CN211902199U - 一种用于安装激光雷达的云台装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及激光雷达扫描设备技术领域，具体涉及一种用于安装激光雷达的云台装置，其包括底座、旋转机构和升降机构；升降机构安装在底座上，旋转机构安装在升降机构的上端，用于驱动旋转机构做升降运动，旋转机构包括一个动力装置，该动力装置用于驱动雷达在水平面内转动。升降机构可以带动雷达在竖直方向运动，从而使得雷达处于不同高度时可以扫描到不同的区域范围，旋转机构可以带动雷达在水平方向上旋转到不同的角度，进而扫描不同的范围。因此，通过本实施例的云台装置来辅助安装好雷达之后，可以根据需要调节雷达的高度和角度，从而获取更大区域内的扫描数据。

Description

一种用于安装激光雷达的云台装置

技术领域

本实用新型涉及激光雷达扫描设备技术领域，具体涉及一种用于安装激光雷达的云台装置。

背景技术

现有的激光雷达常用的核心种类包括面阵式的固态雷达和全景式的多线程雷达。其核心原理都是利用发射出的近红外电磁波和接收到来自于探测物体和环境二点反射波来测算距离和角度，最终解算出物体及环境的相对位置生成点云数据。

以上两种雷达的工作机理有些差异，从而产生了不同的工作特点：面阵是固态雷达的运作模式的类似相机，由最大水平工作角和竖直工作角，其测量成果是分布呈阵面上形态的点云数据，多线程雷达是基于雷达中心部，水平360度发射多通道的激光线，每条通道在竖直方向有1～3度的角度差，其成果是全景的先线分布见光点云数据。但是，两种雷达都有其明显缺点，其中固态雷达无法独自捕捉水平角方向所有角度的数，扫描范围有限制，多线式雷达安装到一个预设高度的位置后，只能扫描测量一定范围的数据信息。因此现有的雷达安装之后都只能测量一定范围的点云信息，适应性不强。

实用新型内容

本实施例提供一种用于安装激光雷达的云台装置，其目的在于，通过该云台装置可以辅助调节激光雷达的高度和水平角度，增大激光雷达的扫描范围。

一种用于安装激光雷达的云台装置,包括底座、旋转机构和升降机构；

所述升降机构安装在所述底座上，所述旋转机构安装在所述升降机构的上端，用于驱动所述旋转机构做升降运动；

所述旋转机构包括一个动力装置，所述动力装置包括一个安装平面，用于安装雷达，所述动力装置用于驱动所述雷达在水平面内转动。

其中，所述动力装置包括一个竖直设置的转轴；

所述旋转机构包括第一安装板，该第一安装板的上表面为所述安装平面，所述第一安装板安装在所述转轴的上端，所述第一安装板上设有多个安装孔，用于可拆卸式连接所述雷达。

其中，所述旋转机构包括壳体，所述壳体上端设有通孔，所述动力装置固定在所述壳体内且其转轴从所述通孔伸出，所述第一安装板安装在所述转轴的上端。

进一步的，还包括第一连接板和第二连接板，所述第一连接板设置在所述第一安装板上，所述第二连接板用于设置在所述雷达的底部，所述第一连接板和第二连接板上均对应设有多个连接孔，所述第一连接板和第二连接板通过所述连接孔可拆卸式连接。

进一步的，所述旋转机构还包括角度限位开关和与该角度限位开关配合的转接片，所述角度限位开关和转接片中的一个设置在所述壳体上，另一个设置在所述第一安装板、第一连接板或第二连接板上；

