CN105738912A - 一种激光测距设备 - Google Patents
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Abstract
本申请的目的是提供的一种激光测距设备，包括：激光发收装置、旋转装置和供电控制装置；其中，所述激光发收装置用于向被测目标发送投射光束，接收经所述被测目标反射的反射光束，由于无反射镜自身的反射率和反射光束的角度偏置问题，有效地提高了光利用率；所述旋转装置以电磁感应传动方式带动所述激光发收装置旋转，使得所述激光测距设备的体积更小；所述供电控制装置为所述旋转装置供电，使得所述激光测距设备的使用寿命更长，并以光电转换方式与所述激光发收装置进行数据传输，有效地提高了所述激光测距设备的使用寿命，并实现了所述供电控制装置与所述激光发收装置之间的全双工无线数据传输。
Description
技术领域
本申请涉及测距设备，尤其涉及一种激光测距设备。
背景技术
激光测距仪是利用激光对目标的距离进行准确测定的仪器。激光测距仪在工作时向被测目标射出一束很细的激光，由光电元件接收目标反射的激光束，计时器测定激光束从发射到接收的时间，计算出从观测者到被测目标的距离。激光测距仪具有使用方便、测量精确、测量时间短的显著优点，因此在建筑、勘探等诸多领域得到广泛使用，以上为TOF激光雷达测距原理，但是TOF雷达需要复杂的光机电元件，所以常常体积大，成本昂贵。
综合考虑到尺寸和成本问题，现有技术中使用三角测距方式的小型化光学扫描测距装置。所述小型化光学扫描测距装置将实现三角测距的激光器、成像透镜、感光芯片等设备安装在一可连续旋转的平台上，实现测距光束的扫描。由于避免了使用复杂的光学镜片，因此有效地降低了测距设备的体积和成本。为了实现对旋转部件供电和通讯，这类装置需要使用导电滑环等实现旋转体间电信号传递的设备，皮带或者齿轮的传动方式让旋转体转动。这极大地影响了这类装置的使用寿命，一般持续工作一年，就会出现机械磨损老化导致故障。
因此，现有技术中的激光测距仪采用滑环方式传递电能和电信号，采用皮带或者齿轮的传动方式使旋转体旋转，造成激光测距仪使用寿命短且体积大，需要全新的技术来改善这些缺点。
发明内容
本申请的目的是提供一种激光测距设备，以解决现有技术中的激光测距仪采用滑环供电通讯，并采用皮带或者齿轮的传动方式使发射接收装置旋转，造成激光测距仪使用寿命短且体积大的问题。
根据本申请的一个方面，提供了一种激光测距设备，包括：激光发收装置、旋转装置和供电控制装置；其中，所述激光发收装置用于向被测目标发送投射光束，接收经所述被测目标反射的反射光束；所述旋转装置以电磁感应传动方式带动所述激光发收装置旋转；所述供电控制装置为所述旋转装置无线供电，并以光电转换方式与所述激光发收装置进行数据传输。
进一步地，所述旋转装置包括：定子线圈、转子转子、固定单元和旋转单元，其中，所述定子线圈固定连接所述固定单元，且所述定子线圈获取所述供电控制装置提供的交流电，以利用电磁感应传动方式带动所述转子旋转；所述旋转单元固定连接所述转子和所述激光发收装置，用以带动所述激光发收装置旋转。
更进一步地，所述固定单元和所述旋转单元通过轴承配合相连。
进一步地，所述旋转装置还包括：转动圈数计算单元，用于获取所述旋转装置的转动圈数，并基于所述转动圈数计算所述旋转装置的旋转速度。
更进一步地，所述旋转装置还包括：所述转动圈数计算单元包括设置于所述固定单元上的编码齿，其中，所述编码齿包括以下至少任一项：方形编码齿、矩形编码齿、锥形编码齿、多边形编码齿、圆形编码齿。
进一步地，所述激光发收装置包括：信息生成单元，用于基于所述投射光束和对应所述反射光束生成相关测距信息；信息收发单元，用于以光电转换方式与所述供电控制装置进行全双工数据传输。
更进一步地，所述信息收发单元包括：第一发光元件，用于基于所述相关测距信息生成第一光信号至所述供电控制装置；第一光敏元件，用于获取所述供电控制装置基于发射控制信息所发送的第二光信号，并转化为对应控制电信息，其中，所述发射控制信息用于控制所述激光发收装置向被测目标发送投射光束。
