阅读说明：本技术 一种滑环及激光雷达 (Slip ring and laser radar ) 是由 陈杰 向少卿 于 2019-08-30 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种滑环,包括第一圆环体、第二圆环体和多个导电部件；所述第一圆环体和所述第二圆环体中心重合,且第二圆环体套设于第一圆环体之中；所述第一圆环体和所述第二圆环体通过所述多个导电部件连接。本发明能够通过多个片状导电部件形成滑环,可大大提高滑环的寿命和信号传输的可靠性。(The invention discloses a slip ring, which comprises a first annular body, a second annular body and a plurality of conductive parts, wherein the first annular body is provided with a first opening; the centers of the first circular ring body and the second circular ring body are superposed, and the second circular ring body is sleeved in the first circular ring body; the first torus and the second torus are connected by the plurality of conductive members. The invention can form the slip ring through a plurality of flaky conductive parts, can greatly improve the service life of the slip ring and the reliability of signal transmission.)

一种滑环及激光雷达

技术领域

本发明涉及电气结构技术领域，具体涉及一种激光雷达中用于转子和定子进行信息传输的滑环装置及具有该滑环的激光雷达。

背景技术

任何旋转部件上如果有电子设备，就需要供电。一般的滑环无法使用超过一年，因为碳刷的磨损。因此机械激光雷达一般都采用了无线供电技术。然而无线供电的难度相当大，且工序复杂，成本仍然较高，不共地存在EMC泄露等问题。

滑环，就是负责为旋转体连通、输送能量与信号的电气部件。根据传输介质来区分，滑环分为电滑环、流体滑环、光滑环。滑环通常安装在设备的旋转中心，主要由旋转与静止两大部分组成。旋转部分连接设备的旋转结构并随设备旋转运动，称为“转子”，静止部分连接设备的固定结构的能源，称为“定子”。

滑环可用于任何360°旋转连续传输电源和数据信号的机电系统领域，常被称为导电圆环体、电刷、转接器、集电环、集电器、旋转关节、集流环、回流环、换向器等，其原理是实现两个相对转动机构的电流、数据信号或图像及动力传输的精密传输装置。常被使用于360°无限制的连续旋转，要求从固定位置到旋转位置传送电信号、数据信号的领域。

现有技术中圆环体中通常只有一个电刷，电刷需要和滑环进行较为牢固的接触就需要按压的紧一些，这样导致圆环体的寿命较短，信息的可靠性也较低。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种寿命较长的滑环，具体技术方案如下所述：

一种滑环，包括第一圆环体、第二圆环体和多个导电部件；所述第一圆环体和所述第二圆环体中心重合，且第二圆环体套设于第一圆环体之中；所述第一圆环体和所述第二圆环体通过所述多个导电部件连接。

