CN215932128U - 测距装置和具有该测距装置的可移动平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种测距装置和具有该测距装置的可移动平台，测距装置包括：测距组件(1)，包括用于发射激光的发射器(11)和用于接收回光的接收器(12)；扫描组件(2)，设于发射器的出射光路上，扫描组件(2)能够改变激光的传输方向，并将回光投射至接收器(12)，扫描组件至少部分位于测距组件的一侧；和安装支架(3)，安装支架(3)为一体结构，扫描组件(2)和测距组件(1)分别设置于安装支架上。通过一体结构的安装支架同时安装扫描组件和测距组件，方便扫描组件和测距组件的安装，将扫描组件和测距组件的位置基准整合到同一个安装支架上，缩短尺寸链，降低公差控制的难度，缩减零件数量，降低管控成本和出问题的概率。

Description

测距装置和具有该测距装置的可移动平台

技术领域

本实用新型涉及测距领域，尤其涉及一种测距装置和具有该测距装置的可移动平台。

背景技术

现有测距装置中，扫描组件有独立的安装架，测距组件有安装底座，安装架和安装座相互独立，扫描组件与测距组件具有不同的位置基准，导致测距组件与扫描组件的尺寸链长，公差控制难度大，管控成本和出错的概率增加。对于测距装置这种功能安全器件，出现质量问题后会产生较大代价。

实用新型内容

本实用新型提供一种测距装置和具有该测距装置的可移动平台。

具体地，本实用新型是通过如下技术方案实现的：

本实用新型实施例提供一种测距装置，包括：

测距组件，包括用于发射激光的发射器和用于接收回光的接收器；

扫描组件，设于所述发射器的出射光路上，所述扫描组件能够改变所述激光的传输方向，并将所述回光投射至所述接收器，所述扫描组件至少部分位于所述测距组件的一侧；和

安装支架，所述安装支架为一体结构，所述扫描组件和所述测距组件分别设置于所述安装支架上。

本实用新型实施例还提供一种可移动平台，包括：

平台主体；和

第一方面所述的测距装置，所述测距装置连接于所述平台主体。

根据本实用新型实施例提供的技术方案，本实用新型通过一体结构的安装支架同时安装扫描组件和测距组件，方便扫描组件和测距组件的安装，将扫描组件和测距组件的位置基准整合到同一个安装支架上，可以缩短尺寸链，降低公差控制的难度，缩减了零件数量，降低了管控成本和出问题的概率。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本实用新型。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，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是本实用新型一实施例中的测距装置的安装支架的结构示意图；

图2是本实用新型一实施例中的测距装置的爆炸图；

图3是本实用新型一实施例中的测距装置的安装支架在另一方向上的结构示意图；

图4是本实用新型一实施例中的测距装置的另一爆炸图；

图5是本实用新型一实施例中的测距装置的另一爆炸图；

图6是本实用新型一实施例中的测距装置的剖面示意图；

图7是本实用新型一实施例中的测距装置的另一剖面示意图；

图8是本实用新型一实施例中的测距装置的另一剖面示意图；

图9是本实用新型一实施例中的测距装置的部分结构示意图；

图10是本实用新型一实施例中的测距装置的硬件结构示意图；

图11是本实用新型一实施例中的测距装置的使用示意图；

图12是图11所示的测距装置的扫描光束示意图。

附图标记：

1、测距组件；11、发射器；12、接收器；13、准直元件；14、反射镜；15、光路改变元件；2、扫描组件；21、固定凸耳；211、防震套；22、第一固定连接件；23、第一光学元件；24、第一驱动器；25、第二光学元件；26、第二驱动器；3、安装支架；31、第一安装支架；311、第一安装部；3111、第一安装孔；312、第三安装部；313、通孔；314、支撑架；3141、第四安装部；3142、镂空部；3143、第六安装部；32、第二安装支架；321、第二安装部；322、承载架；3221、第五安装部；3222、定位孔；3223、散热板；33、定位面；4、外壳；41、底壳；411、收容腔；412、支撑部；413、窗口；42、顶盖；43、第二固定连接件；5、主控板；6、接口板；61、第二电连接部；7、接口小板；8、导热材料；9、转接板；91、第一电连接部；10、光电开关板；101、FPC接口；20、散热块；210、第四固定连接件；220、固定端；100、被探测物；300、控制装置。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本实用新型相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本实用新型的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本实用新型使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本实用新型。在本实用新型和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本实用新型可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本实用新型范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

需要说明的是，在不冲突的情况下，下述的实施例及实施方式中的特征可以相互组合。

参见图1和图2，本实用新型实施例提供一种测距装置，该测距装置可包括测距组件1、扫描组件2和安装支架3。

其中，测距组件1包括用于发射激光的发射器11和用于接收回光的接收器12。扫描组件2设于发射器11的出射光路上，本实用新型实施例中，扫描组件2能够改变激光的传输方向并投射至外界环境，并将回光投射至接收器12。安装支架3为一体结构，扫描组件2和测距组件1分别设置于安装支架3上，扫描组件2至少部分位于测距组件1的一侧。

本实用新型实施例通过一体结构的安装支架3同时安装扫描组件2和测距组件1，方便扫描组件2和测距组件1的安装，将扫描组件2和测距组件1的位置基准整合到同一个安装支架3上，可以缩短尺寸链，降低公差控制的难度，缩减了零件数量，降低了管控成本和出问题的概率。

