本发明专利技术提供一种微型化激光脉冲测距扫描装置，所述装置基于激光脉冲测距原理，采用扁平电机直接驱动激光测距模组旋转，从而删减传统装置中的反射镜，节省大量空间，而且能够免去中间传动环节，提高所述装置的可靠性，所述激光测距模组采用光学接收和光学发射分离的设计，使接收光轴与发射光轴相互平行，收发两条光路互不干扰，从而保证光学接收镜片为全尺寸设计，提高光学镜片的利用率，同时，所述装置采用的电机为扁平电机，能够大幅压缩电机自身占用的内部空间，而且，所述装置利用电机轴承边缘的空间来安装无线供电模组，无需占用额外空间，提高空间利用率，使得所述激光脉冲测距扫描装置紧凑、高效，实现激光脉冲测距扫描装置的微型化。
【技术实现步骤摘要】
一种微型化激光脉冲测距扫描装置
本申请涉及距离传感器，特别涉及一种微型化激光脉冲测距扫描装置。
技术介绍
随着国家智能装备产业的飞速发展，激光脉冲测距扫描装置作为具备探测周边情况的核心传感器，在工业控制领域得到广泛的推广和应用；与此同时，随着对智能装备整机小型化的要求越来越高，激光脉冲测距扫描装置微型化的需求也越来越明确。传统激光脉冲测距扫描装置(以下简称“传统装置”)一般采用如图1所示的“收发共轴”结构，包括激光发射器11和激光接收器26，在激光发射器11下端设置有激光发射套筒16和与激光发射套筒16可旋转连接的L型光筒32，在所述L型光筒32的拐角处固定设置有与出射光线成45°角的反射镜31，所述反射镜31的直径大于激光发射套筒16的外径，也大于L型光筒32的外径，在所述激光发射套筒16外部套设有反光镜18，激光发射器11发出的出射光线在激光发射套筒16内传播被反射镜31反射后经过L型套筒32射向被测物，出射光线在被测物表面反射形成反射光线，至少一部分反射光线沿着出射光线的逆方向传播至L型套筒32外部的反射镜31上，请结合图1，反射光线被反射镜31反射后射向反光镜18，被反光镜18反射后射向激光接收器26，根据激光发射器11发出出射光与激光接收器接收到反射光的时间差，结合光速即可计算出被测物体的距离，基于上述激光脉冲测距原理，通过电机驱动反射镜31旋转，进而带动激光测距光路旋转，实现对二维场景的扫描和测量。在上述方案中，45°反射镜31作为一个重要的光路转换装置，对激光发射光路和激光接收光路进行折返，为此占用了较大的空间。而且，通过旋转45°反射镜31来带动激光光路旋转，进而实现旋转扫描，就不得不预留有大量空间以便45°反射镜31能够自由旋转。另外，由于激光脉冲测距扫描装置是以光学接收镜片为“接收天线”的装置，在激光发射功率等条件不变的条件下，其测距能力与光学接收镜片的可用面积成正比，为实现一定距离测距需求，需要使光学接收镜片的面积达到特定的尺寸要求。因此，对于图1所示的激光脉冲测距扫描装置来说，光学接收镜片中心部分的面积被激光发射部分占据，造成光学接收镜片中心部分无法使用，可用接收面积减少。还由于激光发射套筒设计在主光路中，遮挡了部分反射光线返回的路径，导致光学接收镜片上相应区域基本处于无效状态，从而进一步减少接收镜片的可用接收面积，因此，需要使用外形尺寸很大的光学接收镜片来实现理论上较小外形尺寸光学接收镜片就能达到的性能，由此，导致激光脉冲测距扫描装置的整体体积偏大。请结合如图2a、图2b和图3，例如，实际外形尺寸是直径为30mm的光学接收镜片，其有效接收面积仅相当于直径为18mm的光学接收镜片的理论接收面积。为保证传统装置的测距能力不下降，也就是保证光学接收镜片的有效接收面积不降低，通常，通过增加光学接收镜片外径，以提高光学接收镜片整体尺寸的方法来弥补上述问题造成的有效接收面积的损失。进一步地，由于45°反射镜的外径需要与光学接收镜片外径相匹配，即45°反射镜的大小是由光学接收镜片的外径尺寸决定的，因此，如果光学接收镜片外径尺寸增加，则需要45°反射镜的外径尺寸也相应增加，进而，为45°反射镜预留的旋转空间也相应加大，导致传统装置的整体体积进一步增大。
技术实现思路
