CN114280574B - 一种具有自洁功能的激光雷达系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及激光雷达领域，且公开了一种具有自洁功能的激光雷达系统，包括安装底座、转换器和雷达本体，所述转换器安装在安装底座的上方，且安装底座顶部的轴心处安装有驱动组件，所述驱动组件的输出轴安装有转动盘，所述雷达本体的数量设置为两个，且两个雷达本体对称设置在转动盘的顶部，所述安装底座的顶部安装有套设在转动盘外部的清洁防护组件，所述安装底座的外部安装有位于清洁防护组件下方的密封支撑环。该具有自洁功能的激光雷达系统，避免雷达本体受到污染和损伤，还能使得升降环内外更加干燥和洁净，这样，雷达本体获取的信息受水分的影响更小，避免光线传播受水珠的折射，使得信息获取更加精准。
Description
技术领域
本发明涉及激光雷达领域，具体为一种具有自洁功能的激光雷达系统。
背景技术
激光雷达，是以发射激光束探测目标的距离、方位等特征量的雷达系统。其工作原理是向目标发射激光束来发射信号 ,然后将接收到的从目标反射回来的回波信号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 ,如与目标距离信息、目标轮廓信息、目标方位信息等。
随着人工智能和其他智能设备的发展，激光雷达系统的应用也越来越广泛，特别是在无人机领域，由于无人机的特性，使得激光雷达系统在无人机的组成中也占着非常重要的地位，但是无人机经常会被应用在较为复杂的环境，或者飞行高度过高时，无人机周围的环境会比较潮湿，温度也会变低，这就会使得无人机上的激光雷达系统内外产生温度差和湿度差，雷达系统的内外可能产生水雾，水雾的产生会影响激光的传播和折射，导致激光雷达系统的精度受到影响，严重的话还会因为雷达系统的不精准导致无人机出现飞行事故。为此，我们设计了一种具有自洁功能的激光雷达系统。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种具有自洁功能的激光雷达系统，解决了无人机经常会被应用在较为复杂的环境，或者飞行高度过高时，无人机周围的环境会比较潮湿，温度也会变低，这就会使得无人机上的激光雷达系统内外产生温度差和湿度差，雷达系统的内外可能产生水雾，水雾的产生会影响激光的传播和折射，导致激光雷达系统的精度受到影响，严重的话还会因为雷达系统的不精准导致无人机出现飞行事故的问题。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种具有自洁功能的激光雷达系统，包括安装底座、转换器和雷达本体，所述转换器安装在安装底座的上方，且安装底座顶部的轴心处安装有驱动组件，所述驱动组件的输出轴安装有转动盘，所述雷达本体的数量设置为两个，且两个雷达本体对称设置在转动盘的顶部。
所述安装底座的顶部安装有套设在转动盘外部的清洁防护组件，所述安装底座的外部安装有位于清洁防护组件下方的密封支撑环，所述安装底座的正面底部安装有备用电池组。
所述驱动组件的外部安装有固定环，所述雷达本体的底部安装有连接导线板，所述连接导线板的底部安装有连接块，所述连接块的顶部安装有连接触点，所述固定环的外部开设有环形连接槽，所述连接块和连接触点延伸至环形连接槽的内部并与环形连接槽连接。
进一步的，所述连接导线板的内部安装有连接线，所述连接线的顶部和底部分别与雷达本体和连接触点连接。
进一步的，所述转动盘的前后两侧壁均安装有固定架，所述固定架远离转动盘的一端固定连接有弧形板，所述弧形板的外壁安装有清洁海绵。
进一步的，所述弧形板的内部安装有多根发热丝，且多根发热丝均匀安装在弧形板的内部。
进一步的，所述转动盘的顶部开设有均匀分布的十六个通孔，且通孔的内壁开设有内螺纹。
进一步的，所述转动盘的顶部轴线处安装有支撑杆，所述支撑杆的顶部安装有顶部盖，所述顶部盖的顶部左侧安装有单向阀。
进一步的，所述清洁防护组件位于顶部盖的下方，所述清洁防护组件由外部防护罩、内部防护罩、小型电动推杆和升降环组成，所述外部防护罩安装在密封支撑环的顶部外缘，所述内部防护罩安装在安装底座顶部的外缘，且内部防护罩位于外部防护罩的内部，所述小型电动推杆的数量设置为两个，两个小型电动推杆分别安装在安装底座顶部的左右两侧且位于内部防护罩的外部，所述小型电动推杆的顶部与升降环的内壁固定连接，所述升降环与内部防护罩滑动连接，且升降环的内壁安装有与内部防护罩的外壁贴合的密封圈。
