CN219915925U - 基于激光雷达的检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及激光雷达领域，具体公开了一种基于激光雷达的检测装置。检测装置，包括：上壳体；下壳体；激光雷达与下壳体可转动的相连并且设置于置物腔中；换向机构，用于带动激光雷达以X向为回转中心转动；调位机构，用于带动下壳体以Z向为回转中心转动；以及缓冲机构，设置于安装腔中，缓冲机构的一端分别连接于换向机构和调位机构，另一端连接于传动轴。当上壳体受到冲击时，换向机构和调位机构向下移动，缓冲机构抵顶上壳体的底壁，传动轴推动下壳体朝向远离上壳体的方向移动；当冲击力消失时，在缓冲机构提供的复原力作用下换向机构和调位机构复位。由此，解决了当前激光雷达检测结果准确率低，导致数据误差大的问题。

Description

基于激光雷达的检测装置

技术领域

本实用新型涉及激光雷达领域，具体地，涉及一种基于激光雷达的检测装置。

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。目前，市面上普遍使用激光雷达进行测距、避障等活动。

在一种实施例中，可以将激光雷达设置在料塔顶部的塔盖上，以此对塔内的饲料余量进行检测。但由于饲料为散状物料，其呈现出来的形态具有不规则性，因此检测的结果通常具有一定的误差。又因激光雷达的位置是固定的，使其检测视角和检测范围具有一定限制，也在一定程度上影响了检测结果的准确性。这样一来，致使最终获取的数据具有较大的误差，会影响操作人员对料塔余量的判断，难以针对料塔中饲料的实际情况制定有效上料、排料和疏通计划，在一定程度上影响了上游工序和下游工序的有效展开。

同时，基于料塔环境的特殊性，使得激光雷达长期处于高温、弱酸碱盐、高灰尘的环境，不仅会对雷达造成一定的腐蚀，还会使得雷达的镜头蒙尘，影响检测精度。另外，由于塔盖本身会相对于料塔塔身盖合和打开，会产生较大的冲击，激光雷达在该冲击环境下容易损坏，因而也影响了其检测精度和使用寿命。

基于上述技术问题，还需要提供一种更为合理的技术方案，以对激光雷达进行改进，从而解决当前的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种基于激光雷达的检测装置，以解决当前激光雷达检测结果准确率低，导致数据误差大的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种基于激光雷达的检测装置，包括：

上壳体，具有安装腔；

下壳体，具有置物腔，并设置于上壳体的下方；所述激光雷达与所述下壳体可转动的相连并且设置于所述置物腔中；

换向机构，其一端可沿Z向移动地连接于所述上壳体，另一端通过中间轴传动连接于所述激光雷达，所述换向机构用于带动所述激光雷达以X向为回转中心转动；

调位机构，其一端可沿Z向移动地连接于所述上壳体，另一端通过传动轴传动连接于所述下壳体，所述传动轴同轴地套设于所述中间轴外周，所述传动轴通过密封圈密封连接于所述上壳体；所述换向机构用于带动所述下壳体以Z向为回转中心转动，所述Z向平行于所述传动轴的轴线；以及

缓冲机构，设置于所述安装腔中，所述缓冲机构的一端分别连接于所述换向机构和所述调位机构，另一端连接于传动轴；

所述中间轴的外周设有第一台阶，所述传动轴的外周设有与第二台阶，所述中间轴的外周套设有限位环，所述限位环的顶面抵接于所述第一台阶，所述限位环的底面抵接于所述第二台阶；

其中，当所述上壳体受到冲击时，所述换向机构和所述调位机构向下移动，所述缓冲机构抵顶所述上壳体的底壁，所述传动轴推动所述下壳体朝向远离上壳体的方向移动；当冲击力消失时，在所述缓冲机构提供的复原力作用下，所述传动轴带动所述下壳体复位，所述换向机构和所述调位机构复位。

