一种光学三维扫描装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术实施例公开了一种光学三维扫描装置，用于避免造成电缆缠绕，从而使得扫描装置可以沿着一个方向持续扫描，节省了扫描时间，提高了扫描效率，同时减少了扫描方式和路径的限制。本实用新型专利技术实施例包括：俯仰扫描组件和方位扫描组件；所述俯仰扫描组件主要用于驱动俯仰反射镜沿水平轴旋转以实现光轴的俯仰扫描；所述方位扫描组件主要用于驱动方位反射镜和所述俯仰扫描组件沿着竖直轴整体旋转以实现光轴的方位扫描；所述俯仰扫描组件通过俯仰轴交叉滚子轴承26与所述方位扫描组件的方位三角块14的竖直平面上的轴孔相配合，并通过俯仰轴压盘27将所述俯仰轴交叉滚子轴承26的外圆固定在所述方位三角块14上。

An optical three-dimensional scanning device

The utility model discloses an optical three-dimensional scanning device, which is used to avoid cable winding, so that the scanning device can be scanned continuously in one direction, save scanning time, improve the scanning efficiency, and reduce the restriction of scanning mode and path. The utility model includes the pitching scanning component and the azimuth scanning component; the pitching scanning component is mainly used to drive the pitching mirror to rotate on the horizontal axis to realize the pitching scan of the optical axis; the azimuth scanning component is mainly used to drive the azimuth mirror and the pitching scan component to rotate along the vertical axis as a whole. The azimuth scanning of the optical axis is realized; the pitching scan component is matched with a shaft hole in the vertical plane of the azimuth block 14 of the azimuth scanning component by the pitching axis cross roller bearing 26, and fixed the outer circle of the pitching axle cross roller bearing 26 on the azimuth block 14 through the pitching shaft press disc 27.

【技术实现步骤摘要】
一种光学三维扫描装置
本技术涉及激光雷达领域，尤其涉及一种光学三维扫描装置。
技术介绍
