CN211718524U - 一种可拆卸探测装置及移动平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种可拆卸的探测装置，包括测距组件、连接组件和散热组件，所述测距组件用于实现距离的测量，所述散热组件用于将所述测距组件在工作过程或使用过程中产生的热量传导散出；其中，所述测距组件和所述散热组件通过所述连接组件实现可拆卸地电连接，并且当所述测距组件通过所述连接组件和所述散热组件电连接时，所述连接组件将所述测距组件发送的电信号传输至所述散热组件，以实现所述测距组件对所述散热组件的控制。通过实现散热组件可拆卸，用户可以自行根据需求选择是否保留散热组件，并且拆卸过程简单可控，实现拆除时易拆易装，提升可拆卸装置的可用性，并且可以实现对散热组件的控制。

Description

一种可拆卸探测装置及移动平台

技术领域

本实用新型涉及激光雷达、车载电子设备、机载电子设备。

背景技术

激光雷达是指以发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统。从工作原理上讲，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。

LiDAR(Light Detection and Ranging)，是激光探测及测距系统的简称，另外也称Laser Radar或LADAR(Laser Detection and Ranging)。

对于包含激光雷达器件的产品，其使用范围较广，例如当应用于对重量和体积较为敏感的场景下，且工作环境温度要求不会太高时，不需要额外的散热组件增加其重量和体积；而其他应用场景下，则需要保证一个较大的工作温度区间，散热组件是必不可少的，由此可见，对于不同的用途，其对于散热组件的需求是不同的，然而，如果专门针对散热组件开发两个版本又会比较复杂，因此提出一个保证现有功能不变，但散热组件可以选择性拆除的方案。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型第一方面提供了一种可拆卸的探测装置，包括测距组件、连接组件和散热组件，所述测距组件用于实现距离的测量，所述散热组件用于将所述测距组件在工作过程或使用过程中产生的热量传导散出；其中，所述测距组件和所述散热组件通过所述连接组件实现可拆卸地电连接，并且当所述测距组件通过所述连接组件和所述散热组件电连接时，所述连接组件将所述测距组件发送的电信号传输至所述散热组件，以实现所述测距组件对所述散热组件的控制。

进一步地，所述连接组件位于所述测距组件和/或所述散热组件上。

进一步地，所述连接组件包括第一连接件和第二连接件，所述第一连接件位于所述散热组件上，所述第二连接件位于所述测距组件上，其中，所述第一连接件与所述第二连接件实现可拆卸地电连接，以实现所述测距组件和所述散热组件之间的电连接。

进一步地，所述第一连接件为公母座，所述第二连接件为公座，或者，所述第一连接件为公座，所述第二连接件为公母座。

进一步地，还包括保护壳，所述保护壳位于所述第一连接或所述第二连接件的内壁四周。

进一步地，所述第一连接件设置有第一防水件，所述第一防水件用于实现所述散热组件的防水功能。

进一步地，所述第二连接件设置有第二防水件，所述第二防水件用于实现当所述测距组件与所述散热组件通过所述连接组件电连接后的防水功能。

进一步地，所述散热组件和所述测距组件中的一个包括第一定位块，用于实现所述散热组件与所述测距组件的定位。

进一步地，所述散热组件和所述测距组件中的另一个包括第二定位块，所述第二定位块与所述第一定位块配合连接，以实现所述散热组件与所述测距组件的定位。

进一步地，所述第一定位块为定位柱。

进一步地，所述散热组件和所述测距组件中的一个包括至少一个锁紧件，所述散热组件通过至少一个所述锁紧件与所述测距组件连接。

进一步地，所述散热组件和所述测距组件中的另一个包括至少一个连接部，所述连接部与所述锁紧件配合连接。

进一步地，所述测距组件和所述散热组件各具有至少一个接触面，所述测距组件的接触面与所述散热组件的接触面相互接触。

进一步地，所述测距组件的接触面和/或所述散热组件的接触面的平面度大于预设阈值。

本实用新型第二方面提供了一种可移动平台，所述可移动平台包括：第一方面所述的可拆卸的探测装置；以及平台本体，所述雷达安装在所述平台本体上。

进一步地，所述可移动平台包括无人机、机器人、车辆或船。

本实用新型通过提供上述可拆卸的探测装置以及移动平台，以提供一种可拆卸散热组件的设计，通过实现散热组件可拆卸，用户可以自行根据需求选择是否保留散热组件，并且拆卸过程简单可控，实现拆除时易拆易装，提升可拆卸装置的可用性，并且可以实现对散热组件的控制。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的一种防水接插件结构未连接时的示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种防水接插件结构连接后的示意图；

