一种激光雷达设备的制作方法

本实用新型涉及光学探测技术领域，尤其涉及激光多普勒效应探测设备。

背景技术：

激光雷达，是以发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统。其工作原理是向目标发射探测信号(激光束),然后将接收到的从目标反射回来的回波信号与发射的探测信号进行比较,作适当处理后,就可获得目标的有关信息,如目标距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数；它由激光发射机、光学接收机和信息处理系统等组成，激光器将电脉冲变成光脉冲发射出去，光接收机再把从目标反射回来的光脉冲还原成电脉冲，送到显示器。

现有的激光雷达通常内部结构复杂，总体散热性能欠佳，维修和保养难度高。如图11所示，现有激光雷达设备内部通常包括多层，例如具有两层的散热板，各器件或模块分别固定在两层散热板上，光学收发镜头固定在顶面中心位置。这种结构具有如下缺点：1、散热不利，能耗高。由于多层散热板的设计，内部空间几乎被充满，空气流通不畅，整体的散热效果非常不好，设备能耗高，保养成本高。2、维修保养复杂。为了实现能够对所有模块的维修，设备一般只能是在箱体多个侧面开门，从而使维修人员便于接触到各个模块。即便如此仍然存在内部模块间线路布置杂乱，光纤与电线交错，部分模块不便拆卸等情况，给维修增加了难度。3、整体笨重。设备内部除必要器件外，设置的多层散热板增加了设备重量，而且内部空间拥挤，整体无法进一步实现小型化设计。

基于以上原因，本实用新型旨在提供一种散热性能良好、功耗低、维修方便、整体更轻便的激光雷达设备内部结构。

技术实现要素：

本实用新型提供一种激光雷达设备，以解决内部结构复杂，散热性能欠佳的问题。为了实现上述目标，本实用新型采用如下技术方案:

一种激光雷达设备，包括箱体1，所述箱体1的一侧为可打开的箱门4，所述箱体1内部包括光学收发模块5、电源模块6、计算机模块8、源探集成模块9和散热板13，所述光学收发模块5固定在远离所述箱门4的箱体顶壁位置处，所述箱体1的顶壁上还设有一光学窗口10，所述光学收发模块5与所述光学窗口10的位置对应，以确保光束可经光学窗口10进入光学收发模块5；所述电源模块6和计算机模块8均固定在靠近箱门4的所述箱体1的侧壁上，所述源探集成模块9固定在散热板13的一表面上，并与散热板13热连接，所述计算机模块8也与所述散热板13热连接，所述散热板13的另一表面上布置有若干散热鳍片14。

优选地，所述光学窗口10为圆形光学窗口。

优选地，还包括擦拭装置2，所述擦拭装置2设置在所述箱体1顶面的外侧，用于保持所述光学窗口10的清洁。所述擦拭装置2优选为雨刷。所述箱体1内部还设置有擦拭驱动7，所述擦拭驱动7固定在箱体1内部与所述擦拭装置2的转轴对应的位置，并与所述擦拭装置2电连接。

优选地，所述箱体1的底部设置有支脚3，所述支脚3为高度可调支脚。

优选地，所述光学窗口10与所述箱体1之间、所述箱门4与所述箱体1之间均设有密封垫，所述箱体1的内壁上还布置有保温棉。

优选地，其特征在于，还包括无线传输模块15，所述无线传输模块15固定在箱体内的侧壁上，并与所述电源模块6电连接。

优选地，所述源探集成模块9包括光源模块91、光学驱动模块92、采集模块93、探测器94。

优选地，所述散热板13水平固定在箱体中部靠下的位置，所述源探集成模块9面向箱体底板，所述散热鳍片14面向箱体顶面。所述散热板13的大小和形状均与所述箱体1的底面基本相同。还包括散热窗11，在所述箱体1靠近光学收发模块5的一侧设置散热窗11a，在所述箱门4上设置有散热窗11b，两散热窗11a、11b分别设置在相对的两侧面上，以确保箱体内部能够实现空气流通。

