CN220171237U - 一种旋转组件和旋转式激光雷达 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于激光雷达技术领域，更具体地说，是涉及一种旋转组件和旋转式激光雷达，旋转组件包括转子支架；测距模组，包括光电支架、测距电路板、发射单元和接收单元，光电支架与转子支架一体成型；测距电路板设于光电支架上，发射单元和接收单元设于测距电路板上。本实用新型提供的旋转组件，与现有技术相比，将光电支架和转子支架一体成型，在进行旋转组件的安装时，无需再进行光电支架和转子支架的安装，也无需设计光电支架和转子支架之间的连接结构，如此，不仅能够简化旋转组件的结构、减小旋转组件的体积，还能降低旋转组件的制作成本。

Description

一种旋转组件和旋转式激光雷达

技术领域

本实用新型属于激光雷达技术领域，更具体地说，是涉及一种旋转组件和旋转式激光雷达。

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逐渐拓宽，旋转式激光雷达由于其精准度高、探测范围广等特点越来越受到各行业的重视及应用，尤其在扫地机器人行业应用最为广泛。

旋转式激光雷达通常包括旋转底座和测距模组，旋转底座又分为旋转部分和固定部分，旋转部分转动设置于固定部分上，测距模组设置于旋转部分上，旋转部分相对固定部分旋转时，带动测距模组一起旋转，从而实现测距模组多角度的探测。

但是现有的旋转式激光雷达中，需要分别将旋转部分和测距模组安装后，再将测距模组安装于旋转部分上，需要设计测距模组和旋转部分连接的结构，导致旋转式激光雷达的结构复杂、体积庞大，提高了旋转式激光雷达的制作成本。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种旋转组件和旋转式激光雷达，以解决现有旋转式激光雷达需要设计测距模组和旋转部分连接的结构，导致旋转式激光雷达的结构复杂、体积庞大，提高了旋转式激光雷达的制作成本的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种旋转组件，包括：转子支架；测距模组，包括光电支架、测距电路板、发射单元和接收单元，光电支架与转子支架一体成型；测距电路板设于光电支架上，发射单元和接收单元设于测距电路板上。

在一个实施例中，光电支架上设有沿径向延伸的发射套筒和接收套筒，发射套筒正对测距模组的发射单元，接收套筒正对测距模组的接收单元。其中，接收套筒与光电支架一体成型，发射套筒与光电支架可拆卸连接。发射套筒和接收套筒位于光电支架的同一侧，测距电路板位于光电支架背离发射套筒的一侧；光电支架上开设有径向贯通的第一光孔和第二光孔，第一光孔与发射套筒连通，第二光孔与接收套筒连通，发射单元位于第一光孔内，接收单元位于第二光孔内。光电支架背离发射套筒的一侧设有定位柱和第一安装孔，测距电路板上设有与定位柱对应的定位孔以及与第一安装孔对应的第二安装孔。

在一个实施例中，旋转组件还包括设于转子支架或光电支架上的散热结构，用于加速旋转组件的散热。转子支架的中心开设有轴向贯通的中心通孔，散热结构包括本体和沿圆周方向分布的多个扇叶，本体位于中心通孔且固定于转子支架，各扇叶的一端固定于本体，各扇叶的另一端固定于中心通孔的孔壁。

本实用新型还提供了一种旋转式激光雷达，包括驱动组件、固定部分以及如前述的旋转组件；固定部分包括定子支架，定子支架与转子支架转动连接，且位于转子支架背离测距电路板的一侧；驱动组件包括定子和转子，定子固定于定子支架上，转子固定于转子支架上且套设于定子的外侧。

在一个实施例中，旋转式激光雷达还包括第一电路板、第二电路板和光通信组件，第一电路板设于测距模组的上方，第二电路板设于定子支架的下方；光通信组件包括发射端和接收端，发射端设于第一电路板，接收端设于第二电路板，并用于接收发射端发射的信号；测距电路板与第一电路板电连接，定子与第二电路板电连接。

在一个实施例中，旋转式激光雷达还包括光学外罩和底座，定子支架设于底座上，底座和光学外罩之间形成有容纳腔，固定部分、驱动组件、旋转组件、测距模组、第一电路板、第二电路板和光通信组件均位于容纳腔内。