图3是本实用新型实施例提供的一种防水接插件结构连接部分的爆炸切面示意图以及爆炸示意图；

图4本实用新型实施例提供的一种防水接插件结构连接部分的另一角度的爆炸切面示意图以及爆炸示意图；

图5是本实用新型实施例提供的一种测距组件与散热组件未连接时的结构示意图；

图6是本实用新型实施例提供的一种测距组件与散热组件连接后的结构示意图；

图7是本实用新型实施例提供的一种测距组件与散热组件未连接时的另一角度的结构示意图；

图8是本实用新型实施例提供的一种风机与测距组件摆放位置关系示意图；

图9是本实用新型实施例提供的内部散热块原理结构示意图；

图10是本实用新型实施例提供的第二连接件的保护壳结构示意图；

图11是本实用新型实施例提供的一种测距组件的示意性框架图；

图12是本实用新型实施例提供的测距组件采用同轴光路的一种实施例的示意图。

附图标记说明

1窗口 2散热组件 3固定螺丝

4第一安装孔 5连接头 6入风口

7第二安装孔 8出风口 9测距组件

10第一连接件 11第二连接件 12第一防水件

13第二防水件 14保护壳 15定位柱

16第一凹槽 17第二凹槽 18灌封槽

20激光器 21 PCB板 22散热块

23底壳 24外置散热块

100，200测距组件 201被探测物 202扫描模块

110发射电路 203发射器

120接收电路 204准直元件

130采样电路 205探测器

140运算电路 206光路改变元件 207光飞行时间

150控制电路 210测距模块 209轴

160，202扫描模块 214第一光学元件 215第二光学元件

216驱动器 219准直光束

211,213光 212回光 218控制器

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提供一种可拆卸的探测装置，包括测距组件、连接组件和散热组件，所述测距组件用于实现距离的测量，所述散热组件用于将所述测距组件在工作过程或使用过程中产生的热量传导散出；其中，所述测距组件和所述散热组件通过所述连接组件实现可拆卸地电连接，并且当所述测距组件通过所述连接组件和所述散热组件电连接时，所述连接组件将所述测距组件发送的电信号传输至所述散热组件，以实现所述测距组件对所述散热组件的控制。

在一个实施例中，所述连接组件具体为一种防水接插件，并且该防水接插件用于雷达，所述雷达包括测距组件和散热组件，其中，所述防水接插件用于连接所述测距组件和所述散热组件，所述散热组件用于将所述测距组件产生的热量传导散出；其中，所述防水接插件包括第一连接件、第二连接件和第一防水件，所述第一连接件和第二连接件中的一个设于所述测距组件上，所述第一连接件和第二连接件中的另一个设于所述散热组件上，所述第一防水件设于所述第一连接件上，用于实现当所述第一连接件和所述第二连接件连接时，所述测距组件和所述散热组件之间的防水。

下面结合附图对上述实施例进行说明，首先，请参阅附图5，图5是本实用新型实施例提供的一种测距组件与散热组件未连接时的结构示意图，其示出了一种可拆卸的探测装置，包括测距组件9、连接组件和散热组件2，所述测距组件9用于实现距离的测量，所述散热组件2用于将所述测距组件9在工作过程或使用过程中产生的热量传导散出；其中，所述测距组件9和所述散热组件2通过所述连接组件实现可拆卸地电连接，并且当所述测距组件9通过所述连接组件和所述散热组件2电连接时，所述连接组件将所述测距组件9发送的电信号传输至所述散热组件2，以实现所述测距组件9对所述散热组件2的控制。

测距组件9以及散热组件2的结构可以示例性地参考附图6进行说明，图6是本实用新型实施例提供的一种测距组件与散热组件连接后的结构示意图，其中示出了测距组件9包括窗口1，其中，测距组件9还包括光源，例如激光，其光束通过窗口1向外发散，从而对FOV范围内的物体进行扫描，测距组件9包括连接口，该连接口用于连接外部电源、数据源等等，并且，连接口可选择地使用连接头5实现其与外部的能量交互或数据交互。

连接头5示例性地为激光探测装置的连接头5，使用该连接头5连接激光探测测距仪至电源转接插座。同时用户也可根据该连接头5线序进行配置，激光探测测距仪连接头5的线序可以根据实际需求进行选择。探测装置的工作电压为10-15V，优选地，可以使用12V。低温情况下，最低工作电压需要适当提高。

散热组件2包括入风口6，出风口8，还可以示例性地包括风扇。

入风口6，附图6中示例性地，所述入风口处由风扇实现，并且通过空气流动带走热量来实现散热功能。

在一种实施例中，当将探测装置安装至平台时，该平台对应入风口6(即风扇)的位置处设置有无遮挡的空间，例如设置有通孔，以保证正常进风。

出风口8，将入风口6处进入的风控制导出，从而实现散热功能。

在一种实施例中，当将探测装置安装至平台时，该平台对应出风口8的位置处设置有无遮挡的空间，例如设置有通孔，以保证正常出风。

可选择地，出风口8可为鳍形结构，鳍形结构可以增加散热效率。

示例性地，所述散热组件2为主动散热组件，其中，主动散热组件包括风扇、控制组件。散热组件2和测距组件9可拆卸的电连接，以实现测距组件9对于散热组件2工作状态的控制。

