激光雷达的平衡安装装置、无人机、激光雷达系统及方法与流程

1.本公开属于探测技术领域，尤其涉及激光雷达的平衡安装装置、无人机、激光雷达系统及方法。


背景技术：

2.本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
3.机载激光雷达测量作为一种新兴的空间对地观测技术，现有的激光雷达直接安装在监测设备上，例如安装在无人机上，无人机飞行过程中容易出现倾斜，导致安装在无人机上的激光雷达出现倾斜，所有的惯性导航系统都存在误差。
4.发明人在研究中发现，目前虽然存在相关激光雷达的平衡安装装置，但是由于该装置的安装稳定性不够容易导致整体设备容易故障，例如现有技术专利号为cn201920240556.6的一种无人机上激光雷达的安装机构，存在的问题是：
5.连接架整体在第一驱动电机的一侧，长时间使用条件下，整体安装机构的重心逐渐偏移，使得整体机构检测出现偏差，使激光雷达射出的激光光束无法垂直于地面。
6.整体安装机构的重心逐渐偏移会对第一驱动电机的输出轴轴向有轴侧的偏向拉力，损伤第一驱动电机的使用寿命，造成安装机构故障率较高。


技术实现要素：

7.为克服上述现有技术的不足，本公开提供了一种激光雷达的平衡安装装置，能够保证整体的重心不会偏移，提高激光雷达检测的正确率，降低误差。
8.为实现上述目的，本公开的一个或多个实施例提供了如下技术方案：
9.第一方面，公开了一种激光雷达的平衡安装装置，包括：
10.安装座、设置在安装座内的第一驱动电机及连接杆；
11.所述安装座固定在连接杆上，所述连接杆上设置有套在第一驱动电机输出轴外围的框体结构，所述框体结构内侧位于垂直连接杆长度方向上的两个侧面均设置有限位板；
12.所述第一驱动电机的输出轴轴线垂直于框体结构所在平面且第一驱动电机的输出轴上套设有限位箍；
13.所述限位箍上设置有插接在两个侧面上的限位板之间的联动板。
14.进一步的技术方案，还包括转动安装在连接杆上的外框和与外框内侧转动连接的内框，所述连接杆上设置有用于驱动外框转动的第二驱动电机，所述连接杆的外侧设置有用于驱动内框转动的第三驱动电机。
15.第二方面，公开了一种激光雷达的平衡安装装置的工作方法，包括：
16.通过第一驱动电机启动，带动限位箍旋转，继而带动联动板旋转，从而推动限位板带动连接杆整体旋转，以实现平衡安装装置带动激光雷达绕竖直轴线旋转。
17.还包括：第二驱动电机能够驱动激光雷达水平旋转，第三驱动电机驱动激光雷达
水平翻转，实现了整体的重心不会偏移。
18.第三方面，公开了一种无人机，所述激光雷达的平衡安装装置固定在无人机上，激光雷达安装在平衡安装装置上。
19.第四方面，公开了激光雷达系统，包括所述的无人机及激光雷达，无人机至少固定一个平衡安装装置，平衡安装装置上固定有激光雷达，激光雷达设备的两侧分别设有固定磁石，同时，激光雷达设备上设有与供电插座相匹配的供电插头，供电插头的外围也设有一圈供电磁石。
20.以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：
21.本发明提出了一种激光雷达平衡安装装置，解决了整体安装机构的重心逐渐偏移会对第一驱动电机的输出轴轴向有轴侧的偏向拉力，通过第一驱动电机启动，带动限位箍旋转，带动联动板旋转，从而推着限位板带动连接杆整体旋转，最终实现平衡安装装置带动激光雷达绕竖直轴线旋转，第二驱动电机能够驱动激光雷达水平旋转，第三驱动电机驱动激光雷达水平翻转，实现了整体的重心不会偏移，提高了激光雷达检测的正确率，降低了误差。
22.本公开技术方案水平矩形框的限位板和联动板的配合，能够避免的重心偏移的情况下，不会对第一驱动电机的输出轴有偏向压力，提高第一驱动电机的使用寿命，降低安装装置故障率，本公开技术方案能够保证整体的重心不会偏移，提高激光雷达检测的正确率，降低误差。
23.本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
24.构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。
25.图1是本公开实施例子的立体结构示意图；
26.图2是本公开实施例子的仰视立体结构示意图；
27.图3是本公开实施例子的侧视立体结构示意图；
28.图4是本公开实施例子的俯视图；
29.图5是本公开实施例子图4沿a-a线的剖视图；
30.图6是本公开实施例子连接杆与安装座的立体结构示意图；
31.图7是本公开实施例子连接杆和外框的立体结构示意图；
32.图中，1安装座，2第一驱动电机，3连接杆，31水平截段，32竖直截段，33水平矩形框，34限位箍，35限位板，36联动板，37第二驱动电机，38第三驱动电机，4圆环形滑道，5第一圆环形滑块，6第二圆环形滑块，7第三圆环形滑块，8第一辊轮，9第二辊轮，10稳定杆，11旋转轴，12外框，13内框，14激光雷达，15避让槽，16配重块，17丝杆。
具体实施方式
33.应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常
理解的相同含义。
34.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
35.在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
36.实施例子一
