CN220795473U - 激光雷达装置及清洁设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种激光雷达装置及清洁设备，属于清洁技术领域。装置包括电机、激光测距模组和激光测距电路板，其中，电机包括转轴、换向器和转子。换向器和转子分别套设在转轴上，换向器用于驱动转子转动并将电流引至激光测距电路板。激光测距模组安装于激光测距电路板上，激光测距电路板与转轴固定且随转轴同步转动。采用本申请提供的技术方案，成本较低且占据空间较小，不会对装置周围其他器件的布置造成干扰。

Description

激光雷达装置及清洁设备

技术领域

本申请涉及清洁技术领域，具体涉及一种激光雷达装置及清洁设备。

背景技术

随着5G、物联网、人工智能等相关技术的迅速发展，智能家居行业的发展也越来越成熟。清洁机器人为众多智能家居设备的一种，由于清洁机器人能够集清扫、拖地等多种功能为一体，可以实现对脏污区域的高效清洁，因此受到了很多用户的喜欢。为了更好地使清洁机器人了解自身的位置以及周围的环境状况，通常需要在清洁机器人上安装可360度转动的激光雷达装置，从而可以基于激光雷达装置的探测结果建立清洁机器人的周围环境地图，以使清洁机器人能够更准确地移动并实现清洁功能。

相关技术中，传统的有刷电机的激光雷达装置包括相互独立的供电单元和动力单元。供电单元是通过初级线圈和次级线圈两种线圈对激光雷达装置的激光测距模组进行耦合供电，这两种线圈占据空间较大，成本较高。同时，激光雷达装置的激光测距模组是依靠动力单元中与马达连接的皮带传动作用实现转动，马达也会占据较大的空间。由上可知，该种激光雷达装置不仅成本高，所需占据的空间也较大，还减小了装置周围其它器件的布置空间。

实用新型内容

有鉴于此，本申请提供了一种激光雷达装置及清洁设备，成本较低且占据空间较小，不会对装置周围其他器件的布置造成干扰。

一方面，本申请实施例提供了一种激光雷达装置，所述装置包括电机、激光测距模组和激光测距电路板，其中，所述电机包括转轴、换向器和转子；

所述换向器和所述转子分别套设在所述转轴上，所述换向器用于驱动所述转子转动并将电流引至所述激光测距电路板；

所述激光测距模组安装于所述激光测距电路板上，所述激光测距电路板与所述转轴固定且随所述转轴同步转动。

可选地，所述电机还包括转子绕组，所述转子绕组包括主线和引线，所述主线缠绕在所述转子上且与所述换向器相连，所述引线从所述主线引出且与所述激光测距电路板相连。

可选地，所述装置还包括电机驱动电路板，所述电机还包括碳刷组件；

所述碳刷组件的一端与所述电机驱动电路板相连，所述碳刷组件的另一端位于所述换向器的外壁。

可选地，所述碳刷组件包括第一碳刷和第二碳刷；

所述装置还包括第一壳体，所述电机位于所述第一壳体内，所述第一壳体包括第一挡板，所述第一挡板设有第一通孔和第二通孔；

所述第一碳刷的中间部分穿过所述第一通孔，所述第二碳刷的中间部分穿过所述第二通孔。

可选地，所述第一挡板还设有第三通孔，所述第一挡板的靠近所述电机驱动电路板的一侧连接有轴承座；

所述电机还包括轴承，所述转轴穿过所述第三通孔，所述轴承的内圈套设在所述转轴上，所述轴承的外圈位于所述轴承座内，其中，所述轴承相比于所述换向器更靠近所述电机驱动电路板。

可选地，所述电机还包括固定件；

所述转轴的外壁设有卡槽，所述固定件位于所述卡槽内，所述固定件的靠近所述激光测距电路板的一侧与所述轴承背离所述激光测距电路板的一侧相抵。

可选地，所述装置还包括支撑板，所述支撑板套设在所述转轴上，所述支撑板的一侧与所述转子靠近所述激光测距电路板的一侧相抵，所述支撑板的另一侧与所述激光测距电路板固定。

