CN207396720U - 一种用于激光雷达的两轴机械扫描伺服转台 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于激光雷达的两轴机械扫描伺服转台，包括：内置第一反射镜的方位旋转腔体、内置第二反射镜和透镜的俯仰旋转腔体、雷达底座，所述俯仰旋转腔体固定在空心轴上，空心轴通过滑动轴承与方位旋转腔体一侧相连接，所述方位旋转腔体另一侧固定在方位转盘上，方位转盘同轴固定在空心旋转轴上端，空心旋转轴通过内置一对滚子轴承的轴承套与雷达底座相连接，方位减速电机、方位角度编码器设置在雷达底座内，俯仰减速电机、俯仰角度编码器设置在方位旋转腔体内。本实用新型通过方位、俯仰两个轴向的转动，使激光光束经两个反射镜的两次反射后射出，从而实现激光光束的三维扫描，本实用新型结构简单、紧凑，性能稳定且易于维护。
Description
技术领域
本实用新型涉及雷达伺服转台的技术领域，尤其涉及一种用于激光雷达的两轴机械扫描伺服转台的技术领域。
背景技术
激光雷达是传统雷达技术与现代激光技术相结合的产物，相比传统的微波雷达，其抗干扰能力强，具有更高的距离分辨率和测量精度。通常激光雷达的测量方向大多是固定的，为了扩展激光雷达的测量模式，需要将激光雷达与三维扫描机构结合起来。目前，激光雷达的三维扫描，一种方式是通过其光束扫描系统实现，这种方式装置复杂且昂贵；另一种是采用机械三维扫描转镜方式实现，这种方式采用的伺服转台大多存在转台结构复杂、体积庞大，系统不稳定，且密封性能不好，维护困难等问题。
发明内容
本实用新型提供一种用于激光雷达的两轴机械扫描伺服转台，通过方位、俯仰两个轴向的回转，使激光光束经两个反射镜的两次反射后射出，从而实现激光光束的三维扫描，本实用新型结构简单、紧凑，性能稳定且易于维护。
为实现本实用新型的目的，本实用新型的技术方案如下。
一种用于激光雷达的两轴机械扫描伺服转台，包括：内置第一反射镜的方位旋转腔体、内置第二反射镜和透镜的俯仰旋转腔体、雷达底座，所述俯仰旋转腔体固定在空心轴上，空心轴通过滑动轴承与方位旋转腔体一侧相连接，所述方位旋转腔体另一侧固定在方位转盘上，方位转盘同轴固定在空心旋转轴上端，空心旋转轴通过内置一对滚动轴承的轴承套与雷达底座相连接，所述轴承套上部设置有防尘密封圈、密封盖，空心旋转轴底部端面同轴安装有导电滑环；所述雷达底座内设置方位减速电机、方位角度编码器，所述方位减速电机轴部设置方位主动齿轮，所述方位主动齿轮与空心旋转轴下部设置的方位从动齿轮相啮合，所述方位旋转腔体内设置俯仰减速电机、俯仰角度编码器，所述俯仰减速电机轴部设置俯仰主动齿轮，所述俯仰主动齿轮与空心轴上设置的俯仰从动齿轮相啮合。
所述第一反射镜与水平线呈45°角安装在方位旋转腔体的内壁上，第一反射镜的中心点与空心旋转轴轴线和空心轴轴线的交汇点相重合，所述第二反射镜与水平线呈45°角安装在俯仰旋转腔体的内壁上，第二反射镜的中心点与空心轴轴线和透镜中心线的交汇点相重合。
所述滑动轴承为镶嵌石墨的青铜无油衬套。
所述方位从动齿轮、俯仰从动齿轮采用碳纤维增强型尼龙材质。
所述方位旋转腔体、俯仰旋转腔体均可实现360°连续旋转。
本实用新型工作时，方位减速电机运行，带动方位减速电机轴部的方位主动齿轮转动，方位主动齿轮带动与其啮合的方位从动齿轮转动，从而带动空心旋转轴转动，固定在空心旋转轴上端方位转盘上的方位旋转腔体也随之转动，同时俯仰减速电机运行，带动俯仰减速电机轴部的俯仰主动齿轮转动，俯仰主动齿轮带动与其啮合的俯仰从动齿轮转动，从而带动空心轴转动，固定在空心轴上的俯仰旋转腔体也随之转动，由于空心旋转轴底部端面同轴安装有导电滑环，从而保证了方位旋转腔体、俯仰旋转腔体可实现3600连续旋转，俯仰角度编码器、方位角度编码器可监控伺服转台俯仰、方位旋转角度，实现俯仰、方位旋转的闭环伺服控制。