示例性地，控制组件可以通过控制风扇的转速对散热组件2的散热性能进行控制，当转速较快时，散热组件2的散热性能较好，然而，随之而来的是会带来较大的能量消耗以及转动噪声，所述转动噪声包括但不限于声波，震动等；当转速较慢时，散热组件2的散热性能较差，相应地，能够降低能量消耗以及转动噪声。

示例性地，还可以对控制组件的位置进行选择，控制组件可以位于测距组件9上，当测距组件9对于当散热组件2和测距组件9电连接时，即使控制组件位于测距组件9上，也能通过电连接实现对散热组件2的控制，例如，控制风扇的转速等等。示例性地，控制组件也可以位于散热组件2上，实现对散热组件2的控制，例如，控制风扇的转速等等。

示例性地，如附图8所示，风机，例如风扇的摆放位置和风道的设置考虑了核心器件，其中，核心器件为测距组件9工作时产生热量较多的器件。例如，当核心器件设置在测距组件9的后部时，为使激光器20散热最优，可以将风机放置在测距组件9的前部所对应的的散热组件2上，散热组件2的后部长齿，这部分长齿区域正好位于核心器件下方，有更好的散热效果，示例性地，长齿区域为鳍形结构。

示例性，底部风道形式为前后方向，风机放置在前方配合前后方向的散热齿会有最低的系统风阻，这样会有更好的散热效果。

示例性地，测距组件9的侧边设置有竖齿，以增强测距组件9本身的散热能力，自然对流过程中热空气密度降低会向上浮动形成对流带走热量，竖齿会更有利于热气流的上浮，对自然散热有利。进一步地，测距组件9内部还设置有至少一个散热块22，以通过散热块22将测距组件9内部的芯片上的热量通过散热块22传递至外壳23；进一步地，测距组件9还设置有导热凝胶，以进一步增加热传导的能力。

示例性的，测距组件9内部的至少一个芯片可以通过PCB板21上的热过孔将热量热传递所在PCB板21的背面，然后热量通过导热凝胶传递到内部散热块22上，散热块22将热量继续传递到测距组件9的底壳23，借助测距组件9的底壳23热量继续传递到测距组件9底部外置散热块24上，然后通过散热风道将热量散出。

示例性地，如附图9所示，核心芯片激光器20通过PCB板21上的热过孔(未图示)将热量传递到所在PCB板21的背面(下面)，然后将热量通过导热凝胶(未图示)传递到内部竖放L形散热块22上，L形散热块22将热量继续传递到雷达底壳23，借助雷达底壳23热量继续传递到雷达底部外置散热块24上，然后通过散热风道将热量散出。

其中，散热块24的结构可以选择如图8中所示的散热模块，并通过其上设置的散热通道将热量散出。

其中，L形散热块22示例性地可选择为具有齿状或鳍片的结构。并且，L形散热块22也可以选择其他形状的散热块，例如可以为矩形散热块，以直接实现热传导。

拆卸主动散热组件时，将探测装置带风扇一侧朝上，如附图7所示，然后使用工具，例如，内六角扳手，将7颗固定螺丝3取下。螺丝取下后即可移除主动散热组件，如需重新安装主动散热组件，请确保探测装置机身上的插口和主动散热组件上的插口对齐，然后再使用多个固定螺丝3进行固定。

上述方案中固定螺丝3的个数为示例性描述，其并不构成对本实用新型的限定。在一种实施方式中，探测装置底部为主动散热组件，用户可拆卸主动散热组件，单独使用探测装置。在一种实施例中，探测装置内部设置有至少一个散热部，例如探测装置内部设置有多个散热块22，可以通过热传导的方式将探测装置内部的热量传导出来。在其他实施例中，也可以给探测装置设置其他合适的散热系统，而无需与散热组件2连接，在此不作限定。

示例性地，所述散热组件2与测距组件9为可拆卸连接。在一种实施例中，当散热组件2与测距组件9被拆卸后，为了保证测距组件9的温度范围为正常工作范围，可以另外设计散热通道，保证外壳温度为正常工作温度范围，在一种实施例中，当测距组件9的温度超出正常工作温度范围后，测距组件9有可能会进入错误状态并停止工作，重启后可恢复。进一步地，测距组件9还可以设置有报警器件，当进入错误状态时进行报警。

如附图6所示，还可以提供锁紧件，示例性地，锁紧件可选择为固定螺丝3，其用来固定散热组件2，在示例性地实施例中，可以有多个固定螺丝3，例如图7示实施例中所使用的螺丝共有7颗。

示例性地，还可以提供第二安装孔7，通过第二安装孔7将探测装置固定至合适的位置。可选择地，第二安装孔7为M3安装孔，可通过此安装孔，使用M3螺丝将探测装置固定至合适的位置。

示例性地，第二安装孔7与锁紧件配合使用。其中，锁紧件可选择为固定螺丝3。示例性地，还可以提供第一安装孔4，其用来适配外部设备，例如但不限于三脚架等安装平台，在一种实施例中，第一安装孔4的尺寸可示例性地选择为1/4英寸安装孔，适配安装口为1/4英寸的平台。

