CN115751046A - 一种激光雷达发射装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种激光雷达发射装置，包括底座，底座底部固定安装支撑架，底座顶部转动连接固定座，固定座上端外壁固定安装容纳盒，容纳盒底部为敞口，容纳盒内部设有转向座，转向座顶部固定安装第一导向杆，第一导向杆上端与容纳盒滑动连接，转向座内部固定安装转向机构，转向机构底部固定连接发射箱，固定座内部固定安装驱动机构，驱动机构与转向座外壁固定连接。该装置的支撑腿能够根据勘测地点的地面情况灵活的选择固定方式，适合户外的勘测作业，同时发射箱水平和竖直方向角度均能够调节，配合固定座的水平转动，可以实现激光雷达的360°全景扫描，而且可以在不用时将发射箱收容至收纳盒中，防止搬运过程中损伤激光发射装置。

Description

一种激光雷达发射装置

技术领域

本发明涉及激光雷达技术领域，具体是一种激光雷达发射装置。

背景技术

激光雷达通过发射和接收激光光束，分析激光光束遇到探测目标后的折返时间，计算出探测目标与激光雷达所在地(比如车辆、低空飞行直升机、固定探测设备等)的相对距离，并收集探测目标表面大量密集的点的三维坐标、反射率等信息，复建出探测目标的三维模型。激光雷达在地图构建、避障、测距等领域有着优异的性能，广泛应用于机器人、AGV(物流搬运)、无人驾驶、地质勘测等行业。

煤矿在开采前，需要对地质进行勘测，以便确定煤炭的所在位置和资源储量，在前期地质勘测时，三维激光扫描装置是比不可少的测量装置之一。中国专利公开号为CN111811485A的专利，公开了一种煤矿区测绘用三维激光扫描仪，包括支撑升降机构、扫描仪本体、承载板、防尘防坠机构、俯仰角度调节机构和安装架，承载板的顶部设有竖直设置的旋转筒，旋转筒与承载板之间通过轴承连接，旋转筒的顶部设有安装盘，安装架的两侧均设有与其转动连接的安装柱，每个安装柱的端部均设有连接块。上述专利中通过俯仰角度调节机构能够对扫描仪本体的俯仰角度进行调整，以便于扫描仪本体适应于不同煤矿环境，但是调节角度有限，不能实现全景扫描，同时扫描仪本体(激光发射装置)不能收纳，容易被外界的沾染外界粉尘或者在搬运时导致镜头磕碰损坏。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种激光雷达发射装置，该装置的支撑腿能够根据勘测地点的地面情况灵活的选择固定方式，适合户外的勘测作业，同时发射箱水平和竖直方向角度均能够调节，配合固定座的水平转动，可以实现激光雷达的360°全景扫描，而且可以在不用时将发射箱收容至收纳盒中，防止搬运过程中损伤激光发射装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种激光雷达发射装置，包括底座，底座底部固定安装支撑架，底座顶部转动连接固定座，固定座上端外壁固定安装容纳盒，容纳盒底部为敞口，容纳盒内部设有转向座，转向座顶部固定安装第一导向杆，第一导向杆上端与容纳盒滑动连接，转向座内部固定安装转向机构，转向机构底部固定连接发射箱，固定座内部固定安装驱动机构，驱动机构与转向座外壁固定连接。

进一步优选地，底座顶部固定安装第一固定板，第一固定板底部固定安装第一电机，第一电机的输出轴上固定安装第一齿轮，第一齿轮两侧对称设置有行星齿轮，固定座下端内壁固定安装齿环，行星齿轮两侧分别与第一齿轮和齿环啮合。通过第一电机带动第一齿轮转动，第一齿轮通过行星齿轮和齿环配合，带动固定座的水平转动，可以减少激光雷达发射装置的扫描盲区。

进一步优选地，支撑架包括至少三个支撑腿，支撑腿顶端与底座底部铰接，支撑架还包括调节杆，调节杆安装在底座底部中间，调节杆顶端与底座转动连接，调节杆底端固定连接握把，调节杆上设有滑块，滑块与调节杆螺纹连接，滑块表面铰接连接杆，连接杆远离滑块一端与滑套外壁铰接。

