一种用于气溶胶探测的对地激光雷达

技术领域

本发明涉及环境监测技术领域，尤其涉及一种用于气溶胶探测的对地激光雷达。

背景技术

目前，大气气溶胶是指悬浮在大气中直径为0.001-100um的液体或固体微粒，它的产生受自然源(火山、沙尘暴等)和人工源(工业、农业活动等)多方面因素的影响。虽然气溶胶在大气中的含量相对较少，却可以改变大气的循环模式，影响局部地区的空气质量和气候变化，甚至危及人们的人身健康和生存环境。因此，对气溶胶探测的研究近年来也受到越来越多的重视。

激光雷达是大气参数探测的有效手段之一，是一种具有高时空分辨率，可以连续监测气溶胶变化的主动遥感设备。由于激光发散角小、波长短、能量密度高、单色性好等特性，能有效的与大气气溶胶粒子相互作用，使激光雷达可以有效的监测气溶胶光学特性及分布特征，弥补过去传统探测仪器的不足。

现有技术中，激光雷达装置在放置完成后，其镜头的方向不便于细微的调节，从而影响探测效果，并且由于激光雷达暴露在外界使用，在遇到极端天气时，并不能得到有效的防护，很容易造成损坏，给使用带来很大的不便。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于气溶胶探测的对地激光雷达，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种用于气溶胶探测的对地激光雷达，包括支架、转动连接于支架上的防护罩、能够收容于防护罩内的雷达本体以及用于固定防护罩的定位机构。

支架的中部水平设有安装板。

防护罩的一侧敞口，且敞口处安装有可自动开合的密封机构，防护罩内还设有驱动机构、以驱使雷达本体移动。

定位机构包括设于安装板上的动力组件以及固定在防护罩外侧的转盘，动力组件以使得转盘旋转、定位。

进一步的，防护罩的相对两侧分别外接有同轴设置的转轴，转轴的另一端分别和支架转动连接，转盘同轴固定在转轴上。

进一步的，密封机构包括两个对称设于防护罩敞口侧的连接轴，连接轴的末端分别安装有密封盖，且防护罩内安装有用于驱动连接轴转动的调节组件。

进一步的，调节组件包括开设在防护罩壳体内的空腔、活动设于空腔内的齿条、安装在空腔内的传动机构以及活动安装在空腔内的内转轴，内转轴的一端活动贯穿防护罩、并与连接转轴同轴连接，防护罩的内壁沿其长度方向开设有与空腔连通的条形孔，条形孔内滑动设有连杆，连杆的一端抵触于雷达本体的内端，连杆的另一端伸入空腔内、并和齿条连接。

进一步的，传动机构包括安装在内转轴外侧的锥齿轮二、转动连接在空腔内壁的安装轴以及套装在安装轴外侧的锥齿轮一，锥齿轮一和锥齿轮二啮合传动，且安装轴的外侧还安装有和齿条啮合的传动齿轮。

进一步的，驱动机构包括设于防护罩远离其敞口侧的安装室、设于安装室内的伸缩件，伸缩件的末端与雷达本体连接。

进一步的，伸缩件的末端安装有活动设于防护罩内的活动板，活动板上安装有调节电机，调节电机的驱动端周向安装有旋转卡板，雷达本体的末端开设有卡槽，卡槽的槽口处周向分布有限位挡板。

进一步的，动力组件包括设于安装板上的双向伸缩杆，双向伸缩杆的两个伸缩端分别靠近转盘、并设于动力模块以及定位模块，且转盘靠近双向伸缩杆的一侧同轴开设有环形槽。进一步的，动力模块安装于双向伸缩杆末端的驱动马达、安装在驱动马达驱动端的驱动齿轮，环形槽内安装有环形齿条，驱动齿轮能够与环形齿条啮合传动。

进一步的，定位模块包括开设在双向伸缩杆末端的安装槽、固定在安装槽内的电磁铁一、活动设于安装槽内的滑动板以及安装在滑动板上的电磁铁二，电磁铁二和电磁铁一磁性相斥，且滑动板的外端安装有定位柱，滑动板和电磁铁一之间通过回复弹簧连接，定位柱的外端能够与环形槽的内壁抵触、以固定转盘。

本发明的有益效果是：

本发明设计的用于气溶胶探测的对地激光雷达，包括支架、转动连接于支架上的防护罩、能够收容于防护罩内的雷达本体以及用于固定防护罩的定位机构。本发明在支架的中部水平设有安装板。防护罩的一侧敞口，且敞口处安装有可自动开合的密封机构，防护罩内还设有驱动机构、以驱使雷达本体移动。

本发明通过上述结构能够方便调节雷达本体的探测范围，并且还能够在遇到极端天气时对雷达本体进行有效保护。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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他相关的附图。在附

