一种激光雷达发射准直调节装置论文和设计-吕毅平

全文摘要

本申请公开了一种激光雷达发射准直调节装置，该装置包括摄影机构、旋转机构和调节机构，摄影机构包括第一光通道和摄影设备；旋转机构连接于摄影机构，且设有至少部分与第一光通道对应的第二光通道，其远离摄影机构的一侧用于设置至少部分对应第二光通道的激光雷达，旋转机构的旋转轴位于第一光通道和第二光通道内；调节机构与激光雷达位于旋转机构的同一侧，与激光雷达的发射组件连接用于调整发射组件与激光雷达的光学透镜之间的位置关系。通过上述方式，本申请能够调整发射组件与激光雷达的光学透镜之间的位置关系，进而调整激光光束的清晰度，提升了激光雷达的测距性能。

主设计要求

1.一种激光雷达发射准直调节装置，其特征在于，所述装置包括：摄影机构，包括第一光通道和摄影设备；旋转机构，连接于所述摄影机构，所述旋转机构设有至少部分与所述第一光通道对应的第二光通道，且所述旋转机构远离所述摄影机构的一侧用于设置所述激光雷达且所述激光雷达至少部分对应所述第二光通道，以使所述激光雷达发射的至少部分激光光束能够通过所述第二光通道、第一光通道到达所述摄影设备，所述旋转机构能够在外力作用旋转且旋转轴位于所述第一光通道和所述第二光通道内；调节机构，连接于所述旋转机构，且与所述激光雷达位于所述旋转机构的同一侧，所述调节机构与所述激光雷达的发射组件连接，用于调整所述发射组件与所述激光雷达的光学透镜之间的位置关系。

设计方案

1.一种激光雷达发射准直调节装置，其特征在于，所述装置包括：

摄影机构，包括第一光通道和摄影设备；

旋转机构，连接于所述摄影机构，所述旋转机构设有至少部分与所述第一光通道对应的第二光通道，且所述旋转机构远离所述摄影机构的一侧用于设置所述激光雷达且所述激光雷达至少部分对应所述第二光通道，以使所述激光雷达发射的至少部分激光光束能够通过所述第二光通道、第一光通道到达所述摄影设备，所述旋转机构能够在外力作用旋转且旋转轴位于所述第一光通道和所述第二光通道内；

调节机构，连接于所述旋转机构，且与所述激光雷达位于所述旋转机构的同一侧，所述调节机构与所述激光雷达的发射组件连接，用于调整所述发射组件与所述激光雷达的光学透镜之间的位置关系。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述第一光通道为所述摄影机构开设的孔洞，所述第二光通道为所述旋转机构上开设的孔洞；

所述第一光通道和所述第二光通道的轴线重合，和\/或所述第二光通道的轴线与所述旋转轴重合。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述调节机构包括水平调节部；所述水平调节部包括：

五维调节支架，包括活动连接的第一端部和第二端部，所述第一端部和所述旋转机构固定连接，所述第二端部在外力作用下在水平和\/或垂直方向相对所述旋转机构发生移动；

调节件，包括固定连接的第三端部和第四端部，所述第三端部与所述五维调节支架的所述第二端部固定连接，以使得所述调节件能够跟随所述第二端部在水平和\/或垂直方向移动。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，

所述调节件设有贯穿所述第三端部和所述第四端部的第一孔洞，用于容置所述发射组件的激光驱动头，以及套设于所述激光驱动头的弹簧；

所述调节件的所述第四端部设有与所述发射组件的导热板匹配的第一凸起；

其中，所述导热板设有与所述第一凸起匹配的第一凹槽，所述发射组件的激光器穿设所述导热板，且与所述导热板固定连接，所述激光驱动头套设于所述激光器的电极。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述调节机构还包括垂直调节部；

所述垂直调节部包括固定连接的第五端部和第六端部，以及贯穿所述第五端部和所述第六端部设置的第二孔洞，所述垂直调节部通过所述第二孔洞套设于所述调节件，以使得所述垂直调节部在外力作用下绕所述调节件旋转和\/或垂直移动；

