CN114653642A - 一种激光雷达清洁装置及建筑设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及建筑机械技术领域，尤其涉及一种激光雷达清洁装置及建筑设备。该激光雷达清洁装置包括：支架；清洁机构，包括固定件、转动件和擦拭件，所述固定件设置于所述支架上，所述转动件转动设置于所述固定件上，所述擦拭件设置于所述转动件上，用于擦拭激光雷达；所述擦拭件的朝向所述激光雷达的一侧设置喷射孔，所述喷射孔与流体源连通。该激光雷达清洁装置中，擦拭件随转动件转动擦拭激光雷达，能够在保证全面清洁的基础上，减小擦拭件的体积以及与激光雷达的接触面积；擦拭件上设置有喷射孔，集成了流体喷射功能，相比分体设置喷嘴和擦拭件，不仅有利于降低成本，而且能够进一步减少对激光雷达的遮挡。

Description

一种激光雷达清洁装置及建筑设备

技术领域

本发明涉及建筑机械技术领域，尤其涉及一种激光雷达清洁装置及建筑设备。

背景技术

机器人在工地行走时需要使用激光雷达导航，激光雷达最适合的安装位置位于机器人顶部，周边无遮挡。但由于激光雷达长期裸露，长期使用表面容易积累粉尘，粉尘达到一定地步会影响激光雷达探测信号发射与接收，从而影响导航精度。

为避免人工定时清洁激光雷达，目前机器人上设置有清洁装置，能够通过擦拭和喷气结合的方式清洁激光雷达，但为提高清洁效果、增大清洁面积，擦拭件与喷气嘴的体积较大，不仅结构复杂，成本高，且因擦拭件和喷气嘴均设置在激光雷达的周边，会遮挡激光雷达的有效探测范围，影响导航效果。

发明内容

本发明的一个目的在于提出一种激光雷达清洁装置，能够在保证清洁效果的基础上，减小对激光雷达的遮挡。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种激光雷达清洁装置，包括：

支架；

清洁机构，包括固定件、转动件和擦拭件，所述固定件设置于所述支架上，所述转动件转动设置于所述固定件上，所述擦拭件设置于所述转动件上，用于擦拭激光雷达；

所述擦拭件的朝向所述激光雷达的一侧设置喷射孔，所述喷射孔与流体源连通。

擦拭件随转动件转动擦拭激光雷达，能够在保证全面清洁的基础上，减小擦拭件的体积以及与激光雷达的接触面积，不仅有利于降低成本，而且能够减少对激光雷达的遮挡，保证激光雷达的检测范围和效果；擦拭件上设置有喷射孔，集成了流体喷射功能，相比分体设置喷嘴和擦拭件，不仅有利于降低成本，而且能够进一步减少对激光雷达的遮挡。

其中，所述固定件上设置有与所述流体源连通的进口，所述转动件上设置有与所述进口连通的圆形槽，所述圆形槽的圆心位于所述转动件的转轴轴线上，所述喷射孔与所述圆形槽连通。

通过将进口设置在固定件上，保证进口不动，避免连接进口和气源的管道转动，以保证管道的正常导通；通过在转盘上设置圆形槽，圆形槽随转动件22转动时，进口始终位于圆形槽的转动轨迹上，从而保证进口与圆形槽的正常导通。

其中，所述清洁机构还包括第一密封圈和第二密封圈，所述第一密封圈和所述第二密封圈均设置于所述固定件与所述转动件之间，且分别位于所述圆形槽的内侧和外侧。

通过固定件和转盘压紧第一密封圈和第二密封圈，能够避免气流由固定件和转盘之间的缝隙泄漏，从而起到密封作用。

其中，所述清洁机构还包括轴承座以及设置于所述轴承座内的轴承，所述轴承座设置于所述固定件的底面，所述转动件与所述轴承的内圈固定连接。该结构能够实现转动件与固定件的转动连接，且结构简单。

其中，所述转动件包括连接的第一圆柱部和第二圆柱部，所述第一圆柱部的直径小于所述第二圆柱部的直径，所述第一圆柱部与所述轴承的内圈连接，所述第二圆柱部抵接于所述轴承座的端面，所述擦拭件设置于所述第二圆柱部的底面边缘。