图中：

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的防护罩以及雷达本体的结构示意图；

图3为本发明的防护罩外部结构示意图；

图4为本发明的防护罩在密封机构关闭时的结构示意图；

图5为本发明的防护罩在密封机构半开时的结构示意图；

图6为本发明的防护罩在密封机构全开时的结构示意图；

图7为本发明的图1的A处放大图；

图8为本发明的图2的B处放大图；

图9为本发明的图2的C处放大图；

图10为本发明的雷达本体的内侧结构示意图。

图中：支架1、双向伸缩杆2、安装板3、防护罩4、转轴5、转盘6、密封盖7、雷达本体8、活动板9、调节电机10、空腔11、安装室12、伸缩件13、连接轴14、内转轴16、传动齿轮17、齿条18、安装轴19、锥齿轮一20、锥齿轮二21、卡槽22、缓冲垫块23、限位挡板24、旋转卡板25、驱动马达26、驱动齿轮27、电磁铁一28、电磁铁二29、定位柱30、滑动板31、环形槽32、回复弹簧34。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。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申请中的具体含义。

参见图1-9，一种用于气溶胶探测的对地激光雷达，包括支架1、转动连接于支架1上的防护罩4、能够收容于防护罩4内的雷达本体8以及用于固定防护罩4的定位机构。

支架1的中部水平设有安装板3。

防护罩4的一侧敞口，且敞口处安装有可自动开合的密封机构，防护罩4内还设有驱动机构、以驱使雷达本体8移动。

定位机构包括设于安装板3上的动力组件以及固定在防护罩4外侧的转盘6，动力组件以使得转盘6旋转、定位。

防护罩4的相对两侧分别外接有同轴设置的转轴5，转轴5的另一端分别和支架1转动连接，转盘6同轴固定在转轴5上。

具体参照图4-6，密封机构包括两个对称设于防护罩4敞口侧的连接轴14，连接轴14的末端分别安装有密封盖7，且防护罩4内安装有用于驱动连接轴14转动的调节组件。

调节组件包括开设在防护罩4壳体内的空腔11、活动设于空腔11内的齿条18、安装在空腔11内的传动机构以及活动安装在空腔11内的内转轴16，内转轴16的一端活动贯穿防护罩4、并与连接转轴14同轴连接，防护罩4的内壁沿其长度方向开设有与空腔11连通的条形孔，条形孔内滑动设有连杆，连杆的一端抵触于雷达本体8的内端，连杆的另一端伸入空腔11内、并和齿条18连接。

在本发明中，传动机构包括安装在内转轴16外侧的锥齿轮二21、转动连接在空腔11内壁的安装轴19以及套装在安装轴19外侧的锥齿轮一20，锥齿轮一20和锥齿轮二21啮合传动，且安装轴19的外侧还安装有和齿条18啮合的传动齿轮17。

驱动机构包括设于防护罩4远离其敞口侧的安装室12、设于安装室12内的伸缩件13，伸缩件13的末端与雷达本体8连接。

伸缩件13的末端安装有活动设于防护罩4内的活动板9，活动板9上安装有调节电机10，调节电机10的驱动端周向安装有旋转卡板25，雷达本体8的末端开设有卡槽22，卡槽22的槽口处周向分布有限位挡板24。

在本方案中，伸缩件13采用电动推杆或气缸。

在本发明中，动力组件包括设于安装板13上的双向伸缩杆2，双向伸缩杆2的两个伸缩端分别靠近转盘6、并设于动力模块以及定位模块，且转盘6靠近双向伸缩杆2的一侧同轴开设有环形槽32。

作为本发明一可选地实施方式，动力模块安装于双向伸缩杆2末端的驱动马达26、安装在驱动马达26驱动端的驱动齿轮27，环形槽32内安装有环形齿条，驱动齿轮27能够与环形齿条啮合传动。动力模块能够驱动转盘转动，从而带动防护罩4旋转，使得雷达本体的探测范围发生变化，方便进行旋转调节。

作为本发明一可选地实施方式，定位模块包括开设在双向伸缩杆2末端的安装槽、固定在安装槽内的电磁铁一28、活动设于安装槽内的滑动板31以及安装在滑动板31上的电磁铁二29，电磁铁二29和电磁铁一28磁性相斥，且滑动板31的外端安装有定位柱30，滑动板31和电磁铁一28之间通过回复弹簧34连接，定位柱30的外端能够与环形槽32的内壁抵触、以固定转盘6。

本装置在使用时，正常使用时，密封机构处于打开状态，由驱动件13推动雷达本体8从防护罩4的敞口侧推出，此时能够正常进行探测使用，当遇到极端恶劣天气，为了保护雷达本体不被损坏，伸缩件13工作驱动雷达本体8逐渐运动至防护罩4内，当雷达本体8运动到与齿条接触的连杆抵触时，继续向防护罩内侧运动，能够通过齿条驱动安装转轴旋转，从而带动内转轴以及连接转轴转动，最终带动密封盖7关闭直至图3所示的状态。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。