转镜装置的制作方法与流程

1.本发明涉及转镜技术领域，具体而言，涉及一种转镜装置的制作方法。


背景技术：

2.随着时代的发展，现在激光雷达应用逐渐变得广泛，其中扫描式激光雷达不仅使用范围广，距离远，而且使用的激光器少，点云密集，逐渐应用于多个领域。转镜装置作为扫描式激光雷达的重要部件，其具有多个绕转镜装置的转轴均匀排布的反射面，多个反光面能够围成正多边形，反光面的精度对扫描式激光雷达的精确度和后续数据处理影响非常大，所以在制作转镜装置时就要保证转镜装置的每个反光面的误差达到很小。
3.目前，转镜装置一般有两种制作方法，第一种是把铝块用单点金刚石车床直接加工成转镜装置，所需要的成本高，且转镜装置的重量重，对于批量使用的扫描激光雷达来说不实用；第二种制作方法是制作转镜架和反光镜，然后把反光镜粘接在转镜镜架上，这种方法成本低、重量轻，但是现有的制作方法制得的反光镜的姿态精度较低，导致转镜装置的反光面的误差较大，影响扫描式激光雷达的精确度。
4.综上，如何克服现有的转镜装置的制作方法的上述缺陷是本领域技术人员亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种转镜装置的制作方法，以缓解现有技术中转镜装置的制作方法存在的反光面误差较大的技术问题。
6.本发明提供的一种转镜装置的制作方法，包括：
7.将n面反光镜均分别放入转镜架的n个镜槽，所述镜槽的宽度大于所述反光镜的厚度；
8.确定投影面，确定激光器和转镜架的位置；
9.打开激光器，并调整转镜架，使激光器发射的激光照射到反光镜上，将被激光照射的反光镜固定于转镜架，将被反光镜反射到所述投影面上的光斑位置标记为基准点；
10.继续调整转镜架n-1次，每次调整转镜架的转动角度均为
11.每完成一次对转镜架的调整，调整一次被激光照射的反光镜的姿态，使被反光镜反射到所述投影面上的光斑与所述基准点重合，将完成调整的反光镜固定于转镜架。
12.优选地，作为一种可实施方式，当被反光镜反射到所述投影面上的光斑与所述基准点重合时，被反光镜反射的激光与所述投影面垂直；
13.和/或，当被反光镜反射到所述投影面上的光斑与所述基准点重合时，激光器的激光发射方向与反光镜的夹角为45
°
。
14.优选地，作为一种可实施方式，所述确定激光器和转镜架的位置的步骤中，转镜架的转轴竖直设置，激光器的激光发射方向为水平方向。
15.在所述将被激光照射的反光镜固定到转镜架上的步骤之前，所述制作方法还包括：调整被激光照射的反光镜的姿态，使被反光镜反射到所述投影面上的光斑，移动到激光器的发射端口所在的水平面。
16.优选地，作为一种可实施方式，所述投影面为竖直面，和/或，所述投影面为坐标纸的纸面。
17.优选地，作为一种可实施方式，所述固定转镜架的步骤包括：将转镜架通过调节工装固定到光学平台。
18.优选地，作为一种可实施方式，所述调节工装包括调节座和扫描式激光雷达的转镜固定座，所述转镜固定座用于固定所述转镜装置，所述调节座与所述转镜固定座固定连接，所述调节座用于固定到光学平台，所述转镜固定座悬于所述光学平台的上方。
19.优选地，作为一种可实施方式，所述调整一次被激光照射的反光镜的姿态，使被反光镜反射到所述投影面上的光斑与所述基准点重合，将完成调整的反光镜固定于转镜架的步骤包括：
20.先粗调被激光照射的反光镜的姿态，使反光镜反射到所述投影面上的光斑靠近所述基准点，将被激光照射的反光镜的局部区域粘接于转镜架，初步固定，使被激光照射的反光镜仍能够活动；然后，微调被激光照射的反光镜的姿态，使被反光镜反射到所述投影面上的光斑与所述基准点重合，将完成调整的反光镜牢固粘接于转镜架。
21.优选地，作为一种可实施方式，所述将被激光照射的反光镜的局部区域粘接于转镜架的步骤中，粘接反光镜的胶为瞬干胶；
22.和/或，所述将完成调整的反光镜牢固粘接于转镜架的步骤中，粘接反光镜的胶为环氧树脂胶。
23.优选地，作为一种可实施方式，当被反光镜反射到所述投影面上的光斑与所述基准点重合时，激光器发射的激光与反光镜的交点，与反光镜的与转镜架的转轴平行的中心线重合；
24.和/或，所述镜槽的宽度与所述反光镜的厚度的差值范围为0.2-0.3mm；
25.和/或，n＝4。
26.优选地，作为一种可实施方式，在所述将n面反光镜均分别放入转镜架的n个镜槽中的步骤之前，所述制作方法还包括：
