一种激光雷达光纤固定装置和车载激光雷达的制作方法

1.本实用新型一般地涉及光纤固定技术领域。更具体地，本实用新型涉及一种激光雷达光纤固定装置和车载激光雷达。


背景技术：

2.随着车载激光雷达扫描线数增多，为减少雷达整机体积，多使用光纤作为内部信号传递介质。根据实际使用需求，将多根光纤集中在一起形成光纤束，光纤束的一端连接电路板或连接器，另一端连接电路板或连接器。
3.当车载激光雷达安装在车辆上工作时，受路况及车辆发动机震动影响，车载激光雷达容易震动进而使得上述的光纤束晃动。晃动的光纤束会与车载激光雷达内部其他功能器件产生摩擦，从而容易损坏光纤或者是损坏其他功能器件。鉴于此，为避免出现故障，需要固定容易晃动的光纤束。例如，具体固定时，可使用胶带将光纤束粘接在邻近的基础上以实现固定。此处的基础可以是雷达的壳体内壁，或者是雷达内部功能器件上，优选最靠近待固定光纤束的基础。
4.虽然上述胶带粘接固定的方式可以在一定程度上起到固定光纤的作用，但是这种胶粘固定的方式主要由工作人员依靠自身经验操作，不容易标准化。另外，由于车载激光雷达工作环境恶劣多变，这种胶粘固定的方式很难适用各种场景中，由此可能导致胶粘不牢靠，并容易发生意外脱落。此外，在出现故障而需要拆卸光纤束时，需要操作人员小心撕扯胶带，而稍不注意就会给光纤造成损伤，从而增加维修成本。


技术实现要素：

5.鉴于上文现有技术中存在的各种缺陷和问题，本实用新型提供一种可有效固定光纤束的激光雷达光纤固定装置。进一步，本实用新型还提供一种使用上述光纤固定装置的车载激光雷达。
6.具体地，本实用新型提供的一种激光雷达光纤固定装置，包括：光纤支架，其用于固定安装于激光雷达的壳体内；以及一个或多个第一固定件，其位置可调的固定装配于所述光纤支架，用于将光纤束可拆的固定安装在所述光纤支架上。
7.作为进一步地改进，所述第一固定件间隔分布有多个。
8.作为进一步地改进，所述光纤支架上对应第一固定件设有导轨结构，所述第一固定件通过所述导轨结构可滑动的固定装配在所述光纤支架上。
9.作为进一步地改进，所述导轨结构具有沿导轨结构延伸方向延伸的两侧连续限位齿，第一固定件上具有两侧弹臂，两侧弹臂上设有用于与相应两侧连续限位齿对应啮合锁止以固定所述第一固定件的配合限位齿，所述配合限位齿和连续限位齿具有用于在导轨结构延伸方向上强行驱动第一固定件移动时可迫使所述配合限位齿和连续限位齿脱开解锁的设定齿形结构。
10.作为进一步地改进，所述导轨结构为导向长孔，所述导轨结构包括对应各第一固
定件分别设置的导向长孔，所述光纤支架上于设定圆周的圆心位置处设有将所有导向长孔连通的中心连通孔。
11.作为进一步地改进，各所述第一固定件分别具有用于相互配合以卡接装配所述光纤束的两个第一弹性臂，各第一固定件的至少第一弹性臂的内侧设有第一防脱钩头，各第一固定件的两第一弹性臂并行延伸或者形成用于将光纤束压向所述光纤支架的楔形结构。
12.作为进一步地改进，所述光纤支架具有沿设定方向相背布置的正面和背面，各第一固定件沿所述设定方向插接装配在所述光纤支架上，各第一固定件的第一弹性臂突出于所述正面布置，各第一固定件具有与所述背面挡止配合以利用该第一固定件的两第一弹性臂将光纤束压在所述正面上的挡止部。
13.作为进一步地改进，所述光纤支架上还固定安装有两个第二固定件，各第二固定件用于分别将所述光纤束可拆的固定安装在所述光纤支架上，所述第一固定件用于沿所述光纤束的延伸方向布置于所述的两个第二固定件之间。
14.作为进一步地改进，各所述第二固定件分别具有用于相互配合以卡接装配所述光纤束的两个第二弹性臂，各第二固定件的两第二弹性臂并行延伸或者形成用于将光纤束压向所述光纤支架的楔形结构，各第二固定件的至少一个第二弹性臂的内侧设有第二防脱钩头。
15.本实用新型提供的车载激光雷达采用如下技术方案：车载激光雷达，包括：壳体；光纤束，其用于实现光信号传递；以及上文任一项激光雷达光纤固定装置，其设于所述壳体内且用于将所述光纤束可拆的固定于所述壳体内。
