CN218896191U - 一种机械扫描式激光雷达装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种机械扫描式激光雷达装置，包括准直镜、光电传感器、聚焦透镜、激光发射单元、供电单元、信号处理单元和信号接收单元、底座、码盘、电机内转子、电机定子和视窗，还包括45度反射镜、直角导光管、支架、配平板、反射镜安装支架转接板和发射镜安装支架。本实用新型的反射镜安装在电机内转子上，通过内转子旋转带动45度反射镜360度扫描，激光发射单元、供电单元、信号处理单元和信号接收单元固定在支架上，结构紧凑，体积较小也便于装配维护，降低了加工成本。

Description

一种机械扫描式激光雷达装置

技术领域

本实用新型涉及一种机械扫描式激光雷达装置，属于激光雷达扫描技术领域。

背景技术

激光雷达以激光作为信号源，由激光器发射出的脉冲激光，接触到目标物后引起散射，一部分光波会反射到激光雷达的接收器上，根据激光测距原理计算，就得到从激光雷达到目标点的距离。脉冲激光以超高频率不断地扫描目标物，就可以快速复建出目标的三维模型及各种图件数据，建立三维点云图，绘制出环境地图，以达到环境感知的目的。激光雷达按照扫描方式来分类，目前有机械式激光雷达、半固态激光雷达和固态激光雷达三大类。

机械式激光雷达因具有扫描速度快和360度扫描的优势，目前最为常用。现有的机械扫描式激光雷达的结构相对复杂，除发射单元、反射镜安装在电机内转子上，转子上同时还安装有多个电路板，在供电上较为复杂，体积较大也难于安装，直接推高了成本。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种机械扫描式激光雷达装置，结构简单并便于安装维护。

为了解决上述问题，本实用新型采用的技术方案如下：

一种机械扫描式激光雷达装置，包括准直镜、光电传感器、聚焦透镜、激光发射单元、供电单元、信号处理单元和信号接收单元、底座、码盘、电机内转子、电机定子和视窗，还包括45度反射镜、直角导光管、支架、配平板、反射镜安装支架转接板和发射镜安装支架，

所述支架包括两根对称布置的立杆，所述立杆固接在底座的底部，两根立杆均固接横向支撑架，所述聚焦透镜安装在两个横向支撑架之间，聚焦透镜的中部开设竖向孔，所述准直镜安装在竖向孔内，所述激光发射单元安装在准直镜的下方，所述供电单元、信号处理单元和信号接收单元安装在横向支撑架的下方，所述信号接收单元上安装有信号接收器APD，所述信号接收器APD位于准直镜的正下方，

所述电机定子安装在两根立杆的顶端，所述电机内转子位于聚焦透镜的上方，所述反射镜安装支架转接板安装在电机内转子的顶部,所述配平板和发射镜安装支架固接在发射镜安装支架转接板上，所述配平板的端部安装码盘，所述45度反射镜安装在发射镜安装支架上，所述直角导光管固接在反射镜的中部，所述直角导光管的竖向段位于准直镜的正上方，所述码盘固定在电机内转的底部，所述光电传感器固定在电机定子底部，所述视窗安装在底座的顶部。

进一步，所述底座的顶部外沿固接视窗转接板，所述视窗胶粘固定在视窗转接板上。

进一步，所述竖向孔上嵌设有与准直镜同轴的套筒，所述套筒的顶端位于直角导光管的竖向段下方。

进一步，两个横向支撑架的底部固接有中空的锥形罩，所述锥形罩与准直镜同轴设置。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

1、本实用新型的反射镜安装在电机内转子上，通过内转子旋转带动45度反射镜360度扫描，激光发射单元、供电单元、信号处理单元和信号接收单元固定在支架上，结构紧凑，体积较小也便于装配维护，降低了加工成本。

2、由于电机内转子位于聚焦透镜上方，电机内转子的中空直径满足反射镜反射回来的光路口径，可使反射镜反射回来的光从电机内转子中间通过并经聚焦透镜汇聚到信号接收器APD上，通过电机内转子360度旋转，实现激光雷达360度探测扫描，同时可减少旋转扫描过程中的光路干扰问题。

3、本实用新型的垂直导光管、反射镜及发射镜安装支架安装在电机内转子上，所以可以和电机一起进行配平，配重固定在配平板上方，方便配平，空间不受干扰。

4、激光发射单元发射激光经过准直镜准直后，光束在套筒内投射至发射镜上，反射后经过垂直导光管的水平段传输出去，准直后的激光依然存在发散，激光在套筒内传输，能有效避免杂散激光经反射镜反射后回到聚焦透镜而影响接收信号；锥形罩的设置能够效减少杂散光对接收信号的影响。

附图说明

图1为本实用新型一优选实施例的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步的详细说明。根据下面的说明，本实用新型的目的、技术方案和优点将更加清楚。需要说明的是，所描述的实施例是本实用新型的优选实施例，而不是全部的实施例。

