雷达组件及无人机的制作方法

本实用新型涉及无人机技术领域，特别涉及一种雷达组件及无人机。

背景技术：

雷达安装至无人机上，可以实现三维重建、飞行避障等功能。采用螺丝锁紧、固定安装的方式，用户拆装雷达不够方便快捷，雷达的扫描区域有限，此外，无人机在工作时的姿态变化容易造成雷达扫描区域的不断跳变，不利于后期的数据处理。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供一种雷达组件和无人机，以改善雷达扫描区域有限，无人机在工作时的姿态变化容易造成雷达扫描区域不断跳变，以及雷达拆装不够方便快捷的问题。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种雷达组件，所述雷达组件包括雷达、云台和安装结构，所述云台包括转轴机构，所述转轴机构包括电机和支架，其中，所述电机包括定子和相对于定子旋转的转子，所述电机可驱动所述支架转动。所述安装结构包括第一安装组件和第二安装组件，所述第一安装组件安装在所述云台，所述第二安装组件安装在所述雷达，所述第一安装组件和所述第二安装组件中的一个设置为凸缘，所述第一安装组件和所述第二安装组件的另外一个设置为安装座，所述安装座开设有滑槽，所述安装座的侧壁设置有卡合机构，当所述凸缘至少部分地卡设所述滑槽时，推动所述卡合机构可使得所述云台与所述雷达呈锁紧或松开状态。

第二方面，本实用新型实施例提供了一种无人机，其包括机身和雷达组件，所述雷达组件安装在所述机身的顶部或底部。所述雷达组件包括雷达、云台和安装结构，所述云台包括转轴机构，所述转轴机构包括电机和支架，其中，所述电机包括定子和相对于定子旋转的转子，所述电机可驱动所述支架转动。所述安装结构包括第一安装组件和第二安装组件，所述第一安装组件安装在所述云台，所述第二安装组件安装在所述雷达，所述第一安装组件和所述第二安装组件中的一个设置为凸缘，所述第一安装组件和所述第二安装组件的另外一个设置为安装座，所述安装座开设有滑槽，所述安装座的侧壁设置有卡合机构，当所述凸缘至少部分地卡设所述滑槽时，推动所述卡合机构可使得所述云台与所述雷达呈锁紧或松开状态。

本实用新型实施例提供的雷达组件和无人机中，当雷达组件安装至无人机时，云台可以增强雷达的稳定性，使得无人机工作过程中，雷达的扫描区域不易产生跳变，同时，云台可以调整雷达的指向，扩大雷达的扫描区域。此外，凸缘、滑槽和卡合机构的配合可以使得雷达的拆装更加方便快捷。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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。本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本申请实施例提供的一种无人机的立体结构示意图；

图2是本申请实施例提供的一种雷达组件的立体结构示意图；

图3是本申请实施例提供的一种雷达与安装结构的分解图。

图4a是本申请实施例提供的一种安装结构的示意图。

图4b是本申请实施例提供的一种安装结构沿e-e方向的剖面图。

图5a是本申请实施例提供的一种第一安装组件的侧视图。

图5b是本申请实施例提供的一种第一安装组件的主视图。

图6是本申请实施例提供的一种云台的分解示意图；

图7是本申请实施例提供的一种云台的部分分解示意图；

图8是本申请实施例提供的一种云台的另一部分分解示意图；

图9是本申请实施例提供的另一种无人机的立体结构示意图。

无人机100，雷达组件10，雷达11，云台12，第一转轴机构121，第二转轴机构122，第三转轴机构123，第一电机1211，第一电机的转子1211a，第一电机的定子1211b，第一支架1212，第二电机1221，第二电机的转子1221a，第二电机的定子1221b，第二支架1222，第三电机1231，第三电机的转子1231a，第三电机的定子1231b，安装结构13，第一安装组件131，锁定槽1312，第二安装组件132，滑槽1322，卡合机构1323，锁舌1324，凸部1324a，凹面1324b，斜面1324c，锁扣1325，端子134，绝缘环1341，接触部135，辅助轴14，机身20。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指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”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。可以是机械连接，也可以是电连接。可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其它工艺的应用和/或其它材料的使用。

