用于机器人测距测障的光学模组制造技术

本实用新型专利技术提供用于机器人测距测障的光学模组，包括PCB板，安装于机器人内部，作为安装电子元器件的载体，包括发射LED元件，焊装于PCB板上；第一柔性导光器件，一端伸入至机器人内部，并对准发射LED元件，将光信号传输出去，另一端固定在机器人外壳上；接收LED元件，焊装于PCB板上，对准第二柔性导光器件；将发射LED元件发射出的光信号经过障碍物反射后由第二柔性导光器件导入到接收LED元件，接收LED元件通过将光信号转换为电信号，实现对距离和/或障碍物的测量判断。第二柔性导光器件，一端固定在机器人外壳，一端固定在机器人内部并对准接收LED；本实用新型专利技术通过优化测距测障模组的结构，可实现测距测障的功能，组装方便简单，产能大幅提高，综合成本降低超过50%。

【技术实现步骤摘要】
用于机器人测距测障的光学模组
本技术涉及测距感应器
，特别涉及一种用于机器人测距测障的光学模组。
技术介绍
随着智能化时代的到来，各种智能设备的产生为人们带来巨大的便利。扫地机器人作为一种自动清洁的智能机器人，可以减轻人们的家务负担。由于屋内存在台阶和众多的障碍物，为了避免扫地机器人在工作的过程中从台阶处跌落或者碰到障碍物，本领域技术人员会在扫地机器人的底部和侧面安装测距测障模组。现有技术中的测距测障模组1，其结构如图1所述，包括外壳11，外壳内部设有一PCB板12，PCB板12上焊装有发射LED元件13、接收LED元件14和转接插口15，外壳11的下部还设有一用于过滤光波的光学透镜16，外壳配合一后盖17组装起来，形成一独立的测距测障模组；使用时，需要扫地机器人在外壳特定的位置开设用于安装模组的安装槽，然后将模组放入至安装槽处固定住，另外还需要通过一连接线将模组内的PCB板与扫地机器人内部的主控PCB板电连接。在实用的过程中发现，现有的测距测障模组存在以下弊端：1、测距测障模组部件多，工人在组装模组时需要耗费大量的时间，组装效率低；2、制造成本高，测距测障模组部件多，而且采用单独的PCB板用于焊装光敏元件和连接器插口，制造过程繁杂而且耗费大量的材料以及人工成本；3、角度不可调，由于测距测障模组只能装于安装槽内，因此外壳一旦开模之后，测距测障的模组难以调整角度。因此需要改进。
技术实现思路
本技术的目的就在于提供一种用于机器人测距测障的光学模组，以解决上述问题。本技术通过以下技术方案来实现上述目的：用于机器人测距测障的光学模组，包括PCB板，安装于使用该光学模组的机器人内部，作为安装电子元器件的载体，还包括发射LED元件，焊装于PCB板上，将电信号转换为光信号并发射出去；第一柔性导光器件，一端伸入至机器人内部，并对准所述发射LED元件，将所述发射LED元件发射出来的光信号传输出去，另一端固定在机器人外壳上，以实现将传输出来的光信号导出至任意方向；接收LED元件，焊装于PCB板上，用于接收发射LED元件发出并由障碍物反射回来的光信号，将其转换为电信号，以实现测量距离或者检测前方是否有障碍物；第二柔性导光器件，一端固定在机器人外壳，用于传输反射回来的光信号，另一端对准所述接收LED元件，以实现将反射回来的光信号传输到所述接收LED元件处。作为本技术进一步的技术方案，所述发射LED元件选用红外LED发射二极管，所述接收LED元件选用红外LED接收二极管。作为本技术进一步的技术方案，所述发射LED元件选用直插式红外LED发射二极管，所述接收LED元件选用直插式红外LED接收二极管。作为本技术进一步的技术方案，所述发射LED元件选用贴片式红外LED发射二极管，所述接收LED元件选用贴片式红外LED接收二极管。作为本技术进一步的技术方案，所述第一柔性导光器件包括导光光纤和光学透镜，所述导光光纤的两端均设有用于固定的卡扣件，所述光学透镜固定或拆装设置在卡扣件内。作为本技术进一步的技术方案，所述第二柔性导光器件与第一柔性导光器件的结构相同。作为本技术进一步的技术方案，所述卡扣件内设有一通槽，所述导光光纤的端部插设于所述通槽内。作为本技术进一步的技术方案，所述发射LED元件和接收LED元件均采用侧装的方式焊装于所述PCB板上。本技术的有益效果在于：1、本技术通过优化测距测障模组的结构，在任意PCB板上增加设置发射LED元件、接收LED元件、第一柔性导光器件和第二柔性导光器件，即可实现测距测障的功能，组装方便简单，产能大幅度提高；2、减少不必要的部件，不需要另行开模制作光学模组的外壳和盖板，也可以将发射LED元件和接收LED元件直接焊接在机器人内部的PCB上，节省了大量的材料和人工制造成本，综合成本降低超过50%；3、选用第一柔性导光器件和第二柔性导光器件作为光信号的输送载体，由于材质本身能够任意弯折扭曲，因此光学模组的测距测障角度也可以任意调整，以实现提高测量精度。