可选地，所述引线数量为三个，相邻的两个引线与所述转子的中心形成120度夹角；

所述激光测距电路板包括与每个所述引线对应的二极管，其中，通过所述二极管进行三相桥式整流。

可选地，所述支撑板设有与每个所述引线对应的安装孔，每个所述引线穿过对应的所述安装孔且与所述激光测距电路板相连。

可选地，所述支撑板还设有第四通孔，所述转轴靠近所述激光测距电路板的一端穿过所述第四通孔，所述转轴的外壁与所述第四通孔的内壁固定在一起。

可选地，所述转轴为空心轴；

所述激光测距电路板安装有发射模块，所述发射模块与所述转轴的空心位置对应；

所述电机驱动电路板安装有接收模块，所述接收模块与所述转轴的空心位置对应。

可选地，所述装置还包括第二壳体，所述第二壳体与所述第一壳体相互扣合且相互贯通，所述激光测距模组位于所述第二壳体内。

可选地，所述第二壳体包括第二挡板，所述第二挡板的一端与所述第二壳体的内壁相连，所述第二挡板的另一端朝所述电机的方向延伸；

所述电机还包括定子，所述定子位于所述转子的外侧；

所述定子固定在所述第二挡板靠近所述激光测距模组的一侧。

另一方面，本申请实施例还提供了一种清洁设备，所述清洁设备包括上述任一项所述的激光雷达装置。

本申请实施例提供的激光雷达装置包括电机、激光测距模组和激光测距电路板，其中，电机包括转轴、换向器和转子。换向器和转子分别套设在转轴上，换向器用于驱动转子转动并将电流引至激光测距电路板。从而转子能够带动转轴转动。进一步地，由于激光测距模组安装于激光测距电路板上，激光测距电路板与转轴固定且随转轴同步转动，因此激光测距电路板可以在转轴的带动下随之转动，进而带动安装于激光测距电路板上的激光测距模组转动。同时，激光测距电路板还能够为激光测距模组供电。也就是说，本申请实施例提供的激光雷达装置通过设置换向器，既可以实现对激光测距模组进行供电，又能够带动激光测距模组转动。也就是说，本申请实施例提供的激光雷达装置是把向激光测距模组进行供电以及提供动力的部分集成在一起，不仅成本较低，占据空间也较小，从而不会对装置周围其他器件的布置造成干扰。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的一种激光雷达装置的爆炸图；

图2是本申请实施例提供的一种激光雷达装置的剖面图；

图3是本申请实施例提供的一种激光雷达装置中碳刷组件处的部分剖面图；

图4是本申请实施例提供的一种激光雷达装置中转子、转子绕组和支撑板的爆炸图；

图5是本申请实施例提供的一种激光雷达装置中转轴与固定件之间的爆炸图；

图6是本申请实施例提供的一种激光雷达装置中激光测距模组、激光测距电路板、激光驱动电路板和转轴的爆炸图。

附图标记：

100、电机；110、转轴；111、卡槽；120、换向器；130、转子；140、转子绕组；141、主线；142、引线；150、碳刷组件；151、第一碳刷；152、第二碳刷；160、轴承；170、固定件；180、定子；

200、激光测距模组；

300、激光测距电路板；310、发射模块；

400、电机驱动电路板；410、接收模块；

500、第一壳体；510、第一挡板；511、第一通孔；512、第二通孔；513、第三通孔；514、轴承座；

600、支撑板；610、安装孔；620、第四通孔；630、本体部；640、安装部；

700、第二壳体；710、第二挡板。

通过上述附图，已示出本申请明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。

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。

除非另有定义，本申请实施例所用的所有技术术语均具有与本领域技术人员通常理解的相同的含义。本申请实施例中所提到的“平行”是指两个物体之间大致平行或者绝对平行，“垂直”是指两个物体之间大致垂直或绝对垂直。

为使本申请的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。

结合图1和图2所示，本申请实施例提供了一种激光雷达装置，装置包括电机100、激光测距模组200和激光测距电路板300，其中，电机100包括转轴110、换向器120和转子130。

换向器120和转子130分别套设在转轴110上，换向器120用于驱动转子130转动并将电流引至激光测距电路板300。可以理解的是，当转子130转动后，转子130可以带动转轴110转动。一般地，换向器120可以比转子130更远离激光测距模组200，换向器120还可以比转子130更靠近激光测距模组200。附图所示为换向器120比转子130更远离激光测距模组200的结构示意图。

激光测距模组200安装于激光测距电路板300上，激光测距电路板300与转轴110固定且随转轴110同步转动。从而激光测距电路板300可以在转轴110的带动下随之转动，进而带动安装于激光测距电路板300上的激光测距模组200转动。同时，激光测距电路板300还能够为激光测距模组200供电。

