本發(fā)明機(jī)器人領(lǐng)域，尤其涉及激光雷達(dá)模塊及機(jī)器人。

背景技術(shù)：

激光雷達(dá)的應(yīng)用領(lǐng)域較廣泛，當(dāng)前涉及環(huán)境感應(yīng)的智能設(shè)備(如服務(wù)機(jī)器人等)都需要利用激光雷達(dá)。激光雷達(dá)通過向目標(biāo)發(fā)射激光探測信號(激光束)，然后將接收到的從目標(biāo)反射回來的信號(目標(biāo)回波)與發(fā)射信號進(jìn)行比較和信息處理，即可獲取目標(biāo)的有關(guān)信息，如目標(biāo)距離、方位、高度、速度、姿態(tài)甚至形狀等參數(shù)，從而對目標(biāo)進(jìn)行探測、跟蹤和識別。

根據(jù)激光雷達(dá)的工作原理，使得激光雷達(dá)使用時不能有障礙物遮擋，否則激光雷達(dá)會接收障礙物而非目標(biāo)反射的信號，無法實現(xiàn)對目標(biāo)進(jìn)行探測、跟蹤和識別。為避免對激光雷達(dá)進(jìn)行遮擋，現(xiàn)有機(jī)器人的激光雷達(dá)通常直接設(shè)置在無外殼的內(nèi)部框架或機(jī)器人殼體外側(cè)。激光雷達(dá)直接設(shè)置在無外殼的內(nèi)部框架或機(jī)器人殼體外側(cè)，沒有保護(hù)結(jié)構(gòu)，容易損壞甚至可能存在安全隱患，使得安裝有激光雷達(dá)的機(jī)器人無法更好地服務(wù)人類。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種機(jī)器人激光雷達(dá)模塊及機(jī)器人，以克服現(xiàn)有機(jī)器人的激光雷達(dá)直接設(shè)置在無外殼的內(nèi)部框架或機(jī)器人殼體外側(cè)所存在的不足。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種激光雷達(dá)模塊，包括激光雷達(dá)、設(shè)置在所述激光雷達(dá)上方的頂蓋、設(shè)置在所述激光雷達(dá)下方的底殼、以及用于連接所述頂蓋和所述底殼的鎖緊組件；所述頂蓋與所述底殼之間形成有一供所述激光雷達(dá)收發(fā)信號的間隙。

優(yōu)選地，所述頂蓋上設(shè)有用于容置所述激光雷達(dá)的容置槽，所述底殼上設(shè)有與所述激光雷達(dá)相匹配的限位槽，所述容置槽與所述限位槽平行相對設(shè)置。

優(yōu)選地，所述限位槽上設(shè)有漏水口。

優(yōu)選地，所述頂蓋上還設(shè)有限位孔，所述底殼上還設(shè)有與所述限位孔相匹配的限位柱。

優(yōu)選地，所述底殼包括支承部和從所述支承部向上延伸出的限位部，所述限位部的高度與所述間隙的高度相匹配。

優(yōu)選地，所述鎖緊組件包括設(shè)置在所述頂蓋上的鎖緊通孔、設(shè)置在所述底殼上的鎖緊螺孔、穿過所述鎖緊通孔并與所述鎖緊螺孔配合的鎖緊螺絲。

優(yōu)選地，所述激光雷達(dá)模塊還包括設(shè)置在所述激光雷達(dá)與所述頂蓋之間的橡膠墊，所述橡膠墊向下延伸出定位凸起；所述激光雷達(dá)上設(shè)有與所述定位凸起相匹配的定位凹槽。

優(yōu)選地，所述激光雷達(dá)模塊還包括加強件，所述加強件包括第一加強部、第二加強部和第三加強部；所述第二加強部和所述第三加強部相互平行并與所述第一加強部垂直，所述第二加強部與所述頂蓋固定連接，所述第三加強部與所述底殼固定連接。

本發(fā)明還提供一種機(jī)器人，包括底盤、殼體和所述激光雷達(dá)模塊，所述激光雷達(dá)模塊設(shè)置在所述底盤上，且位于所述殼體內(nèi)；所述殼體上設(shè)有與所述間隙相匹配的信號收發(fā)孔。

