CN216718691U - 激光雷达 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种激光雷达，包括：底座组件，底座组件包括底座与固定于底座的底座轴；旋转装置包括与底座轴转动连接的转轴组件、通过转轴组件与底座轴转动连接的旋转支架、及测距组件；其中，测距组件包括与旋转支架连接的第一电路板、设置于第一电路板的信号发射模组及接收模组；电机包括固定于底座轴的定子组件、及与定子组件共轴设置并可相对定子转动的转子组件，且转子组件固定于旋转支架；检测装置用于检测测距组件的旋转信息，供电装置用于为电机、检测装置及测距组件供电。本实用新型公开了一种激光雷达，通过将底座轴固定于底座，转轴组件设置于底座轴并可相对底座轴转动，提高了激光雷达的使用寿命。

Description

激光雷达

技术领域

本实用新型涉及激光扫描测距技术领域，尤其是涉及一种激光雷达。

背景技术

随着激光雷达技术领域的快速发展，激光雷达的应用领域越来越大，特别是小型旋转式激光雷达由于其适用性广，体积小，受到各行业的重视及应用。

在现有的小型旋转式结构中，旋转时内部受力状态较差，导致旋转式结构寿命较短。同时，目前的旋转式内部结构安装工艺繁琐、导致生产效率低。

因此，如何改善结构内部受力状态、提高旋转式激光雷达使用寿命和简化结构装配，已成为本领域技术人员正在研究的课题。

实用新型内容

本申请实施例的主要目的在于提供一种激光雷达，旨在解决上述问题中的至少一种。

第一方面，本申请实施例提供了一种激光雷达，包括：

底座组件，底座组件包括底座与固定于底座的底座轴；

旋转装置，旋转装置包括与底座轴转动连接的转轴组件、通过转轴组件与底座轴转动连接的旋转支架、及测距组件；其中，测距组件包括与旋转支架连接的第一电路板、设置于第一电路板的信号发射模组及信号接收模组；

电机，电机包括固定于底座轴的定子组件、及与定子组件共轴设置并可相对定子组件转动的转子组件，且转子组件固定于旋转支架；

检测装置，用于检测测距组件的旋转信息，及

供电装置，供电装置用于为电机、检测装置及测距组件供电。

在一些实施方式中，转轴组件包括旋转中空轴、轴承和固定件；

旋转中空轴与旋转支架连接，轴承设置于旋转中空轴和底座轴之间；固定件与底座轴连接，用于与轴承在轴向方向上形成限位配合。

在一些实施方式中，轴承形成限位槽，所旋转中空轴设置有限位部，限位部收容于限位槽，以使旋转中空轴和轴承在底座轴轴向方向上形成限位配合。

在一些实施方式中，轴承包括分离设置的第一子轴承和第二子轴承，且第一子轴承和第二子轴承均固定于底座轴上。

在一些实施方式中，述第一子轴承设置有第一限位件，第二子轴承设置有第二限位件，第一限位件和第二限位件之间形成限位槽。

在一些实施方式中，第一子轴承和第二子轴承间隔设置，且第一子轴承和第二子轴承之间的间隔区形成限位槽。

在一些实施方式中，转子组件固定于旋转支架靠近定子组件一侧，测距组件设置于旋转支架远离底座一侧。

在一些实施方式中，激光雷达还设置有第二电路板，第二电路板固定于底座并与供电装置电连接。

在一些实施方式中，供电装置包括第一线圈组件及第二线圈组件，其中，第一线圈组件与第二电路板电连接，第二线圈组件与第一线圈组件间隔设置并与第一电路板电连接。

在一些实施方式中，第一线圈组件包括第一线圈支架及第一线圈，第一线圈支架与底座连接，第一线圈沿底座轴的轴向方向上缠绕于第一线圈支架。

在一些实施方式中，第二线圈组件沿着底座轴的轴向方向上缠绕于旋转支架。

在一些实施方式中，第一线圈组件包括第一线圈支架及第一线圈，第二线圈组件包括第二线圈支架及第二线圈；

其中，第一线圈沿垂直底座轴轴向的方向上缠绕于第一线圈支架，第二线圈沿垂直底座轴轴向的方向上缠绕于第二线圈支架。

在一些实施方式中，第一线圈支架和第二线圈支架在底座轴的轴向方向上堆叠设置。

在一些实施方式中，检测装置包括码盘及光耦检测器，码盘的周向上间隔设置有多个光栅尺，光耦检测器对应光栅尺设置，其中，当旋转支架转动时，光耦检测器和码盘发生相对转动。

