CN117233731B - 一种车载扫描式激光预警雷达的角度定位检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车载扫描式激光预警雷达的角度定位检测装置，包括外壳、转动板、限位框、底座和驱动及角度检测组件，通过设置了角度传感器组件和角度定位检测组件，通过角度定位检测组件对驱动轴的转动角度进行检测，通过摆杆转动触发光电传感器的检测，摆杆转动触发两个光电传感器的检测时，对角度传感器以及步进电机的步数进行修正，且角度传感器组件和角度定位检测组件与驱动轴之间通过同步带组件增加传动比，增加角度传感器和摆杆的转动角度，增加摆杆的摆动角度，利于触发光电传感器的检测，进而利于步进电机的步数修正，且增加了对步进电机步数的修正精度，进而增加了对激光预警雷达转动的控制精度。

Description

一种车载扫描式激光预警雷达的角度定位检测装置

技术领域

本发明涉及车载激光雷达相关领域，具体是一种车载扫描式激光预警雷达的角度定位检测装置。

背景技术

车载激光雷达又称车载三维激光扫描仪，是一种移动型三维激光扫描系统，是城市建模的最有效的工具之一，三维激光扫描仪是利用激光的传播速度快，直线型好的特点将激光发射出去，并接收返回的信息来描述被测量物理的表面形态的，由于被测物体的反向率不同接收到的返回信息也有强弱之分，三维既是利用扫描仪的水平转动来覆盖一整片区域，成千上万个点组成的表面形态，在测量术语中叫做点云。

目前，公开号为CN202267461U的中国专利公开了《一种车载扫描式半导体激光预警雷达的角度定位检测装置》，旋转底盘与车载扫描式半导体激光预警雷达上的测距装置连接并同轴旋转，当步进电机工作时，其轴转动，由轴带动激光测距装置转动，激光测距装置再带动旋转底盘旋转，在旋转过程中，由车载扫描式半导体激光预警雷达上的控制装置检测角度位置传感器的位置信息，角度位置传感器包括三个传感器：正前方零位角度传感器、右前方终端角度传感器、左前方终端角度传感器，旋转底盘转动时，角度位置传感器挡棍也随之转动，挡棍的尖端穿过角度位置传感器的中心，光电耦合开关动作，产生脉冲，作为角度位置传感器的信息送控制装置，每检测到一次角度位置传感器的信息时，控制装置要对步进电机的步数进行修正，保证测距装置旋转的角度误差控制在0.5°以内，当控制装置检测到正前方零位角度传感器19的位置信息时，与此为依据，控制装置发射激光指令启动激光测距装置测距，设定步进电机每步进一步，对应的激光测距装置转动0.5°。

上述一种车载扫描式半导体激光预警雷达的角度定位检测装置在对激光预警雷达的角度定位检测方面虽然具有一定优势，但仍然存在一定弊端：

在激光预警雷达转动的角度小于两个传感器之间的夹角时，需要通过计算步进电机步数获取激光预警雷达的转动，但步进电机计算的转动大于两个传感器之间的夹角，且激光预警雷达的转动小于两个传感器之间的夹角时，则无法对步进电机的步数进行修正，进而无法对激光预警雷达的转动进行矫正。

发明内容

因此，为了解决上述不足，本发明在此提供一种车载扫描式激光预警雷达的角度定位检测装置。

本发明是这样实现的，构造一种车载扫描式激光预警雷达的角度定位检测装置，该装置包括外壳，所述外壳的顶端中部设置有转动板，所述转动板的顶端边沿处通过限位框封盖，所述转动板的顶端与底座固定连接；

还包括驱动及角度检测组件，所述驱动及角度检测组件安装于外壳的内部，所述驱动及角度检测组件包括步进电机、减速器、驱动轴、角度传感器组件和角度定位检测组件，所述步进电机的输出轴与减速器传动连接，所述减速器的输出轴与驱动轴传动连接，所述驱动轴的顶部与转动板传动连接，所述角度传感器组件和角度定位检测组件均用于对驱动轴的转动角度进行检测，且角度传感器组件和角度定位检测组件均与驱动轴相连接；