27.将码盘固定到转镜架的底部；将转镜架固定于电机的电机轴，使转镜架的转轴与电机的电机轴重合；将电机与码盘电连接；
28.所述调整转镜架的步骤包括：启动电机，利用电机驱动转镜架转动。
29.与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
30.本发明提供的转镜装置的制作方法，利用反光镜的反射原理，首先通过调整转镜架，将转镜架上的其中一面反光镜转动到能够被激光照射的位置，将该反光镜固定，并将此时这面反光镜的位置作为基准位置，确定该基准反光镜反射到投影面上的光斑的位置，将其标记为基准点；然后，再次调整转镜架，使转镜架转动的角度，因转镜架上的各面反光镜能够围成正多边形，故此时另一面反光镜会转动到基准位置，以预先标记在投影面上的基准点作为基准，调节该处于基准位置的反光镜的姿态，直到该反光镜反射到投影面上
的光斑与上述基准点重合，固定该反光镜，此时，该反光镜相对转镜架的姿态便与第一面被固定的反光镜相同，依次将其他反光镜转动到与基准位置，重复上述操作，便可使得转镜架上的n面反光镜相对转镜架的姿态一致。
31.因此，本发明提供的转镜装置的制作方法，提高了转镜装置上的各个反光镜的姿态精度，降低了转镜装置的反光面的误差，进而，可保证扫描式激光雷达的精确度。
附图说明
32.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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
33.图1为本发明实施例提供的转镜装置的制作方法的流程图；
34.图2为本发明实施例提供的转镜装置的制作方法在操作时的结构布局图；
35.图3为本发明实施例提供的调节工装的立体结构示意图；
36.图4为本发明实施例提供的转镜装置的立体结构示意图；
37.图5为本发明实施例提供的转镜装置中的转镜架的立体结构示意图。
38.附图标记说明：
39.100-转镜装置；110-转镜架；111-支架；112-底座；113-隔光圈；120-反光镜；130-码盘；140-电机；
40.200-投影面；
41.300-激光器；
42.400-调节工装；410-调节座；420-转镜固定座。
具体实施方式
43.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通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，都属于本发明保护的范围。
44.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“水平”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。
45.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。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发明中的具体含义。
46.下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
47.参见图1和图2，本实施例提供了一种转镜装置的制作方法，其包括以下步骤：
48.s102，将n面反光镜120均分别放入转镜架110的n个镜槽，其中，所述镜槽的宽度大
于所述反光镜120的厚度。
49.反光镜120放入镜槽后，能够在镜槽内晃动，以为后续调整姿态提供可调空间。
50.s104，确定投影面200，确定激光器300和转镜架110的位置。
51.s106，打开激光器300，并调整转镜架110，使激光器300发射的激光照射到反光镜120上，将被激光照射的反光镜120固定于转镜架110，将被反光镜120反射到投影面200上的光斑位置标记为基准点。
52.利用反光镜120的反射原理，首先通过调整转镜架110，将转镜架110上的其中一面反光镜120转动到能够被激光照射的位置，将该反光镜120固定，并将此时这面反光镜120的位置作为基准位置，确定该基准反光镜120反射到投影面200上的光斑的位置，将其标记为基准点。
53.s108，继续调整转镜架n-1次，每次调整转镜架110的转动角度均为