参见图1，安装支架3可包括第一安装支架31以及设于第一安装支架31一侧的第二安装支架32，第一安装支架31用于安装测距组件1，第二安装支架32用于安装扫描组件2，使得扫描组件2至少部分位于测距组件1的一侧。可以理解的是，第一安装支架31与第二安装支架32为一体结构。

可以通过压铸、注塑或机加工等将第一安装支架31和第二安装支架32集成为一个安装支架3。

本实用新型实施例的测距组件1还可包括准直元件13，准直元件13设于发射器11的出射光路上，并用于准直激光。

如图4至图6所示，扫描组件2整体位于测距组件1的一侧，扫描组件2的光接收端与准直元件13相对，示例地，扫描组件2的光接收端与准直元件13正对，扫描组件2的光接收端接收准直元件13准直后的激光，并通过扫描组件2的光出射端射出。

而在其他实施例中，扫描组件2可部分位于测距组件1的一侧，其中，扫描组件2的光接收端位于测距组件1的准直元件13的一侧，并且扫描组件2的光接收端与准直元件13相对，示例地，扫描组件2的光接收端与准直元件13正对，扫描组件2的光接收端接收准直元件13准直后的激光，并通过扫描组件2的光出射端射出；而扫描组件2的壳体可位于测距组件1的两侧。

再次参见图1，第一安装支架31可设有第一安装部311，第二安装支架32可设有第二安装部321，第一安装部311设于第一安装支架31靠近第二安装支架32的一端，发射器11安装于第一安装支架31远离第二安装支架32的一端。其中，第一安装部311用于安装准直元件13，第二安装部321用于安装扫描组件2，准直元件13位于扫描组件2与发射器11之间。本实用新型实施例中，第一安装部311与第二安装部321在安装支架3的机体坐标系中的相对位置固定，第一安装部311在机体坐标系中的位置用于指示准直元件13在机体坐标系中的位置，第二安装部321在机体坐标系中的位置用于指示所述测距组件1在机体坐标系中的位置。第一安装部311可作为机体坐标系的原点，因此通过直接管控第一安装部311与第二安装部321的公差这一个尺寸即能管控测距组件1与扫描组件2的公差，即测距组件1与扫描组件2的公差由第一安装部311与第二安装部321的公差确定，从而缩短了主光路(包括出射光路和回光路)尺寸链，提高测距装置的测量精度。

其中，机体坐标系即为以安装支架3为基准定义的坐标系，具体可以根据需要定义机体坐标系的原点和坐标轴。

在一些实施例中，准直元件13可包括透镜，第一安装部311可包括第一安装孔3111，透镜安装于第一安装孔3111，透镜的表面与扫描组件2的光入射端相对。如此，通过管控第一安装孔3111的中心轴与第二安装部321的公差来管控测距组件1与扫描组件2的公差。

应当理解地，第一安装部311不限于安装孔，还可以为其他结构，如半圆环形安装结构，透镜安装于半圆环形安装结构，半圆环形安装结构所在圆的中心轴与透镜的光轴重合。通过管控半圆环形安装结构所在圆的中心轴与第二安装部321的公差来管控测距组件1与扫描组件2的公差。

此外，在一些实施例中，为了将回光投射至接收器12，测距组件1还可包括反射镜14，通过反射镜14将回光反射至接收器12。再次参见图1，第一安装支架31还可设有第三安装部312，第三安装部312设于第一安装孔3111和发射器11之间。其中，反射镜14安装于第三安装部312，并且反射镜14与透镜相对，激光经反射镜14透射至透镜，回光经反射镜14反射至接收器12。

可选地，第三安装部312可包括第二安装孔，其中，第二安装孔的中心轴相对第一安装孔3111的中心轴倾斜，使得反射镜14相对透镜倾斜。应当理解地，第三安装部312不限于安装孔，还可以为其他结构，可根据反射镜14的结构来选择第三安装部312的结构，使得第三安装部312适配于反射镜14。

可选地，第二安装孔的顶部边缘与第一安装孔3111的顶部边缘一体成型，如此设计，结构更简洁且美观。

参见图3，第一安装支架31还可设有贯穿第一安装支架31的通孔313，通孔313位于反射镜14的下方。接收器12安装于第一安装支架31的底部表面，通孔313与接收器12相对，回光经反射镜14反射后，通过通孔313进入至接收器12。如此，结构布局更合理且紧凑。

如图1所示，第二安装支架32可包括两个承载架322，两个承载架322间隔设于第一安装支架31同一端的两侧，扫描组件2夹设于两个承载架322之间。两个间隔排布的承载架322的设计，能够减轻安装支架3的重量。图1所示的实施例中，两个承载架322大致平行；在另外一些实施例中，两个承载架322也可呈一夹角。

为实现扫描组件2的便捷组装，参见图1、图2和图4，每个承载架322分别设有至少一个第二安装部321，扫描组件2的对应位置设有固定凸耳21，第二安装部321与固定凸耳21对应配合，使得扫描组件2悬挂于两个承载架322之间。为将扫描组件2稳定地组装在两个承载架322之间，每个承载架322分别设有至少两个第二安装部321。如图1和图2所示，每个承载架322分别设有两个第二安装部321，扫描组件2的两侧分别设有两个固定凸耳21，四个第二安装部321与四个固定凸耳21对应连接。应当理解地，第二安装部321和固定凸耳21也可设置为其他数量。

