一种激光雷达的制作方法

1.本实用新型实施例涉及激光测距技术领域，特别涉及一种激光雷达。


背景技术：

2.激光雷达(laser radar)，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信号(目标回波)与发射信号进行比较,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。
3.在实现本实用新型实施例过程中，发明人发现以上相关技术中至少存在如下问题：目前，诸如扫地机器人等采用激光雷达进行数据采集的设备通常采用导电滑环或者主副线圈嵌套式的无线供电方案来对机器中的测距模块进行供电，然而，导电滑环式的供电方案随着使用时间的增加，经常会接触不良，而主副线圈的无线供电方案则体积较大，线圈高度较高，存在漏磁风险且效率不高。


技术实现要素：

4.针对现有技术的上述缺陷，本实用新型实施例的目的是提供一种体积小、效率高、能够实现无线供电的激光雷达。
5.本实用新型实施例的目的是通过如下技术方案实现的：
6.为解决上述技术问题，本实用新型实施例中提供了一种激光雷达，包括：
7.壳体；
8.激光测距模块，设置在所述壳体内；
9.发射印刷电路板，其一面上印制有供电线圈；
10.接收印刷电路板，与所述供电线圈相对的一面上印制有接收线圈，其另一面设置有所述激光测距模块。
11.在一些实施例中，所述激光雷达还包括：
12.所述激光雷达还包括：
13.通信发射模块，其设置在所述接收印刷电路板上，用于发送通信数据和/或通信指令；
14.通信接收模块，其设置在所述发射印刷电路板上，用于接收所述通信数据和/或通信指令。
15.在一些实施例中，所述接收线圈还用于发送通信数据和/或通信指令，
16.所述供电线圈还用于接收通信数据和/或通信指令。
17.在一些实施例中，所述壳体包括可拆卸的第一壳体和第二壳体，
18.所述发射印刷电路板设置在所述第一壳体内，所述激光测距模块和所述接收印刷电路板设置在所述第二壳体内，
19.所述第一壳体和所述第二壳体安装为一体时，所述供电线圈和所述接收线圈耦合
以传输电能。
20.在一些实施例中，所述激光雷达还包括：
21.旋转装置，其设置在所述第一壳体和所述第二壳体之间，配置为可以使得所述第二壳体相对所述第一壳体旋转；
22.驱动装置，设置在所述第一壳体内；
23.传送带，绕设于所述旋转装置和所述驱动装置，用于在所述驱动装置驱动时，带动所述旋转装置旋转。
24.在一些实施例中，所述激光雷达还包括：直流电源输入模块，其设置在所述第一壳体内，且与所述供电线圈和所述驱动装置连接。
25.在一些实施例中，所述供电线圈和所述接收线圈的数量相同且为至少一个，
26.在所述第一壳体和所述第二壳体安装为一体时，各所述供电线圈与各所述接收线圈在相应位置上一一耦合。
27.在一些实施例中，所述供电线圈与所述接收线圈形状相同，且在所述第一壳体与所述第二壳体安装为一体时对称设置。
28.在一些实施例中，所述激光测距模块为旋转式激光测距模块，或者三角式测距模块，或者飞行时间测距(tof)模块。
29.在一些实施例中，所述供电线圈和所述接收线圈的线圈走线为圆形或方形。
30.在一些实施例中，所述供电线圈和所述接收线圈的线圈走线为异形。
31.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：区别于现有技术的情况，本实用新型实施例中提供了一种激光雷达，其包括：壳体及设置在壳体内的发射印刷电路板、接收印刷电路板和激光测距模块，发射印刷电路板的一面上印制有供电线圈，接收印刷电路板与所述供电线圈相对的一面上印制有接收线圈，另一面设置有所述激光测距模块，所述供电线圈与所述接收线圈耦合从而实现无线供电，本实用新型实施提供的激光雷达体积小且安全性高。
附图说明
32.一个或多个实施例中通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件/模块表示为类似的元件/模块，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
33.图1是本实用新型实施例提供的一种激光雷达的结构示意图；
34.图2是本实用新型实施例提供的另一种激光雷达的结构示意图；
35.图3是本实用新型实施例提供的第一种发射印刷电路板和接收印刷电路板结构示意图；
36.图4是本实用新型实施例提供的第二种发射印刷电路板和接收印刷电路板结构示意图；
37.图5是本实用新型实施例提供的第三种发射印刷电路板和接收印刷电路板结构示意图。
具体实施方式
38.下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。
39.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