进一步优选地，支撑腿底部铰接防滑板，防滑板底部固定安装防滑钉，支撑腿表面套设有滑套。

本发明支撑架结构通过握把转动调节杆，由于滑块与调节杆螺纹连接，当调节杆转动时滑块会沿调节杆轴向移动，从而带动连接杆转动，进而调节支撑腿的开合角度，方便对放射装置进行固定，同时支撑腿底端设有转动连接的防滑板，防滑板底部固定安装防滑钉，在硬质地面可以将防滑板转动至支撑腿一侧，在软质地面可以将防滑钉钉入地面中，防止发射装置在工作时打滑倾倒，可以根据勘测地点的地面情况灵活的选择固定方式。

进一步优选地，驱动机构包括第二固定板，第二固定板底部固定安装电动推杆，电动推杆的输出轴上端固定安装推块，推块上水平贯穿设置有第二导向杆，第二导向杆与推块滑动连接，第二导向杆一端贯穿固定座，固定座表面对应第二导向杆处开设有竖直的滑孔，第二导向杆贯穿固定座一端固定安装盖板，第二导向杆另一端固定滚轮座，滚轮座上安装导向轮，滚轮座与第二固定板之间的第二导向杆表面套设有弹簧，固定座内壁对应导向轮处固定安装导向台，导向台表面为向下倾斜的坡面。

进一步优选地，第二导向杆上方平行设置有固定杆，固定杆一端与推块固定连接，固定杆另一端贯穿固定座表面的滑孔，固定杆贯穿固定座一端与转向座外壁固定连接。

本发明的驱动机构通过电动推杆推动推块上下移动，推块通过固定杆带动转向座上下移动，从而将转动座及发射箱从容纳盒中抽出或推入，同时在推块上下移动时第二导向杆一端的导向轮与导向台配合，使得第二导向杆在上移动时在水平方向向着容纳盒一侧移动，当转动座及发射箱推入容纳盒时刚好将盖板移动至容纳盒底部敞口处，实现对容纳盒的封口。

进一步优选地，转向机构包括对称固定安装在转向座底部的第三固定板，第三固定板之间设置有U型架，U型架两侧与第三固定板转动连接，U型架的转轴与第二电机的输出轴固定连接，U型架中间贯穿设有驱动轴，驱动轴与U型架和第三固定板转动连接，驱动轴远离第二电机一端与第三电机的输出轴固定连接，第二电机、第三电机分别固定在两侧的第三固定板表面，U型架上贯穿设有连接轴，连接轴与U型架转动连接，连接轴上端通过锥齿轮与驱动轴啮合，连接轴下端固定连接发射箱。

本发明的转向机构通过第二电机带动U型架转动，可以带动发射箱绕U型架的转轴转动，通过第三电机带动驱动轴转动，驱动轴通过锥齿轮带动连接轴转动，可以带动发射箱随着连接轴转动，从而实现发射箱水平和竖直方向角度均能够调节，配合固定座的水平转动，可以实现激光雷达的360°全景扫描。

进一步优选地，发射箱一侧外壁开设有透光孔，透光孔内固定安装透镜，发射箱顶部靠近透光孔一侧固定安装防护罩，发射箱内部固定安装第四固定板，第四固定板靠近透光孔一侧设有激光发射座，激光发射座与第四固定板转动连接，激光发射座的转轴与第四电机的输出轴转动连接，激光发射座为环形座，激光发射座内壁固定安装若干激光源，激光源呈环形阵列设置，激光源倾斜设置，激光发射座中间固定安装接激光接收器。

本发明通过第四电机带动激光发射座转动，呈圆周整列设置在激光发射座上的激光源可以随激光发射座转动，提高激光的覆盖范围，而激光接收器固定在激光发射座的中间，激光接收器是平面板状，在转动时依然能够正常接收反射的光。