附图说明图1中附图a是现有技术中测距测障光学模具的爆炸结构示意图，附图b是技术中测距测障光学模具的装配结构示意图；图2是本技术测距测障光学模组的整体结构示意图；图3是第一柔性导光器件的爆炸结构示意图；图4是本技术的工作原理图。具体实施方式下面结合附图对本技术作进一步说明：现有技术的扫地机器人大多都使用如图1所述的测距测障模组，包括外壳11，外壳内部设有一PCB板12，PCB板12上焊装有发射LED元件13、接收LED元件14和转接插口15，外壳11的下部还设有一用于过滤光波的光学透镜16，外壳配合一后盖17组装起来，形成一独立的测距测障模组；然而这种模组结构设计不合理，存在诸多缺点，为了解决现有技术中存在的问题，本技术提出以下具体实施方案。如图2所示，一种用于机器人测距测障的光学模组，包括PCB板2、发射LED元件3、接收LED元件4、第一柔性导光器件5和第二柔性导光器件6，PCB板2安装于需要使用所述光学模组的机器人内部，该PCB板可以是机器人本身的PCB板，抑或是单独增加的专门作为载体的PCB板，作为安装电子元器件的载体，在本实施例中所指的PCB板2，是实现机器人内部功能所述必须存在的PCB板2，而并非想现有技术所需要单独添加的PCB板2，部件少，组装方便简单，产能大幅度提高。在本实施例中，所述发射LED元件3选用直插式红外LED接收二极管，发射LED元件3焊装于所述PCB板2上，将电信号转换为光信号并发射出去，在本实施例中，所述发射LED元件3选用红外LED发射二极管，优选为直插式红外LED发射二极管。如图3所示，所述第一柔性导光器件5包括导光光纤51和光学透镜52，所述导光光纤51的两端均设有用于固定的卡扣件53，所述光学透镜52固定或拆装设置在所述卡扣件53内，所述导光光纤51的一端伸入至机器人内部，所述卡扣件53内设有一通槽，所述导光光纤51的端部插设于所述通槽内对准所述光学透镜52，并通过卡扣件53固定安装在所述PCB上，并对准所述发射LED元件3，将所述发射LED元件3发射出来的光信号传输出去，所述导光光纤51的另一端通过所述卡扣件53固定安装于机器人外壳上，以实现将传输出来的光信号导出至任意方向。在本实施例中，所述接收LED元件4选用直插式红外LED接收二极管，接收LED元件4焊装于所述PCB板2上，用于接收发射LED元件发出并由障碍物反射回来的光信号，将其转换为电信号，以实现测量距离或者检测前方是否有障碍物。综上所述，本技术优化测距测障模组的结构，在机器人内部的PCB板2上增加设置发射LED元件3、接收LED元件4、第一柔性导光器件5和第二柔性导光器件6，即可实现测距测障的功能，组装方便简单，产能大幅度提高。在焊装接收LED元件4和发射LED元件3时，为了节省安装空间以及优化内部结构，本技术的发射LED元件3和接收LED元件4均采用侧向安装方式，可以避免导光光纤51的大幅度折弯，上方也不会拱起，光学模组整体的厚度做得更薄，不占用过多的安装空间；另外，侧装的方式也使得卡扣件53与PCB板2之间的结合固定更加便利，拆装维修或者更换部件方便。第二柔性导光本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于机器人测距测障的光学模组，包括PCB板，安装于使用该光学模组的机器人内部，作为安装电子元器件的载体，其特征在于：还包括发射LED元件，焊装于PCB板上，将电信号转换为光信号并发射出去；第一柔性导光器件，一端伸入至机器人内部，并对准所述发射LED元件，将所述发射LED元件发射出来的光信号传输出去，另一端固定在机器人外壳上，以实现将传输出来的光信号导出至任意方向；接收LED元件，焊装于PCB板上，用于接收发射LED元件发出并由障碍物反射回来的光信号，将其转换为电信号，以实现测量距离或者检测前方是否有障碍物；第二柔性导光器件，一端固定在机器人外壳，用于传输反射回来的光信号，另一端对准所述接收LED元件，以实现将反射回来的光信号传输到所述接收LED元件处 。

【技术特征摘要】
1.用于机器人测距测障的光学模组，包括PCB板，安装于使用该光学模组的机器人内部，作为安装电子元器件的载体，其特征在于：还包括发射LED元件，焊装于PCB板上，将电信号转换为光信号并发射出去；第一柔性导光器件，一端伸入至机器人内部，并对准所述发射LED元件，将所述发射LED元件发射出来的光信号传输出去，另一端固定在机器人外壳上，以实现将传输出来的光信号导出至任意方向；接收LED元件，焊装于PCB板上，用于接收发射LED元件发...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢安全，谢平安，张池，
申请(专利权)人：深圳莱特光电股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44