一种激光扫描测距装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种激光扫描测距装置，包括可转动的旋转结构以及不可转动的固定结构，旋转结构包括接收板、激光发射器、骨架、外转子、激光接收器和背板，固定结构包括定子线圈、发射板和发射固定平台。接收板、激光发射器、外转子、激光接收器和背板安装于骨架，定子线圈和发射板安装于发射固定平台，激光发射器发射的激光与激光接收器接收的激光组成的平面与安装平面彼此平行。相比于现有技术，本发明专利技术的激光扫描测距装置采用无线供电和全双工数据传输方式，避免了诸如滑环供电和通讯所产生的使用寿命较短的缺陷。再者，本发明专利技术通过电磁感应的磁介质传动，相比现有的皮带传动或齿轮传动减少了体积和噪声。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种机器人设计技术和激光扫描技术，尤其涉及一种激光扫描测距装置。
技术介绍
机器人(Robot)是自动执行工作的机器装置，它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，还可基于人工智能技术制定的原则纲领行动。一般来说，机器人的任务是协助或取代人类的工作，例如生产业、建筑业或者危险行业的工作。移动机器人是集环境感知、动态决策与规划、行为控制与执行等多种功能于一体的综合系统，可代替人到危险、恶劣或极端环境中执行任务，完成侦察、巡逻、警戒、反恐、排爆、科学考察及采样等，从而在诸如求援、科考、军事等领域具有巨大的应用价值。在现有的移动机器人应用中，出于行走安全方面的考虑，往往需要检测移动机器人在行进路线前方的障碍物位置，提前预判并控制机器人采取必要的避让或绕行措施，例如，在机器人本体上方安装对应的激光扫描测距装置。然而，现有的激光扫描测距装置在传送信号和电能时多半采用滑环，通过皮带或齿轮啮合的方式实现传动，存在诸如设备体积大、寿命短、噪音大的缺点。此外，现有的激光扫描测距装置中的无线供电线圈往往占用的体
积较大，进而使得整体装置的体积较大，对机器人的设计和安装要求较为严苛。有鉴于此，如何设计一种结构新颖的激光扫描测距装置，或对现有的激光扫描测距装置进行有效改进，以解决现有技术中的上述缺陷和不足，是业内相关技术人员亟待解决的一项课题。
技术实现思路
针对现有技术中的激光扫描测距装置所存在的上述缺陷，本专利技术提供一种高度集成一体化、结构小巧的激光扫描测距装置。依据本专利技术的一个方面，提供一种激光扫描测距装置，包括可转动的旋转结构以及不可转动的固定结构，所述旋转结构包括接收板、激光发射器、骨架、外转子、激光接收器和背板，所述固定结构包括定子线圈、发射板和发射固定平台，所述旋转结构与所述固定结构通过轴承彼此连接，其中，接收板、激光发射器、外转子、激光接收器和背板均安装于骨架，定子线圈和发射板均安装于发射固定平台，激光发射器发射的激光与激光接收器接收的激光组成的平面与所述激光扫描测距装置的安装平面彼此平行。在其中的一实施例，激光扫描测距装置还包括无线供电线圈，设置于激光发射器与激光接收器之间的空间区域。在其中的一实施例，无线供电线圈的发射部分安装于发射固定平台且连接至发射板，无线供电线圈的接收部分安装于骨架且连接至接收板。在其中的一实施例，旋转结构还包括编码器，固定结构还包括编码齿，其中，编码器安装在接收板上，编码齿安装于无线供电线圈的发射部分，用于记录所述旋转结构的转动位置和圈数。在其中的一实施例，激光发射器和激光接收器电耦接至背板。在其中的一实施例，旋转结构的转速取决于外部输入的PWM信号的占空比数值。在其中的一实施例，定子线圈设置于外转子的内侧，磁极设置于外转子上，发射板向定子线圈上施加规律变化的交流电压以产生磁场，定子线圈与外转子耦合形成推力或吸力使得所述旋转结构发生旋转。在其中的一实施例，发射板包括第一发光二极管和第一感应二极管，接收板包括第二发光二极管和第二感应二极管，其中，所述第一发光二极管和所述第二感应二极管形成第一无线传输路径，以及所述第一感应二极管和所述第二发光二极管形成第二无线传输路径，且所述第一无线传输路径和所述第二无线传输路径以同步方式实现全双工数据传输。在其中的一实施例，所述第一发光二极管具有一第一波长光谱，所述第二发光二极管具有一第二波长光谱，所述第一感应二极管感应所述第二波长光谱的光，所述第二感应二极管感应所述第一波长光谱的光，其中，所述第一波长光谱不同于所述第二波长光谱。在其中的一实施例，所述激光扫描测距装置的安装平面与水平面的夹角介于0～180度之间。在其中的一实施例，所述激光扫描测距装置为圆台状的立体结构。在其中的一实施例，激光发射器和激光接收器均设置在所述立体结构的侧表面上。采用本专利技术的激光扫描测距装置，其包括可转动的旋转结构以及不可转动的固定结构，旋转结构包括接收板、激光发射器、骨架、外转子、激光接收器和背板，固定结构包括定子线圈、发射板和发射固定平台，旋转结构与固定结构通过轴承彼此连接。接收板、激光发射器、外转子、激光接收器和背板安装于骨架，定子线圈和发射板安装于发射固定平台，激光发射器发射的激光与激光接收器接收的激光组成的平面与激光扫描测距装置的安装平面彼此平行。相比于现有技术，本专利技术的激光扫描测距装置采用无线供电和全双工数据传输方式，避免了诸如滑环供电和通讯所产生的使用寿命较短的缺陷。再者，本专利技术通过电磁感应的磁介质传动，相比现有的皮带传动或齿轮传动减少了体积和噪声。此外，本专利技术将无线供电线圈的发射部分和接收部分设置在激光发射器与激光接收器之间的空间区域，充分利用空余的空间，形成高度集成一体化结构，不仅使整体结构更加紧凑，而且还可进一步减小装置的体积。附图说明读者在参照附图阅读了本专利技术的具体实施方式以后，将会更清楚地了解本专利技术的各个方面。其中，图1示出依据本专利技术一实施方式的激光扫描测距装置的结构示意图；图2示出在图1的激光扫描测距装置中，利用激光发射器和激光接收器进行物体测距的示意图；以及图3A至图3C分别示出采用全双工方式、半双工方式和单工方式进行数据传输的原理示意图。具体实施方式为了使本申请所揭示的