通过比对角度传感器组件和角度定位检测组件检测出的驱动轴的转动角度，以角度定位检测组件的检测结果为准校对角度传感器组件检测出的驱动轴的转动角度，且校对和修正步进电机对驱动轴的转动角度控制。

优选的，所述角度传感器组件包括角度传感器、固定框、从动轴一、从动同步轮一、轴座一、同步带一和主动同步轮一，所述角度传感器的外侧底部与固定框固定连接，且固定框固定于外壳内部底端，所述角度传感器的顶部连接有从动轴一，所述从动轴一与从动同步轮一传动连接，且从动轴一顶端通过轴座一与外壳内部顶端壁转动连接，所述从动同步轮一通过同步带一与主动同步轮一传动连接，且主动同步轮一与驱动轴传动连接。

优选的，所述角度定位检测组件包括角度检测装置、轴座二、从动轴二、摆杆、挡块、从动同步轮二、轴座三、同步带二和主动同步轮二，所述角度检测装置的顶端中部固定有轴座二，所述轴座二的内部顶端与从动轴二转动连接，所述从动轴二竖直贯穿摆杆和从动同步轮二，且与摆杆和从动同步轮二传动连接，所述摆杆的底端设置有挡块，所述从动轴二的顶端通过轴座三与外壳的内部顶端壁转动连接，所述从动同步轮二通过同步带二与主动同步轮二传动连接，且主动同步轮二与驱动轴传动连接，所述角度检测装置固定于外壳的内部底端。

优选的，所述角度检测装置包括支撑壳、固定板、检测通孔、光电传感器和安装框，所述支撑壳的外壁底部设置有固定板，所述支撑壳的顶端边沿处开设有检测通孔，所述支撑壳的内部边沿处设置有安装框，且安装框的内部安装有光电传感器，所述固定板固定于外壳的内部底端。

优选的，所述检测通孔与安装框相贯通，且检测通孔与光电传感器的位置竖直对齐。

优选的，所述转动板和驱动轴以及主动同步轮一和主动同步轮二的圆心处呈同一竖直线设置。

优选的，所述转动板的上下两侧边沿处均安装有万向滚珠，且限位框内部和外壳顶端面分别与转动板上下两侧的万向滚珠贴合。

优选的，所述主动同步轮一的外径大于从动同步轮一，主动同步轮二的外径大于从动同步轮二。

优选的，所述挡块的长度和宽度均大于检测通孔内部的长度和宽度。

优选的，所述轴座二、从动轴二、从动同步轮二、轴座三的圆心呈同一竖直线设置，且检测通孔以从动轴二圆心处为圆心均匀设置。

本发明具有如下优点：本发明通过改进在此提供一种车载扫描式激光预警雷达的角度定位检测装置，与同类型设备相比，具有如下改进：

本发明所述一种车载扫描式激光预警雷达的角度定位检测装置，通过设置了角度传感器组件和角度定位检测组件，驱动轴转动带动激光预警雷达转动时，驱动轴通过同步带组件带动角度传感器组件和角度定位检测组件，通过角度定位检测组件对驱动轴的转动角度进行检测，且带动摆杆转动，通过摆杆转动触发光电传感器的检测，光电传感器呈环形分布，摆杆转动触发两个光电传感器的检测时，对角度传感器以及步进电机的步数进行修正，在激光预警雷达的转动角度小于两个光电传感器之间的夹角时，通过角度传感器检测其转动角度，且角度传感器组件和角度定位检测组件与驱动轴之间通过同步带组件增加传动比，增加角度传感器和摆杆的转动角度，增加摆杆的摆动角度，利于触发光电传感器的检测，进而利于步进电机的步数修正，且增加了对步进电机步数的修正精度，进而增加了对激光预警雷达转动的控制精度。

