本发明专利技术涉及激光雷达技术领域，公开了一种3D激光雷达及足式机器人和清洁机器人。本发明专利技术提供的一种3D激光雷达，在反光镜与防护罩之间设有遮光腔体，遮光腔体沿激光信号射出方向直接固定于反光镜的回转轴心上，防护罩上设有贴近遮光腔体端部转动轨迹的弧状部，以使遮光腔体在转动过程中，其端部与所述弧状部之间的距离保持不变。本发明专利技术在反光镜与防护罩之间设置遮光件，减少经反光镜射出的激光信号在防护罩内的散射和反射，避免了与回路上的激光信号产生干扰，提升了激光雷达的扫描效果；并且，在遮光件跟随反光镜旋转过程中，始终保持遮光件的端部与弧状部的距离不变，进而使激光雷达对外部环境的扫描结果更加稳定。部环境的扫描结果更加稳定。部环境的扫描结果更加稳定。
【技术实现步骤摘要】
一种3D激光雷达及足式机器人和清洁机器人
[0001]本专利技术涉及激光雷达
，尤其涉及了一种3D激光雷达及足式机器人和清洁机器人。
技术介绍
[0002]目前，3D激光雷达在工业测绘、三维建模、自动驾驶等领域应用广泛，但现有的3D激光雷达多为多线程激光雷达，价格昂贵。
[0003]中国专利CN113960566A公开了一种3D激光雷达及足式机器人，包括竖直扫描单元和使所述竖直扫描单元在水平方向旋转的水平旋转装置；所述竖直扫描单元包括安装座，以及依次设于所述安装座上的激光接收极、凸透镜、激光发射极、反光体，所述激光接收极设于所述凸透镜的焦点位置上，所述激光发射极设于所述凸透镜的主光轴上，所述反光体可转动的设于所述安装座上，所述反光体的回转中心与所述凸透镜的主光轴重合；所述激光发射极发射激光脉冲信号，通过所述反光体的旋转实现对竖直平面内的周圈环境扫描，并能通过设有旋转电机的水平旋转装置实现对三维环境的扫描。
[0004]上述技术方案实现了单线程激光雷达的三维扫描，但是，该技术方案在使用过程中发现，由于遮光通道距离防护罩较远，激光信号射出遮光通道后穿过防护罩之前，会在防护罩内发生散射，并与回路的激光信号产生相互干扰，影响激光接收极对激光信号的接收，进而导致激光雷达的扫描结果不够理想，用户体验差，不利于推广使用。
[0005]进一步地，激光发射极发出的激光信号在经过安装座上的防护罩时，激光信号会发生反射，进而影响激光接收极对回路的激光信号的接收。
技术实现思路
[0006]为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的一在于提供一种3D激光雷达，其在反光镜与防护罩之间设置遮光腔体，减少经反光镜射出的激光信号在防护罩内的散射和反射，提升激光雷达的扫描效果。
[0007]本专利技术的目的二在于提供一种3D激光雷达，其遮光腔体在跟随反光镜旋转过程中，始终保持遮光腔体的端部与弧状部的距离不变，发射出的激光信号在防护罩内的散射和反射保持不变，进而使激光雷达对外部环境的扫描结果更加稳定。
[0008]本专利技术的目的三在于提供一种足式机器人，其搭载的3D激光雷达，在反光镜与防护罩之间设置遮光腔体，减少经反光镜射出的激光信号在防护罩内的散射和反射，提升激光雷达的扫描效果。
[0009]本专利技术的目的四在于提供一种清洁机器人，其搭载的3D激光雷达，在反光镜与防护罩之间设置遮光腔体，减少经反光镜射出的激光信号在防护罩内的散射和反射，提升激光雷达的扫描效果。
[0010]为实现上述目的之一，本专利技术的第一种技术方案为：
[0011]一种3D激光雷达，包括竖向扫描单元，所述竖向扫描单元包括安装座、固定于所述
安装座上的防护罩；
[0012]所述安装座与所述防护罩之间，依次水平设有激光发射口、凸透镜、能转动的反光镜，所述反光镜的回转轴心与所述凸透镜的主光轴重合，所述激光发射口设于所述凸透镜的主光轴上；所述激光发射口水平发射出的激光信号，通过所述反光镜的反射和旋转，实现对竖向平面内的周圈环境扫描；
[0013]所述反光镜与所述防护罩之间设有遮光腔体，所述遮光腔体沿激光信号反射方向延伸，并设置于所述反光镜的回转轴心上，所述防护罩上设有贴近所述遮光腔体端部转动轨迹的弧状部，并使所述遮光腔体在转动过程中，其端部与所述弧状部之间的距离保持不变。
[0014]本专利技术经过不断探索，在反光镜与防护罩之间设置遮光腔体，减少经反光镜射出的激光信号在防护罩内的散射和反射，避免了与回路上的激光信号产生干扰，提升了激光雷达的扫描效果，结构简单实用，制造成本低，用户体验好，便于推广使用。
[0015]进一步，本专利技术的遮光腔体在跟随反光镜旋转过程中，始终保持遮光腔体的端部与弧状部的距离不变，发射出的激光信号在防护罩内的散射和反射保持不变，进而使激光雷达对外部环境的扫描结果更加稳定。
[0016]作为优选的技术措施，所述激光发射口与所述反光镜之间设有横向遮光件，所述横向遮光件包括固定于所述凸透镜主光轴上的第一遮光件、直接固定于所述反光镜上并跟随其转动的第二遮光件，所述第一遮光件套设于所述第二遮光件外侧；所述横向遮光件与所述遮光腔体相连通，所述第二遮光件、所述遮光腔体与所述反光镜接触的部位设有遮光垫。通过在水平方向上设置横向遮光件，避免发射出的激光信号与回路的激光信号产生干扰，并且不会泄露到防护罩的内部空间中去，与回路的激光信号产生干涉。将横向遮光件设置为第一遮光件和第二遮光件分开的结构，并且将第一遮光件套在第二遮光件外侧，防止发射出的激光信号打在第二遮光件上发生反射，进而影响激光雷达的扫描效果。
