一种激光雷达无线供电旋转机座的制作方法

1.本实用新型涉及激光扫描测距技术领域，尤其涉及一种激光雷达无线供电旋转机座。


背景技术：

2.随着激光雷达技术逐渐成熟和完善，其应用领域也越来越广泛，在其需求相关产业不再仅仅追求精度，而且还要求体积小巧化。
3.相关技术中，旋转激光雷达采用的技术方案是有刷电机通过皮带或者齿轮啮合来提供旋转驱动力，且其供电方式是通过滑环来进行传输，这样就导致其机座普遍体积较大，效率低下。
4.公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本实用新型总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成本领域技术人员所公知的现有技术。


技术实现要素：

5.本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种激光雷达无线供电旋转机座，对于目前传统旋转激光雷达机座结构设计存在体积较大，效率低下等问题进行优化。
6.为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种激光雷达无线供电旋转机座，包括机座外壳、固定模块和旋转模块，其中
7.所述固定模块包括设置在所述机座外壳上的轴承、电机定子、固定支架和设置在所述固定支架上的初级线圈；
8.所述旋转模块包括设置于所述轴承上的转轴、设置在所述转轴和所述轴承上的旋转支架、设置在所述旋转支架上的电机转子和次级线圈，以及设置在所述转轴上的光栅码盘，所述次级线圈与所述初级线圈分别位于上下平面且同轴平行设置，所述初级线圈与所述次级线圈使用单线扁平化方式盘绕；
9.所述旋转模块和所述固定模块依次从上到下同轴线设置。
10.进一步地，所述旋转支架包括顶盖和筒体，所述次级线圈设置在所述顶盖外侧上，所述电机转子设置在所述筒体内壁上。
11.进一步地，所述机座外壳包括壳体和设置于所述壳体内部的分隔板，所述分隔板将所述壳体分隔为上腔和下腔，所述上腔包括所述电机定子、所述电机转子、所述固定支架、所述旋转支架、所述初级线圈和所述次级线圈，所述下腔包括所述光栅码盘和主控电路板，所述光栅码盘套设在所述转轴上，所述主控电路板设在所述壳体上，上面集成有所述光栅码盘的收发一体元件。
12.进一步地，所述旋转模块还包括光信号电路板，所述光信号电路板，所述光栅码盘和所述主控电路板以转轴为轴心进行同轴设置。
13.进一步地，所述光信号电路板和所述主控电路板之间设有光信号通讯组件，所述光信号通讯组件包括光信号发射元件和光信号接收元件；所述光信号发射元件设于所述光
信号电路板上，所述光信号接收元件设于所述主控电路板上，或者，所述光信号发射元件设于所述主控电路板上，所述光信号接收元件设于所述光信号电路板上。
14.进一步地，所述转轴为空心结构，所述光信号发射元件和所述光信号接收元件分别设置于所述转轴的两端，并通过所述转轴的内部空心结构进行光信号数据通讯。
15.进一步地，所述分隔板设有中空柱结构，所述中空柱内外侧分别设有多个限位卡槽一，所述轴承设置在所述中空柱内侧。
16.进一步地，所述转轴穿过所述轴承在所述中空柱上通过卡簧限位固定。
17.进一步地，所述转轴的底端下部穿过中空柱超出的轴体设置有特定形状的限位卡槽二，所述光栅码盘套设在所述转轴上，通过所述限位卡槽二进行限位固定。
18.进一步地，所述轴承设置有两个，两个所述轴承间隔套设在所述转轴上。
19.本实用新型的有益效果为：本实用新型通过将次级线圈与初级线圈分别位于上下平面且同轴平行设置，同时两个线圈使用单线扁平化缠绕的形式，保证两个线圈的面与面相互作用，有效降低了旋转机座的高度，提高了电能传输效率，与现有技术相比，本实用新型大幅减小了激光雷达无线供电旋转机座的体积，提高了效率，降低了生产成本。
附图说明
20.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1为本实用新型实施例中激光雷达无线供电旋转机座的剖视结构示意图；
22.图2为本实用新型实施例中激光雷达无线供电旋转机座的爆炸结构示意图；
23.图3为本实用新型实施例中激光雷达无线供电旋转机座中光信号电路板的结构示意图；
24.图4为本实用新型实施例中激光雷达无线供电旋转机座中旋转支架的结构示意图；
25.图5为本实用新型实施例中激光雷达无线供电旋转机座中机座外壳的结构示意图；
26.图6为本实用新型实施例中激光雷达无线供电旋转机座中转轴装配光栅码盘的结构示意图；
27.图7为本实用新型实施例中激光雷达无线供电旋转机座中光信号电路板、光栅码盘与主控电路板的剖视结构示意图；
28.图8为本实用新型实施例中激光雷达无线供电旋转机座的转轴与轴承装配的爆炸结构示意图。
29.附图标记：10、机座外壳；11、壳体；12、分隔板；13、中空柱；131、限位卡槽一；132、卡簧；133、垫片；20、固定模块；21、轴承；22、电机定子；23、固定支架；24、初级线圈；30、旋转模块；31、电机转子；32、转轴；321、限位卡槽二；33、旋转支架；331、顶盖；332、筒体；34、次级线圈；35、光信号电路板；351、光信号发射元件；40、上腔；50、下腔；51、光栅码盘；52、主控电路板；521、光信号接收元件；522、收发一体元件。
