CN215867113U - 一种雷达及无人机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及雷达技术领域，具体公开了一种雷达及无人机，雷达包括第一光电编码器、第二光电编码器、壳体、与设置于壳体内的旋转驱动件、与壳体连接的固定部以及与旋转驱动件的输出轴连接的旋转部，固定部与旋转部间隔相对设置；第一光电编码器包括第一码盘和第一收发器，第一码盘和第一收发器分别连接于旋转部和固定部相互靠近的一侧；第二光电编码器包括第二码盘和第二收发器，第二码盘设置于壳体内部并相对于壳体固定设置，第二码盘位于旋转部远离固定部的一侧，第二收发器连接于旋转部靠近第二码盘的一侧。第一光电编码器和第二光电编码器检测的转速相互校对和验证，从而保证了检测的精确度。

Description

一种雷达及无人机

技术领域

本实用新型涉及雷达技术领域，尤其涉及一种雷达及无人机。

背景技术

随着无人机技术的发展，无人机广泛应用于植保工作中，在植保工作中，无人机通过雷达测距避障，以实现无人机的自主飞行。雷达包括电机、壳体和检测部件，其中，电机与壳体连接，检测部件由电机带动进行360°旋转，从而探测不同方向上的障碍物。

为了保证检测部件的检测精度，需要精确的控制检测部件的转速，而这就需要精确的检测电机的输出轴的转速，但是现有技术中电机转速检测不精确。

实用新型内容

本实用新型的一个目的在于提供一种雷达，以精确的检测旋转驱动件的输出轴的转速。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种雷达，包括壳体、设置于所述壳体内的旋转驱动件、与所述壳体连接的固定部以及与所述旋转驱动件的输出轴连接的旋转部，所述固定部与所述旋转部间隔相对设置；还包括：

第一光电编码器，包括第一码盘和第一收发器，所述第一码盘和所述第一收发器分别连接于所述旋转部和所述固定部相互靠近的一侧；

第二光电编码器，包括第二码盘和第二收发器，所述第二码盘设置于壳体内部并相对于壳体固定设置，第二码盘位于所述旋转部远离所述固定部的一侧，所述第二收发器连接于所述旋转部靠近所述第二码盘的一侧。

作为优选，所述第二码盘为圆环形结构，所述圆环形结构上具有间隔的镂空刻度。

作为优选，所述第二码盘包括码盘本体和涂覆在码盘本体靠近所述旋转部一侧的第一编码区和第二编码区；

所述第一编码区和所述第二编码区相间排列成圆环状结构，所述第一编码区的颜色与所述第二编码区的颜色不同。

作为优选，所述第一编码区的颜色为黑色和白色中的一种，所述第二编码区的颜色为黑色和白色中的另一种。

作为优选，所述旋转部包括电路板，所述第一码盘形成于所述电路板上。

作为优选，所述电路板上沿所述旋转部的周向间隔印制有多个第三编码区，所述第三编码区的颜色与所述电路板的表面颜色不同，以使相邻的两个所述第三编码区之间的所述电路板的表面与所述第三编码区形成所述第一码盘。

作为优选，所述电路板包括依次设置的基体组件和阻焊层；

所述阻焊层沿所述旋转部的周向开设有多个间隔设置的开窗，以使所述基体组件裸露在外，所述阻焊层的颜色与所述基体组件的颜色不同，以使相邻的两个所述开窗之间的所述阻焊层与所述开窗下的所述基体组件形成所述第一码盘。

作为优选，所述第一码盘和所述第二码盘的直径相等。

作为优选，所述固定部连接有所述第一收发器的一侧还连接有第一保护柱，所述第一保护柱位于所述第一收发器的一侧，所述第一保护柱的高度大于所述第一收发器的高度；和/或，

所述旋转部连接有所述第二收发器的一侧还连接有第二保护柱，所述第二保护柱位于所述第二收发器的一侧，所述第二保护柱的高度大于所述第二收发器的高度。

本实用新型的另一个目的在于提供一种无人机，以精确的检测旋转驱动件的输出轴的转速。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种无人机，包括上述的雷达。

