[发明专利]一种光学三维扫描装置

说明书

技术领域

本申请涉及激光雷达领域，尤其涉及一种光学三维扫描装置。

背景技术

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。

发明内容

本申请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。

本申请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，在本申请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。