[0017]作为优选的技术措施，所述竖向扫描单元包括设于所述凸透镜焦点位置上的激光接收极、驱动所述反光镜转动的第一电机、第一编码器；所述第一编码器与所述反光镜同心固定连接，通过所述第一编码器获取所述反光镜的转动信息；所述激光发射口发射激光信号，并通过所述第一电机驱动所述反光镜旋转，实现对竖向平面内的周圈环境扫描。
[0018]作为优选的技术措施，所述3D激光雷达包括驱动所述竖向扫描单元水平转动的水平旋转装置，所述水平旋转装置包括上底壳转子、下底壳和固定在所述下底壳内的电机定子，所述安装座以及所述防护罩固定于所述上底壳转子上并随其转动，所述上底壳转子与所述下底壳之间设有动密封结构。水平旋转装置驱动竖向扫描单元在水平方向上旋转，进而实现单线程的激光雷达实现三维扫描。设置动密封结构，提升激光雷达整体的防水性，使其应用场景更为广泛。
[0019]作为优选的技术措施，所述上底壳转子与所述下底壳之间同心设有中空的无线电能传输模块，通过所述无线电能传输模块对所述竖向扫描单元进行供电。由于上底壳转子和下底壳之间存在相对转动，当需要进行供电和信号传输时，采用无线电能传输模块代替传统线缆，避免了线缆在往复转动过程中的疲劳损坏。
[0020]或/和所述上底壳转子的周向上沿同一圈均匀开设有通孔，通过所述通孔构成光电码盘来获取所述上底壳转子的转动信息，进而获取所述竖向扫描单元的水平转动信息。
[0021]或/和所述上底壳转子内固设有磁钢片，所述磁钢片的轴向宽度大于所述电机定子的轴向宽度，且所述磁钢片的上边缘高于所述电机定子的上边缘。该结构的设计，使得在竖向方向上，磁钢片高出电机定子一段，能使上底壳转子与电机定子之间产生较大的轴向磁拉力，从而水平旋转装置旋转更加稳定可靠，进而保证上底壳转子在转动过程中不会与下底壳分离。
[0022]作为优选的技术措施，所述下底壳上固定设有基座电路板，所述上底壳转子与所述下底壳之间同心设有无线信号传输组件，其使用光通讯来实现无线通讯；所述竖向扫描单元通过所述无线信号传输组件实现与所述基座电路板的无线通讯。
[0023]为实现上述目的之一，本专利技术的第二种技术方案为：
[0024]一种3D激光雷达，包括用于反射激光信号并能够转动的反光镜、弧状结构的防护罩；
[0025]所述防护罩与反光镜之间设有遮光腔体；所述遮光腔体为筒状结构，其具有转动轨本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种3D激光雷达，其特征在于，包括竖向扫描单元，所述竖向扫描单元包括安装座(1)、固定于所述安装座(1)上的防护罩(16)；所述安装座(1)与所述防护罩(16)之间，依次水平设有激光发射口(4)、凸透镜(3)、能转动的反光镜(5)，所述反光镜(5)的回转轴心与所述凸透镜(3)的主光轴重合，所述激光发射口(4)设于所述凸透镜(3)的主光轴上；所述激光发射口(4)水平发射出的激光信号，通过所述反光镜(5)的反射和旋转，实现对竖向平面内的周圈环境扫描；所述反光镜(5)与所述防护罩(16)之间设有遮光腔体(51)，所述遮光腔体(51)沿激光信号反射方向延伸，并设置于所述反光镜(5)的回转轴心上，所述防护罩(16)上设有贴近所述遮光腔体(51)端部转动轨迹的弧状部(161)，并使所述遮光腔体(51)在转动过程中，其端部与所述弧状部(161)之间的距离保持不变。2.如权利要求1所述的一种3D激光雷达，其特征在于，所述激光发射口(4)与所述反光镜(5)之间设有横向遮光件，所述横向遮光件包括固定于所述凸透镜(3)主光轴上的第一遮光件(52)、直接固定于所述反光镜(5)上并跟随其转动的第二遮光件(53)，所述第一遮光件(52)套设于所述第二遮光件(53)外侧；所述横向遮光件与所述遮光腔体(51)相连通，所述第二遮光件(53)、所述遮光腔体(51)与所述反光镜(5)接触的部位设有遮光垫(54)。3.如权利要求2所述的一种3D激光雷达，其特征在于，所述竖向扫描单元包括设于所述凸透镜(3)焦点位置上的激光接收极(2)、驱动所述反光镜(5)转动的第一电机(6)、第一编码器(7)；所述第一编码器(7)与所述反光镜(5)同心固定连接，通过所述第一编码器(7)获取所述反光镜(5)的转动信息；所述激光发射口(4)发射激光信号，并通过所述第一电机(6)驱动所述反光镜(5)旋转，实现对竖向平面内的周圈环境扫描。4.如权利要求1
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3任一所述的一种3D激光雷达，其特征在于，所述3D激光雷达包括驱动所述竖向扫描单元水平转动的水平旋转装置，所述水平旋转装置包括上底壳转子(8)、下底壳(9)和固定在所述下底壳(9)内的电机定子(10)，所述安装座(1)以及所述防护罩(16)固定于所述上底壳转子(8)上并随其转动，所述上底壳转子(8)与所述下底壳(9)之间...
【专利技术属性】
技术研发人员：王兴兴，白晓阳，
申请(专利权)人：杭州宇树科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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