优选地，所述散热板13靠近所述光学收发模块5的区域呈梯形、长方形、圆形或不规则图形。所述箱体1靠近所述光学收发模块5的侧壁为凸起的圆弧形、圆柱形或不规则凸起。

优选地，所述箱门4上还设置有接线槽12，所述接线槽12包括接线槽小门121、导水槽122和接线板123，其中所述接线槽小门121向外打开，所述导水槽122为设置在所述接线槽12内部的向外凸起，所述接线板123中具有若干接口，包括内部调试接口、网口、电源接口、温湿压口、窗口清洁水泵接口、USB接口。

所述散热板13也可以布置在箱门上，其中所述源探集成模块9面向所述箱体1内部，所述散热鳍片14面向所述箱门4。还包括散热窗11，在所述箱体1靠近光学收发模块5的一侧设置散热窗11a，在所述箱门4上设置有两个散热窗11b、11c，以加强散热板13的散热效果。在箱体1底部设置有接线槽12，所述接线槽12内具有若干接口，包括内部调试接口、网口、电源接口、温湿压口、窗口清洁水泵接口、USB接口。

本实用新型的有益之处在于，本激光雷达设备的器件集成度高，且各功能模块基本布局在箱体四壁上，结构设计合理，内部具有大量空间有助于散热，整体能耗低，而且内部布置的散热板少，结构简单，有效地减小了激光雷达设备的体积和重量；各模块相对集中在靠近箱门的一侧，这样只需在一侧开门就能够方便安装维修。因此本实用新型所述的激光雷达整体能够达到能耗低、重量轻、便于维修和保养的效果。

附图说明

图1是激光雷达设备的立体图。

图2是激光雷达设备的顶面示意图。

图3是激光雷达设备的箱门对侧的正视图。

图4是激光雷达设备的内部结构正视图。

图5是激光雷达设备的内部结构立体图。

图6是激光雷达设备的内部结构剖视图。

图7是散热板一表面的模块安装示意图。

图8是接线槽内部正视图。

图9是实施例二的内部结构正式图。

图10是实施例二的箱门侧正视图。

图11是现有技术的示意图。

图中附图标记的含义：

1-箱体、2-擦拭设备、3-支脚、4-箱门、5-光学收发模块、6-电源模块、7-擦拭驱动、8-计算机模块、9-源探集成模块、91-光源模块、92-光学驱动模块、93-采集模块、94-探测器、10-光学窗口、11-散热窗、12-接线槽、121-接线槽小门、122-导水槽、123-接线板、13-散热板、14-散热鳍片。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作具体的介绍。

一种激光雷达设备，包括箱体1，所述箱体1的一侧为可打开的箱门4，所述箱体1内部包括光学收发模块5、电源模块6、计算机模块8、源探集成模块9和散热板13，所述光学收发模块5固定在远离所述箱门4的箱体顶壁位置处，所述箱体1的顶壁上还设有一光学窗口10，所述光学收发模块5与所述光学窗口10的位置对应，以确保光束可经光学窗口10进入光学收发模块5；所述电源模块6和计算机模块8均固定在靠近箱门4的所述箱体1的侧壁上，所述源探集成模块9固定在散热板13的一表面上，并与散热板13热连接，所述计算机模块8也与所述散热板13热连接，所述散热板13的另一表面上布置有若干散热鳍片14。

实施例1

如图1所示，箱体1的一侧面为半圆柱形结构，与之相对的另一侧为方形结构，其中光学窗口10布置在顶面靠近半圆柱形的一侧；箱门4设置在箱体1的方形侧，其中在所述箱门4上设置有散热窗11b以及接线槽12，箱体1底部具有支脚3。箱体的顶面视图如图2所示，擦拭装置2为能够实现对光学窗口10清洁的装置，优选为雨刷。光学窗口10为圆形光学窗口。所述光学窗口10和所述箱体1之间设有密封垫。靠近光学窗口10的侧面正视图如图3所示，在该侧面上还布置有散热窗11a。

