测量装置及无人飞行器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种测量装置，包括基座、旋转座、控制所述基座与所述旋转座转动的驱动装置、设于旋转座上的距离检测装置、测量所述距离检测装置当前所处位置信息的方位检测装置、与所述距离检测装置及方位检测装置电连接的位置信息分析器；所述基座与所述旋转座转动连接；所述距离检测装置与所述旋转座固定连接，以测量障碍物相对于第一预置基点和第二预置基点的距离信息；所述位置信息分析器根据所述障碍物相对于第一预置基点和第二预置基点的距离信息获得所述测量装置相对于所述障碍物的实际距离。本实用新型还公开了一种无人飞行器。本实用新型降低了测量的成本。
【专利说明】测量装置及无人飞行器
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及检测【技术领域】，尤其涉及测量装置及无人飞行器。
【背景技术】
[0002] 众所周知，激光雷达的是机器人导航和安全应用中重要的传感器设备。一般使用 相位差和时间差进行T0F测距，这种方式具有稳定高，速度快的优点；但是由于需要高精度 的特殊硬件，因此测量的成本较高。
[0003] 上述内容仅用于辅助理解本实用新型的技术方案，并不代表承认上述内容是现有 技术。 实用新型内容
[0004] 本实用新型的主要目的在于提供一种具有相同发明构思测量装置及无人飞行器， 旨在降低测量的成本。
[0005] 为了实现上述目的，本实用新型提供的测量装置，包括基座、旋转座、控制所述基 座与所述旋转座转动的驱动装置、设于旋转座上的距离检测装置、测量所述距离检测装置 当前所处位置信息的方位检测装置、与所述距离检测装置及方位检测装置电连接的位置信 息分析器；所述基座与所述旋转座转动连接；所述距离检测装置与所述旋转座固定连接， 以测量障碍物相对于第一预置基点和第二预置基点的距离信息；所述位置信息分析器根据 所述障碍物相对于第一预置基点和第二预置基点的距离信息获得所述测量装置相对于所 述障碍物的实际距离。
[0006] 优选地，所述基座以其相对于所述旋转座旋转的旋转中心为圆心的同一圆周上设 有光栅结构，所述方位检测装置对应所述光栅结构设置，且与所述旋转座固定连接。
[0007] 优选地，所述光栅结构包括由所述基座向所述旋转座延伸的若干凸块，所述若干 凸块相互间隔设置，且均匀分布于同一圆周上。
[0008] 优选地，所述方位检测装置包括光电对管。
[0009] 优选地，所述测量装置还包括转动轴、轴承、上述基座设有用于容置所述轴承的容 置腔，所述轴承过盈连接于所述容置腔内；所述转动轴穿过所述轴承、且与所述轴承固定连 接；所述转动轴通过所述轴承与所述基座转动连接，所述转动轴与所述旋转座固定连接。 [0010] 优选地，所述驱动装置包括电机、第一转轮、第二转轮和皮带；所述电机与所述旋 转座固定连接；所述第一转轮与所述电机的转轴固定连接；所述第二转轮与所述基座固定 连接；所述皮带套设于所述第一转轮和第二转轮上，以带动所述第一转轮与第二转轮同步 转动。
[0011] 优选地，所述测量装置还包括导电滑环，所述导电滑环位于所述基座的旋转轴处， 包括第一滑环和第二滑环，所述第一滑环与外部电源装置电连接；所述第二滑环与所述旋 转座固定连接，且所述第二滑环与所述位置信息分析器电连接。
[0012] 优选地，所述距离检测装置包括相隔预置距离设置于所述旋转座上的激光发生器 和图像传感器，且所述激光发生器发出的激光位于所述图像传感器获取图像信息的区域 内。
[0013] 优选地，所述图像传感器为T0F传感器。
[0014] 本实用新型进一步提供的无人飞行器包括测量装置，所述测量装置包括基座、旋 转座、控制所述基座与所述旋转座转动的驱动装置、设于旋转座上的距离检测装置、测量所 述距离检测装置当前所处位置信息的方位检测装置、与所述距离检测装置及方位检测装置 电连接的位置信息分析器；所述基座与所述旋转座转动连接；所述距离检测装置与所述旋 转座固定连接，以测量障碍物相对于第一预置基点和第二预置基点的距离信息；所述位置 信息分析器根据所述障碍物相对于第一预置基点和第二预置基点的距离信息获得所述测 量装置相对于所述障碍物的实际距离。