在一些实施方式中，光耦检测器与第一电路板连接，码盘固定于底座；

或，光耦检测器与第二电路板连接，码盘固定于旋转支架；

或，光耦检测器与第二电路板连接，旋转支架靠近光耦检测器一端形成有码盘。

本实用新型实施例提供的一种激光雷达，通过将底座轴固定于底座，转轴组件设置于底座轴并可相对底座轴转动。基于底座轴相对底座固定，旋转装置通过转轴组件与底座轴转动连接，从而避免底座轴转动，也避免了转轴组件的尺寸受到底座轴的限制，改善了内部结构旋转状态下的受力状态。同时，在结构装配时，可先将转轴组件装配于旋转支架，再将二者一起套设于固定于底座的底座轴，操作从上而下进行，装配简单方便，也便于后续维护的拆卸与装配，提高了激光雷达的使用寿命。

图标：1、激光雷达；20、底座组件；30、电机；40、旋转装置；50、检测装置；60、供电装置；70、测距组件；

21、底座；22、底座轴；33、定子组件；34、转子组件；41、转轴组件；42、旋转支架；221、第一轴部；222、第二轴部；223、第三轴部；411、旋转中空轴；412、轴承；413、固定件；414、第一子轴承；415、第二子轴承；416、限位部；417、垫片；418、卡簧；419、第一限位件；420、第二限位件；421、限位槽；422、卡槽；423、轴承外圈；424、轴承内圈；425、滚珠组件；426、第一限位部；427、第二限位部；701、第一电路板；702、测距模组；

62、第一线圈组件；63、第二线圈组件；621、第一线圈支架；622、第一线圈；623、第一凹槽；624、第二凹槽；631、第二线圈支架；632、第二线圈；633、卡钩；51、码盘；52、光耦检测器；511、光栅尺；54、第二电路板；56、发射器；57、接收器。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的激光雷达的爆炸结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的激光雷达的剖面结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的激光雷达的转轴组件与底座轴装配的剖面结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的激光雷达的第一子轴承第一视角结构示意图；

图5为本实用新型另一实施例提供的激光雷达的转轴组件与底座轴装配的剖面结构示意图；

图6为本实用新型另一实施例提供的激光雷达的轴承第二视角结构示意图图；

图7为本实用新型又一实施例提供的激光雷达的爆炸结构示意图；

图8为本实用新型又一实施例提供的激光雷达的第一线圈支架立体结构示意图；

图9为本实用新型另一实施例提供的激光雷达的爆炸结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“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。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在现有的旋转式激光雷达结构中，旋转时内部受力状态较差，导致旋转式结构寿命较短。同时，目前的旋转式内部结构安装工艺繁琐、导致生产效率低。

为解决上述问题，本实用新型提供一种激光雷达。

下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明，在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

请参阅图1、图2和图3，本实用新型提供一种激光雷达1，包括底座组件20、电机30、旋转装置40、检测装置50和供电装置60。

底座组件20包括底座21与固定于底座21的底座轴22。旋转装置40包括与底座轴22转动连接的转轴组件41、通过转轴组件41与底座轴22转动连接的旋转支架42、及测距组件70。测距组件70包括与旋转支架42连接的第一电路板701、设置于第一电路板701的测距模组702。电机30包括固定于底座轴22的定子组件33、及与定子组件33共轴设置并可相对定子组件33转动的转子组件34，且转子组件34固定于旋转支架42。检测装置50用于检测测距组件70的旋转信息。供电装置60用于为电机30、检测装置50及测距组件70供电。

其中，当供电装置60向定子组件33供电时，转子组件34通过电磁作用相对定子组件33转动，在转子组件34转动过程中会带动旋转支架42相对底座轴22转动，从而使与旋转支架42连接的测距组件70以底座轴22为转轴进行旋转，实现旋转测距。

示例性地，测距组件70的测距模组702包括用于发送光信号的信号发射模组及用于接收光信号的信号接收模组，测距模组702设置于第一电路板701上，通过第一电路板701与供电装置60电连接，并利用第一电路板701作为支撑随旋转装置40可进行360°旋转，从而实现激光雷达1的旋转测距，底座轴22与底座21可为镶嵌设置，也可为一体设置，在此不做限定。