下面结合附图，对本申请实施例提供的雷达组件以及具有雷达组件的无人机的结构作详细说明，在不冲突的情况下，下属实施例以及实施例中的特征可以互相组合。

如图1，图2及图3所示，本申请实施例所提供的无人机100包括机身20和雷达组件10，雷达组件10安装于机身20的底部。雷达组件10包括雷达11、云台12和安装结构13。

雷达11包括激光雷达、毫米波雷达、超声波雷达中的至少一种，可对周围环境进行探测，以实现三维重建、飞行避障等功能。

云台12包括转轴机构，转轴机构包括电机和支架，其中，电机包括定子和相对于定子旋转的转子，电机可驱动所述支架转动，从而增强雷达11的稳定性，扩大雷达11的扫描区域。

安装结构13包括第一安装组件131和第二安装组件132，第一安装组件131安装在云台12，第二安装组件132安装在雷达11。第一安装组件131设置为凸缘，第二安装组件132设置为安装座。具体的，凸缘可通过卡紧或螺丝锁紧的方式安装于云台12。安装座可通过螺丝锁紧的方式安装于雷达11的外壳。此外，凸缘也可与云台12一体成型。需要说明的是，上述安装方式仅是示例性的，不能理解为对本申请的限制。

安装结构13包括电连接装置，用于给雷达11供电和/或传输雷达11的通信信号，电连接装置包括第一连接件和第二连接件，第一连接件设置在第一安装组件131，第二连接件设置在第二安装组件132，当雷达11与云台12呈锁紧状态时，第一连接件、第二连接件和雷达11形成电连接。

安装座开设有滑槽1322，第二安装组件132的侧壁设置有卡合机构1323，当凸缘至少部分地卡设滑槽1322时，推动卡合机构1323可使得云台12与雷达11呈锁紧或松开状态。

请参考图3、图4a、图4b，第一安装组件131设置有锁定槽1312，第二安装组件132的侧壁设置有卡合机构1323，卡合机构1323包括锁舌1324和锁扣1325，锁舌1324的一端设置有凸部1324a，向上推动所述锁扣1325可驱动所述锁舌1324向靠近所述锁定槽1312的方向旋转，以使得凸部1324a卡设锁定槽1312。

可选的，朝向锁扣1325的锁舌1324的表面包括凹面1324b。向上推动锁扣1325可使得锁扣1325至少部分卡设在凹面1324b。

可选的，锁扣1325呈t型，锁扣1325包括平行于滑槽1322侧面的部分和垂直于滑槽1322侧面的部分，向上推动锁扣1325可使得垂直于滑槽1322侧面的部分卡设在凹面1324b。锁扣1325的形状不限于t型，本领域技术人员可根据实际需要变换锁扣的形状，以使得上下推动卡合机构1323时，云台12与雷达11呈锁紧或松开状态。

可选的，锁舌1324由弹性材料制成，如此，锁舌1324可以给锁扣1325提供一个垂直于安装座侧壁向外的力，使得锁扣1325部分卡设凹面1324b时，锁扣1325与锁舌1324可保持相对位置固定，从而雷达11和云台12呈锁紧状态；而当锁扣1325脱离凹面1324b时，雷达11和云台12呈松开状态。可选的，锁舌1324本身为刚性材料，锁舌1324远离锁定槽1312的一端设置有弹簧，弹簧可驱动锁舌1324给锁扣1325提供一个垂直于安装座侧壁向外的力。

可选的，朝向锁扣1325的锁舌1324的表面包括自上而下向远离锁扣1325方向倾斜的斜面1324c，以使得向上推动锁扣1325，驱动锁舌1324向靠近锁定槽1312的方向旋转时，凸部1324a更易卡设在锁定槽1312中。

可选的，滑槽1322呈u型，滑槽1322的顶部开设有安装开口，凸缘自安装开口卡入滑槽1322并卡设滑槽1322的槽壁。可选的，滑槽1322可为倒u形，对应的，滑槽1322的底部开设有安装开口，凸缘自安装开口卡入滑槽1322并卡设滑槽1322的槽壁。

可选的，锁定槽1312的数量可为多个，如图5b所示，对称分布在凸缘的两侧，卡合机构1323的分布方式与锁定槽1312的分布方式相匹配。设置多个锁定槽1312和卡合机构1323，可以使得云台12和雷达11呈锁紧状态时，雷达组件10中雷达11和云台12的安装更加坚固，雷达11不易从云台12上脱离。