进一步地，所述供电控制装置包括：第二发光元件，用于向所述激光发收装置发射所述第二光信号；第二光敏元件，用于获取所述第一光信号，并转化为对应相关测距电信息。
进一步地，所述激光测距设备还包括：数据传输装置，用于将所述供电控制装置所接收的相关测距电信息发送给外部设备，并向所述供电控制装置传输所述外部设备所发送的调速信号，以控制所述供电控制装置基于所述调速信号调整所述旋转装置的旋转速度。
进一步地，所述激光测距设备还包括：激光发收装置供电装置，其中，所述激光发收装置供电装置获取所述供电控制装置所提供的交流电，并基于所述交流电为所述激光发收装置供电。
更进一步地，所述激光发收装置供电装置包括：外线圈和内线圈，其中，所述外线圈固定设置于所述供电控制装置上，用于获取所述供电控制装置所提供的交流电；所述内线圈固定设置于所述激光发收装置上，用于与所述激光发收装置电连接，所述内线圈基于所述外线圈产生的感应电磁场生成感应电动势并为所述激光发收装置供电。
进一步地，所述供电控制装置还包括：转速调节单元，其中，所述转速调节单元，用于调节为所述旋转装置提供的控速信号，以控制所述旋转装置的旋转速度。
进一步地，所述供电控制装置还包括：开关单元，用于切换所述旋转装置的旋转速度的调整方式。
进一步地，所述激光测距设备还包括：有线供电装置，用于为所述供电控制装置供电。
与现有技术相比，本申请一个方面提供的一种激光测距设备，包括：激光发收装置、旋转装置和供电控制装置；其中，所述激光发收装置用于向被测目标发送投射光束，接收经所述被测目标反射的反射光束，由于无反射镜的结构设计，从而避免了反射镜自身的反射率和反射光束的角度偏置问题，有效地提高了光利用率；所述旋转装置以电磁感应传动方式带动所述激光发收装置旋转，节省了皮带或齿轮的传动方式的设计结构，使得所述激光测距设备的体积更小；所述供电控制装置为所述旋转装置进行无机械接触的无线供电，并以光电转换方式与所述激光发收装置进行数据传输，避免了现有技术中的滑环供电和数据传输的使用寿命短的问题，有效地提高了所述激光测距设备的使用寿命。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1示出根据本申请一个方面的一种激光测距设备的简要结构示意图；
图2示出根据本申请一个方面的提供的一种激光测距设备的电磁感应传动方式一；
图3示出根据本申请一个方面的提供的一种激光测距设备的电磁感应传动方式二；
图4示出根据本申请一个方面的一种激光测距设备的激光发收装置21与供电控制装置23之间的全双工数据传输的结构图。
附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。
具体实施方式
下面结合附图对本申请作进一步详细描述。
需要说明的是，下述实施例仅为本申请的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本申请的保护范围。
图1示出根据本申请一个方面的一种激光测距设备的简要结构示意图。其中，所述图1中的一种激光测距设备包括激光发收装置21、旋转装置22和供电控制装置23；其中，所述激光发收装置21用于向被测目标发送投射光束，接收经所述被测目标反射的反射光束；所述旋转装置22以电磁感应传动方式带动所述激光发收装置21旋转；所述供电控制装置23为所述旋转装置22无线供电，并以光电转换方式与所述激光发收装置21进行数据传输。
需要说明的是，所述激光发收装置21包括激光发射单元和激光接收单元，其中，所述激光发射单元可以包括但不限于激光发射器，所述激光接收单元可以包括但不限于激光接收器，在本申请的实施例中，将所述激光发射单元优选为所述激光发射器，所述激光接收单元优选为所述激光接收器。当然，在本领域技术人员应能理解所述激光发射器仅为所述激光发射单元的一个方面的优选实施例，所述激光接收器仅为所述激光接收单元的一个方面的优选实施例，其他现有的或今后可能出现的激光发射单元和激光接收单元如可适用于本申请，也应包含在本申请保护范围以内，并在此以引用方式包含于此。
