一种激光雷达的光轴同轴调节装置的制作方法

1.本技术涉及激光雷达的技术领域，尤其涉及一种激光雷达的光轴同轴调节装置。


背景技术：

2.在激光雷达结构设计中，激光器的发射光轴与接收透镜的轴线在光学上的相关位置关系对激光雷达的测距性能及精度性能起到决定性的影响。因激光发射光斑存在与发射镜筒结构的轴线存在随机的角度偏差，导致在工装设计中，不能将激光器的结构轴线作为工装的设计基准，导致在光轴调节工装的设计过程中，选取光轴基准成为了一个比较棘手的问题。


技术实现要素：

3.本技术实施例的目的在于：提供一种激光雷达的光轴同轴调节装置，其能够解决现有技术中存在的上述问题，排除了激光管的结构影响，大大提高了发射光轴与接收透镜轴线之间的位置精度，降低了人为因素在光轴调节中带来的误差。
4.为达上述目的，本技术采用以下技术方案：
5.一方面，提供一种激光雷达的光轴同轴调节装置，包括：底座、固定座、固定板、调节组件和靶标板，所述固定座安装于所述底座上，所述固定座上开设有可安装接收透镜的透镜位，所述靶标板上刻画有若干同轴圆环进而形成靶标，所述靶标板间隔设置于所述固定座的一侧，且所述靶标的轴心与所述透镜位的轴线重合，所述调节组件固定于所述底座上，且所述调节组件与所述固定板连接，所述固定板设置于所述固定座靠近所述靶标板的一侧，所述固定板上可安装激光发射器，所述调节组件能够驱动所述固定板相对于所述固定座移动，进而调节所述激光发射器的激光光斑在所述靶标上的位置。
6.在一些实施例中，还包括滑轨和滑块，所述滑块滑动安装于所述滑轨上，所述底座安装于一所述滑块上，所述靶标板安装于另一所述滑块上，所述底座和所述靶标板之间可相对滑动。
7.在一些实施例中，还包括锁止组件，所述锁止组件安装于所述滑块上，且能够锁定所述滑块与所述滑轨之间的相对位置。
8.在一些实施例中，所述调节组件包括固定部、第一调节部和第二调节部，所述固定部固定安装于所述底座上，所述固定板安装于所述第二调节部上，所述第一调节部滑动安装于所述固定部上且可相对于所述固定部上下移动，所述第二调节部滑动安装于所述第一调节部上且可相对于所述第一调节部左右移动。
9.在一些实施例中，所述调节组件还包括第一连接座、第二连接座、第三连接座、第四连接座、第一旋转件和第二旋转件，所述第一连接座固定于所述固定部上，所述第二连接座和所述第三连接座固定于所述第一调节部上，所述第四连接座固定于所述第二调节部上，所述第一旋转件连接于所述第一连接座和所述第二连接座之间，所述第二旋转件连接于所述第三连接座和所述第四连接座之间，所述第一旋转件通过旋转能够驱动所述第二连
接座相对于所述第一连接座上下移动，进而使得所述第一调节部相对于所述固定部上下移动，所述第二旋转件通过旋转能够驱动所述第四连接座相对于所述第三连接座左右移动，进而使得所述第二调节部相对于所述第一调节部左右移动。
10.在一些实施例中，所述固定部上开设有用于限制所述第一调节部左右移动的第一限位槽，所述第一调节部上开设有用于限制所述第二调节部上下移动的第二限位槽。
11.在一些实施例中，所述调节组件还包括限位组件，所述限位组件连接于所述第一调节部和所述第二调节部之间，用于限定所述第二调节部左右移动的行程。
12.在一些实施例中，所述限位组件包括限位板和限位柱，所述限位板上开设有可供所述限位柱部分插入的第三限位槽，所述限位柱安装于所述第一调节部上，所述限位板部分固定于所述第二调节部上，所述第三限位槽与所述限位柱配合限定所述第二调节部左右移动的行程。
13.在一些实施例中，还包括pcb板，所述pcb板安装于所述底座上，用于给所述激光发射器供电。
14.在一些实施例中，还包括摄像组件，所述摄像组件安装于固定板上，且所述摄像组件能够识别所述激光发射器射在所述靶标上的激光光斑。
15.本技术的有益效果为：将放置接收透镜的固定座调整到与靶标板相对应的位置，透镜位的轴线需要与靶标的轴心重合，激光发射器的激光光斑射入在靶标上，通过调节装有激光发射器的固定板的位置，进而调节激光光斑在靶标上的位置，当激光光斑与靶标的轴心重合时，即表示激光发射器的发射光轴与接收透镜的轴线处于同轴状态。采用该装置可精准调节激光发射器的光轴与接收透镜的轴线的相对位置，排除了激光管的结构影响，依靠该装置的可靠性设计及加工精度，通过调整，将靶标的轴心和接收透镜的轴线同轴，能极大的提高发射光轴和接收透镜轴线间的位置精度，并降低了人为因素在光轴调节中带来的误差。