優(yōu)選地，所述機(jī)器人還包括超聲傳感器，所述超聲傳感器設(shè)置在所述殼體內(nèi)部并位于所述激光雷達(dá)模塊上方；所述殼體上還設(shè)有傳感窗口，所述傳感窗口設(shè)置在所述信號收發(fā)孔上方，并與所述超聲傳感器相對設(shè)置。

優(yōu)選地，所述機(jī)器人還包括設(shè)置在所述殼體內(nèi)的內(nèi)部層疊結(jié)構(gòu)、設(shè)置在所述底盤外部的行走結(jié)構(gòu)和設(shè)置在所述殼體上的攝像頭。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點：本發(fā)明所提供的激光雷達(dá)模塊及機(jī)器人中，通過在激光雷達(dá)上方設(shè)有頂蓋，下方設(shè)有底殼，再采用鎖緊組件鎖緊頂蓋和底殼，以將激光雷達(dá)固定在頂蓋和底殼之間，從而達(dá)到保護(hù)激光雷達(dá)的目的；而頂蓋和底殼之間形成有供激光雷達(dá)收發(fā)信號的間隙，以使激光雷達(dá)可正常收發(fā)信號，從而達(dá)到在保證激光雷達(dá)正常工作的情況下，形成對激光雷達(dá)的保護(hù)，避免激光雷達(dá)損壞。

附圖說明

下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中：

圖1是本發(fā)明一實施例中機(jī)器人的一結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明一實施例中機(jī)器人的一結(jié)構(gòu)分解圖。

圖3是本發(fā)明一實施例中機(jī)器人的另一結(jié)構(gòu)分解圖。

圖4是本發(fā)明一實施例中機(jī)器人的一剖面圖。

圖5是本發(fā)明一實施例中激光雷達(dá)模塊的一結(jié)構(gòu)分解圖。

圖6是本發(fā)明一實施例中激光雷達(dá)模塊的主視圖。

圖中：10、激光雷達(dá)模塊；11、激光雷達(dá)；111、定位凹槽；12、頂蓋；121、容置槽；122、限位孔；13、底殼；131、限位槽；132、漏水口；133、限位柱；134、支承部；135、限位部；14、鎖緊組件；141、鎖緊通孔；142、鎖緊螺孔；143、鎖緊螺絲；15、橡膠墊；151、定位凸起；16、加強件；161、第一加強部；162、第二加強部；163、第三加強部；164、連接通孔；17、間隙；20、底盤；30、殼體；31、前殼；32、后殼；33、信號收發(fā)孔；34、傳感窗口；40、內(nèi)部層疊結(jié)構(gòu)；41、支撐桿；42、隔板；43、安裝盤；431、齒輪孔；44、齒輪箱；45、齒輪組件；451、舵機(jī)；452、連接齒輪；453、上軸承；454、下軸承；50、行走結(jié)構(gòu)；51、驅(qū)動組件；511、驅(qū)動電機(jī)；512、固定軸承；513、轉(zhuǎn)接軸；514、全向輪；52、固定組件；60、攝像頭；70、超聲傳感器。

具體實施方式

為了對本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的具體實施方式。

圖1-圖4示出本實施例中的機(jī)器人底部或機(jī)器人腰部。在二段式機(jī)器人中，機(jī)器人包括機(jī)器人腰部和與機(jī)器人腰部相連的機(jī)器人頭部，此時，機(jī)器人腰部設(shè)有行走結(jié)構(gòu)50。在三段式機(jī)器人中，機(jī)器人包括機(jī)器人底部、與機(jī)器人底部相連的機(jī)器人腰部以及與機(jī)器人腰部相連的機(jī)器人頭部，此時，機(jī)器人底部設(shè)有行走結(jié)構(gòu)50。

