激光传感器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种激光传感器，包括：激光发射器、成像透镜、图像传感器、反光镜和驱动电机，反光镜固定设置于驱动电机的电机轴上，且驱动电机能驱动反光镜相对电机轴轴心线摆动；激光发射器发出的激光束经反光镜反射于待测物体表面形成点状光斑，然后经待测物体表面向外反射形成漫反射光，成像透镜和图像传感器间隔设置于漫反射光的接收路径上，且成像透镜和图像传感器均位于激光传感器前进方向的左侧或右侧，漫反射光经成像透镜后投射于图像传感器上。该激光传感器的抗环境干扰能力强，检测可靠、准确，且在测量前进方向上的长度短。

【技术实现步骤摘要】
激光传感器
本技术涉及激光
，尤其涉及一种激光传感器。
技术介绍
近年来激光技术迅猛发展，由于激光具有方向性好、亮度高、单色性好以及能量密度高等特点，因而激光三角测量技术广泛应用于工业生产、通讯、信息处理等领域，尤其在焊接、切割、测量等工业生产中应用更为广泛。在测量物体距离、检测物体形貌的非接触测量过程中，通常采用激光传感器进行测量，目前常用的激光传感器采用能投射出一个扇形光面的激光发射器在物体形貌上形成一道光斑，然后再采用图像传感器采集、分析该光斑。该类激光传感器在测量过程中，尤其是针对测量表面反光性强的待测物体，极易产生干扰现象，因而该类激光传感器应用受限。激光传感器通常与执行系统配合使用，该类激光传感器在测量一个区域时，执行系统带动激光传感器前进，激光传感器前进方向垂直于、或大致垂直于激光面，而一般的激光传感器是将成像透镜、图像传感器布置在激光传感器前进的方向上，那么激光传感器前进方向上的长度就较长。如果在待测物体前进方向的尽头存在障碍物，就很难完成前进方向上对待测物体的所有形貌的测量，可达性非常差。
技术实现思路
本技术所需解决的技术问题是：提供一种抗环境光干扰能力强的激光传感器，该激光传感器在测量前进方向上的长度相比传统的激光传感器在测量前进方向上的长度要短。为解决上述问题，本技术采用的技术方案是：所述的激光传感器，包括：激光发射器、成像透镜、图像传感器、反光镜和驱动电机，反光镜固定设置于驱动电机的电机轴上，且驱动电机能驱动反光镜相对电机轴轴心线摆动；激光发射器发出的激光束经反光镜反射于待测物体表面形成点状光斑，然后经待测物体表面向外反射形成漫反射光，成像透镜和图像传感器间隔设置于漫反射光的接收路径上，且成像透镜和图像传感器均位于激光传感器前进方向的左侧或右侧，漫反射光经成像透镜后投射于图像传感器上。上述结构的激光传感器就可以检测到包含深度方向信息与左右方向信息的待测物体轮廓。这时需要采用复杂的面阵图像传感器。进一步地，前述的激光传感器，其中，驱动电机驱动反光镜相对电机轴轴心线摆动时，激光束所在直线扫过一个扫描平面，使成像透镜的主光轴与激光束扫过的扫描平面共面，图像传感器就可以采用一个简单的线阵感光元件，这时还需使图像传感器的感光线与扫描平面共面。进一步地，前述的激光传感器，其中，使进入反光镜的激光束垂直于电机摆动轴线，反光镜的摆动轴线垂直于激光束所在直线扫过的扫描平面，成像透镜的主光轴与扫描平面共面，则图像传感器检测到的成像点的位置与待测物体表面点状光斑的对应关系将得到简化，便于信息处理。进一步地，前述的激光传感器，其中，还包括折光元件，漫反射光经成像透镜后投射于折光元件上，然后经折光元件反射于图像传感器上；或者漫反射光投射于折光元件上，然后经折光元件后经成像透镜后投射于图像传感器上。进一步地，前述的激光传感器，其中，所述的成像透镜由第一成像透镜和第二成像透镜组成，图像传感器由第一图像传感器和第二图像传感器组成，第一成像透镜和第一图像传感器位于激光传感器前进方向的左侧，第二成像透镜和第二图像传感器位于激光传感器前进方向的右侧。本专利技术采用增加一组成像透镜、图像传感器的方法达到平衡检测左右侧信息的敏感程度目的，对提高检测精度有益。进一步地，前述的激光传感器，其中，反光镜设置于驱动电机的电机轴心线处，且驱动电机驱动反光镜相对电机轴轴心线摆动时，反光镜反射面上的水平中心线与电机轴轴心线重合；激光发射器发出的光束投射于反光镜反射面上的水平中心线上。进一步地，前述的激光传感器，其中，反光镜的质心与电机轴轴心线重合。进一步地，前述的激光传感器，其中，所述的驱动电机为摆动电机，在摆动电机的电机轴上设置有用于测量反光镜摆动角度的角度检测器。进一步地，前述的激光传感器，其中，所述的摆动电机为扇形电机，角度检测器为扇形编码器。进一步地，前述的激光传感器，其中，激光发射器与激光功率控制器相连接，激光功率控制器控制激光发射器的点亮状态、熄灭状态及点亮亮度；图像传感器与检测信息处理器相连接。本技术的有益效果是：该激光传感器抗环境干扰能力强，有效提高激光传感器的检测可靠性及准确性；此外，该激光传感器在测量前进方向上的长度相比传统的激光传感器在测量前进方向上的长度要短。附图说明图1是本技术所述的激光传感器的第一种实施例的结构示意图。