可选的，电连接装置包括无线供电模块，第一连接件包括电量发射模块，第二连接件包括电量接收模块，其中，电量发射模块与电源电连接，电量接收模块与雷达11电连接。具体的，电量发射模块可包括发射线圈，电量接收模块包括接收线圈，发射线圈通过电磁感应的方式为雷达11供电。

可选的，电连接装置包括无线通信模块，其中，第一连接件和第二连接件包括信号收发模块。示例的，信号收发模块之间可通过wifi、蓝牙、nfc(近场通信)，以及lightbridge、ocusync等传输方式进行信号传输。

请参考图3、图5a和图5b，电连接装置中的第一连接件设置有端子134，第二连接件设置有接触部135，当雷达11与云台12呈锁紧状态时，端子134与接触部135电连接。端子134与接触部135用于给雷达11供电和传输通信信号。其中一个端子134用于给雷达11供电，其余三个端子134用于传输雷达11的通信信号。本领域技术人员也可根据实际情况设计端子134和接触部135的数量，并对端子134、接触部135，无线通信模块和无线供电模块的应用进行组合。示例的，端子134与接触部135用于给雷达11供电，通信信号传输则采用无线通信模块，通过wifi、蓝牙、nfc(近场通信)，以及lightbridge、ocusync等传输方式进行信号传输。在另一个实施方式中，端子134与接触部135可用于传输雷达11的通信信号，雷达11的供电则采用无线供电模块，第一连接件包括电量发射模块，第二连接件包括电量接收模块。电量发射模块与电源电连接，电量接收模块与雷达11电连接。电量发射模块包括发射线圈，电量接收模块包括接收线圈，发射线圈通过电磁感应的方式为雷达11供电。

可选的，端子134设置在凸缘朝向安装座的表面，端子134的外部设置有用于防止短路的绝缘环1341。端子134还可设置在安装座朝向凸缘的表面、凸缘的底部或安装座的底部，接触部135与端子134相对设置。

可选的，端子134可沿端子134轴线方向伸缩。示例的，可由弹簧驱动端子134沿端子134轴线方向伸缩。当雷达11和云台12呈锁紧状态时，端子134与接触部135抵接，以使得端子134与接触部135之间形成电连接。

可选的，端子134和接触部135的数量为多个，多个端子134呈线状间隔排布，接触部135为金属片、金属凸起或金属插槽，接触部135的位置与端子134一一对应。端子的分布方式不限于线状间隔分布，也可为环状等其他形式。

在其他实施方式中，电连接装置中的第一连接件设置有接触部135，第二连接件设置有端子134。接触部135和端子134的电连接方式与上述描述相同。

本实用新型实施例提供的第一连接件和第二连接件之间不需要复杂的走线布局，当雷达11安装至云台12时，即可实现电连接。如此，不仅有效提高了雷达11与云台12之间的装配效率，并且可以避免雷达相对云台转动时，线路扭转对云台控制造成的影响。

可选的，云台12的支架内设有供柔性连接装置穿过的通道，柔性连接装置与第一连接件连接。具体的，第一连接件包括pcb电路板，该电路板上设置有端子134，柔性连接装置通过该pcb电路板与端子134电连接，在雷达11与云台12呈锁紧状态时，柔性连接装置可为雷达11供电，或实现雷达11的通信信号传输。可选的，柔性连接装置还可用于传输电机的通信信号和/或给电机提供电能。其中，柔性连接装置可为柔性电路板(fpc)或同轴线。当柔性连接装置为fpc时，柔性连接装置至少部分缠绕电机的电机轴之后与第一连接件连接。使用fpc可有效避免线缆之间的缠绕。柔性连接装置至少部分缠绕电机的电机轴之后与第一连接件连接可以防止云台转动时扭断fpc。此外，本实用新型实施例中的走线均在云台12的支架内部，提高了结构可靠性，可避免线路外漏造成的老化和损坏，便于产品的安装及维护。