在一种可能的设计中，所述中间轴通过动力传递机构连接于所述激光雷达，所述激光雷达的两端分别设有沿X轴延伸的驱动轴；所述动力传递机构包括：

主动带轮，同轴地套接于所述中间轴外周，并键连接于所述中间轴；

从动带轮，配设为两组，并相对于所述主动带轮间隔设置，所述从动带轮通过定位杆可转动地连接于所述下壳体，且所述从动带轮的轴线平行于Y向；

传动带轮，固定套接于其中一个驱动轴，且所述传动带轮的轴线平行于X向；以及

传动带，具有基础宽度，所述传动带分别套设于所述主动带轮、其中一个从动带轮、传动带轮和另一个从动带轮上；

当所述换向机构驱动所述中间轴转动时，能够使得所述传动带轮带动所述激光雷达翻转。

在一种可能的设计中，所述主动带轮、从动带轮和所述传动带轮上分别设有与所述传动带相适配的环形槽，所述环形槽的槽深大于所述传动带的厚度，以能够完全容纳所述传动带。

在一种可能的设计中，所述换向机构包括：

第一驱动器；

第一主动齿轮，同轴地设置于所述第一驱动器的输出轴；以及

第一从动齿轮，套设于所述中间轴外周，并键连接于所述中间轴，且所述第一从动齿轮与所述第一主动齿轮相啮合；

其中，当所述第一驱动器转动时，所述第一从动齿轮能够与所述第一主动齿轮啮合传动，并带动所述中间轴绕Z向转动。

在一种可能的设计中，所述调位机构包括：

第二驱动器；

第二主动齿轮，同轴地设置于所述第二驱动器的输出轴；以及

第二从动齿轮，套设于所述传动轴外周，并键连接于所述传动轴，且所述第二从动齿轮与所述第二主动齿轮相啮合；所述第二从动齿轮固定连接于所述传动轴；

其中，当所述第二驱动器转动时，所述第二从动齿轮能够与所述第二主动齿轮啮合传动，以使得所述传动轴绕Z向转动。

在一种可能的设计中，所述缓冲机构包括：

定位座，通过限位轴承连接于所述传动轴；

定位轴，配设为至少三组，并间隔地连接于所述定位座；以及

弹簧，配设为至少三组，并一一对应地套设于所述定位轴的外周并且连接于所述定位座。

在一种可能的设计中，所述缓冲机构还包括：

安装板，设置于所述定位座上方并且连接于所述换向机构和所述调位机构；

导向杆，配设为至少三组，所述导向杆的一端连接于所述安装板，另一端插设于所述定位座上的导向孔中；

套筒，配设为至少三组，并一一对应地套设于所述导向杆外周且位于所述安装板和所述定位座之间。

在一种可能的设计中，所述检测装置还包括三组竖直设置的刮灰板，具有柔性的刮灰板分别通过定位板连接于所述下壳体；

其中两组刮灰板设置于所述激光雷达的外壁，另一组刮灰板设置于所述激光雷达顶壁；当所述激光雷达翻转时，其镜头能够接触于所述刮灰板。

在一种可能的设计中，所述中间轴配设为空心轴，所述检测装置还包括换热机构，所述换热机构包括：

风扇，设置于所述上壳体的安装腔中；

导风座，具有用于气体流通的腔室，所述导风座的一端连通于所述风扇的出风口，另一端位于所述空心轴顶部并且连通于所述空心轴；

风向座，设置于所述空心轴的下方，所述风向座上设有风室，所述风向座的一端连通于所述空心轴，所述风室的排风口位于所述风向座的一侧；以及

所述导风座、所述空心轴、所述风向座共同形成为引导气体流通的风道，以引导风扇导出的风流经至所述下壳体的置物腔。

在一种可能的设计中，所述上壳体和所述下壳体均由铝合金材料制成，所述上壳体的外周面形成为起伏的曲面。

该检测装置的检测过程可以概述为：换向机构能够使得激光雷达沿X向转动，调节机构能够使得整个下壳体沿Z向转动，这样可以使原本只能单点定向检测的激光雷达能够以不同的空间位置对物品进行全方位的检测，有益于提高检测结果的准确性和完备性，能够给操作人员提供可靠的作业依据。而基于缓冲机构的设置，将壳体的底面定义为分界线，以此对整个减振过程进行描述。当装置整体受到较大冲击力时，分界线以上的外壳中的抗冲击结构，也即是缓冲机构整体因为突然受到冲击，会在惯性作用力下，向下位移。此时缓冲机构可以将冲击能量转化为其本身的势能，同时因为装置内部是密封的，上壳体的机构(包括换向机构和调位机构)发生位移后，安装腔的空置体积被拉大，装置内部气压急剧降低，产生负压，负压会进一步消耗冲击能量。装置内部产生的负压及缓冲机构转化的势能，能够极大降低装置内部在受到冲击时接收到的实时能量，由此保护内部装置不因冲击能量发生损坏，外部冲击停止后，缓冲机构在复原力及大气压力的双重作用下回归初始位置，等待下一次冲击。

