一种窄窗口同轴单线激光扫描测距仪制造技术

本申请公开了一种窄窗口同轴单线激光扫描测距仪，包括：测距核心件，其用于获取测距数据；控制模块，控制模块与测距核心件活动连接；测距核心件包括：光学模块和信息处理模块，信息处理模块用于对光学模块获得激光测距信号处理并转换成距离数据；光学模块包括激光发射单元、聚焦透镜及感光接收单元，激光发射单元用于产生脉冲发射激光并产生用于飞行时间计时的start信号；聚焦透镜用于汇聚由被测物上反射的光束并聚焦到感光接收单元；感光接收单元用于产生光电信号并根据光电信号产生用于飞行时计时的stop信号。本申请将测距核心件旋转设置在控制模块上并可实现360°扫描测距，取消了反射镜装置，降低了组装的工艺难度，可以有效地提高量产良率。

【技术实现步骤摘要】
一种窄窗口同轴单线激光扫描测距仪
本申请属于激光扫描
，具体涉及一种窄窗口同轴单线激光扫描测距仪。
技术介绍
激光扫描测距技术作为一种高精度的测距方案，因其具有测距极限远、光束指向性高、响应速度快等特点而越来越广泛应用于智能机器人的自主定位导航服务并用于陌生环境识别和环境地图构建。为了同时兼顾定位导航和智能避障，用于智能机器人的激光扫描测距仪往往被安置于机器人的运动控制模块上，该运动控制模块基本表现为运动底盘，在运动底盘之上才是机器人的应用层，比如配送层，导引层，巡逻层等。因此，在应用层与运动底盘之间就需要设置一定高度空隙空间，用于激光扫描测距仪向往投射光束并接收反射光信号。但是，该空隙空间会影响智能机器人从整体感观上的一体性，空间高度越大，视觉观感越差，对外观设计的难度就越大。而目前基于飞行时间测距原理的激光扫描测距仪，由于将测距模块与扫描模块分离设置，其扫描模块通常由反射镜构成，且为了使出射激光呈水平方向，反射镜往往按45°角倾斜设置，反射镜的总体高度因此会达到接收透镜口径的约1.4倍尺寸，这就会使得整个设备的有效光学窗口高度较大。如果安装在机器人的运动底盘，就需要在机器人的运动底盘和应用层之间留出较大的空隙空间，这显然不利于机器人外形一体性观感。不仅如此，由反射镜构成的扫描模块往往结构结构复杂，工艺难度大，组装步骤繁多，导致量产良率极低，不利于批量应用。。
技术实现思路
针对上述现有技术的缺点或不足，本申请要解决的技术问题是提供一种窄窗口同轴单线激光扫描测距仪。为解决上述技术问题，本申请通过以下技术方案来实现：本申请提出了一种窄窗口同轴单线激光扫描测距仪，包括：测距核心件，其用于获取测距数据；控制模块，其用于提供旋转驱动力，所述控制模块与所述测距核心件活动连接并驱动所述测距核心件实现360°扫描；所述测距核心件包括：光学模块和信息处理模块，所述光学模块用于形成激光测距的光学模型，完成脉冲激光测距的光学实现，获得激光测距信号；所述信息处理模块用于对所述光学模块获得激光测距信号进行处理并转换成距离数据；所述光学模块包括：激光发射单元、聚焦透镜以及感光接收单元，所述激光发射单元用于产生脉冲发射激光，并产生用于飞行时间计时的start信号；所述聚焦透镜用于汇聚由被测物上反射的光束，并聚焦到所述感光接收单元上；所述感光接收单元用于产生光电信号，并根据所述光电信号产生用于飞行时计时的stop信号。可选地，上述的窄窗口同轴单线激光扫描测距仪，其中，所述光学模块还包括：准直透镜，其设置在所述激光发射单元的发射激光的光路上，所述准直透镜用于对发射激光进行准直，所述准直透镜将具有一个发散角的光束整合成一束平行光束，以使发射激光的光斑在远近距离不同的被测物上的尺寸和形态相同。可选地，上述的窄窗口同轴单线激光扫描测距仪，其中，所述光学模块还包括：发射套管，其用于安装所述准直透镜，所述发射套管用于保持所述激光发射单元与所述准直透镜的相对位置不变。可选地，上述的窄窗口同轴单线激光扫描测距仪，其中，所述发射套管还设有内螺纹结构，所述内螺纹结构的表面通过黑色哑光处理。可选地，上述的窄窗口同轴单线激光扫描测距仪，其中，还包括：核心支架，其用于安装所述光学模块，所述核心支架具有第一暗室。可选地，上述的窄窗口同轴单线激光扫描测距仪，其中，所述核心支架与所述激光发射单元的安装位置处还设有第一限位和第二限位，所述第一限位和所述第二限位用于对所述激光发射单元的安装位置进行限定。