54.因转镜架110上的各面反光镜120能够围成正多边形，故每完成一次转镜架110的转动调整，就会有一面反光镜120转动到基准位置，完成n-1次调整后，所有反光镜120都会在基准位置停留一次。
55.s109，每完成一次对转镜架110的调整，调整一次被激光照射的反光镜120的姿态，使被反光镜120反射到投影面200上的光斑与基准点重合，将完成调整的反光镜120固定于转镜架110。
56.以预先标记在投影面200上的基准点作为基准，调节该处于基准位置的反光镜120的姿态，直到该反光镜120反射到投影面200上的光斑与上述基准点重合，固定该反光镜120，此时，该反光镜120相对转镜架110的姿态便与第一面被固定的反光镜120相同，依次将其他反光镜120转动到与基准位置，重复上述操作，便可使得转镜架110上的n面反光镜120相对转镜架110的姿态一致，如此，便可提高转镜装置100上的各个反光镜120的姿态精度，降低了转镜装置100的反光面的误差，进而，可保证扫描式激光雷达的精确度。
57.在上述步骤s109中，当被反光镜120反射到投影面200上的光斑与基准点重合时，使被反光镜120反射的激光与投影面200垂直，如此，激光被反光镜120反射后可垂直打到投影面200上，便于减小光斑的面积，提高标记精度，并提高被其他反光镜120反射的光斑的对准精度，进而，提高对其他反光镜120的位姿调节精度。
58.此外，当被反光镜120反射到投影面200上的光斑与基准点重合时，还可使激光器300的激光发射方向与反光镜120的夹角设置为45
°
。
59.在上述步骤s104中，转镜架110的转轴竖直设置，使激光器300的激光发射方向为水平方向，如此，被反光镜120反射的激光也应为水平方向，且与激光器300发射的激光处于同一水平面。
60.在增设步骤s105的基础上，在上述步骤s106中，固定反光镜120之前，可调整被激光照射的反光镜120的姿态，使被反光镜120反射到投影面200上的光斑，移动到激光器300的发射端口所在的水平面，如此，便可提高该反光镜120与转镜架110的转轴的平行度，进而，可提高基准点的可靠性，降低其他反光镜120反射的光斑无法移动到基准点的几率，降低返工率，提高转镜装置100的装配效率。
61.优选地，可将上述投影面200设置为竖直面，如此，便于确定基准点的标准水平线。
62.进一步地，可将投影面200确定为坐标纸的纸面，如此，可通过坐标纸，直接确定激光器300的激光发射口所在的水平面，在坐标纸上对应的水平线，非常直观。
63.具体地，可将坐标纸贴于竖直墙面上。
64.转镜架110可通过调节工装400固定到光学平台上，以适应光学平台的台面。
65.具体地，先将调节工装400固定到光学平台上，然后，将转镜架110固定到调节工装400上。
66.参见图3，在调节工装400的具体结构中可设置调节座410和转镜固定座420，其中，转镜固定座420属于扫描式激光雷达的用于固定转镜装置100的结构，将调节座410与转镜固定座420固定连接，将调节座410固定到光学平台上，利用调节座410将转镜固定座420悬于光学平台的上方，便于适应转镜装置100的具体结构，因转镜固定座420属于扫描式激光雷达的结构，故无需额外加工，只需额外加工调节座410，以利用调节座410实现转镜固定座420与光学平台的间接固定即可，成本较低。
67.具体地，调节座410可设置为l形固定块，将转镜固定座420安装到l形固定块的l形槽内即可。
68.调节座410与光学平台可通过螺纹连接件连接，转镜固定座420与调节座410也可通过螺纹连接件连接。
69.上述步骤s109中，调整反光镜120姿态的步骤，具体可包括：先粗调被激光照射的反光镜120的姿态，使反光镜120反射到投影面200上的光斑靠近基准点，将被激光照射的反光镜120的局部区域粘接到转镜架110上，初步固定，使被激光照射的反光镜120仍能够活动；然后，微调被激光照射的反光镜120的姿态，使被反光镜120反射到投影面200上的光斑与基准点重合，将完成调整的反光镜120牢固粘接到转镜架110上。
70.需要说明的是，在反光镜120反射到投影面200上的光斑靠近基准点时，将反光镜120的局部区域粘接到转镜架110上，可降低反光镜120在调节过程中的可调幅度；在此基础上，再微调反光镜120，可使得反光镜120快速被定为到目标姿态，便于提高反光镜120的调整效率。
