一种偏置式驱动的一体化无遮挡云台制造技术

本发明专利技术公开了一种偏置式驱动的一体化无遮挡云台，包括偏置式驱动机构、固定主轴与旋转主轴机构、云台运动结构及同步带轮张紧机构，所述偏置式驱动机构设置于安装底座上，所述同步带轮张紧机构通过所述固定主轴与旋转主轴机构与置式驱动机构连接，所述云台运动结构与所述固定主轴与旋转主轴机构连接。本发明专利技术结构紧凑精巧，减少了安装所需的空间；同时因为不存在视觉遮挡问题，不需要额外的传感器补偿被遮挡的视野，所以极大地节约了硬件成本，也大大地减少了软件算法的计算成本；而偏置式的驱动方式，解决了本设计固定立柱和活动云台的干涉问题，同时兼顾了激光雷达固定和视觉摄像头需要360°全向活动的需求。

【技术实现步骤摘要】
一种偏置式驱动的一体化无遮挡云台
本专利技术涉及无人驾驶汽车
，特别涉及一种偏置式驱动的一体化无遮挡云台。
技术介绍
视觉摄像头和激光雷达是无人驾驶汽车上的重要传感部分，主要为无人驾驶汽车提供地图和路况等方面的信息。传统的无人驾驶汽车将视觉摄像头和激光雷达分别安装在两个立柱上，这就导致激光雷达和视觉摄像头的视野相互遮挡。传统的解决方案往往需要多个摄像头或是激光雷达安装在立柱的两侧，通过数据融合来解决视野遮挡的问题。这种解决方案不仅大大增加了硬件成本，而且增加了算法的复杂程度，降低了鲁棒性。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种偏置式驱动的一体化无遮挡云台，解决了现有技术中存在的现有的无人驾驶汽车上视觉摄像头和激光雷达视野互相遮挡，往往需要多个摄像头或激光雷达进行配合来弥补被遮挡的视野，导致硬件成本增加的问题。为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是：一种偏置式驱动的一体化无遮挡云台，包括偏置式驱动机构、固定主轴与旋转主轴机构、云台运动结构及同步带轮张紧机构，所述偏置式驱动机构设置于安装底座上，所述同步带轮张紧机构通过所述固定主轴与旋转主轴机构与置式驱动机构连接，所述云台运动结构与所述固定主轴与旋转主轴机构连接。优选地，所述固定主轴与旋转主轴机构包括固定主轴、旋转主轴、激光雷达安装底盘、激光雷达、云台上底板、云台支撑架、滑环、云台下底板、固定主轴联轴器、大同步带轮、推力轴承及轴承座，所述激光雷达安装于所述激光雷达安装底盘上，所述固定主轴的一端与激光雷达安装底盘连接，所述云台上底板套接于所述固定主轴的外侧，所述云台支撑架安装于云台上底板上，所述滑环分别与固定主轴及旋转主轴连接，所述云台下底板、推力轴承、轴承座、大同步带轮及固定主轴联轴器均与所述旋转主轴连接。优选地，所述偏置式驱动机构包括电机安装座及云台yaw轴电机，所述电机安装座与所述安装底座连接，所述云台yaw轴电机安装于所述电机安装座上。优选地，所述同步带轮张紧机构包括小同步带轮、同步带、上预紧惰轮立柱、预紧惰轮及下预紧惰轮立柱，所述小同步带轮通过同步带与所述大同步带轮传动连接，所述小同步带轮与所述云台yaw轴电机连接，所述预紧惰轮分别与上预紧惰轮立柱及下预紧惰轮立柱连接，所述下预紧惰轮立柱与所述安装底座连接。优选地，所述云台运动结构包括摄像头、电机连轴器转轴、云台pitch轴电机、轴承转轴及云台板，所述摄像头安装于所述云台板上，所述云台pitch轴电机安装于所述云台支撑架上，所述电机连轴器分别与云台pitch轴电机及云台板连接，所述轴承转轴分别与云台板及云台支撑架连接。优选地，所述轴承转轴的外侧套接有薄壁深沟球轴承。优选地，本专利技术的整体技术方案采用偏置式驱动和一体化的方式，对激光雷达和视觉摄像头的视野互相遮挡的情况进行针对性设计。传统的设计中将激光雷达和视觉摄像头分别放在两个立柱上，因此无论如何摆放，都无法避免激光雷达或者视觉摄像头的部分视野被遮挡。为了避免上述情况，设计了一种一体化的结构，即将激光雷达和视觉摄像头放在同一根立柱的不同高度上。因为在使用过程中，激光雷达往往安装在固定不动的立柱上，而视觉摄像头因为其视野的限制，往往需要安装在可以旋转的云台上。所以采用的方案是：激光雷达安装在一体化云台最中心固定不动的立柱上，而视觉云台安装在立柱的外侧，可以绕立柱360°地旋转。因为激光雷达固定立柱的存在，传统的云台电机直接驱动的方式受到安装立柱的干涉而无法使用。因此视觉云台的驱动方式采用偏置式驱动，电机轴和云台轴之间使用同步带轮方式进行传动。云台轴的转动使得视觉摄像头可以360°地旋转。