CN216013651U - 激光雷达收发模组、测距设备和移动机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种激光雷达收发模组、测距设备和移动机器人。其中，激光雷达收发模组包括保护罩、具有第一安装部和第二安装部的第一安装架、安装于第一安装部的光发射模块、安装于第二安装部的光接收模块及第一电路组件；第一安装部和第二安装部间隔且同侧设于第一安装架；保护罩罩盖第一安装和第二安装部且具有与第一安装部和第二安装部分别相配适的第一通孔和第二通孔，光发射模块自第一安装部向保护罩延伸并穿设于第一通孔；光接收模块朝向第二通孔；第一电路组件安装于第一安装架且与光发射模块、光接收模块分别电性连接。本激光雷达收发模组具有良好的光路防干扰效果，可有效地提高测距设备或者移动机器人的测距准确性和可靠性。

Description

激光雷达收发模组、测距设备和移动机器人

技术领域

本实用新型涉及雷达测距技术领域，尤其涉及一种激光雷达收发模组、测距设备和移动机器人。

背景技术

在移动机器人中，为了提高移动机器人的安全性能和避障能力，一般需要360°扫描以实现无死角。然而，激光雷达本身不能实现360°扫描，为了实现这功能，一般是将激光雷达的收发系统固定在承载平台上，然后通过连接于电机和承载平台之间的传动机构以带动承载平台360°转动，进而激光雷达可以360°扫描。但是由于承载平台的旋转中心和电机的旋转中心为异轴设置，这不可避免使得外界的异物如尘埃、水滴、小型生物等容易进入激光雷达内部，导致激光雷达运转异常、激光雷达收发模组的光路受到影响，从而使得激光雷达测距准确度降低甚至被损坏。

实用新型内容

本实用新型实施例的第一个目的是提供一种激光雷达收发模组，旨在解决现有外界异物容易进入激光雷达收发模组内部导致光路受到影响等问题。

为实现上述目的，本实用新型实施例采用的技术方案如下：

激光雷达收发模组，包括：

第一安装架，所述第一安装架具有第一安装部和第二安装部，所述第一安装部和所述第二安装部间隔且同侧设于所述第一安装架；

保护罩，所述保护罩罩盖所述第一安装部和所述第二安装部，且所述保护罩具有与所述第一安装部和所述第二安装部分别相配适的第一通孔和第二通孔；

光发射模块，所述光发射模块安装于第一安装部，且自所述第一安装部向所述保护罩延伸并穿设于所述第一通孔；

光接收模块，所述光接收模块安装于所述第二安装部，且自所述第二安装部朝向所述第二通孔；

第一电路组件，所述第一电路组件安装于所述第一安装架且与所述光发射模块、所述光接收模块分别电性连接。

在一种可能的实施方式中，所述光发射模块包括激发光器件、第二安装架和透镜组件；

所述第二安装架具有第一端部、第二端部以及从所述第一端部贯通至所述第二端部的光路通道，所述第一端部与所述第一安装部连接，所述第二端部穿设于所述第一通孔，所述激发光器件设于所述第一端部且与所述第一电路组件连接；所述透镜组件设于所述光路通道内。

在一种可能的实施方式中，所述光接收模块包括光接收器件和接收镜组件；

所述光接收器件和所述接收镜组件沿所述激光反射光路设于所述第二安装部，且所述接收镜组件朝向所述第二通孔，所述光接收器件与所述第一电路组件连接。

在一种可能的实施方式中，所述第一安装部形成有第一安装孔；所述光发射模块安装于所述第一安装孔；

所述第二安装部形成有第二安装孔；所述光接收模块安装于所述第二安装孔，所述第二安装孔朝向所述第二通孔的端部形成有限位部，所述接收镜组卡接于所述限位部且遮盖所述第二安装孔。

在一种可能的实施方式中，所述第一安装部形成有注胶孔，所述注胶孔与所述第一安装孔连通以用于供胶水注入固定所述光发射模块。

在一种可能的实施方式中，所述保护罩形成有导流槽，所述导流槽和所述注胶孔连通；

或者，所述保护罩的顶部形成有导流槽，所述注胶孔设于所述第一安装部的顶部，所述导流槽和所述注胶孔连通。

在一种可能的实施方式中，所述激光雷达收发模组还包括第三安装架，所述第一安装架和所述保护罩同侧安装于所述第三安装架，且所述第一通孔的中心轴与所述第三安装架平行设置。