打开箱门4后箱体1的内部结构如图4所示，箱体1内部设置有光学收发模块5、电源模块6、擦拭驱动模块7、计算机模块8、源探集成模块9和无线传输模块(图中未示)。其中光学收发模块5布置在与所述光学窗口10对应的箱体1内部，即靠近半圆柱形侧的一端，以确保光束能够通过所述光学窗口10进行收发。源探集成模块9布置在箱体内部靠近箱门4的底部，固定在散热板13上；源探集成模块9与散热板13的一面热连接，散热板13的另一面设置有若干散热鳍片14，散热鳍片14朝向箱体内部空间。散热板13为一整块，基本与箱体底面大小相同，与底面平行地固定在箱体的中下部。源探集成模块9与光学收发模块5采用光纤连接。电源模块6、擦拭驱动模块7、计算机模块8和无线传输模块均固定在箱体内部两侧的侧壁上，优选地布置在靠近箱门4的一侧。其中计算机模块8的一侧与散热板13搭接，以实现与所述散热板13热连接，且计算机模块8与所述源探集成模块9电连接。电源模块6与计算机模块8、源探集成模块9、擦拭驱动模块7及无线传输模块均电连接，擦拭驱动模块7与擦拭装置2电连接。在半圆柱形侧面中部靠下的位置处还设置有散热窗11a，散热窗11a高度低于光电收发模块5的底部，且基本正对散热鳍片14，由于两散热窗11a、11b设置在相对的两侧上，可以确保箱体内部的空气流通。为了加强散热效果，还可在散热窗上安装风扇，以实现更为有效的散热。

如图5所示，所述箱门4上设置有散热窗11b以及接线槽12，其中接线槽12是一个向内凹的结构。所述计算机模块8、电源模块6、擦拭驱动模块7和无线传输模块都固定在靠近箱门4的一侧，所述光学收发模块5布置在靠近半圆柱形的一侧。由于各模块都固定在箱体内壁上，因此箱体内部具有很宽阔的散热空间，加之整体大散热板和双散热窗的设计，确保了整体的散热性能非常好，设备功耗显著降低；可以在供电不足的地区明显增加有效运行时间，缩短相应的总体测量时间。所述箱门4与所述箱体1之间设有密封垫。另外箱体1的内壁上还布置有保温棉。

为了更清楚地显示内部结构关系，内部结构的剖面图如图6所示，其中光学收发模块5布置在箱体内部的一侧，即图6中偏右侧，源探集成模块9布置在散热板下部，接近箱体底面的位置，而其他模块，例如电源模块6、计算机模块8等都集中在靠近箱门一侧，即图6中偏左侧的侧壁上。两个散热窗11a、11b布置在相对的两侧，其中散热窗11a可以引导气流沿光学收发模块5底面与散热鳍片14之间通过，而散热窗11b可以引导气流穿过整个内部空间，两个散热窗的设置形成了空气的对流，有效带走散热板和内部模块的热量，降低了系统能耗。另外，内壁上的各模块独立设置，且均靠近箱门一侧，因而箱体只需在一侧开门就能便于维修人员接触到各个模块，非常便于维修保养。

源探集成模块9的内部示意图如图7所示，源探集成模块9包括光源模块91、光学驱动模块92、采集模块93、探测器94，各模块间的布局可以根据散热板13的形状等因素灵活摆放，图7仅为其中一种示例。另外为配合激光雷达设备总体结构，散热板13可进行随行设计，如图7中，光源模块91为靠近箱门的一侧，该部分为方形，而散热板的另一端设计为近似梯形的形状，以适应半圆柱形的外部箱体造型。

接线槽12的结构可参照图1、图5、图6和图8所示，接线槽12整体为向内凹的结构，包括接线槽小门121(如图1所示)，内部包括一个向内倾斜的斜面和垂直面，其中导水槽122设置在斜面的顶端部分，接线板123设置在斜面内。打开接线槽小门121的正视图如图8所示，其中接线板123上的接口从左到右依次为内部调试接口、外部上网接口、电源供电接口、温湿压口；窗口清洁水泵接口、USB接口。

实施例2

如图9-10所示，实施例2中激光雷达设备的结构与实施例1基本相同，其与实施例1的最大不同之处在于散热板13的位置，在本实施例中，散热板13固定在箱门4上，散热鳍片朝向箱门4，源探集成模块9朝向箱体内部，如图9所示，箱体内部空间更加开阔。另外为保证散热板13的散热，如图10所示，在箱门4上开设两个散热窗11b和11c，以加强对散热板的散热效果。在本实施例中，接线槽12设置在箱体1的底部(图中未示)，接线槽12内具有若干接口，包括内部调试接口、外部上网接口、电源供电接口、温湿压口；窗口清洁水泵接口、USB接口。

所属领域的普通技术人员应当理解，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。