[发明专利]一种提高旋转扫描激光雷达寿命的系统

说明书

本发明提供了一种提高旋转扫描激光雷达寿命的系统，所述系统包括：旋转结构、固定结构以及电气连接组件；所述电气连接组件包括：一个定子及至少两个同轴的转子；所述定子与所述固定结构的外壳固定连接且与所述固定结构的主控电路板电气连接，所述一级转子与所述定子及所述二级转子电气连接，每级转子与上一级转子及下一级转子分电气连接，末级转子与旋转结构固定连接且电气连接；多级转子的转速按照等差数列排布，所述等差数列的差值为所述旋转结构的转速除以所述转子的个数。本发明能够提高每个转子和定子的使用寿命，从而提高了激光雷达的使用寿命。

技术领域

本发明涉及旋转扫描激光雷达技术领域，尤其涉及一种提高旋转扫描激光雷达寿命的系统。

背景技术

360°旋转扫描激光雷达主要用于旋转扫描测距领域，激光雷达主要由旋转结构和固定结构组成，旋转结构上有光发射模块，光接收模块，镜片组件及相关光学结构件等组成；固定结构有驱动电机，为旋转结构提供动力，固定结构还需要与旋转结构有电气连接，其目的有两个，即为旋转结构的激光系统提供电力，并且接收旋转结构扫描测得的距离信息数据。

旋转结构作360°无角度限制连续旋转，固定结构固定不动，二者之间的电气连接一直是制约设备发展的瓶颈，也是制约激光雷达寿命的瓶颈。一般解决固定结构和旋转结构的电气连接有两种方式：一种是无线的非接触式连接，一种是接触式连接。非接触式连接主要包括“无线供电+无线信号传输”的方式，无线供电一般采用感应线圈互感的方式供电，无线信号传输的方式较多，常用的包括WIFI、蓝牙、光通信等多种方式。然而，无线供电存在一个较大的问题在于，热辐射效应过于明显，对整个激光雷达都进行内部加热，热量的累积会导致电机轴承等寿命的下降，并且会导致精密光学结构件的热变形，从而影响激光雷达的使用寿命和效果；无线信号传输则存在信号传输速率较低的问题，一般多线激光雷达的扫描数据传输需要8M/s以上，一般的无线通信方式很难满足要求，同时，无线信号的传输往往存在信号干扰的问题，一旦情况严重会导致数据传输的丢帧，影响激光雷达的使用性能。

接触式的电气连接属于电接触滑动连接应用范畴，往往是采用滑环，滑环包括水银滑环和接触式导电滑环。水银滑环既可以传输电力也可传输数据，但是水银滑环存在三个缺陷，一个是水银本身不环保，不便于大规模的生产与推广；二是水银滑环的上限使用温度较低，往往只有五十度左右，不满足大部分的工业级应用场合；三是水银滑环的使用存在方向性要求，水银在腔体内不得倒置，否则会导致水银滑环寿命的下降，这样对激光雷达的放置方式就有要求，明显限制了激光雷达的应用场合。目前一般采用的接触式导电滑环包括一个定子和一个转子，定子上有导电性良好的刷丝，转子上有导电环，刷丝通过自有弹性产生的压力压在导电环上保持接触，从而可以导电并传输数据和信号，转子做连续的旋转，因此不可避免的存在刷丝和导电环的接触摩擦，最终产生磨损，磨损到一定程度会导致电力和数据传输的不稳定。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明提供了一种提高旋转扫描激光雷达寿命的系统，通过采用包括一个定子及至少两个同轴的转子的电气连接组件对旋转结构与固定结构进行电气连接，能够提高每个转子和定子的使用寿命，提高电气连接组件的寿命和可靠性，从而提高了旋转扫描激光雷达的使用寿命。

第一方面，本发明提供了一种提高旋转扫描激光雷达寿命的系统，所述系统包括：旋转结构、固定结构以及电气连接组件；

所述旋转结构上搭载光路和电路部分，用于360°扫描并测距，并将扫描和测距得到的信息数据通过电气连接组件传输到所述固定结构；所述固定结构用于驱动旋转结构的旋转并为旋转结构供电，并读取扫描数据；

所述电气连接组件包括：一个定子及至少两个同轴的转子；所述至少两个同轴的转子包括一级转子、二级转子至M级转子；其中，M为大于等于2的正整数；

其中，所述定子与所述固定结构的外壳固定连接且与所述固定结构的主控电路板电气连接，所述一级转子与所述定子电气连接，每级转子与上一级转子及下一级转子分别电气连接，所述M级转子与旋转结构固定连接且电气连接；