绘的旋转式激光雷达测绘装置的正视剖视结构示意图；图2为图1中A部分的放大结构示意图；图3为本发明提供的用于地貌测绘的旋转式激光雷达测绘装置的部分侧视剖视结构示意图；图4为本发明中横板、圆形安装座、第一惰轮、第二惰轮、皮带和矩形凹槽的装配图；图5为本发明提供的用于地貌测绘的旋转式激光雷达测绘装置的光线折射路径图。用于地貌测绘的旋转式激光雷达测绘装置包括：横板1，所述横板1上设置有旋转机构、测绘机构、调整机构、固定机构和散热组件；

所述旋转机构包括圆形轴2、圆形安装座3、第一惰轮4、第一驱动电机5、第二惰轮6和皮带7，所述圆形轴2转动安装在横板1的底部，所述圆形安装座3固定安装在圆形轴2的底端，所述第一惰轮4固定套设在圆形安装座3上，所述第一驱动电机5固定安装在横板1的底部，所述第二惰轮6固定安装在第一驱动电机5的输出轴上，所述皮带7缠绕在第一惰轮4和第二惰轮6上；

所述测绘机构包括外壳8、激光雷达9、激光发射头10、柱面镜11、反射镜12、开口13和透镜14，所述外壳8设置在圆形安装座3的下方，所述激光雷达9固定安装在外壳8的顶部内壁上，所述激光发射头10固定安装在激光雷达9的底部，所述柱面镜11固定安装在外壳8内，所述柱面镜11与激光发射头10相适配，所述反射镜12设置在外壳8内，所述开口13开设在外壳8上，所述透镜14固定安装在开口13内，所述透镜14与开口13相适配；

所述调整机构包括第一转轴15、两个环形块16、四个连接杆17、第一圆形齿轮18、第二驱动电机19和第二圆形齿轮20，所述第一转轴15转动安装在外壳8内，两个所述环形块16均固定套设在第一转轴15上，四个所述连接杆17分别固定安装在两个环形块16上，四个所述连接杆17远离第一转轴15的一端均与反射镜12的一侧外壁固定连接，所述第一圆形齿轮18固定套设在第一转轴15上，所述第二驱动电机19固定安装在外壳8的底部内壁上，所述第二圆形齿轮20固定安装在第二驱动电机19的输出轴上，所述第一圆形齿轮18和第二圆形齿轮20相啮合。

如图2所示，所述固定机构包括矩形凹槽21、矩形安装块22、两个腔体23、安装槽24、双轴电机25、两个第二转轴26、两个第三圆形齿轮27、两个螺纹杆28、两个内螺纹套筒29和两个齿圈30，所述矩形凹槽21开设在圆形安装座3的底部，所述矩形安装块22固定安装在外壳8的顶部，所述矩形安装块22的顶部延伸至矩形凹槽21内，两个所述腔体23均开设在圆形安装座3上，所述安装槽24开设在矩形凹槽21的顶部内壁上，所述双轴电机25固定安装在安装槽24的顶部内壁上，两个所述第二转轴26分别固定安装在两个双轴电机25的两个输出轴上，两个所述第二转轴26远离双轴电机25的一端分别延伸至两个腔体23内，两个所述第二转轴26均与圆形安装座3转动连接，两个所述第三圆形齿轮27分别固定安装在两个第三圆形齿轮27远离双轴电机25的一端，两个所述螺纹杆28分别设置在两个腔体23内，两个所述螺纹杆28相互靠近的一端均延伸至矩形凹槽21内，两个所述内螺纹套筒29分别螺纹套设在两个螺纹杆28上，两个所述内螺纹套筒29均与圆形安装座3转动连接，两个所述齿圈30分别固定套设在两个内螺纹套筒29上，两个所述第三圆形齿轮27分别与两个齿圈30相啮合。

通过设置固定机构，使得能够简单有效的对装置进行安装与拆卸，从而便于对装置进行检修。

如图1所示，所述散热组件包括圆形进气口31、防尘板32和散热风扇33，所述圆形进气口31开设在外壳8的一侧外壁上，所述防尘板32固定安装在圆形进气口31内，所述散热风扇33固定安装在外壳8内。

通过设置散热组件，使得能够简单有效的对外壳8内进行散热，从而避免外壳8内温度过高，令装置内元器件损坏。

如图1和图3所示，所述柱面镜11的两侧外壁上均固定安装有两个第一固定杆，四个所述第一固定杆相互远离的一端均与外壳8的内壁固定连接。

通过设置第一固定杆，使得能够简单有效的对柱面镜11进行固定，从而便于柱面镜11对激光束进行发散。

如图2所示，两个所述腔体23相互远离的一侧外壁上均开设有圆形凹槽，两个所述螺纹杆28相互远离的一端分布延伸至两个圆形凹槽内，两个所述圆形凹槽的内壁上均开设有两个条形凹槽，四个所述条形凹槽内均滑动安装有限位滑块，四个所述限位滑块分别与两个螺纹杆28固定连接。