71.优选地，可利用瞬干胶将被激光照射的反光镜120的局部区域粘接于转镜架110，便于缩短胶干的等待时间，提高反光镜120的调整效率。
72.可利用环氧树脂胶将完成调整的反光镜120牢固粘接到转镜架110上。
73.第一面转动到与激光器300发射的激光相对的反光镜120的位置，可依照以下条件确定：当被反光镜120反射到投影面200上的光斑与基准点重合时，激光器300发射的激光与反光镜120的交点，与反光镜120的与转镜架110的转轴平行的中心线重合。在第一面转动到与激光器300发射的激光相对的反光镜120的位置被确定之后，其他反光镜120的位置，便也会满足上述条件。
74.优选地，可将转镜架110上的镜槽的宽度与反光镜120的厚度的差值范围，设置为0.2-0.3mm，便于保证可调节性，且便于调节到目标姿态。
75.具体地，可将转镜架110上的反光镜120的数量设置为4个。
76.参见图4，在上述步骤s102之前，可增设步骤s101：将码盘130固定到转镜架110的底部；将转镜架110固定到电机140上，并使转镜架110的转轴与电机140的电机轴重合；将电机140与码盘130电连接，以利用码盘130为电机140提供转动角度信息，保证电机140转动预
定的角度。
77.在增设步骤s101的基础上，在步骤s106和步骤s108中，调节转镜架110的步骤包括：启动电机140，利用电机140驱动转镜架110转动，如此，可通过设定电机140的转动角度，使转镜架110精确转动机械化程度较高，无需人为转动转镜架110，而且电机140和码盘130本就属于转镜装置100的一部分，在完成对反光镜120的固定后，无需拆卸电机140和码盘130。
78.具体地，码盘130可粘贴到转镜架110的底部；转镜架110可粘贴到电机140上。
79.具体地，参见图4和图5，转镜架110包括支架111、底座112和隔光圈113三个部分，底座112用螺钉固定在支架111的底部，当反光镜120装好后套上隔光圈113滑动到支架111中间的凸起结构并被其卡住，用环氧树脂胶将隔圈113与支架111进行粘接固定。
80.为了进一步对本发明进行更加具体的说明，现一具有四面反光镜120的转镜装置100为例，列举一更加具体的例子，如下所述：
81.s202，将调节工装400固定在光学平台上，然后在与调节工装400相邻的位置放置激光器300，最后在距离光学平台2米，与地面垂直的墙上贴上坐标纸。
82.s204，把码盘130贴到转镜架110的底部，然后把转镜架110用胶水固定在电机140上，最后把整个模组(包括转镜架110、电机140和码盘130)安装在调节工装400上并连接电路工装模组。
83.s206，把四面反光镜120分别放在转镜架110的四个镜槽中，然后打开激光器300，光束垂直照射转镜装置100，把转镜架110调整到一号反光镜正对光束45
°
角处。激光垂直照射一号反光镜上，反射到2米外墙上的坐标纸上，将坐标纸被激光照射的光斑处标记为基准点。
84.s208，将转镜架110转动90
°
，二号反光镜正对光束45
°
角，以坐标纸上标记的基准点为标准，调整二号反光镜的姿态，使二号反光镜反射到坐标纸上的光斑与基准点接近，先用点胶头沾取少量瞬干胶初步固定二号反光镜；然后小幅度矫正二号反光镜的角度，使二号反光镜反射到坐标纸上的光斑与基准点重合，最后用环氧树脂胶将二号反光镜完全固定到转镜架110上。
85.s210，依照上述步骤s208，依次调节三号反光镜和四号反光镜。
86.其中，一号反光镜、二号反光镜、三号反光镜和四号反光镜沿转镜架110的回转方向依次排布。
87.综上所述，本发明实施例公开了一种转镜装置的制作方法，其克服了传统的转镜装置的制作方法的诸多技术缺陷。本发明实施例提供的转镜装置的制作方法，提高了转镜装置100上的各个反光镜120的姿态精度，降低了转镜装置100的反光面的误差，进而，可保证扫描式激光雷达的精确度。
88.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，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，或者对其中部分或者全部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发明各实施例技术方案的范围。