16.有益效果是：本实用新型所提供的光纤固定装置中，利用第一固定件将光纤束固定在光纤支架上，在采用预制的固定件固定光纤束时，可根据实际使用情况，将光纤束可靠固定在光纤支架上，既不容易出现意外脱落的风险，进而有效固定激光雷达内部容易晃动的光纤束，也不容易在拆卸更换时损伤光纤。对工作人员操作经验要求较低，便于标准化作业。而且，第一固定件位置可调，这样可以根据待固定光纤束的实际固定要求，调整第一固定件的位置，改善固定效果。
17.在一些实施例中，通过布置多个第一固定件，可以分别调整各第一固定件的位置，以适应不同长度的待固定光纤束和固定时的不同转弯半径要求。当第一固定件可滑动的设置在光纤支架上时，并进一步地利用导向长孔引导第一固定件滑动时，结构相对简单，便于生产制造。
18.在另一些实施例中，当第一固定件插接装配在光纤支架上时，利用第一固定件上与光纤支架背面挡止配合，方便利用第一固定件的两弹性臂将光纤束压在光纤支架上，方便固定光纤束。
19.在又一些实施例中，在光纤支架上于第一固定件的两侧布置第二固定件，以对应固定光纤束的起止端，方便在移动调整第一固定件时，避免影响光纤束的连接，也方便以两第二固定件为基础调整第一固定件的位置。
附图说明
20.通过参考附图阅读下文的详细描述，本公开示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本公开的若
干实施方式，并且相同或对应的标号表示相同或对应的部分，其中：
21.图1为本实用新型所提供的激光雷达光纤固定装置的一种实施例的结构示意图；
22.图2为图1所示光纤固定装置的主视图；
23.图3为本实用新型所提供的车载激光雷达的部分结构示意图。
24.附图标记说明：
25.1、光纤支架；11、底部翻沿；12、悬伸臂部；2、第二固定件；21、第二弹性臂；22、第二防脱钩头；3、第一固定件；31、第一弹性臂；32、第一防脱钩头；33、基座；4、导向长孔；41、连续限位齿；5、中心连通孔；6、上下移动方向；7、水平移动方向；8、光纤束；9、电路板。
具体实施方式
26.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，本领域技术人员应知，下面所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
27.对于现有车载激光雷达使用过程中光纤束容易晃动的问题，本实用新型采用光纤固定装置可拆固定容易晃动的光纤束。使用时，光纤支架预固定安装于激光雷达的壳体内，将光纤束可拆的固定安装在光纤支架上，即可实现对光纤束的有效可拆固定。避免出现类似胶带固定光纤束时出现的易松脱问题，由于采用设计好的固定装置固定光纤束，容易控制对光纤束的作用力，也可避免利用胶带粘接光纤束时容易损坏光纤束的问题。
28.参考本实用新型的若干代表性实施方式，详细阐释本实用新型的原理和精神。
29.下文将参考图1至图3对本实用新型所提供的车载激光雷达及光纤固定装置进行描述。
30.如图1至图3所示，车载激光雷达包括壳体(图中未显示)，壳体内设有激光雷达模块，激光雷达模块包括激光发射单元和激光接收单元，其中，激光发射单元发射激光打在待检测物体上，反射的激光信号被激光接收单元接收，通过光电检测器件将接收到的激光信号转化为电信号，处理后将电信号转换得到距离值，实现距离检测。
31.在车载激光雷达中，需要使用光纤传递光信号，多根光纤形成光纤束8，以在如图3所示的电路板9和相应功能器件之间传递光信号。如图3中，光纤的一端连接在电路板9上，另一端可用于连接在连接器或者是连接在另一电路板上。此处的光纤束主要实现两个功能，一个是具有可传递光信号的光纤，另一个能够为内部的光纤提供保护。基于这两个功能，在另一应用场景中，光纤束也可以现有光缆的方式布置。
32.由于车载激光雷达使用时需要固定安装在车辆上，车载激光雷达内的光纤束容易受到震动干扰而晃动。为避免光纤束8晃动而损伤光纤或壳体内的功能器件，本实用新型提出在壳体内配置光纤固定装置。