可选地，上述的窄窗口同轴单线激光扫描测距仪，其中，在所述聚焦透镜和所述感光接收单元之间还设有光阑结构。可选地，上述的窄窗口同轴单线激光扫描测距仪，其中，所述聚焦透镜的俯视图为矩形结构。可选地，上述的窄窗口同轴单线激光扫描测距仪，其中，所述信息处理模块包括：信息处理单元以及用于安装所述信息处理单元的支撑托板，所述信息处理单元用于对光电信号进行处理，并根据start信号和stop信号分析当前被测物的测距数据；所述支撑托板还用于安装支撑所述测距核心件，并使所述测距核心件通过所述支撑托板与所述控制模块连接，以使所述测距核心件实现360°扫描测距。可选地，上述的窄窗口同轴单线激光扫描测距仪，其中，所述信息处理单元上设置的内部走线为非环路布置，其中，在所述信息处理单元上还设有过孔槽。可选地，上述的窄窗口同轴单线激光扫描测距仪，其中，所述信息处理模块还包括：无线供电接收模块，其用于以无接触形式给所述测距核心件供电。可选地，上述的窄窗口同轴单线激光扫描测距仪，其中，所述支撑托板的一侧设有安装法兰，所述安装法兰与所述信息处理单元的外轮廓匹配设置；所述安装法兰上还设有定位柱，所述定位柱用于安装定位所述信息处理单元以及所述光学模块；所述支撑托板上还设有第一限位凸起以及第一辐射状过孔，所述第一限位凸起用于所述无线供电接收模块定位安装，所述第一辐射状过孔用于供线头过线使用。可选地，上述的窄窗口同轴单线激光扫描测距仪，其中，所述控制模块包括：电机、外壳以及旋转驱动模块，所述电机用于为所述测距核心件提供旋转动力；所述外壳用于固定安装所述电机；所述旋转驱动模块用于驱动所述电机运转以及驱动无线供电系统供电。可选地，上述的窄窗口同轴单线激光扫描测距仪，其中，所述外壳还设有码盘结构，所述码盘结构用于识别被测物相对激光扫描测距仪的角度位置，其中，所述码盘结构的占空比设置为大于1：1。可选地，上述的窄窗口同轴单线激光扫描测距仪，其中，所述旋转驱动模块包括：旋转驱动单元、无线供电发射模块以及磁芯线圈套环，所述旋转驱动单元设有电机驱动电路和无线供电振荡电路；所述无线供电发射模块与无线供电接收模块配合，用于以无接触形式给所述测距核心件供电；所述磁芯线圈套环用于支撑定位所述无线供电发射模块。可选地，上述的窄窗口同轴单线激光扫描测距仪，其中，所述磁芯线圈套环上还设有第二限位凸起以及第二辐射状过孔，所述第二限位凸起用于所述无线供电发射模块定位安装，所述第二辐射状过孔用于供线头过线使用。可选地，上述的窄窗口同轴单线激光扫描测距仪，其中，所述磁芯线圈套环上还设有非对称设置的限位柱。可选地，上述的窄窗口同轴单线激光扫描测距仪，其中，所述无线供电接收模块和所述无线供电发射模块组成无线供电系统，其中，所述无线供电接收模块和所述无线供电发射模块的耦合间隙小于0.8mm。可选地，上述的窄窗口同轴单线激光扫描测距仪，其中，还包括光学外罩，所述光学外罩设置于所述测距核心件的外侧，在所述光学外罩的表面还设有镀层。与现有技术相比，本申请具有如下技术效果：本申请将测距核心件旋转设置在控制模块上并可实现360°扫描测距，取消了反射镜装置，降低了组装的工艺难度，可以有效地提高量产良率；本申请通过将聚焦透镜的俯视图的外轮廓设置为矩形结构，压缩了激光扫描测距仪的光学窗口尺寸，扩展了设备的应用场景，特别适合于对安装尺寸有要求且较窄的仪器中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种窄窗口同轴单线激光扫描测距仪，其特征在于，包括：/n测距核心件，其用于获取测距数据；/n控制模块，其用于提供旋转驱动力，所述控制模块与所述测距核心件活动连接并驱动所述测距核心件实现360°扫描；/n所述测距核心件包括：光学模块和信息处理模块，所述光学模块用于形成激光测距的光学模型，完成脉冲激光测距的光学实现，获得激光测距信号；所述信息处理模块用于对所述光学模块获得激光测距信号进行处理并转换成距离数据；/n所述光学模块包括：激光发射单元、聚焦透镜以及感光接收单元，所述激光发射单元用于产生脉冲发射激光，并产生用于飞行时间计时的start信号；所述聚焦透镜用于汇聚由被测物上反射的光束，并聚焦到所述感光接收单元上；所述感光接收单元用于产生光电信号，并根据所述光电信号产生用于飞行时计时的stop信号。/n