进一步的，所述升降环的外径小于顶部盖的外径，且顶部盖的底部安装有与升降环对应的加密软垫。
本发明的有益效果为：
1、该发明，顶部盖与外部防护罩和密封支撑环形成一个外部的密封壳体，能够为雷达本体进行第一层的清洁防护，而当小型电动推杆推着升降环上升到最高高度时，升降环的顶部与顶部盖的底部相抵并密封连接，此时，顶部盖、升降环和内部防护罩与安装底座之间形成一个内部的密封防护层，可以对雷达本体进行再一次的防护，避免雷达本体受到污染和损伤，使得雷达本体的探测精度更高。
2、该发明，转动过程中的清洁海绵可以对升降环内壁上的水进行擦拭和吸附，发热丝通电产生的热量传递给弧形板和清洁海绵后可以传递给升降环，这样，升降环外部的水分受热后可以气化，使得升降环内外更加干燥和洁净，这样，雷达本体获取的信息受水分的影响更小，避免光线传播受水珠的折射，使得信息获取更加精准。
3、该发明，在条件比较的飞行环境下，小型电动推杆可以拉着升降环下降，这样，升降环不再包围在雷达本体的外部，使得雷达本体外部的阻挡更少，雷达本体的信息获取更加方便和精准，同时，外部防护罩也能持续为雷达本体提供保护。
附图说明
图1为本发明的内部结构示意图；
图2为本发明的工作状态图；
图3为本发明中安装底座与内部防护罩的连接结构示意图；
图4为本发明的俯视剖视图；
图5为本发明中连接导线板的立体图；
图6为本发明实施例二中转动盘的结构示意图；
图7为本发明中国转动盘与顶部盖的连接结构示意图。
图中：1、安装底座；2、转换器；3、驱动组件；4、转动盘；5、雷达本体；6、清洁防护组件；7、密封支撑环；8、备用电池组；9、连接导线板；10、连接块；11、连接触点；12、环形连接槽；13、连接线；14、固定架；15、弧形板；16、清洁海绵；17、发热丝；18、通孔；19、支撑杆；20、顶部盖；21、单向阀；22、外部防护罩；23、内部防护罩；24、小型电动推杆；25、升降环；26、连接环。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参看图1-7：一种具有自洁功能的激光雷达系统，包括安装底座1、转换器2和雷达本体5，转换器2安装在安装底座1的上方，且安装底座1顶部的轴心处安装有驱动组件3，驱动组件3的输出轴安装有转动盘4，雷达本体5的数量设置为两个，且两个雷达本体5对称设置在转动盘4的顶部，雷达本体5由激光发射单元，扫描单元，激光接收主控单元，激光准直单元，光路屏蔽单元，滤光罩单元，激光反射镜，激光接收透镜等组件组成，能够对光信号进行分析处理，得到准确的信号，驱动组件3现有小型电马达，且小型电马达配备与之搭配的电源和开关控制器，使得小型电马达通过电启动后可以带动转动盘4周期性的转动，以带动两个对称设置的雷达本体5匀速转动，对光信号进行有效的获取和分析，得到准确的雷达信息。
安装底座1的顶部安装有套设在转动盘4外部的清洁防护组件6，安装底座1的外部安装有位于清洁防护组件6下方的密封支撑环7，安装底座1的正面底部安装有备用电池组8，清洁防护组件6可以对雷达本体5进行保护，避免雷达本体5受到污染和损伤，使得雷达本体5的探测精度更高，密封支撑环7可以对清洁防护组件6的底部进行支撑和防护，备用电池组8的设置，可以避免无人机系统与雷达系统供电中断时，备用电池组8能够为整个雷达系统进行供电，保证整个雷达系统的正常工作。
驱动组件3的外部安装有固定环26，雷达本体5的底部安装有连接导线板9，连接导线板9的底部安装有连接块10，连接块10的顶部安装有连接触点11，固定环26的外部开设有环形连接槽12，连接块10和连接触点11延伸至环形连接槽12的内部并与环形连接槽12连接，连接导线板9的内部安装有连接线13，连接线13的顶部和底部分别与雷达本体5和连接触点11连接，固定环26的输出端与转换器2连接，环形连接槽12的内壁设置有与连接触点11连接的连接环，使得雷达本体5与连接线13、连接环和转换器2连接，转换器2可以对雷达本体5传过来的信号进行转换和校正，使得整个雷达系统获取的信息更加精准，而且，延伸至环形连接槽12内部的连接块10可以形成一个支撑结构，对转动盘4的底部进行支撑，进而能够保证转动盘4转动的平稳不会倾斜，进而可以保证雷达本体5对信息获取角度和位置的精准，使得信息的获取更加有效。