33.在一些实施例中，本实用新型的光纤固定装置可以具体有如图1至图3所示的结构，主要包括光纤支架1和固定件，此处的固定件具体包括第一固定件3和第二固定件2。
34.光纤支架1固定安装于激光雷达的壳体内，具体可根据实际需要固定连接于壳体的内侧壁上或者是固定连接在功能器件的外壳上。
35.如图1所示，光纤支架1具体包括主体板部，主体板部上设置四个第一固定件3和一
个第二固定件2，在主体板部的上部一侧设置悬伸臂部12，悬伸臂部12上设有另一个第二固定件2。并且，在主体板部的底部设置底部翻沿11，该底部翻沿11可作为安装翻沿，用于将光纤支架1固定于车载激光雷达的壳体中。作为另一种具体实施方式，也可以直接利用长螺栓将主体板部与车载激光雷达的壳体内的固定基础可拆固定装配，此处的固定基础可以为车载激光雷达的壳体，也可以为车载激光雷达内部功能器件的外壳。
36.在具体实施时，光纤支架1可采用轻质的注塑件，加工时可直接一体注塑成型。也可同时在其上一体成型导向长孔4及两个第二固定件2等。
37.如图3所示，固定件具体包括第一固定件3和第二固定件2，第一固定件3位置可调的固定安装在光纤支架1上，第二固定件2直接固定安装在光纤支架1上。此处的第一固定件3和第二固定件2均可分别独立将待固定的光纤束可拆的固定安装在光纤支架1上。并且，在沿光纤束8在光纤支架1上的延伸方向上，第一固定件3布置于两个第二固定件2之间。换言之，就光纤固定装置而言，一个第二固定件为进入端，另一个第二固定件为输出端，通过两固定件可以固定光纤束8在光纤固定装置上的起止两端，光纤束的中间可以利用第一固定件3固定。而且，由于第一固定件3位置可调，可根据待固定的光纤束的长度调整第一固定件的位置。
38.在一些实施例中，第一固定件3和第二固定件2的结构类似，均包括两个弹性臂，利用两弹性臂将光纤束固定在光纤支架1上，并在两弹性臂的相向内侧设置防脱钩头以防止光纤束8脱出。需要拆卸时，迫使两弹性臂张开，可以将光纤束从相应固定件中取出。
39.下文介绍第一固定件3和第二固定件2的具体结构。
40.光纤支架1上设置四个第一固定件3，各第一固定件3分别沿设定圆周的径向可滑动的固定装配在光纤支架1上，以实现第一固定件3的位置调整。
41.对应于四个第一固定件，如图1至图3所示，光纤支架1上设有四个分别沿设定圆周的径向延伸的导向长孔4，四个导向长孔4沿设定圆周的周向间隔90
°
。且在光纤支架1上于设定圆周的圆心位置处设有将所有导向长孔4连通的中心连通孔5，使得四个导向长孔4形成交叉的十字架结构，对应形成图2中的上下移动方向6和水平移动方向7的调整。
42.基于上文中的上下移动和水平移动，可以调整四个第一固定件位置，使四个第一固定件3一般沿设定圆周的周向间隔分布，待固定的光纤束圆弧延伸。在另一些实施例中，也可通过调整四个第一固定件的相对距离，使得缠绕的光纤束呈椭圆形。
43.各导向长孔4中分别沿前后方向插接装配有一个第一固定件3，此处的导向长孔4作为导轨结构，可引导相应第一固定件3沿其延伸方向导向滑动，调整第一固定件3在光纤支架1上的位置。
44.为方便固定，各导向长孔4分别具有沿该导向长孔延伸方向延伸的两侧连续限位齿41，导向长孔4具有沿其延伸方向延伸的两侧孔壁，各侧孔壁上设有相应连续限位齿41。对应于两侧连续限位齿41，各第一固定件3上分别具有两侧弹臂，各弹臂也均沿导向长孔4的延伸方向延伸，在两弹臂的相背侧突出布置有配合限位齿，与相应两侧连续限位齿41对应啮合以固定第一固定件3。并且，配合限位齿和连续限位齿41具有设定齿形结构，使得配合限位齿可以与连续限位齿41啮合，还可使操作人员沿相应导向长孔4延伸方向强拉第一固定件3时迫使配合限位齿脱出解锁，进而移动调整第一固定件3。换言之，上述的设定齿形结构是为了在沿导向长孔强拉第一固定件时，可以迫使两弹臂相向收缩，配合限位齿可从
原来啮合位置退出，实现脱出解锁。在移动到新啮合位置(即调整到目标位置时)，在弹臂的作用下，可以迫使配合限位齿与连续限位齿41在新位置啮合，锁止固定第一固定件3。设定齿形结构可采用45