通过上述技术方案，因激光雷达的位置是可调的，使其检测视角和检测范围较大，可在一定程度上提高检测结果的准确性，这样一来，致使最终获取的数据具有较小的误差，使得操作人员可以对料塔余量作出准确的判断，针对料塔中饲料的实际情况制定有效上料、排料和疏通计划，在一定程度上保证了上游工序和下游工序的有效展开。

将其应用于料塔时，可以对料塔中饲料余量进行有效检测，即使饲料为散状物料，其呈现出来的形态具有不规则性，而基于检测装置的多角度检测特征，减少了定位误差，增大了适用范围和检测结果的准确性。

同时，基于缓冲机构的设置，在塔盖盖合和打开过程中，可以对产生的冲击进行缓释，减小冲击和振动，不仅可以保证激光雷达检测位置的准确性，还可以减少对装置与塔身连接部位的影响，保证了该检测装置的使用寿命。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是基于激光雷达的检测装置在一种实施例中的立体结构示意图；

图2是基于激光雷达的检测装置在一种视角下的立体结构示意图，为了展示内部结构，去除了上壳体和下壳体；

图3是基于激光雷达的检测装置在另一种视角下的立体结构示意图，为了展示内部结构，去除了上壳体和下壳体；

图4是基于激光雷达的检测装置在一种视角下的剖视结构示意图，为了展示内部结构，去除了上壳体和下壳体；

图5是基于激光雷达的检测装置在一种视角下的剖视结构示意图，为了展示内部结构，去除了上壳体和下壳体，其中，图5的视角与图4的视角不同。

附图标记说明

11-上壳体，12-下壳体，2-激光雷达，21-驱动轴，3-换向机构，31-第一驱动器，32-第一主动齿轮，33-第一从动齿轮，41-中间轴，42-传动轴，43-限位环，5-调位机构，51-第二驱动器，52-第二主动齿轮，53-第二从动齿轮，6-缓冲机构，61-定位座，62-定位轴，63-弹簧，64-安装板，65-导向杆，66-套筒，67-限位轴承，7-动力传递机构，71-主动带轮，72-从动带轮，73-传动带轮，74-传动带，81-刮灰板，82-定位板，9-换热机构，91-风扇，92-导风座，93-风向座。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。

根据本实用新型的具体实施方式，提供了一种基于激光雷达的检测装置。该检测装置可以对料塔中的饲料余量进行检测，也可以将其用于其他任意合适的场景，例如，对汽车的驾驶环境进行检测，或者对车间工位上的当前产品数量进行检测，或者，对机器人的周围环境进行检测。其中，图1至图5示出了其中一种具体实施例。下文，将以该检测装置用于料塔时为例，来阐述其结构和工作原理。

参阅图1至图5所示，该基于激光雷达的检测装置包括：上壳体11，具有安装腔；下壳体12，具有置物腔，并设置于上壳体11的下方；所述激光雷达2与所述下壳体12可转动的相连并且设置于所述置物腔中；换向机构3，其一端可沿Z向移动地连接于所述上壳体11，另一端通过中间轴41传动连接于所述激光雷达2，所述换向机构3用于带动所述激光雷达2以X向为回转中心转动；调位机构5，其一端可沿Z向移动地连接于所述上壳体11，另一端通过传动轴42传动连接于所述下壳体12，所述传动轴42同轴地套设于所述中间轴41外周，所述传动轴42通过密封圈密封连接于所述上壳体11；所述换向机构3用于带动所述下壳体12以Z向为回转中心转动，所述Z向平行于所述传动轴42的轴线；以及缓冲机构6，设置于所述安装腔中，所述缓冲机构6的一端分别连接于所述换向机构3和所述调位机构5，另一端连接于传动轴42。

所述中间轴41的外周设有第一台阶，所述传动轴42的外周设有与第二台阶，所述中间轴41的外周套设有限位环43，所述限位环43的顶面抵接于所述第一台阶，所述限位环43的底面抵接于所述第二台阶；其中，当所述上壳体11受到冲击时，所述换向机构3和所述调位机构5向下移动，所述缓冲机构6抵顶所述上壳体11的底壁，所述传动轴42推动所述下壳体12朝向远离上壳体11的方向移动；当冲击力消失时，在所述缓冲机构6提供的复原力作用下，所述传动轴42带动所述下壳体12复位，所述换向机构3和所述调位机构5复位。