在另一个实施例中，转动盘4的前后两侧壁均安装有固定架14，固定架14远离转动盘4的一端固定连接有弧形板15，弧形板15的外壁安装有清洁海绵16，弧形板15的内部安装有多根发热丝17，且多根发热丝17均匀安装在弧形板15的内部，转动盘4转动的时候会带动固定架14、弧形板15和清洁海绵16同步转动，清洁海绵16可以对与之接触的面进行擦拭和清洁，发热丝17通电后会发热，热量传递到弧形板15和清洁海绵16上，进而能使清洁海绵16对接触到的面进行加热，使得清洁海绵16对积水的清洁效果更好，且两个弧形板15与两组雷达本体5交错分布，这样，弧形板15不会影响雷达本体5的正常监测功能的进行。
在另一个实施例中，转动盘4的顶部开设有均匀分布的十六个通孔18，且通孔18的内壁开设有内螺纹，根据整个转动盘4、雷达本体5和弧形板15等组件的重量分布，可以改变其重量配比，使得转动盘4的位置更加平稳和稳定，以便雷达本体5能够进行稳定和精准的进行工作。
在另一个实施例中，转动盘4的顶部轴线处安装有支撑杆19，支撑杆19的顶部安装有顶部盖20，顶部盖20的顶部左侧安装有单向阀21，单向阀21的设置，可以方便外部防护罩22内的水气出去，外面的水气和灰尘不会进入到外部防护罩22内，清洁防护组件6位于顶部盖20的下方，清洁防护组件6由外部防护罩22、内部防护罩23、小型电动推杆24和升降环25组成，外部防护罩22安装在密封支撑环7的顶部外缘，内部防护罩23安装在安装底座1顶部的外缘，且内部防护罩23位于外部防护罩22的内部，小型电动推杆24的数量设置为两个，两个小型电动推杆24分别安装在安装底座1顶部的左右两侧且位于内部防护罩23的外部，小型电动推杆24的顶部与升降环25的内壁固定连接，升降环25与内部防护罩23滑动连接，且升降环25的内壁安装有与内部防护罩23的外壁贴合的密封圈，升降环25的外径小于顶部盖20的外径，且顶部盖20的底部安装有与升降环25对应的加密软垫，顶部盖20与外部防护罩22和密封支撑环7形成一个外部的密封壳体，能够为雷达本体5进行第一层的清洁防护，而当小型电动推杆24推着升降环25上升到最高高度时，升降环25的顶部与顶部盖20的底部相抵并密封连接，此时，顶部盖20、升降环25和内部防护罩23与安装底座1之间形成一个内部的密封防护层，可以对雷达本体5进行再一次的防护，而且，清洁海绵16与升降环25的内壁接触，这样转动过程中的可以对升降环25的内壁进行擦拭清洁，在经过湿润环境或者低温环境时，小型电动推杆24推着升降环25上升到最高处，这样，即使因为温度差导致升降环25内外产生水珠，转动过程中的清洁海绵16可以对升降环25内壁上的水进行擦拭和吸附，发热丝17通电产生的热量传递给弧形板15和清洁海绵16后可以传递给升降环25，这样，升降环25外部的水分受热后可以气化，使得升降环25内外更加干燥和洁净，这样，雷达本体5获取的信息受水分的影响更小，避免光线传播受水珠的折射，使得信息获取更加精准，而在条件比较的飞行环境下，小型电动推杆24可以拉着升降环25下降，这样，升降环25不再包围在雷达本体5的外部，使得雷达本体5外部的阻挡更少，雷达本体5的信息获取更加方便和精准，同时，外部防护罩22也能持续为雷达本体5提供保护。
综上，本发明在使用时，将安装底座1安装在无人机的内部，转换器2与无人机连接，其他用电元件与无人机的电源连接，启动小型电马达，小型电马达通过电启动后可以带动转动盘4周期性的转动，以带动两个对称设置的雷达本体5匀速转动，对光信号进行有效的获取和分析，得到准确的雷达信息。
以上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精神和范围。
Claims (8)
1.一种具有自洁功能的激光雷达系统，包括安装底座（1）、转换器（2）和雷达本体（5），其特征在于：所述转换器（2）安装在安装底座（1）的上方，且安装底座（1）顶部的轴心处安装有驱动组件（3），所述驱动组件（3）的输出轴安装有转动盘（4），所述雷达本体（5）的数量设置为两个，且两个雷达本体（5）对称设置在转动盘（4）的顶部；
所述安装底座（1）的顶部安装有套设在转动盘（4）外部的清洁防护组件（6），所述安装底座（1）的外部安装有位于清洁防护组件（6）下方的密封支撑环（7），所述安装底座（1）的正面底部安装有备用电池组（8）；
所述驱动组件（3）的外部安装有固定环（26），所述雷达本体（5）的底部安装有连接导线板（9），所述连接导线板（9）的底部安装有连接块（10），所述连接块（10）的顶部安装有连接触点（11），所述固定环（26）的外部开设有环形连接槽（12），所述连接块（10）和连接触点（11）延伸至环形连接槽（12）的内部并与环形连接槽（12）连接。