本实用新型提供的旋转组件，与现有技术相比，将光电支架和转子支架一体成型，在进行旋转组件的安装时，无需再进行光电支架和转子支架的安装，也无需设计光电支架和转子支架之间的连接结构，如此，不仅能够简化旋转组件的结构、减小旋转组件的体积，还能降低旋转组件的制作成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的旋转式激光雷达的爆炸图；

图2为本实用新型实施例提供的旋转式激光雷达的剖视图；

图3为本实用新型实施例提供的旋转式激光雷达的结构示意图。

其中，图中各附图标记：

1-转子支架；2-转轴；3-测距模组；31-光电支架；311-发射套筒；312-接收套筒；314-第二光孔；32-测距电路板；321-定位孔；322-第二安装孔；33-发射单元；34-接收单元；4-散热结构；41-本体；42-扇叶；5-轴承；6-第一垫片；7-第二垫片；8-卡簧；20-第一电路板；30-第二电路板；40-光通信组件；401-发射端；402-接收端；403-导光管；50-驱动组件；501-定子；502-转子；503-第一线圈；504-第二线圈；60-固定部分；601-定子支架；602-中空柱；9-排线。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“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申请和简化描述，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申请的限制。

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。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

如图1所示，本实用新型提供的旋转式激光雷达包括旋转组件、驱动组件50和固定部分60；其中，旋转组件包括转子支架1和测距模组3。

如图1所示，测距模组3包括光电支架31、测距电路板32、发射单元33和接收单元34，光电支架31与转子支架1一体成型；测距电路板32设于光电支架31上，发射单元33和接收单元34设于测距电路板32上。测距模组3用于朝向探测视场发射光信号并采集反射的回波，基于飞行时间原理测量与被测目标的距离，而在测距过程中，转子支架1绕旋转轴2线转动，带动测距模组3绕旋转轴2线转动，可以实现对激光雷达周围视场的二维扫描，获取周围环境的点云数据。

在对旋转组件进行组装时，由于光电支架31和转子支架1一体成型，在安装测距模组3时，只需要将发射单元33和接收单元34设于测距电路板32上，再将测距电路板32安装于光电支架31上即可。本实用新型提供的旋转组件，与现有技术相比，将光电支架31和转子支架1一体成型，在进行旋转组件的安装时，无需再进行光电支架31和转子支架1的安装，也无需设计光电支架31和转子支架1之间的连接结构，如此，不仅能够简化旋转组件的结构、减小旋转组件的体积，还能降低旋转组件的制作成本。

如图1所示，光电支架31上设有沿径向延伸的发射套筒311和接收套筒312，发射套筒311正对测距模组3的发射单元33，接收套筒312正对测距模组3的接收单元34。具体地，发射单元33发射光信号，光信号在发射套筒311内传输后射向目标物体，目标物体将光信号反射至接收套筒312中，并经接收套筒312传输至接收单元34。

发射套筒311和接收套筒312的设置可以将发射光路和接收光路分开，使得发射单元33发射的光信号与接收单元34接收的反射光信号分开，避免发射的光信号和反射光信号之间相互干扰，提高测距模组3的精度。

接收套筒312与光电支架31一体成型，发射套筒311与光电支架31可拆卸连接。其中，发射套筒311与光电支架31可通过卡扣结构、螺纹连接结构等可拆卸方式进行连接，对此不做限定。将发射套筒311与光电支架31设置成可拆卸连接，可以根据实际需要和使用场景更换不同规格的发射套筒311，同时，当激光雷达由于空间不足、尺寸过大、部件干涉等原因需要拆去发射套筒311时，也可以直接将发射套筒311拆卸下来，不仅拆装方便，还有利于降低使用成本。将接收套筒312与光电支架31设置成一体成型，可以有效地避免发射光路漏光对接收光路产生影响，提高测距模组3的精度。

如图1和图3所示，发射套筒311和接收套筒312位于光电支架31的同一侧，测距电路板32位于光电支架31背离发射套筒311的一侧；光电支架31上开设有径向贯通的第一光孔(图未示)和第二光孔314，第一光孔与发射套筒311连通，第二光孔314与接收套筒312连通，发射单元33位于第一光孔内，接收单元34位于第二光孔314内。如此，发射单元33发射的光信号能穿过第一光孔后进入发射套筒311内，反射光信号也能在进入接收套筒312后穿过第二光孔314并被接收单元34接收。