该检测装置的检测过程可以概述为：换向机构3能够使得激光雷达2沿X向转动，调节机构能够使得整个下壳体12沿Z向转动，这样可以使原本只能单点定向检测的激光雷达2能够以不同的空间位置对物品进行全方位的检测，有益于提高检测结果的准确性和完备性，能够给操作人员提供可靠的作业依据。而基于缓冲机构6的设置，将壳体的底面定义为分界线，以此对整个减振过程进行描述。当装置整体受到较大冲击力时，分界线以上的外壳中的抗冲击结构，也即是缓冲机构6整体因为突然受到冲击，会在惯性作用力下，向下位移。此时缓冲机构6可以将冲击能量转化为其本身的势能，同时因为装置内部是密封的，上壳体11的机构(包括换向机构3和调位机构5)发生位移后，安装腔的空置体积被拉大，装置内部气压急剧降低，产生负压，负压会进一步消耗冲击能量。装置内部产生的负压及缓冲机构6转化的势能，能够极大降低装置内部在受到冲击时接收到的实时能量，由此保护内部装置不因冲击能量发生损坏，外部冲击停止后，缓冲机构6在复原力及大气压力的双重作用下回归初始位置，等待下一次冲击。

通过上述技术方案，因激光雷达2的位置是可调的，使其检测视角和检测范围较大，可在一定程度上提高检测结果的准确性，这样一来，致使最终获取的数据具有较小的误差，使得操作人员可以对料塔余量作出准确的判断，针对料塔中饲料的实际情况制定有效上料、排料和疏通计划，在一定程度上保证了上游工序和下游工序的有效展开。

将其应用于料塔时，可以对料塔中饲料余量进行有效检测，即使饲料为散状物料，其呈现出来的形态具有不规则性，而基于检测装置的多角度检测特征，减少了定位误差，增大了适用范围和检测结果的准确性。

同时，基于缓冲机构6的设置，在塔盖盖合和打开过程中，可以对产生的冲击进行缓释，减小冲击和振动，不仅可以保证激光雷达2检测位置的准确性，还可以减少对装置与塔身连接部位的影响，保证了该检测装置的使用寿命。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而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“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本公开中，限位环43可以配设为环状的耐磨零件，亦可以配设为轴承。对此，本领域技术人员可以根据冲击力的大小进行灵活配设。

在本公开中提供的具体实施方式中，可以以任意合适的方式实现中间轴41动力的传递。

在一种实施例中，所述中间轴41通过动力传递机构7连接于所述激光雷达2，所述激光雷达2的两端分别设有沿X轴延伸的驱动轴21。

具体地，所述动力传递机构7包括：主动带轮71，同轴地套接于所述中间轴41外周，并键连接于所述中间轴41；从动带轮72，配设为两组，并相对于所述主动带轮71间隔设置，所述从动带轮72通过定位杆可转动地连接于所述下壳体12，且所述从动带轮72的轴线平行于Y向；传动带轮73，固定套接于其中一个驱动轴21，且所述传动带轮73的轴线平行于X向；以及传动带74，具有基础宽度，所述传动带74分别套设于所述主动带轮71、其中一个从动带轮72、传动带轮73和另一个从动带轮72上。

由此一来，当所述换向机构3驱动所述中间轴41转动时，主动带轮71能够通过传动带74将动力传递给从动轮，此后，从动带轮72通过传动带74将动力传递给传动带轮73，进而带动所述激光雷达2翻转，由此实现对激光雷达2位置的调节。

需要说明的是，从动带轮72与主动带轮71处于同一水平高度，从动带轮72与传动带轮73处于同一竖直高度，以能够呈现出横平竖直的状态，这样可以保证动力的传递效率，使得激光雷达2能够以平稳的状态转动。

进一步地，所述主动带轮71、从动带轮72和所述传动带轮73上分别设有与所述传动带74相适配的环形槽，所述环形槽的槽深大于所述传动带74的厚度，以能够完全容纳所述传动带74，防止传动带74从所述环形槽中脱出。

