CN219695438U - 一种激光雷达扫描装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种激光雷达扫描装置，包括底部设置开口的箱体、设置在箱体内部且可伸出至开口外侧的激光雷达组件、用于驱动激光雷达组件伸缩的气缸，气缸竖向设置在箱体内侧，箱体的底部内侧水平滑动设置有雷达清洁组件，雷达清洁组件包括上部敞口且底部与箱体水平滑动连接的集尘槽、朝向集尘槽敞口方向设置的若干喷吹头、用于吸附烟尘且设置在集尘槽下部的射流喷嘴、分别与射流喷嘴、若干喷吹头连接的进气管、一端敞口且套设于射流喷嘴外侧的吸附腔、与吸附腔另一端连接的排气管。本实用新型提供的激光雷达扫描装置，设置有箱体和雷达清洁组件，对激光雷达进行防护和清洁，避免激光雷达受到污染，提高了激光雷达的扫描测量精度。

Description

一种激光雷达扫描装置

技术领域

本实用新型属于激光雷达技术领域，具体说是涉及一种激光雷达扫描装置。

背景技术

激光雷达，是以发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统，首先向目标发射探测信号(激光束)，然后将接收到的从目标反射回来的信号(目标回波)与发射信号进行比较，作适当处理后，就可获得目标的有关信息。

在工程、化工、食品、运输等领域经常有一些物料需要研究其外轮廓，得到体积、表面曲线、局部特征等信息，用来指导管理，比如煤仓的储量，准确盘点，避免积压过剩；也可以用来计算运力，指导货车拉运，实现按体积精确计费；用来定位车辆坐标，确定车辆载货情况，方便进行装货及卸货，传统的人工估算，速度慢，误差也大，很多场景也无法实现，由此产生了采用激光雷达对车辆进行扫描测量的激光雷达扫描装置。

然而，由于激光雷达扫描工作现场环境复杂多变，粉尘颗粒等污染物较多，长期使用时，激光雷达的发射和接收端容易收到粉尘颗粒的污染，导致扫描测量精度下降，本方案针对这一问题进行解决。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种激光雷达扫描装置，解决了激光雷达扫描装置容易被污染，导致扫描精度低的技术问题，设置有箱体和雷达清洁组件，对激光雷达进行防护和清洁，避免激光雷达受到污染，提高了激光雷达的扫描测量的精度。

一种激光雷达扫描装置，包括底部设置开口的箱体、设置在所述箱体内部且可伸出至所述开口外侧的激光雷达组件、用于驱动所述激光雷达组件伸缩的气缸，所述气缸竖向设置在所述箱体内侧；

所述箱体的底部内侧水平滑动设置有雷达清洁组件，所述雷达清洁组件包括上部敞口且底部与所述箱体水平滑动连接的集尘槽、朝向所述集尘槽敞口方向设置的若干喷吹头、用于吸附烟尘且设置在所述集尘槽下部的射流喷嘴、分别与所述射流喷嘴、若干所述喷吹头连接的进气管、一端敞口且套设于所述射流喷嘴外侧的吸附腔、与所述吸附腔另一端连接的排气管；

所述吸附腔的敞口端设置在所述集尘槽的底部上侧，所述吸附腔的敞口端与所述射流喷嘴的喷出口之间形成容许烟尘通过的负压通道。

所述若干喷吹头与所述进气管之间设置有流量控制阀一，所述射流喷嘴与所述进气管之间设置有流量控制阀二、所述流量控制阀一与所述流量控制阀二共同连接有流量控制器，所述控制器设置在所述集尘槽内。

所述激光雷达组件包括连接在所述气缸上活塞杆端部的连接板、水平设置在所述连接板底面的旋转气缸、与所述旋转气缸连接的旋转板、与所述旋转板连接的激光雷达；

所述连接板连接有滑块，所述箱体的内侧设置有与所述滑块滑动连接的导轨，所述导轨与所述气缸平行设置。

所述喷吹头不少于两个且对称设置在所述集尘槽的敞口处。

所述箱体的底部分别平行设置有滑轨和丝杠，所述集尘槽的底部分别设置有与所述滑轨和丝杠结合的滑块和丝杠螺母，所述丝杠连接有丝杠电机，所述丝杠电机设置在所述箱体上。

所述排气管内设置有用于过滤烟尘的过滤网。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)激光雷达设置有箱体，箱体的底部设置有激光雷达通过的开口，箱体内设置有气缸，气缸带动激光雷达通过开口伸缩于箱体外侧，箱体的底部设置有雷达清洁组件，雷达清洁组件分别设置有喷吹头和射流喷嘴，通过喷吹头对激光雷达粘附的烟尘进行喷吹，通过射流喷嘴产生的负压对烟尘进行吸收收集后排出，激光雷达的发射端和接收端更洁净，光路衰减更小，扫描范围更大，激光雷达的扫描测量精度更高；