为实现第二安装部321与固定凸耳21的便捷组装，第二安装部321可包括第一安装柱，第一安装柱设有第一固定孔，固定凸耳21设有第二固定孔，第一固定孔和第二固定孔通过第一固定连接件22固定连接。

该第一固定连接件22可以为螺钉、销轴或其他固定连接件。

例如，第二安装部321和固定凸耳21分别包括四个，第一固定连接件22为螺钉，四个第二安装部321的第一固定孔和四个固定凸耳21的第二固定孔分别对准后，只需从上往下安装四个螺钉即可将扫描组件2锁定在第二安装支架32上，这种上下组装的难度小，且有利于散热设计。

为减小扫描组件2因振动产生的噪声，可在第二固定孔内设置防震套211，防震套211套设于第一固定连接件22。该防震套211可以为硅胶套，也可以为其他材质的防震套。应当理解地，也可通过其他防震结构替代防震套211。

每个承载架322的至少两个第二安装部321共面，且每个承载架322的至少两个第二安装部321位于同一直线上。为达到较好的减震降噪效果，扫描组件2的重心在每个承载架322的至少两个第二安装部321所在面上的投影在该承载架322的至少两个第二安装部321的连线上。当第二固定孔内设有防震套211时，同一承载架322的至少两个防震套211也共面，并且，每个承载架322的至少两个防震套211位于同一直线上，扫描组件2的重心在每个承载架322的至少两个防震套211所在面上的投影在该承载架322的至少两个防震套211的连线上。

为方便扫描组件2的悬挂组装，每个承载架322的至少两个第二安装部321的高度不相同。例如，在一些实施例中，由第一安装支架31向第二安装支架32的方向，每个承载架322的至少两个第二安装部321的高度逐渐增大。或者，在一些实施例中，由第一安装支架31向第二安装支架32的方向，每个承载架322的至少两个第二安装部321的高度逐渐减小。

再次参见图1，每个承载架322远离第一安装支架31的一端分别设有散热板3223，本实施例中，散热板3223设于承载架322的顶部，每个散热板3223的顶部分别设有一个第二安装部321，每个承载架322上位于散热板3223与第一安装支架31之间的部分的顶部分别设有一个第二安装部321，如此，设在散热板3223顶部的第二安装部321高于设在第二安装支架32的顶部的第二安装部321。

参见图5和图6，本实用新型实施例的测距装置还可包括外壳4，外壳4可包括底壳41和顶盖42，底壳41设有收容腔411，顶盖42盖设于底壳41的顶部。本实用新型实施例中，安装支架3的顶部与底壳41的顶部配合，使得安装支架3悬挂于收容腔411内，通过悬挂组装方式优化了安装支架3的组装，实现安装支架3的便捷组装，且从上往下的悬挂有利于散热支架与外壳4之间设置散热层。

安装支架3的悬挂组装方式可以根据需要设计，例如，在一些实施例中，参见图1，第一安装支架31还可设有两个支撑架314，两个支撑架314分别由第一安装部311的两侧向远离第二安装支架32的方向延伸，每个支撑架314远离第二安装支架32的一端分别设有第四安装部3141，第二安装支架32远离第一安装支架31的一端的两侧分别设有第五安装部3221，两个第四安装部3141及两个第五安装部3221分别与底壳41的顶部连接，使得安装支架3悬挂于收容腔411内。

在组装时，先将测距组件1和扫描组件2组装在安装支架3上，测距组件1和扫描组件2组装完成后，再将安装支架3悬挂组装在底壳41上。

可选地，两个第四安装部3141及两个第五安装部3221分别与底壳41顶部的四个角部对应配合，每个第四安装部3141的底部及每个第五安装部3221的底部分别设有定位面33，定位面33与对应的角部相接触。本实施例中，定位面33与第一安装部311在机体坐标系中的相对位置固定，定位面33在机体坐标系中的位置用于指示底壳41的预设位置在机体坐标系中定位置，这样，通过管控第一安装部311与定位面33的公差这一个尺寸即能管控准直元件13的光轴与底壳41的预设位置的公差，即准直元件13的光轴与底壳41的预设位置的公差由第一安装部311与定位面33的公差确定，从而缩短了主光路的尺寸链，提高测距装置的测量精度。

其中，该预设位置可以为底壳41顶部边界，也可以为底壳41顶部其他位置。

在一些实施例中，四个定位面33共面，方便安装支架3的悬挂组装。

在另外一些实施例中，两个第四安装部3141的定位面33共面，两个第五安装部3221的定位面33共面，第四安装部3141的定位面33与第五安装部3221的定位面33不共面。

两个第四安装部3141及两个第五安装部3221分别与底壳41顶部的四个角部通过第二固定连接件43相连接。该第二固定连接件43可以为螺钉、销轴或其他固定连接件。例如，第二固定连接件43为螺钉，如此，只需从上往下安装四个螺钉即可将安装支架3锁定在外壳4上，这种上下组装的难度小，且有方便在安装支架3与底壳41之间设置散热层，有利于散热设计。

支撑架314可大致呈三角形，且支撑架314设有镂空部3142，如此，三角形的支撑架314稳定性好，镂空部3142的设计能够减轻重量。应当理解地，支撑架314也可设计为其他形状，也可不在支撑架314上设置镂空部3142。