图2图1中右视方向去除激光发射器、成像透镜、图像传感器后的激光传感器与焊枪、工件配合使用的使用状态图。图3是本技术所述的激光传感器的第二种实施例的结构示意图。图4是本技术所述的激光传感器的第三种实施例的结构示意图。图5是本技术所述的激光传感器的第四种实施例的结构示意图。图6是图5中右视方向去除激光发射器、成像透镜、图像传感器后的激光传感器与焊枪、工件配合使用的使用状态图。具体实施方式下面结合附图及优选实施例对本技术所述的技术方案作进一步详细的说明。实施例一如图1和图2所示，本实施例所述的激光传感器，包括：激光发射器1、成像透镜2、图像传感器3、反光镜6和驱动电机4，反光镜6固定设置于驱动电机4的电机轴上，且驱动电机4能驱动反光镜6相对电机轴轴心线10摆动。为方便描述，将激光传感器前进方向，即图2中Y轴的正方向，定义为“前”。激光发射器1发出的激光束投射于反光镜6的反射面上，经反光镜6的反射面反射于待测物体9表面形成点状光斑，然后经待测物体9表面向外反射形成漫反射光，成像透镜2和图像传感器3间隔设置于漫反射光的接收路径上，且成像透镜2和图像传感器3均位于激光传感器1前进方向的左侧或右侧，漫反射光经成像透镜2后投射于图像传感器3上。激光发射器1发出的激光束经反光镜6反射于待测物体9表面形成点状光斑，我们将这种激光发射器1称之为点激光，采用点激光扫描照射待测物体9表面，由于点状光斑的照射亮度远比线状光斑的照射亮度强，可以提高激光传感器的抗环境光干扰能力。激光发射器1发出的激光束经反光镜6反射于待测物体9表面形成点状光斑，然后经待测物体9表面向外反射形成漫反射光，成像透镜2和图像传感器3间隔设置于漫反射光的接收路径上。当驱动电机4驱动反光镜6相对电机轴轴心线10摆动时，激光束就会形成一个扫描平面，在待测物体9的表面形成一系列点状光斑，各个光斑则通过成像透镜2在图像传感器3的表面成像。在这种扫描平面与扫描轴线、成像透镜主光轴之间无特殊关系的情况下，图像传感器3须采用复杂的面阵感光元件。如果使成像透镜2的主光轴与激光束扫过的扫描平面共面，那么光斑的像也将全部分布在扫描平面内，那么只需将图像传感器的感光线与扫描平面共面，就可以采用一个简单的线阵感光元件。如果使入射到反光镜6的激光束垂直于电机的摆动轴轴心线10，激光束所在直线扫过的平面将垂直于反光镜6的摆动轴线，那么图像传感器检测到的成像点的位置与待测物体9表面点状光斑的对应关系将得到简化，便于信息处理。根据三角测量原理，图1中所示观察角β越接近90°越有利于提高Z轴方向上深度信息的检测灵敏度。本实施例中，将成像透镜2和图像传感器3设置于激光传感器1前进方向的侧面，即在图像传感器3的X轴方向上，则投射于待测物体9表面的激光束所在直线与漫反射光所在直线的夹角β可以较大，而夹角不受激光传感器在前进方向上长度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.激光传感器，包括：激光发射器、成像透镜和图像传感器，其特征在于：还包括反光镜和驱动电机，反光镜固定设置于驱动电机的电机轴上，且驱动电机能驱动反光镜相对电机轴轴心线摆动；激光发射器发出的激光束经反光镜反射于待测物体表面形成点状光斑，然后经待测物体表面向外反射形成漫反射光，成像透镜和图像传感器间隔设置于漫反射光的接收路径上，且成像透镜和图像传感器均位于激光传感器前进方向的左侧或右侧，漫反射光经成像透镜后投射于图像传感器上。

【技术特征摘要】
1.激光传感器，包括：激光发射器、成像透镜和图像传感器，其特征在于：还包括反光镜和驱动电机，反光镜固定设置于驱动电机的电机轴上，且驱动电机能驱动反光镜相对电机轴轴心线摆动；激光发射器发出的激光束经反光镜反射于待测物体表面形成点状光斑，然后经待测物体表面向外反射形成漫反射光，成像透镜和图像传感器间隔设置于漫反射光的接收路径上，且成像透镜和图像传感器均位于激光传感器前进方向的左侧或右侧，漫反射光经成像透镜后投射于图像传感器上。2.按照权利要求1所述的激光传感器，其特征在于：驱动电机驱动反光镜相对电机轴轴心线摆动时，激光束所在直线扫过的扫描平面垂直于反光镜的摆动轴线。3.按照权利要求1所述的激光传感器，其特征在于：成像透镜的主光轴与扫描平面共面。4.按照权利要求1或2所述的激光传感器，其特征在于：所述的图像传感器为线阵感光元件，成像透镜的主光轴与扫描平面共面，线阵感光元件的感光线与扫描平面共面。5.按照权利要求1所述的激光传感器，其特征在于：所述的成像透镜由第一成像透镜和第二成像透镜组成，图像传感器由第一图像传感器和第二图像传感器组成，第一成像透镜和第一图像传感器位于激光传感器前进方向的左侧，第二成像透镜和第二图...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕伟新，朱杰，熊斌，王磊，郭振杰，
申请(专利权)人：苏州睿牛机器人技术有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32