在一种可能的实施方式中，第一安装架具有第一侧端、第二侧端和第三侧端，所述第一侧端和所述第二侧端相对设置，所述第三侧端连接于所述第一侧端和所述第二侧端之间；

所述第一安装部和所述第二安装部位于所述第一侧端；所述第一电路组件安装于所述第二侧端；所述第三安装架与所述第三侧端抵接。

在一种可能的实施方式中，所述激光雷达收发模组还包括第一紧固件；所述第一安装架通过所述第一紧固件与所述第三安装架连接；

和/或，所述激光雷达收发模组还包括第二紧固件，所述保护罩通过所述第二紧固件与所述第三安装架连接。

相对于现有技术而言，本实用新型实施例提供的激光雷达收发模组，通过保护罩罩盖在第一安装架的第一安装部和第二安装部，且保护罩具有与第一安装部和第二安装部分别相配适的第一通孔和第二通孔，光发射模块安装于第一安装部且穿设于第一通孔中，光接收模块安装于第二安装部且朝向第二通孔，一方面对光发射模块和光接收模块起到保护的作用；另一方面，为激光发射和接收提供光路防干扰的环境；再一方面，由于光发射模块安装于第一安装部，第一电路组件安装于第一安装架，在激光雷达收发模组组装时，可对光发射模块和光接收模块进行调整，以使得激光光路达到要求，因此本实施例的激光收发模组的结构还具有调光方式灵活可靠、生产效率较高、获得的激光光路准确性好以及产品良品率高等特点。

本实用新型实施例的第二个目的是提供一种测距设备，其具体的技术方案如下：

测距设备，包括上述的激光雷达收发模组。

相对于现有技术而言，本实用新型实施例提供的测距设备，由于其包括上述的激光雷达收发模组，因此测距设备具有良好的光路防干扰环境，从而可以保证测距设备的运行可靠性以及测距准确度。

本实用新型实施例的第三个目的是提供一种移动机器人，其具体的技术方案如下：

移动机器人，包括上述的测距设备。

相对与现有技术而言，本实用新型实施例提供的移动机器人，由于其包括上述的测距设备，因此移动机器人具有良好的雷达测距准确性和可靠性，从而使得移动机器人避障性能得到有效地提高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，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为本实用新型实施例提供的激光雷达收发模组的立体结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的激光雷达收发模组的爆炸结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的激光雷达收发模组的剖视示意图；

图4为本实用新型实施例提供的第一安装架的立体结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的第一安装架的剖视示意图；

图6为本实用新型实施例提供的保护罩的立体结构示意图；

图7为本实用新型实施例提供的测距设备的立体结构示意图；

图8为本实用新型实施例提供的测距设备拆除顶盖后的立体结构示意图；

图9为本实用新型实施例提供的测距设备拆除激光雷达收发模组后的剖视示意图。

附图标记：

10、激光雷达收发模组；

11、第一安装架；1101、第一侧端；1102、第二侧端；1103、第三侧端；111、第一安装部；1110、第一安装孔；1111、注胶孔；112、第二安装部；1120、第二安装孔；1121、限位部；

12、保护罩；121、第一通孔；122、第二通孔；123、导流槽；

13、光发射模块；131、激发光器件；132、第二安装架；1320、光路通道；1321、第一端部；1322、第二端部；133、透镜组件；

14、光接收模块；141、光接收器件；142、接收镜组件；

15、第一电路组件；

16、第三安装架；

20、测距设备；200、容纳腔；201、第一腔室；202、第二腔室；

21、基座；

22、顶盖；

23、动力机构；231、输出轴；232、驱动电机；

24、传动机构；241、第一传动轮；242、第二传动轮；243、传动带；244、轴承。

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。

本实用新型实施例提供的激光雷达收发模组10以及测距设备20的结构示意图如图1至图9所示。

请参阅图1、图2和图3，本实用新型实施例的激光雷达收发模组10包括第一安装架11、保护罩12、光发射模块13、光接收模块14以及第一电路组件15。其中，第一安装架11具有第一安装部111和第二安装部112，第一安装部111和第二安装部112间隔且同侧设于第一安装架11；保护罩12罩盖第一安装部111和第二安装部112，且保护罩12具有与第一安装部111和第二安装部112分别相配适的第一通孔121和第二通孔122；光发射模块13安装于第一安装部111，且自第一安装部111向保护罩12延伸并穿设于第一通孔121；光接收模块14安装于第二安装部112，且自第二安装部112朝向第二通孔122；第一电路组件15安装于第一安装架11且与光发射模块13、光接收模块14分别电性连接。本实用新型实施例通过保护罩12罩盖在第一安装架11的第一安装部111和第二安装部112，且保护罩12具有与第一安装部111和第二安装部112分别相配适的第一通孔121和第二通孔122，光发射模块13安装于第一安装部111且穿设于第一通孔121中，光接收模块14安装于第二安装部112且朝向第二通孔122，不仅起到保护光发射模块13和光接收模块14的作用，而且还可以为激光发射和接收提供光路防干扰环境；此外，由于光发射模块13安装于第一安装部111，第一电路组件15安装于第一安装架11，而第一电路组件15具有激光接收功能，在激光雷达收发模组10组装时，可以对光发射模块13和光接收模块14进行调整，以使得激光光路达到要求后，完成组装，因此本实施例的激光收发模组具有调光方式灵活可靠、生产效率较高、获得的激光光路准确性好以及产品良品率高等特点。