附图说明

图1是本发明结构示意图；

图2是本发明转动板结构示意图；

图3是本发明驱动及角度检测组件结构示意图；

图4是本发明角度传感器组件结构示意图；

图5是本发明角度定位检测组件结构示意图；

图6是本发明角度检测装置结构俯视图；

图7是本发明角度检测装置内部结构俯视图。

其中：外壳-1、转动板-2、万向滚珠-21、限位框-3、底座-4、驱动及角度检测组件-5、步进电机-51、减速器-52、驱动轴-53、角度传感器组件-54、角度定位检测组件-55、角度传感器-541、固定框-542、从动轴一-543、从动同步轮一-544、轴座一-545、同步带一-546、主动同步轮一-547、角度检测装置-551、轴座二-552、从动轴二-553、摆杆-554、挡块-555、从动同步轮二-556、轴座三-557、同步带二-558、主动同步轮二-559、支撑壳-5511、固定板-5512、检测通孔-5513、光电传感器-5514、安装框-5515。

具体实施方式

下面将结合附图1-7对本发明进行详细说明，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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做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。

请参阅图1-3，本发明的一种车载扫描式激光预警雷达的角度定位检测装置，包括外壳1，外壳1的顶端中部设置有转动板2，转动板2的顶端边沿处通过限位框3封盖，转动板2的顶端与底座4固定连接；

还包括驱动及角度检测组件5，驱动及角度检测组件5安装于外壳1的内部，驱动及角度检测组件5包括步进电机51、减速器52、驱动轴53、角度传感器组件54和角度定位检测组件55，步进电机51的输出轴与减速器52传动连接，减速器52的输出轴与驱动轴53传动连接，驱动轴53的顶部与转动板2传动连接，角度传感器组件54和角度定位检测组件55均用于对驱动轴53的转动角度进行检测，且角度传感器组件54和角度定位检测组件55均与驱动轴53相连接；

转动板2的上下两侧边沿处均安装有万向滚珠21，且限位框3内部和外壳1顶端面分别与转动板2上下两侧的万向滚珠21贴合，对转动板2的位置进行限制，保证转动板2、底座4以及车载扫描式激光预警雷达的水平效果；

转动板2和驱动轴53以及主动同步轮一547和主动同步轮二559的圆心处呈同一竖直线设置。

请参阅图4，本发明的一种车载扫描式激光预警雷达的角度定位检测装置，角度传感器组件54包括角度传感器541、固定框542、从动轴一543、从动同步轮一544、轴座一545、同步带一546和主动同步轮一547，角度传感器541的外侧底部与固定框542固定连接，且固定框542固定于外壳1内部底端，角度传感器541的顶部连接有从动轴一543，从动轴一543与从动同步轮一544传动连接，且从动轴一543顶端通过轴座一545与外壳1内部顶端壁转动连接，从动同步轮一544通过同步带一546与主动同步轮一547传动连接，且主动同步轮一547与驱动轴53传动连接，主动同步轮一547的外径大于从动同步轮一544，主动同步轮二559的外径大于从动同步轮二556。

请参阅图5，本发明的一种车载扫描式激光预警雷达的角度定位检测装置，角度定位检测组件55包括角度检测装置551、轴座二552、从动轴二553、摆杆554、挡块555、从动同步轮二556、轴座三557、同步带二558和主动同步轮二559，角度检测装置551的顶端中部固定有轴座二552，轴座二552的内部顶端与从动轴二553转动连接，从动轴二553竖直贯穿摆杆554和从动同步轮二556，且与摆杆554和从动同步轮二556传动连接，摆杆554的底端设置有挡块555，从动轴二553的顶端通过轴座三557与外壳1的内部顶端壁转动连接，从动同步轮二556通过同步带二558与主动同步轮二559传动连接，且主动同步轮二559与驱动轴53传动连接，角度检测装置551固定于外壳1的内部底端，从动同步轮二556的外径大于主动同步轮二559，增加驱动轴53与从动轴二553的传动比。

请参阅图6-7，本发明的一种车载扫描式激光预警雷达的角度定位检测装置，角度检测装置551包括支撑壳5511、固定板5512、检测通孔5513、光电传感器5514和安装框5515，支撑壳5511的外壁底部设置有固定板5512，支撑壳5511的顶端边沿处开设有检测通孔5513，支撑壳5511的内部边沿处设置有安装框5515，且安装框5515的内部安装有光电传感器5514，固定板5512固定于外壳1的内部底端；