附图说明
16.下面根据附图和实施例对本技术作进一步详细说明。
17.图1为本技术实施例所述激光雷达的光轴同轴调节装置结构示意图；
18.图2为本技术实施例所述底座、调节组件、固定板装配示意图；
19.图3为本技术实施例所述底座、固定座装配示意图；
20.图4为本技术实施例所述靶标板结构示意图。
21.图中：
22.1、底座；2、固定座；3、固定板；4、调节组件；401、固定部；402、第一调节部；403、第二调节部；404、第一连接座；405、第二连接座；406、第三连接座；407、第四连接座；408、第一旋转件；409、第二旋转件；410、限位板；411、限位柱；5、靶标板；501、靶标；6、滑轨；7、滑块；8、pcb板；9、激光发射器；10、接收透镜。
具体实施方式
23.为使本技术解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面对本技术实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一
部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
24.在本技术的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
25.在本技术中，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。
26.如图1-图4所示，本实施例提供一种激光雷达的光轴同轴调节装置，包括：底座1、固定座2、固定板3、调节组件4和靶标板5，所述固定座2安装于所述底座1上，所述固定座2上开设有可安装接收透镜10的透镜位，所述靶标板5上刻画有若干同轴圆环进而形成靶标501，所述靶标板5间隔设置于所述固定座2的一侧，且所述靶标501的轴心与所述透镜位的轴线重合，所述调节组件4固定于所述底座1上，且所述调节组件4与所述固定板3连接，所述固定板3设置于所述固定座2靠近所述靶标板5的一侧，所述固定板3上可安装激光发射器9，所述调节组件4能够驱动所述固定板3相对于所述固定座2移动，进而调节所述激光发射器9的激光光斑在所述靶标501上的位置。
27.基于上述方案，接收透镜10固定在固定座2上，激光发射器9固定在固定板3上，固定板3和固定座2之间的相对位置是可调的，靶标板5需要与固定座2位置相对应，且需要保证靶标板5上的靶标501的轴心与安装接收透镜10的透镜位的轴线重合，这样当激光发射器9的激光光斑在靶标501上与其轴心重合时，就使得激光发射器9的发射光轴与接收透镜10的轴线的相对位置重合了。其中，固定板3通过调节组件4可上下左右的移动，在调节过程中，固定板3需移动至激光光斑与靶标501轴心重合为止。
28.在装置进行正式调节前，需要对固定座2与靶标板5的相对位置进行校正调整，具体为，采用一个辅助光源测试，取辅助光源在靶标501的初始位置坐标为(xa,ya)，将辅助光源旋转180
°
后照射在接收透镜10上，经接收透镜10反射的光斑落在靶标501上的坐标为(-xb,-yb)，通过不断调整固定座2的初始位置，使得|xa|＝|-xb|；|ya|＝|-yb|；此时，安装接收透镜10的固定座2的透镜位的轴线和靶标板5上的靶标501的轴心重合，将固定座2和靶标板5的相对位置固定，后续则不需要再重复调试了，可以直接应用于正式调节中。其中，在校正过程中所使用的光源没有特殊要求，只要能通过肉眼直接观测即可，便于实际操作。在该校正过程中，固定座2的位置调节主要通过底座1上的孔位来实现，在底座1上开设若干孔位，固定座2校正完毕后通过螺丝配合孔位将固定座2位置锁定。
29.可选地，还包括滑轨6和滑块7，所述滑块7滑动安装于所述滑轨6上，所述底座1安装于一所述滑块7上，所述靶标板5安装于另一所述滑块7上，所述底座1和所述靶标板5之间可相对滑动。设置两滑块7分别安装在滑轨6的两端，底座1及其上面安装的固定座2、调节组
