光敏线阵旋转扫描激光探测器制造技术

本实用新型专利技术公开一种光敏线阵旋转扫描激光探测器，其主要由支承框架、旋转机构、法兰盘、至少一个光敏线阵单元、主控制单元和供电单元组成。由于激光探测器的探测平面由光敏线阵单元旋转时在与轴线垂直的平面上的圆周运动轨迹构成，有效探测范围是以光敏线阵单元的长度为半径的圆形面积。因此本实用新型专利技术能够用少量的光敏器件便能在较大范围内检测激光照射光斑。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及激光探测领域，具体涉及一种光敏线阵旋转扫描激光探测器。
技术介绍
目前，激光探测器的检测范围完全取决于激光探测器上光敏器件的数量和光敏器件的排布形式。光敏器件需要均匀且按一定规律地固定在激光探测器的检测范围，即光敏器件形成激光探测器的检测范围上的检测像素点。如需要检测出大小为mXn的矩形范围时，需要选用mXη个光敏器件，并让这mXη个光敏器件呈矩阵分布。这种静态激光探测器结构虽然能够确保激光探测器检测的可靠性，但耗费较多的光敏元件，从而造成激光探测器的成本增加；另外，数量过多的光敏器件部件使得激光探测器的电路变得复杂、也使得激光探测器的检修变得异常困难。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种光敏线阵旋转扫描激光探测器，其能够用少量的光敏器件便能在较大范围内检测激光照射光斑。为解决上述问题，本技术所设计的一种光敏线阵旋转扫描激光探测器，主要由支承框架、旋转机构、法兰盘、至少一个光敏线阵单元、主控制单元和供电单元组成。其中，供电单元与旋转机构、光敏线阵单元和主控制单元电连接。旋转机构安装在支承框架上；法兰盘则固定在旋转机构的旋转轴的前端，且法兰盘的中心线与旋转轴的轴心线重合，法兰盘随着旋转轴旋转。主控制单元包括主控电路板、微处理器、霍尔开关和永久磁钢；主控电路板固定在旋转机构上，并跟随旋转机构一并旋转；微处理器和霍尔开关焊接在主控电路板上；永久磁钢则悬置固定在主控电路板后方的支承框架上；永久磁钢固定在霍尔开关随主控电路板旋转时的圆周运动轨迹的任意一点的相对位置上，当霍尔开关随着主控电路板旋转而接近永久磁钢时，霍尔开关打开；当霍尔开关随着主控电路板旋转而远离永久磁钢时，霍尔开关关闭；霍尔开关的输出端与微处理器的信号输入端相连。每个光敏线阵单元包括长条状的采集电路板和焊接在采集电路板上的η个光敏管，其中η> I ;上述η个光敏管沿采集电路板的长度方向呈直线排列；上述采集电路板安装在法兰盘前端并通过排线与主控电路板相连接；每个光敏线阵单元的延伸方向与法兰盘的径向一致；光敏线阵单元的受光面即所有光敏管均朝向法兰盘的轴向前方；焊接在采集电路板首端的第一个光敏管的中心点与法兰盘的中心重合；当法兰盘随着旋转轴旋转时，光敏线阵单元亦随之旋转，光敏线阵单元的运动轨迹在其安装平面上形成一个与旋转轴线垂直的圆盘状探测平面，其有效探测范围是以光敏线阵单元的长度为半径的圆形面积。上述方案中，设置在同一个光敏线阵单元上的光敏管的个数最好介于16 256之间，BP 16 ^ n ^ 256。上述方案中，安装在法兰盘前端的光敏线阵单元的个数最好为2 18个，且这些光敏线阵单元在圆周上呈均匀分布，即每2个光敏线阵单元之间的夹角相同。上述方案中，所述主控制单元还包括一线阵选择器；每个光敏线阵单元采集电路板上的串行输出端口均与线阵选择器的输入端口相连，线阵选择器的输出端口与微处理器的串行输入端口相连。上述方案中，每个光敏线阵单元上设有的光敏管的个数均相同。与现有技术相比，本技术具有如下特点I、有效探测面积远远超过静态探测，可以节省大量的光敏器件和控制电路，成本低廉；2、受光方向与LED发光方向相反，不会受到LED光照干扰，无须区分屏幕图象和激光照射光斑。3、直接取得圆心角和圆心距等定位参数，无须进行复杂的图象处理。附图说明图I为一种光敏线阵旋转扫描激光探测器的侧视图。图2为一种光敏线阵旋转扫描激光探测器的正视图。图3为另一种光敏线阵旋转扫描激光探测器的正视图。图中标号1、支承框架；2、旋转机构；3、法兰盘；4、光敏线阵单元；4_1、采集电路板；4-2、光敏管；5、主控制单兀；5-1、主控电路板；5-2、霍尔开关；5-3、永久磁钢；6、供电单元。具体实施方式一种光敏线阵旋转扫描激光探测器，主要由支承框架I、旋转机构2、法兰盘3、至少一个光敏线阵单元4、主控制单元5和供电单元6组成。供电单元6与旋转机构2、光敏线阵单元4和主控制单元5电连接。旋转机构2安装在支承框架I上；法兰盘3则固定在旋转机构2的旋转轴的前端，且法兰盘3的中心线与旋转轴的轴心线重合，法兰盘3随着旋转轴旋转。主控制单兀5包括主控电路板5-1、微处理器、霍尔开关5-2和永久磁钢5-3 ;主控电路板5-1固定在旋转机构2上,并跟随旋转机构2 —并旋转；微处理器和霍尔开关5-2焊接在主控电路板5-1上；永久磁钢5-3则悬置固定在主控电路板5-1后方的支承框架I上；永久磁钢5-3可以固定在霍尔开关5-2随主控电路板5-1旋转时的圆周运动轨迹的任意一点的相对位置上，然后在软件初始化校准定位时会自动记下永久磁钢5-3的位置或者角度，霍尔开关5-2的作用是提供一个周期信号。