如圖1-圖4所示，該機(jī)器人底部或機(jī)器人腰部包括底盤20、設(shè)置在底盤20上的殼體30、設(shè)置在底盤20上并位于殼體30內(nèi)的內(nèi)部層疊結(jié)構(gòu)40、設(shè)置在底盤20外部的行走結(jié)構(gòu)50、以及設(shè)置在底盤20上并位于殼體30內(nèi)的激光雷達(dá)模塊10。其中，殼體30包括前殼31和后殼32，前殼31和后殼32之間通過螺絲固定在一起，且前殼31和后殼32可通過螺絲固定在安裝盤43上。

如圖1-圖4所示，前殼31上還可設(shè)有深度攝像頭60，用于采集環(huán)境圖像信息，并將采集到的環(huán)境圖像信息發(fā)送給機(jī)器人的主控電路板，以使主控電路板根據(jù)環(huán)境圖像信息控制行走結(jié)構(gòu)50移動或者控制其他機(jī)構(gòu)工作。具體地，該機(jī)器人還包括超聲傳感器70或者紅外傳感器等傳感器組件，其中，超聲傳感器70設(shè)置在殼體30內(nèi)部并位于激光雷達(dá)模塊10上方。相應(yīng)地，殼體30上還可設(shè)有傳感窗口34，傳感窗口34呈網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，設(shè)置在殼體30的信號收發(fā)孔33上方，并與超聲傳感器70相對設(shè)置，以使超聲傳感器70收發(fā)的超聲信號可從傳感窗口34中穿過，不受殼體30遮擋。本實施例中，傳感窗口34、信號收發(fā)孔33和深度攝像頭60均設(shè)置在前殼31上。

如圖1-圖4所示，內(nèi)部層疊結(jié)構(gòu)40包括設(shè)置在底盤20上的至少三個支撐桿41、設(shè)置在至少三個支撐桿41上的隔板42和安裝盤43。即至少三個支撐桿41一端固定在底盤20上，另一端固定在安裝盤43上，且至少三個支撐桿41不在同一直線上，以使至少三個支撐桿41之間可界定出一平面。每一隔板42固定在至少三個支撐桿41上，可使每一隔板42與底盤20或安裝盤43平行，可使至少一個隔板42可將底盤20與安裝盤43之間的空間劃分成至少兩個容置空間，可有利于增加空間利用率。底盤20、隔板42和安裝盤43上分別設(shè)有用于裝配元器件的裝配位，如可將機(jī)器人的電源裝配在隔板42的裝配位上。內(nèi)部層疊結(jié)構(gòu)40裝配過程簡單方便，無需采用多段分離的連接結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定性更好。

該內(nèi)部層疊結(jié)構(gòu)40還包括設(shè)置在至少三個支撐桿41上并位于安裝盤43下方的齒輪箱44和安裝在齒輪箱44內(nèi)的齒輪組件45。其中，齒輪箱44內(nèi)設(shè)有舵機(jī)安裝位(圖中未示出)。齒輪組件45包括舵機(jī)451、連接齒輪452、上軸承453和下軸承454。連接齒輪452通過上軸承453固定在齒輪箱44上，通過下軸承454固定在齒輪箱44上，上軸承453和下軸承454的設(shè)置，可支撐連接齒輪452，降低連接齒輪452旋轉(zhuǎn)過程中的摩擦，并保證其回旋精度。舵機(jī)451設(shè)置在舵機(jī)安裝位上，且舵機(jī)451的輸出齒輪與連接齒輪452嚙合，連接齒輪452伸出齒輪孔431。當(dāng)舵機(jī)451接收到主控電路板輸出的控制信號工作時，其輸出齒輪帶動與其嚙合的連接齒輪452轉(zhuǎn)動，以使伸出齒輪孔431的連接齒輪452帶動與其相連的機(jī)器人腰部或機(jī)器人頭部轉(zhuǎn)動。

