CN212872881U - 一种激光雷达发射装置及激光雷达 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及激光技术领域，尤其涉及一种激光雷达发射装置，具体包括底板、接收透镜支架、光纤耦合器件、接收透镜、准直筒、负载、反射镜、电机、电机支架、准直透镜；负载为一种动平衡结构设计，可兼容配合盘式电机和前出轴电机，光纤耦合器件的陶瓷插芯与准直筒尾部直接耦合，简化激光准直结构，释放接收透镜后的空间，增加同轴接收效率；同时，电机支架设置有多安装孔，配合底板可固定不同类型、不同形状电机，增强激光雷达对不同应用需求的适应性。整体装置结构简单、电机负载动平衡性能优异，适用性强，为低成本、多场景应用需求的激光雷达设计提供可靠方案。
Description
技术领域
本实用新型涉及激光测距领域，具体地，涉及一种激光雷达发射装置及激光雷达。
背景技术
激光雷达由于其测距精度、抗干扰能力、使用寿命等方面的优异性能，被广泛应用于安防、公路铁路检测、AGV小车、港口设备识别、无人物流等领域。在激光雷达光学系统中，其发射组件与光学透镜的同轴精度、空间使用率会直接影响激光雷达的测距精度和测距范围；同时，电机负载的动平衡性能直接影响激光雷达的测距性能和使用寿命。
目前，针对同一款激光雷达产品，往往会应根据不同的应用场景需求更换不同类型的扫描电机和光学透镜，更换扫描电机和光学透镜会显著增加激光雷达二次开发和生产的难度，也增加激光雷达成本。因此，如何最大限度的减少由于更换扫描电机和光学透镜带来的负面影响是本领域人员亟待解决的技术难题，对此，目前尚无妥善解决方案。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于提供一种低成本的激光雷达发射装置，采用良好的电机负载动平衡设计，能够灵活调节发射组件与光学透镜之间的同轴位置和聚焦位置，释放接收透镜后的空间占用率，提高激光接收效率，改善测距性能。能够针对不同类型的电机和接收光学透镜自由切换，不用二次开发设计，降低成本。
为实现上述目的，一方面，本实用新型提出一种激光雷达发射装置，具体而言，包括：底板、接收透镜支架、光纤耦合器件、接收透镜、准直筒、负载、反射镜、电机、电机支架、准直透镜，其特征在于：
所述负载包括紧固端、支撑柱、45度面、平衡端；
所述紧固端端面设置有安装孔，用于固定盘式电机，所述紧固端端面的中央位置为凸起中空结构，用于固定前出轴电机；
所述支撑柱连接紧固端和平衡端，提高负载的刚度；所述45度面与水平呈45度夹角，设有安装槽，用于安装反射镜；
所述平衡端为圆环结构，用于配重所述负载，增强其动平衡性能；
优选的，所述的接收透镜支架为标准铝块切割而成，中间开孔，所述的接收透镜固定在所述接收透镜底座上；
优选的，所述的接收透镜中心开孔，所述孔径大于所述准直筒的外径，所述准直筒安装在所述接收透镜的中心，形成间隙配合；
优选的，所述底板是为整个光路装配的基准面，底板上设置有电机支架安装槽、接收透镜支架安装槽A、接收透镜支架安装槽B，所述光纤耦合器件的出光端设有陶瓷插芯；
所述陶瓷插芯的芯径小于所述准直筒内径，其安装在所述准直筒内，形成间隙配合；
所述陶瓷插芯和所述准直筒通过胶合方式固定，同时固定所述准直筒和接收透镜；
优选的，所述的电机支架为L形转接件，通过所述的电机支架安装槽与所述的底板固定，所述的电机固定在所述的电机支架上；
优选的，所述的负载的紧固端和平衡端的端面上设置有细螺纹孔，通过固定螺钉进一步调节组合负载的动平衡；
优选的，所述的底板上设置有接收透镜支架安装槽A、接收透镜支架安装槽B，所述的接收透镜支架固定在所述底板上的接收透镜支架安装槽A或者接收透镜支架安装槽B上。
另一方面，本实用新型还提出一种激光雷达，该激光雷达包含上述任意一项所述的激光雷达发射装置。
如上所述，本实用新型的有益效果在于，一方面，采用动平衡设计的负载结构，很好地保证激光雷达的扫描测距性能，灵活的固定方式能够针对不同应用需求的电机类型和接收透镜类型自由切换，降低成本，缩短生产周期；另一方面，发射组件与光学透镜之间的灵活调节方式保证了激光出射准直特性，降低了接收透镜后的空间占用率，提高激光接收效率，改善激光的测距性能。
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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型一种激光雷达发射装置的结构示意图；
图2是本实用新型发射组件的局部结构示意图；
图3是本实用新型另一种实施例的结构示意图。
其中，图中各附图标记：
1-底板，101-电机支架安装槽，102-接收透镜支架安装槽A,103-接收透镜支架安装槽B，2-接收透镜支架，3-光纤耦合器件，301-光纤出光端，4-接收透镜，5-准直筒，6-负载，601-紧固端，602-45度面，603-支撑柱，604-平衡端，7-反射镜，8-电机，9-电机支架，10-准直透镜，11-铜柱，12-光电检测电路板
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个原件上或者间接在该元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接另一个元件或者间接连接另一个元件上。
另外，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是便于描述本实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
实施例一
如图1所示，本实用新型一种激光雷达发射装置，其具体的过程如下：接收透镜支架通过螺钉固定在底板的接收透镜支架安装槽A或者接收透镜支架安装槽B内，接收透镜通过胶合的方式固定在接收透镜支架的中央圆孔内，接收透镜的中央开有圆形通孔，用于固定准直筒；电机支架通过螺钉固定在底板的电机支架安装槽内，盘式电机通过螺钉固定在电机支架上，负载通过紧固端平面的安装孔用螺钉固定在盘式电机的旋转面上，反射镜通过螺钉和胶合的组合方式固定在负载的45度面上；
