一种基于镜片折射的激光扫描机构制造技术

一种基于镜片折射的激光扫描机构，包括光源、折射透镜、移动组件；所述移动组件包括固定的音圈电机定子和设于该音圈电机定子上的可移动的音圈电机动子，所述折射透镜固定于音圈电机动子上随音圈电机动子移动。与现有技术相比，本实用新型专利技术具有以下有益效果：提供了一种基于镜片折射的激光扫描机构，通过音圈电机的设置和工作，实现了折射透镜的快速往复移动，实现了激光光束的快速高频连续扫描，且结构简单，成本低。

【技术实现步骤摘要】
一种基于镜片折射的激光扫描机构
本技术属于激光扫描设备领域，具体涉及一种基于镜片折射的激光扫描机构。
技术介绍
激光扫描仪是借着扫描技术来测量工件的尺寸及形状等工作的一种仪器，现有技术中，激光扫描仪中有一个稳定度及精度良好的旋转马达，当激光源将光束打到由旋转马达所带动的多面棱规后反射形成扫描光束，由于多面棱规位于扫描透镜的前焦面上，多面棱的旋转使扫描光束的入射角相对地连续性改变，因而反射角也作连续性改变，经由扫描透镜的作用，形成一平行且连续由上而下或由左到右的扫描线。以上可以看出，当前通用的激光扫描主要使用电机驱动激光发射器做来回偏摆动作或使用电机驱动反射镜片来回偏摆实现激光的来回先扫描动作；光线通过偏转镜片实现来回扫描，需要非常精密的旋转机构。同时镜片反射区域很小，换算回偏转角度时精度很难提高，同时采用机械偏转机构受制于电机等最大转速限制，难以实现高速扫描，而采用倍速机构的话势必增大控制误差，使用超高速电机或驱动系统又会显著增加整体成本。因此，目前的激光扫描机构主要存在扫描速度慢，机械结构加工复杂、装配精度要求高、控制精度差、成本高、实现多维扫描时机构难度大等问题；同时随着近年来AGV、自动扫地机的高速发展，市场对一种高速、低成本、简易性的激光扫面机构需求迫切。本技术在此方向上进行了研究。
技术实现思路
针对以上现有技术中的不足，本技术提供了一种基于镜片折射的激光扫描机构，改变了现有的激光扫描设备的结构，结构简单，成本低，扫描频率高。为了解决上述技术问题，本技术通过下述技术方案得以解决。一种基于镜片折射的激光扫描机构，包括光源、折射透镜、移动组件；所述移动组件包括固定的音圈电机定子和设于该音圈电机定子上的可移动的音圈电机动子，所述折射透镜固定于音圈电机动子上随音圈电机动子移动。现有技术中的激光扫描机构中，通过转动反射镜的方式在实现扫描光束角度的变化，结构复杂，对转动精度的要求基本，成本高；本申请中，光源射出的激光通过折射透镜之后发生折射，改变光束的方向实现扫描，当音圈电机动子往复移动时，折射角度不断变化，实现连续性的激光扫描。音圈电机（VoiceCoilMotor）是一种特殊形式的直接驱动电机，具有结构简单体积小、高速、高加速响应快等特性。其工作原理是：通电线圈（导体）放在磁场内就会产生力，力的大小与施加在线圈上的电流大小成比例，方向与电流方向相关。因此本申请中，通过改变电流方向和电流大小，音圈电机动子可以在音圈电机定子上快速的往复移动，实现折射透镜的快速往复移动，阻力小，行程可控，结构简单，成本低。作为优选，所述折射透镜朝向光源的一侧具有内凹的激光入射区域，该内凹的激光入射区域中的透镜厚度不同，因此折射角度不同。作为优选，所述激光入射区域的表面为凸出的弧形表面，激光射到该弧形表面上之后，产生聚光效应，便于调节光束。作为优选，所述激光入射区域为弧形内凹结构。作为优选，所述激光入射区域为折线形内凹结构。作为优选，所述音圈电机动子的移动路径的下方或侧部设有动子位移感应尺，所述音圈电机动子上设有动子位移感应头。该结构中，在音圈电机动子快速移动的过程中，动子位移感应头感应其在动子位移感应尺上的位置，实现实时的位移量感知与反馈。作为优选，所述动子位移感应尺为磁栅尺，所述动子位移感应头为霍尔感应装置。能精确实现位移量反馈，配合激光发射控制系统实现精确扫描控制。与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：提供了一种基于镜片折射的激光扫描机构，通过音圈电机的设置和工作，实现了折射透镜的快速往复移动，实现了激光光束的快速高频连续扫描，且结构简单，成本低。附图说明图1为本技术中的激光扫描机构的立体图。图2为本技术中的激光扫描机构的俯视图。图3为本技术中的激光扫描机构的工作状态示意图一。图4为本技术中的激光扫描机构的工作状态示意图二。图5为一种实施方式中的V形折射透镜A的立体图。