通过设置第一圆柱部与轴承配合，能够减小轴承的径向尺寸，从而降低成本；通过设置第二圆柱部，能够在不增加轴承的径向尺寸的基础上，增大转盘的下端的径向尺寸，以使擦拭件能够绕激光雷达的外周转动。

其中，所述支架包括底板以及侧板，所述底板用于承载所述激光雷达，所述侧板垂直连接于所述底板的一侧边缘，所述固定件与所述侧板连接，所述擦拭件能移动至所述侧板处。

激光雷达置于清洁机构与底板之间，能够使激光雷达清洁装置与激光雷达配合后结构紧凑，占用空间小。擦拭件能随转盘转动至侧板处，以使擦拭件和侧板对激光雷达的遮挡位置重合，减小激光雷达清洁装置整体对激光雷达的遮挡面积。

其中，所述侧板上设置有走线通孔。

激光雷达置于底板上时，激光雷达上的接线位置与走线通孔正对，以方便激光雷达连接的导线通过走线通孔伸出，方便激光雷达与其他结构连接。

其中，所述清洁机构还包括：

夹抱套，所述转动件上设置有安装孔，所述夹抱套设置于所述安装孔内；

驱动件，设置于所述固定件上，所述夹抱套能抱紧所述驱动件的输出轴。

通过设置夹抱套，可以简化驱动件输出轴与转盘的连接结构及装配步骤，方便维护和装配。

其中，所述擦拭件包括清洁摆臂及擦拭柔性层，所述清洁摆臂与所述转动件连接，所述擦拭柔性层设置于所述清洁摆臂的朝向所述激光雷达的一侧。该擦拭件的结构简单，成本低。

本发明的另一个目的在于提出一种建筑设备，能够自动对激光雷达进行清洁，保证激光雷达的导航效果。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种建筑设备，包括激光雷达，还包括上述的激光雷达清洁装置。

该建筑设备可以对激光雷达进行清洁，保证激光雷达的正常工作。

有益效果：本发明提供了一种激光雷达清洁装置及建筑设备。该激光雷达清洁装置中，擦拭件随转动件转动擦拭激光雷达，能够在保证全面清洁的基础上，减小擦拭件的体积以及与激光雷达的接触面积，不仅有利于降低成本，而且能够减少对激光雷达的遮挡，保证激光雷达的检测范围和效果；擦拭件上设置有喷射孔，集成了流体喷射功能，相比分体设置喷嘴和擦拭件，不仅有利于降低成本，而且能够进一步减少对激光雷达的遮挡。

附图说明

图1是本发明具体提供的激光雷达清洁装置的侧视图；

图2是本发明具体提供的激光雷达清洁装置与激光雷达装配后的侧视图；

图3是本发明具体提供的激光雷达清洁装置的剖视图；

图4是本发明具体提供的激光雷达清洁装置未装配驱动件及固定件时的结构示意图；

图5是本发明具体提供的激光雷达清洁装置与激光雷达装配后的结构示意图。

其中：

1、支架；11、底板；12、侧板；121、走线通孔；2、清洁机构；21、固定件；22、转动件；221、第二圆柱部；222、第一圆柱部；223、圆形槽；224、第一气道；2241、轴向通道；2242、径向通道；231、驱动件；2311、输出轴；232、夹抱套；24、擦拭件；241、清洁摆臂；2411、第二气道；242、擦拭柔性层；2421、喷射孔；25、接头；26、连接组件；261、轴承座；262、轴承；263、连接件；27、密封组件；271、第一密封圈；272、第二密封圈；100、激光雷达。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。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。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一特征和第二特征直接接触，也可以包括第一特征和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

本实施例提供了一种激光雷达清洁装置，如图1和图2所示，激光雷达清洁装置包括支架1和清洁机构2，清洁机构2设置于支架1上，清洁机构2能够对激光雷达100表面进行清洁，避免灰尘堆积影响导航效果，保证激光雷达100的正常、准确运行。

如图2所示，激光雷达100包括底座以及设置在底座上的柱状发射部，柱状发射部的圆柱面为激光发射面，清洁机构2用于清洁激光发射面。

因激光雷达100的柱状发射部裸露在外，且激光雷达100的工作环境复杂，导致激光雷达100表面的污物较多。为提高清洁机构2的清洁效果，本实施例中清洁机构2采用擦拭和流体喷射相结合的方式清洁激光雷达100。