进一步地，所述第一圆环体和所述第二圆环体可相对转动。

进一步地，所述第一圆环体内部周向侧壁设置有多个凹槽，适于固定所述导电部件的一端，所述导电部件的另一端与所述第二圆环体的周向贴合。

进一步地，所述导电部件的另一端与所述第二圆环体的周向相切。

进一步地，所述多个凹槽等分所述第一圆柱体的内部周向侧壁。

进一步地，所述凹槽的弧度与所述导电部件的一端几乎完全贴合。

进一步地，在所述凹槽与所述导电部件的一端的贴合处，所述第一圆环体与所述导电部件采用通孔螺钉互相固定。

进一步地，除了所述凹槽与所述导电部件的一端的贴合的长度之外，所述导电部件在所述凹槽内还延长有预设大小的长度。

进一步地，所述导电部件为片状且有预设大小的厚度。

进一步地，所述第一圆环体，所述第二圆环体和所述导电部件为导电耐磨材料。

本发明的另一个目的在于提出一种激光雷达，具体技术方案如下所述：

一种激光雷达，其特征在于，包括中轴以及所述的滑环，所述滑环套设于所述中轴上。

本发明的实施具有以下有益效果：

本发明通过设置多个导电部件，增加了数据传输的可靠性和有效性，应用在激光雷达中，可以保证激光雷达的性能。

本发明的附加方面和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

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1是本发明实施例提供的滑环的整体结构示意图；

图2是本发明实施例提供的激光雷达的结构图；

图3是本发明提供的激光雷达的扫描部分结构图；

图4是本发明提供的激光雷达与滑环配合安装示意图；

图5是本发明提供的另一激光雷达与滑环配合安装示意图；

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或者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发明的限制。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以使固定连接，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；可以使直接相连，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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图1是本发明实施例提供的滑环的整体结构示意图。滑环100包括第一圆环体110，第二圆环体120，导电部件130，第一圆环体110和第二圆环体120通过导电部件130滑动连接。

第一圆环体110包括第一侧面110-1和第二侧面110-2，其中第二侧面110-2周向有多个凹槽，凹槽围绕第一圆环体周向可以等分，也可以不等分，凹槽的数量和所可以安装的导电部件数量可以相等。第二圆环体120包括第一侧面120-1和第二侧面120-2。第一圆环体110的第二侧面110-2与第二圆环体120的第一侧面120-1相对设置，其距离与导电部件130的大小和材料以及所要安装在其上的设备有关。导电部件130为片状结构，具有预设大小的厚度，可通过螺钉固定在第一圆环体110的第二侧面110-2上，同时与第二圆环体120的第一侧面120-1接触，螺纹通孔的数量可以为一个或者多个。例如，导电部件130的一端适于通过通孔螺钉固定在第一圆环体 110的第二侧面110-2的凹槽中，凹槽的弧度与导电部件130是几乎完全贴合的，导电部件130的另一端与第二圆环体120的第一侧面120-2周向相切，除了贴合部分，导电部件也可以在凹槽内有一段预设大小的长度，增加的长度可以使得贴合效果更好，也增加了导电部件130安装的稳定性。在另一实施例中，导电部件130也可以固定在第二圆环体120的第一侧面120-1，此时其侧面可以具有和第一圆环体110类似的凹槽。本发明滑环的构造是为了使导电部件与第二圆环体更好的接触，更加有效的传输数据，减少滑动过程中的信息传输故障。需要说明的是，导电部件可以是具有导电功能的金属片状物，也可以是具有导电功能的非金属片状物，具有一定的导电性且耐磨耐用即可。另外，为了确保旋转过程中的电性连接的安全性，可以在导电部件上设置一层保护膜，防止短路等。

当被装载在外部通信设备中时，所述第一圆环体110和第二圆环体120 相对运动，当第一圆环体110连接通信设备运动部时，则第二圆环体120 连接通信设备固定部，或者相反。当相对运动时，第一圆环体110通过导电部件130与第二圆环体120滑动接触。所述多个导电器件130与第二圆环体120具有多个接触面，数据通过接触面进行接触传输，接触面的大小与导电器件130与来自第一圆环体110的侧面设计的挤压应力相关，当应力较大时，接触面面积会较大，其与第二圆环体120的贴合越紧密，当应力较小时，接触面面积会较小，其与第二圆环体120的贴合越松散。

在通信过程中，由于滑环与外部通信设备的具有多个接触面，数据通过其中一个接触点就可以进行传输，多个接触面具有多个点，当其中一个导电部件失效或者出现误差时，其他导电部件可以继续传输数据，不影响外部设备的工作，确保了数据传输的可靠性和准确性。在滑环中，由于接触滑动传输数据必然摩擦，会造成导电器件磨损，但本发明采用多个较大接触面进行数据传输，确保了数据传输的流畅和可靠性之后，所述导电部件可以采用较小的应力，此时，导电部件与第二圆环体的接触较为松散，则其受到的磨损相对较小，又由于导电部件有一定的厚度，则圆环体的使用寿命被大大的延长。