所述第六端部设有与所述发射组件的调节座匹配的第二凸起；

其中，所述调节座设有与所述第二凸起匹配的第二凹槽，所述调节座容置至少部分所述激光器与所述导热板，所述调节座外周设有与所述激光雷达的安装支架匹配的第一螺纹，当所述垂直调节部的所述第二凸起与所述调节座的所述第二凹槽匹配连接，且绕所述调节件旋转时，所述调节座垂直移动，进而使得所述激光器垂直移动以调整所述激光器与所述光学透镜之间的距离，所述导热板与所述调节座之间设有第一空隙，以使得所述水平调节部在所述调节座内调整所述激光器的水平位置。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，

所述垂直调节部的所述第五端部设有与所述第二孔洞连通的第三孔洞，所述第三孔洞内设有第二螺纹，用于与所述第二螺纹匹配的螺杆配合以在调整好所述激光器与所述光学透镜之间的距离后将所述垂直调节部固定连接于所述调节件。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述摄影机构还包括：

第一安装座，包括支柱、第一安装板、第二安装板，所述第一安装板固定连接于所述支柱的一端，所述第二安装板固定连接于所述支柱的另一端，所述第一安装板上设有孔洞，以形成所述第一光通道；

第二安装座，包括端对端垂直固定连接的第三安装板和第四安装板，所述第三安装板固定连接于所述第二安装板靠近所述第一安装板的一侧，所述第四安装板设有朝所述第三安装板方向延伸的安装槽，用于固定安装所述摄影设备。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述旋转机构包括：

转台，包括径向方向活动连接的第七端部和第八端部，所述第七端部固定连接于所述摄影机构的所述第一安装座的所述第一安装板；

承载台，包括相背设置的第一表面和第二表面，所述第一表面与所述调节机构、所述激光雷达的所述安装支架固定连接，所述第二表面与所述转台的所述第八端部固定连接；

其中，贯穿所述转台的所述第七端部、所述第八端部、所述承载台设有孔洞，以形成所述第二光通道，所述转台的所述第八端部和所述承载台在外力作用下绕所述第二光通道的轴线旋转。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述转台还包括：

精度调节件，固定连接于所述转台的所述第八端部，用于调整所述转台的旋转精度。

10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述旋转机构还包括：

承载座，具有第一预设高度，包括固定连接的第九端部和第十端部，所述第九端部与所述承载台的所述第一表面固定连接，所述第十端部与所述激光雷达所述安装支架固定连接，以使得所述激光雷达固定安装于所述旋转机构后，所述激光雷达与所述承载台之间至少具有第一预设距离。

设计说明书

技术领域

本申请涉及测量测绘技术领域，特别是涉及一种激光雷达发射准直调节装置。

背景技术

激光雷达的发射组件的光轴与光学透镜的光轴的同轴以及发射组件与光学透镜之间的垂直距离直接影响激光雷达的测距性能。

本申请的发明人经过长期研究发现，如何调整激光雷达的发射组件与光学透镜同轴以及发射组件至光学透镜之间的垂直距离一直以来都是激光雷达发射组件的装调难点。

实用新型内容

本申请主要解决的技术问题是提供一种激光雷达发射准直调节装置，能够调整激光雷达的发射组件与光学透镜之间的位置关系，以提高激光雷达的测距性能。

为解决上述技术问题，本申请采用的技术方案是：提供一种激光雷达发射准直调节装置，该装置包括摄影机构、旋转机构和调节机构，摄影机构包括第一光通道和摄影设备；旋转机构连接于摄影机构，旋转机构设有至少部分与第一光通道对应的第二光通道，且旋转机构远离摄影机构的一侧用于设置激光雷达且激光雷达至少部分对应第二光通道，以使激光雷达发射的至少部分激光光束能够通过第二光通道、第一光通道到达摄影设备，旋转机构能够在外力作用旋转且旋转轴位于第一光通道和第二光通道内；调节机构连接于旋转机构，且与激光雷达位于旋转机构的同一侧，调节机构与激光雷达的发射组件连接，用于调整发射组件的位置，用于调整发射组件与激光雷达的光学透镜之间的位置关系。

本申请的有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请提供的激光雷达发射准直调节装置包括摄影机构、旋转机构和调节机构，旋转机构的一侧连接于摄影机构，另一侧连接于调节机构和激光雷达，调节机构与激光雷达的发射组件连接，用于调整发射组件与激光雷达的光学透镜之间的位置关系。通过上述方式，本申请能够调整发射组件与激光雷达的光学透镜之间的位置关系，进而调整激光光束的清晰度，从而提升了激光雷达的测距性能。