为简化清洁机构2的结构，减小清洁机构2在激光雷达100周侧占用的空间，清洁机构2包括擦拭件24，擦拭件24能够擦拭激光雷达100的表面，且擦拭件24朝向激光雷达100的一侧设置喷射孔2421，喷射孔2421与流体源连通。通过在擦拭件24上设置喷射孔2421，能够使擦拭件24集成双功能，相比现有技术中单独设置擦拭件24和喷头，能够简化清机机构的结构，减少零件数量，有利于减小清洁机构2在激光雷达100周侧的遮挡面积，避免清洁机构2影响激光雷达100的正常工作。

本实施例中，喷射孔2421与气源连接，喷射孔2421通过向激光雷达100喷射气流，能够吹散激光雷达100表面的灰尘，结合擦拭件24擦拭激光雷达100，能够提高对激光雷达100的清洁效果。

一些实施例中，流体源可以为液体容器，喷射孔2421与液体容器连通，能够向激光雷达100喷射液体，也可以提高对激光雷达100的清洗效果。可选地，液体容器内可以存储有水或清洗液。

一些实施例中，喷射孔2421可以根据需要选择与气源或液体容器连通，以实现喷气功能以及喷洒液体功能的切换。

一些实施例中，喷射孔2421可以设置有多个，部分喷射孔2421与气源连通，部分喷射孔2421与液体容器连通，以满足同时喷气或喷洒液体。

为保证清洁机构2对激光雷达100进行全方位清洁，擦拭件24可以相对支架1移动，以在保证清洁面积的基础上，减小擦拭件24与激光雷达100的接触面积，从而可以减小擦拭件24对激光雷达100的遮挡面积，避免擦拭件24影响激光雷达100的正常工作。

如图3所示，清洁机构2还包括固定件21和转动件22，固定件21设置于支架1上，转动件22转动设置于固定件21上，擦拭件24设置于转动件22上，以使转动件22能够带动擦拭件24绕转动件22的转动中心转动，进而沿周向擦拭激光雷达100，避免出现清洁死角。

相比将擦拭件24设置成环形套设在柱状发射部外并沿柱状发射部的轴向移动，或沿柱状发射部的周向设置多个擦拭件24，本实施例通过擦拭件24绕柱状发射部的周向移动进行清洁，能够在保证全面清洁的基础上，进一步减小擦拭件24的体积以及与激光雷达100的接触面积，对激光发射面的遮挡面积小，以使激光雷达清洁装置在清洁激光雷达100时，激光雷达100可以正常工作，即清洁机构2可以实时对激光雷达100进行清洁，使激光雷达100始终保持清洁状态和良好的导航效果。

一些实施例中，激光雷达清洁装置也可以定时为激光雷达100进行清洁。

可选地，转动件22可以为转盘，转盘与固定件21之间通过连接组件26实现转动连接。具体地，连接组件26包括轴承座261以及设置于轴承座261内的轴承262，轴承座261设置于固定件21的底面，转盘与轴承262的内圈固定连接，以减小转盘转动时所受摩擦力。

为方便转盘与轴承262内圈连接，连接组件26还包括连接件263，连接件263与转盘固定连接，连接件263套于轴承262的内圈外并与内圈紧配合，从而使轴承262内圈与转盘同步转动。

具体地，轴承座261包括第一环形侧板以及与第一环形侧板连接的环形底板，轴承262的外圈与第一环形侧板的内侧壁抵接，轴承262的外圈的两个端面分别与环形底板和固定件21抵接。固定件21上设置有环形的安装槽，连接件263设置于安装槽内，并将轴承262抵接于轴承座261内，实现轴承262与第一环形侧板抵接。连接件263包括第二环形侧板和与第二环形侧板连接的环形顶板，第二环形侧板的两侧分别与轴承262的内圈以及安装槽的内壁抵接，从而使连接件263与轴承262的内圈紧配合，轴承座261与轴承262的外圈紧配合。

可选地，轴承座261与固定件21可以通过螺钉固定连接；连接件263与转盘可以通过螺钉固定连接，结构简单，拆装方便。

进一步地，固定件21上设置有与气源连通的进口，进口连接有接头25，接头25用于连接气源；转盘上设置有与进口连通的圆形槽223，圆形槽223的圆心位于转盘的转动轴线上，喷射孔2421与圆形槽223连通。通过将进口设置在固定件21上，保证进口不动，避免连接进口和气源的管道转动，以保证管道的正常导通；通过在转盘上设置圆形槽223，圆形槽223随转动件22转动时，进口始终位于圆形槽223的转动轨迹上，从而保证进口与圆形槽223的正常导通。