40.需要说明的是，如果不冲突，本实用新型实施例中的各个特征可以相互结合，均在本技术的保护范围之内。另外，虽然在装置示意图中进行了功能模块划分，但是在某些情况下，可以以不同于装置中的模块划分。此外，本文所采用的“第一”、“第二”等字样并不对数据和执行次序进行限定，仅是对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。
41.除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是用于限制本实用新型。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
42.此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
43.为了解决目前激光雷达中导电滑环式供电容易接触不良导致无法供电，主副线圈的无线供电方案体积较大存在漏磁风险等问题，本实用新型实施例提供了一种激光雷达，通过在印刷电路板上印制供电线圈和接收线圈实现无线供电，该激光雷达体积小、效率高且不容易出现故障。
44.具体地，下面结合附图，对本实用新型实施例作进一步阐述。
45.本实用新型实施例提供了一种激光雷达，请参见图1，其示出了本实用新型实施例提供的激光雷达的结构，所述激光雷达包括：壳体10、发射印刷电路板20、接收印刷电路板30和激光测距模块40。
46.所述激光测距模块40，其设置在所述壳体10内。其中，所述激光测距模块40为旋转式激光测距模块，或者三角式测距模块，或者飞行时间测距(time of flight，tof)模块。在本实用新型实施例中，所述激光测距模块40为所述激光雷达的核心，能够通过激光检测周围环境中所存在的物理与所述激光雷达之间的距离数据。
47.所述发射印刷电路板20，其设置在所述壳体10内，且其一面上印制有供电线圈21；所述发射印刷电路板20通过在绝缘基板上印刷金属导线的方式，在所述发射印刷电路板20上印刷出所述供电线圈21的电路图案。
48.所述接收印刷电路板30，其同样设置在所述壳体10内，且其与所述供电线圈21相对的一面上印制有接收线圈31，其另一面设置有所述激光测距模块40。所述接收印刷电路板30通过在绝缘基板上印刷金属导线的方式，在所述所述接收印刷电路板30上印刷出所述
接收线圈31的电路图案。
49.在本实用新型实施例中，通过在印刷电路板(printed circuit boards，pcb)上设置线圈，能够有效实现对激光测距模块的供电，同时还能够节省成本，以及降低激光雷达的整体高度，将激光雷达做的更小更薄，使产品在经济性和体积大小上与市面上的同类产品更加有竞争力。
50.进一步地，请参见图2，其示出了本实用新型实施例提供的另一种激光雷达的结构，所述壳体10包括可拆卸的第一壳体11和第二壳体12，所述发射印刷电路板20设置在所述第一壳体11内，所述激光测距模块40和所述接收印刷电路板30设置在所述第二壳体12内。所述第一壳体和所述第二壳体安装为一体时，所述供电线圈21和所述接收线圈31耦合以传输电能。所述发射印刷电路板20可通过螺丝、胶水、卡扣等方式固定在所述第一壳体11内。所述接收印刷电路板30可通过螺丝、胶水、卡扣等方式固定在所述第二壳体12内。
51.优选地，所述第一壳体11和所述第二壳体12可以由塑料制成，从而减少壳体的重量，提高所述激光雷达的轻便性，所述第一壳体11和所述第二壳体12可以通过螺丝、胶水、卡扣等方式固定为一体，具体地，在实际使用时，可根据实际需要进行设置，不需要拘泥于本实用新型实施例的限定。
52.其中，所述供电线圈21和所述接收线圈31的数量相同且为至少一个，在所述第一壳体11和所述第二壳体12安装为一体时，各所述供电线圈21与各所述接收线圈31在相应位置上一一耦合。
53.优选地，所述供电线圈21与所述接收线圈31形状相同，且在所述第一壳体11与所述第二壳体12安装为一体时对称设置。
54.进一步地，请参见图3，其示出了本实用新型实施例提供的第一种发射印刷电路板和接收印刷电路板结构，如图3所示，所述供电线圈21和所述接收线圈31的线圈走线为圆形。
55.进一步地，请参见图4，其示出了本实用新型实施例提供的第二种发射印刷电路板和接收印刷电路板结构，如图4所示，所述供电线圈21和所述接收线圈31的线圈走线为方形。
56.进一步地，请参见图5，其示出了本实用新型实施例提供的第三种发射印刷电路板和接收印刷电路板结构，如图5所示，所述供电线圈21和所述接收线圈31的线圈走线为异形。
57.需要说明的是，在图3中，所述发射印刷电路板20中供电线圈21的数量和所述接收印刷电路板30中接收线圈31的数量皆为两个，而在图4和图5中，所述发射印刷电路板20中供电线圈21的数量和所述接收印刷电路板30中接收线圈31的数量皆为一个，在实际应用中，所述所述发射印刷电路板20中供电线圈21和所述接收印刷电路板30中接收线圈31的数量和形状可根据实际需要进行设置，不需要拘泥于本实用新型实施例的限定。