37.本实施例公开了一种激光雷达的平衡安装装置，参见附图1所示，包括有能够固定在无人机上的安装座1和设置在安装座内的第一驱动电机2，所述平衡安装装置还包括有l形的连接杆3、转动安装在连接杆上的外框12和与外框内侧转动连接的内框13，所述l形的连接杆上设置有用于驱动外框转动的第二驱动电机，所述l形连接杆的外侧设置有用于驱动内框转动的第三驱动电机。
38.参见附图5、6所示，连接杆竖直设置且由水平截段31和竖直截段32一体成型组成，所述水平截段与安装座的底部转动连接，所述水平截段的中段一体成型有套在第一驱动电机输出轴外围的水平矩形框33，所述水平矩形框内侧位于垂直水平截段长度方向上的两个侧面均设置有两个间隔且相互平行的限位板35，所述第一驱动电机的输出轴轴线垂直于矩形框所在平面且第一驱动电机的输出轴上套设有限位箍34，所述限位箍上设置有两个分别插接在两个侧面上的两个限位板之间的联动板36。
39.具体工作时，第一驱动电机启动，带动限位箍旋转，带动联动板旋转，从而推着限位板带动连接杆整体旋转，最终实现平衡安装装置带动激光雷达14绕竖直轴线旋转，第二驱动电机37能够驱动激光雷达水平旋转，第三驱动电机38驱动激光雷达水平翻转，能够保证整体的重心不会偏移，提高激光雷达检测的正确率，降低误差；水平矩形框的限位板和联动板的配合，能够避免的重心偏移的情况下，不会对第一驱动电机的输出轴有偏向压力，提高第一驱动电机的使用寿命，降低安装装置故障率。
40.具体实施例子中，安装座的底部设置有圆环形滑道4，所述圆环形滑道上滑动配合有第一圆环形滑块5，所述水平截段固定在第一圆环形滑块上，所述第一驱动电机的输出轴轴线与第二驱动电机的输出轴轴线垂直，所述第二驱动电机的输出轴轴线与第三驱动电机的输出轴轴线垂直。在该实施例子中，水平截段经过第一圆环形滑块的中心与水平截段与第一圆环形滑块的两个弧段固定连接，提高平衡安装装置的稳定性。
41.参见附图2所示，具体实施例子中，水平截段远离竖直截段的一段设置有配重组件，所述水平截段设置有用于避让配重组件的避让槽15，所述配重组件包括有沿着水平截段的长度方向转动安装在避让槽内的丝杆17和与丝杆螺纹连接的配重块16，旋转丝杆，调整配重块的位置，以用来调整第一驱动电机的输出轴两侧的重心，保证整体重心在第一驱动电机的输出轴轴线上。
42.参见附图3、7所示，具体实施例子中，第二驱动电机安装在竖直截段的底端，所述外框外侧中点设置有第二圆环形滑块6，所述竖直截段靠近外框的位置设置有若干个与第二圆环形滑块转动连接的第一辊轮，所述第二圆环形滑块套在第二驱动电机输出轴的外围，所述通过第二圆环形滑块和第一辊轮8的滑动配合，降低第二驱动电机输出轴上负载，保证外框旋转的稳定性，同时提高第二驱动电机的使用寿命，降低整体的故障率。
43.外框和内框均为u形结构，所述内框的两端分别通过旋转轴与外框的两端转动连接，所述第三驱动电机固定在外框上且第三驱动电机的输出轴与旋转轴11固定连接，提高内框旋转的稳定性。
44.参见附图4所示，外框两端内均绕旋转轴等角度差设置有若干个第二辊轮，所述内框的两端均设置有与对应的第二辊轮滑动连接的第三圆环形滑块7，通过第三圆环形滑块和第二辊轮9的滑动配合，降低第三驱动电机输出轴上负载，保证内框旋转的稳定性，同时提高第三驱动电机的使用寿命，降低整体的故障率。
45.另外，水平截段与竖直截段相互靠近的一端斜撑有稳定杆10，避免连接杆长时间拉着激光雷达，而导致连接杆变形。
46.实施例二
47.该实施例子公开了一种激光雷达的平衡安装装置的工作方法，包括：
48.通过第一驱动电机启动，带动限位箍旋转，继而带动联动板旋转，从而推动限位板带动连接杆整体旋转，以实现平衡安装装置带动激光雷达绕竖直轴线旋转。
49.还包括：第二驱动电机能够驱动激光雷达水平旋转，第三驱动电机驱动激光雷达水平翻转，实现了整体的重心不会偏移。
50.实施例子三
51.该实施例子公开了一种无人机，包括：无人机本体和平衡安装装置，激光雷达的平衡安装装置固定在无人机上，激光雷达安装在平衡安装装置上。
52.作为一种可选的实施方式，无人机本体的底部设有飞行支架，飞行支架设有两个，两个飞行支架安装在无人机本体的两侧，通过设置的飞行支架对无人机本体进行支撑，在起飞的时候能够通过飞行支架将无人机整体平稳的放置在地面上，更加便于无人机的起飞，同时，通过设置的飞行支架能够防止无人机本体在飞行过程底部与地面或者障碍物产生撞击导致平衡安装装置上的设备损坏。
53.当然，在具体实施时，上述激光雷达的平衡安装装置还可以安装在其他相关的监测设备上，该监测设备安装有激光雷达的平衡安装装置，利用激光雷达进行相关数据的采集。
54.实施例子四
55.该实施例子公开了激光雷达系统，包括无人机及激光雷达，无人机至少固定一个平衡安装装置，平衡安装装置上固定有激光雷达，激光雷达设备的两侧分别设有固定磁石，同时，激光雷达设备上设有与供电插座相匹配的供电插头，供电插头的外围也设有一圈供电磁石。
56.激光雷达设备上的固定磁石以及供电磁石的设置位置与平衡安装装置上的固定磁石以及供电磁石的设置位置是相对应的；通过两个固定磁石之间的吸附配合，能够对激光雷设备达进行固定，通过两个供电磁石的吸附配合，能够在实现对激光雷达设备进行固定的同时，使供电插头顺利插入供电插座中。
57.以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。
58.上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范
围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。