附图说明

为了更清楚地说明本申请中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述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说，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。其中：

图1是本申请激光雷达发射准直调节装置一实施方式的爆炸示意图；

图2是应用于本申请激光雷达发射准直调节装置的激光雷达一实施方式的爆炸示意图；

图3是图1中五维调节支架一实施方式的结构示意图；

图4是图1中调节件一实施方式的结构示意图；

图5是图1中垂直调节部一实施方式的结构示意图；

图6是图1中摄影机构一实施方式的结构示意图；

图7是图1中旋转机构一实施方式的结构示意图；

图8是本申请激光雷达发射准直调节方法一实施方式的流程示意图。

具体实施方式

下面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，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。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的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。

请参阅图1，图1是本申请激光雷达发射准直调节装置1的一实施方式的爆炸示意图。本申请激光雷达发射准直调节装置1包括摄影机构10、旋转机构20、调节机构30，摄影机构10包括第一光通道101和摄影设备102，在一个实施场景中，摄影设备102为工业相机。旋转机构20连接于摄影机构10，旋转机构20设有至少部分与第一光通道101对应的第二光通道201，且旋转机构20远离摄影机构10的一侧202用于设置激光雷达A且激光雷达A至少部分对应第二光通道201，以使激光雷达A发射的至少部分激光光束能够通过第二光通道201、第一光通道101到达摄影设备102，旋转机构20能够在外力作用旋转且旋转轴(图中虚线所示)位于第一光通道101和第二光通道201内。在一个实施例中，为了使激光雷达A发射的激光光束全部通过第二光通道201、第一光通道101到达摄影设备102，可以设置第一光通道101和第二光通道201的轴线重合，第二光通道201的轴线(图中虚线所示)和旋转轴重合。在另一个实施例中，为了方便设置第一光通道101和第二光通道201，可以设置第一光通道101为摄影机构10开设的孔洞(如图中实线箭头所示)，设置第二光通道201为旋转机构20上开设的孔洞(如图中虚线箭头所示)，孔洞的尺寸可以根据实际情况而设置，本实施方式对其尺寸不做具体限制。调节机构30连接于旋转机构20，且与激光雷达A位于旋转机构20的同一侧，调节机构30与激光雷达A的发射组件A1连接，用于调整发射组件A1的位置，即发射组件A1与激光雷达A的光学透镜A1之间的位置关系，以参考激光雷达A的发射组件A1发射的激光光束在摄影设备102上的成像来调整发射组件A1与激光雷达A的光学透镜(图中未标示)之间的距离，和\/或，发射组件A1与光学透镜同轴。

通过上述实施方式，本申请提供的激光雷达发射准直调节装置1包括摄影机构10、旋转机构20和调节机构30，旋转机构20的一侧201连接于摄影机构10，另一侧连接于调节机构30和激光雷达A，调节机构30与激光雷达A的发射组件A1连接，用于调整发射组件A1的位置，同时参考激光雷达A的发射组件A1发射的激光光束在摄影设备102上的成像来调整发射组件A1与激光雷达A的光学透镜之间的距离，以及发射组件A1的光轴与光学透镜的光轴同轴，提升了激光雷达A的测距性能。

请继续参阅图1，旋转机构20包括承载台20a和转台20b，调节机构30设有调节部301，其具体包括水平调节部301a和垂直调节部301b，其中，水平调节部301a包括五维调节支架301a1和调节件301a2，摄影机构10还包括第一安装座10a和第二安装座10b。