安装支架3的悬挂组装方式还可以设计为其他，例如，在第一安装支架31和每个承载架322之间分别设有支撑柱，支撑柱的顶部设有凸耳，凸耳挂设于底壳41的顶部，且凸耳的底部设有上述定位面33。

底壳41可设有窗口413，窗口413与扫描组件2的光出射端相对，扫描组件2的光出射端设于扫描组件2远离准直元件13的一端。本实用新型实施例中，发射器11发射的激光依次经反射镜14、准直元件13准直和扫描组件2后，由窗口413射出。并且，回光由窗口413进入，依次经扫描组件2、准直元件13和反射镜14后，由接收器12接收。

参见图3，每个承载架322还可分别设有定位孔3222，定位孔3222贯穿至对应承载架322的底部，定位孔3222与底壳41的对应位置通过第三固定连接件连接。本实施例中，定位孔3222的中心线与第一安装部311的中轴线在机体坐标系中的夹角固定，定位孔3222的中心线与第一安装部311的中轴线在机体坐标系中的夹角用于指示外壳4的中心线与准直元件13的光轴的夹角，其中，外壳4的中心线平行于水平面，可选地，外壳4的中心线与第一安装支架31和第二安装支架32的排布方向一致。通过直接管控第一安装部311与定位孔3222的公差这一个尺寸即能管控准直光路的光轴与外壳4的中心线的角度公差，即准直元件13的光轴与外壳4的中心线的角度公差由第一安装部311与定位孔3222的公差确定，从而降低FOV射出的可能误差，并可一定程度缩小底壳41上的窗口413的尺寸。

参见图2和图7，发射器11可包括用于发射激光的发射板，发射板安装于第一安装支架31远离第二安装支架32的一端。参见图2和图6，接收器12包括用于接收回光的接收板，接收板安装于第一安装支架31的底部，且接收板设于第一安装支架31与底壳41的底部之间。这种布局方式，有利于散热设计。

参见图2、图5和图8，本实用新型实施例的测距装置还可包括主控板5、接口板6以及接口小板7，接口板6设有外部通信接口，可通过外部通信接口实现测距装置与外部设备的通信。主控板5安装于第一安装支架31和第二安装支架32的一侧外表面，接口板6安装于第一安装支架31和第二安装支架32的另一侧外表面，即主控板5安装于安装支架3的一侧外表面，接口板6安装于安装架的另一侧外表面。接口小板7设于第一安装支架31的上方，接口小板7朝向主控板5的一端与主控板5的对应位置对接以使得主控板5与接口小板7实现电连接，接口小板7朝向接口板6的一端与接口板6的对应位置对接以使得接口板6与接口小板7实现电连接。本实施例中，主控板5、接口板6以及接口小板7形成“门”字形结构，结构紧凑且布局更合理，充分利用了收容腔411的空间。并且，将尺寸较大的主控板5和接口板6安装在安装支架3的两侧，将尺寸(包括厚度)较小的接口小板7安装在第一安装支架31的上方，如此，实现了在测距装置的高度尺寸上的极致压缩，做到了性能与体积的极限。

在一些实施例中，主控板5、接口板6以及接口小板7一体化设计，这样，主控板5、接口板6以及接口小板7之间无需设置插接件、FPC等以实现通信，结构更简单且提高了结构强度。其中，主控板5、接口板6以及接口小板7均为柔性板或板挠性板，方便一体化设计。

在另外一些实施例中，主控板5、接口板6以及接口小板7中的至少两个相互独立，相互独立的两个电路板之间可通过插接件、FPC等连接以实现两个电路板的通信连接。

为实现主控板5和接口板6的散热，本实用新型实施例中，安装支架3为散热支架，主控板5和接口板6的发热元件均朝向安装支架3的对应侧设置，主控板5和接口板6的发热元件的热量经安装支架3传导至外壳4。即主控板5和接口板6的发热元件散出的热量经安装支架3导至外壳4，再由外壳4将热量散出。

参见图2和图8，主控板5及接口板6的发热元件分别贴设于对应侧的散热板3223，通过散热板3223与主控板5及接口板6的发热元件的接触，增大散热面积，从而加快散热速度。

相比接口板6，主控板5需要承担更多数据处理与传输，因此，主控板5的发热元件的数量会多于接口板6，为实现均匀散热，可选地，与主控板5相贴设的散热板3223的厚度大于与接口板6相贴设的散热板3223的厚度。

为实现高可靠性的热传导，在一些实施例中，主控板5及接口板6的发热元件与对应散热板3223之间填充有导热材料8。或者，在一些实施例中，每个散热板3223的底部与底壳41之间填充有导热材料8。或者，在一些实施例中，主控板5及接口板6的发热元件与对应散热板3223之间填充有导热材料8，并且，主控板5及接口板6的发热元件与对应散热板3223之间也填充有导热材料8。

为实现接口小板7的散热，本实施例中，接口小板7与顶盖42接触。由于接口小板7散热量较少，故通过接口小板7与顶盖42接触导热即可。

参见图2和图4，本实用新型实施例的测距装置还可包括柔性的转接板9，转接板9贴设于扫描组件2朝向接口板6的一侧表面，并且转接板9与扫描组件2电连接。转接板9的一端设有第一电连接部91，接口板6的对应位置设有第二电连接部61，第一电连接部91与第二电连接部61配合，使得接口板6与扫描组件2实现通信。如此，可通过外部设备控制扫描组件2中的电机的转动。并且，通过设置转接板9，避免了扫描组件2转动导致的接口板6的位置变化。