需要说明的是，所述供电控制装置23可以是包括但不限于包括驱动发射板。所述驱动发射板包括驱动发射PCB(印刷线路板)板以及具有专用集成电路(ASIC)、可编程门阵列(FPGA)、数字处理器(DSP)或嵌入式设备等。在本申请的一个优选实施例中，将所述供电控制装置23优选为驱动发射PCB板。当然，在本领域技术人员应能理解所述驱动发射PCB板仅为所述供电控制装置23的一个方面的优选实施例，其他现有的或今后可能出现的供电控制装置23如可适用于本申请，也应包含在本申请保护范围以内，并在此以引用方式包含于此。
在本申请的一个优选实施例中，所述激光发收装置21中的激光发射器与所述激光发收装置21中的激光接收器之间存在一定角度，所述激光发收装置21中的激光发射器向被测目标发送投射光束，所述投射光束与所述旋转装置22的旋转面平行，所述投射光束到达被测目标后，反射回来的反射光束被所述激光发收装置21中的激光接收器，即所述激光发收装置21中的激光接收器接收经所述被测目标反射的反射光束，由于所述激光发收装置21中无反射镜的结构设计，从而避免了反射镜自身的反射率和反射光束的角度偏置问题，有效地提高了光利用率；所述旋转装置22以电磁感应传动方式带动所述激光发收装置21旋转，替代了皮带或齿轮的传动方式的设计结构，使得提高了所述激光测距设备的使用寿命，减少了所述激光测距设备的体积和噪声；所述供电控制装置23为所述旋转装置22无线供电，并以光电转换方式与所述激光发收装置21进行数据传输，避免了现有技术中的滑环供电和数据传输的使用寿命短的问题，有效地提高了所述激光测距设备的使用寿命。
在本申请的上述优选实施例中，所述激光发射器向被测目标发送的投射光束可以包括但不限于激光。当然，其他现有的或今后可能出现的用于向被测目标发送的投射光束如可适用于本申请，也应包含在本申请保护范围以内，并在此以引用方式包含于此。
进一步地，所述旋转装置22包括：定子线圈221、转子222、固定单元223和旋转单元224，其中，所述定子线圈221固定连接所述固定单元223，且所述定子线圈221获取所述供电控制装置23提供的交流电，以利用电磁感应传动方式带动所述转子222旋转；所述旋转单元224固定连接所述转子222和所述激光发收装置21，用以带动所述激光发收装置21旋转。
需要说明的是，所述固定单元包括但不限于固定平台，所述旋转单元包括但不限于旋转平台，在本申请的一个优选实施例中，将所述固定单元优选为固定平台，将所述旋转单元优选为旋转平台。当然，在本领域技术人员应能理解所述固定平台仅为所述固定单元的一个方面的优选实施例，所述旋转平台仅为所述旋转单元的一个方面的优选实施例，其他现有的或今后可能出现的固定单元和旋转单元如可适用于本申请，也应包含在本申请保护范围以内，并在此以引用方式包含于此。
需要说明的是，所述转子222可以是包括但不限于包括磁极和磁钢。在本申请的一个优选实施例中，将所述转子222优选为磁极。当然，在本领域技术人员应能理解所述磁极仅为所述转子的一个方面的优选实施例，其他现有的或今后可能出现的转子如可适用于本申请，也应包含在本申请保护范围以内，并在此以引用方式包含于此。
可选地，所述定子线圈221利用电磁感应传动方式带动所述转子222旋转，其中所述定子线圈221固定连接所述固定单元223，所述转子固定连接所述旋转单元，其中，所述定子线圈221与所述转子222之间的电磁感应传动方式有两种。如图2示出根据本申请一个方面的提供的一种激光测距设备的电磁感应传动方式一，如图2所示，电磁感应传动方式一中的所述定子线圈在所述旋转装置22的外圈，并与所述固定单元223固定连接，所述转子位于所述在所述旋转装置22的内圈，并与所述旋转单元224固定连接；图3示出根据本申请一个方面的提供的一种激光测距设备的电磁感应传动方式二，如图3所示，电磁感应传动方式二中的所述定子线圈在所述旋转装置22的内圈，并与所述固定单元223固定连接，所述转子位于所述在所述旋转装置22的外圈，并与所述旋转单元224固定连接。当然，在本领域技术人员应能理解上述的所述定子线圈与所述转子之间的电磁感应传动方式仅为本申请的可选的优选实施例，其他现有的或今后可能出现的所述定子线圈与所述转子之间的电磁感应传动方式如可适用于本申请，也应包含在本申请保护范围以内，并在此以引用方式包含于此。