本实用新型的有益效果：

雷达包括第一光电编码器和第二光电编码器，第一光电编码器包括第一码盘和第一收发器，第一收发器能够检测第一码盘的转速。第一码盘连接于旋转部一侧，旋转驱动件的输出轴与旋转部连接，即旋转部、第一码盘与旋转驱动件的输出轴同步旋转，因此，第一收发器检测到的第一码盘的转速即为旋转驱动件的输出轴的转速。

第二光电编码器包括第二码盘和第二收发器，第二收发器能够检测第二码盘的转速。第二收发器连接于旋转部的一侧，即第二接发器与旋转部、旋转驱动件的输出轴同步转动，第二码盘相对于壳体固定设置，因此，第二收发器检测的第二码盘的转速也即为旋转驱动件的输出轴的转速。

第一光电编码器和第二光电编码器检测的转速相互校对和验证，从而对旋转驱动件的输出轴的转速进行精确的检测。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的雷达的剖视图；

图2是本实用新型实施例提供的第二码盘的部分结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的电路板的结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的另一电路板的结构示意图；

图5是本实用新型实施例提供的部分雷达的剖视图。

图中：

1、壳体；2、电机；3、固定部；4、旋转部；41、电路板；411、阻焊层；412、开窗；

5、第一码盘；51、第三编码区；

6、第一收发器；

7、第二码盘；71、码盘本体；72、第一编码区；73、第二编码区；

8、第二收发器；9、第一保护柱；10、第二保护柱。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部。

本实用新型中限定了一些方位词，在未作出相反说明的情况下，所使用的方位词如“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”，这些方位词是为了便于理解而采用的，因而不构成对本实用新型保护范围的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实施例提供了一种无人机，无人机包括雷达，雷达用于360°识别障碍物的距离和方位，并将该距离和方位信息传递给无人机的控制器，以实现无人机的自主飞行。

雷达包括旋转驱动件、壳体1和检测部件(图中未示出)，其中，旋转驱动件优选为电机2，电机2设置于与壳体1内，检测部件由电机2带动进行360°旋转，从而探测不同方向上的障碍物。

如图1所示，为了便于为旋转的检测部件供电，雷达还包括无线供电结构，无线供电结构包括固定部3与旋转部4，固定部3与旋转部4间隔相对设置，外界电源为固定部3的线圈供电，旋转部4的线圈在电磁效应的作用下产生电流，从而为检测部件供电。为了使外界电源便于为固定部3供电，固定部3与壳体1连接，即固定部3不发生转动。同时为了便于旋转部4为检测部件供电，旋转部4与电机2的输出轴连接，以与检测部件同步旋转，进而便于通过导线与检测部件电连接。

为了精确的检测电机2输出轴的转速，进而通过控制系统精确控制电机2输出轴的转速，雷达还包括第一光电编码器和第二光电编码器，第一光电编码器形成了通过固定部3检测旋转部4的转速系统，第二光电编码器形成了通过旋转部4自身检测其转速的系统。

首先简单介绍光电编码器的工作原理，光电编码器包括码盘和收发器，码盘实际上是一个刻有条纹结构的圆盘，收发器接收的光通量随条纹结构的反光同步变化，收发器输出波形经整形后，变为脉冲信号，每转一个刻度，输出一个脉冲。根据脉冲的变化，可以精确测量设备的转速。

于本实施例而言，第一光电编码器包括第一码盘5和第一收发器6，第一码盘5和第一收发器6分别连接于旋转部4和固定部3相互靠近的一侧，即第一收发器6可以检测第一码盘5的转速。旋转部4、第一码盘5与电机2的输出轴同步旋转，因此，第一收发器6检测到的第一码盘5的转速即为电机2的输出轴的转速。