58.进一步地，在一些实施例中，设置在所述第一壳体11中的模块和设置在所述第二壳体12中的模块还可以具有数据传输的作用，此时，所述接收线圈31还用于发送通信数据和/或通信指令，所述供电线圈21还用于接收通信数据和/或通信指令。具体地，所述激光雷达在执行测距工作时，通过所述激光测距模块40采集到测量数据后，所述接收线圈31将各类串口数据，如数据包头，测距距离及角度数据和通信校验数据等加载到在负载容量变化
上，使得所述发送线圈21上的电流和电压的波形也随之变化，所述第一壳体11中的模块通过解码所述发送线圈21上的电流和电压的波形，如周期、幅值等信息，从而获取所述串口数据。其中，所述通信数据和指令可以是转向指令、移动指令等，具体地，可根据实际需要进行设置。
59.进一步地，请继续参见图2，所述激光雷达也可以不通过如上述接收线圈31和发射线圈21来传递数据，也可以在所述接收印刷电路板30上设置光通信发射模块50，同时，在所述发射印刷电路板20上设置光通信接收模块60，其中，所述光通信发射模块50用于发送通信数据和/或通信指令，所述光通信接收模块60用于接收所述通信数据和/或通信指令，所述光通信发射模块50和所述通信接收模块60可以是各类无线通信装置，通过无线通信的方式传递串口数据，例如，可以是蓝牙模块、红外通讯模块、电磁感应通讯模块等，具体地，可根据实际需要进行设置，不需要拘泥于本实用新型实施例的限定。
60.进一步地，请继续参见图2，所述激光雷达还可以包括：旋转装置70、驱动装置80和传送带90，所述旋转装置70设置在所述第一壳体11和所述第二壳体12之间，配置为可以使得所述第二壳体12相对所述第一壳体11旋转；所述驱动装置80设置在所述第一壳体11内，所述传送带90绕设于所述旋转装置70和所述驱动装置80，用于在所述驱动装置80驱动时，带动所述旋转装置70旋转。具体地，所述旋转装置70可以为一轴承，所述第一壳体11和所述第二壳体12上也可以相应设置有能够分别固定在所述轴承的内侧和外侧的筋位，从而使得所述第一壳体11和所述第二壳体12能够通过所述轴承实现相对旋转，从而带动设置在所述第二壳体12上的激光测距模块40调整其扫描方向，实现多方向的激光扫描和数据采集。所述驱动装置80可以为一马达，以通过所述传送带90为所述轴承中滚珠转动提供足够的动能。具体地，所述旋转装置70、驱动装置80和传送带90的具体结构、形状、尺寸等可根据实际需要进行设置，不需要拘泥于本实用新型实施例的限定。
61.进一步地，所述激光雷达还可以包括：直流电源输入模块(图未示)，其设置在所述第一壳体11内，且与所述供电线圈21和所述驱动装置80连接，所述直流电源输入模块为能够将交流市电转换为直流电的模块，优选地，其可以设置为能够输出5v或者12v直流电源的装置，所述直流电源输入模块还可以设置为包括浪涌保护、短路保护等保护功能的模块，具体地，可根据实际需要进行设置。
62.以图2为例，本实用新型实施例提供的激光雷达在执行测量工作时，首先，由设于第一壳体11的所述发射印刷电路板20上的处理器初步设定并执行测量任务，或者，接收并执行由上位机下发的测量任务；所述发射印刷电路板20在通电的同时，通过所述供电线圈21将电能传递至所述接收线圈31，实现对所述激光测距模块40的供电；接着，所述发射印刷电路板20上的处理器根据测量任务发送相应的指令，一方面，下发控制指令至所述驱动装置80，使其通过所述传送带90带动所述旋转装置70旋转以调整所述激光测距模块40的测量方向和角度；另一方面，通过所述光通信接收模块60(或供电线圈21)获取所述光通信发射模块50(或所述接收线圈31)上加载的串口数据；最后，所述发射印刷电路板20上的处理器对所述串口数据进行处理，将处理后得到的数据发送至上位机，或者，建立当前环境的三维模型，从而输出当前环境内存在的障碍物/物体的位置信息。需要说明的是，上述仅为本实用新型实施例的一种工作流程的示例，具体可根据实际应用场景进行设置，不需要拘泥于本实用新型实施例的限定。
63.本实用新型实施例中提供了一种激光雷达，其包括：壳体及设置在壳体内的发射印刷电路板、接收印刷电路板和激光测距模块，发射印刷电路板的一面上印制有供电线圈，接收印刷电路板与所述供电线圈相对的一面上印制有接收线圈，另一面设置有所述激光测距模块，所述供电线圈与所述接收线圈耦合从而实现无线供电，本实用新型实施提供的激光雷达体积小且安全性高。
64.需要说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
65.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；在本实用新型的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本实用新型的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。