具体实施方式
30.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
31.需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
32.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
33.如图1至图8所示的一种激光雷达无线供电旋转机座，包括机座外壳10、固定模块20和旋转模块30，其中
34.固定模块20包括设置在机座外壳10上的轴承21、电机定子22、固定支架23和设置在固定支架23上的初级线圈24；此处需要说明的是，当整个旋转机座装配完成时，轴承21、电机定子22和固定支架23都设置在机座外壳10上。
35.旋转模块30包括设置于轴承21上的转轴32、设置在转轴32和轴承21上的旋转支架33、设置在旋转支架33上的电机转子31和次级线圈34，以及设置在转轴32上的光栅码盘51，次级线圈34与初级线圈24分别位于上下平面且同轴平行设置；初级线圈24与次级线圈34使用单线扁平化方式盘绕。这样保证能量传输效率的同时最大化减小了整体体积。
36.旋转模块30和固定模块20依次从上到下同轴线设置。具体的，转轴32、轴承21、电机定子22、电机转子31、固定支架23、旋转支架33、初级线圈24和次级线圈34，进行同轴线设置。
37.本实用新型通过将次级线圈34与初级线圈24分别位于上下平面且同轴平行设置，同时两个线圈使用单线扁平化缠绕的形式，保证两个线圈的面与面相互作用，有效降低了旋转机座的高度，提高了电能传输效率，与现有技术相比，本实用新型大幅减小了激光雷达无线供电旋转机座的体积，提高了效率，降低了生产成本。
38.此处需要说明的是，次级线圈34设在旋转支架33，初级线圈24设在固定支架23上，固定支架23设在旋转支架33和电机之间且三者同轴，电机定子22和电机转子31组成了无刷电机，当为电机定子22通稳定电流时转子开始旋转，由于转子设在旋转支架33上，所以会给旋转支架33提供驱动力，若在其上安装相应负载，如激光测距模块后，就可以带动其完成360度扫描测量。当给设置在固定支架23上的初级线圈24提供稳定电流时，由无线供电原理，设置在旋转支架33上的次级线圈34同时会产生电流，为其上所连接的负载提供电能量。
39.具体如图4所示，旋转支架33包括顶盖331和筒体332，次级线圈34设置在顶盖331外侧上，电机转子31设置在筒体332内壁上。
40.如图5所示，机座外壳10包括壳体11和设置于壳体11内部的分隔板12，分隔板12将壳体11分隔为上腔40和下腔50，上腔40包括电机定子22、电机转子31、固定支架23、旋转支架33、初级线圈24和次级线圈34，下腔50包括光栅码盘51和主控电路板52，光栅码盘51套设
在转轴32上，所述主控电路板52设在所述壳体11上，上面集成有所述光栅码盘51的收发一体元件522；其通过对光栅码盘51位置和角度检测来获得位置和速度数据，这种集成方式保证效率同时减小了体积，节约了成本。
41.请继续参照图2及图7，旋转模块30还包括光信号电路板35，光信号电路板35，光栅码盘51和主控电路板52以转轴32为轴心进行同轴设置。这样能够保证旋转支架33和光栅码盘51旋转角度同步一致性。
42.光信号电路板35和主控电路板52之间设有光信号通讯组件，光信号通讯组件包括光信号发射元件351和光信号接收元件521；光信号发射元件351设于光信号电路板35上，光信号接收元件521设于主控电路板52上，或者，光信号发射元件351设于主控电路板52上，光信号接收元件521设于光信号电路板35上。
43.如图8所示，转轴32为空心结构，方便上下光信息传输元器件进行通讯，光信号发射元件351和光信号接收元件521分别设置于转轴32的两端，并通过转轴32的内部空心结构进行光信号数据通讯。确保光信号发射元件351、光信号接收元件521和空心转轴32在同一轴线上，并通过转轴32内部空心结构进行光信号数据通讯，由于转轴32采用金属材质，可以屏蔽其他干扰，提高光通讯效率。
44.请继续参照图7，分隔板12设有中空柱13结构，中空柱13内外侧分别设有多个限位卡槽一131用于固定各个元器件，轴承21设置在中空柱13内侧。
45.如图6所示，转轴32穿过轴承21在中空柱13上通过卡簧132限位固定，转轴32的底端下部穿过中空柱13超出的轴体设置有特定形状的限位卡槽二321，光栅码盘51套设在转轴32上，通过限位卡槽二321进行限位固定。这样可以保证整体运行稳定，具有负载能力强、转速高、制造成本低、安装简单等特点。
46.作为本实施例的优选，轴承21设置有两个，两个轴承21间隔套设在转轴32上。本实用新型采用无线供电、电解结构与雷达结构三者耦合方式，保证同体积下，供电传输效率、电机运行效率最大化。
47.本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。