技术实现思路
更加详尽与完备，可参照附图以及本专利技术的下述各种具体实施例，附图中相同的标记代表相同或相似的组件。然而，本领域的普通技术人员应当理解，下文中所提供的实施例并非用来限制本专利技术所涵盖的范围。此外，附图仅仅用于示意性地加以说明，并未依照其原尺寸进行绘制。下面参照附图，对本专利技术各个方面的具体实施方式作进一步的详细描述。图1示出依据本专利技术一实施方式的激光扫描测距装置的结构示意图。图2示出在图1的激光扫描测距装置中，利用激光发射器和激光接收器进行物体测距的示意图。参照图1，在该实施方式中，本专利技术的激光扫描测距装置包括可转动的旋转结构以及不可转动的固定结构。具体而言，旋转结构包括接收板1、激光发射器2、骨架3、外转子4、激光接收器9和背板10。固定结构包括定子线圈5、发射板6和发射固定平台7。旋转结构与固定结构通过轴承8彼此连接。其中，骨架3可由塑料材质制成。接收板1、激光发射器2、外转子4、激光接收器9和背板10均安装于骨架3。激光发射器2和激光接收器9电性耦接至背板10。当骨架3旋转时，激光发射器2和激光接收器9与骨架3一起旋转从而实现360度的旋转测距。定子线圈5和发射板6均安装于发射固定平台7。定子线圈5设置于外转子4的内侧，磁极设置于外转子4上，发射板6向定子线圈5上施加规律变化的交流电压以产生磁场，定子线圈5与外转子4耦合形成推力或吸力使得旋转结构发生旋转。如图2所示，该激光扫描测距装置为圆台状的立体结构，包括外壳14和围绕外壳14的侧表面。激光发射器2和激光接收器9均设置在立体结构的侧表面上。激光发射器2发射的激光与激光接收器9接收的激光组成的平面与激光扫描测距装置的安装平面彼此平行。详细地，从激光发射器2射出的激光到达被测物体之后，在被测物体的表面发生反射，反射之后的光线被激光接收器9所接收。射向被测物体的光线与从被测物体表面反射回来的光线构成一个平面，该平面与装置整体安装时所在的平面平行。例如，当装置的安装平面为水平面时，则激光发射器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光扫描测距装置，其特征在于，所述激光扫描测距装置包括可转动的旋转结构以及不可转动的固定结构，所述旋转结构包括接收板(1)、激光发射器(2)、骨架(3)、外转子(4)、激光接收器(9)和背板(10)，所述固定结构包括定子线圈(5)、发射板(6)和发射固定平台(7)，所述旋转结构与所述固定结构通过轴承(8)彼此连接，其中，所述接收板(1)、激光发射器(2)、外转子(4)、激光接收器(9)和背板(10)均安装于骨架(3)，所述定子线圈(5)和发射板(6)均安装于发射固定平台(7)，激光发射器(2)发射的激光与激光接收器(9)接收的激光组成的平面与所述激光扫描测距装置的安装平面彼此平行。

【技术特征摘要】
1.一种激光扫描测距装置，其特征在于，所述激光扫描测距装置包括可转动的旋转结构以及不可转动的固定结构，所述旋转结构包括接收板(1)、激光发射器(2)、骨架(3)、外转子(4)、激光接收器(9)和背板(10)，所述固定结构包括定子线圈(5)、发射板(6)和发射固定平台(7)，所述旋转结构与所述固定结构通过轴承(8)彼此连接，其中，所述接收板(1)、激光发射器(2)、外转子(4)、激光接收器(9)和背板(10)均安装于骨架(3)，所述定子线圈(5)和发射板(6)均安装于发射固定平台(7)，激光发射器(2)发射的激光与激光接收器(9)接收的激光组成的平面与所述激光扫描测距装置的安装平面彼此平行。2.根据权利要求1所述的激光扫描测距装置，其特征在于，所述激光扫描测距装置还包括无线供电线圈(11)，设置于激光发射器(2)与激光接收器(9)之间的空间区域。3.根据权利要求2所述的激光扫描测距装置，其特征在于，所述无线供电线圈(11)的发射部分安装于发射固定平台(7)且连接至发射板(6)，所述无线供电线圈(11)的接收部分安装于骨架(3)且连接至接收板(1)。4.根据权利要求3所述的激光扫描测距装置，其特征在于，
\t所述旋转结构还包括编码器(12)，所述固定结构还包括编码齿(13)，其中，编码器(12)安装在接收板(1)上，编码齿(13)安装于无线供电线圈(11)的发射部分，用于记录所述旋转结构的转动位置和圈数。5.根据权利要求1所述的激光扫描测距装置，其特征在于，激光发射器(2)和激光接收器(9)电性耦接至背板(10)。...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐磁，汪迎春，刘义春，陈士凯，李宇翔，林凌，黄珏珅，
申请(专利权)人：上海思岚科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31