其中，该转接板9可以为FPC板。

再次参见图2和图4，本实用新型实施例的测距装置还可包括光电开关板10，光电开关板10贴设于扫描组件2的顶部外表面，该光电开关板10用于检测扫描组件2中的转动部件(如电机)的转动角度大小，并且，光电开关板10朝向主控板5的一侧设有FPC接口101，FPC接口101与主控板5电连接，从而通过FPC接口101将转动角度大小传输给主控板5，便于主控板5控制扫描组件2工作。

为实现接收板的散热，本实施例中，接收板的底部与底壳41接触，接收板的发热元件的热量通过底壳41导出。由于接收板散热量较少，故通过接收板与底壳41接触导热即可。

在一些实施例中，为实现高可靠性的热传导，接收板的底部与底壳41之间可填充有导热材料8。

应当理解地，由于安装支架3是悬挂在底壳41的顶部的，这种上下安装方式也易于将填充的导热材料8挤压成导热层，使得导热材料8与各结构之间的充分接触，进一步加快散热速度。

目前的测距装置中，发射板的位置是可调节的，发射板的调节通过调焦设备校准后，将发射板的几个预留空位和结构上伸出的几个柱子使用胶水粘接固定实现对焦。因此发射板的位置在机体坐标系中会有一定范围的变化。发射板的调节量的大小，主要受光路中累计的公差影响。现有构型的发射板相对于机体坐标系的尺寸链较长，有多层转接。若直接使用浮动型散热方案，存在计算公差后设计间隙过大的问题。且构型上难以装配，无法形成较好的散热通路问题。

对于此，为实现发射板的散热，参见图7和图9，本实用新型实施例的测距装置还可包括散热块20，至少一个支撑架314远离第二安装支架32的一端设有第六安装部3143，第六安装部3143用于安装散热块20。散热块20与两个支撑架314及两个第四安装部3141之间形成一安装空间，发射板安装于安装空间内，且发射板与散热块20之间存在间隙。第六安装部3143与第一安装部311在机体坐标系中的相对位置固定，第六安装部3143在机体坐标系中的位置用于指示发射板在机体坐标系中的位置，通过第六安装部3143与第一安装部311的公差这一个尺寸即能够确定发射板与准直元件13的公差，即发射板与准直元件13的公差由第六安装部3143与第一安装部311的公差确定，从而缩短发射板在机体坐标系中的尺寸链。相比浮动型散热方案，散热块20在机体坐标系的位置是固定的，通过管控散热块20相对第一安装部311的公差，就能保证发射板在机体坐标系有较高的一致性，更易管控发射板的组装，且组装不需要人工调整发射板的位置，确保发射板的散热效果。

第六安装部3143可包括第二安装柱，第二安装柱设有第三固定孔，散热块20设有第四固定孔，第三固定孔与第四固定孔通过第四固定连接件210固定连接。

该第四固定连接件210可以为螺钉、销轴或其他固定连接件。

例如，其中一个支撑架314远离第二安装支架32的一端设有两个第二安装柱，两个第二安装柱上下间隔排布，每个第二安装柱均设有第三固定孔，散热块20的一侧设有两个第四固定孔，通过两个第四固定连接件210分别穿过两个第四固定孔固定于对应的第三固定孔中，从而将散热块20的一侧固定于其中一个支撑架314上。当然，也可以在其中一个支撑架314远离第二安装支架32的一端设置两个第二安装柱，并在另一个支撑架314远离第二安装支架32的一端设置一个第三安装柱，通过三个第四固定连接件210将散热块20的两侧分别固定在两个支撑架314上。

发射板与散热块20之间的缝隙可填充有导热材料8，如此，能实现高可靠性的热传导，将发射板的热量传递到散热块20上。

可先在散热块20上涂设导热材料8，再将发射板安装在安装空间，发射板挤压导热材料8使得发射板与散热块20之间形成导热层。

参见图7，底壳41可设有支撑部412，支撑部412收容于收容腔411内，散热块20远离发射板的一端设有固定端220，固定端220连接于支撑部412，并且，固定端220的底部与支撑部412接触。如此，散热块20的热量可通过底壳41导出。

为实现高可靠性的热传导，固定端220的底部与支撑部412之间可填充有导热材料8。

可先在支撑部412的顶部涂设导热材料8，再将散热块20的固定端220组装在支撑部412上，由于固定端220与支撑部412是上下方向组装的，故在散热块20向下的挤压力作用下，支撑端顶部的导热材料8能够更好地形成导热层。

在一些实施例中，散热块20设置在外壳4上，这种方式导致发射板在机体坐标系中的尺寸链很长，发射板和散热块20之间的间距可能会大很多；并且，需要在将安装支架3组装在底壳41上之后再装散热块20，操作空间小。

在一些实施例中，散热块20与底壳41做成一个零件，这需要在将安装支架3组装在底壳41上之后，增加一个向散热块20平移的动作，组装困难。

上述实施例中的导热材料8可以为导热胶，也可以为其他导热材料。

本实用新型实施例的测距装置可以为激光雷达，但不限于激光雷达。

在一种实施方式中，激光雷达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，激光雷达可以通过测量激光雷达和探测物之间光传播的时间，即光飞行时间(Time-of-Flight，TOF)，来探测探测物到激光雷达的距离。或者，激光雷达也可以通过其他技术来探测探测物到激光雷达的距离，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10至图12所示的激光雷达对测距的工作流程进行举例描述。