请参阅图1、图2和图3，在一些实施方式中，激光雷达收发模组10还包括第三安装架16，第一安装架11和保护罩12同侧安装于第三安装架16，且第一通孔121的中心轴与第三安装架16平行设置。在一些实施方式中，第三安装架16为电路板，第一安装架11和保护罩12均固定安装于第三安装架16的同侧，而第三安装架16可以起到旋转平台的作用，旋转第三安装架16即可实现光发射模块13和光接收模块14的旋转，从而实现360°扫描。

请参阅图4、图5以及图3，在一些实施方式中，第一安装架11具有第一侧端1101、第二侧端1102和第三侧端1103。其中，第一侧端1101和第二侧端1102相对设置，第三侧端1103连接于第一侧端1101和第二侧端1102之间。第一安装部111和第二安装部112位于第一侧端1101；第一电路组件15安装于第二侧端1102；第三安装架16与第三侧端1103抵接。第一安装架11的结构设计，可以有效地提高激光雷达收发模组10的结构紧凑性。

请参阅图3和图4，在一些实施方式中，激光雷达收发模组10还包括第一紧固件(图中未标示)；第一安装架11通过第一紧固件与第三安装架16连接，从而可以提高第一安装架11和第三安装架16的连接可靠性。

请参阅图3和图5，在一些实施方式中，激光雷达收发模组10还包括第二紧固件(图中未标示)，保护罩12通过第二紧固件与第三安装架16连接，从而可以提高保护罩12和第三安装架16的连接可靠性。在一些实施方式中，保护罩12还与第一安装架11连接，如可以通过第三紧固件(图中未标示)实现将保护罩12固定于第一安装架11等等。

请参阅图2和图3，在一些实施方式中，光发射模块13包括激发光器件131、第二安装架132和透镜组件133。其中，第二安装架132具有第一端部1321、第二端部1322和光路通道1320，光路通道1320从第一端部1321贯通至第二端部1322，第一端部1321与第一安装部111连接，第二端部1322穿设于第一通孔121，激发光器件131设于第一端部1321且与第一电路组件15连接；透镜组件133设于光路通道1320内。在一些实施方式中，第二安装架132包括第一架体(图中未标示)和第二架体(图中未标示)，第一架体和第二架体螺纹连接，并且光路通道1320穿设于第一架体和第二架体。第一安装架11的结构设计，可以方便对激光光路进行调节，在生产过程中将激光光路调整到合适的状态，从而提高激光收发模组的激光光路可靠性。在一些实施方式中，第一安装部111形成有第一安装孔1110；光发射模块13安装于第一安装孔1110。

请参阅图2和图3，在一些实施方式中，光接收模块14包括光接收器件141和接收镜组件142。其中，光接收器件141和接收镜组件142沿激光反射光路设于第二安装部112，且接收镜组件142朝向第二通孔122，光接收器件141与第一电路组件15连接。在一些实施方式中，第二安装部112形成有第二安装孔1120；光接收模块14安装于第二安装孔1120。在一些实施方式中，第二安装孔1120朝向第二通孔122的端部形成有限位部1121，接收镜组件142卡接于限位部1121且遮盖第二安装孔1120，光接收器件141则安装于第二安装孔1120背对第二通孔122的一侧并与第一电路组件15连接。在一些实施方式中，限位部1121包括两个，其中一个限位部1121包括延伸部(图中未标示)和卡位部(图中未标示)，延伸部自第一侧端1101向第二通孔122延伸，卡位部则自延伸部远离第一侧端1101的位置向第二安装孔1120的中心轴方向延伸，另一个限位部1121则自第一安装部111向第二安装孔1120的中心轴方向延伸，两个限位部1121设于第二安装孔1120的相对位置，从而可以对激光接收镜组件142进行有效的固定。