2.根据权利要求1所述的一种具有自洁功能的激光雷达系统，其特征在于：所述连接导线板（9）的内部安装有连接线（13），所述连接线（13）的顶部和底部分别与雷达本体（5）和连接触点（11）连接。
3.根据权利要求1所述的一种具有自洁功能的激光雷达系统，其特征在于：所述转动盘（4）的前后两侧壁均安装有固定架（14），所述固定架（14）远离转动盘（4）的一端固定连接有弧形板（15），所述弧形板（15）的外壁安装有清洁海绵（16）。
4.根据权利要求3所述的一种具有自洁功能的激光雷达系统，其特征在于：所述弧形板（15）的内部安装有多根发热丝（17），且多根发热丝（17）均匀安装在弧形板（15）的内部。
5.根据权利要求1所述的一种具有自洁功能的激光雷达系统，其特征在于：所述转动盘（4）的顶部开设有均匀分布的十六个通孔（18），且通孔（18）的内壁开设有内螺纹。
6.根据权利要求1所述的一种具有自洁功能的激光雷达系统，其特征在于：所述转动盘（4）的顶部轴线处安装有支撑杆（19），所述支撑杆（19）的顶部安装有顶部盖（20），所述顶部盖（20）的顶部左侧安装有单向阀（21）。
7.根据权利要求6所述的一种具有自洁功能的激光雷达系统，其特征在于：所述清洁防护组件（6）位于顶部盖（20）的下方，所述清洁防护组件（6）由外部防护罩（22）、内部防护罩（23）、小型电动推杆（24）和升降环（25）组成，所述外部防护罩（22）安装在密封支撑环（7）的顶部外缘，所述内部防护罩（23）安装在安装底座（1）顶部的外缘，且内部防护罩（23）位于外部防护罩（22）的内部，所述小型电动推杆（24）的数量设置为两个，两个小型电动推杆（24）分别安装在安装底座（1）顶部的左右两侧且位于内部防护罩（23）的外部，所述小型电动推杆（24）的顶部与升降环（25）的内壁固定连接，所述升降环（25）与内部防护罩（23）滑动连接，且升降环（25）的内壁安装有与内部防护罩（23）的外壁贴合的密封圈。
8.根据权利要求7所述的一种具有自洁功能的激光雷达系统，其特征在于：所述升降环（25）的外径小于顶部盖（20）的外径，且顶部盖（20）的底部安装有与升降环（25）对应的加密软垫。
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Legal Events
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Effective date of registration: 20220902 Address after: 519000 Room 201, building 2, No. 388, Yongnan Road, Xiangzhou District, Zhuhai City, Guangdong Province Applicant after: ZHUHAI GUANGHENG TECHNOLOGY CO.,LTD. Address before: 210000 science and technology innovation space 503, building 6-A, No. 75, Tiansheng Road, Changlu street, Jiangbei new area, Nanjing, Jiangsu Province Applicant before: Nanjing Guangbing Technology Co.,Ltd. |
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Denomination of invention: A laser radar system with self-cleaning function Granted publication date: 20221011 Pledgee: Hengqin Financial Investment International Finance Leasing Co.,Ltd. Pledgor: ZHUHAI GUANGHENG TECHNOLOGY CO.,LTD. Registration number: Y2024980033857 |