光学外罩及激光雷达传感器的制作方法

本实用新型涉及激光测距领域，尤其涉及了光学外罩及激光雷达传感器。

背景技术：

在现有的旋转激光测距装置领域，现有的带光学防护外罩的激光传感器基于光学和结构原理的限制，基本都是用轴承固定一侧旋转工作台，或上方，或下方，从而实现旋转测距的目的。由于这类测距装置是用防护罩用来防尘防水的，这就带来了一个光学调试前后与装配罩前后的光学精度方面的误差，这种装配误差对长距离的量程表现更为明显，也就是不带罩光学参数先调试好了，再加罩后光学装配效果就会产生多种位置变化的误差，而且由于单端面轴承固定/限位轴承的另一端摆动会带来由于整个产品寿命周期长(3年-5年)，产品整机多数用于防碰撞、辅助驾驶等场合(比如AGV,扫地机，服务机器人，汽车等)，不可避免周而复始高强度振动工作，对旋转激光测距装置的磨损还是比较明显的，尤其是产品中、后使用周期更显著，直接的表现是激光测距装置抖动加大，测距精度下降，测距数据报错，加速产品缩短使用寿命直至报废等。

在现有的带防护外罩领域，现有的技术主要有以下几种类型：一种是发射、接收窗口分开两个零件，这种方式的缺点是零件多，防尘、防水不可靠，发射、接收窗口其装配精度作为一个光学零件对测距精度影响较大，激光测距装置尺寸要求较大；一种是发射、接收窗口合二为一，做成一体式直身窗口，中间用使用较厚的隔光片相对的在窗口内表面接触隔光，这种方式的缺点是光学干扰隔光不容易彻底，或者要求隔光片的厚度尺寸要大。

为了解决上述问题，结合目前需求市场对产品稳定性、小尺寸有更高的要求，本发明提出了一种采用立体结构的多功能机芯机构，以及一种防光学干扰的光学防护外罩装置。

技术实现要素：

本实用新型针对现有技术中的问题，提供了光学外罩及激光雷达传感器。

为了解决上述技术问题，本实用新型通过下述技术方案得以解决：

光学外罩，其为中空结构且其侧壁为台阶状，相邻两级台阶间为弧形面，其内部设有固定凸台，固定凸台用于固定上定位轴承。

激光雷达传感器，其包括底座、旋转机芯组件，旋转机芯组件的上、下两侧各设有一个定位轴承，两个定位轴承同轴，底座与下侧的定位轴承连接，旋转机芯组件上设有激光测距模块和前文所述的光学外罩，光学外罩将激光测距模块包围，激光测距模块的发射腔与接收腔与光学外罩内壁小间隙配合，光学外罩的底端外壁设有一圈凸台，底座的内壁上设有与凸台配合的凹槽，光学外罩通过其上的凸台伸入凹槽中以固定。

作为优选，旋转机芯组件包括旋转机芯、无刷电机转子模块、无线供电机构、无线光电通信上电路板和无线光电通信下电路板，无刷电机转子模块与旋转机芯连接用于驱动旋转机芯转动，无线光电通信上电路板与底座的无线光电通信下电路板通信连接；无线供电机构一端与底座上的无线光电通信下电路板电连接，另一端与测距主板、无线光电通信上电路板电连接，其用于为激光测距模块供电。

作为优选，旋转机芯与底座间设有一圈光栅结构和与光栅结构配合的光电开关，光电开关与光栅结构配合检测旋转速度，光栅结构和光电开关中一者固定于旋转机芯底部，另一者固定于底座上。

作为优选，激光测距模块包括测距发射板、测距接收板、测距主板、激光测距发射模块和激光测距接收模块，测距发射板与测距接收板分别设置于旋转机芯的前后两侧，测距主板设置于旋转机芯的左侧，其中测距主板，测距发射板与测距接收板的位置可互换，激光测距发射模块、激光测距接收模块分别设置于发射腔与接收腔内。

作为优选，激光测距发射模块与激光测距接收模块间设有用于水平折返90 度光路的折返机构，折返机构包括调节滑块和反光镜，反光镜固定于调节滑块上,反光镜为45度角反光镜或45度角棱镜。