当所述动力装置带动所述转接片转到所述角度限位开关位置处时触发所述角度限位开关，使得所述角度开关检测到旋转机构对应的角度位置信息；

还包括控制器，所述控制器用于根据所述角度位置信息控制所述动力装置的启停。

进一步的，还包括设置在所述升降机构上端的第二安装板，用于安装所述旋转机构的壳体。

其中，所述升降机构包括套筒、设置在该套筒内的滚珠丝杆以及用于驱动该滚珠丝杆的伺服电机；

所述伺服电机设置在所述底座上，并通过传动件与所述滚珠丝杆的下端连接，用于驱动所述滚珠丝杆在所述套筒内做升降运动，所述第二安装板安装在所述滚珠丝杆的上端。

进一步的，还包括升降限位开关，所述升降限位开关设置在所述套筒上；

当所述滚珠丝杆带动所述第二安装板做升降运动时，所述升降限位开关用于获取所述第二安装板在竖直方向上位置信息；

所述控制器还用于根据所述位置信息控制所述伺服电机的启停。

进一步的，所述底座包括两个侧板，所述两个侧板上均设有至少一个可折叠提手。

其中，还包括设置在所述底座底部的脚撑。

依据上述实施例的用于安装激光雷达的云台装置，其包括底座、旋转机构和升降机构；升降机构安装在底座上，旋转机构安装在升降机构的上端，用于驱动旋转机构做升降运动，旋转机构包括一个动力装置，该动力装置用于驱动雷达在水平面内转动。升降机构可以带动雷达在竖直方向运动，从而使得雷达处于不同高度时可以扫描到不同的区域范围，旋转机构可以带动雷达在水平方向上旋转到不同的角度，进而扫描不同的范围。因此，通过本实施例的云台装置来辅助安装好雷达之后，可以根据需要调节雷达的高度和角度，从而获取更大区域内的扫描数据。

附图说明

图1为本申请实施例的云台装置在一种视角下的结构示意图；

图2为本申请实施例的云台装置整体结构示意图；

图3为本申请实施例的云台装置在另一种视角下的结构示意图；

图4为本申请实施例的云台装置在另一种视角下的结构示意图；

图5为本申请实施例的升降机构、旋转机构和雷达连接处结构示意图；

图6为本申请实施例的云台装置俯视图；

图7为使用该云台时调节旋转机构时扫描区域示意图；

图8为使用该云台时调节升降机构时扫描区域示意图；

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本实用新型作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。

在本实用新型实施例中，提供一种云台装置，其主要包括旋转机构和升降机构，升降机构可以带动雷达在竖直方向运动，从而使得雷达处于不同高度时可以扫描到不同的区域范围，旋转机构可以带动雷达在水平方向上旋转到不同的角度，进而扫描不同的范围。

实施例一：

请参考图1-6，本实施例提供一种用于安装激光雷达的云台装置,该云台装置包括底座1、旋转机构3和升降机构2。其中，升降机构2安装在底座1上，旋转机构3安装在升降机构2的上端，激光雷达4安装在旋转机构3上，升降机构2用于驱动旋转机构做升降运动，进而驱动雷达4在竖直方向做升降运动，当雷达4的位置升高后，其扫描的范围也增大，如图8，当雷达从第一位置升高到第二位置时，可以获取更多区域的点云数据。其中，旋转机构包括一个动力装置，该动力装置用于驱动雷达在水平面内转动，当雷达4转到不同的角度时，如图7，即可获取不同区域范围内的点云数据。可见，通过本实施例的云台装置来辅助安装好雷达4之后，可以根据需要调节雷达4的高度和角度，从而获取更大区域内的扫描数据。

其中，本实施例的动力装置包括一个竖直设置的转轴，该转轴相对于升降机构可以转动，从而带动与该转轴连接的雷达转动，通过控制动力装置的转轴转动，即可实现控制雷达4在水平面内转动。

具体的，本实施例的旋转机构包括壳体，在壳体上端设有一个通孔，本实施例的动力装置可选用步进电机或者伺服电机，该动力装置设置在壳体内且其转轴上端从通孔伸出，转轴的上端高于壳体的上端面，用于安装雷达4。

进一步的，为了方便雷达的安装且同时达到美观和密封的效果，本实施例中的旋转机构还包括第一安装板，第一安装板安装在转轴的上端且盖住壳体上端的通孔，本实施例中该第一安装板为圆形且略大于通孔的大小，刚好盖住通孔且第一安装板的下端面刚好与壳体的上端面接触，起到密封的作用，防止杂物进入到壳体内，影响壳体内的电机工作。电机固定在壳体内，转轴可以带动第一安装板在水平面内转动。