如圖1-圖4所示，行走結(jié)構(gòu)50包括設(shè)置在底盤20外部的至少兩個驅(qū)動組件51、用于將驅(qū)動組件51固定在底盤20外部的固定組件52，當(dāng)驅(qū)動組件51出現(xiàn)故障時，無需拆開機(jī)器人底盤20即可進(jìn)行更換，以使驅(qū)動組件51后期維護(hù)更簡單方便。本實施例中，驅(qū)動組件51包括沿底盤20徑向方向依次設(shè)置的驅(qū)動電機(jī)511、用于固定驅(qū)動電機(jī)511的輸出軸的固定軸承512、與驅(qū)動電機(jī)511相的輸出軸相連的轉(zhuǎn)接軸513和與轉(zhuǎn)接軸513相連的全向輪514。驅(qū)動電機(jī)511與設(shè)置在底盤20內(nèi)部的電機(jī)控制板(圖中未示出)通過信號線相連，可根據(jù)電機(jī)控制板輸出的控制信號驅(qū)動全向輪514轉(zhuǎn)動，以實現(xiàn)控制機(jī)器人行走的目的。

如圖2-圖4所示，殼體30上設(shè)有信號收發(fā)孔33，本實施例中，信號收發(fā)孔33設(shè)置在前殼31與底盤20交界之處。激光雷達(dá)模塊10設(shè)置在底盤20上，且位于殼體30內(nèi)，并與信號收發(fā)孔33相對設(shè)置。如圖5和圖6所示，激光雷達(dá)模塊10包括激光雷達(dá)11、設(shè)置在激光雷達(dá)11上方的頂蓋12、設(shè)置在激光雷達(dá)11下方的底殼13、以及用于連接頂蓋12和底殼13的鎖緊組件14；頂蓋12與底殼13之間形成有一供激光雷達(dá)11收發(fā)信號的間隙17，間隙17與設(shè)置在殼體30上的信號收發(fā)孔33相匹配。其中，頂蓋12和底殼13邊緣呈弧形設(shè)置，且頂蓋12和底殼13的弧度與底盤20的弧度相匹配，使其裝配在機(jī)器人底盤20上時更協(xié)調(diào)美觀。

本實施例所提供的激光雷達(dá)模塊10，通過在激光雷達(dá)11上方設(shè)有頂蓋12，下方設(shè)有底殼13，再采用鎖緊組件14鎖緊頂蓋12和底殼13，以實現(xiàn)將激光雷達(dá)11固定在頂蓋12和底殼13之間，從而達(dá)到保護(hù)激光雷達(dá)11的目的；而頂蓋12和底殼13之間形成有供激光雷達(dá)11收發(fā)信號的間隙17，以使激光雷達(dá)11可正常收發(fā)信號，從而達(dá)到在保證激光雷達(dá)11正常工作的情況下，形成對激光雷達(dá)11的保護(hù)，避免激光雷達(dá)11損壞。

具體地，頂蓋12上設(shè)有用于容置激光雷達(dá)11的容置槽121，底殼13上設(shè)有與激光雷達(dá)11相匹配的限位槽131，容置槽121與限位槽131平行相對設(shè)置。裝配時，先將激光雷達(dá)11固定在頂蓋12的容置槽121內(nèi)，再將底殼13上的限位槽131對準(zhǔn)激光雷達(dá)11，以使激光雷達(dá)11設(shè)置在容置槽121和限位槽131內(nèi)，再采用鎖緊組件14將頂蓋12與底殼13連接，利用頂蓋12和底殼13將激光雷達(dá)11保護(hù)起來，避免損壞，且其裝配過程更簡單方便。本實施例中，激光雷達(dá)11倒置在容置槽121內(nèi)，底部通過螺絲固定在頂蓋12上，由于激光雷達(dá)11上下兩部分可相對轉(zhuǎn)動，因此，激光雷達(dá)11的底部并未與限位槽131底部接觸。本實施例中，超聲傳感器70設(shè)置在頂蓋12上方，并位于容置槽121之外的區(qū)域，可有利于提高內(nèi)部空間利用率。