更进一步地，所述固定单元223和所述旋转单元224通过轴承配合相连。
例如，在本申请的优选实施例中，所述固定平台与所述旋转平台通过轴承配合相连。
在本申请的上述优选实施例中，所述定子线圈221获取所述供电控制装置23提供的有规律变化的交流电，所述定子线圈221通过电磁感应原理产生感应磁场与所述转子222耦合并形成扭矩力，实现电磁感应传动方式以带动所述转子222旋转，所述转子222固定连接在所述旋转平台上，用于通过电磁感应传动方式旋转起来的所述转子222带动所述旋转平台旋转，由于所述激光发收装置21固定连接在所述旋转平台上，用于通过旋转的转子222带动所述激光发收装置21与所述旋转平台一同旋转起来，避免了皮带或者齿轮的传动方式的机械接触与摩擦，从而有效地提高了所述激光测距设备的寿命使用，并减少了所述激光测距设备的体积以及皮带和齿轮传动方式带来的噪声影响。
更进一步地，所述旋转装置22还包括：转动圈数计算单元225，用于获取所述旋转装置22的转动圈数，并基于所述转动圈数计算所述旋转装置的旋转速度。
需要说明的是，所述旋转速度可以是包括但不限于是包括旋转角速度和旋转频率。当然，在本领域技术人员应能理解其他现有的或今后可能出现的所述旋转速度如可适用于本申请，也应包含在本申请保护范围以内，并在此以引用方式包含于此。
需要说明的是，所述转动圈数计算单元225可以包括但不限于齿轮和齿轮之间的配合计算单元以及齿轮和编码器之间的编码计算单元，当然，在本领域技术人员应能理解其他现有的或今后可能出现的用于获取所述旋转装置的转动圈数的所述转动圈数计算单元如可适用于本申请，也应包含在本申请保护范围以内，并在此以引用方式包含于此。
优选地，所述旋转装置22还包括：所述转动圈数计算单元225包括设置于所述固定单元上的编码齿，其中，所述编码齿包括以下至少任一项：方形编码齿、矩形编码齿、锥形编码齿、多边形编码齿、圆形编码齿。
在本申请的一个优选实施例中，所述转动圈数计算单元225包括设置于所述固定平台上的矩形编码齿，所述矩形编码齿通过与所述转动圈数计算单元225中的编码器进行配合来获取所述旋转装置22中的旋转平台的转动圈数，并基于所述转动圈数与时间的比例计算得到旋转平台的旋转角速度或频率。例如，一圈的编码齿所有的编码齿的面积大小均一样，除了一个特殊位置上的编码齿。这个编码齿比其他编码齿小，并且在特殊的位置，让所述旋转装置22知道所述旋转装置22已经旋转一周，然后与时间做比例运算，从而计算出所述旋转装置22的旋转角速度或者旋转频率。
进一步地，所述激光发收装置21包括：信息生成单元211，用于基于所述投射光束和对应所述反射光束生成相关测距信息；信息收发单元212，用于以光电转换方式与所述供电控制装置进行全双工数据传输。
需要说明的是，所述信息生成单元211与上述优选实施例中的激光发射器和激光接收器中的信息生成单元对应相同或类似，所述信息收发单元212可以是包括但不限于包括接收PCB板以及具有专用集成电路(ASIC)、可编程门阵列(FPGA)、数字处理器(DSP)或嵌入式设备等。在本申请的一个优选实施例中，将所述信息收发单元212优选为所述接收PCB板。当然，在本领域技术人员应能理解所述接收PCB板仅为所述信息收发单元212的一个方面的优选实施例，其他现有的或今后可能出现的所述信息收发单元212如可适用于本申请，也应包含在本申请保护范围以内，并在此以引用方式包含于此。在本申请的上述优选实施例中，所述激光发收装置21中的激光接收器中的信息生成单元基于所述投射光束和对应所述反射光束生成相关测距信息后，将所述相关测距信息发送给所述激光发射器，所述激光发射器将所述相关测距信息进行处理后发送给所述激光发收装21中的接收PCB板，所述接收PCB板以光电转换方式与所述供电控制装置进行全双工数据传输。
更进一步地，所述信息收发单元212包括：第一发光元件，用于基于所述相关测距信息生成第一光信号至所述供电控制装置；第一光敏元件，用于获取所述供电控制装置基于发射控制信息所发送的第二光信号，并转化为对应控制电信息，其中，所述发射控制信息用于控制所述激光发收装置向被测目标发送投射光束。