【技术特征摘要】
1.一种窄窗口同轴单线激光扫描测距仪，其特征在于，包括：
测距核心件，其用于获取测距数据；
控制模块，其用于提供旋转驱动力，所述控制模块与所述测距核心件活动连接并驱动所述测距核心件实现360°扫描；
所述测距核心件包括：光学模块和信息处理模块，所述光学模块用于形成激光测距的光学模型，完成脉冲激光测距的光学实现，获得激光测距信号；所述信息处理模块用于对所述光学模块获得激光测距信号进行处理并转换成距离数据；
所述光学模块包括：激光发射单元、聚焦透镜以及感光接收单元，所述激光发射单元用于产生脉冲发射激光，并产生用于飞行时间计时的start信号；所述聚焦透镜用于汇聚由被测物上反射的光束，并聚焦到所述感光接收单元上；所述感光接收单元用于产生光电信号，并根据所述光电信号产生用于飞行时计时的stop信号。


2.根据权利要求1所述的窄窗口同轴单线激光扫描测距仪，其特征在于，所述光学模块还包括：准直透镜，其设置在所述激光发射单元的发射激光的光路上，所述准直透镜用于对发射激光进行准直，所述准直透镜将具有一个发散角的光束整合成一束平行光束，以使发射激光的光斑在远近距离不同的被测物上的尺寸和形态相同。


3.根据权利要求2所述的窄窗口同轴单线激光扫描测距仪，其特征在于，所述光学模块还包括：发射套管，其用于安装所述准直透镜，所述发射套管用于保持所述激光发射单元与所述准直透镜的相对位置不变。


4.根据权利要求3所述的窄窗口同轴单线激光扫描测距仪，其特征在于，所述发射套管还设有内螺纹结构，所述内螺纹结构的表面通过黑色哑光处理。


5.根据权利要求1所述的窄窗口同轴单线激光扫描测距仪，其特征在于，还包括：核心支架，其用于安装所述光学模块，所述核心支架具有第一暗室。


6.根据权利要求5所述的窄窗口同轴单线激光扫描测距仪，其特征在于，所述核心支架与所述激光发射单元的安装位置处还设有第一限位和第二限位，所述第一限位和所述第二限位用于对所述激光发射单元的安装位置进行限定。


7.根据权利要求1至6任一项所述的窄窗口同轴单线激光扫描测距仪，其特征在于，在所述聚焦透镜和所述感光接收单元之间还设有光阑结构。


8.根据权利要求1至6任一项所述的窄窗口同轴单线激光扫描测距仪，其特征在于，所述聚焦透镜的俯视图的外轮廓为矩形结构。


9.根据权利要求1至6任一项所述的窄窗口同轴单线激光扫描测距仪，其特征在于，所述信息处理模块包括：信息处理单元以及用于安装所述信息处理单元的支撑托板，所述信息处理单元用于对光电信号进行处理，并根据start信号和stop信号分析当前被测物的测距数据；所述支撑托板还用于安装支撑所述测距核心件，并使所述测距核心件通过所述支撑托板与所述控制模块连接，以...

【专利技术属性】
技术研发人员：黎龙飞，雷乔，夏吴斌，施玲玲，于远芳，陈士凯，
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