图2为机械激光雷达的结构。所述机械激光雷达包括转子、定子，所述转子的内部被隔离为发射腔和接收腔。图2示意性地给出了本发明机械激光雷达的结构简图，如图1所示；有一个承载体1，用于承载多个激光器；所述承载体设置在所述发射腔8内；多个激光器11，具体数量与激光雷达的线数对应；所述激光器自上而下地固定在所述承载体上；光准直器件2，如准直透镜，所述承载体上的激光器经过反射镜61在包括所述光准直器件的主轴的竖直平面上的投影点均匀或者有疏密的分布；激光器发出的检测光穿过所述光准直器件后照射到外界物3上，如地面、行人、自行车、公交站牌、汽车等；所述光准直器件设置在所述发射腔内；光接收器件4，如聚焦透镜(组)，所述检测光在外界物上的反射光穿过所述光接收器件后经过反射镜64被探测器51接收(设置于接收电路板5上)；探测器51，所述探测器的数量与所述激光器的数量相同，所述探测器与激光器关于所述光准直器件和光接收器件的中心连线的中垂面对称设置；所述探测器设置在接收腔内。上述多线激光雷达的工作过程为：多个激光器发出多束激光，如1号激光器发出检测光，经光准直器件准直后射到外界物上，其中中心激光光束(水平和水平附近)的密度高，提高了垂直角分辨率；检测光在外界物上的反射光经过光接收器件会聚到探测器上，如1号激光器发出的检测光被外界物反射后，经过接收器件后会聚在1号探测器上；分析设备处理探测器传送来的电信号，从而探测外界物，如障碍物。其中91为隔离装置，隔离发射腔和接收腔。

图3为机械激光雷达中扫描装置的结构图，所述扫描装置包括：中轴 92，所述中轴上具有凹槽；固定座97，所述中轴的顶端固定在所述固定座上；如，固定座为中心具有凸起的圆形凹槽，较细部分的顶端固定在该凸起上；电机94，所述电机设置在所述固定座的下部且临着固定座，且电机的定子套在处于所述固定座和底座之间的中轴的上部分的外缘，如较细部分的外缘；电机的转子绕所述中轴旋转，所述电机的电源线铺设在所述凹槽内；联轴器95，所述转子的底端通过所述联轴器连接转动腔，从而使转子驱动所述转动腔绕所述中轴旋转；转动腔96，所述转动腔通过轴承固定在处于所述定子下部的中轴的外缘，如过渡部分的外缘，所述转动腔分布在电机的下部和沿着所述中轴的径向的电机的***，非处于电机的上部；所述转动腔的内部被隔离为发射腔和接收腔；底座92，所述中轴的底端固定在所述底座上，如底座为中心具有凸起的圆形凹槽，较粗部分固定在底座的凸起上。

图4与图5示出了滑环和激光雷达的安装结构示意图。参考图4及图5，由于激光雷达转子上有驱动元件、测量元件和控制元件，需要从电源通过定子向它们输送控制信号，所以需要在激光雷达上安装导电装置，导电装置为滑环，通常围绕激光雷达的中轴(如图5所示)进行安装，主要由旋转与静止两大部分组成，旋转和静止也是相对而言，例如第一圆环体和第二圆环体，是相对运动就可以，其中第一圆环体可以连接雷达的定子部分，也可以连接雷达的转子部分。

这里为了说明实施例，假设第一圆环体静止(滑环装置定子)，第二圆环体旋转(滑环装置转子)。第二圆环体连接激光雷达的转子并随之旋转运动，并且滑环中的旋转部分即第二圆环体的导线从中引出接入激光雷达的转子部分，第一圆环体连接激光雷达的定子，且滑环中的静止部分即第一圆环体的导线从中引出，外接电源。滑环和激光雷达的接触，也就是所述滑环的多个导电部件是实现了电能和信号传输的功能。滑环，通过第一圆环体和第二圆环体的相对运动，可以传递激光雷达所需信号，比如电能或者电信号等。滑环的电性能指标可以包括：绝缘电阻、接触电阻、介质强度和串扰。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”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发明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必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改和变型。