检测通孔5513与安装框5515相贯通，且检测通孔5513与光电传感器5514的位置竖直对齐，轴座二552、从动轴二553、从动同步轮二556、轴座三557的圆心呈同一竖直线设置，且检测通孔5513以从动轴二553圆心处为圆心均匀设置，挡块555的长度和宽度均大于检测通孔5513内部的长度和宽度，使摆杆554转动时带动挡块555以从动轴二553圆心处进行公转，通过挡块555对光电传感器5514顶部的检测通孔5513遮挡，触发光电传感器5514的检测。

本发明通过改进提供一种车载扫描式激光预警雷达的角度定位检测装置，其工作原理如下；

第一，使用本设备时，将该装置进行水平方向安装，且将激光预警雷达安装于底座4上；

第二，激光预警雷达在需要进行转动时，通过控制步进电机51驱动，经减速器52减速后带动驱动轴53进行转动，驱动轴53带动转动板2、底座4以及底座4顶部的激光预警雷达进行转动；

第三，驱动轴53转动时，驱动轴53带动角度传感器组件54和角度定位检测组件55的主动同步轮一547和主动同步轮二559转动，主动同步轮一547通过同步带一546带动从动同步轮一544同步转动，且从动同步轮一544带动从动轴一543同心转动，通过角度传感器541检测从动轴一543的转动角度，主动同步轮二559通过同步带二558带动从动同步轮二556转动，且从动同步轮二556通过从动轴二553带动摆杆554转动，摆杆554转动通过挡块555对光电传感器5514顶部的检测通孔5513进行遮挡，触发光电传感器5514的检测，触发两个光电传感器5514的检测时，对角度传感器541以及步进电机51的步数进行修正，转动角度小于两个光电传感器5514之间的夹角时，通过角度传感器541检测其转动角度；

第四，由于从动同步轮一544的外径大于主动同步轮一547，从动同步轮二556的外径大于主动同步轮二559，增加驱动轴53与从动轴一543和从动轴二553的传动比，例如：驱动轴53与从动轴一543的传动比为一比二，驱动轴53与从动轴二553的传动比为一比二时，驱动轴53和激光预警雷达转动角位10°，则角度传感器541检测出的转动角度和摆杆554的转动角应为20°，利于触发光电传感器5514的检测，进而利于步进电机51的步数修正，且增加了对步进电机51步数的修正精度，进而增加了对激光预警雷达转动的控制精度。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,并且本发明使用到的标准零件均可以从市场上购买,异形件根据说明书的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,加上电路连接采用现有技术中常规的连接方式,在此不再详述。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业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。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种车载扫描式激光预警雷达的角度定位检测装置，包括外壳（1），所述外壳（1）的顶端中部设置有转动板（2），所述转动板（2）的顶端边沿处通过限位框（3）封盖，所述转动板（2）的顶端与底座（4）固定连接，所述底座（4）顶部用于固定激光预警雷达；

其特征在于：还包括驱动及角度检测组件（5），所述驱动及角度检测组件（5）安装于外壳（1）的内部，所述驱动及角度检测组件（5）包括步进电机（51）、减速器（52）、驱动轴（53）、角度传感器组件（54）和角度定位检测组件（55），所述步进电机（51）的输出轴与减速器（52）传动连接，所述减速器（52）的输出轴与驱动轴（53）传动连接，所述驱动轴（53）的顶部与转动板（2）传动连接，所述驱动轴（53）用于带动转动板（2）、底座（4）以及底座（4）顶部的激光预警雷达进行转动，所述角度传感器组件（54）和角度定位检测组件（55）均用于对驱动轴（53）的转动角度进行检测，且角度传感器组件（54）和角度定位检测组件（55）均与驱动轴（53）相连接；

通过比对角度传感器组件（54）和角度定位检测组件（55）检测出的驱动轴（53）的转动角度，以角度定位检测组件（55）的检测结果为准校对角度传感器组件（54）检测出的驱动轴（53）的转动角度，且校对和修正步进电机（51）对驱动轴（53）的转动角度控制。