件4、固定板3安装在其中一端的滑块7上，靶标板5则安装在另一端的滑块7上，根据测试要求，通过滑动两滑块7可以调节激光发射器9与靶标501之间的距离，由于采用同一滑轨6来实现移动，而且该滑轨6为标准件，加工精度高、强度大，能规避工装结构件加工、组装带来的额外误差，也就是说激光发射器9和靶标501移动后的偏差可忽略不计。
30.为了保证通过滑轨6移动后的激光发射器9和靶标501的位置不再移动，还设置有锁止组件，所述锁止组件安装于所述滑块7上，且能够锁定所述滑块7与所述滑轨6之间的相对位置。锁止组件的一端固定于滑块7上，另一端可与滑轨6相抵接，当锁止组件与滑轨6相抵时，滑块7与滑轨6的位置相对固定，滑块7无法再移动。锁止组件具体可包括插销，滑块7上开设有一插孔，滑轨6上开设若干插孔，通过插销插入两插孔内即可锁固滑块7。滑轨6上设置的插孔位置需经试验后设定，开设的每一个孔位需要对应一种调节方案，避免多开无用孔位。同时可在滑轨6上标准尺码，可以清楚直观地观察到激光发射器9和靶标501之间的间距，方便实时调节观察。
31.在一些实施例中，所述调节组件4包括固定部401、第一调节部402和第二调节部403，所述固定部401固定安装于所述底座1上，所述固定板3安装于所述第二调节部403上，所述第一调节部402滑动安装于所述固定部401上且可相对于所述固定部401上下移动，所述第二调节部403滑动安装于所述第一调节部402上且可相对于所述第一调节部402左右移动。
32.所述调节组件4还包括第一连接座404、第二连接座405、第三连接座406、第四连接座407、第一旋转件408和第二旋转件409，所述第一连接座404固定于所述固定部401上，所述第二连接座405和所述第三连接座406固定于所述第一调节部402上，所述第四连接座407固定于所述第二调节部403上，所述第一旋转件408连接于所述第一连接座404和所述第二连接座405之间，所述第二旋转件409连接于所述第三连接座406和所述第四连接座407之间，所述第一旋转件408通过旋转能够驱动所述第二连接座405相对于所述第一连接座404上下移动，进而使得所述第一调节部402相对于所述固定部401上下移动，所述第二旋转件409通过旋转能够驱动所述第四连接座407相对于所述第三连接座406左右移动，进而使得所述第二调节部403相对于所述第一调节部402左右移动。
33.所述固定部401上开设有用于限制所述第一调节部402左右移动的第一限位槽，所述第一调节部402上开设有用于限制所述第二调节部403上下移动的第二限位槽。
34.在对固定板3的调节过程中，固定部401与底座1的相对位置不变，第一调节部402和第二调节部403的位置均可调。第二连接座405和第四连接座407上开设有孔，第一旋转件408的顶端穿过第二连接座405上的孔与第一连接座404抵接，第二旋转件409的顶端穿过第四连接座407上的孔与第三连接座406抵接，旋转第一旋转件408和第二旋转件409时，两个旋转件的顶端可伸缩。
35.对固定板3的上下位置进行调节时，正向旋转第一旋转件408使其顶端伸长，第一旋转件408的顶端受到第一连接座404的反作用力使得第二连接座405向上移动，进而带动第一调节部402、第二调节部403、固定板3向上移动，反向旋转第一旋转件408时，其顶端缩回，第一调节部402等部件在重力的作用下向下移动。在第一调节部402上下移动时，第一限位槽除了起到限制第一调节部402左右移动的作用外，还给第一调节部402的上下移动提供一个导向作用。
36.对固定板3的左右位置进行调节时，正向旋转第二旋转件409使其顶端伸长，第二旋转件409的顶端收到第三连接座406的反作用力使得第四连接座407向右移动，进而带动第二调节部403、固定板3向右移动，反向旋转第二旋转件409时，其顶端缩回，第二调节部403及固定板3可在外力作用下向左移动，或者在第一调节部402和第二调节部403之间设置一弹簧，使得第二调节部403始终具有向左移动的运动趋势，就可以实现第二调节部403的自动向左移动。在第二调节部403左右移动时，第二限位槽除了起到限制第二调节部403上下移动的作用外，还给第二调节部403的左右移动提供一个导向作用。