通过设置圆形凹槽、条形凹槽和限位滑杆，从而便于对两个螺纹杆28进行限制，避免两个螺纹杆28跟随两个内螺纹套筒29转动。

如图2所示，所述矩形安装块22的两侧外壁上均开设有卡槽，两个所述螺纹杆28相互靠近的一端分别延伸至两个卡槽内。

通过设置卡槽，使得能够简单与两个螺纹杆28配合，对装置进行安装固定。

如图1所示，所述外壳8的顶部内壁上固定安装有控制器，所述控制器与第一驱动电机5、激光雷达9、第二驱动电机19和双轴电机25电性连接。

通过设置控制器，使得能够简单有效对第一驱动电机5、激光雷达9、第二驱动电机19和双轴电机25进行控制，从而控制装置的运行。

如图1所示，所述外壳8的一侧内壁上固定安装有温度传感器，所述温度传感器与散热风扇33电性连接。

通过设置温度传感器，从而能够对外壳8内部温度进行检测，温度过高时，控制散热风扇33启动，对外壳8内部进行散热。

如图1所示，所述散热风扇33上固定安装有三个第二固定杆，三个所述第二固定杆远离散热风扇33的一端均与外壳8的内壁固定连接。

通过设置第二固定杆，使得能够简单有效的对散热风扇33进行固定，从而便于对外壳8内部进行散热。

如图1所示，所述外壳8的一侧外壁上开设有多个散热孔，多个所述散热孔呈圆形分布，多个所述散热孔与圆形进气口31相对应。

通过设置多个散热孔，从而能够简单有效的与散热风扇33配合，对外壳8内部进行散热。

本发明提供的用于地貌测绘的旋转式激光雷达测绘装置的工作原理如下：

第一步骤：当需要对地貌进行测绘时，启动激光雷达9,激光发射头10发射出的激光束经过柱面镜11进行发散，照射在反射镜12上，反射镜12对其进行反射，后通过透镜14照射在地形上，当要调整测绘的远近时，启动第二驱动电机19,第二驱动电机19带动第二圆形齿轮20转动，第二圆形齿轮20带动第一圆形齿轮18转动，第一圆形齿轮18带动第一转轴15转动，第一转轴15带动两个环形块16转动，两个环形块16通过连接杆17带动反射镜12转动，调整反射镜12的角度，从而调整测绘的远近；

第二步骤：当需要调整测绘的角度时，启动第一驱动电机5,第一驱动电机5带动第二惰轮6转动，第二惰轮6通过皮带7带动第一惰轮4转动，第一惰轮4带动圆形安装座3转动，圆形安装座3带动矩形安装块22转动，矩形安装块22带动外壳8转动从而调整测绘的角度，当温度传感器检测到外壳8内部温度过高时，会启动散热风扇33，使外壳8内部的空气保持流动，通过圆形进气口31和多个散热孔与外界进行冷热空气交换，降低外壳8内的温度；

第三步骤：当需要对装置内仪器进行检修和保养时，启动双轴电机25,双轴电机25带动两个第二转轴26转动，两个第二转轴26带动两个第三圆形齿轮27转动，两个第三圆形齿轮27带动两个齿圈30转动，两个齿圈30带动两个内螺纹套筒29转动，两个内螺纹套筒29带动两个螺纹杆28向相互远离的方向移动，使两个螺纹杆28脱离卡槽，从而将装置拆下，对其进行检修和保养。

需要说明的是，本发明的设备结构和附图主要对本发明的原理进行描述，在该设计原理的技术上，装置的动力机构、供电系统及控制系统等的设置并没有完全描述清楚，而在本领域技术人员理解上述发明的原理的前提下，可清楚获知其动力机构、供电系统及控制系统的具体，申请文件的控制方式是通过控制器来自动控制，控制器的控制电路通过本领域的技术人员简单编程即可实现；

其中所使用到的标准零件均可以从市场上购买，而且根据说明书和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接等常规手段，机械、零件和设备均采用现有技术中常规的型号，且本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型或直接或间接运用，在其它相关的技术领域，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于地貌测绘的旋转式激光雷达测绘装置，其特征在于，包括：

横板，所述横板上设置有旋转机构、测绘机构、调整机构、固定机构和散热组件；

所述旋转机构包括圆形轴、圆形安装座、第一惰轮、第一驱动电机、第二惰轮和皮带，所述圆形轴转动安装在横板的底部，所述圆形安装座固定安装在圆形轴的底端，所述第一惰轮固定套设在圆形安装座上，所述第一驱动电机固定安装在横板的底部，所述第二惰轮固定安装在第一驱动电机的输出轴上，所述皮带缠绕在第一惰轮和第二惰轮上；