如图10所示，激光雷达可以包括发射电路、接收电路、采样电路和运算电路。

发射电路可以发射光脉冲序列(例如激光脉冲序列)。接收电路可以接收经过被探测物100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。采样电路可以对电信号进行采样，以获取采样结果。运算电路可以基于采样电路的采样结果，以确定激光雷达与被探测物100之间的距离。

可选地，该激光雷达还可以包括控制电路，该控制电路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10示出的激光雷达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，用于出射一路光束进行探测，但是本实用新型实施例并不限于此，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，用于沿相同方向或分别沿不同方向出射至少两路光束；其中，该至少两束光路可以是同时出射，也可以是分别在不同时刻出射。一个示例中，该至少两个发射电路中的发光芯片封装在同一个模块中。例如，每个发射电路包括一个激光发射芯片，该至少两个发射电路中的激光发射芯片中的封装到一起，容置在同一个封装空间中。

一些实现方式中，除了图10所示的电路，激光雷达还可以包括扫描组件2，用于将发射电路出射的至少一路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、接收电路、采样电路和运算电路的模块，或者，包括发射电路、接收电路、采样电路、运算电路和控制电路的模块称为测距组件1，该测距组件1可以独立于其他模块，例如，扫描组件2。

激光雷达中可以采用同轴光路，也即激光雷达出射的光束和经反射回来的光束在激光雷达内共用至少部分光路。例如，发射电路出射的至少一路激光脉冲序列经扫描组件2改变传播方向出射后，经被探测物100反射回来的激光脉冲序列经过扫描组件2后入射至接收电路。或者，激光雷达也可以采用异轴光路，也即激光雷达出射的光束和经反射回来的光束在激光雷达内分别沿不同的光路传输。图11示出了本实用新型的激光雷达采用同轴光路的一种实施例的示意图。

如图11所示，激光雷达包括测距组件1，测距组件1包括发射器11(可以包括上述的发射电路)、准直元件13、接收器12(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15。测距组件1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11可以用于发射光脉冲序列。在一些实施例中，发射器11可以发射激光脉冲序列。可选的，发射器11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13设置于发射器11的出射光路上，用于准直从发射器11发出的光束，将发射器11发出的光束准直为平行光出射至扫描组件2。准直元件13还用于会聚经被探测物100反射的回光的至少一部分。该准直元件13可以是准直透镜或者是其他能够准直光束的元件。

在图11所示实施例中，通过光路改变元件15来将激光雷达内的发射光路和接收光路在准直元件13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13，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11和接收器12分别使用各自的准直元件13，将光路改变元件15设置在准直元件13之后的光路上。

在图11所示实施例中，由于发射器11出射的光束的光束孔径较小，激光雷达所接收到的回光的光束孔径较大，所以光路改变元件15可以采用小面积的反射镜14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15也可以采用带通孔313的反射镜14，其中该通孔313用于透射发射器11的出射光，反射镜14用于将回光反射至接收器12。这样可以减小采用小反射镜14的情况中小反射镜14的支架会对回光的遮挡。

在图11所示实施例中，光路改变元件15偏离了准直元件13的光轴。在其他的一些实现方式中，光路改变元件15也可以位于准直元件13的光轴上。

激光雷达还包括扫描组件2。扫描组件2放置于测距组件1的出射光路上，扫描组件2用于改变经准直元件13出射的准直光束201的传输方向并投射至外界环境，并将回光202投射至准直元件13。回光202经准直元件13汇聚到接收器12上。

在一些实施例中，扫描组件2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，扫描组件2包括透镜、棱镜、振镜、光栅、液晶、光学相控阵(Optical Phased 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，扫描组件2的多个光学元件可以绕共同的轴旋转或振动，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。在一些实施例中，扫描组件2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。在另一些实施例中，扫描组件2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，扫描组件2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，扫描组件2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。

在一些实施例中，扫描组件2包括第一光学元件23和与第一光学元件23连接的第一驱动器24，第一驱动器24用于驱动第一光学元件23绕转动轴转动，使第一光学元件23改变准直光束的方向。第一光学元件23将准直光束投射至不同的方向。在一些实施例中，准直光束经第一光学元件23改变后的方向与转动轴的夹角随着第一光学元件23的转动而变化。在一些实施例中，第一光学元件23包括相对的非平行的一对表面，准直光束穿过该对表面。在一些实施例中，第一光学元件23包括厚度沿至少一个径向变化的棱镜。在一些实施例中，第一光学元件23包括楔角棱镜，对准直光束进行折射。

在一些实施例中，扫描组件2还包括第二光学元件25，第二光学元件25绕转动轴转动，第二光学元件25的转动速度可以与第一光学元件23的转动速度相同或不同。第二光学元件25用于改变第一光学元件23投射的光束的方向。在一些实施例中，第二光学元件25与第二驱动器26连接，第二驱动器26驱动第二光学元件25转动。第一光学元件23和第二光学元件25可以由相同或不同的驱动器驱动，使第一光学元件23和第二光学元件25的转速和/或转向不同，从而将准直光束投射至外界空间不同的方向，可以扫描较大的空间范围。在一些实施例中，控制装置300控制第一驱动器24和第二驱动器26，分别驱动第一光学元件23和第二光学元件25。第一光学元件23和第二光学元件25的转速可以根据实际应用中预期扫描的区域和样式确定。第一驱动器24或第二驱动器26可以包括电机或其他驱动器。