当激光光束通过旋转空心轴进入方位旋转腔，经第一反射镜反射后，通过空心轴进入俯仰旋转腔，再经第二反射镜反射后，通过透镜从俯仰旋转腔体射出，由于俯仰旋转腔体相对于方位旋转腔体可做俯仰方向上的回转运动，因此经两次反射后的激光光束也随之做俯仰扫描，与此同时方位旋转腔体绕空心旋转轴的轴线做方位回转运动，光束随之做方位扫描，则本实用新型的伺服转台就完成了激光光束的三维倒锥型立体扫描。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
1.本实用新型的方位旋转腔体、俯仰旋转腔体均未使用重型回转支撑，取而代之的是滚动轴承和滑动轴承，结构更加简单、紧凑，大大提高了本实用新型的稳定性和经济性。
2.本实用新型的轴承套上部设置有防尘密封圈、密封盖，更加易于清洁、维护。
3.本实用新型的方位从动齿轮、俯仰从动齿轮均采用碳纤维增强型尼龙材质，在解决开式传动润滑问题的同时还可降低传动噪音。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
其中：1.第一反射镜；2.第二反射镜；3.透镜；11.导电滑环；12.雷达底座；13.轴承套；14.空心旋转轴；15.方位转盘；16.方位旋转腔体；17.俯仰减速电机；18.俯仰角度编码器；19.滑动轴承；20.空心轴；21.俯仰旋转腔体；22.密封盖；23.防尘密封圈；24.方位减速电机；25.方位角度编码器；26.方位从动齿轮；27.方位主动齿轮；28.俯仰从动齿轮；29.俯仰主动齿轮。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细地说明。
如图1所示，一种用于激光雷达的两轴机械扫描伺服转台，包括：内置第一反射镜1的方位旋转腔体16、内置第二反射镜2和透镜3的俯仰旋转腔体21、雷达底座12，所述俯仰旋转腔体21固定在空心轴20上，空心轴20通过滑动轴承19与方位旋转腔体16一侧相连接，所述方位旋转腔体16另一侧固定在方位转盘15上，方位转盘15同轴固定在空心旋转轴14上端，空心旋转轴14通过内置一对滚动轴承的轴承套13与雷达底座12相连接，轴承套13上部设置有防尘密封圈23、密封盖22，空心旋转轴14底部端面同轴安装有导电滑环11；所述雷达底座12内设置方位减速电机24、方位角度编码器25，所述方位减速电机24轴部设置方位主动齿轮27，所述方位主动齿轮27与空心旋转轴14下部设置的方位从动齿轮26相啮合，所述方位旋转腔体16内设置俯仰减速电机17、俯仰角度编码器18，所述俯仰减速电机17轴部设置俯仰主动齿轮29，所述俯仰主动齿轮29与空心轴20上设置的俯仰从动齿轮28相啮合。
所述第一反射镜1与水平线呈45°角安装在方位旋转腔体16的内壁上，第一反射镜1的中心点与空心旋转轴14的轴线和空心轴20的轴线的交汇点相重合，所述第二反射镜2与水平线呈45°角安装在俯仰旋转腔体21的内壁上，第二反射镜2的中心点与空心轴20的轴线和透镜3的中心线的交汇点相重合。
所述滑动轴承19为镶嵌石墨的青铜无油衬套。
所述方位从动齿轮26、俯仰从动齿轮28采用碳纤维增强型尼龙材质。
所述方位旋转腔体16、俯仰旋转腔体21均可实现360°连续旋转。
