CN216052194U - 一种tof激光雷达测距模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种TOF激光雷达测距模组，包括支架和安装在支架上的激光发射模块、镜头和主板模块，主板模块上贴装有光敏器件，其中，支架的镜头安装孔具有内螺纹，镜头具有与内螺纹配合的外螺纹，以实现焦距调整，支架的背面设有矩形凹槽，该矩形凹槽的尺寸大于主板模块的外形尺寸，主板模块的一对相邻边框与矩形凹槽之间的间隙安装有弹性元件，并且主板模块的另一对相邻边框与调节螺钉抵接，使得通过旋拧调节螺钉能够调节主板模块的位置，进而使光敏器件与镜头对中。本实用新型结构简单，通过弹性元件与调节螺钉的配合，可以方便实现光敏器件与镜头的精确对中，大大简化了测距模组的组装工艺，提高工作效率，并且成本低。

Description

一种TOF激光雷达测距模组

技术领域

本实用新型属于激光雷达领域，具体地涉及一种TOF激光雷达测距模组。

背景技术

随着技术快速发展，激光雷达在智能设备领域逐渐被广泛应用，其主要功能是对工作环境进行高精度距离探测可使智能设备做出相应的判断。

当前市场上消费级激光雷达根据测距原理主要分成两类三角法激光雷达及TOF(飞行时间法)激光雷达。而TOF激光雷达的核心模组则是可实现探测距离功能的TOF测距模组。TOF测距模组一般包括镜头、激光发射模块、激光接收模块(光敏器件)、主板模块及支架等。由于光敏器件的有效接收面积很小，只有1.0*1.0mm²，这导致不可避免的安装工差会影响到光敏器件与镜头的对中度，即影响到激光雷达的测量精度。因此，在组装时一般都需要调节光敏器件的位置，使光敏器件与镜头精确对中。现市场上的TOF激光雷达测距模组大部分在发射及接收光路上设计成XY二维平面无法进行可调节。虽然部分设计成在XY二维方向上可调，但结构上是采用将发射及接收两端拆分成两个独立模块来进行XY二维方向可调，即，在激光发射端设置一个发射主板模块，并在光学接收端设置一个接收主板模块，最后将发射接收两块主板模块通讯连接起来构成一个可实现测距功能的模组，这种结构工艺比较繁琐且导致成本较高。

发明内容

本实用新型旨在提供一种TOF激光雷达测距模组，以解决上述问题。为此，本实用新型采用的具体技术方案如下：

一种TOF激光雷达测距模组，包括支架和安装在所述支架上的激光发射模块、镜头和主板模块，所述主板模块上贴装有光敏器件，其中，所述支架的镜头安装孔具有内螺纹，所述镜头具有与所述内螺纹配合的外螺纹，以实现焦距调整，所述支架的背面设有矩形凹槽，所述矩形凹槽的尺寸大于所述主板模块的外形尺寸，所述主板模块的一对相邻边框与所述矩形凹槽之间的间隙安装有弹性元件，并且所述主板模块的另一对相邻边框与调节螺钉抵接，使得通过旋拧所述调节螺钉能够调节所述主板模块的位置，进而使所述光敏器件与所述镜头对中。

进一步地，所述弹性元件的一边安装在所述主板模块上，另一边抵接所述矩形凹槽的侧壁。

进一步地，所述弹性元件为U形弹性片，并且所述主板模块上设有L形槽，所述U形弹性片的一边卡接在所述L形槽中。

进一步地，所述U形弹性片接纳在所述L形槽中的部分比所述U形弹性片与所述矩形凹槽的侧壁抵接的部分短。

进一步地，所述L形槽设置在所述主板模块的左边框和下边框上。

进一步地，所述左边框和所述下边框各设有两个所述L形槽。

进一步地，所述左边框上的两个所述L形槽方向相对，以及所述下边框上的两个所述L形槽方向相反。

进一步地，所述主板模块的上边框的中间具有一凹口，所述凹口让位于具有与所述调节螺钉配合的调节螺孔的圆柱体并且所述调节螺钉抵接所述凹口的底部。

进一步地，所述调节螺钉为内六角螺钉。

进一步地，所述矩形凹槽的一对角部处设有固定螺孔，通过带垫片的固定螺钉与所述固定螺孔配合而将所述主板模块固定在所述支架上。

本实用新型采用上述技术方案，具有的有益效果是：结构简单，通过弹性元件与调节螺钉的配合，可以方便实现光敏器件与镜头的精确对中，大大简化了测距模组的组装工艺，提高工作效率，并且成本低。

附图说明

为进一步说明各实施例，本实用新型提供有附图。这些附图为本实用新型揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本实用新型的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。

图1是本实用新型的TOF激光雷达测距模组的立体图；

图2是图1所示的TOF激光雷达测距模组的另一立体图；

图3是图1所示的TOF激光雷达测距模组的分解图；

图4是图1所示的TOF激光雷达测距模组的主板模块的立体图。

具体实施方式

需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本申请的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，并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。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。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申请中的具体含义。