本发明的有益效果：

本发明激光雷达发射装置支撑腿张合角度可以调节，支撑腿底部设有可以折叠的防滑板，能够根据勘测地点的地面情况灵活的选择固定方式，实现激光雷达发射装置的稳定固定。本发明通过驱动机构将转动座及发射箱从容纳盒中抽出或推入，同时在导向轮与导向台配合下使得当转动座及发射箱推入容纳盒时刚好将盖板移动至容纳盒底部敞口处，实现对容纳盒的封口，可以在不用时将发射箱收容至收纳盒中，防止搬运过程中损伤激光发射装置。本发明通过转向机构可以带动发射箱水平和竖直方向角度均能够调节，配合固定座的水平转动，可以实现激光雷达的360°全景扫描。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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发明的一些实施例，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为本发明激光雷达发射装置的整体结构示意图；

图2为本发明激光雷达发射装置的前视图；

图3为本发明激光雷达发射装置底座的剖视图；

图4为本发明激光雷达发射装置固定座的剖视图；

图5为本发明激光雷达发射装置转动座的剖视图；

图6为本发明激光雷达发射装置发射箱的剖视图。

图中：1-底座，2-支撑架，3-固定座，4-容纳盒，5-转向座，6-第一导向杆，7-转向机构，8-发射箱，9-驱动机构，10-第一固定板，11-第一电机，12-第一齿轮，13-行星齿轮，14-齿环，15-支撑腿，16-防滑板，17-防滑钉，18-滑套，19-调节杆，20-握把，21-滑块，22-连接杆，23-第二固定板，24-电动推杆，25-推块，26-第二导向杆，27-滑孔，28-盖板，29-滚轮座，30-导向轮，31-弹簧，32-导向台，33-固定杆，34-第三固定板，35-U型架，36-第二电机，37-驱动轴，38-第三电机，39-连接轴，40-透光孔，41-透镜，42-防护罩，43-第四固定板，44-激光发射座，45-第四电机，46-激光源，47-激光接收器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-6所示，一种激光雷达发射装置，包括底座1，底座1底部固定安装支撑架2，底座1顶部转动连接固定座3，固定座3上端外壁固定安装容纳盒4，容纳盒4底部为敞口，容纳盒4内部设有转向座5，转向座5顶部固定安装第一导向杆6，第一导向杆6上端与容纳盒4滑动连接，转向座5内部固定安装转向机构7，转向机构5底部固定连接发射箱8，固定座3内部固定安装驱动机构9，驱动机构9与转向座5外壁固定连接。

底座1顶部固定安装第一固定板10，第一固定板10底部固定安装第一电机11，第一电机11的输出轴上固定安装第一齿轮12，第一齿轮12两侧对称设置有行星齿轮13，固定座3下端内壁固定安装齿环14，行星齿轮13两侧分别与第一齿轮12和齿环14啮合。通过第一电机11带动第一齿轮12转动，第一齿轮12通过行星齿轮13和齿环14配合，带动固定座3的水平转动，可以减少激光雷达发射装置的扫描盲区。

支撑架2包括至少三个支撑腿15，支撑腿15顶端与底座1底部铰接，支撑腿16表面套设有滑套18，支撑架2还包括调节杆19，调节杆19安装在底座1底部中间，调节杆19顶端与底座1转动连接，调节杆19底端固定连接握把20，调节杆19上设有滑块21，滑块21与调节杆19螺纹连接，滑块21表面铰接连接杆22，连接杆22远离滑块21一端与滑套18外壁铰接。

支撑腿15底部铰接防滑板16，防滑板16底部固定安装防滑钉17。

通过握把20转动调节杆19，由于滑块21与调节杆19螺纹连接，当调节杆19转动时滑块21会沿调节杆19轴向移动，从而带动连接杆22转动，进而调节支撑腿15的开合角度，方便对放射装置进行固定，同时支撑腿15底端设有转动连接的防滑板16，防滑板16底部固定安装防滑钉17，在硬质地面可以将防滑板16转动至支撑腿15一侧，在软质地面可以将防滑钉钉入地面中，防止发射装置在工作时打滑倾倒，可以根据勘测地点的地面情况灵活的选择固定方式。