为实现气路的密封，清机机构还包括密封组件27。如图4所示，密封组件27包括第一密封圈271和第二密封圈272，第一密封圈271和第二密封圈272均设置于固定件21与转盘之间，且分别位于圆形槽223的内侧和外侧。通过固定件21和转盘压紧第一密封圈271和第二密封圈272，能够避免气流由固定件21和转盘之间的缝隙泄漏，从而起到密封作用。

进一步地，为方便圆形槽223与喷射孔2421的连通，转盘上设置有第一气道224，擦拭件24上设置有第二气道2411，第一气道224的一端与圆形槽223连通，另一端与第二气道2411连通，喷射孔2421与第二气道2411连通。

本实施例中，第一气道224包括相互连通的轴向通道2241和径向通道2242，轴向通道2241与圆形槽223连通，径向通道2242与第二气道2411连通。轴向通道2241和径向通道2242可以分别由圆形槽223的底面和转盘的外周面上进行加工，加工方便。

进一步地，擦拭件24可以设置在转盘的下端边缘处，以便在柱状发射部的径向尺寸不变的基础上，使清洁机构2的结构更紧凑，从而减小清洁机构2的体积。

进一步地，转盘包括连接的第一圆柱部222和第二圆柱部221，第一圆柱部222的直径小于第二圆柱部221的直径，第一圆柱部222通过连接件263与轴承262的内圈固定，圆形槽223设置于第一圆柱部222的顶面，第二圆柱部221抵接于轴承座261的端面，擦拭件24设置于第二圆柱部221的底面边缘。通过设置第一圆柱部222与轴承262配合，能够减小轴承262的径向尺寸，从而降低成本；通过设置第二圆柱部221，能够在不增加轴承262的径向尺寸的基础上，增大转盘的下端的径向尺寸，以使擦拭件24能够绕柱状发射部的外周转动进而擦拭柱状发射部。

本实施例中，清洁机构2还包括驱动件231，驱动件231能够驱动转盘转动，以实现激光雷达100的自动清洁。

可选地，驱动件231可以为电机或摆动气缸。

因本实施例中清洁机构2通过喷气进行清洁，为简化清洁机构2的结构以及工作成本，驱动件231优选为摆动气缸，摆动气缸可以与进口连通同一气源，有利于简化结构，降低成本。

进一步地，清洁机构2还包括夹抱套232，转盘的底面上设置有安装孔，夹抱套232可拆卸固定于安装孔内，夹抱套232通过抱紧驱动件231的输出轴2311，实现输出轴2311与转盘的同步转动。夹抱套232也称胀紧套，是通过拧紧高强度螺栓使夹抱套232与输出轴2311之间产生的压力和摩擦力实现负载传动的一种无键连接装置，通过设置夹抱套232，可以简化驱动件231输出轴2311与转盘的连接结构及装配步骤，方便维护和装配。

装配激光雷达清洁装置时，先将轴承座261通过螺丝固定在支架1上，之后装配轴承262、连接件263、转盘、密封组件27及固定件21。再将夹抱套232上的高强度螺栓与转盘螺旋连接，但不锁紧，之后通过手动推动擦拭件24，检查转盘转动是否顺畅。若转盘转动顺畅，将驱动件231固定在固定件21上，并拧紧高强度螺栓，以使夹抱套232能够锁紧输出轴2311。

一些实施例中，清洁机构2可以包括转轮或摇柄，工作人员可以通过手动转动转轮或摇柄驱动转盘转动，实现激光雷达100手动清洁。

本实施例中，擦拭件24包括清洁摆臂241及擦拭柔性层242，清洁摆臂241与转盘连接，擦拭柔性层242设置于清洁摆臂241的朝向激光雷达100的一侧，擦拭柔性层242能与激光雷达100的激光发射面抵接，以清洁表面污物。