第二光电编码器包括第二码盘7和第二收发器8，第二码盘7设置于壳体1内部并相对于壳体1固定设置，即第二码盘7相对于壳体1静止。第二码盘7可以装在电机2的定子上，也可以装在电机2转轴的轴套上，也可以与壳体1连接。第二码盘7位于旋转部4远离固定部3的一侧，第二收发器8连接于旋转部4靠近第二码盘7的一侧，即第二收发器8可以检测第二码盘7转速。电机2旋转，驱动旋转部4旋转，旋转部4带动第二收发器8旋转，第二收发器8检测的转速即为旋转部4相对于第二码盘7的转速，也即为电机2的输出轴的转速。

第一光电编码器和第二光电编码器检测的转速相互校对和验证，从而保证了检测的精确度。

在本实施例中，第一码盘5和第二码盘7的直径相等，以使第一收发器6和第二收发器8检测的数据在不需要转换的前提下便可以进行对比。当然，在其他可选的实施例中，第一码盘5和第二码盘7的直径还可以不相等，以根据旋转部4和固定部3的实际尺寸和空间大小布局第一光电编码器和第二光电编码器。

在本实施例中，第二码盘7为圆环形结构，圆环形结构上具有间隔的镂空刻度。第二收发器8相对于第二码盘7每转一个刻度，便输出一个脉冲。

由于码盘的精度要求高，因此，现有技术中，需要较为薄而精确开槽的结构件制作码盘，码盘结构复杂，成本较高，为了解决上述技术问题，如图2所示，本实施例提供的第二码盘7包括码盘本体71、第一编码区72和第二编码区73。

第一编码区72和第二编码区73涂覆在码盘本体71靠近旋转部4一侧，第一编码区72和第二编码区73相间排列成圆环状结构，第一编码区72的颜色与第二编码区73的颜色不同。

第一编码区72的颜色与第二编码区73的颜色不同，从而使得第一编码区72和第二编码区73反射到第二收发器8的光通量不同，进而形成脉冲信号。即本实施例提供的第二光电编码器直接绘制在码盘本体71上，而不需要在码盘本体71上开槽，从而简化了码盘结构，减低了生产成本。

优选地，为增加第一编码区72和第二编码区73反射到第二收发器8的光通量差异，第一编码区72的颜色为黑色，第二编码区73的颜色为白色，或第一编码区72的颜色为白色，第二编码区73的颜色为黑色。第一编码区72和第二编码区73优选通过丝印的方式印刷于码盘本体71上。

如图3所示，为了简化雷达，使雷达便于组装，旋转部4包括电路板41，第一码盘5形成于电路板41上。即本实施例提供的第一码盘5为电路板41的一部分，而无需再设置码盘，因此节约了一个部件，进而使雷达便于组装。

电路板41上沿旋转部4的周向间隔印制有多个第三编码区51，第三编码区51的颜色与电路板41的表面颜色不同，以使相邻的两个第三编码区51之间的电路板41的表面与第三编码区51形成码盘。即本实施例通在电路板41上印制与电路板41表面颜色不同的第三编码区51，以形成两种颜色相间的图案，进而直接在电路板41上绘制出第一码盘5，节省了零部件并简化了安装工序。第三编码区51优选通过丝印的方式印刷于电路板41的表面。

电路板41可以包括依次设置的基体组件和阻焊层411，电路板41的表面颜色即为电路板41的阻焊层411的颜色。阻焊层411的颜色与第三编码区51的颜色优选明暗度对比较大的颜色，以使收发器接受的光通量差别较大，如阻焊层411的颜色为黑色和白色中的一种，第三编码区51的颜色为黑色和白色中的另一种。

如图4所示，在另一可选地实施例中，电路板41上的第一码盘5还可以由另一种方式形成，即阻焊层411沿旋转部4的周向开设有多个间隔设置的开窗412，以使基体组件裸露在外，阻焊层411的颜色与基体组件的颜色不同，以使相邻的两个开窗412之间的阻焊层411与开窗412下的基体组件形成码盘。因为开窗412处为基体组件的颜色，基体组件的颜色与阻焊层411形成亮暗相间的图案，从而形成码盘。阻焊层411涂料可以为白色或其他与基体组件亮度差异较大的颜色。