(2)激光雷达连接有旋转气缸，通过旋转气缸带动激光雷达转动扫描，旋转气缸的运行平稳可靠，转动精度更高，激光雷达的扫描测量精度更高。

附图说明

图1是本实用新型的内部结构示意图。

图2是本实用新型的雷达清洁组件工作位置示意图。

图3是本实用新型雷达清洁组件的结构示意图。

图4是本实用新型激光雷达工作状态示意图。

图5是本实用新型旋转气缸与激光雷达的结合示意图

图6是本实用新型防护罩的结构示意图。

其中，图中：1、气缸固定板；2、气缸；3、导轨；4、背板；5、连接板；6、旋转气缸；7、激光雷达；8、集尘槽；9、进气管；10、排气管；11、防护罩；12、丝杠电机；13、喷吹头；14、射流喷嘴；15、吸附腔；16、流量控制阀一；17、流量控制阀二；18、流量控制器；19、旋转板；20、过滤网。

具体实施方式

为了能更加清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。

参见图1-图6，一种激光雷达扫描装置，包括底部设置开口的箱体、设置在箱体内部且可伸出至开口外侧的激光雷达组件、用于驱动激光雷达组件伸缩的气缸2，气缸2竖向设置在箱体内侧；

箱体的底部内侧水平滑动设置有雷达清洁组件，雷达清洁组件包括上部敞口且底部与箱体水平滑动连接的集尘槽8、朝向集尘槽8敞口方向设置的若干喷吹头13、用于吸附烟尘且设置在集尘槽8下部的射流喷嘴14、分别与射流喷嘴14、若干喷吹头13连接的进气管9、一端敞口且套设于射流喷嘴14外侧的吸附腔15、与吸附腔15另一端连接的排气管10；

吸附腔15的敞口端设置在集尘槽8的底部上侧，吸附腔15的敞口端与射流喷嘴14的喷出口之间形成容许烟尘通过的负压通道；

进气管9和出气管10的侧部分别集尘槽8连接，喷吹头13和射流喷嘴14分别与集尘槽8连接；

吸附腔15敞口一端的截面积小于吸附腔15与排气管连通一端的截面积，射流喷嘴14喷出压缩空气时，射流喷嘴14与吸附腔15产生文丘里效应，使吸附腔15敞口端产生负压，经过负压通道将集尘槽8上方的烟尘抽吸至吸附腔15内，经由排气管10排出；

若干喷吹头13与进气管9之间设置有流量控制阀一16，射流喷嘴14与进气管9之间设置有流量控制阀二17、流量控制阀一16与流量控制阀二17共同连接有流量控制器18，控制器18设置在集尘槽8内；

喷吹头8与进气管9之间连接有支管，若干支管共同连接在进气管9上，流量控制阀一16设置在若干支管与进气管9之间。

激光雷达组件包括连接在气缸2上活塞杆端部的连接板5、水平设置在连接板5底面的旋转气缸6、与旋转气缸6连接的旋转板19、与旋转板19连接的激光雷达7；

连接板5连接有滑块，箱体的内侧设置有与滑块滑动连接的导轨3，导轨3与气缸2平行设置。

喷吹头13不少于两个且对称设置在集尘槽8的敞口处。

箱体的底部分别平行设置有滑轨和丝杠，集尘槽8的底部分别设置有与滑轨和丝杠结合的滑块和丝杠螺母，丝杠连接有丝杠电机12，丝杠电机12设置在箱体上。

箱体为由背板4、底板、防护罩11围合而成的六面体，气缸2、导轨3分别设置在背板4上，开口设置在底板上，雷达清洁组件设置在底板的上侧，防护罩11与背板4可分离式连接。

背板4上设置有用于固定激光雷达扫描装置的固定螺栓孔，气缸2与箱体之间连接有气缸固定板1。

进气管9和排气管10都为可伸缩的软管，排气管10内设置有用于过滤烟尘的过滤网20。

本实用新型的具体工作过程：

激光雷达扫描装置在启动前，先通过背板4上的固定螺栓孔将激光雷达扫描装置固定于待测车辆上方的机架上，分别向气缸2、旋转气缸6、雷达清洁组件内通入压缩空气，向激光雷达7、雷达清洁组件的电动阀12通电，使激光雷达扫描装置具备启动条件；

启动丝杠电机12，丝杠电机12带动丝杠转动，丝杠螺母带动集尘槽8沿着滑轨滑动，集尘槽8滑动至激光雷达7的下方，通过流量控制器18分别开启流量控制阀一16和流量控制阀二17；

