矿用本安型3D激光雷达制造技术

本实用新型专利技术公开了一种矿用本安型3D激光雷达，包括底座，底座内壁上安装有机芯安装环；窗罩，窗罩底端设置在机芯安装环上，窗罩内部中空且上下连通，窗罩与机芯安装环连接处的外侧套设有压环，使得窗罩与机芯安装环能够固定；上盖，上盖罩设在窗罩顶端，上盖、窗罩以及底座之间形成一封闭的容置空间；本安电路模块，本安电路模块安装在容置空间内部。本实用新型专利技术通过对3D激光雷达的本安化设计，使得其能够满足煤矿井下的安全标准和防爆要求。够满足煤矿井下的安全标准和防爆要求。够满足煤矿井下的安全标准和防爆要求。

【技术实现步骤摘要】
矿用本安型3D激光雷达


[0001]本技术涉及激光雷达
，尤其涉及一种矿用本安型3D激光雷达。

技术介绍

[0002]国家“十三五”规划明确提出加快建设智慧煤矿和无人开采，煤矿机器人体系也初步建立。煤矿井下巷道无人驾驶应用场景是相对封闭的限定场景环境，分为井下单轨吊有轨运输和防爆无轨胶轮车无轨运输。通过无人驾驶降低风险提升效率更容易获得国家和政府层面的政策支持，有些煤矿已经开展了无人驾驶项目的立项研发。
[0003]3D激光雷达是无人驾驶中的重要传感器，必不可少，激光雷达在无人驾驶运用中拥有两个核心作用：通过激光扫描可以得到车辆周围环境的3D模型；运用相关算法比对上一帧和下一帧环境的变化可以较为容易的探测出周围的车辆和行人。但是井工煤矿井下环境存在爆炸和腐蚀性气体等复杂工况且受煤矿井下安标认证的限制，常规的地面上使用的3D激光雷达无法直接应用于煤矿井下。