当附图5至附图7中的任意一个连接组件选择为防水接插件时，其结构图如图1所示，图1是本实用新型实施例提供的一种防水接插件结构未连接时的示意图，测距组件9以及散热组件2如图1所示处于未连接状态，当其连接后，其结构如图2所示，图2是本实用新型实施例提供的一种防水接插件结构连接后的示意图，测距组件9以及散热组件2如图2所示处于连接状态。

当测距组件9和散热组件2如图1所示处于未连接状态时，测距组件9整体是防水的，并且散热组件2整体也是防水的，当测距组件9和散热组件2如图2所示处于连接状态时，连接后的整体也是防水的。

如此，测距组件9、散热组件2分别单独存在以及测距组件9和散热组件2组装一起时，均能抵抗恶劣的环境，如盐雾、高低温循环等。

示例性地，所述防水性能能够达到IP67以上。

在一种实施例中，示例性地选择POGOPIN作为防水接插件的pin针。

当附图1和附图2所示的测距组件9所产生的热量通过两个大的光滑平面传递，那么测距组件9和散热组件2相对设置的面，设置为两个光滑的平面，那么测距组件9所产生的热量通过管控两个平面的平面度以确保散热性能满足要求，所谓平面度，是指平面加工好后，最高点和最低点的法向距离。进一步地，两个平面之间也可以设置有其他导热材料，在此不作限定。

示例性地，测距组件9和散热组件2各具有至少一个接触面，测距组件9的接触面与散热组件2的接触面相互接触。示例性地如附图2和附图6所示。

并且，测距组件9的接触面和/或所述散热组件2的接触面的平面度大于预设阈值。预设阈值根据实际需求进行设置，其中，可以对测距组件9的接触面的平面度设置第一阈值，对散热组件2的接触面的平面度设置第二阈值。第一阈值可以与第二阈值相同或不同。

示例性地，测距组件9和散热组件2相对设置的两个大平面之间可以不添加导热材料，避免影响用户拆卸散热后外观不雅。原因在于，如果涂导热硅脂等导热材料以增加两个平面之间的散热，由于导热硅脂等本身会形成一层糊状物，难以清理，如果需要清理，会增加相应的工序，且无法保证清理后的洁净度，导致外观达不到要求。

示例性地，测距组件9和散热组件2中的一个包括第一定位块，用于实现散热组件2与测距组件9的定位。散热组件2和测距组件9中的另一个包括第二定位块，所述第二定位块与所述第一定位块配合连接，以实现散热组件2与测距组件9的定位。

具体地，请参考附图5和附图6，散热组件2通过定位柱15与测距组件9预定位，定位好后的散热组件2通过锁紧件直接连接到测距组件9上。在一种实施例中，定位柱15的数量为至少一个。

示例性地，锁紧件可选择为锁紧螺钉或固定螺丝3。

本申请附图5和附图6仅为示例性描述，在其他的实施方式中，定位柱15也可以位于测距组件9上。并且，更进一步地，测距组件9或散热组件2上具有定位凹槽，其与定位柱15配合连接，实现散热组件2和测距组件9的定位。

连接组件的具体结构示例性地请参阅附图3和附图4，图3是本实用新型实施例提供的一种防水接插件结构连接部分的爆炸切面示意图以及爆炸示意图。图4是本实用新型实施例提供的一种防水接插件结构连接部分的另一角度的爆炸切面示意图以及爆炸示意图。

连接组件，连接组件位于测距组件9和/或散热组件2上。示例性地，连接组件包括第一连接件10和第二连接件11，第一连接件10位于散热组件2上，第二连接件11位于测距组件9上，其中，第一连接件10与第二连接件11实现可拆卸地电连接，以实现所述测距组件9和所述散热组件2之间的电连接。因此，可以通过连接组件实现测距组件9和散热组件2为可拆卸地电连接。

示例性地，第一连接件10为公母座，第二连接件为11公座，或者，第一连接件10为公座，第二连接件11为公母座。附图3和附图4所示出的实施方式中，第一连接件10为公座，第二连接件11为公母座。

前述的公母座和公座分别通过螺栓连接到测距组件9和散热组件2上。散热组件2和测距组件9中的一个包括至少一个锁紧件，散热组件2通过至少一个所述锁紧件与所述测距组件9连接。散热组件2和所述测距组件9中的另一个包括至少一个连接部，连接部与锁紧件配合连接。

示例性地如附图3和附图4所示，两个塑胶座分别包含等数量的pin针，pin针通过模内注塑的方式与塑胶座结合实现pin针与座之间的初步防水，pin针上均带有弹簧凸头，连接状态下公座的凸头受到母座压紧，实现联接。该联结不仅包含物体连接，还包含电连接。在一种实施方式中，pogopin可以包括四个pin针，其中包括分别用于传输正负极电压及控制信号，控制信号可以例如为PWM信号。