本申请实施例提供的激光雷达装置通过设置换向器120，既可以实现对激光测距模组200进行供电，又能够带动激光测距模组200转动。也就是说，本申请实施例提供的激光雷达装置把向激光测距模组200进行供电以及提供动力的部分集成在一起，不仅成本较低，占据空间也较小，从而不会对集装雷达装置周围其他器件的布置造成干扰。

下面结合附图1至图6对本申请实施例提供的激光雷达装置的细节和作用进行更具体详尽的说明。

结合图1和图2所示，在一些实施例中，电机还包括转子绕组140，转子绕组140包括主线141和引线142，主线141缠绕在转子130上且与换向器120相连，引线142从主线141引出且与激光测距电路板300相连。需要说明的是，当换向器120通电后，可以将电流引至主线141和引线142，进而主线141能够驱动转子130转动，以使转子130能够带动转轴110同步转动。可以理解的是，换向器120与转轴110同步转动。主线141通电后会产生电磁力，从而电磁力能够驱动转子130作旋转运动。同时，引线142还可以将电流引至激光测距电路板300中，从而激光测距电路板300可以为激光测距模组200供电。

如图3所示，在一些实施例中，激光雷达装置还包括电机驱动电路板400，电机100还包括碳刷组件150。碳刷组件150的一端与电机驱动电路板400相连，碳刷组件150的另一端位于换向器120的外壁。需要说明的是，电机驱动电路板400为一种印刷电路板，可以提供直流电。碳刷将电机驱动电路板400提供的直流电引入换向器120，换向器120用于将直流电转变为交流电。

如图3所示，在一些实施例中，碳刷组件150包括第一碳刷151和第二碳刷152。装置还包括第一壳体500，电机100位于第一壳体500内，第一壳体500包括第一挡板510，第一挡板510设有第一通孔511和第二通孔512。第一碳刷151的中间部分穿过第一通孔511，第二碳刷152的中间部分穿过第二通孔512。可以理解的是，第一通孔511和第二通孔512的形状与碳刷的形状相匹配。例如第一碳刷151的中间部分的截面和第二碳刷152的中间部分的截面均为正方形，则第一通孔511和第二通孔512均为尺寸相同的正方形，从而可以更好地固定第一碳刷151和第二碳刷152，防止了第一碳刷151和第二碳刷152在电机100运行过程中因受到振动而产生位置偏移等情况，确保碳刷组件150能够顺利将激光测距电路板300的电流引入换向器120。

如图2所示，在一些实施例中，第一挡板510还设有第三通孔513，第一挡板510的靠近电机驱动电路板400的一侧连接有轴承座514。电机100还包括轴承160，转轴110穿过第三通孔513，轴承160的内圈套设在转轴110上，轴承160的外圈位于轴承座514内，其中，轴承160相比于换向器120更靠近电机驱动电路板400。在一些实施例中，轴承160为滚动轴承160。可以理解的是，轴承160的内圈会随转轴110同步转动，而轴承160的外圈固定在轴承座514内且不会发生转动。通过设置轴承160，可以确保转轴110及与转轴110相连的各个部分不会在转轴110的轴向上产生位移，也就是说，轴承160能够支撑转轴110及转轴110上的各个负载，并保持转轴110的正常工作位置和旋转精度。

结合图2和图5所示，在一些实施例中，电机100还包括固定件170。转轴110的外壁设有卡槽111，固定件170位于卡槽111内，固定件170的靠近激光测距电路板300的一侧与轴承160背离激光测距电路板300的一侧相抵。固定件170可以为卡簧。可以理解的是，通过设置固定件170，能够对轴承160起到一定的限位及支撑效果，以更好地确保轴承160转轴110的轴向上不会产生位移。

如图2所示，在一些实施例中，激光雷达装置还包括支撑板600，支撑板600套设在转轴110上，支撑板600的一侧与转子130靠近激光测距电路板300的一侧相抵，支撑板600的另一侧与激光测距电路板300固定。需要说明的是，支撑板600能够对激光测距电路板300及激光测距模组200起到一定的支撑作用，同时，由于支撑板600是套设在转轴110上，能够随转轴110同步转动，因此能够更稳定地带动与支撑板600相连的激光测距电路板300一并转动，进而可以带动与激光测距电路板300相连的激光测距模组200一并转动，使激光雷达装置能够进行360度转动，以对周围环境进行更全面地探测。