本专利技术提供一种微型化激光脉冲测距扫描装置，所述装置基于激光脉冲测距原理，通过采用扁平电机直接驱动激光测距模组旋转，并通过光学接收和光学发射分离的设计，以解决传统装置光学接收镜片利用率低，装置整体体积大的问题。一种微型化激光脉冲测距扫描装置，所述装置包括：外部壳体模组，电机转动控制模组和激光脉冲测距模组，其中，所述外部壳体模组包括底壳10和与所述底壳10固定安装的透光防护罩20，所述底壳10与所述透光防护罩20形成密闭的中空腔，所述电机转动控制模组和激光脉冲测距模组设置于所述中空腔内；所述电机转动控制模组包括固定安装于电机支架30上的扁平电机40和固定安装于所述扁平电机40的电机驱动轴50上并且由所述电机驱动轴50驱动的旋转支架70；在所述旋转支架70上固定安装有激光脉冲测距模组，包括光学系统支架80、固定设置于所述光学系统支架80上用于记录参数并且计算所述装置与目标物之间距离的激光测量控制板201，固定设置于所述光学系统支架80上的激光发射组件和激光接收组件，其中，所述激光发射组件包括激光发射器205和与所述激光发射器205同轴设置的发射准直镜片204，所述激光接收组件包括激光接收器203和与所述激光接收器203同轴设置的光学接收镜片202，所述光学接收镜片202与所述发射准直镜片204紧邻，所述激光发射器205的发射光轴209与所述激光接收器203的接收光轴208平行，并且与所述扁平电机的旋转轴90垂直，所述激光发射器205与所述激光接收器203均设置于所述激光测量控制板201上，并且所述激光发射器205与所述激光接收器203设置于所述激光测量控制板201同侧。在一种可实现的方式中，在扁平电机40的电机主体41上设置于有电机轴承42，所述电机驱动轴50安装在所述电机轴承42上，在所述电机轴承42外部套设有中空的无线供电模组。在一种可实现的方式中，所述无线供电模组包括固定设置于所述电机支架30并且套接于所述电机轴承42外部的发射隔磁片401、固定设置于所述旋转支架70底端的接收隔磁片403和套设于所述电机轴承42外部的磁环405，在所述发射隔磁片401和所述接收隔磁片403之间设置有安装于所述发射隔磁片401上的发射线圈402和固定安装于所述接收隔磁片403上的接收线圈404。在一种可实现的方式中，在所述旋转支架70与所述透光防护罩20之间设置有光通信模组。在一种可实现的方式中，所述光通信模组包括：设置于所述旋转支架70顶端的旋转通信板605和设置于所述透光防护罩20上的非旋转通信板606，所述旋转通信板605与所述非旋转通信板606同轴，所述旋转通信板605上用于安装光通信元器件的安装面和所述非旋转通信板606上用于安装光通信元器件的安装面相互平行，并且均与所述电机驱动轴50垂直，在所述旋转通信板605上设置有第一光谱光发射器604和第二光谱光接收器603，在所述非旋转通信板606上设置有第一光谱光接收器601和第二光谱光发射器602。在一种可实现的方式中，所述第二光谱光接收器603与所述第一光谱光接收器601相对设置，所述第二光谱光接收器603的光敏面中心、所述第一光谱光接收器601的光敏面中心以及所述旋转通信板605的旋转中心共线；或者，所述第一光谱光发射器604与所述第二光谱光发射器602相对设置，第一光谱光发射器604的发光面中心、所述第二光谱光发射器602的发光面中心以及所述旋转通信板605的旋转中心共线。在一种可实现的方式中，在所述旋转支架70与所述透光防护罩20之间设置有角度位置检测模组，所述角度位置检测模组包括固定设置于所述透光防护罩20内壁上的环形的光电码盘501和固定设置于所述旋转支架70上用于读取光电码盘501上信息的光耦502，其中，所述光电码盘501与所述扁平电机40同轴。