[发明专利]激光雷达旋转机构和包括其的激光雷达

说明书

本发明公开了一种激光雷达旋转机构，包括：中心轴；多层滚动轴承，所述多层滚动轴承包括第一深沟球轴承和第二深沟球轴承，所述第一深沟球轴承的内圈与所述第二深沟球轴承的内圈一体成型，所述第一深沟球轴承的外圈与所述第二深沟球轴承的外圈一体成型，分别构成所述多层滚动轴承的内圈和外圈，所述多层滚动轴承的内圈与所述中心轴装配固定；和旋转支架，所述旋转支架安装在所述多层滚动轴承上，并且可围绕所述多层滚动轴承的轴线旋转。通过本发明的实施例，将两个滚动轴承组成一个整体，提高了轴承的安装稳定性，增大了轴承的轴向载荷承载能力，提高了激光雷达旋转机构的使用性能和寿命。

技术领域

本公开涉及雷达领域，尤其涉及一种激光雷达旋转机构和包括其的激光雷达。

背景技术

随着无人车技术的兴起，激光雷达作为重要的探测部件越来越受到重视。激光雷达顾名思义，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，从而对飞机、导弹等目标进行探测、跟踪和识别。

为了全方位获取雷达周边目标信息，机械式激光雷达将激光发射组件和接收组件安装在一个可360°旋转的支架上，这个支架通过轴承固定在中心轴，驱动组件驱动支架进行旋转。

现有技术中，如图1所示，一般采用两个分离的深沟球轴承连接旋转支架与中心轴。深沟球轴承如图2所示，其主要结构由内至外分别为内圈、滚珠和外圈。深沟球轴承接触角(滚动体与滚道接触区中点处滚动体载荷向量与轴承径向平面之间的夹角)为0°，以承载径向载荷为主。但是在激光雷达的应用中，轴承水平放置，而其主要载荷来自于旋转支架上方的收、发模组以及光学系统，这样就会使轴承主要承载轴向载荷，使用时间长了后，轴承的内外圈会发生变形或者位移，如图3所示，在支架高速旋转时轴承会发出异响，影响雷达的使用和寿命。

其次，为了防止轴承内圈相对于中心轴、外圈相对于旋转支架滑移，在旋转过程中产生所谓的“跳动”，进而产生异响，影响雷达的使用和寿命，现有技术普遍采用如下两种方案避免。

第一种，旋转支架内圈与轴承外圈过盈配合，使轴承外圈面与支架内圈面紧密接触，防止轴承外圈相对于旋转支架发生滑移。但这种过盈配合工艺装配复杂，对支架内圈面有较高的尺寸精度要求，而且为了防止温度变化引起的热胀冷缩使轴承和内圈面发生变形，需要轴承外圈材料和支架内圈面材料的温度系数尽可能保持一致，这样限制了材料的选择。

第二种，在轴承内圈和中心轴、轴承外圈和旋转支架安装处涂抹瞬干胶，将轴承与中心轴、旋转支架安装部粘合在一起，防止滑移。但在实际安装流程中，涂胶工艺比较缓慢，不容易控制用胶量，干胶用少了粘合力不够，用多了会溢出到装配面外部，影响装配质量，并且干胶的粘合能力会随着使用时间的增长而逐渐减弱，以至于最后失效而无法起到固定轴承的作用。

背景技术部分的内容仅仅是发明人所知晓的技术，并不当然代表本领域的现有技术。

发明内容

本发明提出了一种激光雷达旋转机构既包括其的激光雷达，解决了现有技术的激光雷达旋转机构中轴承的放置和连接使轴承的内外圈发生变形或位移而导致的机构部件变形、失效，从而带来异响以及影响激光雷达的使用和寿命等问题。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种激光雷达旋转机构，包括：

中心轴；

多层滚动轴承，所述多层滚动轴承至少包括第一深沟球轴承和第二深沟球轴承，所述第一深沟球轴承的内圈与所述第二深沟球轴承的内圈一体成型，所述第一深沟球轴承的外圈与所述第二深沟球轴承的外圈一体成型，分别构成所述多层滚动轴承的内圈和外圈，所述多层滚动轴承的内圈与所述中心轴装配固定；和

旋转支架，所述旋转支架安装在所述多层滚动轴承上，并且可围绕所述多层滚动轴承的轴线旋转。