作为优选，无刷电机转子模块包括导磁圈与永磁体贴片或一体化磁钢；底座上安装有定子模块，定子模块由定子铁芯和线圈组成。

作为优选，无线供电机构设置于底座和旋转机芯间，无线供电机构为上下结构罐型磁芯变压器供电或内外骨架线圈式变压器供电。

本实用新型由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：本实用新型通过在旋转机芯上下设置两个同轴的定位轴承，保证了光学外罩与旋转机芯的配合的高精度及稳定性，提高并稳定了产品的测距精度；激光测距模块的各部分合理的固定于旋转机芯上，发射、接收光路可以通过相应的反光镜调节滑块精准调节，整合后占用空间小，大大降低了整体的体积；为减少光学干扰，通过设计激光测距模块的发射腔与接收腔与光学外罩内壁小间隙配合及光学外罩设计台阶消除杂光对接收测距模块的干扰；为了达到集成小尺寸的目的，将各个功能模块整合到旋转机芯，实现机芯机构的光学指标良率高与一致性好、小型化、轻量化、成本低的目的。

附图说明

图1是本实用新型的剖视图。

图2是本实用新型去除光学外罩的结构示意图。

图3是本实用新型的局部放大图。

图4是本实用新型的直角剖视图。

图5是本实用新型的产品外观图。

附图中各数字标号所指代的部位名称如下：1—光学外罩、2—底座、3—旋转机芯组件、4—激光测距模块、5—上定位轴承、6—下定位轴承、7—无线供电机构、8—无线光电通信上电路板、9—无线光电通信下电路板、10—装饰板、 11—配重块、12—测距主板、13—测距发射板、14—测距接收板、15—光栅结构、16—光电开关、17—无刷电机定子模块、18—无刷电机转子模块。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步详细描述。

实施例

光学外罩，如图5所示，其为中空结构且其侧壁为台阶状，相邻两级台阶间为弧形面，其内部设有固定凸台，固定凸台用于固定上定位轴承，固定凸台为实心凸台或环形凸台。其中光学外罩1可以为取其部分角度，不限于整圆部件。

激光雷达传感器，如图1-图5所示，其包括底座2、旋转机芯组件3，旋转机芯组件3的上、下两侧各设有一个定位轴承5,6，两个定位轴承5,6同轴，底座2与下侧的定位轴承6连接，旋转机芯组件3上设有激光测距模块4和前文所述的光学外罩1，光学外罩1将激光测距模块4包围，激光测距模块4的发射腔与接收腔与光学外罩1内壁小间隙配合，光学外罩1的底端外壁设有一圈凸台，底座2的内壁上设有与凸台配合的凹槽，光学外罩1通过其上的凸台伸入凹槽中以固定。

旋转机芯组件3包括旋转机芯、无刷电机转子模块18、无线供电机构7、无线光电通信上电路板8和无线光电通信下电路板9，无刷电机转子模块18与旋转机芯连接用于驱动旋转机芯转动，无线光电通信上电路板8与底座的无线光电通信下电路板9通信连接；无线供电机构7一端与底座2上的无线光电通信下电路板9电连接，另一端与测距主板12、无线光电通信上电路板8电连接，其用于为激光测距模块4供电。

旋转机芯与底座2间设有一圈光栅结构15和与光栅结构15配合的光电开关16，光电开关16与光栅结构15配合检测旋转速度，光栅结构15和光电开关 16中一者固定于旋转机芯底部，另一者固定于底座2上。

激光测距模块4包括测距发射板13、测距接收板14、测距主板12、激光测距发射模块和激光测距接收模块，测距发射板13与测距接收板14分别设置于旋转机芯的前后两侧，测距主板12设置于旋转机芯的左侧，其中测距主板12，测距发射板13与测距接收板14的位置可互换，激光测距发射模块、激光测距接收模块分别设置于发射腔与接收腔内。

激光测距发射模块与激光测距接收模块间设有用于水平折返90度光路的折返机构，折返机构包括调节滑块和反光镜，反光镜固定于调节滑块上,反光镜为 45度角反光镜或45度角棱镜。

无刷电机转子模块18包括导磁圈与永磁体贴片或一体化磁钢；底座2上安装有定子模块17，定子模块17由定子铁芯和线圈组成。

无线供电机构7设置于底座2和旋转机芯间，无线供电机构7为上下结构罐型磁芯变压器供电或内外骨架线圈式变压器供电。

总之，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本实用新型专利的涵盖范围。