技术实现思路

[0004]本技术要解决的技术问题是：为了解决现有技术中的3D激光雷达无法适用于煤矿井下环境的技术问题，本技术提供了一种矿用本安型3D激光雷达，通过对电气结构的本安化设计，使得3D激光雷达可以满足煤矿井下的安全标准。
[0005]本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种矿用本安型3D激光雷达，包括：底座，所述底座内壁上安装有机芯安装环；窗罩，所述窗罩底端设置在所述机芯安装环上，所述窗罩内部中空且上下连通，所述窗罩与所述机芯安装环连接处的外侧套设有压环，使得所述窗罩与所述机芯安装环能够固定；上盖，所述上盖罩设在所述窗罩顶端，所述上盖、所述窗罩以及所述底座之间形成一封闭的容置空间；本安电路模块，所述本安电路模块安装在所述容置空间内部。
[0006]本技术的矿用本安型3D激光雷达，通过对电路模块的本安化设计，使得3D激光雷达能够符合煤矿井下的安全标准和防爆要求。
[0007]进一步，具体的，所述本安电路模块包括本安固定模块和本安旋转模块，所述本安固定模块与所述本安旋转模块连接，所述本安固定模块给所述本安旋转模块无线供电。本安固定模块和本安旋转模块均为本安电路，符合煤矿井下的安全标准。
[0008]进一步，具体的，所述本安固定模块包括第一二级过压过流保护电路、ARM芯片、限流电阻、发射线圈驱动电路、驱动芯片、BLDC电机定子以及发射线圈，所述第一二级过压过流保护电路与所述ARM芯片连接，所述第一二级过压过流保护电路与所述限流电阻连接，所述第一二级过压过流保护电路与所述发射线圈驱动电路连接，所述限流电阻与所述驱动芯片连接，所述驱动芯片与所述BLDC电机定子连接，所述ARM芯片与所述限流电阻连接。驱动芯片采用DRV11873芯片，可以节省外部的六个金氧半场效晶体管及配套的驱动电路，简化电路结构，节约空间；限流电阻可以有效抑制电机启动旋转瞬间的冲击电流，使得本安电源
供电能正常运行；当采集到BLDC电机有转速后，ARM芯片能够控制限流电阻旁路。
[0009]进一步，具体的，所述本安旋转模块包括接收线圈和第二二级过压过流保护电路，所述接收线圈与所述第二二级过压过流保护电路连接，所述接收线圈与所述发射线圈感应连接。第一二级过压过流保护电路能够输入的电压、电流进行过流过压保护，防止电路烧毁；接收线圈和发射线圈之间通过无线耦合的方式供电，可以简化电路模块，减少电气部件，减少爆炸的安全隐患。
[0010]进一步，具体的，还包括BLDC电机转子，所述BLDC电机转子与所述BLDC电机定子连接，所述BLDC电机定子通电后能够使所述BLDC电机转子旋转。述驱动芯片能够控制BLDC电机定子通电以带动BLDC电机转子旋转，BLDC电机定子可以通过PCB绘制，这样能够控制定子的电感量不超过60μH，满足本安对电感的要求。
[0011]进一步，具体的，所述限流电阻的阻值为3欧姆。若阻值太小，则BLDC电机启动瞬间冲击电流过大；若阻值太大，则BLDC电机会无法旋转。
[0012]进一步，具体的，所述发射线圈与所述接收线圈之间的线圈匝数比为1:1。使得发射线圈和接收线圈之间不能为升压模式，以达到本质安全的要求，如果发射线圈和接收线圈为降压模式，则可能发生供电不足的情况。
[0013]进一步，具体的，所述发射线圈和所述接收线圈均采用浇封剂浇封，且浇封的厚度等于或大于0.35毫米。浇封可以进一步提高防爆性能，满足本安的要求。
[0014]进一步，具体的，所述窗罩的外表面镀有钼。这样可以增加塑料窗罩外表面的电阻率(例如，电阻值可以达到107欧姆)，使得静电不再聚集在窗罩外表面，达到本安的要求，同时可以增加窗罩表面的耐磨性。
[0015]本技术的有益效果是，本技术的矿用本安型3D激光雷达，通过对电路模块进行本安化设计，使得激光雷达能够满足煤矿井下使用的安全标准；第一二级过压过流保护电路和第二二级过压过流保护电路能够对电路进行过流过压保护，防止电路烧毁；窗罩采用镀钼的方式，增加了塑料材料表面的电阻率，使得静电不能在表面积聚，而且增加了窗罩表面的耐磨性；与驱动芯片串接一个3欧姆的限流电阻，可以有效抑制BLDC电机启动旋转瞬间的冲击电流，使得本安电源供电能够正常运行；通过芯片驱动BLDC电机工作，可以节省外部的六个金氧半场效晶体管及配套的驱动电路，简化电路结构，节约空间；通过PCB绘制BLDC电机定子，即PCB绘制UV/UW/VW的线圈，控制线圈的电感量在60uH左右，满足本安要求，同时节省空间；设置发射线圈和接收线圈的线圈匝数比为1:1，并且两侧线圈采用浇封形式，使得无线供电的电路满足本安要求。
附图说明
[0016]下面结合附图和实施例对本技术进一步说明。
[0017]图1是本技术的矿用本安型3D激光雷达的结构示意图。
[0018]图2是本技术的本安固定模块和本安旋转模块的结构示意图。
[0019]图3是本技术的第一/第二二级过压过流保护电路的电路图。
[0020]图4是本技术的BLDC电机定子和转子的结构示意图。
[0021]图中：1、底座，2、机芯安装环，3、窗罩，4、压环，5、上盖，6、容置空间，7、本安电路模块，71、本安固定模块，72、本安旋转模块，711、第一二级过压过流保护电路，712、ARM芯片，
713、限流电阻，714、发射线圈驱动电路，715、驱动芯片，716、BLDC电机定子，717、发射线圈，721、接收线圈，722、第二二级过压过流保护电路，73、BLDC电机转子。
具体实施方式
[0022]现在结合附图对本技术作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本技术的基本结构，因此其仅显示与本技术有关的构成。
[0023]在本技术的描述中，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”、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种矿用本安型3D激光雷达，其特征在于，包括：底座(1)，所述底座(1)内壁上安装有机芯安装环(2)；窗罩(3)，所述窗罩(3)底端设置在所述机芯安装环(2)上，所述窗罩(3)内部中空且上下连通，所述窗罩(3)与所述机芯安装环(2)连接处的外侧套设有压环(4)，使得所述窗罩(3)与所述机芯安装环(2)能够固定；上盖(5)，所述上盖(5)罩设在所述窗罩(3)顶端，所述上盖(5)、所述窗罩(3)以及所述底座(1)之间形成一封闭的容置空间(6)；本安电路模块(7)，所述本安电路模块(7)安装在所述容置空间(6)内部。2.如权利要求1所述的矿用本安型3D激光雷达，其特征在于，所述本安电路模块(7)包括本安固定模块(71)和本安旋转模块(72)，所述本安固定模块(71)与所述本安旋转模块(72)连接，所述本安固定模块(71)给所述本安旋转模块(72)无线供电。3.如权利要求2所述的矿用本安型3D激光雷达，其特征在于，所述本安固定模块(71)包括第一二级过压过流保护电路(711)、ARM芯片(712)、限流电阻(713)、发射线圈驱动电路(714)、驱动芯片(715)、BLDC电机定子(716)以及发射线圈(717)，所述第一二级过压过流保护电路(711)与所述ARM芯片(712)连接，所述第一二级过压过流保护电路(711)与所述限流电阻(713)连接，所述第一二级过压过流保护电路(...

【专利技术属性】
技术研发人员：张吉祥，周李兵，刘丰祯，单成伟，程刘胜，吕小强，吴岩明，蒋伟，
申请(专利权)人：天地常州自动化股份有限公司，
类型：新型
国别省市：