本实用新型工作时，方位减速电机24运行，带动方位减速电机24轴部的方位主动齿轮27转动，方位主动齿轮27带动与其啮合的方位从动齿轮26转动，从而带动空心旋转轴14转动，固定在空心旋转轴14上端方位转盘15上的方位旋转腔体16也随之转动；同时俯仰减速电机17运行，带动俯仰减速电机17轴部的俯仰主动齿轮29转动，俯仰主动齿轮29带动与其啮合的俯仰从动齿轮28转动，从而带动空心轴20转动，固定在空心轴20上的俯仰旋转腔体21也随之转动，由于空心旋转轴14底部端面同轴安装有导电滑环11，从而保证了方位旋转腔体16、俯仰旋转腔体21可实现3600连续旋转，俯仰角度编码器18、方位角度编码器25用于监控伺服转台俯仰、方位旋转角度，实现俯仰、方位旋转的闭环伺服控制。
当激光光束通过旋转空心轴14进入方位旋转腔16，经第一反射镜1反射后，通过空心轴20进入俯仰旋转腔21，再经第二反射镜2反射后，通过透镜3从俯仰旋转腔体21射出，由于俯仰旋转腔体21相对于方位旋转腔体16可做俯仰方向上的回转运动，因此经两次反射后的激光光束也随之做俯仰扫描，与此同时方位旋转腔体16绕空心旋转轴14的轴线做方位回转运动，光束随之做方位扫描，则本实用新型的伺服转台就完成了激光光束的三维倒锥型立体扫描。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
1.本实用新型的方位旋转腔体、俯仰旋转腔体均未使用重型回转支撑，取而代之的是滚子轴承和滑动轴承，结构更加简单、紧凑，大大提高了本实用新型的稳定性和经济性。
2.本实用新型的轴承套上部设置有防尘密封圈、密封盖，更加易于清洁、维护。
3.本实用新型的方位从动齿轮、俯仰从动齿轮均采用碳纤维增强型尼龙材质，在解决开式传动润滑问题的同时还可降低传动噪音。
Claims (5)
1.一种用于激光雷达的两轴机械扫描伺服转台，包括：内置第一反射镜（1）的方位旋转腔体（16）、内置第二反射镜（2）和透镜（3）的俯仰旋转腔体（21）、雷达底座（12），其特征在于：所述俯仰旋转腔体（21）固定在空心轴（20）上，空心轴（20）通过滑动轴承（19）与方位旋转腔体（16）一侧相连接，所述方位旋转腔体（16）另一侧固定在方位转盘（15）上，方位转盘（15）同轴固定在空心旋转轴（14）上端，空心旋转轴（14）通过内置一对滚动轴承的轴承套（13）与雷达底座（12）相连接，轴承套（13）上部设置有防尘密封圈（23）、密封盖（22），空心旋转轴（14）底部端面同轴安装有导电滑环（11）；所述雷达底座（12）内设置方位减速电机（24）、方位角度编码器（25），所述方位减速电机（24）轴部设置方位主动齿轮（27），所述方位主动齿轮（27）与空心旋转轴（14）下部设置的方位从动齿轮（26）相啮合，所述方位旋转腔体（16）内设置俯仰减速电机（17）、俯仰角度编码器（18），所述俯仰减速电机（17）轴部设置俯仰主动齿轮（29），所述俯仰主动齿轮（29）与空心轴（20）上设置的俯仰从动齿轮（28）相啮合。
2.根据权利要求1所述的用于激光雷达的两轴机械扫描伺服转台，其特征在于：所述第一反射镜（1）与水平线呈45°角安装在方位旋转腔体（16）的内壁上，第一反射镜（1）的中心点与空心旋转轴（14）轴线和空心轴（20）轴线的交汇点相重合，所述第二反射镜（2）与水平线呈45°角安装在俯仰旋转腔体（21）的内壁上，第二反射镜（2）的中心点与空心轴（20）轴线和透镜（3）中心线的交汇点相重合。
3.根据权利要求1所述的用于激光雷达的两轴机械扫描伺服转台，其特征在于：所述滑动轴承（19）为镶嵌石墨的青铜无油衬套。
4.根据权利要求1所述的用于激光雷达的两轴机械扫描伺服转台，其特征在于：所述方位从动齿轮（26）、俯仰从动齿轮（28）采用碳纤维增强型尼龙材质。
5.根据权利要求1所述的用于激光雷达的两轴机械扫描伺服转台，其特征在于：所述方位旋转腔体（16）、俯仰旋转腔体（21）均可实现360°连续旋转。
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