例如，所述第一发光元件基于所述相关测距信息进行处理后，生成第一光信号，所述第一光信号为不同光谱的光信号，用于以光信号的形式发送至所述供电控制装置；第一光敏元件获取所述供电控制装置基于发射控制信息所发送的第二光信号，并转化为对应控制电信息，其中，所述第二光信号为基于所述发射控制信息所生成的不同光谱的光信号，用于向激光发收装置传递信号，不同光谱的光信号和光敏元件同时互不干扰，实现了所述信息收发单元212与所述激光发收装置21之间的全双工无线数据传输。
需要说明的是，所述第一发光元件可以是包括但不限于包括注入式半导体发光器件、半导体激光器件和光电耦合器件，其中，所述注入式半导体发光器件包括发光二极管(LED)、数码管、符号管、米字管及矩阵管等。在本申请的一个优选实施例中，将所述第一发光元件优选为发光二极管(LED)。当然，在本领域技术人员应能理解所述发光二极管(LED)仅为所述第一发光元件的一个方面的优选实施例，其他现有的或今后可能出现的所述第一发光元件如可适用于本申请，也应包含在本申请保护范围以内，并在此以引用方式包含于此。
需要说明的是，所述第一光敏元件可以是包括但不限于包括光敏电阻、光敏二极管及光敏三极管等。在本申请的一个优选实施例中，将所述第一光敏元件优选为光敏二极管(Photosensitivediode)。当然，在本领域技术人员应能理解所述光敏二极管(Photosensitivediode)仅为所述第一光敏元件的一个方面的优选实施例，其他现有的或今后可能出现的所述第一光敏元件如可适用于本申请，也应包含在本申请保护范围以内，并在此以引用方式包含于此。
进一步地，所述供电控制装置23包括：第二发光元件，用于向所述激光发收装置发射所述第二光信号；第二光敏元件，用于获取所述第一光信号，并转化为对应相关测距电信息。
需要说明的是，本申请的实施例中的所述对应相关测距电信息可以是包括但不限于包括基于所述测距信息经过处理之后得到的电信息，所述激光发收装置工作时的状态信息对应的电信息以及所述旋转装置旋转过程中的旋转速度对应的电信息。当然，在本领域技术人员应能理解其他现有的或今后可能出现的所述对应相关测距电信息如可适用于本申请，也应包含在本申请保护范围以内，并在此以引用方式包含于此。
需要说明的是，所述第二发光元件可以是包括但不限于包括注入式半导体发光器件、半导体激光器件和光电耦合器件，其中，所述注入式半导体发光器件包括发光二极管(LED)、数码管、符号管、米字管及矩阵管等。在本申请的一个优选实施例中，将所述第二发光元件优选为发光二极管(LED)。当然，在本领域技术人员应能理解所述发光二极管(LED)仅为所述第二发光元件的一个方面的优选实施例，其他现有的或今后可能出现的所述第二发光元件如可适用于本申请，也应包含在本申请保护范围以内，并在此以引用方式包含于此。
需要说明的是，所述第二光敏元件可以是包括但不限于包括光敏电阻、光敏二极管及光敏三极管等。在本申请的一个优选实施例中，将所述第二光敏元件优选为光敏二极管(Photosensitivediode)。当然，在本领域技术人员应能理解所述光敏二极管(Photosensitivediode)仅为所述第二光敏元件的一个方面的优选实施例，其他现有的或今后可能出现的所述第二光敏元件如可适用于本申请，也应包含在本申请保护范围以内，并在此以引用方式包含于此。
图4示出根据本申请一个方面的一种激光测距设备的激光发收装置21与供电控制装23之间的全双工数据传输的结构图。
在本申请的实施例中，如图4所示，所述供电控制装置13中的第二发光元件基于控制所述激光发收装置21向被测目标发送投射光束的发射控制信息，向所述激光发收装置21中的第一光敏元件发送第二光信号，所述第一光敏元件将所述第二光信号转化为对应控制电信息，以达到控制所述激光发收装置21向被测目标发送投射光束；同时，所述激光发收装置21中的第一发光元件基于所述投射光束和对应所述反射光束生成的相关测距信息生成第一光信号，并将所述第一光信号发送至所述供电控制装置23中的第二光敏元件，所述第二光敏元件将所述第一光信号转化为对应相关测距电信息，实现了所述激光发收装置21与所述供电控制装置23之间的全双工无线数据传输，相对于单双工，测距仪响应更快，而且避免了传统有线滑环物理接触，从而有效的提高激光测距设备的使用寿命。