请参阅图4和图3，在一些实施方式中，第一安装部111形成有注胶孔1111，注胶孔1111与第一安装孔1110连通以用于供胶水注入第一安装孔1110中，从而实现对光发射模块13的固定。通过设置注胶孔1111，当激光光路调整至合适位置后，可以对光发射模块13进行固定，以保证激光光路稳定。

请参阅图6、图4和图3，在一些实施方式中，保护罩12形成有导流槽123，导流槽123和注胶孔1111连通，通过在保护罩12形成有和注胶孔1111连通的导流槽123，方便注胶。在一些实施方式中，导流槽123形成于保护罩12的顶部，注胶孔1111设于第一安装部111的顶部，从而可以确保用于固定光发射模块13的胶水有效地进入第一安装孔1110中对光发射模块13进行固定。

请参阅图7、图8和图9，本实用新型在提供上述激光雷达收发模组10的基础上，还提供一种测距设备20，测距设备20包括激光雷达收发模组10。

请参图7、图8和图9，在一些实施方式中，测距设备20还包括基座21、顶盖22、动力机构23以及传动机构24。其中，顶盖22与基座21连接并罩盖在基座21的顶部，且顶盖22与基座21围合形成容纳腔200；激光雷达收发模组10和传动机构24安装于容纳腔200中；动力机构23用于驱动传动机构24带动激光雷达收发模组10旋转，第三安装架16作为激光雷达收发模组10的旋转平台；动力机构23包括与传动机构24连接的输出轴231，输出轴231与第三安装架16的旋转中心轴平行且间隔设置。本实施例中，顶盖22与基座21连接并且罩盖在基座21的顶部，使得顶盖22和基座21围合成容纳腔200，容纳腔200与外界隔离，而由于第三安装架16与传动机构24均安装于容纳腔200里，从而可以有效地阻挡外界异物，如水、雾气、颗粒物、微小动物等进入容纳腔200内而影响容纳腔200内的环境，有效地避免了外界异物对传动机构24的工作带来不利影响，使得激光雷达收发模组10可以处在一个较为良好的工作环境，避免了外界异物对激光雷达收发模组10性能的影响。

请参阅图7和图8，在一些实施方式中，测距设备20中的激光雷达收发模组10可以是按照飞行时间测距法(英文全称：Time of flight；简称：TOF)的原理设计。当然，也可以是按照三角测距法的原理设计。

请参阅图8和图9，在一些实施方式中，基座21形成有挡板部(图中未标示)，挡板部向基座21的顶部方向延伸，并且挡板部将容纳腔200分隔成相互连通的第一腔室201和第二腔室202，激光雷达收发模组10和部分传动机构24收容于第一腔室201，部分传动机构24收容于第二腔室202，剩余的传动机构24从第一腔室201穿过挡板部和基座21侧壁之间的间隔延伸至第二腔室202。在一些实施方式中，基座21开设有连通第二腔室202的安装孔(图中未标示)，安装孔用于供动力机构23的输出轴231穿过。

请参阅图8和图9，在一些实施方式中，动力机构23设于基座21的底部，输出轴231的一端穿过安装孔并延伸连接传动机构24。在一些实施方式中，动力机构23还包括驱动电机232，驱动电机232安装在基座21的底部，输出轴231的另一端与驱动电机232连接，从而可以驱动传动机构24带动激光雷达收发模组10旋转。将动力机构23设置在基座21的底部，可以避免动力机构23当激光雷达收发模组10进行工作时，对激光雷达收发模组10在360°扫描视角范围的影响。

请参阅图8和图9，在一些实施方式中，传动机构24包括第一传动轮241、第二传动轮242以及传动带243。其中，第一传动轮241与输出轴231连接，第二传动轮242通过与第三安装架16连接而与激光雷达收发模组10固定安装，而传动带243则连接于第一传动轮241和第二传动轮242之间，从而当驱动电机232启动时，由输出轴231带动第一传动轮241转动，第一传动轮241带动传动带243转动，传动带243则带动第二传动轮242转动，最终带动激光雷达收发模组10实现360°旋转。

请参阅图8和图9，在一些实施方式中，传动机构24还包括轴承244，轴承244安装于第一腔室201，第二传动轮242套设于轴承244的外周，从而第二传动轮242可以以旋转中心轴旋转。

此外，测距设备20还包括控制系统(图中未标示)，控制系统根据控制测距设备20工作，并根据激光雷达收发模组10探测到的激光信息，进行分析和做出判断，并将判断结果发送至相关的机构，以控制相关机构的工作状态。