[0015] 本实用新型通过设置距离检测装置测量障碍物相对于第一预置基点和第二预置 基点的距离信息，并通过位置信息分析器根据障碍物相对于第一预置基点和第二预置基点 的距离信息获得障碍物与测量装置的实际距离，从而实现了三角测距；同时设置方位检测 装置检测距离检测装置当前所处位置信息确定障碍物相对于测量装置的方位信息。因此本 实用新型提供的测量装置实现了对障碍物的定位，相当于现有技术通过相位差和时间差进 行T0F测距，本实用新型降低了测量的成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0016] 图1为本实用新型测量装置一实施例一角度的结构示意图；
[0017] 图2为本实用新型测量装置一实施例另一角度的结构示意图；
[0018] 图3为本实用新型测量装置一实施例的检测原理示意图；
[0019] 图4为本实用新型测量装置一实施例的爆炸结构示意图；
[0020] 图5为图4中第二转轮的结构示意。
[0021] 本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
【具体实施方式】
[0022] 应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本 实用新型。
[0023] 本实用新型提供一种测量装置，参照图1至图5,在一实施例中，该测量装置包括 基座10、旋转座20、控制所述基座10与所述旋转座20转动的驱动装置30、设于旋转座上的 距离检测装置40、测量所述距离检测装置40当前所处位置信息的方位检测装置50、与所述 距离检测装置40及方位检测装置50电连接的位置信息分析器100 ;所述基座10与所述旋 转座20转动连接；所述距离检测装置40与所述旋转座20固定连接，以测量障碍物A相对 于第一预置基点B和第二预置基点C的距离信息；所述位置信息分析器100根据所述障碍 物A相对于第一预置基点B和第二预置基点C的距离信息获得所述测量装置相对于所述障 碍物A的实际距离。
[0024] 本实施例中，上述距离检测装置40用于获取障碍物A相对于距离检测装置40中 第一预置基点B和第二预置基点C的距离信息，位置信息分析器100根据障碍物A相对于 距离检测装置40中第一预置基点B和第二预置基点C的距离信息、以及第一预置基点B和 第二预置基点C之间的距离即可计算获得障碍物A与测量装置的实际距离（该实际距离为 障碍物A到第一预置基点B和第二预置基点C所在连线的垂直距离），从而实现了三角测 距；上述方位检测装置50用于检测旋转座20相对于基座10旋转的角度信息，通过该角度 信息反应距离检测装置40在旋转座20上位置，从而确定障碍物A相对于测量装置的方位 信息。上述位置信息分析器100可以为一图形处理芯片及附属电路。
[0025] 本实用新型通过设置距离检测装置40测量障碍物A相对于第一预置基点B和第 二预置基点C的距离信息，并通过位置信息分析器100根据障碍物A相对于第一预置基点B 和第二预置基点C的距离信息获得障碍物A与测量装置的实际距离，从而实现了三角测距； 同时设置方位检测装置50检测距离检测装置40当前所处位置信息确定障碍物A相对于测 量装置的方位信息。因此本实用新型提供的测量装置实现了对障碍物A的定位，相当于现 有技术通过相位差和时间差进行T0F测距，本实用新型降低了测量的成本。
[0026] 具体地，上述基座10以其相对于所述旋转座20旋转的旋转中心为圆心的同一圆 周上设有光栅结构，所述方位检测装置50对应所述光栅结构设置，用于根据所述光栅结构 检测所述距离检测装置40当前所处位置信息，所述方位检测装置50与所述旋转座20固定 连接。
[0027] 本实施例中，上述光栅结构的具体形状可根据实际需要进行设置，本实施例中，上 述光栅结构包括由所述基座10向所述旋转座20延伸的若干凸块11，所述若干凸块11相互 间隔设置，且均匀分布于同一圆周上。在其他实施例中，所述若干凸块11也可根据需求而 任意设置于同一圆周上，并非一定要均匀分布。
[0028] 具体地，上述凸块的形状和大小、以及相邻两凸块之间的间隙均可根据实际需要 进行设置，在此不作进一步地限定。例如上述凸块11呈方形设置。
[0029] 上述方位检测装置50的结构可根据实际需要进行设置，本实施例中上述方位检 测装置50包括光电对管。
[0030] 具体地，该光电对管的发射管可设置在若干凸块11围合的圆内，接收管设置在若 干凸块11围合的圆外，且接收管和发射管正对设置。当凸块11位于光电对管中间时，接收 管将无法正常接收到发射管发射的光电信号；当相邻两凸块11的间隙位于光电对管中间 时，接收管正常接收发射管发射的光电信号。通过设置距离检测装置40的初始位置，在驱 动装置30控制旋转座20相对基座10旋转的过程中，通过统计接收管正常接收发射管发射 的光电信号的次数，确定距离检测装置40当前所处的位置。