在本公开提供的一种示例性实施方式中，传动带74采用高性能橡胶内嵌纤维制成的同步带，由此完成动力从纵向到横向的转变。并且采用该材质的同步带受力伸长率低，传动效率高，同步带上高精度的齿使传动精度可以维持在正负0.04mm的误差范围内。同时，航空铝制成的主动带轮71、从动带轮72和所述传动带轮73具有重量轻、耐磨性强的特点，带轮齿精度高，动力传输稳定。两者配合使装置在经过多次动力传输转换后仍能保持较高的传动精度。

在本公开中，所述换向机构3包括：第一驱动器31；第一主动齿轮32，同轴地设置于所述第一驱动器31的输出轴；以及第一从动齿轮33，套设于所述中间轴41外周，并键连接于所述中间轴41，且所述第一从动齿轮33与所述第一主动齿轮32相啮合。

这样，当所述第一驱动器31转动时，所述第一从动齿轮33能够与所述第一主动齿轮32啮合传动，并带动所述中间轴41绕Z向转动，由此起到减速增扭的作用，将动力有效地传递给中间轴41，在这种情况下，连接于中间轴41的主动带轮71也能够匀速可靠地将动力传递给从动带轮72，故而实现动力的传递。

在本公开中，第一驱动器31配设为步进电机，从而实现动力的稳定输出。理论持续使用寿命大于10000个小时，最大支持51200步距角细分，最小支持动力输出角度0.0003度。

第一主动齿轮32和第一从动齿轮33的基材均采用06Cr19Ni10高性能不锈钢，并在齿轮工艺上做表面渗氮处理，极大增加了齿轮的刚度及耐磨性，提高传动精度，极大延长齿轮的使用寿命。使第一主动齿轮32和第一从动齿轮33在交变应力负载的情况下，能够保证稳定精度的状态下实现动力传输。

需要说明的是，在本公开中，第一主动齿轮32和第一从动齿轮33均配设为直齿轮。基于直齿轮齿和齿轴平行的特点，将其用在平行轴之间的传递动力，可以起到降低速度和增加扭矩的作用。并且传动效率高，可根据实际使用需求实现各种传动比，具有较好的适应能力。

在本公开提供的一种实施例中，所述调位机构5包括：第二驱动器51；第二主动齿轮52，同轴地设置于所述第二驱动器51的输出轴；以及第二从动齿轮53，套设于所述传动轴42外周，并键连接于所述传动轴42，且所述第二从动齿轮53与所述第二主动齿轮52相啮合；所述第二从动齿轮53固定连接于所述传动轴42。

这样，当所述第二驱动器51转动时，所述第二从动齿轮53能够与所述第二主动齿轮52啮合传动，以使得所述传动轴42绕Z向转动。由此起到减速增扭的作用，将动力有效地传递给传动轴42，在这种情况下，传动轴42可以带动下壳体12整体匀速的转动，实现激光雷达2位置的调整。

在本公开中，第二驱动器51配设为步进电机，从而实现动力的稳定输出。理论持续使用寿命大于10000个小时，最大支持51200步距角细分，最小支持动力输出角度0.0003度。

第二主动齿轮52和第二从动齿轮53的基材均采用06Cr19Ni10高性能不锈钢，并在齿轮工艺上做表面渗氮处理，极大增加了齿轮的刚度及耐磨性，提高传动精度，极大延长齿轮的使用寿命。使第二主动齿轮52和第二从动齿轮53在交变应力负载的情况下，能够保证稳定精度的状态下实现动力传输。

需要说明的是，在本公开中，第二主动齿轮52和第二从动齿轮53均配设为直齿轮。基于直齿轮齿和齿轴平行的特点，将其用在平行轴之间的传递动力，可以起到降低速度和增加扭矩的作用。

在本公开提供的一种实施例中，所述缓冲机构6包括：定位座61，通过限位轴承67连接于所述传动轴42；定位轴62，配设为至少三组，并间隔地连接于所述定位座61；以及弹簧63，配设为至少三组，并一一对应地套设于所述定位轴62的外周并且连接于所述定位座61。

在装配阶段，会对弹簧63进行预压缩，使上壳体11在未受到冲击时，弹簧63的预压力能托起上壳体11内部的机构(例如换向机构3和调位机构5)。在上壳体11受到高能冲击时，上壳体11中的机构(例如换向机构3、调位机构5、中间轴41和传动轴42等)因冲击惯性向下发生位移。此时，弹簧63被进一步压缩，进而产生与冲击方向相反的力，并且可以吸收大部分冲击力。