在一些实施例中，第二光学元件25包括相对的非平行的一对表面，光束穿过该对表面。在一些实施例中，第二光学元件25包括厚度沿至少一个径向变化的棱镜。在一些实施例中，第二光学元件25包括楔角棱镜。

一些实施例中，扫描组件2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。在一些实施例中，第三光学元件包括厚度沿至少一个径向变化的棱镜。在一些实施例中，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。

扫描组件2中的各光学元件旋转可以将光投射至不同的方向，例如方向203和方向204，如此对激光雷达周围的空间进行扫描。如图12所示，图12为激光雷达的一种扫描图案的示意图。可以理解的是，扫描组件2内的光学元件的速度变化时，扫描图案也会随之变化。

当扫描组件2投射出的光打到被探测物100时，一部分光被被探测物100沿与投射的光相反的方向反射至激光雷达。被探测物100反射的回光202经过扫描组件2后入射至准直元件13。

接收器12与发射器11放置于准直元件13的同一侧，接收器12用于将穿过准直元件13的至少部分回光转换为电信号。

一些实施例中，各光学元件上镀有增透膜。可选的，增透膜的厚度与发射器11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。

一些实施例中，激光雷达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11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12带来的噪音。

在一些实施例中，发射器11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。进一步地，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，激光雷达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100到激光雷达的距离。

本实用新型实施例还提供一种可移动平台，该可移动平台可包括平台主体和上述实施例中的测距装置，测距装置连接于平台主体。

本实用新型实施例的可移动平台可包括车辆，如无人车辆或有人驾驶车辆。应当理解地，可移动平台也可为其他，如无人飞行器。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，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保护的范围之内。

Claims (20)

1.一种测距装置，其特征在于，包括：

测距组件，包括用于发射激光的发射器和用于接收回光的接收器；

扫描组件，设于所述发射器的出射光路上，所述扫描组件能够改变所述激光的传输方向，并将所述回光投射至所述接收器，所述扫描组件至少部分位于所述测距组件的一侧；和

安装支架，所述安装支架为一体结构，所述扫描组件和所述测距组件分别设置于所述安装支架上。

2.根据权利要求1所述的测距装置，其特征在于，所述安装支架包括第一安装支架以及设于所述第一安装支架一侧的第二安装支架，所述第一安装支架用于安装所述测距组件，所述第二安装支架用于安装所述扫描组件，使得所述扫描组件至少部分位于所述测距组件的一侧。

3.根据权利要求2所述的测距装置，其特征在于，所述测距组件还包括准直元件，所述准直元件设于所述发射器的出射光路上，并用于准直所述激光；

所述第一安装支架设有第一安装部，所述第二安装支架设有第二安装部，所述第一安装部设于所述第一安装支架靠近所述第二安装支架的一端，所述发射器安装于所述第一安装支架远离所述第二安装支架的一端；

所述第一安装部用于安装所述准直元件，所述第二安装部用于安装所述扫描组件，所述准直元件位于所述扫描组件与所述发射器之间；

其中，所述第一安装部与所述第二安装部在所述安装支架的机体坐标系中的相对位置固定，所述第一安装部在所述机体坐标系中的位置用于指示所述准直元件在所述机体坐标系中的位置，所述第二安装部在所述机体坐标系中的位置用于指示所述测距组件在所述机体坐标系中的位置。

4.根据权利要求3所述的测距装置，其特征在于，所述准直元件包括透镜，所述第一安装部包括第一安装孔，所述透镜安装于所述第一安装孔，所述透镜的表面与所述扫描组件的光入射端相对。

5.根据权利要求4所述的测距装置，其特征在于，所述第一安装支架还设有第三安装部，所述第三安装部设于所述第一安装孔和所述发射器之间；

所述测距组件还包括反射镜，所述反射镜安装于所述第三安装部，并与所述透镜相对，所述激光经所述反射镜透射至所述透镜，所述回光经所述反射镜反射至所述接收器。

6.根据权利要求5所述的测距装置，其特征在于，所述第三安装部包括第二安装孔，所述第二安装孔的中心轴相对所述第一安装孔的中心轴倾斜，使得所述反射镜相对所述透镜倾斜；和/或

所述第一安装支架还设有贯穿所述第一安装支架的通孔，所述通孔位于所述反射镜的下方，所述接收器安装于所述第一安装支架的底部表面，所述通孔与所述接收器相对，所述回光经所述反射镜反射后，通过所述通孔进入至所述接收器。

7.根据权利要求3所述的测距装置，其特征在于，所述第二安装支架包括两个承载架，两个所述承载架间隔设于所述第一安装支架同一端的两侧，且两个所述承载架大致平行，所述扫描组件夹设于两个所述承载架之间；

每个所述承载架分别设有至少一个所述第二安装部，所述扫描组件的对应位置设有固定凸耳，所述第二安装部与所述固定凸耳对应配合，使得所述扫描组件悬挂于两个所述承载架之间。

8.根据权利要求7所述的测距装置，其特征在于，每个所述承载架分别设有至少两个所述第二安装部。

9.根据权利要求8所述的测距装置，其特征在于，所述第二安装部包括第一安装柱，所述第一安装柱设有第一固定孔，所述固定凸耳设有第二固定孔，所述第一固定孔和所述第二固定孔通过第一固定连接件固定连接。