在一些实施方式中，第一电路板701还设置有信号处理装置，用于对信号接收模组输出的信号进行信号处理。

本实用新型实施例提供的一种激光雷达1，通过将底座轴22固定于底座21，转轴组件41设置于底座轴22并可相对底座轴22转动。基于底座轴22相对底座21固定，旋转装置40通过转轴组件41与底座轴22转动连接，从而避免底座轴22转动，也避免了转轴组件41的尺寸受到底座轴22的限制，改善了内部结构旋转状态下的受力状态。同时，在结构装配时，可先将转轴组件41装配于旋转支架42，再将二者一起套设于固定于底座21的底座轴22，操作从上而下进行，装配简单方便，也便于后续维护的拆卸与装配，提高了激光雷达1的使用寿命。

请参阅图1和图3，在一些实施方式中，转轴组件41包括旋转中空轴411、轴承412和固定件413。

旋转中空轴411与旋转支架42连接，轴承412设置于旋转中空轴411和底座轴22之间。固定件413包括卡簧418和垫片417，垫片417设置于卡簧418和轴承412之间。固定件413与底座轴22连接，用于与轴承412在轴向方向上形成限位配合。

其中，底座轴22包括与底座21连接的第一轴部221、与第一轴部221连接的第二轴部222、及与第二轴部222连接的第三轴部223。定子组件33与第二轴部222连接，转轴组件41与第三轴部223连接。

示例性地，第一轴部221与第二轴部222连接处设有第一限位部426，定子组件33设置于第一限位部426处并与所述第二轴部222连接。第二轴部222与第三轴部223连接处设有第二限位部427，轴承412设置于第二限位部427处，固定件413与第二限位部427在底座轴22的轴向方向形成对轴承412的限位配合。第三轴部223靠近第一电路板701一端设置有卡槽422，用于卡设卡簧418，与轴承412在轴向方向上形成限位配合。

请参阅图2和图4，轴承412包括轴承内圈424、轴承外圈423及设置于轴承外圈423与轴承内圈424之间的滚珠组件425。当转子组件34带动旋转支架42转动时，与旋转支架42连接设置的旋转中空轴411随之转动。旋转中空轴411与轴承外圈423连接，并带动轴承外圈423转动。同时，轴承内圈424设于底座轴22，与轴承外圈423保持相对静止，并通过卡簧418对轴承412形成轴向限位。

通过设置旋转中空轴411和轴承412，通过旋转中空轴411带动轴承外圈423转动，改善了轴承412受力，提高了轴承412的使用寿命。同时，在结构装配时，可预先将轴承412固定在旋转中空轴411内，再将旋转支架42及轴承412一起插入底座21中，最后安装卡簧418用于轴承412及旋转支架42限位，装配过程简单、方便。

可以理解，旋转中空轴411可与旋转支架42连接，也可与旋转支架42一体设置，在此不做限定。

请参阅图3或图5，在一些实施方式中，轴承412形成限位槽421，所旋转中空轴411设置有限位部416，限位部416收容于限位槽421，以使旋转中空轴411和轴承412在底座轴22轴向方向上形成限位配合。

在一些实施方式中，轴承412包括分离设置的第一子轴承414和第二子轴承415，且第一子轴承414和第二子轴承415均固定于底座轴22上。

通过将轴承412设置有两个，使得转轴组件41受力均匀，保证其在转动过程中的平稳性，从而保证激光雷达1的测距组件70在扫描测距时的稳定性。在其他实施例中，轴承412可设置一个。

请参阅图3和图4，在一些实施方式中，第一子轴承414设置有第一限位件419，第二子轴承415设置有第二限位件420，第一限位件419和第二限位件420之间形成限位槽421。

第一限位件419设置于第一子轴承414的轴承外圈423远离第二子轴承415一端，第二限位件420设置于第二子轴承415的轴承外圈423远离第一子轴承414一端。

示例性地，第一限位件419和第二限位件420为法兰，第一子轴承414包括轴承外圈423、轴承内圈424、滚珠组件425、及第一限位件419。第一限位件419、第二限位件420形成限位槽421，限位槽421与设置于旋转中空轴411的限位部416形成限位配合。

请参阅图5和图6，在一些实施方式中，第一子轴承414和第二子轴承415间隔设置，且第一子轴承414和第二子轴承415之间的间隔区形成限位槽421。

其中，第一子轴承414和第二子轴承415均包括轴承外圈423、轴承内圈424和滚珠组件425，第一子轴承414和第二子轴承415在底座轴22上间隔设置，间隔形成的间隔区为限位槽421，限位槽421与旋转中空轴411设置的限位部416形成限位配合。

请参阅图2，在一些实施方式中，转子组件34固定于旋转支架42靠近定子组件33一侧，测距组件70设置于旋转支架42远离底座21一侧。

在一些实施方式中，激光雷达1还设置有第二电路板54，第二电路板54固定于底座21并与供电装置60电连接。

其中，第二电路板54还和定子组件33相连，提供电机30转动所需要的能量和控制信号。第一电路板701和第二电路板54之间设有光通讯组件，光通讯组件包括发射器56和接收器57。