因上壳体11内部与外界环境隔离，故上壳体11内部的机构(例如换向机构3和调位机构5)在冲击惯性向下位移时，会使得上壳体11内部的空腔总体积变大，此时装置内部气压降低，装置内部与外部产生气压差。气压差会对上壳体11中的机构产生向上的吸力，阻止其向下位移。这样一来，可以减少冲击时上壳体11受到的瞬时能量。在弹簧63及气压的共同作用下保护上壳体11，避免受到冲击时被高能冲击损坏，由此延长了该检测装置的使用寿命。在冲击结束后，弹簧63会将上壳体11中的机构重新托回冲击前的位置，完成复位工作，等待下一次冲击。

在本公开提供的一种实施例中，所述缓冲机构6还包括：安装板64，设置于所述定位座61上方并且连接于所述换向机构3和所述调位机构5；导向杆65，配设为至少三组，所述导向杆65的一端连接于所述安装板64，另一端插设于所述定位座61上的导向孔中；套筒66，配设为至少三组，并一一对应地套设于所述导向杆65外周且位于所述安装板64和所述定位座61之间。

这样设计，可以对换向机构3和调位机构5的位移方向起到一定的导向作用，对位移范围起到一定的限制作用，有益于使得上壳体11中的机构(例如换向机构3、调位机构5、中间轴41和传动轴42等)在受到冲击的情况下，以匀速平稳的方式缓慢移动，从而减少对上壳体11中机构的影响。

在本公开的一种示例性实施方式中，在上壳体11内部加装四根弹簧63，且该弹簧63采用06Cr19Ni10高性能不锈钢经过特殊的工艺制成，具有较好的减振效果。通过对弹簧63进行预压缩，使上壳体11在未受到冲击时弹簧63的预压力能托起核心装置体。

在本公开中，限位轴承67配设为滚珠轴承，并且采用06Cr19Ni10高性能不锈钢所制作而成。其具备较好的耐磨性能，且使用寿命长，传动顺滑。

具体地，分别在定位座61和传动轴42上设置相对应的限位槽，限位轴承67分别嵌设于两个限位槽中，以保持位置的固定。这样一来，使限位轴承67在维持尺寸很小的情况下可以同时承受径向及轴向双重交变应力。并在交变应力的环境下保持较高的回转精度及使用寿命。

在本公开提供的一种实施例中，所述检测装置还包括三组竖直设置的刮灰板81，具有柔性的刮灰板81分别通过定位板82连接于所述下壳体12；其中两组刮灰板81设置于所述激光雷达2的外壁，另一组刮灰板81设置于所述激光雷达2顶壁；当所述激光雷达2翻转时，其镜头能够接触于所述刮灰板81。

采用三个柔性的且带摩擦的刮灰板81对雷达镜头进行灰尘清理，检测装置工作时，激光雷达2部分绕驱动轴21旋转，激光雷达2每绕驱动轴21旋转一圈，激光雷达2的镜头能够被刮灰板81分别进行三次接触，实现三次灰尘刮擦清理，提高了清洁效率和清洁质量。

在一种选择中，所述刮灰板81配设为硅胶擦片。

利用硅胶在表面柔软的同时整体又能保持相对刚度的特性，保证硅胶擦片在对雷达镜头进行清理时，既能擦去表面的灰尘，又不会因为擦拭片过硬因而刮花雷达镜头，影响雷达的数据采集精度。实现了做到既能擦去灰尘，又能不刮花镜头的有益效果。

具体地，所述中间轴41配设为空心轴，这样可以减轻重量，并实现流体的导通工作。

在本公开提供的一种实施例中，所述检测装置还包括换热机构9，所述换热机构9包括：风扇91，设置于所述上壳体11的安装腔中；导风座92，具有用于气体流通的腔室，所述导风座92的一端连通于所述风扇91的出风口，另一端位于所述空心轴顶部并且连通于所述空心轴；以及风向座93，设置于所述空心轴的下方，所述风向座93上设有风室，所述风向座93的一端连通于所述空心轴，所述风室的排风口位于所述风向座93的一侧。

这样一来，使得所述导风座92、所述空心轴、所述风向座93可以共同形成为引导气体流通的风道，以引导风扇91导出的风流经至所述下壳体12的置物腔，由此使该冷风与所述激光雷达2进行热交换，实现对激光雷达2的降温。