2.根据权利要求1所述一种车载扫描式激光预警雷达的角度定位检测装置，其特征在于：所述角度传感器组件（54）包括角度传感器（541）、固定框（542）、从动轴一（543）、从动同步轮一（544）、轴座一（545）、同步带一（546）和主动同步轮一（547），所述角度传感器（541）的外侧底部与固定框（542）固定连接，且固定框（542）固定于外壳（1）内部底端，所述角度传感器（541）的顶部连接有从动轴一（543），所述从动轴一（543）与从动同步轮一（544）传动连接，且从动轴一（543）顶端通过轴座一（545）与外壳（1）内部顶端壁转动连接，所述从动同步轮一（544）通过同步带一（546）与主动同步轮一（547）传动连接，且主动同步轮一（547）与驱动轴（53）传动连接。

3.根据权利要求1所述一种车载扫描式激光预警雷达的角度定位检测装置，其特征在于：所述角度定位检测组件（55）包括角度检测装置（551）、轴座二（552）、从动轴二（553）、摆杆（554）、挡块（555）、从动同步轮二（556）、轴座三（557）、同步带二（558）和主动同步轮二（559），所述角度检测装置（551）的顶端中部固定有轴座二（552），所述轴座二（552）的内部顶端与从动轴二（553）转动连接，所述从动轴二（553）竖直贯穿摆杆（554）和从动同步轮二（556），且与摆杆（554）和从动同步轮二（556）传动连接，所述摆杆（554）的底端设置有挡块（555），所述从动轴二（553）的顶端通过轴座三（557）与外壳（1）的内部顶端壁转动连接，所述从动同步轮二（556）通过同步带二（558）与主动同步轮二（559）传动连接，且主动同步轮二（559）与驱动轴（53）传动连接，所述角度检测装置（551）固定于外壳（1）的内部底端。

4.根据权利要求3所述一种车载扫描式激光预警雷达的角度定位检测装置，其特征在于：所述角度检测装置（551）包括支撑壳（5511）、固定板（5512）、检测通孔（5513）、光电传感器（5514）和安装框（5515），所述支撑壳（5511）的外壁底部设置有固定板（5512），所述支撑壳（5511）的顶端边沿处开设有检测通孔（5513），所述支撑壳（5511）的内部边沿处设置有安装框（5515），且安装框（5515）的内部安装有光电传感器（5514），所述固定板（5512）固定于外壳（1）的内部底端。

5.根据权利要求4所述一种车载扫描式激光预警雷达的角度定位检测装置，其特征在于：所述检测通孔（5513）与安装框（5515）相贯通，且检测通孔（5513）与光电传感器（5514）的位置竖直对齐。

6.根据权利要求1所述一种车载扫描式激光预警雷达的角度定位检测装置，其特征在于：所述转动板（2）和驱动轴（53）以及主动同步轮一（547）和主动同步轮二（559）的圆心处呈同一竖直线设置。

7.根据权利要求1所述一种车载扫描式激光预警雷达的角度定位检测装置，其特征在于：所述转动板（2）的上下两侧边沿处均安装有万向滚珠（21），且限位框（3）内部和外壳（1）顶端面分别与转动板（2）上下两侧的万向滚珠（21）贴合。

8.根据权利要求2所述一种车载扫描式激光预警雷达的角度定位检测装置，其特征在于：所述主动同步轮一（547）的外径大于从动同步轮一（544），主动同步轮二（559）的外径大于从动同步轮二（556）。

9.根据权利要求3所述一种车载扫描式激光预警雷达的角度定位检测装置，其特征在于：所述挡块（555）的长度和宽度均大于检测通孔（5513）内部的长度和宽度。

10.根据权利要求3所述一种车载扫描式激光预警雷达的角度定位检测装置，其特征在于：所述轴座二（552）、从动轴二（553）、从动同步轮二（556）、轴座三（557）的圆心呈同一竖直线设置，且检测通孔（5513）以从动轴二（553）圆心处为圆心均匀设置。