°
齿，保证配合限位齿和连续限位齿41可脱开解锁即可。
45.上述第一固定件3具体包括基座33和并行延伸的两个第一弹性臂31，两个第一弹性臂31相互配合以卡接装配光纤束8。为防止光纤束8轻易脱出，在两个第一弹性臂31的相向内侧还分别设有第一防脱钩头32。就第一防脱钩头32而言，在第一弹性臂延伸方向上，第一防脱钩头32具有相背布置的第一侧面和第二侧面，第一侧面朝向光纤支架1布置，第二侧面背向光纤支架1布置。为方便将光纤束8压入两第一弹性臂31之间，第二侧面倾斜设置。对于两第一弹性臂31来讲，两第一防脱钩头32上的第二侧面可以在第一固定件3上形成扩口结构，进而方便引入光纤。为了避免拆卸光纤束时造成损伤，第一侧面也倾斜设置。对于两第一弹性臂31来讲，两第一防脱钩头32上的第一侧面可以在第一固定件3上形成缩口结构，在一定程度上用于防止光纤束8意外脱出，也可在需要拆卸时沿倾斜的第一侧面滑动退出。
46.在另一些实施方式中，第一侧面和第二侧面均可根据实际需要设计成倾斜平面。另外，在另一实际工作场景中，第一侧面和第二侧面还可设计成倾斜的圆弧面。
47.就第一固定件3而言，光纤支架1具有沿设定方向相背布置的正面和背面，此处的设定方向为正面-背面分布方向，导向长孔4沿该设定方向贯穿光纤支架1。各第一固定件3通过相应导向长孔4沿设定方向插接装配在光纤支架1上。并且，各第一固定件3的第一弹性臂31突出于正面布置，各第一固定件3的基座33具有与背面挡止配合的挡止部。就各第一固定件3而言，两第一弹性臂31在将光纤束压在光纤支架1正面上时，由于反作用力作用，光纤支架1的背面通过挡止基座33可以向第一固定架施加相应作用力，从而可将光纤束有效压装在光纤支架1的正面上。
48.就光纤支架1上的第二固定件2而言，各第二固定件2直接一体设置在光纤支架1上，各第二固定件2分别具有两个第二弹性臂21，此处的两第二弹性臂21也用于相互配合以卡接装配待固定的光纤束8。各第二固定件2的两第二弹性臂21形成楔形结构，用于将待固定的光纤束8压向光纤支架1上。另外，各第二固定件2的两第二弹性臂21的相向内侧分别设有第二防脱钩头22，同样用于防止光纤束8脱出。
49.就第二防脱钩头22而言，在第二弹性臂21延伸方向上，第二防脱钩头22具有相背布置的第三侧面和第四侧面，第三侧面朝向光纤支架1布置，第四侧面背向光纤支架1布置。为方便将光纤束8压入两第二弹性臂21之间，第四侧面倾斜设置。对于两第二弹性臂21来讲，两第二防脱钩头22上的第四侧面可以在第二固定件2上形成扩口结构，进而方便引入光纤。为了避免拆卸光纤束8时造成损伤，第三侧面也倾斜设置。对于两第二弹性臂21来讲，两第二防脱钩头22上的第三侧面可以在第二固定件2上形成缩口结构，在一定程度上用于防止光纤束8意外脱出，也可在需要拆卸时沿倾斜的第三侧面滑动退出。类似的，在一些具体实施方式中，第三侧面和第四侧面均可根据实际需要设计成倾斜平面。另外，在另一实际场景中，第三侧面和第四侧面还可设计成倾斜的圆弧面。
50.光纤固定装置使用时可参见图3所示，将待固定的光纤束8从一个第二固定件2引入，在依次穿过四个第一固定件3后，经另一个第二固定件2引出。在经过第一固定件3和第二固定件2时，光纤束8可填塞入相应两弹性臂之间，以由相应两弹性臂将光纤束8压在光纤支架1上，实现光纤束8的可拆装配。固定光纤束8时，可以根据需要在单个固定件内填塞一
个或两个以上的光纤束8，具体取决于固定件的尺寸及光纤束8的尺寸。
51.本实用新型所提供的光纤固定装置中，利用第一固定件和第二固定件将光纤束固定在光纤支架上，拆卸较为方便，在预先设计好的情况下，不容易损伤光纤，而且固定可靠程度可根据实际需要设计，不容易出现意外脱落的风险，有效固定激光雷达内部容易晃动的光纤束。而且，第一固定件可沿相应导轨结构往复滑移，可以根据待固定的光纤束的长度任意调整四个固定件的位置，方便适配更多不同长度与不同转弯半径的光纤束。另外，设置对应光纤束的起止位置，设置两个第二固定件，可以起到固定保护光纤束头部和尾部的作用，方便中间的多个第一固定件移动调整。