由于本实用新型实施例提供的测距设备20中，一方面激光雷达收发模组10包括保护罩12，保护罩12可以对光发射模块13和光接收模块14形成良好的光路保护；另一方面，激光雷达收发模组10收容于容纳腔200中，顶盖22和基座21能够有效阻碍外界异物进入测距设备20的内部，可以有效地保障激光雷达360°扫描工作时的稳定性和可靠性，避免异物进入对激光雷达扫描精准度的影响，因此，本实用新型实施例提供的测距设备20可以作为移动机器人的激光扫描避障部件，以确保移动机器人运行的平稳性，并提高移动机器人的避障性能。

在一些实施方式中，本实用新型实施例提供的测距设备20可用于作为移动机器人如扫地机器人、无人搬运车(Automated Guided Vehicle，简称AGV)等的激光雷达避障扫描部件，也可以作为自动驾驶设备的避障探测部件。

以上仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.激光雷达收发模组，其特征在于，包括：

第一安装架，所述第一安装架具有第一安装部和第二安装部，所述第一安装部和所述第二安装部间隔且同侧设于所述第一安装架；

保护罩，所述保护罩罩盖所述第一安装部和所述第二安装部，且所述保护罩具有与所述第一安装部和所述第二安装部分别相配适的第一通孔和第二通孔；

光发射模块，所述光发射模块安装于第一安装部，且自所述第一安装部向所述保护罩延伸并穿设于所述第一通孔；

光接收模块，所述光接收模块安装于所述第二安装部，且自所述第二安装部朝向所述第二通孔；

第一电路组件，所述第一电路组件安装于所述第一安装架且与所述光发射模块、所述光接收模块分别电性连接。

2.如权利要求1所述的激光雷达收发模组，其特征在于，所述光发射模块包括激发光器件、第二安装架和透镜组件；

所述第二安装架具有第一端部、第二端部以及从所述第一端部贯通至所述第二端部的光路通道，所述第一端部与所述第一安装部连接，所述第二端部穿设于所述第一通孔，所述激发光器件设于所述第一端部且与所述第一电路组件连接；所述透镜组件设于所述光路通道内。

3.如权利要求1所述的激光雷达收发模组，其特征在于，所述光接收模块包括光接收器件和接收镜组件；

所述光接收器件和所述接收镜组件沿所述激光反射光路设于所述第二安装部，且所述接收镜组件朝向所述第二通孔，所述光接收器件与所述第一电路组件连接。

4.如权利要求3所述的激光雷达收发模组，其特征在于，所述第一安装部形成有第一安装孔；所述光发射模块安装于所述第一安装孔；

所述第二安装部形成有第二安装孔；所述光接收模块安装于所述第二安装孔，所述第二安装孔朝向所述第二通孔的端部形成有限位部，所述接收镜组卡接于所述限位部且遮盖所述第二安装孔。

5.如权利要求4所述的激光雷达收发模组，其特征在于，所述第一安装部形成有注胶孔，所述注胶孔与所述第一安装孔连通以用于供胶水注入固定所述光发射模块。

6.如权利要求5所述的激光雷达收发模组，其特征在于，所述保护罩形成有导流槽，所述导流槽和所述注胶孔连通；

或者，所述保护罩的顶部形成有导流槽，所述注胶孔设于所述第一安装部的顶部，所述导流槽和所述注胶孔连通。

7.如权利要求1至6任一项所述的激光雷达收发模组，其特征在于，所述激光雷达收发模组还包括第三安装架，所述第一安装架和所述保护罩同侧安装于所述第三安装架，且所述第一通孔的中心轴与所述第三安装架平行设置。

8.如权利要求7所述的激光雷达收发模组，其特征在于，第一安装架具有第一侧端、第二侧端和第三侧端，所述第一侧端和所述第二侧端相对设置，所述第三侧端连接于所述第一侧端和所述第二侧端之间；

所述第一安装部和所述第二安装部位于所述第一侧端；所述第一电路组件安装于所述第二侧端；所述第三安装架与所述第三侧端抵接。

9.如权利要求8所述的激光雷达收发模组，其特征在于，所述激光雷达收发模组还包括第一紧固件；所述第一安装架通过所述第一紧固件与所述第三安装架连接；

和/或，所述激光雷达收发模组还包括第二紧固件，所述保护罩通过所述第二紧固件与所述第三安装架连接。

10.测距设备，其特征在于，包括：

权利要求1至9任一项所述的激光雷达收发模组。

11.移动机器人，其特征在于，包括权利要求10所述的测距设备。

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