为了使得云台360°旋转过程中驱动电线和信号线不会因为旋转而被拽断，云台和固定用的底板之间使用滑环进行过渡。采用上述技术方案，本专利技术提供的一种偏置式驱动的一体化无遮挡云台，具有以下有益效果：通过将现有的电机直接驱动的云台改进为使用同步带轮传动的偏置式驱动结构，该结构在满足紧凑空间下使得云台上的摄像头和激光雷达不再互相遮挡，实现激光雷达和云台摄像头能够同时360°全向获取数据；本专利技术结构紧凑精巧，采用将激光雷达和视觉摄像头安装在同一根立柱的不同高度上的方法，解决了激光雷达和视觉摄像头视野相互遮挡的问题，使得整体结构更加紧凑，减少了安装所需的空间。同时因为不存在视觉遮挡问题，不需要额外的传感器补偿被遮挡的视野，所以极大地节约了硬件成本。并且，因为不需要额外进行传感器间数据的融合，也大大地减少了软件算法的计算成本。而偏置式的驱动方式，解决了本设计固定立柱和活动云台的干涉问题，同时兼顾了激光雷达固定和视觉摄像头需要360°全向活动的需求。附图说明图1是本专利技术的整体结构示意图；图2是本专利技术摄像头云台全向运动状态展示图；图3是本专利技术的爆炸图；图4是本专利技术中偏置式驱动机构的结构示意图；图5是本专利技术中固定主轴与旋转主轴机构的爆炸图；图6是本专利技术中云台运动结构的结构示意图；图7是本专利技术中同步带轮张紧机构的结构示意图；图8是本专利技术中滑环与旋转主轴安装位置示意图；图9是本专利技术中旋转主轴与固定主轴相对位置剖视图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本专利技术，但并不构成对本专利技术的限定。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。如图1-9所示，本专利技术包含摄像头1及其安装保护壳，固定主轴2，电机连轴器转轴3，云台pitch轴电机4，滑环5，大同步带轮6，推力轴承7，轴承座8，同步带9，固定主轴联轴器10，安装底座11，上预紧惰轮立柱12，预紧惰轮13，电机安装座14，云台yaw轴电机15，小同步带轮16，铝板支撑架17，云台下底板18，旋转主轴19，云台上底板20，云台支撑架21，轴承转轴22，薄壁深沟球轴承23，云台板24，激光雷达安装底盘25，激光雷达26，下预紧惰轮立柱27。具体地，该一体化无遮挡云台包括偏置式驱动机构、固定主轴2与旋转主轴机构、云台运动结构及同步带9轮张紧机构，该偏置式驱本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种偏置式驱动的一体化无遮挡云台，其特征在于：包括偏置式驱动机构、固定主轴与旋转主轴机构、云台运动结构及同步带轮张紧机构，所述偏置式驱动机构设置于安装底座上，所述同步带轮张紧机构通过所述固定主轴与旋转主轴机构与置式驱动机构连接，所述云台运动结构与所述固定主轴与旋转主轴机构连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种偏置式驱动的一体化无遮挡云台，其特征在于：包括偏置式驱动机构、固定主轴与旋转主轴机构、云台运动结构及同步带轮张紧机构，所述偏置式驱动机构设置于安装底座上，所述同步带轮张紧机构通过所述固定主轴与旋转主轴机构与置式驱动机构连接，所述云台运动结构与所述固定主轴与旋转主轴机构连接。


2.根据权利要求1所述的偏置式驱动的一体化无遮挡云台，其特征在于：所述固定主轴与旋转主轴机构包括固定主轴、旋转主轴、激光雷达安装底盘、激光雷达、云台上底板、云台支撑架、滑环、云台下底板、固定主轴联轴器、大同步带轮、推力轴承及轴承座，所述激光雷达安装于所述激光雷达安装底盘上，所述固定主轴的一端与激光雷达安装底盘连接，所述云台上底板套接于所述固定主轴的外侧，所述云台支撑架安装于云台上底板上，所述滑环分别与固定主轴及旋转主轴连接，所述云台下底板、推力轴承、轴承座、大同步带轮及固定主轴联轴器均与所述旋转主轴连接。


3.根据权利要求2所述的偏置式驱动的一体化无遮挡云台，其特征在于：所述偏置式驱动机构包括电机安装...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱成龙，张琪琛，刘玉祥，何旭东，
申请(专利权)人：西安水泽动力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61