52.关于上述第一固定件的数量，其可以根据实际需要设定。鉴于此，尽管上文中提交间隔布置四个第一固定件，但在一些其他实施方式中，光纤支架上也可以间隔布置两个或者是三个，或者甚至间隔布置五个以上。因此，本实用新型的方案对于第一固定件的数量不做限制。相应地，光纤支架上的导轨结构也可根据实际需要布置。例如：作为一种实施方式，可以对应各第一固定件分别设置导轨结构，导轨结构具体可参考上文中的导向长孔，也可采用导向长槽的方式引导第一固定件滑动。作为另一种实施方式，还可以在光纤支架上设置环形导轨结构，环形导轨具体可为环形轨道或环形槽，具体使用时，将各第一固定件分别可移动的导向滑移装配在环形的导轨结构中。
53.就沿导轨结构滑移的第一固定件而言，上文是利用各导轨结构分别具有的连续限位齿和第一固定件的弹臂上的配合限位齿实现固定和移动。在具体实施时，可省去限位齿结构，利用紧定螺钉将滑移到位的第一固定件固定。需要移动调整第一固定件的位置时，可以旋松紧定螺钉。在移动到位后，可以拧紧紧定螺钉以紧定在光纤支架上，进而将第一固定件固定在光纤支架上。
54.与上文中连续滑移调整第一固定件的方式相比，在另一具体实现情景下，可以在光纤支架上对应依次布置多个插孔，各第一固定件上分别设有插销，根据实际需要将第一固定件对应插装在选定的插孔位置处，然后利用紧固件如螺母或锁销将第一固定件固定即可，同样可实现第一固定件的位置调整。
55.上文中，第一固定件的两第一弹性臂并行延伸，第二固定件的两弹性臂形成用于将光纤束压向光纤支架的楔形结构。在具体实施时，两固定件的两弹性臂也可均设置成相互并行延伸的结构，亦或者是均相互布置以形成用于将光纤束压向光纤支架的楔形结构。
56.上文两固定件的两弹性臂的内侧分别设置防脱钩头，考虑到防止光纤束意外脱出的目的，也可仅在一个弹性臂的内侧设置防脱钩头，该防脱钩头的尺寸会稍大一些，实现挡止防脱即可。
57.另外，作为一种具体应用场景，与图1所示实施例不同，固定件不再采用弹性臂的结构，而是采用卡箍，各固定件分别具有可快速拆卸的卡箍，利用卡箍将光纤束固定在光纤支架上。
58.本实用新型还提供激光雷达用光纤固定装置的实施例，该实施例中的光纤固定装置的结构与上述车载激光雷达中的光纤固定装置的结构相同，在此不再赘述。
59.根据本说明书的上述描述，本领域技术人员还可以理解如下使用的术语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”及“中心”等指示方位或位置关系的术语是基于本说明书的附图所示的方位或位置关系的，其仅是为了
便于阐述本实用新型的方案和简化描述的目的，而不是明示或暗示所涉及的装置或元件必须要具有所述特定的方位、以特定的方位来构造和进行操作，因此上述的方位或位置关系术语不能被理解或解释为对本实用新型方案的限制。
60.另外，本说明书中所使用的术语“第一”或“第二”等用于指代编号或序数的术语仅用于描述目的，而不能理解为明示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”或“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本说明书的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个或更多个等，除非另有明确具体地限定。
61.虽然本说明书已经示出和描述了本实用新型的多个实施例，但对于本领域技术人员显而易见的是，这样的实施例只是以示例的方式提供的。本领域技术人员会在不偏离本实用新型思想和精神的情况下想到许多更改、改变和替代的方式。应当理解的是在实践本实用新型的过程中，可以采用本文所描述的本实用新型实施例的各种替代方案。所附权利要求书旨在限定本实用新型的保护范围，并因此覆盖这些权利要求保护范围内的模块组成、等同或替代方案。