在一种实施方式中，当拆掉散热组件2后，测距组件9上的第二连接件11会露出。具体地，当第二连接件11中给的pin针头露出时，由于测距组件9仍然向外传输正负极电压，因此会发生电化学反应，存在电化学腐蚀风险。为此，可以在pin针外套设保护壳14，该保护壳14用于防止pin针之间发生电化学反应。

在一种实施方式中，如附图10所示，保护壳14为环状结构，填充第二连接件11的内壁四周。示例性地，保护壳14与pin针之间具有一定间隙，所述间隙可为空气或惰性气体，以防止保护壳14和pin针之间发生电化学反应，在一种实施例中，保护壳和14与pin针之间的间隙可为绝缘材料和/或防水粘结剂。

示例性地，保护壳14与pin针之间没有间隙，二者直接接触。

在一种实施例中，该保护壳的材料为塑料。

示例性地，第一连接件10设置有第一防水件12，第一防水件12用于实现散热组件2的防水功能。第二连接件11设置有第二防水件13，所述第二防水件13用于实现当所述测距组件9与所述散热组件2通过所述连接组件电连接后的防水功能。

示例性地如附图3和附图4所示，第二连接件11上带有第二防水件13，即当第二连接件11为公母座时，第二防水件13为一个横截面为圆形的橡胶圈，即公母座上带有一个橡胶圈，利用螺栓的压紧力实现塑胶座与测距组件9之间的防水。第一连接件10上带有第一防水件12，即当第一连接件10为公座时，第一防水件12为一个横截面为D形的橡胶圈，公座上带有一个D型橡胶圈，利用模块间连接的螺栓压紧力，将D型橡胶圈侧向压紧，实现测距组件9和散热组件2之间的防水。可以理解，第一防水件12和第二防水件13的截面形状可以根据实际情况进行选择，防水橡胶圈不局限于圆形和D型，可以其他任意形状。

示例性地，第一防水件12设于第一连接件10的外周面；当所述第一连接件10和所述第二连接件11连接时，所述测距组件9和所述散热组件2侧向压紧所述第一防水件12，以实现所述测距组件9和所述散热组件2之间的防水。

示例性地，如附图3和附图4所示，第一连接件10的外周面设有第一凹槽16，第一防水件12套设于所述第一凹槽16内。第一防水件12为橡胶圈，和/或所述第一防水件12的截面为“D”形。

结合附图1和附图2所示，第一连接件10设于散热组件2上，第二连接件11设于所述测距组件9上。

示例性地，如附图3和附图4所示，第二连接件11上设置有第二防水件13。第二连接件11上具有第二凹槽17，第二防水件13套设于所述第二凹槽17内。第二防水件13为橡胶圈；和/或所述第二防水件13的截面为圆形。

示例性地，第二连接件11，比如公母座包括第一连接部和第一塑胶座，所述第一连接部设置于所述第一塑胶座中；和/或第一连接，比如公座包括第二连接部和第二塑胶座，所述第二连接部设置于所述第二塑胶座中。

示例性地，第一塑胶座与第一连接部之间还设置有防水粘结剂，和/或，第二塑胶座与第二连接部之间还设置有防水粘结剂，以实现所述第一连接部与所述第一塑胶座之间的防水，和/或，第二塑胶座与第二连接部之间的防水。

示例性地，如附图3和附图4所示，第一连接件10，比如公座包括第二连接部和第二塑胶座，第二连接部设置于第二塑胶座中，其中，第二连接部具有尾端，且公座包括灌封槽18，灌封槽18围绕所述第二连接部的尾端设置。

示例性地，灌封槽18内填充防水粘胶剂。

在第一塑胶座与第一连接部之间、第二塑胶座与第二连接部之间和灌封槽18的三处位置中，至少一个位置防水粘胶剂的原因在于，模内注塑的防水效果达不到恶劣工况下稳定的IP67性能，为保证防水性能，如附图3和附图4所示，在上述三个位置的至少一个位置上补上了防水粘胶剂，实现pin针与塑胶座之间的防水。

在另一个实施例中，本实用新型实施例还提供了一种测距组件，包括第一方面所述的任一光发射装置；接收电路，用于接收所述光发射装置出射的光脉冲信号经物体反射回的至少部分光信号，以及将接收到的光信号转成电信号；采样电路，用于对来自所述接收电路的电信号进行采样，获得采样结果；运算电路，用于根据所述采样结果计算所述物体与所述测距组件之间的距离。进一步地，所述光发射装置的数量为至少2个。

在另一个实施例中，本实用新型实施例还提供了一种移动平台，所述移动平台包括第二方面所述的任一测距组件以及平台本体，所述测距组件安装在所述平台本体。进一步地，所述移动平台包括载人飞行器、无人飞行器、汽车、机器人和遥控车中的至少一种。