如图4所示，在一些实施例中，支撑板600包括相连的本体部630和多个安装部640，安装部640靠近本体部630的外侧设置。安装部640可以为具有预设高度的圆筒体。安装部640的一侧与转子130的靠近激光测距电路板300的一侧相抵，另一侧与本体部630固定。螺栓、螺钉等固定件170穿过安装部640的通孔，以将支撑板600与激光测距电路板300固定在一起。需要说明的是，安装部640的数量可以为一个、两个、三个或更多个。本体部630能够对激光测距电路板300及激光测距模组200起到一定的支撑作用。在一些实施例中，预设高度不小于转子绕组140在转子130上的缠绕厚度。从而位于转子130与本体部630之间的安装部640不会对转子绕组140产生挤压，确保了电机100的正常运转。

如图4所示，在一些实施例中，引线142数量为三个，相邻的两个引线142与转子130的中心形成120度夹角。激光测距电路板300包括与每个引线142对应的二极管，其中，通过二极管进行三相桥式整流。从而激光测距电路板300能够将引线142引入的交流电转变为直流电，并向激光测距模组200稳定输出直流电，使激光测距模组200能够正常工作。

如图4所示，在一些实施例中，支撑板600设有与每个引线142对应的安装孔610，每个引线142穿过对应的安装孔610且与激光测距电路板300相连。在一些实施例中，安装孔610的孔径等于引线142的直径，从而能够更稳定地将引线142固定在支撑板600上。可以理解的是，通过设置安装孔610，更便于对引线142进行组装。

如图4所示，在一些实施例中，支撑板600还设有第四通孔620，转轴110靠近激光测距电路板300的一端穿过第四通孔620，转轴110的外壁与第四通孔620的内壁固定在一起。从而能确保支撑板600可以随转轴110同步转动，同时支撑板600也可以对转轴110起到一定的支撑作用，且防止转轴110在轴向上发生位移。

如图6所示，在一些实施例中，转轴110为空心轴。激光测距电路板300安装有发射模块310，发射模块310与转轴110的空心位置对应。电机驱动电路板400安装有接收模块410，接收模块410与转轴110的空心位置对应。需要说明的是，发射模块310用于将激光测距模组200探测到的信号发送至接收模块410，接收模块410用于接收并处理发射模块310发送的信号。通过按照上述位置设置发射模块310和接收模块410，能够保证在电机100转动的过程中，发射模块310和接收模块410在转轴110的轴向上能够始终对准，确保了信号的正常传输。

结合图1和图2所示，在一些实施例中，激光雷达装置还包括第二壳体700，第二壳体700与第一壳体500相互扣合且相互贯通，激光测距模组200位于第二壳体700内。可以理解的是，相互扣合的第一壳体500和第二壳体700能够对激光雷达装置进行更好地保护，防止外界的杂质进入第一壳体500和第二壳体700内，更好地保护了两个壳体内的器件，延长了激光雷达装置的使用寿命。

如图2所示，在一些实施例中，第二壳体700包括第二挡板710，第二挡板710的一端与第二壳体700的内壁相连，第二挡板710的另一端朝电机100的方向延伸。电机100还包括定子180，定子180位于转子130的外侧。定子180固定在第二挡板710靠近激光测距模组200的一侧。需要说明的是，第二挡板710可以更好地限制定子180的位置。其中，定子180可以包括对称的第一定子180和第二定子180，定子180可以为磁体，定子180产生的磁力能够为转子130的转动提供动力。

本申请实施例还提供了一种清洁设备，该清洁设备包括上述任一项所述的激光雷达装置。需要说明的是，该清洁设备中的激光雷达装置的组成部分以及各部分的功能均与上述本申请实施例中激光雷达的组成部分及各部分的功能相同，在此不再赘述。由于激光雷达装置的占据空间较小，成本也较低，因此不会对激光雷达装置周围其它器件的安装造成干扰，还提高了用户的体验感。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的本申请后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (14)

1.一种激光雷达装置，其特征在于，所述装置包括电机(100)、激光测距模组(200)和激光测距电路板(300)，其中，所述电机(100)包括转轴(110)、换向器(120)和转子(130)；

所述换向器(120)和所述转子(130)分别套设在所述转轴(110)上，所述换向器(120)用于驱动所述转子(130)转动并将电流引至所述激光测距电路板(300)；