在本申请的上述优选实施例中，所述供电控制装置23中的第二发光二极管基于控制所述激光发收装置21向被测目标发送投射光束的发射控制信息，向所述激光发收装置21中的第一光敏二极管发送第二光信号，所述第一光敏二极管将所述第二光信号转化为对应控制电信息，以达到控制所述激光发收装21向被测目标发送投射光束；同时，所述激光发收装置21中的第一发光二极管基于所述投射光束和对应所述反射光束生成的相关测距信息生成第一光信号，并将所述第一光信号发送至所述供电控制装置23中的第二光敏二极管，所述第二光敏二极管将所述第一光信号转化为对应相关测距电信息，实现了所述激光发收装置21与所述供电控制装置23之间的全双工无线数据传输，相对于单双工，测距仪响应更快，而且避免了传统有线滑环物理接触摩擦挤压，从而有效的提高激光测距设备的使用寿命。
进一步地，所述激光测距设备还包括：数据传输装置24，用于将所述供电控制装置所接收的相关测距电信息发送给外部设备，并向所述供电控制装置传输所述外部设备所发送的调速信号，以控制所述供电控制装置基于所述调速信号调整所述旋转装置的旋转速度。
需要说明的是，所述数据传输装置24可以包括但不限于包括数据传输线，其中，所述数据传输线包括双向多通道数据线、双线传输线、微带传输线、波导管传输线、表面波传输线和光导纤维等类，或所述数据传输线包括数据输入线和数据输出线。在本申请的一个优选实施例中，将所述数据传输装置24优选为双向多通道数据线，所述双向多通道数据线既可以输出信号也可以输入信号，且通过独立的通道输入调速信号，并将所述供电控制装置所接收的相关测距电信息输出给外部设备。当然，在本领域技术人员应能理解所述双向多通道数据线仅为所述数据传输装置24的一个方面的优选实施例，其他现有的或今后可能出现的所述数据传输装置24如可适用于本申请，也应包含在本申请保护范围以内，并在此以引用方式包含于此。
在本申请的上述优选实施例中，所述激光测距设备中的数据输出线将所述供电控制装置23中的第二光敏二极管将所接收的第一光信号转化为对应相关测距电信息，并通过所述双向多通道数据线发送给外部设备；所述数据输出线向所述供电控制装置23中的驱动发射PCB板传输所述外部设备所发送的调速信号，以控制所述供电控制装置23中的驱动发射PCB板基于所述调速信号通过固定平台调整所述旋转装置22中的旋转平台的旋转速度。
进一步地，所述激光测距设备还包括：激光发收装置供电装置25，其中，所述激光发收装置供电装置25获取所述供电控制装置所提供的交流电，并基于所述交流电为所述激光发收装置供电。
优选地，所述激光发收装置供电装置25包括：外线圈和内线圈，其中，所述外线圈固定设置于所述供电控制装置上，用于获取所述供电控制装置所提供的交流电；所述内线圈固定设置于所述激光发收装置上，用于与所述激光发收装置电连接，所述内线圈基于所述外线圈产生的感应电磁场生成感应电动势并为所述激光发收装置供电。
在本申请的上述优选实施例中，所述外线圈获取所述供电控制装置23所提供的交流电并形成变化的磁场，所述内线圈与所述激光发收装置21电连接，所述内线圈基于所述外线圈变化的磁场产生感应电磁场，并基于所述感应电磁场生成感应电动势为所述激光发收装置21供电，实现了所述激光发收装置供电装置25为所述激光发收装置进行无机械接触的无线供电，从而解决了滑环供电使所述激光测距设备的使用寿命短的问题，有效地提高了所述激光测距设备的使用寿命。
进一步地，所述供电控制装置23还包括：转速调节单元，其中，所述转速调节单元，用于调节为所述旋转装置22提供的控速信号，以控制所述旋转装置的旋转速度。
需要说明的是，所述转速调节单元可以是包括但不限于包括驱动硬件参数模块、变频调速器、调速控制器及调速电机。所述驱动硬件参数模块包括驱动电阻参数单元、驱动脉宽调速单元等。在本申请的一个优选实施例中，将所述转速调节单元优选为驱动电阻参数单元。当然，在本领域技术人员应能理解所述驱动电阻参数单元仅为所述转速调节单元的一个方面的优选实施例，其他现有的或今后可能出现的所述转速调节单元如可适用于本申请，也应包含在本申请保护范围以内，并在此以引用方式包含于此。