本实用新型各个实施例提供的光发射装置可以应用于测距组件，该测距组件可以是激光雷达、激光测距设备等电子设备。在一种实施方式中，测距组件用于感测外部环境信息，例如，环境目标的距离信息、方位信息、反射强度信息、速度信息等。一种实现方式中，测距组件可以通过测量测距组件和探测物之间光传播的时间，即光飞行时间(Time-of-Flight，TOF)，来探测探测物到测距组件的距离。或者，测距组件也可以通过其他技术来探测探测物到测距组件的距离，例如基于相位移动(phase shift)测量的测距方法，或者基于频率移动(frequency shift)测量的测距方法，在此不做限制。

为了便于理解，以下将结合图11所示的测距组件100对测距的工作流程进行举例描述。

如图11所示，测距组件100可以包括发射电路110、接收电路120、采样电路130和运算电路140。

发射电路110可以发射光脉冲序列(例如激光脉冲序列)。接收电路120可以接收经过被探测物反射的光脉冲序列，并对该光脉冲序列进行光电转换，以得到电信号，再对电信号进行处理之后可以输出给采样电路130。采样电路130可以对电信号进行采样，以获取采样结果。运算电路140可以基于采样电路130的采样结果，以确定测距组件100与被探测物之间的距离。

可选地，该测距组件100还可以包括控制电路150，该控制电路150可以实现对其他电路的控制，例如，可以控制各个电路的工作时间和/或对各个电路进行参数设置等。

应理解，虽然图11示出的测距组件中包括一个发射电路、一个接收电路、一个采样电路和一个运算电路，但是本申请实施例并不限于此，发射电路、接收电路、采样电路、运算电路中的任一种电路的数量也可以是至少两个。

一些实现方式中，除了图11所示的电路，测距组件100还可以包括扫描模块160，用于将发射电路出射的激光脉冲序列改变传播方向出射。

其中，可以将包括发射电路110、接收电路120、采样电路130和运算电路140的模块，或者，包括发射电路110、接收电路120、采样电路130、运算电路140和控制电路150的模块称为测距模块，该测距模块150可以独立于其他模块，例如，扫描模块160。

测距组件中可以采用同轴光路，也即测距组件出射的光束和经反射回来的光束在测距组件内共用至少部分光路。或者，测距组件也可以采用异轴光路，也即测距组件出射的光束和经反射回来的光束在测距组件内分别沿不同的光路传输。图12示出了本实用新型的测距组件采用同轴光路的一种实施例的示意图。

测距组件200包括测距模块210，测距模块210包括发射器203(可以包括上述的发射电路)、准直元件204、探测器205(可以包括上述的接收电路、采样电路和运算电路)和光路改变元件206。测距模块210用于发射光束，且接收回光，将回光转换为电信号。其中，发射器203可以用于发射光脉冲序列。在一个实施例中，发射器203可以发射激光脉冲序列。可选的，发射器203发射出的激光束为波长在可见光范围之外的窄带宽光束。准直元件204设置于发射器的出射光路上，用于准直从发射器203发出的光束，将发射器203发出的光束准直为平行光出射至扫描模块。准直元件还用于会聚经探测物反射的回光的至少一部分。该准直元件204可以是准直透镜或者是其他能够准直光束的元件。

在图12所示实施例中，通过光路改变元件206来将测距组件内的发射光路和接收光路在准直元件104之前合并，使得发射光路和接收光路可以共用同一个准直元件，使得光路更加紧凑。在其他的一些实现方式中，也可以是发射器203和探测器205分别使用各自的准直元件，将光路改变元件206设置在准直元件之后的光路上。

在图12所示实施例中，由于发射器203出射的光束孔径较小，测距组件所接收到的回光的光束孔径较大，所以光路改变元件可以采用小面积的反射镜来将发射光路和接收光路合并。在其他的一些实现方式中，光路改变元件也可以采用带通孔的反射镜，其中该通孔用于透射发射器203的出射光，反射镜用于将回光反射至探测器205。这样可以减小采用小反射镜的情况中小反射镜的支架会对回光的遮挡。

在图12所示实施例中，光路改变元件偏离了准直元件204的光轴。在其他的一些实现方式中，光路改变元件也可以位于准直元件204的光轴上。

测距组件200还包括扫描模块202。扫描模块202放置于测距模块210的出射光路上，扫描模块102用于改变经准直元件204出射的准直光束219的传输方向并投射至外界环境，并将回光投射至准直元件204。回光经准直元件104汇聚到探测器105上。