光学三维扫描装置是激光雷达的重要组成部分，负责将激光雷达发射出去的光束偏转实现不同空间目标的扫描探测，将探测目标散射的激光信号回收至激光雷达，并在扫描过程中实时反馈角度位置信息。具体工作原理如图1所示。目前激光雷达光学扫描装置主要有两种方案类型，一种是透射式扫描方案，此方案俯仰角固定不能动，方位角旋转；另一种是反射式扫描方案，方位角和俯仰角均能旋转。透射式扫描装置体积小、重量轻、控制简单、扫描速度快，但只能进行特定的锥形空间扫描，扫描方式单一，应用范围较小。反射式扫描装置结构相对复杂，控制相对复杂，扫描速度慢，但是由于方位角和俯仰角都可以旋转，可以实现全空域的三维扫描，可按需要进行复杂的路径扫描，应用范围广。现有的方案中，直接将电机连接到蜗杆驱动俯仰装置旋转，结构简单。在控制上方位角和俯仰角的运动相互独立互不干扰，且两者均可双向旋转。但是现有方案中电机和编码器需要使用电缆直接相连供电。因转动的过程中电缆会缠绕，从而造成在运动的范围受限，只能做来回往复运动，导致扫描效率的降低。
技术实现思路
本技术实施例提供了一种光学三维扫描装置，用于避免造成电缆缠绕，从而使得扫描装置可以沿着任一方向持续扫描，节省了扫描时间，提高了扫描效率，同时减少了扫描方式和路径的限制。本技术第一方面提供了一种光学三维扫描装置，包括：俯仰扫描组件和方位扫描组件；所述俯仰扫描组件主要用于驱动反射镜沿水平轴旋转以实现光轴的俯仰扫描；所述方位扫描组件主要用于驱动反射镜和所述俯仰扫描组件沿着竖直轴整体旋转以实现光轴的方位扫描；所述俯仰扫描组件通过俯仰轴交叉滚子轴承26与所述方位扫描组件的方位三角块14的竖直平面上的轴孔相配合，并通过俯仰轴压盘27将所述俯仰轴交叉滚子轴承26的外圆固定在所述方位三角块14上；所述俯仰扫描组件中的俯仰驱动蜗杆46与俯仰轴蜗轮28啮合，通过俯仰驱动蜗杆支架45和电机支架48以螺钉连接方式分别与所述方位扫描组件的所述方位三角块14的水平直角平面和侧面相连接，并采用水封32实现俯仰轴29和方位前部保护罩31之间的转动密封。在一种可能的设计中，在本技术实施例第一方面的第一种实现方式中，所述方位扫描组件包括：方位轴承内圆压圈1、底板2、方位轴承外圆压盘3、滑环支架4、方位轴蜗轮5、磁钢6、方位寻零开关电路板7、方位寻零开关电路板支架8、滑环9、方位轴10、滑环止转环11、U型密封圈12、方位底部保护罩13、方位三角块14、方位后部保护罩18、背部加热片19、散热片20、背部温度开关21、温度开关压块22、加热片支架23、方位前部保护罩31、方位轴交叉滚子轴承41、方位蜗杆防尘罩44、方位底部保护罩螺柱49、方位前部保护罩螺柱50、反射镜组件和方位驱动组件；所述方位轴交叉滚子轴承41安装在所述方位轴10的轴径上，并通过所述方位轴承内圆压圈1将轴承内圈与所述方位轴10固定；所述方位轴交叉滚子轴承41的外圆与所述底板2的轴孔配合，并通过所述方位轴承外圆压盘3将所述方位轴交叉滚子轴承41的外圆固定在所述底板2上。所述方位轴蜗轮5与所述方位轴10外径配合，通过螺钉沿轴向方向固定在方位轴10的台阶上；所述滑环9套在所述方位轴10的外圆上，所述滑环9的定子通过所述滑环支架4固定至所述底板2上，所述滑环9的转子通过所述滑环止转环11固定至所述方位轴10上，随方位轴10一起转动；所述方位驱动组件通过方位驱动蜗杆42与所述方位轴蜗轮5啮合，通过螺钉固定到所述底板2上；所述方位寻零开关电路板7通过所述方位寻零开关电路板支架8固定至所述滑环支架4上，并与所述方位轴蜗轮5上的所述磁钢6形成寻零触发装置；所述方位轴10外圆与所述方位三角块14的水平直角面上的轴孔配合，保证同轴性，并通过螺钉固定；所述反射镜组件通过螺钉与所述方位三角块14的45度斜边连接，保证镜面与轴成45度；所述背部加热片19被夹在所述加热片支架23和所述散热片20中间，并通过所述加热片支架23固定在所述方位三角块14斜边的两侧，所述背部温度开关21通过所述温度开关压块22固定在所述散热片20上。在一种可能的设计中，在本技术实施例第一方面的第二种实现方式中，所述反射镜组件包括反射镜15、反射镜镜框16、反射镜镜架17、反射镜贴片24和反射镜镜架垫片59；三个所述反射镜贴片24通过胶合方式与所述反射镜15连接，所述反射镜镜架17通过螺钉与3个所述反射镜贴片24连接；所述反射镜镜框16通过螺钉与所述反射镜镜架17连接，将所述反射镜15罩在其内部，但不直接接触；所述反射镜镜架17的四角固定面上，分别垫有一块反射镜镜架垫片59后再与所述方位三角块14的斜边连接。