发射组件与光学透镜的具体组装方式如图2所示，准直透镜固定在准直筒的前部，与准直筒端面平行，光纤耦合器件的陶瓷插芯插入准直筒的尾部，通过手动或者自动三维平台调节陶瓷插芯的前后左右和上下位置，确定出射激光以最小的发散角准直发射出去，然后通过胶合的方式分别将陶瓷插芯和准直筒固定、将准直筒与接收透镜固定。
具体激光测距过程中，激光源发出激光通过光纤耦合器件的陶瓷插芯在准直筒内射出，在准直透镜的作用下，以最小的发散角射到反射镜上，以垂直发射光轴的方向向外发射，激光遇到障碍物后反射回来通过反射镜反射到接收透镜，接收透镜将反射回的激光汇聚到接收透镜后方的光电传感器上，完成光电转换，实现一次激光测距。扫描测距过程中，电机带动负载和反射镜转动，使得激光以扫描的方式出射和被接收，实现扫描测距。
实施例二
如图3所示，为另一种实施例的结构示意图，展示了安装结构示意图，前出轴式电机通过螺钉固定在电机支架上，电机支架通过螺钉反向固定在底板的电机支架安装槽内，负载通过螺钉与电机的旋转轴相固定。接收透镜支架中心孔的外围设置有四个安装孔，安装固定有四根铜柱，与光电检测电路板上的四个通孔相对应，通过三个自由度的移动调节使得接收光路达到最优，通过锡焊的方式将光电检测电路板固定在铜柱上；在不改变现有的光学结构基础上，能够自由切换电机类型和形状，满足针对不同应用需求的电机选择。
综上所述，本实用新型实施例提供的一种激光雷达发射装置，能够灵活调节发射组件与光学透镜之间的同轴位置和聚焦位置，释放接收透镜后的空间占用率，提高激光接收效率，改善测距性能；采用动平衡设计的负载结构，很好地保证激光雷达的扫描测距性能，同时能够针对不同类型的电机和接收光学透镜自由切换，整体结构简单，降低系统成本和二次开发难度。
以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种激光雷达发射装置，包括：底板、接收透镜支架、光纤耦合器件、接收透镜、准直筒、负载、反射镜、电机、电机支架、准直透镜，其特征在于：
所述负载包括紧固端、支撑柱、45度面、平衡端；
所述紧固端端面设置有安装孔，用于固定盘式电机，所述紧固端端面的中央位置为凸起中空结构，用于固定前出轴电机；
所述支撑柱连接紧固端和平衡端，提高负载的刚度；所述45度面与水平呈45度夹角，设有安装槽，用于安装反射镜；
所述平衡端为圆环结构，用于配重所述负载。
2.根据权利要求1所述的一种激光雷达发射装置，其特征在于：所述的接收透镜支架为标准铝块切割而成，中间开孔，所述的接收透镜固定在所述接收透镜底座上。
3.根据权利要求1所述的一种激光雷达发射装置，其特征在于：所述的接收透镜中心开孔，所述中心开孔的孔径大于所述准直筒的外径，所述准直筒安装在所述接收透镜的中心，形成间隙配合。
4.根据权利要求1所述的一种激光雷达发射装置，其特征在于：所述底板是为整个光路装配的基准面，底板上设置有电机支架安装槽、接收透镜支架安装槽A、接收透镜支架安装槽B，所述光纤耦合器件的出光端设有陶瓷插芯；
所述陶瓷插芯的芯径小于所述准直筒内径，其安装在所述准直筒内，形成间隙配合；
所述陶瓷插芯和所述准直筒通过胶合方式固定，同时固定所述准直筒和接收透镜。
5.根据权利要求4所述的一种激光雷达发射装置，其特征在于：所述的电机支架为L形转接件，通过所述的电机支架安装槽与所述的底板固定，所述的电机固定在所述的电机支架上。
6.根据权利要求1所述的一种激光雷达发射装置，其特征在于：所述的负载的紧固端和平衡端的端面上设置有细螺纹孔，通过固定螺钉进一步调节组合负载的动平衡。
7.根据权利要求1所述的一种激光雷达发射装置，其特征在于，所述的底板上设置有接收透镜支架安装槽A、接收透镜支架安装槽B，所述的接收透镜支架固定在所述底板上的接收透镜支架安装槽A或者接收透镜支架安装槽B上。
8.一种激光雷达，其特征在于，包含权利要求1-7任意一项所述的激光雷达发射装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201922173605.1U CN212872881U (zh) | 2019-12-06 | 2019-12-06 | 一种激光雷达发射装置及激光雷达 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201922173605.1U CN212872881U (zh) | 2019-12-06 | 2019-12-06 | 一种激光雷达发射装置及激光雷达 |
Publications (1)
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|---|---|
| CN212872881U true CN212872881U (zh) | 2021-04-02 |
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ID=75185286
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| CN201922173605.1U Active CN212872881U (zh) | 2019-12-06 | 2019-12-06 | 一种激光雷达发射装置及激光雷达 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN212872881U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113721256A (zh) * | 2021-09-24 | 2021-11-30 | 探维科技(北京)有限公司 | 一种角度拼接激光雷达系统 |
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2019
- 2019-12-06 CN CN201922173605.1U patent/CN212872881U/zh active Active
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