在一个实施例中，扫描模块202可以包括至少一个光学元件，用于改变光束的传播路径，其中，该光学元件可以通过对光束进行反射、折射、衍射等等方式来改变光束传播路径。例如，扫描模块202包括透镜、反射镜、棱镜、振镜、光栅、液晶、光学相控阵(OpticalPhased Array)或上述光学元件的任意组合。一个示例中，至少部分光学元件是运动的，例如通过驱动模块来驱动该至少部分光学元件进行运动，该运动的光学元件可以在不同时刻将光束反射、折射或衍射至不同的方向。在一些实施例中，扫描模块202的多个光学元件可以绕共同的轴209旋转或振动，每个旋转或振动的光学元件用于不断改变入射光束的传播方向。在一个实施例中，扫描模块202的多个光学元件可以以不同的转速旋转，或以不同的速度振动。在另一个实施例中，扫描模块202的至少部分光学元件可以以基本相同的转速旋转。在一些实施例中，扫描模块的多个光学元件也可以是绕不同的轴旋转。在一些实施例中，扫描模块的多个光学元件也可以是以相同的方向旋转，或以不同的方向旋转；或者沿相同的方向振动，或者沿不同的方向振动，在此不作限制。

在一个实施例中，扫描模块202包括第一光学元件214和与第一光学元件214连接的驱动器216，驱动器216用于驱动第一光学元件214绕转动轴209转动，使第一光学元件214改变准直光束219的方向。第一光学元件214将准直光束219投射至不同的方向。在一个实施例中，准直光束219经第一光学元件改变后的方向与转动轴209的夹角随着第一光学元件214的转动而变化。在一个实施例中，第一光学元件214包括相对的非平行的一对表面，准直光束219穿过该对表面。在一个实施例中，第一光学元件214包括厚度沿至少一个径向变化的棱镜。在一个实施例中，第一光学元件214包括楔角棱镜，对准直光束219进行折射。

在一个实施例中，扫描模块202还包括第二光学元件215，第二光学元件215绕转动轴209转动，第二光学元件215的转动速度与第一光学元件214的转动速度不同。第二光学元件215用于改变第一光学元件214投射的光束的方向。在一个实施例中，第二光学元件115与另一驱动器217连接，驱动器217驱动第二光学元件215转动。第一光学元件214和第二光学元件215可以由相同或不同的驱动器驱动，使第一光学元件214和第二光学元件215的转速和/或转向不同，从而将准直光束219投射至外界空间不同的方向，可以扫描较大的空间范围。在一个实施例中，控制器218控制驱动器216和217，分别驱动第一光学元件214和第二光学元件215。第一光学元件214和第二光学元件215的转速可以根据实际应用中预期扫描的区域和样式确定。驱动器216和217可以包括电机或其他驱动器。

在一个实施例中，第二光学元件215包括相对的非平行的一对表面，光束穿过该对表面。在一个实施例中，第二光学元件215包括厚度沿至少一个径向变化的棱镜。在一个实施例中，第二光学元件215包括楔角棱镜。

一个实施例中，扫描模块202还包括第三光学元件(图未示)和用于驱动第三光学元件运动的驱动器。可选地，该第三光学元件包括相对的非平行的一对表面，光束穿过该对表面。在一个实施例中，第三光学元件包括厚度沿至少一个径向变化的棱镜。在一个实施例中，第三光学元件包括楔角棱镜。第一、第二和第三光学元件中的至少两个光学元件以不同的转速和/或转向转动。

扫描模块202中的各光学元件旋转可以将光投射至不同的方向，例如光211和213的方向，如此对测距组件200周围的空间进行扫描。当扫描模块202投射出的光211打到被探测物201时，一部分光被探测物201沿与投射的光211相反的方向反射至测距组件200。被探测物201反射的回光212经过扫描模块202后入射至准直元件204。

探测器205与发射器203放置于准直元件204的同一侧，探测器205用于将穿过准直元件204的至少部分回光转换为电信号。

一个实施例中，各光学元件上镀有增透膜。可选的，增透膜的厚度与发射器203发射出的光束的波长相等或接近，能够增加透射光束的强度。

一个实施例中，测距组件中位于光束传播路径上的一个元件表面上镀有滤光层，或者在光束传播路径上设置有滤光器，用于至少透射发射器所出射的光束所在波段，反射其他波段，以减少环境光给接收器带来的噪音。

在一些实施例中，发射器203可以包括激光二极管，通过激光二极管发射纳秒级别的激光脉冲。可选地，可以确定激光脉冲接收时间，例如，通过探测电信号脉冲的上升沿时间和/或下降沿时间确定激光脉冲接收时间。如此，测距组件200可以利用脉冲接收时间信息和脉冲发出时间信息计算TOF，从而确定被探测物201到测距组件200的距离。

测距组件100探测到的距离和方位可以用于遥感、避障、测绘、建模、导航等。

在一种实施方式中，本实用新型实施方式的测距组件可应用于移动平台，测距组件可安装在移动平台的平台本体。具有测距组件的移动平台可对外部环境进行测量，例如，测量移动平台与障碍物的距离用于避障等用途，和对外部环境进行二维或三维的测绘。在某些实施方式中，移动平台包括无人飞行器、汽车、遥控车、机器人、相机中的至少一种。当测距组件应用于无人飞行器时，平台本体为无人飞行器的机身。当测距组件应用于汽车时，平台本体为汽车的车身。该汽车可以是自动驾驶汽车或者半自动驾驶汽车，在此不做限制。当测距组件应用于遥控车时，平台本体为遥控车的车身。当测距组件应用于机器人时，平台本体为机器人。当测距组件应用于相机时，平台本体为相机本身。