图6为V形折射透镜A的俯视图。图7为图6中A-A方向的剖视图。图8为V形折射透镜A的仰视图。图9为另一种实施方式中的弧形折射透镜a的立体图。图10为弧形折射透镜a的俯视图。图11为图6中A-A方向的剖视图。图12为弧形折射透镜a的仰视图。具体实施方式下面结合附图与具体实施方式对本技术作进一步详细描述。参照图1至图12，本技术中涉及的一种基于镜片折射的激光扫描机构，包括光源5、折射透镜3、移动组件；所述光源5固定在光源固定座4上，所述移动组件包括固定的音圈电机定子1和设于该音圈电机定子1上的可移动的音圈电机动子2，所述折射透镜3固定于音圈电机动子2上随音圈电机动子2移动。具体的，本技术中，所述折射透镜3朝向光源5的一侧具有内凹的激光入射区域，所述激光入射区域的表面为凸出的弧形表面，便于聚光，该激光入射区域可以为弧形内凹结构，也可以为折线形内凹结构，或者其他类似的内凹结构，这些结构使激光入射区域中的透镜厚度不同，因此折射角度不同。此外，本技术中，所述音圈电机动子2的移动路径的下方设有动子位移感应尺6（也可以设于移动路径的的侧部），所述音圈电机动子2上设有与该动子位移感应尺6配合的动子位移感应头7，如刻度尺和光学检测器的配合；本实施方式中，所述动子位移感应尺6为磁栅尺，所述动子位移感应头7为霍尔感应装置，磁栅尺上不同位置的磁场强度不同，因此在音圈电机动子2快速移动的过程中，霍尔感应装置能够实时检测到磁场强度，实现定位。以下为本技术中的激光扫描机构的工作原理。激光扫描机构中，用电装置通过电线与电源相连，或接入到国家电网中，本技术中的电路连接结构和电控开关等都为常规技术。工作时，音圈电机动子2由音圈电机定子1驱动做高速往返运动，折射透镜3与音圈电机动子2固定在一起随音圈电机动子2一起运动。由于折射透镜3受光面采用弧形凸面或V形凸面结构，当光源5（激光发生器）发射的激光光线穿透折射透镜3时会发生聚焦折射偏转。如图可见，当折射透镜3移动到左侧时，由激光发生器所发射光线会被折射透镜3折射向右侧。同理当折射透镜3移动到右侧时，激光发生器所发射光线会被弧形的折射透镜3折射向左侧。只要音圈电机动子2在音圈电机定子1驱动下不断做高速往返运动，则可实现激光光线的高速来回扫描。由于音圈电机可运行在非常高的振荡频率因而实现非常高的激光扫描速度；同时音圈电机可实现类似磁悬浮运动特性，加之折射透镜可制作的非常轻巧，配合音圈电机电气特性可实现机构中相对运动部分无接触、无磨损、无发热、耐震动、维护简单、调整方便等特性。为实现折射透镜位移量与光线偏转角度的对应关系，音圈电机动子2下方装有动子位移感应头7，同时音圈电机定子1底部固定有动子位移感应尺6，当音圈电机动子2移动时带动动子位移感应头7与动子位移感应尺6做相对运动，动子位移感应尺6可检测到动子位移感应头7的移动距离、速度等参数。本技术中，由于折射透镜3的折射角度是固定的，每一个折射透镜3的弧度或夹角角度也是恒定的，所以控制系统可通过检测音圈电机动子2的位移量结合折射透镜3的固定折射率、弧度夹角等参数实时计算出激光偏转的角度。由此可以非常简便的实现通过检测动子位移感应尺6的数值控制激光偏转角度。图5~8为一种实施方式中的V形折射透镜A的一些示意图，V形折射透镜A上具有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于镜片折射的激光扫描机构，其特征在于，包括光源（5）、折射透镜（3）、移动组件；所述移动组件包括固定的音圈电机定子（1）和设于该音圈电机定子（1）上的可移动的音圈电机动子（2），所述折射透镜（3）固定于音圈电机动子（2）上随音圈电机动子（2）移动。

【技术特征摘要】
1.一种基于镜片折射的激光扫描机构，其特征在于，包括光源（5）、折射透镜（3）、移动组件；所述移动组件包括固定的音圈电机定子（1）和设于该音圈电机定子（1）上的可移动的音圈电机动子（2），所述折射透镜（3）固定于音圈电机动子（2）上随音圈电机动子（2）移动。2.根据权利要求1所述的一种基于镜片折射的激光扫描机构，其特征在于，所述折射透镜（3）朝向光源（5）的一侧具有内凹的激光入射区域。3.根据权利要求2所述的一种基于镜片折射的激光扫描机构...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾明阳，
申请(专利权)人：贾明阳，
类型：新型
国别省市：浙江,33