所述激光测距模组(200)安装于所述激光测距电路板(300)上，所述激光测距电路板(300)与所述转轴(110)固定且随所述转轴(110)同步转动。

2.根据权利要求1所述的激光雷达装置，其特征在于，所述电机还包括转子绕组(140)，所述转子绕组(140)包括主线(141)和引线(142)，所述主线(141)缠绕在所述转子(130)上且与所述换向器(120)相连，所述引线(142)从所述主线(141)引出且与所述激光测距电路板(300)相连。

3.根据权利要求1所述的激光雷达装置，其特征在于，所述装置还包括电机驱动电路板(400)，所述电机(100)还包括碳刷组件(150)；

所述碳刷组件(150)的一端与所述电机驱动电路板(400)相连，所述碳刷组件(150)的另一端位于所述换向器(120)的外壁。

4.根据权利要求3所述的激光雷达装置，其特征在于，所述碳刷组件(150)包括第一碳刷(151)和第二碳刷(152)；

所述装置还包括第一壳体(500)，所述电机(100)位于所述第一壳体(500)内，所述第一壳体(500)包括第一挡板(510)，所述第一挡板(510)设有第一通孔(511)和第二通孔(512)；

所述第一碳刷(151)的中间部分穿过所述第一通孔(511)，所述第二碳刷(152)的中间部分穿过所述第二通孔(512)。

5.根据权利要求4所述的激光雷达装置，其特征在于，所述第一挡板(510)还设有第三通孔(513)，所述第一挡板(510)的靠近所述电机驱动电路板(400)的一侧连接有轴承座(514)；

所述电机(100)还包括轴承(160)，所述转轴(110)穿过所述第三通孔(513)，所述轴承(160)的内圈套设在所述转轴(110)上，所述轴承(160)的外圈位于所述轴承座(514)内，其中，所述轴承(160)相比于所述换向器(120)更靠近所述电机驱动电路板(400)。

6.根据权利要求5所述的激光雷达装置，其特征在于，所述电机(100)还包括固定件(170)；

所述转轴(110)的外壁设有卡槽(111)，所述固定件(170)位于所述卡槽(111)内，所述固定件(170)的靠近所述激光测距电路板(300)的一侧与所述轴承(160)背离所述激光测距电路板(300)的一侧相抵。

7.根据权利要求2所述的激光雷达装置，其特征在于，所述装置还包括支撑板(600)，所述支撑板(600)套设在所述转轴(110)上，所述支撑板(600)的一侧与所述转子(130)靠近所述激光测距电路板(300)的一侧相抵，所述支撑板(600)的另一侧与所述激光测距电路板(300)固定。

8.根据权利要求7所述的激光雷达装置，其特征在于，所述引线(142)数量为三个，相邻的两个引线(142)与所述转子(130)的中心形成120度夹角；

所述激光测距电路板(300)包括与每个所述引线(142)对应的二极管，其中，通过所述二极管进行三相桥式整流。

9.根据权利要求8所述的激光雷达装置，其特征在于，所述支撑板(600)设有与每个所述引线(142)对应的安装孔(610)，每个所述引线(142)穿过对应的所述安装孔(610)且与所述激光测距电路板(300)相连。

10.根据权利要求9所述的激光雷达装置，其特征在于，所述支撑板(600)还设有第四通孔(620)，所述转轴(110)靠近所述激光测距电路板(300)的一端穿过所述第四通孔(620)，所述转轴(110)的外壁与所述第四通孔(620)的内壁固定在一起。

11.根据权利要求3所述的激光雷达装置，其特征在于，所述转轴(110)为空心轴；

所述激光测距电路板(300)安装有发射模块(310)，所述发射模块(310)与所述转轴(110)的空心位置对应；

所述电机驱动电路板(400)安装有接收模块(410)，所述接收模块(410)与所述转轴(110)的空心位置对应。

12.根据权利要求4所述的激光雷达装置，其特征在于，所述装置还包括第二壳体(700)，所述第二壳体(700)与所述第一壳体(500)相互扣合且相互贯通，所述激光测距模组(200)位于所述第二壳体(700)内。

13.根据权利要求12所述的激光雷达装置，其特征在于，所述第二壳体(700)包括第二挡板(710)，所述第二挡板(710)的一端与所述第二壳体(700)的内壁相连，所述第二挡板(710)的另一端朝所述电机(100)的方向延伸；

所述电机(100)还包括定子(180)，所述定子(180)位于所述转子(130)的外侧；

所述定子(180)固定在所述第二挡板(710)靠近所述激光测距模组(200)的一侧。

14.一种清洁设备，其特征在于，所述清洁设备包括如权利要求1至13中任一项所述的激光雷达装置。