驱动机构4包括第二固定板23，第二固定板23底部固定安装电动推杆24，电动推杆24的输出轴上端固定安装推块25，推块25上水平贯穿设置有第二导向杆26，第二导向杆26与推块25滑动连接，第二导向杆26一端贯穿固定座3，固定座3表面对应第二导向杆26处开设有竖直的滑孔27，第二导向杆26贯穿固定座3一端固定安装盖板28，第二导向杆26另一端固定滚轮座29，滚轮座29上安装导向轮30，滚轮座29与第二固定板23之间的第二导向杆26表面套设有弹簧31，固定座3内壁对应导向轮30处固定安装导向台32，导向台32表面为向下倾斜的坡面。

第二导向杆26上方平行设置有固定杆33，固定杆33一端与推块25固定连接，固定杆33另一端贯穿固定座3表面的滑孔27，固定杆33贯穿固定座3一端与转向座5外壁固定连接。

驱动机构4通过电动推杆24推动推块25上下移动，推块25通过固定杆33带动转向座5上下移动，从而将转动座5及发射箱8从容纳盒4中抽出或推入，同时在推块25上下移动时第二导向杆26一端的导向轮30与导向台32配合，使得第二导向杆26在上移动时在水平方向向着容纳盒4一侧移动，当转动座5及发射箱8推入容纳盒4时刚好将盖板28移动至容纳盒4底部敞口处，实现对容纳盒4的封口。

转向机构7包括对称固定安装在转向座5底部的第三固定板34，第三固定板34之间设置有U型架35，U型架35两侧与第三固定板34转动连接，U型架35的转轴与第二电机36的输出轴固定连接，U型架35中间贯穿设有驱动轴37，驱动轴37与U型架35和第三固定板34转动连接，驱动轴37远离第二电机36一端与第三电机38的输出轴固定连接，第二电机36、第三电机38分别固定在两侧的第三固定板34表面，U型架35上贯穿设有连接轴39，连接轴39与U型架35转动连接，连接轴39上端通过锥齿轮与驱动轴37啮合，连接轴39下端固定连接发射箱8。

转向机构7通过第二电机36带动U型架35转动，可以带动发射箱8绕U型架35的转轴转动，通过第三电机带动驱动轴37转动，驱动轴37通过锥齿轮带动连接轴39转动，可以带动发射箱8随着连接轴39转动，从而实现发射箱8水平和竖直方向角度均能够调节，配合固定座3的水平转动，可以实现激光雷达的360°全景扫描。

发射箱8一侧外壁开设有透光孔40，透光孔40内固定安装透镜41，发射箱8顶部靠近透光孔40一侧固定安装防护罩42，发射箱8内部固定安装第四固定板43，第四固定板43靠近透光孔40一侧设有激光发射座44，激光发射座44与第四固定板43转动连接，激光发射座44的转轴与第四电机45的输出轴转动连接，激光发射座44为环形座，激光发射座44内壁固定安装若干激光源46，激光源46呈环形阵列设置，激光源46倾斜设置，激光发射座44中间固定安装接激光接收器47。

通过第四电机45带动激光发射座44转动，呈圆周整列设置在激光发射座44上的激光源46可以随激光发射座44转动，提高激光的覆盖范围，而激光接收器47固定在激光发射座44的中间，激光接收器47是平面板状，在转动时依然能够正常接收反射的光。

以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种激光雷达发射装置，其特征在于：包括底座(1)，所述底座(1)底部固定安装支撑架(2)，所述底座(1)顶部转动连接固定座(3)，所述固定座(3)上端外壁固定安装容纳盒(4)，所述容纳盒(4)底部为敞口，所述容纳盒(4)内部设有转向座(5)，所述转向座(5)顶部固定安装第一导向杆(6)，所述第一导向杆(6)上端与容纳盒(4)滑动连接，所述转向座(5)内部固定安装转向机构(7)，所述转向机构(5)底部固定连接发射箱(8)，所述固定座(3)内部固定安装驱动机构(9)，所述驱动机构(9)与转向座(5)外壁固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种激光雷达发射装置，其特征在于：所述底座(1)顶部固定安装第一固定板(10)，所述第一固定板(10)底部固定安装第一电机(11)，所述第一电机(11)的输出轴上固定安装第一齿轮(12)，所述第一齿轮(12)两侧对称设置有行星齿轮(13)，所述固定座(3)下端内壁固定安装齿环(14)，所述行星齿轮(13)两侧分别与第一齿轮(12)和齿环(14)啮合。