如圖5和圖6所示，底殼13包括支承部134和從支承部134向上延伸出的限位部135，限位部135的高度與間隙17的高度相匹配。可以理解地，在將激光雷達(dá)11裝配在頂蓋12和底殼13上時，頂蓋12與底殼13的支承部134之間形成一間隙17，且間隙17與前殼31上的信號收發(fā)孔33相匹配，以供激光雷達(dá)11發(fā)送向外發(fā)射激光信號，并接收目標(biāo)反饋的反射信號。其中，底殼13的支承部134邊緣呈弧形設(shè)置，限位槽131設(shè)置在支承部134的中間位置，兩個限位部135從限位槽131向外延伸，形成一定角度，該角度可根據(jù)實際需要激光雷達(dá)11探測的范圍進(jìn)行設(shè)置，以使激光雷達(dá)11左右旋轉(zhuǎn)時，激光信號均可從底殼13與頂蓋12之間形成的間隙17通過，保證激光雷達(dá)11的正常工作。

進(jìn)一步地，限位槽131設(shè)置在支承部134上，且限位槽131上設(shè)有漏水口132，漏水口132正對的底盤20上設(shè)有下水道，以防止激光雷達(dá)模塊10積水而導(dǎo)致激光雷達(dá)11無法正常工作。

激光雷達(dá)模塊10還包括設(shè)置在激光雷達(dá)11與頂蓋12之間的橡膠墊15，橡膠墊15的設(shè)置，有利于進(jìn)一步保護(hù)激光雷達(dá)11，避免激光雷達(dá)11與頂蓋12之間碰撞而導(dǎo)致激光雷達(dá)11磨損。進(jìn)一步地，橡膠墊15向下延伸出若干定位凸起151，激光雷達(dá)11上設(shè)有若干與定位凸起151相匹配的定位凹槽111，裝配時，需將橡膠墊15固定在激光雷達(dá)11上，以避免激光雷達(dá)11磨損，以達(dá)到保護(hù)激光雷達(dá)11的目的。本實施例中，定位凸起151和定位凹槽111的數(shù)量各設(shè)有四個。

具體地，頂蓋12上還設(shè)有若干限位孔122，底殼13上還設(shè)有若干與限位孔122相匹配限位柱133。裝配時，只需使底殼13上的限位柱133伸入頂蓋12的限位孔122內(nèi)，即可實現(xiàn)頂蓋12和底殼13之間的連接，避免兩者之間發(fā)生相對位移，以將激光雷達(dá)11設(shè)置在頂蓋12和底殼13之間，即，使得頂蓋12、激光雷達(dá)11和底殼13通過限位柱133和限位孔122配合成一體。頂蓋12和底殼13上均設(shè)有加強筋，以增強頂蓋12和底殼13受碰撞的承受力，使得設(shè)置在頂蓋12和底殼13之間的激光雷達(dá)11的安全性更好。

鎖緊組件14包括設(shè)置在頂蓋12上的鎖緊通孔141、設(shè)置在底殼13上的鎖緊螺孔142、穿過鎖緊通孔141并與鎖緊螺孔142配合的鎖緊螺絲143。裝配時，將鎖緊螺絲143穿過頂蓋12上的鎖緊通孔141，再與底殼13上的鎖緊螺孔142配合，以實現(xiàn)將激光雷達(dá)11固定在頂蓋12和底殼13之間，起到保護(hù)激光雷達(dá)11的目的。

本實施例中，激光雷達(dá)模塊10還包括呈π形設(shè)置的加強件16，用于進(jìn)一步加強頂蓋12和底殼13之間的固定連接。加強件16包括一體成型的第一加強部161、第二加強部162和第三加強部163。其中，第二加強部162和第三加強部163相互平行并與第一加強部161垂直；第二加強部162與頂蓋12固定連接，第三加強部163與底殼13固定連接。具體地，第二加強部162和第三加強部163上均設(shè)有連接通孔164，而頂蓋12和底殼13上均設(shè)有連接螺孔(圖中未示出)，可采用連接螺絲(圖中未示出)實現(xiàn)加強件16與頂蓋12和底殼13之間的固定連接。

本發(fā)明是通過上述具體實施例進(jìn)行說明的，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，還可以對本發(fā)明進(jìn)行各種變換和等同替代。另外，針對特定情形或具體情況，可以對本發(fā)明做各種修改，而不脫離本發(fā)明的范圍。因此，本發(fā)明不局限于所公開的具體實施例，而應(yīng)當(dāng)包括落入本發(fā)明權(quán)利要求范圍內(nèi)的全部實施方式。