[0031] 具体地，所述基座10与所述旋转座20固定连接，其具体连接方式可根据实际需要 进行设置，本实施例中，采用以下方式实现基座10与所述旋转座的20固定：
[0032] 本实施例中，上述测量装置还包括转动轴60、轴承70、上述基座10设有用于容置 所述轴承70的容置腔12,所述轴承70过盈连接于所述容置腔12内；所述转动轴60穿过所 述轴承70、且与所述轴承70固定连接；所述转动轴60通过所述轴承70与所述基座10转 动连接，所述转动轴60与所述旋转座20固定连接。
[0033] 具体地，所述旋转座20包括主控制电路板21和与所述主控制电路板21固定连接 的固定支架22 ;所述主控制电路板21设于所述轴承70与所述固定支架22之间，且所述主 控制电路板21上设有与所述转动轴60适配的第一通孔211 ;所述固定支架22上设有与所 述转动轴60适配的安装孔221，所述转动轴穿过所述第一通孔211位于所述安装孔221内， 并通过一螺钉与所述固定支架22固定连接。
[0034] 应当说明的是，上述轴承70的数量可根据实际需要进行设置，本实施例中，该轴 承70优选为两个，且分别设置于上述容置腔12的两端，则轴承70包括位于容置腔12靠近 固定支架22 -端的第一轴承71和位于容置腔12远离固定支架22 -端的第二轴承72,具 体地，上述主控制电路板21位于第一轴承71与固定支架22之间；上述主控制电路板21和 固定支架22可通过螺钉进行固定连接。上述位置信息分析器100可设于所述主控制电路 板21上，上述光电对管可焊接固定于所述主控制电路板21上。
[0035] 进一步地，上述轴承70与固定支架22之间设有垫圈80,所述垫圈80设有与所述 转动轴60适配的第三通孔81，所述垫圈80的一端与所述轴承70抵接，另一端穿过所述第 一通孔211与所述固定支架22抵接。由于设置了垫圈80,从而限制了固定支架22与基座 10之间的距离，防止了因固定支架22与基座10之间的距离过小，导致主控制电路板21与 基座10直接接触，而在旋转的过程中，损坏主控制电路板21。
[0036] 进一步地，上述驱动装置30包括电机31、第一转轮32、第二转轮33和皮带34 ;所 述电机31与所述旋转座20固定连接；所述第一转轮32与所述电机31的转轴固定连接；所 述第二转轮33与所述基座10固定连接；所述皮带34套设于所述第一转轮32和第二转轮 33上，以带动所述第一转轮32与第二转轮33同步转动。
[0037] 具体地，电机31与所述旋转座20固定连接，例如可在上述固定支架22上设置一 用于容置电机31的容置环222,将电机31设于容置环22内，并通过螺钉将电机31与容置 环222固定连接。所述第二转轮33与所述基座10固定连接，例如可在第二转轮33上设有 若干第二通孔331和一与上述容置腔12适配的第四通孔332,在基座10对应第二通孔331 的位置设置螺纹孔；通过将第四通孔332套设于容置腔12靠近固定支架22 -端的外壁上， 然后通过螺钉穿过第二通孔331与螺纹孔配合，将第二转轮33与基座10固定连接。上述 第一转轮32和第二转轮33的半径可根据实际需要进行设置，本实施例中，为了精准控制， 有效地上述第一转轮的半径小于第二转轮的半径。
[0038] 进一步地，所述测量装置还包括导电滑环90,所述导电滑环90位于所述基座10的 旋转轴处。所述电滑环90包括第一滑环91和第二滑环92,所述第一滑环91与外部电源装 置电连接；所述第二滑环92与所述旋转座20固定连接，且所述第二滑环92与所述位置信 息分析器100电连接。
[0039] 本实施例中，上述转动轴60相当于基座10的旋转轴，该转动轴60远离上述固定 支架22的一端向内凹陷有固定孔，上述第二滑环92设有与所述固定孔适配的固定部921， 所述固定部921设于所述固定孔内，且与所述固定孔卡合固定连接。应当说明的是，上述导 电滑环90用于供外界电源传输给测量装置，同时将测量装置检测的数据传输到外部的枢 纽。通过第一滑环91和第二滑环92可有效实现对距离检测装置40和所述方位检测装置 50的供电需求，同时满足了距离检测装置40和所述方位检测装置50与外界的电信号传输。 此外还能够完全适应小型无人飞行器全方位移动的机动性所需要的信息量。
[0040] 应当说明的是，上述距离检测装置40包括相隔预置距离设置于所述旋转座20上 的激光发生器41和图像传感器42,且所述激光发生器41发出的激光位于所述图像传感器 42获取图像信息的区域内。