10.根据权利要求9所述的测距装置，其特征在于，所述第二固定孔内设有防震套，所述防震套套设于所述第一固定连接件。

11.根据权利要求8所述的测距装置，其特征在于，每个所述承载架的至少两个所述第二安装部共面，且每个所述承载架的至少两个所述第二安装部位于同一直线上，所述扫描组件的重心在每个所述承载架的至少两个所述第二安装部所在面上的投影在所述承载架的至少两个所述第二安装部的连线上；和/或，

每个所述承载架的至少两个所述第二安装部的高度不相同；和/或，

每个所述承载架分别包括两个所述第二安装部。

12.根据权利要求3所述的测距装置，其特征在于，所述测距装置还包括外壳，所述外壳包括底壳和顶盖，所述底壳设有收容腔，所述顶盖盖设于所述底壳的顶部；

所述第一安装支架还设有两个支撑架，两个所述支撑架分别由所述第一安装部的两侧向远离所述第二安装支架的方向延伸，每个支撑架远离所述第二安装支架的一端分别设有第四安装部，所述第二安装支架远离所述第一安装支架的一端的两侧分别设有第五安装部，两个所述第四安装部及两个所述第五安装部分别与所述底壳的顶部连接，使得所述安装支架悬挂于所述收容腔内。

13.根据权利要求12所述的测距装置，其特征在于，两个所述第四安装部及两个所述第五安装部分别与所述底壳顶部的四个角部对应配合；

每个所述第四安装部的底部及每个所述第五安装部的底部分别设有定位面，所述定位面与对应的角部相接触；

其中，所述定位面与所述第一安装部在所述机体坐标系中的相对位置固定，所述定位面在所述机体坐标系中的位置用于指示所述底壳的预设位置在所述机体坐标系中定位置。

14.根据权利要求12所述的测距装置，其特征在于，两个所述第四安装部及两个所述第五安装部分别与所述底壳顶部的四个角部通过第二固定连接件相连接；和/或，

所述支撑架大致呈三角形，且所述支撑架设有镂空部；和/或，

所述第二安装支架包括两个承载架，两个所述承载架间隔设于所述第一安装支架的两侧，且两个所述承载架大致平行，所述扫描组件夹设于两个所述承载架之间；每个所述承载架还分别设有定位孔，所述定位孔贯穿至对应承载架的底部，所述定位孔与所述底壳的对应位置通过第三固定连接件连接；其中，所述定位孔的中心线与所述第一安装部的中轴线在所述机体坐标系中的夹角固定，所述定位孔的中心线与所述第一安装部的中轴线在所述机体坐标系中的夹角用于指示所述外壳的中心线与所述准直元件的光轴的夹角，其中，所述外壳的中心线平行于水平面。

15.根据权利要求12所述的测距装置，其特征在于，所述发射器包括用于发射激光的发射板，所述发射板安装于所述第一安装支架远离所述第二安装支架的一端，所述接收器包括用于接收回光的接收板，所述接收板安装于所述第一安装支架的底部，且所述接收板设于所述第一安装支架与所述底壳的底部之间。

16.根据权利要求15所述的测距装置，其特征在于，所述测距装置还包括主控板、接口板以及接口小板，所述接口板设有外部通信接口，所述主控板安装于所述第一安装支架和所述第二安装支架的一侧外表面，所述接口板安装于所述第一安装支架和所述第二安装支架的另一侧外表面，所述接口小板设于所述第一安装支架的上方；

所述接口小板朝向所述主控板的一端与所述主控板的对应位置对接以使得所述主控板与所述接口小板实现电连接，所述接口小板朝向所述接口板的一端与所述接口板的对应位置对接以使得所述接口板与所述接口小板实现电连接。

17.根据权利要求16所述的测距装置，其特征在于，所述安装支架为散热支架；

所述主控板和所述接口板的发热元件均朝向所述安装支架的对应侧设置，所述主控板和所述接口板的发热元件的热量经所述安装支架传导至所述外壳。

18.根据权利要求17所述的测距装置，其特征在于，所述第二安装支架包括两个承载架，两个所述承载架间隔设于所述第一安装支架的两侧，且两个所述承载架大致平行，所述扫描组件夹设于两个所述承载架之间；

每个所述承载架远离所述第一安装支架的一端分别设有散热板，所述主控板及所述接口板的发热元件分别贴设于对应侧的散热板。

19.根据权利要求15所述的测距装置，其特征在于，所述接收板的底部与所述底壳接触，所述接收板的发热元件的热量通过所述底壳导出；和/或

所述测距装置还包括散热块，至少一个所述支撑架远离所述第二安装支架的一端设有第六安装部，用于安装所述散热块，所述散热块与两个所述支撑架及两个所述第四安装部之间形成一安装空间，所述发射板安装于所述安装空间内，且所述发射板与所述散热块之间存在间隙；其中，所述第六安装部与所述第一安装部在所述机体坐标系中的相对位置固定，所述第六安装部在所述机体坐标系中的位置用于指示所述发射板在所述机体坐标系中的位置。

20.一种可移动平台，其特征在于，包括：

平台主体；和

权利要求1至19任一项所述的测距装置，所述测距装置连接于所述平台主体。

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