结合图1所示，一种机械扫描式激光雷达装置，包括准直镜5、光电传感器6、聚焦透镜8、激光发射单元9、供电单元11、信号处理单元13和信号接收单元14、底座15、码盘16、电机内转子17、电机定子18和视窗22，还包括45度反射镜1、直角导光管2、支架7、配平板20、反射镜安装支架转接板21和发射镜安装支架23。

所述支架7包括两根对称布置的立杆7a，所述立杆7a固接在底座15的底部，两根立杆均固接横向支撑架7b，所述聚焦透镜8安装在两个横向支撑架7b之间，聚焦透镜8的中部开设竖向孔8a，所述准直镜5安装在竖向孔8a内，所述激光发射单元9安装在准直镜5的下方，所述供电单元11、信号处理单元13和信号接收单元14安装在横向支撑架7b的下方，所述信号接收单元14上安装有信号接收器APD12，所述信号接收器APD12位于准直镜5的正下方。优选的，在两个横向支撑架7b的底部固接有中空的锥形罩10，所述锥形罩10与准直镜5同轴设置。锥形罩的设置能够效减少杂散光对接收信号的影响。

所述电机定子18安装在两根立杆7a的顶端，所述电机内转子17位于聚焦透镜8的上方，所述反射镜安装支架转接板21安装在电机内转子17的顶部,所述配平板20和发射镜安装支架23固接在发射镜安装支架转接板21上，所述配平板20的端部上安装码盘4，所述45度反射镜1安装在发射镜安装支架23上，所述直角导光管2固接在反射镜1的中部，所述直角导光管2的竖向段2a位于准直镜5的正上方，直角导光管2的竖向段2a与准直镜5的光轴相重合。所述码盘16固定在电机内转的底部，所述光电传感器6固定在电机定子底部并与码盘16位置相对，所述视窗22安装在底座15的顶部。

所述底座15的顶部外沿固接视窗转接板19，所述视窗22胶粘固定在视窗转接板19上。视窗22与电机定子18及电机内转子17都没有直接连接，在光学装调过程中维护方便，而且可通过在底座15的上表面增加密封圈以达到较高的IP等级，提高产品性能。

作为优选方案，所述竖向孔8a上嵌设有与准直镜5同轴的套筒3，所述套筒3的顶端位于直角导光管2的竖向段2a下方。直角导光管2也可以设计成伸入套管内，其竖向段能够相对套管转动。当电机工作时，电机内转子17旋转，直角导光管2随着电机内转子17上的发射镜安装支架23同步转动，激光发射单元9发射激光经过准直镜5准直后，光束在套筒3内经45°发射镜1反射，反射后经过垂直导光管2的水平段传输出去。准直后的激光依然存在发散，激光在套筒内传输，能有效避免杂散光经反射镜反射后回到聚焦透镜而影响接收信号实现激光雷达360度探测扫描。

以上所述，仅是本实用新型优选实施例的描述说明，并非对本实用新型保护范围的限定，显然，任何熟悉本领域的技术人员基于上述实施例，可轻易想到替换或变化以获得其他实施例，这些均应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种机械扫描式激光雷达装置，包括准直镜、光电传感器、聚焦透镜、激光发射单元、供电单元、信号处理单元和信号接收单元、底座、码盘、电机内转子、电机定子和视窗，其特征在于：

还包括45度反射镜、直角导光管、支架、配平板、反射镜安装支架转接板和发射镜安装支架，

所述支架包括两根对称布置的立杆，所述立杆固接在底座的底部，两根立杆均固接横向支撑架，所述聚焦透镜安装在两个横向支撑架之间，聚焦透镜的中部开设竖向孔，所述准直镜安装在竖向孔内，所述激光发射单元安装在准直镜的下方，所述供电单元、信号处理单元和信号接收单元安装在横向支撑架的下方，所述信号接收单元上安装有信号接收器APD，所述信号接收器APD位于准直镜的正下方，

所述电机定子安装在两根立杆的顶端，所述电机内转子位于聚焦透镜的上方，所述反射镜安装支架转接板安装在电机内转子的顶部,所述配平板和发射镜安装支架固接在发射镜安装支架转接板上，所述配平板的端部安装码盘，所述45度反射镜安装在发射镜安装支架上，所述直角导光管固接在反射镜的中部，所述直角导光管的竖向段位于准直镜的正上方，所述码盘固定在电机内转的底部，所述光电传感器固定在电机定子底部，

所述视窗安装在底座的顶部。

2.根据权利要求1所述的机械扫描式激光雷达装置，其特征在于：

所述底座的顶部外沿固接视窗转接板，所述视窗胶粘固定在视窗转接板上。

3.根据权利要求1所述的机械扫描式激光雷达装置，其特征在于：

所述竖向孔上嵌设有与准直镜同轴的套筒，所述套筒的顶端位于直角导光管的竖向段下方。

4.根据权利要求1所述的机械扫描式激光雷达装置，其特征在于：

两个横向支撑架的底部固接有中空的锥形罩，所述锥形罩与准直镜同轴设置。

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