可选地，擦拭柔性层242可以为海绵或无纺布，只要能够起到擦拭作用即可。

可选地，擦拭柔性层242与清洁摆臂241可拆卸连接，以方便清洗或更换擦拭柔性层242。

可选地，擦拭柔性层242可以套接于清洁摆臂241外，并通过绳索或螺钉等固定。

进一步地，如图5所示，支架1包括底板11以及侧板12，底板11用于承载激光雷达100，侧板12垂直连接于底板11的一侧边缘，固定件21与侧板12连接，使得清洁机构2位于底板11的上方。激光雷达100置于清洁机构2与底板11之间，能够使激光雷达清洁装置与激光雷达100配合后结构紧凑，占用空间小。

进一步地，为了减小激光雷达100被侧板12遮挡的面积，侧板12可以为工字型，侧板12的上端和下端较宽能够提高侧板12与底板11以及清洁机构2的固定效果，侧板12的中部较窄，能够减小对激光雷达100的遮挡，以保证激光雷达100的探测范围。

进一步地，擦拭件24能随转盘转动至侧板12处，以使擦拭件24和侧板12对激光雷达100的遮挡位置重合，减小激光雷达清洁装置整体对激光雷达100的遮挡面积。

可选地，侧板12上设置有走线通孔121。激光雷达100置于底板11上时，激光雷达100上的接线位置与走线通孔121正对，以方便激光雷达100连接的导线通过走线通孔121伸出，方便激光雷达100与其他结构连接。

本实施例还提供了一种建筑设备，建筑设备包括机体、设置在机体上的激光雷达100以及上述激光雷达清洁装置，激光雷达100可以通过螺钉等紧固件固定在支架1上，清洁机构2可以定时或随时对激光雷达100进行清洁。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种激光雷达清洁装置，其特征在于，包括：

支架；

清洁机构，包括固定件、转动件和擦拭件，所述固定件设置于所述支架上，所述转动件转动设置于所述固定件上，所述擦拭件设置于所述转动件上，用于擦拭激光雷达；

所述擦拭件的朝向所述激光雷达的一侧设置喷射孔，所述喷射孔与流体源连通。

2.如权利要求1所述的激光雷达清洁装置，其特征在于，所述固定件上设置有与所述流体源连通的进口，所述转动件上设置有与所述进口连通的圆形槽，所述圆形槽的圆心位于所述转动件的转轴轴线上，所述喷射孔与所述圆形槽连通。

3.如权利要求2所述的激光雷达清洁装置，其特征在于，所述清洁机构还包括第一密封圈和第二密封圈，所述第一密封圈和所述第二密封圈均设置于所述固定件与所述转动件之间，且分别位于所述圆形槽的内侧和外侧。

4.如权利要求1所述的激光雷达清洁装置，其特征在于，所述清洁机构还包括轴承座以及设置于所述轴承座内的轴承，所述轴承座设置于所述固定件的底面，所述转动件与所述轴承的内圈固定连接。

5.如权利要求4所述的激光雷达清洁装置，其特征在于，所述转动件包括连接的第一圆柱部和第二圆柱部，所述第一圆柱部的直径小于所述第二圆柱部的直径，所述第一圆柱部与所述轴承的内圈连接，所述第二圆柱部抵接于所述轴承座的端面，所述擦拭件设置于所述第二圆柱部的底面边缘。

6.如权利要求1-5中任一项所述的激光雷达清洁装置，其特征在于，所述支架包括底板以及侧板，所述底板用于承载所述激光雷达，所述侧板垂直连接于所述底板的一侧边缘，所述固定件与所述侧板连接，所述擦拭件能移动至所述侧板处。

7.如权利要求6所述的激光雷达清洁装置，其特征在于，所述侧板上设置有走线通孔。

8.如权利要求1-5中任一项所述的激光雷达清洁装置，其特征在于，所述清洁机构还包括：

夹抱套，所述转动件上设置有安装孔，所述夹抱套设置于所述安装孔内；

驱动件，设置于所述固定件上，所述夹抱套能抱紧所述驱动件的输出轴。

9.如权利要求1-5中任一项所述的激光雷达清洁装置，其特征在于，所述擦拭件包括清洁摆臂及擦拭柔性层，所述清洁摆臂与所述转动件连接，所述擦拭柔性层设置于所述清洁摆臂的朝向所述激光雷达的一侧。

10.一种建筑设备，包括激光雷达，其特征在于，还包括如权利要求1-9中任一项所述的激光雷达清洁装置。

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