[發(fā)明專利]一種光學三維掃描裝置

在審

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• 申請日: 2017-11-08
• 公開（公告）號: CN107643526A
• 公開（公告）日: 2018-01-30
• 發(fā)明（設計）人: 劉小冬;馬驍
• 申請（專利權）人: 北京敏視達雷達有限公司
• 主分類號: G01S17/89
• 分類號: G01S17/89;G01S7/481
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 王寶筠

技術領域

本申請涉及激光雷達領域，尤其涉及一種光學三維掃描裝置。

背景技術

光學三維掃描裝置是激光雷達的重要組成部分，負責將激光雷達發(fā)射出去的光束偏轉實現(xiàn)不同空間目標的掃描探測，將探測目標散射的激光信號回收至激光雷達，并在掃描過程中實時反饋角度位置信息。具體工作原理如圖1所示。

目前激光雷達光學掃描裝置主要有兩種方案類型，一種是透射式掃描方案，此方案俯仰角固定不能動，方位角旋轉；另一種是反射式掃描方案，方位角和俯仰角均能旋轉。透射式掃描裝置體積小、重量輕、控制簡單、掃描速度快，但只能進行特定的錐形空間掃描，掃描方式單一，應用范圍較小。反射式掃描裝置結構相對復雜，控制相對復雜，掃描速度慢，但是由于方位角和俯仰角都可以旋轉，可以實現(xiàn)全空域的三維掃描，可按需要進行復雜的路徑掃描，應用范圍廣。

現(xiàn)有的方案中，直接將電機連接到蝸桿驅動俯仰裝置旋轉，結構簡單。在控制上方位角和俯仰角的運動相互獨立互不干擾，且兩者均可雙向旋轉。但是現(xiàn)有方案中電機和編碼器需要使用電纜直接相連供電。因轉動的過程中電纜會纏繞，從而造成在運動的范圍受限，只能做來回往復運動，導致掃描效率的降低。

發(fā)明內容

本申請實施例提供了一種光學三維掃描裝置，用于避免造成電纜纏繞，從而使得掃描裝置可以沿著任一方向持續(xù)掃描，節(jié)省了掃描時間，提高了掃描效率，同時減少了掃描方式和路徑的限制。

本申請第一方面提供了一種光學三維掃描裝置，包括：俯仰掃描組件和方位掃描組件；所述俯仰掃描組件主要用于驅動反射鏡沿水平軸旋轉以實現(xiàn)光軸的俯仰掃描；所述方位掃描組件主要用于驅動反射鏡和所述俯仰掃描組件沿著豎直軸整體旋轉以實現(xiàn)光軸的方位掃描；所述俯仰掃描組件通過俯仰軸交叉滾子軸承26與所述方位掃描組件的方位三角塊14的豎直平面上的軸孔相配合，并通過俯仰軸壓盤27將所述俯仰軸交叉滾子軸承26的外圓固定在所述方位三角塊14上；所述俯仰掃描組件中的俯仰驅動蝸桿46與俯仰軸蝸輪28嚙合，通過俯仰驅動蝸桿支架45和電機支架48以螺釘連接方式分別與所述方位掃描組件的所述方位三角塊14的水平直角平面和側面相連接，并采用水封32實現(xiàn)俯仰軸29和方位前部保護罩31之間的轉動密封。

在一種可能的設計中，在本申請實施例第一方面的第一種實現(xiàn)方式中，所述方位掃描組件包括：方位軸承內圓壓圈1、底板2、方位軸承外圓壓盤3、滑環(huán)支架4、方位軸蝸輪5、磁鋼6、方位尋零開關電路板7、方位尋零開關電路板支架8、滑環(huán)9、方位軸10、滑環(huán)止轉環(huán)11、U型密封圈12、方位底部保護罩13、方位三角塊14、方位后部保護罩18、背部加熱片19、散熱片20、背部溫度開關21、溫度開關壓塊22、加熱片支架23、方位前部保護罩31、方位軸交叉滾子軸承41、方位蝸桿防塵罩44、方位底部保護罩螺柱49、方位前部保護罩螺柱50、反射鏡組件和方位驅動組件；所述方位軸交叉滾子軸承41安裝在所述方位軸10的軸徑上，并通過所述方位軸承內圓壓圈1將軸承內圈與所述方位軸10固定；所述方位軸交叉滾子軸承41的外圓與所述底板2的軸孔配合，并通過所述方位軸承外圓壓盤3將所述方位軸交叉滾子軸承41的外圓固定在所述底板2上。所述方位軸蝸輪5與所述方位軸10外徑配合，通過螺釘沿軸向方向固定在方位軸10的臺階上；所述滑環(huán)9套在所述方位軸10的外圓上，所述滑環(huán)9的定子通過所述滑環(huán)支架4固定至所述底板2上，所述滑環(huán)9的轉子通過所述滑環(huán)止轉環(huán)11固定至所述方位軸10上，隨方位軸10一起轉動；所述方位驅動組件通過方位驅動蝸桿42與所述方位軸蝸輪5嚙合，通過螺釘固定到所述底板2上；所述方位尋零開關電路板7通過所述方位尋零開關電路板支架8固定至所述滑環(huán)支架4上，并與所述方位軸蝸輪5上的所述磁鋼6形成尋零觸發(fā)裝置；所述方位軸10外圓與所述方位三角塊14的水平直角面上的軸孔配合，保證同軸性，并通過螺釘固定；所述反射鏡組件通過螺釘與所述方位三角塊14的45度斜邊連接，保證鏡面與軸成45度；所述背部加熱片19被夾在所述加熱片支架23和所述散熱片20中間，并通過所述加熱片支架23固定在所述方位三角塊14斜邊的兩側，所述背部溫度開關21通過所述溫度開關壓塊22固定在所述散熱片20上。