本实用新型通过提供上述光发射装置、测距组件以及移动平台，以提供一种符合人眼安全规定的激光发射方案，当系统发生单一故障时，上述装置中的电路可以保证激光辐射值不超过安规值，从而保证激光装置的使用安全。

本实用新型实施例中所使用的技术术语仅用于说明特定实施例而并不旨在限定本实用新型。在本文中，单数形式“一”、“该”及“所述”用于同时包括复数形式，除非上下文中明确另行说明。进一步地，在说明书中所使用的用于“包括”和/或“包含”是指存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或构件，但是并不排除存在或增加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件和/或构件。

在所附权利要求中对应结构、材料、动作以及所有装置或者步骤以及功能元件的等同形式(如果存在的话)旨在包括结合其他明确要求的元件用于执行该功能的任何结构、材料或动作。本实用新型的描述出于实施例和描述的目的被给出，但并不旨在是穷举的或者将被实用新型限制在所公开的形式。在不偏离本实用新型的范围和精神的情况下，多种修改和变形对于本领域的一般技术人员而言是显而易见的。本实用新型中所描述的实施例能够更好地揭示本实用新型的原理与实际应用，并使本领域的一般技术人员可了解本实用新型。

本实用新型中所描述的流程图仅仅为一个实施例，在不偏离本实用新型的精神的情况下对此图示或者本实用新型中的步骤可以有多种修改变化。比如，可以不同次序的执行这些步骤，或者可以增加、删除或者修改某些步骤。本领域的一般技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属于实用新型所涵盖的范围。

Claims (16)

1.一种可拆卸的探测装置，其特征在于，包括测距组件、连接组件和散热组件，所述测距组件用于实现距离的测量，所述散热组件用于将所述测距组件在工作过程或使用过程中产生的热量传导散出；其中，

所述测距组件和所述散热组件通过所述连接组件实现可拆卸地电连接，并且当所述测距组件通过所述连接组件和所述散热组件电连接时，所述连接组件将所述测距组件发送的电信号传输至所述散热组件，以实现所述测距组件对所述散热组件的控制。

2.根据权利要求1所述的探测装置，其特征在于，所述连接组件位于所述测距组件和/或所述散热组件上。

3.根据权利要求2所述的探测装置，其特征在于，所述连接组件包括第一连接件和第二连接件，所述第一连接件位于所述散热组件上，所述第二连接件位于所述测距组件上，其中，所述第一连接件与所述第二连接件实现可拆卸地电连接，以实现所述测距组件和所述散热组件之间的电连接。

4.根据权利要求3所述的探测装置，其特征在于，所述第一连接件为公母座，所述第二连接件为公座，或者，所述第一连接件为公座，所述第二连接件为公母座。

5.根据权利要求3或4所述的探测装置，其特征在于，还包括保护壳，所述保护壳位于所述第一连接或所述第二连接件的内壁四周。

6.根据权利要求3所述的探测装置，其特征在于，所述第一连接件设置有第一防水件，所述第一防水件用于实现所述散热组件的防水功能。

7.根据权利要求3所述的探测装置，其特征在于，所述第二连接件设置有第二防水件，所述第二防水件用于实现当所述测距组件与所述散热组件通过所述连接组件电连接后的防水功能。

8.根据权利要求1所述的探测装置，其特征在于，所述散热组件和所述测距组件中的一个包括第一定位块，用于实现所述散热组件与所述测距组件的定位。

9.根据权利要求8所述的探测装置，其特征在于，所述散热组件和所述测距组件中的另一个包括第二定位块，所述第二定位块与所述第一定位块配合连接，以实现所述散热组件与所述测距组件的定位。

10.根据权利要求9所述的探测装置，其特征在于，所述第一定位块为定位柱。

11.根据权利要求1所述的探测装置，其特征在于，所述散热组件和所述测距组件中的一个包括至少一个锁紧件，所述散热组件通过至少一个所述锁紧件与所述测距组件连接。

12.根据权利要求11所述的探测装置，其特征在于，所述散热组件和所述测距组件中的另一个包括至少一个连接部，所述连接部与所述锁紧件配合连接。

13.根据权利要求1所述的探测装置，其特征在于，所述测距组件和所述散热组件各具有至少一个接触面，所述测距组件的接触面与所述散热组件的接触面相互接触。

14.根据权利要求13所述的探测装置，其特征在于，所述测距组件的接触面和/或所述散热组件的接触面的平面度大于预设阈值。

15.一种可移动平台，其特征在于，所述可移动平台包括：

权利要求1至14任一项所述的可拆卸的探测装置；以及

平台本体，所述探测装置安装在所述平台本体上。

16.根据权利要求15所述的可移动平台，其特征在于，所述可移动平台包括无人机、机器人、车辆或船。

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