为详细、清楚地说明本申请激光雷达发射准直调节装置1与激光雷达A之间的配合，请参阅图2，图2为激光雷达A一实施方式的爆炸示意图。激光雷达A包括发射组件A1、安装支架A2、旋转反射组件A3。发射组件A1用于发射激光光束，旋转反射组件A3用于反射发射组件A1发射的激光光束且能够旋转从而使得激光光束改变方向，安装支架A2用于安装发射组件A1和旋转反射组件A3。其中，发射组件A1包括激光驱动头A11、套设于激光驱动头A11的弹簧A12、导热板A13、激光器A14、调节座A15。激光器A14上设有电极A141，激光驱动头A11套设于激光器A14上的电极A141，激光器A14穿设导热板A13且与导热板A13固定连接，导热板A13用于散发激光器A14开启时的热量，激光驱动头A11用于驱动激光器A14，使得激光器A14工作或停止。导热板A13上设有第一凹槽A131，以提供外部与导热板A13相连，从而移动导热板A13以及与导热板A13固定连接的激光器A14。调节座A15容置至少部分激光器A14与导热板A13，调节座A15外周设有与安装支架A2匹配的第一螺纹(图中未标示)，且调节座A15上还设有第二凹槽A151，以提供外部与调节座A15相连，从而移动调节座A15，此时激光器A14和导热板A13跟随移动，调节座A15与导热板A13之间设有第一缝隙(图中未标示)，以使得导热板A13至少可以在调节座A15内水平移动，当导热板A13在调节座A15移动至合适位置时，在导热板A13与调节座A15的第一缝隙内填入胶水，进而使得导热板A13与调节座A15固定，此时激光器A14的位置即可固定。下面将结合图1-2具体说明旋转机构20、调节机构30和摄影机构10。

请参阅图3，图3为图1中五维调节支架301a1一实施方式的结构示意图。五维调节支架301a1包括活动连接的第一端部B1和第二端部B2，第一端部B1和旋转机构20固定连接，第二端部B2在外力作用下在水平和\/或垂直方向相对旋转机构20发生移动。在一个实施场景中，五维调节支架301a1还包括用于调节第二端部B2移动的移动臂。

请参阅图4，图4为图1中调节件301a2一实施方式的结构示意图。调节件301a2包括固定连接的第三端部C1和第四端部C2，第三端部C1与五维调节支架301a1的第二端部B2固定连接，以使得调节件301a2能够跟随第二端部B2在水平和\/或垂直方向移动。调节件301a2设有贯穿第三端部C1和第四端部C2的第一孔洞C3，用于容置发射组件A1的激光驱动头A11，以及套设于激光驱动头A11的弹簧A12，调节件301a2的第四端部C2设有与发射组件A1的导热板A13匹配的第一凸起C21，第一凸起C21与导热板A13的第一凹槽A131匹配，以使得调节件301a2在五维调节支架301a1的带动下移动，进而使得导热板A13移动。

请参阅图5，图5为图1中垂直调节部301b一实施方式的结构示意图。垂直调节部301b包括固定连接的第五端部D1和第六端部D2，以及贯穿第五端部D1和第六端部D2设置的第二孔洞D3，垂直调节部301b通过第二孔洞D3套设于调节件301a2，以使得垂直调节部301b在外力作用下绕调节件301a2旋转和\/或垂直移动；第六端部D2设有与发射组件A1的调节座A15匹配的第二凸起D21。垂直调节部301b的第五端部D1设有与第二孔洞D3连通的第三孔洞D4，第三孔洞D4内设有第二螺纹(图中未标示)，用于与第二螺纹匹配的螺杆配合以在调整好激光器A14与光学透镜之间的距离后将垂直调节部301b固定连接于调节件301a2，进而使得调节件301a2在调节导热板A13时，不对已经调整好位置的调节座A15造成影响。垂直调节部301b的第五端部D1设有至少一个第三凸起D11，用于被施加外力以使得垂直调节部301b旋转，当垂直调节部301b的第二凸起D21与调节座A15的第二凹槽A151匹配连接，且绕调节件301a2旋转时，调节座A15垂直移动，进而使得激光器A14垂直移动以调整激光器A14与光学透镜之间的距离，导热板A13与调节座A15之间设有第一空隙，以使得水平调节部301a在调节座A15内调整激光器A14的水平位置。

请参阅图6，图6是图1中摄影机构10一实施方式的机构示意图。摄影机构10还包括第一安装座10a和第二安装座10b，第一安装座10a包括支柱E1、第一安装板E2、第二安装板E3，第一安装板E2固定连接于支柱E1的一端E11，第二安装板E3固定连接于支柱E1的另一端E12，第一安装板E2上设有孔洞，以形成第一光通道101。第二安装座10b包括端对端垂直固定连接的第三安装板E4和第四安装板E5，第三安装板E4固定连接于第二安装板E3靠近第一安装板E2的一侧，第四安装板E5设有朝第三安装板E3方向延伸的安装槽E51，用于固定安装摄影设备102。