如图1所示，光电支架31背离发射套筒311的一侧设有定位柱(图未示)和第一安装孔(图未示)，即，光电支架31安装测距电路板32的一侧设有定位柱和第一安装孔，测距电路板32上设有与定位柱对应的定位孔321以及与第一安装孔对应的第二安装孔322。通过定位孔321和定位柱的配合，可以实现光电支架31和测距电路板32的定位，保证光电支架31和测距电路板32的安装位置准确，紧固件通过第一安装孔和第二安装孔322将光电支架31和测距电路板32固定。在实际应用中，第一安装孔和第二安装孔322可以都是通孔，紧固件穿过第一安装孔和第二安装孔322后，将光电支架31和测距电路板32固定；也可以是，第一安装孔是螺纹孔，第二安装孔322是通孔，紧固件穿过第二安装孔322后与第一安装孔螺纹连接，将光电支架31和测距电路板32固定，对此不做限定。

如图1所示，转子支架1包括顶盘和向下延伸的围壁，光电支架31设置于顶盘上并于顶盘一体成型。顶盘还可以设置成散热结构4，用于加速旋转组件的散热，从而可以提高旋转组件的使用寿命。

如图1所示，转子支架1的中心开设有轴向贯通的中心通孔(图未示)，散热结构4包括本体41和沿圆周方向分布的多个扇叶42，本体41位于中心通孔且固定于所述转子支架1，各扇叶42的一端固定于本体41，各扇叶42的另一端固定于中心通孔的孔壁。具体地，在转子支架1转动时，能够带动本体41、转子支架1和扇叶42一起转动，不仅能加速旋转组件的散热，还无需为散热结构4提供额外的动力结构，降低了旋转组件的制作成本。

在此需要说明的是，本申请所涉及的“轴向”和“上下方向”均是指旋转组件的旋转中心线的方向，其中转子支架1在下侧，测距模组3在上侧；本申请所涉及的“径向”是指垂直于“轴向”的方向。

如图2所示，固定部分60包括定子支架601，定子支架601与转子支架1转动连接，且位于转子支架1背离测距电路板32的一侧；驱动组件50包括定子501和转子502，定子501固定于定子支架601上，转子502固定于转子支架1上且套设于定子501的外侧。

具体地，定子支架601的中心设有向上延伸并贯通定子支架601的中空柱602，转子支架1的中心设有向下延伸的转轴2，转轴2具有贯通转子支架1的中空结构，转轴2和中空柱602通过轴承5转动连接，轴承5的外圈连接中空柱602，轴承5的内圈连接转轴2，转轴2、轴承5和中空柱602三者的中心轴线重合，这样能使转轴2受力均匀，防止转轴2晃动和老化，保证转子支架1旋转的稳定性。

优选地，如图2所示，还提供第一垫片6、第二垫片7和卡簧8，第一垫片6和第二垫片7分别设于转轴2的上下方向的两端，轴承5设于第一垫片6和第二垫片7之间，第一垫片6和第二垫片7用于使转轴2与轴承5的内环同步转动；转轴2远离转子支架1的一端设有卡槽，卡簧8卡接于卡槽处并与第二垫片7抵接，用于防止第二垫片7脱落，这样方便轴承5的安装与拆卸。

在实际应用中，如图2所示，驱动组件50还包括第一线圈503和第二线圈504，第一线圈503设于定子支架601或定子501上的第一线圈503，第二线圈504设于转子支架1上，第一线圈503和第二线圈504相对设置，在转子502相对定子501转动时，第一线圈503和第二线圈504支架产生相对运动而产生电流。

如图1至图3所示，旋转式激光雷达包括第一电路板20、第二电路板30和光通信组件40，第一电路板20设于测距模组3的上方，第二电路板30设于定子支架601的下方。测距电路板32与第一电路板20电连接，具体地，测距模组3的测距电路板32与第一电路板20通过排线9电连接。光通信组件40包括发射端401和接收端402，发射端401设于第一电路板20且正对转轴2的中空结构，接收端402设于第二电路板30且正对转轴2的中空结构，用于接收发射端401发射的信号。如此，发射端401和接收端402组成光通信组件40，并利用转轴2的中空部传输信号，既提高了空间利用率又减少了外部的干扰。通过光通信组件40可以实现第一电路板20和第二电路板30的通信。