[0041] 具体地，上述激光发生器41和图像传感器42均与旋转座20固定连接，通过调整 激光发生器41发射头的位置，使得激光发生器41发出的激光落入图像传感器42获取图像 信息的区域。工作时，通过图像传感器42获取激光发生器41入射到障碍物A形成的光斑 的图像信息，并由位置信息分析器100根据该图像信息分析获得该障碍物A相对与第一预 置基点B和第二预置基点C的距离信息。应当说明的是，上述第一预置基点B为激光发生 器41的激光头所在位置；上述图像传感器42可以为一相机，上述第二预置基点C为镜头所 在位置。
[0042] 应当说明的是，上述图像传感器42的结构可根据实际需要进行设置，本实施例 中，优选地上述图像传感器42为T0F传感器，从而可实现三维信息的获取。
[0043] 本实用新型还提供一种无人飞行器，该无人飞行器包括测量装置，该测量装置的 结构可参照上述实施例，在此不再赘述。理所应当地，由于本实施例的无人飞行器采用了上 述测量装置的技术方案，因此该无人飞行器具有上述测量装置所有的有益效果。
[0044] 以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是 利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在 其他相关的【技术领域】，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
【权利要求】
1. 一种测量装置，其特征在于，包括基座、旋转座、控制所述基座与所述旋转座转动的 驱动装置、设于旋转座上的距离检测装置、测量所述距离检测装置当前所处位置信息的方 位检测装置、与所述距离检测装置及方位检测装置电连接的位置信息分析器；所述基座与 所述旋转座转动连接；所述距离检测装置与所述旋转座固定连接，以测量障碍物相对于第 一预置基点和第二预置基点的距离信息；所述位置信息分析器根据所述障碍物相对于第一 预置基点和第二预置基点的距离信息获得所述测量装置相对于所述障碍物的实际距离。
2. 如权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述基座以其相对于所述旋转座旋转 的旋转中心为圆心的同一圆周上设有光栅结构，所述方位检测装置对应所述光栅结构设 置，且与所述旋转座固定连接。
3. 如权利要求2所述的测量装置，其特征在于，所述光栅结构包括由所述基座向所述 旋转座延伸的若干凸块，所述若干凸块相互间隔设置，且分布于同一圆周上。
4. 如权利要求3所述的测量装置，其特征在于，所述方位检测装置包括光电对管。
5. 如权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述测量装置还包括转动轴、轴承、上 述基座设有用于容置所述轴承的容置腔，所述轴承过盈连接于所述容置腔内；所述转动轴 穿过所述轴承、且与所述轴承固定连接；所述转动轴通过所述轴承与所述基座转动连接，所 述转动轴与所述旋转座固定连接。
6. 如权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述驱动装置包括电机、第一转轮、第 二转轮和皮带；所述电机与所述旋转座固定连接；所述第一转轮与所述电机的转轴固定连 接；所述第二转轮与所述基座固定连接；所述皮带套设于所述第一转轮和第二转轮上，以 带动所述第一转轮与第二转轮同步转动。
7. 如权利要求1所述的测量装置，其特征在于，还包括导电滑环，所述导电滑环位于所 述基座的旋转轴处，包括第一滑环和第二滑环，所述第一滑环与外部电源装置电连接；所述 第二滑环与所述旋转座固定连接，且所述第二滑环与所述位置信息分析器电连接。
8. 如权利要求1至7中任一项所述的测量装置，其特征在于，所述距离检测装置包括相 隔预置距离设置于所述旋转座上的激光发生器和图像传感器，且所述激光发生器发出的激 光位于所述图像传感器获取图像信息的区域内。
9. 如权利要求8所述的测量装置，其特征在于，所述图像传感器为TOF传感器。
10. -种无人飞行器，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的测量装置。
【文档编号】G01C3/10GK203848821SQ201420212969
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年4月28日 优先权日:2014年4月28日
【发明者】孟保禄, 周谷越, 莫维宇, 袁栋梁 申请人:深圳市大疆创新科技有限公司