基体组件可以包括铜层和基板，铜层设置于基板和阻焊层411之间，开窗412处裸露的颜色即为铜层的颜色。当然，在又一个可选的实施例中，与第一码盘5对应的基板上净空，即与码盘对应的基板上未铺设铜层，此时，开窗412处裸露的颜色即为基板的颜色。

由于固定部3和旋转部4的间距增大，会大大降低无线供电效率，因此固定部3和旋转部4的距离大约控制在1mm左右，若旋转部4在转动过程中出现偏心角或者受到外界振动而振动，码盘很可能会碰撞收发器，并损坏收发器，为解决上述技术问题，本实施例提供的雷达还包括第一保护柱9和第二保护柱10。

如图5所示，第一保护柱9连接于固定部3连接有第一收发器6的一侧，第一保护柱9位于第一收发器6的一侧，第一保护柱9的高度大于第一收发器6的高度。

由于第一保护柱9的高度大于第一收发器6的高度，因此，当旋转部4在转动过程中出现偏心角或者受到外界振动，而使第一码盘5靠近第一收发器6时，第一码盘5首先接触到第一保护柱9，第一保护柱9可以限制第一码盘5继续靠近收发器，从而避免第一码盘5碰触第一收发器6，达到保护第一收发器6的目的。

旋转部4连接有第二收发器8的一侧连接有第二保护柱10，第二保护柱10位于第二收发器8的一侧，第二保护柱10的高度大于第二收发器8的高度。

由于第二保护柱10的高度大于第二收发器8的高度，因此，当旋转部4在转动过程中出现偏心角或者受到外界振动，而使码盘靠近第二收发器8时，第二码盘7首先接触到第二保护柱10，第二保护柱10可以限制第二码盘7继续靠近收发器，从而避免第二码盘7碰触第二收发器8，达到保护第二收发器8的目的。

当然，在其他可选地实施例中，还可以仅仅设置第一保护柱9或第二保护柱10。

第一保护柱9和第二保护柱10优选地由金属制成，以避免在与码盘碰撞时发生变形，如第一保护柱9和第二保护柱10可以为铜柱、钢柱等。需要说明的是，本实用新型不对第一保护柱9和第二保护柱10的材质作任何限制，技术人员可以根据实际使用需求自行设定。

第一保护柱9的数量可以为两个，两个第一保护柱9可以沿第一码盘5的周向设置于第一收发器6的两侧。在其他可选地实施例中，两个第一保护柱9沿第一码盘5的径向设置于第一收发器6的两侧。在又一可选地实施例中，第一保护柱9设置有四个，其中两个第一保护柱9沿第一码盘5的周向设置于第一收发器6的两侧，另两个第一保护柱9沿第一码盘5的径向设置于第一收发器6的两侧。第一保护柱9的上述三种设置方式均可以有效保护第一收发器6，无论旋转部4向哪个方向偏斜均不会碰触到第一收发器6。在又一可选地实施例中，第一保护柱9的数量可以为一个，第一保护柱9沿第一码盘5的周向或径向设置于第一收发器6的一侧。可以理解的是第一保护柱9的上述三种设置方式可能更优于第一保护柱9的数量为一个的方案，但第一保护柱9的数量为一个的方案仍然能够起到保护第一收发器6的作用。