所述测绘机构包括外壳、激光雷达、激光发射头、柱面镜、反射镜、开口和透镜，所述外壳设置在圆形安装座的下方，所述激光雷达固定安装在外壳的顶部内壁上，所述激光发射头固定安装在激光雷达的底部，所述柱面镜固定安装在外壳内，所述柱面镜与激光发射头相适配，所述反射镜设置在外壳内，所述开口开设在外壳上，所述透镜固定安装在开口内，所述透镜与开口相适配；

所述调整机构包括第一转轴、两个环形块、四个连接杆、第一圆形齿轮、第二驱动电机和第二圆形齿轮，所述第一转轴转动安装在外壳内，两个所述环形块均固定套设在第一转轴上，四个所述连接杆分别固定安装在两个环形块上，四个所述连接杆远离第一转轴的一端均与反射镜的一侧外壁固定连接，所述第一圆形齿轮固定套设在第一转轴上，所述第二驱动电机固定安装在外壳的底部内壁上，所述第二圆形齿轮固定安装在第二驱动电机的输出轴上，所述第一圆形齿轮和第二圆形齿轮相啮合。

2.根据权利要求1所述的用于地貌测绘的旋转式激光雷达测绘装置，其特征在于，所述固定机构包括矩形凹槽、矩形安装块、两个腔体、安装槽、双轴电机、两个第二转轴、两个第三圆形齿轮、两个螺纹杆、两个内螺纹套筒和两个齿圈，所述矩形凹槽开设在圆形安装座的底部，所述矩形安装块固定安装在外壳的顶部，所述矩形安装块的顶部延伸至矩形凹槽内，两个所述腔体均开设在圆形安装座上，所述安装槽开设在矩形凹槽的顶部内壁上，所述双轴电机固定安装在安装槽的顶部内壁上，两个所述第二转轴分别固定安装在两个双轴电机的两个输出轴上，两个所述第二转轴远离双轴电机的一端分别延伸至两个腔体内，两个所述第二转轴均与圆形安装座转动连接，两个所述第三圆形齿轮分别固定安装在两个第三圆形齿轮远离双轴电机的一端，两个所述螺纹杆分别设置在两个腔体内，两个所述螺纹杆相互靠近的一端均延伸至矩形凹槽内，两个所述内螺纹套筒分别螺纹套设在两个螺纹杆上，两个所述内螺纹套筒均与圆形安装座转动连接，两个所述齿圈分别固定套设在两个内螺纹套筒上，两个所述第三圆形齿轮分别与两个齿圈相啮合。

3.根据权利要求1所述的用于地貌测绘的旋转式激光雷达测绘装置，其特征在于，所述散热组件包括圆形进气口、防尘板和散热风扇，所述圆形进气口开设在外壳的一侧外壁上，所述防尘板固定安装在圆形进气口内，所述散热风扇固定安装在外壳内。

4.根据权利要求1所述的用于地貌测绘的旋转式激光雷达测绘装置，其特征在于，所述柱面镜的两侧外壁上均固定安装有两个第一固定杆，四个所述第一固定杆相互远离的一端均与外壳的内壁固定连接。

5.根据权利要求2所述的用于地貌测绘的旋转式激光雷达测绘装置，其特征在于，两个所述腔体相互远离的一侧外壁上均开设有圆形凹槽，两个所述螺纹杆相互远离的一端分布延伸至两个圆形凹槽内，两个所述圆形凹槽的内壁上均开设有两个条形凹槽，四个所述条形凹槽内均滑动安装有限位滑块，四个所述限位滑块分别与两个螺纹杆固定连接。

6.根据权利要求2所述的用于地貌测绘的旋转式激光雷达测绘装置，其特征在于，所述矩形安装块的两侧外壁上均开设有卡槽，两个所述螺纹杆相互靠近的一端分别延伸至两个卡槽内。

7.根据权利要求2所述的用于地貌测绘的旋转式激光雷达测绘装置，其特征在于，所述外壳的顶部内壁上固定安装有控制器，所述控制器与第一驱动电机、激光雷达、第二驱动电机和双轴电机电性连接。

8.根据权利要求3所述的用于地貌测绘的旋转式激光雷达测绘装置，其特征在于，所述外壳的一侧内壁上固定安装有温度传感器，所述温度传感器与散热风扇电性连接。

9.根据权利要求3所述的用于地貌测绘的旋转式激光雷达测绘装置，其特征在于，所述散热风扇上固定安装有三个第二固定杆，三个所述第二固定杆远离散热风扇的一端均与外壳的内壁固定连接。

10.根据权利要求3所述的用于地貌测绘的旋转式激光雷达测绘装置，其特征在于，所述外壳的一侧外壁上开设有多个散热孔，多个所述散热孔呈圆形分布，多个所述散热孔与圆形进气口相对应。

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