需要说明的是，上述通信信号包括数据信号和控制信号中的至少一种，例如激光雷达获取的点云数据信号、电机角度控制信号等。

请参考图2、图6、图7、图8，云台12包括转轴机构，转轴机构包括电机和支架，其中，电机包括定子和相对于定子旋转的转子，电机可驱动支架转动。转轴机构包括第一转轴机构121，第二转轴机构122和第三转轴机构123。其中，第一转轴机构121包括第一电机1211和第一支架1212。第一电机1211包括第一电机转子1211a和第一电机定子1211b。第二转轴机构122包括第二电机1221和第二支架1222，第二电机1221包括第二电机转子1221a和第二电机定子1221b。第三转轴机构123包括第三电机1231，第三电机1231包括第三电机转子1231a和第三电机定子1231b。第一转轴机构121，第二转轴机构122和第三转轴机构123依次相连。第一转轴机构121为偏航机构，第二转轴机构122为横滚机构，第三转轴机构123为俯仰机构。如此，云台12可为雷达11提供偏航、横滚、俯仰三个方向的角度调整，扩大雷达11的扫描范围。

可选的，第一支架1212自水平方向向竖直方向弯折延伸，第二支架1222为向雷达11两侧弯折延伸的u形支架。u形支架的一端设有辅助轴14，另外一端连接第三电机1231。其中，辅助轴14及第三电机1231的电机轴分别位于所述雷达11的相对两侧。第二支架的一端设有辅助轴14，另外一端设有第三电机，从而可以减小雷达11在俯仰轴方向产生的震动，增加了俯仰机构的稳定性。

可选的，第一电机的转子1211a与外部设备固定连接，第一电机的定子1211b与第一支架1212固定连接，第一支架1212与第二电机的定子1221b固定连接，第二电机的转子1221a与第二支架1222固定连接，第二支架1222与第三电机的转子1231a固定连接，第三电机的定子1231b通过安装结构13与雷达11连接。

本领域技术人员可根据实际需求将本申请实施例提供的雷达组件10安装于外部设备。示例的，雷达组件10可如图9所示安装在无人机100的顶部，从而方便地对桥底等隐蔽区域进行探测。本申请实施例提供的雷达组件10还可以安装在固定支架上，以对室内环境进行三维重建，或安装在其他可移动平台上，比如安装于汽车、轮船、机器人、手持设备，以实现三维重建、避障等功能。

云台12的连接方式不限于上述描述，本领域技术人员可根据实际需求设计偏航机构，横滚机构和俯仰机构的连接方式，示例的，转轴机构包括偏航机构，俯仰机构，横滚机构中的至少一个。第一转轴机构121可为俯仰机构，第二转轴机构122可为偏航机构，第三转轴机构123可为横滚机构。此外，云台12的转轴机构不限于三个，也可以是单轴、双轴或其他形式。

可选的，第一电机1211中轴线的延长线穿过雷达组件10中的第一支架1212，第二转轴机构122，第三转轴机构123，安装结构13与雷达11的重心。第二电机1221中轴线的延长线穿过雷达组件10中的第二支架1222，第三转轴机构123，安装结构13与雷达11的重心。第三电机1231中轴线的延长线穿过雷达组件10中的安装结构13与雷达11的重心。

在实际情况中，上述电机中轴线的延长线难以刚好穿过对应的重心，故将重心偏离对应电机中轴线延长线的距离在一定误差范围内均认为上述重心位于对应电机中轴线的延长线上。上述电机中轴线的延长线穿过对应的重心，可使得雷达组件10中的雷达11与云台12满足配平要求，实现转动平衡。

本实用新型实施例提供的雷达组件10和无人机100中，当雷达组件10安装至无人机100时，云台12可以增强雷达11的稳定性，使得无人机100工作过程中，雷达11的扫描区域不易产生跳变，同时，云台12可以调整雷达11的指向，扩大雷达11的扫描区域。凸缘、滑槽1322和卡合机构1323的配合可以使得雷达11的拆装更加方便快捷。

在本申请的其他实施方式中，雷达组件10中的第一安装组件131可设置为安装座，第二安装组件132可设置为凸缘。凸缘、滑槽1322和卡合机构1323的配合可以使得云台12与雷达11呈锁紧或松开状态。

需要说明的是，上述雷达组件10的具体结构未在附图中示出，本领域的技术人员可以根据已公开的雷达组件10的具体结构进行适当变换得到，在此不做详细展开。

在本说明书的描述中，参考术语“某些实施方式”、“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。