请参阅图7，图7是图1中旋转机构20一实施方式的结构示意图。旋转机构20包括转台20b和承载台20a，转台20b包括径向方向活动连接的第七端部F1和第八端部F2，第七端部F1固定连接于摄影机构10的第一安装座10a的第一安装板E2。承载台20a包括相背设置的第一表面F3和第二表面F4，第一表面F3与调节机构30、激光雷达A的安装支架A2固定连接，第二表面F4与转台20b的第八端部F2固定连接。其中，贯穿转台20b的第七端部F1、第八端部F2、承载台20a设有孔洞，以形成第二光通道201，转台20b的第八端部F2和承载台20a在外力作用下绕第二光通道201的轴线(图中虚线所示)旋转。转台20b还包括精度调节件F5，精度调节件F5固定连接于转台20b的第八端部F2，用于调整转台20b的旋转精度。

旋转机构20还包括承载座20c，具有第一预设高度h，包括固定连接的第九端部F6和第十端部F7，第九端部F6与承载台20a的第一表面F3固定连接，第十端部F7与激光雷达A安装支架A2固定连接，以使得激光雷达A固定安装于旋转机构20后，激光雷达A与承载台20a之间至少具有第一预设距离(图中未标示)，从而使得激光雷达A不会触碰到转台20a，第一预设距离可以为5cm、10cm、15cm等等。

请参阅图8，图8是本申请激光雷达发射准直调节方法一实施方式的流程示意图。该方法包括：

步骤S81：获得激光雷达A的发射组件A1发射的激光光束在摄影设备102上的成像。

在一个实施场景中，摄影设备102电连接\/电信号连接至计算机上，且计算机与本申请激光雷达发射准直调节装置电连接\/电信号连接。激光雷达A开启后，发射光束在摄影设备102上的成像被传输至计算机。

步骤S82：使旋转机构20转动一周。

在一个实施场景中，与摄影设备102电连接\/电信号连接的计算机还与一个驱动装置电连接\/电信号连接，且该驱动装置与旋转机构20、调节机构30的调节部301连接，使得旋转机构20在驱动装置的驱动下转动。

步骤S83：判断旋转机构20在旋转过程中成像是否绕成像的中心旋转。若是，则执行步骤S84，否则执行步骤S85。

在一个实施场景中，与摄影设备102电连接\/电信号连接的计算机获取到激光光束的成像，计算机自动判断旋转机构20在旋转过程中该成像是否绕其中心旋转。

步骤S84：激光雷达A的发射组件A1与激光雷达A的光学透镜同轴。

在一个实施场景中，与摄影设备102电连接\/电信号连接的计算机判断旋转机构20在旋转过程中该成像绕其中心旋转，则计算机判断激光雷达A的发射组件A1与激光雷达A的光学透镜同轴。

步骤S85：调整调节机构30，并重新执行使旋转机构20转动一周及后续判断步骤。

在一个实施场景中，与摄影设备102电连接\/电信号连接的计算机判断旋转机构20在旋转过程中该成像未绕其中心旋转，则计算机判断激光雷达A的发射组件A1与激光雷达A的光学透镜不同轴，则驱动装置驱动调节机构30的调节部301，并重新执行步骤S82及其后续步骤。

通过上述实施方式，本申请激光雷达发射准直调节方法能够根据激光雷达A的发射组件A1发射的激光光束在摄影设备102上的成像来调整发射组件A1的光轴与光学透镜的光轴同轴，进而使得激光光束在摄影设备102上的成像清晰，提升了激光雷达A的测距性能。

其中，在一个实施方式中，在上述步骤S82之前还包括：调整调节机构30，以调整发射组件A1与光学透镜之间的距离，直至成像满足预设清晰条件。通过调整发射组件A1与光学透镜之间的距离，即可调整发射组件A1与光学透镜的焦点之间的距离，进而可以调整激光光束在摄影设备102上的成像的清晰度，在一个实施场景中，当与摄影设备102连接的计算机判断成像的清晰度满足预设清晰度条件时，与调节机构30的调节部301连接的驱动装置停止驱动调节部301。

以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

设计图

一种激光雷达发射准直调节装置论文和设计

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