其中，在第一安装板上设有多个安装孔，可以通过螺钉将雷达4可拆卸式安装在第一安装板上端面上。

进一步的，为了方便雷达的拆装和更换，本实施例中的云台装置还包括第一连接板33和第二连接板41，第一连接板33设置在第一安装板上，第二连接板 41用于设置在雷达4的底部，第一连接板33和第二连接板41上均对应设有多个连接孔，可以通过设置在第一连接板33和第二连接板41中的螺钉或螺栓将雷达与动力装置可拆卸式连接，即实现了雷达和旋转机构的可拆卸式连接，方便雷达的拆装和更换。

进一步的，该旋转机构还包括角度限位开关31和与该角度限位开关31配合的转接片32，角度限位开关31采用市场上购买的红外对管,其包括成对设置在通槽两端的发光二极管和接收光电探测器,

角度限位开关31设置在壳体上，转接片32设置在第一连接板33上。在其他实施例中，还可以将转接片32设置在壳体上，将角度限位开关31设置在第一安装板、第一连接板33或第二连接板41上均可。当动力装置带动转接片32 转到角度限位开关的通槽内时转接片阻挡了光电探测器接收发光二极管的光路，进而触发角度限位开关31产生脉冲信号反转，并将信号发送至控制器5上，控制器发出指令使得旋转机构停止转动，实现360°角度范围内的扫描，并为雷达数据的处理提供一个角度位置基准。

进一步的，为了方便旋转机构3的安装，本实施例的云台还包括设置在升降机构上端的第二安装板26，用于安装旋转机构。具体的，在该第二安装板26靠近四个角的位置分别设有螺纹孔，对应的在旋转机构的壳体的四个角处也设置有连接耳，在连接耳上设有螺纹孔，通过螺钉或者螺栓即可将壳体可拆卸式固定在第二安装板26。

进一步的，为了使得第二安装板26和壳体连接更加紧密，在第二安装板26 和壳体之间设有第三连接板311，角度限位开关31设置在该第三连接板311上。

其中，本实施例的升降机构2选择电缸，电缸的控制更加精确。电缸与旋转台通过转接板配合在一起，将转接板用螺钉固定就可以使其连接在一起。该电缸包括套筒23、设置在套筒23内的滚珠丝杆21以及用于驱动该滚珠丝杆21的伺服电机22，伺服电机22设置在底座1上，并通过传动件与滚珠丝杆21的下端连接，用于驱动滚珠丝杆21在套筒23内做升降运动，进而带动旋转机构做升降运动，第二安装板26安装在滚珠丝杆21的上端。由于电缸为现有装置，因此其细节结构此处不再赘述。

进一步的，该云台还包括升降限位开关25，升降限位开关25设置在所述套筒上；当滚珠丝杆21带动第二安装板26做升降运动时，升降限位开关25用于获取第二安装板26在竖直方向上位置信息。具体的，本实施例中为了方便升降限位开关25的安装，在电缸的上端还设有一个第三安装板24，将升降限位开关 25安装在第三安装板24上。升降限位开关25是磁性开关，优选霍尔开关，当其感应到磁铁的磁力时，便发出反馈信号。本设备将磁性开关固定在电缸上，由于电缸与旋转机构的第二安装板26是铁的，所以当电缸下降到一定高度时，便会触发磁性开关，磁性开关将指令反馈给上位机，上位机在发送指令给驱动器，驱动器控制电缸停止下降运动。当电缸上升的时候软件设定一个上升值，如果电缸上升超过这个值，那么软件就会出现报错，电缸也相应的停止上升，如此控制电缸做在预设量程内做升降运动。最终确保了雷达升降至设定的高度进行扫描测量。

其中，本实施例的底座1包括两个侧板11，在两个侧板11上分别设有提手 12，提手12方便抓取移动该云台装置，该提手12选用可折叠的提手。在底座1 底部设置有脚撑13，方便该云台装置的稳定放置。同时在底座上还设有电器控制箱5以及控制器6，该控制器6可以选用上位机。