进气管9内的压缩空气一部分通过喷吹头13向激光雷达7喷射，将附着在激光雷达7上的烟尘喷吹分离，烟尘悬浮在集尘槽8敞口的上方；

进气管9内的另一部分压缩空气通过射流喷嘴14喷出，进入吸附腔15，由于射流喷嘴14的喷出口口径狭小，根据文丘里效应，流体出现流速增大的现象，其流速与过流断面成反比，而由伯努利定律知，流速的增大伴随流体压力的降低，即常见的文丘里现象，通俗地讲，这种效应是指在高速流动的流体附近会产生低压，从而产生吸附作用。利用这种效应可以制作出文氏管，而本实用新型产生吸附效应的结构与文氏管相同，吸附腔15的上端敞口即为负压的入口，吸附腔15与射流喷嘴14之间形成允许烟尘经过的负压通道，当射流喷嘴14喷出压缩空气时，由于压缩空气通过吸附腔15沿着排气管10方向流动，吸附腔15的上端与射流喷嘴14之间的通道产生负压，并将集尘槽8内以及集尘槽8上方的含烟尘进行抽出，并且进入吸附腔15内，被排气管10带走，烟尘中的烟尘被设置在排气管10上的过滤网20吸附后，洁净的空气被排出至大气；

通过流量控制器18调节流量控制阀一16和流量控制阀二17的大小，可以调剂喷吹压力和射流喷嘴14产生负压的压力，从而使得喷吹和烟尘的收集效果更好；

含尘烟尘喷吹排出完毕后，通过丝杠电机12将集尘槽8回缩复位。

启动气缸2，激光雷达7组件继续下降至工作高度，启动旋转气缸6，旋转气缸6带动激光雷达7进行扫描作业，当激光雷达7接受到开始测量信号后，设备开始转动进行扫描，获取待测车辆不同角度下的扫描信息，同时将扫描结果转化成三维坐标信息进行处理并存储，通过算法分析扫描数据得到待测车辆的轮廓等特征信息，同时找到待测车辆的坐标，与设定坐标进行对比，确定待测车辆的位置是否正确。

扫描结束后，气缸2带动激光雷达7组件上升复位，再次启动雷达清洁组件，对激光雷达7进行工作后的喷射清洁。

本实用新型未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述，当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种激光雷达扫描装置，其特征在于，包括底部设置开口的箱体、设置在所述箱体内部且可伸出至所述开口外侧的激光雷达组件、用于驱动所述激光雷达组件伸缩的气缸(2)，所述气缸(2)竖向设置在所述箱体内侧；

所述箱体的底部内侧水平滑动设置有雷达清洁组件，所述雷达清洁组件包括上部敞口且底部与所述箱体水平滑动连接的集尘槽(8)、朝向所述集尘槽(8)敞口方向设置的若干喷吹头(13)、设置在所述集尘槽(8)下部的射流喷嘴(14)、分别与所述射流喷嘴(14)、若干所述喷吹头(13)连接的进气管(9)、一端敞口且套设于所述射流喷嘴(14)外侧的吸附腔(15)、与所述吸附腔(15)另一端连接的排气管(10)；

所述吸附腔(15)的敞口一端设置在所述集尘槽(8)的底部上侧，所述吸附腔(15)的敞口一端与所述射流喷嘴(14)的喷出口之间形成容许烟尘通过的负压通道。

2.根据权利要求1所述的激光雷达扫描装置，其特征在于，所述进气管(9)与所述若干喷吹头(13)之间设置有流量控制阀一(16)，所述进气管(9)与所述射流喷嘴(14)之间设置有流量控制阀二(17)、所述流量控制阀一(16)与所述流量控制阀二(17)共同连接有流量控制器(18)，所述控制器(18)设置在所述集尘槽(8)内。

3.根据权利要求1所述的激光雷达扫描装置，其特征在于，所述激光雷达组件包括连接在所述气缸(2)上活塞杆端部的连接板(5)、水平设置在所述连接板(5)底面的旋转气缸(6)、与所述旋转气缸(6)连接的旋转板(19)、与所述旋转板(19)连接的激光雷达(7)；

所述连接板(5)连接有滑块，所述箱体的内侧设置有与所述滑块滑动连接的导轨(3)，所述导轨(3)与所述气缸(2)平行设置。

4.根据权利要求1所述的激光雷达扫描装置，其特征在于，所述喷吹头(13)不少于两个且对称设置在所述集尘槽(8)的敞口处。

5.根据权利要求1所述的激光雷达扫描装置，其特征在于，所述箱体的底部分别平行设置有滑轨和丝杠，所述集尘槽(8)的底部分别设置有与所述滑轨和丝杠结合的滑块和丝杠螺母，所述丝杠连接有丝杠电机(12)，所述丝杠电机(12)设置在所述箱体上。

6.根据权利要求1所述的激光雷达扫描装置，其特征在于，所述排气管(10)内设置有用于过滤烟尘的过滤网(20)。