37.作为本实施例的优选实施方案，所述调节组件4还包括限位组件，所述限位组件连接于所述第一调节部402和所述第二调节部403之间，用于限定所述第二调节部403左右移动的行程。
38.所述限位组件包括限位板410和限位柱411，所述限位板410上开设有可供所述限位柱411部分插入的第三限位槽，所述限位柱411安装于所述第一调节部402上，所述限位板410部分固定于所述第二调节部403上，所述第三限位槽与所述限位柱411配合限定所述第二调节部403左右移动的行程。
39.在第一调节部402上下移动过程中，由于第一连接座404是位于第一旋转件408的下方，因此限定了向下行程，而受重力影响也限定了向上行程。但在第二调节部403左右移动过程中，左右行程是未被限制的，所以为了防止第二调节部403脱离，设置了限位柱411配合限位板410的限位方式来限定第二调节部403的左右行程。
40.在一些实施例中，还包括pcb板8，所述pcb板8安装于所述底座1上，用于给所述激光发射器9供电。pcb板8上还设置有激光接收芯片，可以接收经接收透镜10的激光，负责激光信号光电转换处理。
41.优选地，还包括摄像组件，所述摄像组件安装于固定板3上，且所述摄像组件能够识别所述激光发射器9射在所述靶标501上的激光光斑。因激光雷达所用光源为近红外，为非可见光，需要采用可识别红外光的摄像组件辅助识别光斑，通过摄像组件可以直观地查看激光光斑在靶标板5上的具体位置，并能实时跟跟踪光光斑的调节方向和位移量，而且在对激光发射器9和接收透镜10相关位置固定时，也能够实时地查看固定过程中，激光光斑相对靶标501位置是否产生了位移，提高激光雷达发射光轴与接收透镜10轴线同轴的调节精度。
42.于本文的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、等方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
43.在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。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例或示例。
44.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
45.以上结合具体实施例描述了本技术的技术原理。这些描述只是为了解释本技术的原理，而不能以任何方式解释为对本技术保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本技术的其它具体实施方式，这些方式都将落入本技术的保护范围之内。

技术特征：
1.一种激光雷达的光轴同轴调节装置，其特征在于，包括：底座(1)、固定座(2)、固定板(3)、调节组件(4)和靶标板(5)，所述固定座(2)安装于所述底座(1)上，所述固定座(2)上开设有可安装接收透镜(10)的透镜位，所述靶标板(5)上刻画有若干同轴圆环进而形成靶标(501)，所述靶标板(5)间隔设置于所述固定座(2)的一侧，且所述靶标(501)的轴心与所述透镜位的轴线重合，所述调节组件(4)固定于所述底座(1)上，且所述调节组件(4)与所述固定板(3)连接，所述固定板(3)设置于所述固定座(2)靠近所述靶标板(5)的一侧，所述固定板(3)上可安装激光发射器(9)，所述调节组件(4)能够驱动所述固定板(3)相对于所述固定座(2)移动，进而调节所述激光发射器(9)的激光光斑在所述靶标(501)上的位置。2.根据权利要求1所述的激光雷达的光轴同轴调节装置，其特征在于，还包括滑轨(6)和滑块(7)，所述滑块(7)滑动安装于所述滑轨(6)上，所述底座(1)安装于一所述滑块(7)上，所述靶标板(5)安装于另一所述滑块(7)上，所述底座(1)和所述靶标板(5)之间可相对滑动。3.