如上图所示，将风扇91配设为两个涡轮风扇91，从而将上壳体11上方相对温度较低的气体压入气体流通的风道，当气体流过激光雷达2周围时，会带走雷达周围的温度较高的气体，高温气体通过另一侧的风道回到上壳体11。随着上壳体11的高温气体的增多，会加热上壳体11，由此使得上壳体11与外界进行热交换。

进一步地，所述上壳体11和所述下壳体12均由铝合金材料制成，所述上壳体11的外周面形成为起伏的曲面，增加换热面积。

本公开采用的铝合金导热率高达96.2W/m.K，并且上壳体11外表面积较大，换热面积增加，同时外部空气温度较低，铝合金的上壳体11会迅速将热量从内部传递至外部，使内部的空气温度降低。同时，上壳体11周围的空气温度升高，高温气体与远端的低温气体又会产生25W/m.K的气体对流热交换。通过这一系列的热交换，将雷达部分的高温度导向外界空气，由此降低了雷达温度，提高雷达数据采集精度，保证了雷达的使用寿命，并提高了雷达对应用环境的适应能力。

在本公开中，上壳体11的静态接触端面加装丁晴密封胶垫，保证密封性，减少外界环境对上壳体11和下壳体12内部的影响。

在动态旋转的传动轴42外周套设两根耐磨丁晴密封橡胶圈(即密封圈)，并采用过盈的压紧配合，将上壳体11和下壳体12内部结构及电子元件与外部环境完全隔离，使得该检测装置可以在腐蚀性气体、颗粒性灰尘以及高环境湿度的情况下也能够有效应用，增强了对恶劣应用环境的适用能力。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于激光雷达的检测装置，包括激光雷达(2)，其特征在于，该检测装置包括：

上壳体(11)，具有安装腔；

下壳体(12)，具有置物腔，并设置于上壳体(11)的下方；所述激光雷达(2)与所述下壳体(12)可转动的相连并且设置于所述置物腔中；

换向机构(3)，其一端可沿Z向移动地连接于所述上壳体(11)，另一端通过中间轴(41)传动连接于所述激光雷达(2)，所述换向机构(3)用于带动所述激光雷达(2)以X向为回转中心转动；

调位机构(5)，其一端可沿Z向移动地连接于所述上壳体(11)，另一端通过传动轴(42)传动连接于所述下壳体(12)，所述传动轴(42)同轴地套设于所述中间轴(41)外周，所述传动轴(42)通过密封圈密封连接于所述上壳体(11)；所述换向机构(3)用于带动所述下壳体(12)以Z向为回转中心转动，所述Z向平行于所述传动轴(42)的轴线；以及

缓冲机构(6)，设置于所述安装腔中，所述缓冲机构(6)的一端分别连接于所述换向机构(3)和所述调位机构(5)，另一端连接于传动轴(42)；

所述中间轴(41)的外周设有第一台阶，所述传动轴(42)的外周设有与第二台阶，所述中间轴(41)的外周套设有限位环(43)，所述限位环(43)的顶面抵接于所述第一台阶，所述限位环(43)的底面抵接于所述第二台阶；

其中，当所述上壳体(11)受到冲击时，所述换向机构(3)和所述调位机构(5)向下移动，所述缓冲机构(6)抵顶所述上壳体(11)的底壁，所述传动轴(42)推动所述下壳体(12)朝向远离上壳体(11)的方向移动；当冲击力消失时，在所述缓冲机构(6)提供的复原力作用下，所述传动轴(42)带动所述下壳体(12)复位，所述换向机构(3)和所述调位机构(5)复位。

2.根据权利要求1所述的基于激光雷达的检测装置，其特征在于，所述中间轴(41)通过动力传递机构(7)连接于所述激光雷达(2)，所述激光雷达(2)的两端分别设有沿X轴延伸的驱动轴(21)；所述动力传递机构(7)包括：

主动带轮(71)，同轴地套接于所述中间轴(41)外周，并键连接于所述中间轴(41)；

从动带轮(72)，配设为两组，并相对于所述主动带轮(71)间隔设置，所述从动带轮(72)通过定位杆可转动地连接于所述下壳体(12)，且所述从动带轮(72)的轴线平行于Y向；

