[發明專利]一種雙軸承振鏡和激光雷達

有效

• 申請號: 201911055444.4
• 申請日: 2019-10-31
• 公開（公告）號: CN110764072B
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發明（設計）人: 胡小波;劉立福;沈儉
• 申請（專利權）人: 深圳市鐳神智能系統有限公司
• 主分類號: G01S7/481
• 分類號: G01S7/481
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 孟金喆

本發明公開了一種雙軸承振鏡和激光雷達，該雙軸承振鏡包括：固定座、振鏡驅動架以及反射鏡片；所述振鏡驅動架包括固定支架、快軸框和慢軸框，所述反射鏡片安裝在所述快軸框中；所述快軸框旋轉連接于所述固定支架的內側，所述慢軸框固定連接于所述固定支架的外側，所述振鏡驅動架旋轉連接于所述固定座中；其中，所述快軸框圍繞第一方向扭動，所述慢軸框圍繞第二方向扭動，所述第一方向與所述第二方向垂直。如此，可提高MEMS振鏡可靠性，提高其抗振動和沖擊能力，從而讓有利于延長激光雷達的壽命。

技術領域

本發明實施例涉及激光雷達技術領域，尤其涉及一種雙軸承振鏡和激光雷達。

背景技術

激光雷達是以發射激光束探測目標物體的位置、速度等特征量的雷達系統。隨著激光雷達的發展，將微機電系統（Micro-Electro-Mechanical System，MEMS）振鏡（本文中也簡稱為“振鏡”）應用于激光雷達中，研發固態激光雷達成為近年來激光雷達的發展新趨勢。MEMS振鏡，是采用MEMS工藝制作的一種微鏡，其工作模式多為諧振模式，具有尺寸小、震蕩頻率高、無旋轉部件等優勢。

通常，固態激光雷達青睞電磁式MEMS振鏡和類MEMS振鏡。電磁式MEMS振鏡和類MEMS振鏡使用電磁力產生轉矩，鏡面繞扭力梁轉動。電磁式MEMS振鏡的驅動方式可分為兩種，即高頻諧振式驅動和低頻準靜態驅動。其中，高頻諧振式驅動借助MEMS振鏡諧振狀態下的高增益振動，具有頻率較高，角度較大的特點。但是，高頻諧振式驅動對環境及振動較為敏感，必須使用位置反饋對振鏡進行閉環控制；并且，諧振掃描無法實現激光雷達所必須的低頻慢軸掃描，掃描角度小，效率低。為獲得較大掃描角度，可采用低頻準靜態驅動方式。低頻準靜態驅動要求電磁力在低頻下克服扭力梁剛度，使鏡面旋轉。為了獲得較大的轉角，通常需要降低扭力梁的剛度，為滿足此要求，需采用長度更長，截面積更小的扭力梁。但是，這種扭力梁剛度低，在外界振動環境下容易發生應力集中而超過材料的應力極限，導致MEMS振鏡損壞；或者，由于低剛度而導致MEMS振鏡容易受振動影響。由此，MEMS振鏡可靠性較差，易受振動或沖擊損壞，導致激光雷達的壽命較短。

發明內容

本公開要求在2019年10月28日提交中國專利局、申請號為201911032839.2的中國專利申請的優先權，該申請的全部內容通過引用結合在本公開中。

本發明實施例提供一種雙軸承振鏡和激光雷達，以提高MEMS振鏡可靠性，提高其抗振動和沖擊能力，從而讓有利于延長激光雷達的壽命。

第一方面，本發明實施例提出一種雙軸承振鏡，該雙軸承振鏡包括：固定座、振鏡驅動架以及反射鏡片；

所述振鏡驅動架包括固定支架、快軸框和慢軸框，所述反射鏡片安裝在所述快軸框中；所述快軸框旋轉連接于所述固定支架的內側，所述慢軸框固定連接于所述固定支架的外側，所述振鏡驅動架旋轉連接于所述固定座中；

其中，所述快軸框圍繞第一方向扭動，所述慢軸框圍繞第二方向扭動，所述第一方向與所述第二方向垂直。

在一實施例中，該雙軸承振鏡還包括快軸支架、第一磁鐵、第二磁鐵、第一線圈以及兩個第一軸承；

所述快軸框固定于所述快軸支架的內側，所述快軸支架包括沿所述第一方向延伸、且相對設置的第一端和第二端，所述第一端和所述第二端分別套入兩個所述第一軸承；沿所述第二方向，所述第一磁鐵和所述第二磁鐵設置于所述快軸框的相對兩側，所述第一線圈位于所述快軸框的邊緣。

在一實施例中，該雙軸承振鏡還包括第一角度傳感器和第一角度磁鐵；

所述第一角度磁鐵固定于所述快軸支架的一端，所述第一角度傳感器設置于所述第一角度磁鐵背離所述快軸支架的一側；所述第一角度傳感器用于感應第一角度磁鐵的方向和大小以確定所述快軸框的旋轉角度。

在一實施例中，該雙軸承振鏡還包括第一軸承蓋和第二軸承蓋；所述第一軸承蓋和所述第二軸承蓋分別套合于兩個所述第一軸承外側；