根据权利要求2所述的激光雷达的光轴同轴调节装置，其特征在于，还包括锁止组件，所述锁止组件安装于所述滑块(7)上，且能够锁定所述滑块(7)与所述滑轨(6)之间的相对位置。4.根据权利要求1所述的激光雷达的光轴同轴调节装置，其特征在于，所述调节组件(4)包括固定部(401)、第一调节部(402)和第二调节部(403)，所述固定部(401)固定安装于所述底座(1)上，所述固定板(3)安装于所述第二调节部(403)上，所述第一调节部(402)滑动安装于所述固定部(401)上且可相对于所述固定部(401)上下移动，所述第二调节部(403)滑动安装于所述第一调节部(402)上且可相对于所述第一调节部(402)左右移动。5.根据权利要求4所述的激光雷达的光轴同轴调节装置，其特征在于，所述调节组件(4)还包括第一连接座(404)、第二连接座(405)、第三连接座(406)、第四连接座(407)、第一旋转件(408)和第二旋转件(409)，所述第一连接座(404)固定于所述固定部(401)上，所述第二连接座(405)和所述第三连接座(406)固定于所述第一调节部(402)上，所述第四连接座(407)固定于所述第二调节部(403)上，所述第一旋转件(408)连接于所述第一连接座(404)和所述第二连接座(405)之间，所述第二旋转件(409)连接于所述第三连接座(406)和所述第四连接座(407)之间，所述第一旋转件(408)通过旋转能够驱动所述第二连接座(405)相对于所述第一连接座(404)上下移动，进而使得所述第一调节部(402)相对于所述固定部(401)上下移动，所述第二旋转件(409)通过旋转能够驱动所述第四连接座(407)相对于所述第三连接座(406)左右移动，进而使得所述第二调节部(403)相对于所述第一调节部(402)左右移动。6.根据权利要求4所述的激光雷达的光轴同轴调节装置，其特征在于，所述固定部(401)上开设有用于限制所述第一调节部(402)左右移动的第一限位槽，所述第一调节部(402)上开设有用于限制所述第二调节部(403)上下移动的第二限位槽。7.根据权利要求4所述的激光雷达的光轴同轴调节装置，其特征在于，所述调节组件(4)还包括限位组件，所述限位组件连接于所述第一调节部(402)和所述第二调节部(403)之间，用于限定所述第二调节部(403)左右移动的行程。8.根据权利要求7所述的激光雷达的光轴同轴调节装置，其特征在于，所述限位组件包括限位板(410)和限位柱(411)，所述限位板(410)上开设有可供所述限位柱(411)部分插入
的第三限位槽，所述限位柱(411)安装于所述第一调节部(402)上，所述限位板(410)部分固定于所述第二调节部(403)上，所述第三限位槽与所述限位柱(411)配合限定所述第二调节部(403)左右移动的行程。9.根据权利要求1所述的激光雷达的光轴同轴调节装置，其特征在于，还包括pcb板(8)，所述pcb板(8)安装于所述底座(1)上，用于给所述激光发射器(9)供电。10.根据权利要求1所述的激光雷达的光轴同轴调节装置，其特征在于，还包括摄像组件，所述摄像组件安装于固定板(3)上，且所述摄像组件能够识别所述激光发射器(9)射在所述靶标(501)上的激光光斑。

技术总结
本申请公开一种激光雷达的光轴同轴调节装置，包括：底座、固定座、固定板、调节组件和靶标板，所述固定座安装于所述底座上，所述固定座上开设有可安装接收透镜的透镜位，所述靶标板上刻画有若干同轴圆环进而形成靶标，所述靶标板间隔设置于所述固定座的一侧，且所述靶标的轴心与所述透镜位的轴线重合，所述调节组件固定于所述底座上，且所述调节组件与所述固定板连接，所述固定板设置于所述固定座靠近所述靶标板的一侧，所述固定板上可安装激光发射器，所述调节组件能够驱动所述固定板相对于所述固定座移动，进而调节所述激光发射器的激光光斑在所述靶标上的位置。本装置能极大的提高发射光轴和接收透镜轴线间的位置精度。发射光轴和接收透镜轴线间的位置精度。发射光轴和接收透镜轴线间的位置精度。


技术研发人员：钱天龙 余金榜 涂再买 王品 何英 吕星宏
受保护的技术使用者：深圳越登智能技术有限公司
技术研发日：2022.12.29
技术公布日：2023/8/17