第二保护柱10的数量可以为两个，两个第二保护柱10可以沿第二码盘7的周向设置于第二收发器8的两侧。在其他可选地实施例中，两个第二保护柱10沿第二码盘7的径向设置于第二收发器8的两侧。在又一可选地实施例中，第二保护柱10设置有四个，其中两个第二保护柱10沿第二码盘7的周向设置于第二收发器8的两侧，另两个第二保护柱10沿第二码盘7的径向设置于第二收发器8的两侧。第二保护柱10的上述三种设置方式均可以有效保护第二收发器8，无论旋转部4向哪个方向偏斜均不会碰触到第二收发器8。在又一可选地实施例中，第二保护柱10的数量可以为一个，第二保护柱10沿第二码盘7的周向或径向设置于第二收发器8的一侧。可以理解的是第二保护柱10的上述三种设置方式可能更优于第二保护柱10的数量为一个的方案，但第二保护柱10的数量为一个的方案仍然能够起到保护第二收发器8的作用。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种雷达，包括壳体(1)、设置于所述壳体(1)内的旋转驱动件、与所述壳体(1)连接的固定部(3)以及与所述旋转驱动件的输出轴连接的旋转部(4)，所述固定部(3)与所述旋转部(4)间隔相对设置；其特征在于，还包括：

第一光电编码器，包括第一码盘(5)和第一收发器(6)，所述第一码盘(5)和所述第一收发器(6)分别连接于所述旋转部(4)和所述固定部(3)相互靠近的一侧；

第二光电编码器，包括第二码盘(7)和第二收发器(8)，所述第二码盘(7)设置于所述壳体(1)内部并相对于所述壳体(1)固定设置，所述第二码盘(7)位于所述旋转部(4)远离所述固定部(3)的一侧，所述第二收发器(8)连接于所述旋转部(4)靠近所述第二码盘(7)的一侧。

2.根据权利要求1所述的雷达，其特征在于，所述第二码盘(7)为圆环形结构，所述圆环形结构上具有间隔的镂空刻度。

3.根据权利要求1所述的雷达，其特征在于，所述第二码盘(7)包括码盘本体(71)和涂覆在码盘本体(71)靠近所述旋转部(4)一侧的第一编码区(72)和第二编码区(73)；

所述第一编码区(72)和所述第二编码区(73)相间排列成圆环状结构，所述第一编码区(72)的颜色与所述第二编码区(73)的颜色不同。

4.根据权利要求3所述的雷达，其特征在于，所述第一编码区(72)的颜色为黑色和白色中的一种，所述第二编码区(73)的颜色为黑色和白色中的另一种。

5.根据权利要求1所述的雷达，其特征在于，所述旋转部(4)包括电路板(41)，所述第一码盘(5)形成于所述电路板(41)上。

6.根据权利要求5所述的雷达，其特征在于，所述电路板(41)上沿所述旋转部(4)的周向间隔印制有多个第三编码区(51)，所述第三编码区(51)的颜色与所述电路板(41)的表面颜色不同，以使相邻的两个所述第三编码区(51)之间的所述电路板(41)的表面与所述第三编码区(51)形成所述第一码盘(5)。

7.根据权利要求5所述的雷达，其特征在于，所述电路板(41)包括依次设置的基体组件和阻焊层(411)；

所述阻焊层(411)沿所述旋转部(4)的周向开设有多个间隔设置的开窗(412)，以使所述基体组件裸露在外，所述阻焊层(411)的颜色与所述基体组件的颜色不同，以使相邻的两个所述开窗(412)之间的所述阻焊层(411)与所述开窗(412)下的所述基体组件形成所述第一码盘(5)。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的雷达，其特征在于，所述第一码盘(5)和所述第二码盘(7)的直径相等。

9.根据权利要求1-7任意一项所述的雷达，其特征在于，

所述固定部(3)连接有所述第一收发器(6)的一侧还连接有第一保护柱(9)，所述第一保护柱(9)位于所述第一收发器(6)的一侧，所述第一保护柱(9)的高度大于所述第一收发器(6)的高度；和/或，

所述旋转部(4)连接有所述第二收发器(8)的一侧还连接有第二保护柱(10)，所述第二保护柱(10)位于所述第二收发器(8)的一侧，所述第二保护柱(10)的高度大于所述第二收发器(8)的高度。

10.一种无人机，其特征在于，包括权利要求1-9任意一项所述的雷达。

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