在一种可能的设计中，在本技术实施例第一方面的第三种实现方式中，所述方位驱动组件包括：方位驱动蜗杆42、方位驱动蜗杆支架43、伺服电机55、联轴器56和电机支架58；所述方位驱动蜗杆42通过轴承与所述方位驱动蜗杆支架43连接，所述方位驱动蜗杆42轴端通过所述联轴器56与所述伺服电机55轴连接，所述伺服电机55通过螺钉固定在所述电机支架58上。在一种可能的设计中，在本技术实施例第一方面的第四种实现方式中，所述方位前部保护罩31通过4根所述方位前部保护罩螺柱50与所述方位三角块14连接；所述方位底部保护罩13通过3根所述方位底部保护罩螺柱49与所述方位三角块14相连，并与所述方位前部保护罩31紧密插接；所述方位后部保护罩18通过螺钉固定至所述方位前部保护罩31和所述方位底部保护罩13的侧边上，三个罩子的内壁上均粘贴有保温隔热材料，接缝处涂有密封胶。在一种可能的设计中，在本技术实施例第一方面的第五种实现方式中，所述俯仰扫描组件包括：俯仰轴螺圈25、俯仰轴交叉滚子轴承26、俯仰轴压盘27、俯仰轴蜗轮28、俯仰轴29、俯仰加热片30、水封32、俯仰法兰33、O型密封圈34、俯仰三角块35、O型密封圈36、窗口镜片镜框37、窗口镜片密封圈38、窗口镜片39、窗口镜片压圈40、俯仰保护罩47、俯仰轴压块51、俯仰轴温度开关52、俯仰寻零开关电路板53、俯仰轴寻零开关电路板支架54、反射镜组件和俯仰驱动组件；所述俯仰轴交叉滚子轴承26的内圆通过所述螺圈25固定在所述俯仰轴29的轴径上，所述俯仰轴交叉滚子轴承26的外圆与所述方位扫描组件的所述方位三角块14竖直直角面的轴孔配合，并通过所述俯仰轴压盘27将所述俯仰轴交叉滚子轴承26的外圆固定在所述方位扫描组件的所述方位三角块14上；所述俯仰轴蜗轮28通过螺钉固定在所述俯仰轴29外圆；所述俯仰轴29外圆与所述俯仰三角块35竖直直角面轴孔配合，保证同轴性，并通过所述俯仰法兰33固定连接；所述窗口镜片39通过所述窗口镜片压圈40压紧固定在所述窗口镜片镜框37内，所述窗口镜片39的上下表面均垫有所述窗口镜片密封圈38；所述窗口镜片39与出射光轴并非垂直关系，有一定角度倾斜，防止激光雷达发射的激光被原路返回至探测器，影响信号探测；所述反射镜组件通过螺钉与所述俯仰三角块35的45度斜面连接，保证镜面与轴成45度；所述俯仰驱动组件与所述俯仰轴蜗轮28进行啮合后，通过螺钉固定在所述方位三角本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光学三维扫描装置，其特征在于，包括：俯仰扫描组件和方位扫描组件；所述俯仰扫描组件主要用于驱动反射镜沿水平轴旋转以实现光轴的俯仰扫描；所述方位扫描组件主要用于驱动反射镜和所述俯仰扫描组件沿着竖直轴整体旋转以实现光轴的方位扫描；所述俯仰扫描组件通过俯仰轴交叉滚子轴承(26)与所述方位扫描组件的方位三角块(14)的竖直平面上的轴孔相配合，并通过俯仰轴压盘(27)将所述俯仰轴交叉滚子轴承(26)的外圆固定在所述方位三角块(14)上；所述俯仰扫描组件中的俯仰驱动蜗杆(46)与俯仰轴蜗轮(28)啮合，通过俯仰驱动蜗杆支架(45)和电机支架(48)以螺钉连接方式分别与所述方位扫描组件的所述方位三角块(14)的水平直角平面和侧面相连接，并采用水封(32)实现俯仰轴(29)和方位前部保护罩(31)之间的转动密封。

【技术特征摘要】