本实施例的云台装置具有以下技术效果：

一、雷达在旋转设定的范围角度内扫描，能调整扫描的方位角，扩大数据范围，通过控制器6调节角度能完成对固态雷达数据更加准确的角度定位以及精度控制，增加其可视范围。

二、角度限位开关31能控制旋转状态配合控制器6完成自动复位，去除超限旋转(反复转圈)的可能性。

三、本实施例云台装置还包括升降装置2，使雷达可以在一定的高度范围内进行扫描，增加了其适用性，而且在电器控制箱5内的机械磁性脉冲控制器的控制下，使其在用户要求的范围内升降移动，通过控制器和软件联动测算精准高度来配合多线程雷达完成数据多高度叠加，增加数据密度。

四、升降限位开关25保证了机械工作处于量程不会超限，同时可通过控制器5联动实现自动复位。

以上应用了具体个例对本实用新型进行阐述，只是用于帮助理解本实用新型，并不用以限制本实用新型。对于本实用新型所属技术领域的技术人员，依据本实用新型的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (10)

1.一种用于安装激光雷达的云台装置,其特征在于，包括底座、旋转机构和升降机构；

所述升降机构安装在所述底座上，所述旋转机构安装在所述升降机构的上端，用于驱动所述旋转机构做升降运动；

所述旋转机构包括一个动力装置，所述动力装置包括一个安装平面，用于安装雷达，所述动力装置用于驱动所述雷达在水平面内转动。

2.如权利要求1所述的用于安装激光雷达的云台装置，其特征在于，所述动力装置包括一个竖直设置的转轴；

所述旋转机构包括第一安装板，该第一安装板的上表面为所述安装平面，所述第一安装板安装在所述转轴的上端，所述第一安装板上设有多个安装孔，用于可拆卸式连接所述雷达。

3.如权利要求2所述的用于安装激光雷达的云台装置，其特征在于，所述旋转机构包括壳体，所述壳体上端设有通孔，所述动力装置固定在所述壳体内且其转轴从所述通孔伸出，所述第一安装板安装在所述转轴的上端。

4.如权利要求3所述的用于安装激光雷达的云台装置，其特征在于，还包括第一连接板和第二连接板，所述第一连接板设置在所述第一安装板上，所述第二连接板用于设置在所述雷达的底部，所述第一连接板和第二连接板上均对应设有多个连接孔，所述第一连接板和第二连接板通过所述连接孔可拆卸式连接。

5.如权利要求4所述的用于安装激光雷达的云台装置，其特征在于，所述旋转机构还包括角度限位开关和与该角度限位开关配合的转接片，所述角度限位开关和转接片中的一个设置在所述壳体上，另一个设置在所述第一安装板、第一连接板或第二连接板上；

当所述动力装置带动所述转接片转到所述角度限位开关位置处时触发所述角度限位开关，使得所述角度限位开关检测到旋转机构对应的角度位置信息；

还包括控制器，所述控制器用于根据所述角度位置信息控制所述动力装置的启停。

6.如权利要求5所述的用于安装激光雷达的云台装置，其特征在于，还包括设置在所述升降机构上端的第二安装板，用于安装所述旋转机构的壳体。

7.如权利要求6所述的用于安装激光雷达的云台装置，其特征在于，所述升降机构包括套筒、设置在该套筒内的滚珠丝杆以及用于驱动该滚珠丝杆的伺服电机；

所述伺服电机设置在所述底座上，并通过传动件与所述滚珠丝杆的下端连接，用于驱动所述滚珠丝杆在所述套筒内做升降运动，所述第二安装板安装在所述滚珠丝杆的上端。

8.如权利要求7所述的用于安装激光雷达的云台装置，其特征在于，还包括升降限位开关，所述升降限位开关设置在所述套筒上；

当所述滚珠丝杆带动所述第二安装板做升降运动时，所述升降限位开关用于获取所述第二安装板在竖直方向上位置信息；

所述控制器还用于根据所述位置信息控制所述伺服电机的启停。

9.如权利要求1所述的用于安装激光雷达的云台装置，其特征在于，所述底座包括两个侧板，所述两个侧板上均设有至少一个可折叠提手。

10.如权利要求1所述的用于安装激光雷达的云台装置，其特征在于，还包括设置在所述底座底部的脚撑。

Images