示例性地，发射器56为红外发射器，接收器57为红外接收器。在本实施例中，发射器56设于第一电路板701上，接收器57设于第二电路板54上。发射器56用于将第一电路板701的数据转变为光信号传递给接收器57，接收器57将接收到的光信号传递给第二电路板54，从而通过第二电路板54控制电机30的工作。在其他实施例中，发射器56设于第二电路板54上，接收器57设于第一电路板701上。

在一些实施方式中，供电装置60包括第一线圈组件62及第二线圈组件63，其中，第一线圈组件62与第二电路板54电连接，第二线圈组件63与第一线圈组件62间隔设置并与第一电路板701电连接。

通过设置第一线圈组件62和第二线圈组件63实现无线电能传输，为设置于第一电路板701的测距模组702供电。

请参阅图1和图2，在一些实施方式中，第一线圈组件62包括第一线圈支架621及第一线圈622，第一线圈支架621与底座21连接，第一线圈622沿底座轴22的轴向方向上缠绕于第一线圈支架621。

其中，第一线圈622为发射线圈，第一线圈支架621远离所述旋转支架42一侧开设有第一凹槽623，第一线圈622与第一电路板701电连接并收容于第一凹槽623。在其他实施例中，第一凹槽623可开设于所述第一线圈支架621靠近所述旋转支架42一侧。第一线圈支架621设有卡钩633，卡钩633与底座21卡接，实现第一线圈支架621与底座21的固定连接。

在一些实施方式中，第二线圈组件63沿着底座轴22的轴向方向上缠绕于旋转支架42。

其中，第二线圈组件63为接收线圈，用于接收发射线圈提供的能量。旋转支架42靠近第一线圈支架621一侧设置有第二凹槽624，用于收容第二线圈组件63。通过将发射线圈和接收线圈沿着底座轴22的轴向方向上缠绕设置于在电机30的外侧，既减少了电机30的体积，又保证了电能传输量。

请参阅图7和图8，在一些实施方式中，第一线圈组件62包括第一线圈支架621及第一线圈622，第二线圈组件63包括第二线圈支架631及第二线圈632。

其中，第一线圈622沿垂直底座轴22轴向的方向上缠绕于第一线圈支架621，第二线圈632沿垂直底座轴22轴向的方向上缠绕于第二线圈支架631。

示例性地，第一线圈支架621开设有第一凹槽623，第一凹槽623开设于第一线圈支架621靠近第二线圈支架631一侧，用于收容与第一电路板701电连接的第一线圈622。第二线圈支架631开设有第二凹槽624，第二凹槽624开设于第二线圈支架631靠近第一线圈支架621一侧，用于收容第二线圈632。通过设置相对的凹槽收容第一线圈622和第二线圈632，更好的实现无线电能传输。

在一些实施方式中，第一线圈支架621和第二线圈支架631在底座轴22的轴向方向上堆叠设置。

请参阅图1和图9，在一些实施方式中，检测装置50包括码盘51及光耦检测器52，码盘51的周向上间隔设置有多个光栅尺511，光耦检测器52对应光栅尺511设置，其中，当旋转支架42转动时，光耦检测器52和码盘51发生相对转动。

当光耦检测器52和码盘51发生相对转动时，光耦检测器52用于采集旋转支架42旋转的转速和转动角度信息，从而判断旋转支架42及与旋转支架42连接的测距组件70的位置信息。

请参阅图1，在一些实施方式中，光耦检测器52与第二电路板54连接，旋转支架42靠近光耦检测器52一端形成有码盘51。

其中，码盘51与旋转支架42一体设置，并随旋转支架42进行旋转。光耦检测器52固定于第二电路板54，与码盘51相对静止。码盘51周向上间隔设置有多个光栅尺511，光栅尺511朝第二电路板54方向凸设于码盘51，与光耦检测器52对应设置。

通过将码盘51设置于旋转支架42，实现结构紧凑。并通过将检测器设置于第二电路板54，光耦在工作中产生的数据流可直接传输至第二电路板54，不需要经过旋转支架42上下红外无线传输，减轻红外传输数据量，提高传输的稳定性。

在其他实施方式中，光耦检测器52与第二电路板54连接，码盘51固定于旋转支架42。或者，请参阅图9，光耦检测器52与第一电路板701连接，码盘51固定于底座21。示例性地，码盘51与第一线圈支架621连接并固定于底座21，光耦检测器52与第一电路板701连接并随第一电路板701相对于码盘51旋转。码盘51周向上间隔设置有多个光栅尺511。光栅尺511对应光耦检测器52设置，朝第一电路板701方向凸设于码盘51。