如图1和图2所示，光通信组件40还包括导光管403，导光管403的一端正对发射端401，导光管403的另一端穿过中空结构后正对接收端402。第一电路板20设于测距模组3的上方，第二电路板30设有定子支架601的下方，在第一电路板20和第二电路板30之间具有一定的传输距离，通过导光管403的两端分别正对发射端401和接收端402，能提高发射端401和接收端402之间的信号传输质量。具体地，发射端401与第一电路板20电连接，接收端402与第二电路板30电连接，通过光通信组件40可以实现第一电路板20和第二电路板30的通信。

在一实施例中，旋转式激光雷达还包括光学外罩(图未示)和底座(图未示)，定子支架601设于底座上，底座和光学外罩内形成有容纳腔，固定部分60、驱动组件50、旋转组件、测距模组3、第一电路板20、第二电路板30和光通信组件40均位于容纳腔内，定子支架601可以与底座分开设置，例如定子支架601通过紧固件固定于底座上，定子支架601也可以与底座一体成型，具体可根据实际需要选择设置。通过光学外罩和底座可以对位于容纳腔内的固定部分60、驱动组件50、旋转组件、测距模组3、第一电路板20、第二电路板30和光通信组件40进行防护。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种旋转组件，其特征在于，包括：

转子支架；

测距模组，包括光电支架、测距电路板、发射单元和接收单元，所述光电支架与所述转子支架一体成型；所述测距电路板设于所述光电支架上，所述发射单元和所述接收单元设于所述测距电路板上。

2.如权利要求1所述的旋转组件，其特征在于，所述光电支架上设有沿径向延伸的发射套筒和接收套筒，所述发射套筒正对所述测距模组的发射单元，所述接收套筒正对所述测距模组的接收单元。

3.如权利要求2所述的旋转组件，其特征在于，所述接收套筒与所述光电支架一体成型，所述发射套筒与所述光电支架可拆卸连接。

4.如权利要求2所述的旋转组件，其特征在于，发射套筒和所述接收套筒位于所述光电支架的同一侧，所述测距电路板位于所述光电支架背离所述发射套筒的一侧；

所述光电支架上开设有径向贯通的第一光孔和第二光孔，所述第一光孔与所述发射套筒连通，所述第二光孔与所述接收套筒连通，所述发射单元位于所述第一光孔内，所述接收单元位于所述第二光孔内。

5.如权利要求2所述的旋转组件，其特征在于，所述光电支架背离所述发射套筒的一侧设有定位柱和第一安装孔，所述测距电路板上设有与所述定位柱对应的定位孔以及与所述第一安装孔对应的第二安装孔。

6.如权利要求1至5中任一项所述的旋转组件，其特征在于，所述旋转组件还包括设于所述转子支架或所述光电支架上的散热结构，用于加速所述旋转组件的散热。

7.如权利要求6所述的旋转组件，其特征在于，所述转子支架的中心开设有轴向贯通的中心通孔，所述散热结构包括本体和沿圆周方向分布的多个扇叶，所述本体位于所述中心通孔且固定于所述转子支架，各所述扇叶的一端固定于所述本体，各所述扇叶的另一端固定于所述中心通孔的孔壁。

8.一种旋转式激光雷达，其特征在于，包括驱动组件、固定部分以及如权利要求1至7中任一项所述的旋转组件；

所述固定部分包括定子支架，所述定子支架与所述转子支架转动连接，且位于所述转子支架背离所述测距电路板的一侧；

所述驱动组件包括定子和转子，所述定子固定于所述定子支架上，所述转子固定于所述转子支架上且套设于所述定子的外侧。

9.如权利要求8所述的旋转式激光雷达，其特征在于，所述旋转式激光雷达还包括第一电路板、第二电路板和光通信组件，所述第一电路板设于所述测距模组的上方，所述第二电路板设于所述定子支架的下方；

所述光通信组件包括发射端和接收端，所述发射端设于所述第一电路板，所述接收端设于所述第二电路板，并用于接收所述发射端发射的信号；

所述测距电路板与所述第一电路板电连接，所述定子与所述第二电路板电连接。

10.如权利要求9所述的旋转式激光雷达，其特征在于，所述旋转式激光雷达还包括光学外罩和底座，所述定子支架设于所述底座上，所述底座和所述光学外罩之间形成有容纳腔，所述固定部分、所述驱动组件、旋转组件、所述测距模组、第一电路板、第二电路板和光通信组件均位于所述容纳腔内。