1.一种光学三维扫描装置，其特征在于，包括：俯仰扫描组件和方位扫描组件；所述俯仰扫描组件主要用于驱动反射镜沿水平轴旋转以实现光轴的俯仰扫描；所述方位扫描组件主要用于驱动反射镜和所述俯仰扫描组件沿着竖直轴整体旋转以实现光轴的方位扫描；所述俯仰扫描组件通过俯仰轴交叉滚子轴承(26)与所述方位扫描组件的方位三角块(14)的竖直平面上的轴孔相配合，并通过俯仰轴压盘(27)将所述俯仰轴交叉滚子轴承(26)的外圆固定在所述方位三角块(14)上；所述俯仰扫描组件中的俯仰驱动蜗杆(46)与俯仰轴蜗轮(28)啮合，通过俯仰驱动蜗杆支架(45)和电机支架(48)以螺钉连接方式分别与所述方位扫描组件的所述方位三角块(14)的水平直角平面和侧面相连接，并采用水封(32)实现俯仰轴(29)和方位前部保护罩(31)之间的转动密封。2.根据权利要求1所述的光学三维扫描装置，其特征在于，所述方位扫描组件包括：方位轴承内圆压圈(1)、底板(2)、方位轴承外圆压盘(3)、滑环支架(4)、方位轴蜗轮(5)、磁钢(6)、方位寻零开关电路板(7)、方位寻零开关电路板支架(8)、滑环(9)、方位轴(10)、滑环止转环(11)、U型密封圈(12)、方位底部保护罩(13)、方位三角块(14)、方位后部保护罩(18)、背部加热片(19)、散热片(20)、背部温度开关(21)、温度开关压块(22)、加热片支架(23)、方位前部保护罩(31)、方位轴交叉滚子轴承(41)、方位蜗杆防尘罩(44)、方位底部保护罩螺柱(49)、方位前部保护罩螺柱(50)、反射镜组件和方位驱动组件；所述方位轴交叉滚子轴承(41)安装在所述方位轴(10)的轴径上，并通过所述方位轴承内圆压圈(1)将轴承内圈与所述方位轴(10)固定；所述方位轴交叉滚子轴承(41)的外圆与所述底板(2)的轴孔配合，并通过所述方位轴承外圆压盘(3)将所述方位轴交叉滚子轴承(41)的外圆固定在所述底板(2)上，所述方位轴蜗轮(5)与所述方位轴(10)外径配合，通过螺钉沿轴向方向固定在方位轴(10)的台阶上；所述滑环(9)套在所述方位轴(10)的外圆上，所述滑环(9)的定子通过所述滑环支架(4)固定至所述底板(2)上，所述滑环(9)的转子通过所述滑环止转环(11)固定至所述方位轴(10)上，随方位轴(10)一起转动；所述方位驱动组件通过方位驱动蜗杆(42)与所述方位轴蜗轮(5)啮合，通过螺钉固定到所述底板(2)上；所述方位寻零开关电路板(7)通过所述方位寻零开关电路板支架(8)固定至所述滑环支架(4)上，并与所述方位轴蜗轮(5)上的所述磁钢(6)形成寻零触发装置；所述方位轴(10)外圆与所述方位三角块(14)的水平直角面上的轴孔配合，保证同轴性，并通过螺钉固定；所述反射镜组件通过螺钉与所述方位三角块(14)的45度斜边连接，保证镜面与轴成45度；所述背部加热片(19)被夹在所述加热片支架(23)和所述散热片(20)中间，并通过所述加热片支架(23)固定在所述方位三角块(14)斜边的两侧，所述背部温度开关(21)通过所述温度开关压块(22)固定在所述散热片(20)上。3.根据权利要求2所述的光学三维扫描装置，其特征在于，所述反射镜组件包括反射镜(15)、反射镜镜框(16)、反射镜镜架(17)、反射镜贴片(24)和反射镜镜架垫片(59)；三个所述反射镜贴片(24)通过胶合方式与所述反射镜(15)连接，所述反射镜镜架(17)通过螺钉与3个所述反射镜贴片(24)连接；所述反射镜镜框(16)通过螺钉与所述反射镜镜架(17)连接，将所述反射镜(15)罩在其内部，但不直接接触；所述反射镜镜架(17)的四角固定面上，分别垫有一块反射镜镜架垫片(59)后再与所述方位三角块(14)的斜边连接。4.根据权利要求2所述的光学三维扫描装置，其特征在于，所述方位驱动组件包括：方位驱动蜗杆(42)、方位驱动蜗杆支架(43)、伺服电机(55)、联轴器(56)和电机支架(58)；所述方位驱动蜗杆(42)通过轴承与所述方位驱动蜗杆支架(4...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘小冬，马骁，
申请(专利权)人：北京敏视达雷达有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11