还应当理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请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申请揭露的技术范围内，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申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (15)

1.一种激光雷达，其特征在于，包括：

底座组件，所述底座组件包括底座与固定于所述底座的底座轴；

旋转装置，所述旋转装置包括与底座轴转动连接的转轴组件、通过所述转轴组件与所述底座轴转动连接的旋转支架、及测距组件；其中，所述测距组件包括与所述旋转支架连接的第一电路板、设置于所述第一电路板的信号发射模组及信号接收模组；

电机，所述电机包括固定于所述底座轴的定子组件、及与所述定子组件共轴设置并可相对所述定子组件转动的转子组件，且所述转子组件固定于所述旋转支架；

检测装置，用于检测所述测距组件的旋转信息，及

供电装置，所述供电装置用于为所述电机、所述检测装置及所述测距组件供电。

2.根据权利要求1所述激光雷达，其特征在于，所述转轴组件包括旋转中空轴、轴承和固定件；

所述旋转中空轴与所述旋转支架连接，所述轴承设置于所述旋转中空轴和所述底座轴之间；所述固定件与所述底座轴连接，用于与所述轴承在轴向方向上形成限位配合。

3.根据权利要求2所述激光雷达，其特征在于，所述轴承形成限位槽，所旋转中空轴设置有限位部，所述限位部收容于所述限位槽，以使所述旋转中空轴和所述轴承在所述底座轴轴向方向上形成限位配合。

4.根据权利要求3所述激光雷达，其特征在于，所述轴承包括分离设置的第一子轴承和第二子轴承，且所述第一子轴承和所述第二子轴承均固定于所述底座轴上。

5.根据权利要求4所述激光雷达，其特征在于，所述第一子轴承设置有第一限位件，所述第二子轴承设置有第二限位件，所述第一限位件和所述第二限位件之间形成所述限位槽。

6.根据权利要求4所述激光雷达，其特征在于，所述第一子轴承和所述第二子轴承间隔设置，且所述第一子轴承和所述第二子轴承之间的间隔区形成所述限位槽。

7.根据权利要求1所述激光雷达，其特征在于，所述转子组件固定于所述旋转支架靠近所述定子组件一侧，所述测距组件设置于所述旋转支架远离底座一侧。

8.根据权利要求1所述激光雷达，其特征在于，所述激光雷达还设置有第二电路板，所述第二电路板固定于所述底座并与所述供电装置电连接。

9.根据权利要求8所述激光雷达，其特征在于，所述供电装置包括第一线圈组件及第二线圈组件，其中，所述第一线圈组件与所述第二电路板电连接，所述第二线圈组件与所述第一线圈组件间隔设置并与所述第一电路板电连接。

10.根据权利要求9所述激光雷达，其特征在于，所述第一线圈组件包括第一线圈支架及第一线圈，所述第一线圈支架与所述底座连接，所述第一线圈沿所述底座轴的轴向方向上缠绕于所述第一线圈支架。

11.根据权利要求10所述激光雷达，其特征在于，所述第二线圈组件沿着所述底座轴的轴向方向上缠绕于所述旋转支架。

12.根据权利要求9所述激光雷达，其特征在于，所述第一线圈组件包括第一线圈支架及第一线圈，所述第二线圈组件包括第二线圈支架及第二线圈；

其中，所述第一线圈沿垂直所述底座轴轴向的方向上缠绕于所述第一线圈支架，所述第二线圈沿垂直所述底座轴轴向的方向上缠绕于所述第二线圈支架。

13.根据权利要求12所述激光雷达，其特征在于，所述第一线圈支架和所述第二线圈支架在所述底座轴的轴向方向上堆叠设置。

14.根据权利要求8所述激光雷达，其特征在于，所述检测装置包括码盘及光耦检测器，所述码盘的周向上间隔设置有多个光栅尺，所述光耦检测器对应所述光栅尺设置，其中，当所述旋转支架转动时，所述光耦检测器和所述码盘发生相对转动。

15.根据权利要求14所述激光雷达，其特征在于，所述光耦检测器与所述第一电路板连接，所述码盘固定于所述底座；

或，所述光耦检测器与所述第二电路板连接，所述码盘固定于所述旋转支架；

或，所述光耦检测器与所述第二电路板连接，所述旋转支架靠近所述光耦检测器一端形成有所述码盘。

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