传动带轮(73)，固定套接于其中一个驱动轴(21)，且所述传动带轮(73)的轴线平行于X向；以及

传动带(74)，具有基础宽度，所述传动带(74)分别套设于所述主动带轮(71)、其中一个从动带轮(72)、传动带轮(73)和另一个从动带轮(72)上；

当所述换向机构(3)驱动所述中间轴(41)转动时，能够使得所述传动带轮(73)带动所述激光雷达(2)翻转。

3.根据权利要求2所述的基于激光雷达的检测装置，其特征在于，所述主动带轮(71)、从动带轮(72)和所述传动带轮(73)上分别设有与所述传动带(74)相适配的环形槽，所述环形槽的槽深大于所述传动带(74)的厚度，以能够完全容纳所述传动带(74)。

4.根据权利要求1所述的基于激光雷达的检测装置，其特征在于，所述换向机构(3)包括：

第一驱动器(31)；

第一主动齿轮(32)，同轴地设置于所述第一驱动器(31)的输出轴；以及

第一从动齿轮(33)，套设于所述中间轴(41)外周，并键连接于所述中间轴(41)，且所述第一从动齿轮(33)与所述第一主动齿轮(32)相啮合；

其中，当所述第一驱动器(31)转动时，所述第一从动齿轮(33)能够与所述第一主动齿轮(32)啮合传动，并带动所述中间轴(41)绕Z向转动。

5.根据权利要求1所述的基于激光雷达的检测装置，其特征在于，所述调位机构(5)包括：

第二驱动器(51)；

第二主动齿轮(52)，同轴地设置于所述第二驱动器(51)的输出轴；以及

第二从动齿轮(53)，套设于所述传动轴(42)外周，并键连接于所述传动轴(42)，且所述第二从动齿轮(53)与所述第二主动齿轮(52)相啮合；所述第二从动齿轮(53)固定连接于所述传动轴(42)；

其中，当所述第二驱动器(51)转动时，所述第二从动齿轮(53)能够与所述第二主动齿轮(52)啮合传动，以使得所述传动轴(42)绕Z向转动。

6.根据权利要求1所述的基于激光雷达的检测装置，其特征在于，所述缓冲机构(6)包括：

定位座(61)，通过限位轴承(67)连接于所述传动轴(42)；

定位轴(62)，配设为至少三组，并间隔地连接于所述定位座(61)；以及

弹簧(63)，配设为至少三组，并一一对应地套设于所述定位轴(62)的外周并且连接于所述定位座(61)。

7.根据权利要求6所述的基于激光雷达的检测装置，其特征在于，所述缓冲机构(6)还包括：

安装板(64)，设置于所述定位座(61)上方并且连接于所述换向机构(3)和所述调位机构(5)；

导向杆(65)，配设为至少三组，所述导向杆(65)的一端连接于所述安装板(64)，另一端插设于所述定位座(61)上的导向孔中；

套筒(66)，配设为至少三组，并一一对应地套设于所述导向杆(65)外周且位于所述安装板(64)和所述定位座(61)之间。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的基于激光雷达的检测装置，其特征在于，所述检测装置还包括三组竖直设置的刮灰板(81)，具有柔性的刮灰板(81)分别通过定位板(82)连接于所述下壳体(12)；

其中两组刮灰板(81)设置于所述激光雷达(2)的外壁，另一组刮灰板(81)设置于所述激光雷达(2)顶壁；当所述激光雷达(2)翻转时，其镜头能够接触于所述刮灰板(81)。

9.根据权利要求1～7中任一项所述的基于激光雷达的检测装置，其特征在于，所述中间轴(41)配设为空心轴，所述检测装置还包括换热机构(9)，所述换热机构(9)包括：

风扇(91)，设置于所述上壳体(11)的安装腔中；

导风座(92)，具有用于气体流通的腔室，所述导风座(92)的一端连通于所述风扇(91)的出风口，另一端位于所述空心轴顶部并且连通于所述空心轴；

风向座(93)，设置于所述空心轴的下方，所述风向座(93)上设有风室，所述风向座(93)的一端连通于所述空心轴，所述风室的排风口位于所述风向座(93)的一侧；以及

所述导风座(92)、所述空心轴、所述风向座(93)共同形成为引导气体流通的风道，以引导风扇(91)导出的风流经至所述下壳体(12)的置物腔。

10.根据权利要求9所述的基于激光雷达的检测装置，其特征在于，所述上壳体(11)和所述下壳体(12)均由铝合金材料制成，所述上壳体(11)的外周面形成为起伏的曲面。