在一种可实现的方式中，在所述底壳10内部设置有核心控制模组，所述核心控制模组包括用于控制各个模块运行，综合处理并输出信息本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种微型化激光脉冲测距扫描装置，其特征在于，所述装置包括：外部壳体模组，电机转动控制模组和激光脉冲测距模组，其中，所述外部壳体模组包括底壳(10)和与所述底壳(10)固定安装的透光防护罩(20)，所述底壳(10)与所述透光防护罩(20)形成密闭的中空腔，所述电机转动控制模组和激光脉冲测距模组设置于所述中空腔内；所述电机转动控制模组包括固定安装于电机支架(30)上的扁平电机(40)和固定安装于所述扁平电机(40)的电机驱动轴(50)上并且由所述电机驱动轴(50)驱动的旋转支架(70)；在所述旋转支架(70)上固定安装有激光脉冲测距模组，包括光学系统支架(80)、固定设置于所述光学系统支架(80)上用于记录参数并且计算所述装置与目标物之间距离的激光测量控制板(201)，固定设置于所述光学系统支架(80)上的激光发射组件和激光接收组件，其中，所述激光发射组件包括激光发射器(205)和与所述激光发射器(205)同轴设置的发射准直镜片(204)，所述激光接收组件包括激光接收器(203)和与所述激光接收器(203)同轴设置的光学接收镜片(202)，所述光学接收镜片(202)与所述发射准直镜片(204)紧邻，所述激光发射器(205)的发射光轴(209)与所述激光接收器(203)的接收光轴(208)平行，并且与所述扁平电机的旋转轴(90)垂直，所述激光发射器(205)与所述激光接收器(203)均设置于所述激光测量控制板(201)上，并且所述激光发射器(205)与所述激光接收器(203)设置于所述激光测量控制板(201)同侧。...
【技术特征摘要】
1.一种微型化激光脉冲测距扫描装置，其特征在于，所述装置包括：外部壳体模组，电机转动控制模组和激光脉冲测距模组，其中，所述外部壳体模组包括底壳(10)和与所述底壳(10)固定安装的透光防护罩(20)，所述底壳(10)与所述透光防护罩(20)形成密闭的中空腔，所述电机转动控制模组和激光脉冲测距模组设置于所述中空腔内；所述电机转动控制模组包括固定安装于电机支架(30)上的扁平电机(40)和固定安装于所述扁平电机(40)的电机驱动轴(50)上并且由所述电机驱动轴(50)驱动的旋转支架(70)；在所述旋转支架(70)上固定安装有激光脉冲测距模组，包括光学系统支架(80)、固定设置于所述光学系统支架(80)上用于记录参数并且计算所述装置与目标物之间距离的激光测量控制板(201)，固定设置于所述光学系统支架(80)上的激光发射组件和激光接收组件，其中，所述激光发射组件包括激光发射器(205)和与所述激光发射器(205)同轴设置的发射准直镜片(204)，所述激光接收组件包括激光接收器(203)和与所述激光接收器(203)同轴设置的光学接收镜片(202)，所述光学接收镜片(202)与所述发射准直镜片(204)紧邻，所述激光发射器(205)的发射光轴(209)与所述激光接收器(203)的接收光轴(208)平行，并且与所述扁平电机的旋转轴(90)垂直，所述激光发射器(205)与所述激光接收器(203)均设置于所述激光测量控制板(201)上，并且所述激光发射器(205)与所述激光接收器(203)设置于所述激光测量控制板(201)同侧。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，在扁平电机(40)的电机主体(41)上设置于有电机轴承(42)，所述电机驱动轴(50)安装于所述电机轴承(42)上，在所述电机轴承(42)外部套设有中空的无线供电模组。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述无线供电模组包括固定设置于所述电机支架(30)并且套接于所述电机轴承(42)外部的发射隔磁片(401)、固定设置于所述旋转支架(70)底端的接收隔磁片(403)和套设于所述电机轴承(42)外部的磁环(405)，在所述发射隔...
【专利技术属性】
技术研发人员：武旭辉，张健，王勇，尹金茹，
申请(专利权)人：保定市天河电子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13
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