3.根据权利要求1所述的一种激光雷达发射装置，其特征在于：所述支撑架(2)包括至少三个支撑腿(15)，所述支撑腿(15)顶端与底座(1)底部铰接，所述支撑腿(16)表面套设有滑套(18)，所述支撑架(2)还包括调节杆(19)，所述调节杆(19)安装在底座(1)底部中间，所述调节杆(19)顶端与底座(1)转动连接，所述调节杆(19)底端固定连接握把(20)，所述调节杆(19)上设有滑块(21)，所述滑块(21)与调节杆(19)螺纹连接，所述滑块(21)表面铰接连接杆(22)，所述连接杆(22)远离滑块(21)一端与滑套(18)外壁铰接。

4.根据权利要求3所述的一种激光雷达发射装置，其特征在于：所述支撑腿(15)底部铰接防滑板(16)，所述防滑板(16)底部固定安装防滑钉(17)。

5.根据权利要求1所述的一种激光雷达发射装置，其特征在于：所述驱动机构(4)包括第二固定板(23)，所述第二固定板(23)底部固定安装电动推杆(24)，所述电动推杆(24)的输出轴上端固定安装推块(25)，所述推块(25)上水平贯穿设置有第二导向杆(26)，所述第二导向杆(26)与推块(25)滑动连接，所述第二导向杆(26)一端贯穿固定座(3)，所述固定座(3)表面对应第二导向杆(26)处开设有竖直的滑孔(27)，所述第二导向杆(26)贯穿固定座(3)一端固定安装盖板(28)，所述第二导向杆(26)另一端固定滚轮座(29)，所述滚轮座(29)上安装导向轮(30)，所述滚轮座(29)与第二固定板(23)之间的第二导向杆(26)表面套设有弹簧(31)，所述固定座(3)内壁对应导向轮(30)处固定安装导向台(32)，所述导向台(32)表面为向下倾斜的坡面。

6.根据权利要求5所述的一种激光雷达发射装置，其特征在于：所述第二导向杆(26)上方平行设置有固定杆(33)，所述固定杆(33)一端与推块(25)固定连接，所述固定杆(33)另一端贯穿固定座(3)表面的滑孔(27)，所述固定杆(33)贯穿固定座(3)一端与转向座(5)外壁固定连接。

7.根据权利要求1所述的一种激光雷达发射装置，其特征在于：所述转向机构(7)包括对称固定安装在转向座(5)底部的第三固定板(34)，所述第三固定板(34)之间设置有U型架(35)，所述U型架(35)两侧与第三固定板(34)转动连接，所述U型架(35)的转轴与第二电机(36)的输出轴固定连接，所述U型架(35)中间贯穿设有驱动轴(37)，所述驱动轴(37)与U型架(35)和第三固定板(34)转动连接，所述驱动轴(37)远离第二电机(36)一端与第三电机(38)的输出轴固定连接，所述第二电机(36)、第三电机(38)分别固定在两侧的第三固定板(34)表面，所述U型架(35)上贯穿设有连接轴(39)，所述连接轴(39)与U型架(35)转动连接，所述连接轴(39)上端通过锥齿轮与驱动轴(37)啮合，所述连接轴(39)下端固定连接发射箱(8)。

8.根据权利要求1所述的一种激光雷达发射装置，其特征在于：所述发射箱(8)一侧外壁开设有透光孔(40)，所述透光孔(40)内固定安装透镜(41)，所述发射箱(8)顶部靠近透光孔(40)一侧固定安装防护罩(42)，所述发射箱(8)内部固定安装第四固定板(43)，所述第四固定板(43)靠近透光孔(40)一侧设有激光发射座(44)，所述激光发射座(44)与第四固定板(43)转动连接，所述激光发射座(44)的转轴与第四电机(45)的输出轴转动连接，所述激光发射座(44)为环形座，所述激光发射座(44)内壁固定安装若干激光源(46)，所述激光源(46)呈环形阵列设置，所述激光发射座(44)中间固定安装接激光接收器(47)。

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