现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。

如图1-4所示，一种TOF激光雷达测距模组可包括支架1、激光发射模块2、镜头3和主板模块4。主板模块4上贴装有光敏器件40，光敏器件40是市场上可购得的。支架1具有激光发射模块安装孔11、镜头安装孔12和矩形凹槽13。激光发射模块2选用市场模块化产品，激光发射满足雷达性能要求且不需要对其进行准直发射调校，这样可以减少发射调校工艺步骤。激光发射模块2安装在激光发射模块安装孔11中并且其三根引脚21与主板模块4相应孔位41连接再使用焊锡工艺固定焊接一起，即实现激光发射出光。镜头安装孔12具有内螺纹121，镜头3具有与所述内螺纹121配合的外螺纹31。即，镜头3通过螺纹连接旋进镜头安装孔12内。因此，通过旋拧镜头3就可以实现镜头3的调焦(即，焦点位于光敏器件40上)，非常方便。矩形凹槽13位于支架1的背面上。矩形凹槽13的尺寸大于所述主板模块4的外形尺寸，使得主板模块4可在矩形凹槽13内上下左右(即在xy二维平面上)运动。主板模块4的一对相邻边框(例如，左边框和下边框)与所述矩形凹槽13之间的间隙安装有弹性元件5，并且主板模块4的另一对相邻边框(右边框和上边框)与调节螺钉6抵接，使得通过旋拧调节螺钉6能够调节主板模块4的位置，进而使光敏器件40与镜头3对中。优选地，为了方便调节，调节螺钉6为内六角螺钉。

如图3和4所示，在本实施例中，弹性元件5的一边安装在主板模块4上，另一边抵接矩形凹槽13的侧壁。具体地，弹性元件5为U形弹性片，并且主板模块4上设有L形槽42，所述U形弹性片的一边卡接在所述L形槽42中，另一边抵接矩形凹槽13的侧壁。当然，弹性元件5也可以是弹簧。在本实施例中，弹性元件5(即，U形弹性片)接纳在所述L形槽42中的部分51比所述U形弹性片与所述矩形凹槽13的侧壁抵接的部分52短，以方便安装。

如图3和4所示，在本实施例中，主板模块4的左边框(宽边)上的两个L形槽42方向相对，以及下边框(长边)上的两个L形槽42方向相反，以方便安装。应该理解，主板模块4的左边框和下边框上的L形槽42的布置可以相同(即，同时方向相对或相反)。

如图3和4所示，所述主板模块4的上边框的中间具有一凹口43，所述凹口43让位于具有与所述调节螺钉6配合的调节螺孔的圆柱体14并且调节螺钉6抵接凹口43的底部。凹口43的长度大于圆柱体14的外径。

此外，所述矩形凹槽13的一对角部(例如左上角和右下角)附近设有固定螺孔15，通过带垫片的固定螺钉7与所述固定螺孔15配合，可以将所述主板模块4固定在支架1上。

下面说明一下本实用新型的组装过程：将激光发射模块2和镜头3分别安装在支架1的相应安装孔中；光敏器件40与弹性元件5通过贴片技术工艺将焊接在主板模块6上；用带垫片螺钉7将主板模块4预固定安装在支架1的矩形凹槽13上，其中，带垫片螺钉7与板模块4的孔位配合预留了可实现主板模块4在XY轴方向二维调节移动间隙但限制主板模块4在Z轴方向(镜头的轴向方向)的移动；两颗内六角调节螺钉6分布锁在支架1的相应孔位处，并使调节螺钉6与主板模块4的右上边框接触，通过旋转调节螺钉6来实现主板模块4在X轴方向和Y轴方向上的二维调节移动，使光敏器件40与镜头对准；通过旋拧镜头3实现调焦确认；待测距模组调节OK后，锁紧带垫片螺钉7；在支架1与主板模块6进行点胶固化防止跑偏，同步在两颗调节螺钉6与支架1上打胶固化，最后在镜头3与支架1之间划一圈胶水进行固化。整个组装调校过程非常简便。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种TOF激光雷达测距模组，包括支架和安装在所述支架上的激光发射模块、镜头和主板模块，所述主板模块上贴装有光敏器件，其特征在于，所述支架的镜头安装孔具有内螺纹，所述镜头具有与所述内螺纹配合的外螺纹，以实现焦距调整，所述支架的背面设有矩形凹槽，所述矩形凹槽的尺寸大于所述主板模块的外形尺寸，所述主板模块的一对相邻边框与所述矩形凹槽之间的间隙安装有弹性元件，并且所述主板模块的另一对相邻边框与调节螺钉抵接，使得通过旋拧所述调节螺钉能够调节所述主板模块的位置，进而使所述光敏器件与所述镜头对中。

2.如权利要求1所述的TOF激光雷达测距模组，其特征在于，所述弹性元件的一边安装在所述主板模块上，另一边抵接所述矩形凹槽的侧壁。

3.如权利要求2所述的TOF激光雷达测距模组，其特征在于，所述弹性元件为U形弹性片，并且所述主板模块上设有L形槽，所述U形弹性片的一边卡接在所述L形槽中。

4.如权利要求3所述的TOF激光雷达测距模组，其特征在于，所述U形弹性片接纳在所述L形槽中的部分比所述U形弹性片与所述矩形凹槽的侧壁抵接的部分短。

5.如权利要求3所述的TOF激光雷达测距模组，其特征在于，所述L形槽设置在所述主板模块的左边框和下边框上。

6.如权利要求5所述的TOF激光雷达测距模组，其特征在于，所述左边框和所述下边框各设有两个所述L形槽。

7.如权利要求6所述的TOF激光雷达测距模组，其特征在于，所述左边框上的两个所述L形槽方向相对，以及所述下边框上的两个所述L形槽方向相反。

8.如权利要求5所述的TOF激光雷达测距模组，其特征在于，所述主板模块的上边框的中间具有一凹口，所述凹口让位于具有与所述调节螺钉配合的调节螺孔的圆柱体并且所述调节螺钉抵接所述凹口的底部。

9.如权利要求1所述的TOF激光雷达测距模组，其特征在于，所述调节螺钉为内六角螺钉。

10.如权利要求1所述的TOF激光雷达测距模组，其特征在于，所述矩形凹槽的一对角部处设有固定螺孔，通过带垫片的固定螺钉与所述固定螺孔配合而将所述主板模块固定在所述支架上。

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