当霍尔开关5-2随着主控电路板5-1旋转而接近永久磁钢5-3时，霍尔开关5-2打开；当霍尔开关5-2随着主控电路板5-1旋转而远离永久磁钢5-3时,霍尔开关5-2关闭；霍尔开关5-2的输出端与微处理器的信号输入端相连。每个光敏线阵单元4包括长条状的采集电路板4-1和焊接在采集电路板4-1上的η个光敏管4-2，其中η > I ;上述η个光敏管4_2沿采集电路板4_1的长度方向呈直线排列；上述光敏线阵单元4安装在法兰盘3前端并通过排线与主控电路板5-1相连接；每个光敏线阵单元4的延伸方向与法兰盘3的径向一致；光敏线阵单元4的受光面即所有光敏管4-2均朝向法兰盘3的轴向前方；焊接在采集电路板4-1首端的第一个光敏管4-2的中心点与法兰盘3的中心重合；当法兰盘3随着旋转轴旋转时，光敏线阵单元4亦随之旋转，光敏线阵单元4的运动轨迹在其安装平面上形成一个与旋转轴线垂直的圆盘状探测平面，其有效探测范围是以光敏线阵单元4的长度为半径的圆形面积。光敏管4-2的数量与探测范围的半径相关，范围越大，分辨率越高，需要的光敏管4-2越多，在本技术优选实施例中，设置在同一个光敏线阵单元4上的光敏管4-2的个数介于16 256之间，即16 < η < 256。如当光敏线阵单元4的光敏管4_2数量定为128个，光敏管4-2规格为宽度2mm贴片封装，并采用密集排列安装时，此激光探测器的探测圆面积直径为128X2X2=512mm，可分辨的激光照射光斑的直径不大于2mm。而当采用128个宽度为3_的光敏管4-2并密集排列安装时，探测的圆面积直径可达128X2X3=768mm，但是可分辨的激光束直径也变为不小于3mm。本技术所采用的光敏线阵单元4的数量与扫描间隔时间相关。其中扫描间隔、转速、光敏线阵单元4数量这三者之间的关系如下①光敏线阵数量=1/转速+扫描间 隔；②扫描间隔=1/(转速X光敏线阵数量)。在转速不变的情况下，线阵越多，扫描间隔越短，对激光束持续时间的要求也相应降低。因此，在本技术中，法兰盘3前端安装的光敏线阵单元4的个数可以为I个，参见图I和图2。但为了让光敏线阵单元4在探测范围内覆盖得更为全面，以提高激光的探测可靠性，在本技术优选实施例中，法兰盘3前端安装的光敏线阵单元4的个数应为2 18个，且这些光敏线阵单元4在圆周上呈均匀分布，即每2个光敏线阵单元4之间的夹角相同。当法兰盘3上安装的光敏线阵单元4的个数超过I个即为2个或2个以上时，所述主控制单元5还本文档来自技高网...

【技术保护点】
光敏线阵旋转扫描激光探测器，其特征在于：主要由支承框架（1）、旋转机构（2）、法兰盘（3）、至少一个光敏线阵单元（4）、主控制单元（5）和供电单元（6）组成；其中，供电单元（6）与旋转机构（2）、光敏线阵单元（4）和主控制单元（5）电连接；旋转机构（2）安装在支承框架（1）上；法兰盘（3）则固定在旋转机构（2）的旋转轴的前端，且法兰盘（3）的中心线与旋转轴的轴心线重合，法兰盘（3）随着旋转轴旋转；主控制单元（5）包括主控电路板（5？1）、微处理器、霍尔开关（5？2）和永久磁钢（5？3）；主控电路板（5？1）固定在旋转机构（2）上，并跟随旋转机构（2）一并旋转；微处理器和霍尔开关（5？2）焊接在主控电路板（5？1）上；永久磁钢（5？3）则悬置固定在主控电路板（5？1）后方的支承框架（1）上；永久磁钢（5？3）固定在霍尔开关（5？2）随主控电路板（5？1）旋转时的圆周运动轨迹的任意一点的相对位置上，当霍尔开关（5？2）随着主控电路板（5？1）旋转而接近永久磁钢（5？3）时，霍尔开关（5？2）打开；当霍尔开关（5？2）随着主控电路板（5？1）旋转而远离永久磁钢（5？3）时，霍尔开关（5？2）关闭；霍尔开关（5？2）的输出端与微处理器的信号输入端相连；每个光敏线阵单元（4）包括长条状的采集电路板（4？1）和焊接在采集电路板（4？1）上的n个光敏管（4？2），其中n＞1；上述n个光敏管（4？2）沿采集电路板（4？1）的长度方向呈直线排列；采集电路板（4？1）安装在法兰盘（3）前端并通过排线与主控电路板（5？1）相连接；每个光敏线阵单元（4）的延伸方向与法兰盘（3）的径向一致；光敏线阵单元（4）的受光面即所有光敏管（4？2）均朝向法兰盘（3）的轴向前方；焊接在采集电路板（4？1）首端的第一个光敏管（4？2）的中心点与法兰盘（3）的中心重合；当法兰盘（3）随着旋转轴旋转时，光敏线阵单元（4）亦随之旋转，光敏线阵单元（4）的运动轨迹在其安装平面上形成一个与旋转轴线垂直的圆盘状探测平面。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：梁友明，
申请(专利权)人：梁友明，
类型：实用新型
国别省市：