需要说明的是，所述控速信号可以是包括但不限于包括脉冲宽度调制波形(PWM波形)的信号。在本申请的一个优选实施例中，将所述脉冲宽度调制波形(PWM波形)的信号优选为控速信号。当然，在本领域技术人员应能理解所述脉冲宽度调制波形(PWM波形)的信号仅为控速信号的一个方面的优选实施例，其他现有的或今后可能出现的所述控速信号如可适用于本申请，也应包含在本申请保护范围以内，并在此以引用方式包含于此。
在本申请的上述优选实施例中，所述供电控制装置23中的驱动电阻参数单元通过改变电阻值来调节所述旋转装置22提供的控速信号，以获得不同占空比的脉冲宽度调制波形(PWM波形)达到控制所述旋转装置22的旋转速度。
进一步地，所述供电控制装置23还包括：开关单元，用于切换所述旋转装置的旋转速度的调整方式。
需要说明的是，所述开关单元可以是包括但不限于包括微动开关、船型开关、钮子开关、拨动开关、按钮开关、按键开关、薄膜开关及点开关。在本申请的一个优选实施例中，将所述开关单元优选为拨动开关。当然，在本领域技术人员应能理解所述拨动开关仅为所述开关单元的一个方面的优选实施例，其他现有的或今后可能出现的所述开关单元如可适用于本申请，也应包含在本申请保护范围以内，并在此以引用方式包含于此。
在本申请的上述优选实施例中，通过拨动所述拨动开关，以切换所述旋转装置22中的旋转平台的旋转速度的调整方式。
在本申请的实施例中，所述旋转装置22中的旋转平台的旋转速度的调整方式包括但不限于包括数据传输装置24向所述供电控制装置23传输所述外部设备所发送的调速信号，以控制所述供电控制装置23基于所述调速信号调整所述旋转装置的旋转速度；所述供电控制装置23中的转速调节单元调节为所述旋转装置22提供的控速信号，以控制所述旋转装置的旋转速度。当然，在本领域技术人员应能理解其他现有的或今后可能出现的所述旋转装置22中的旋转平台的旋转速度的调整方式如可适用于本申请，也应包含在本申请保护范围以内，并在此以引用方式包含于此。
进一步地，所述激光测距设备还包括：有线供电装置26，用于为所述供电控制装置供电。
需要说明的是，所述有线供电装置26可以是包括但不限于包括有线供电线，其中所述有线供电线包括光缆供电线、光纤供电线。在本申请的一个优选实施例中，将所述有线供电装置26为有线供电线。当然，在本领域技术人员应能理解所述有线供电线仅为所述有线供电装置26的一个方面的优选实施例，其他现有的或今后可能出现的所述有线供电装置26如可适用于本申请，也应包含在本申请保护范围以内，并在此以引用方式包含于此。
如图2所示，本申请一个方面提供的电磁感应传动方式一的一个优选实施例中的激光测距设备。该设备包括激光发射接收装置1、接收PCB板2、内线圈和外线圈3、旋转平台4、轴承5、固定平台6、驱动发射PCB板7、有线供电线8、顶盖9、磁极10、定子线圈11、底壳12、双向多通道数据线13、拨动开关14。
如图2所示，所述激光测距设备中的有线供电线8设置于驱动发射PCB板7上，用于为所述驱动发射PCB板7供电；所述驱动发射PCB板上固定设置有内线圈和外线圈3中的外线圈，所述内线圈和外线圈3中的外线圈获取所述驱动发射PCB板7提供的交流电，并形成变化的磁场，所述内线圈和外线圈3中的外线圈与所述驱动发射PCB板7电连接，所述内线圈和外线圈3中的内线圈基于所述外线圈变化的磁场产生感应电动势，并基于所述感应电磁场生成感应电动势为所述接收PCB板2供电，所述接收PCB板2上固定设置有所述激光发射接收装置1并与所述激光发收装置电连接。实现了通过所述内线圈和外线圈3为所述激光发射接收装置1进行无机械接触的无线供电，从而解决了滑环物理接触式供电使所述激光测距设备的使用寿命短的问题，有效地提高了所述激光测距设备的使用寿命。
如图2所示，当需要对被测目标进行距离测量时，所述驱动发射PCB板7获取用于控制所述激光发收装置向被测目标发送投射光束的发射控制信息，并通过所述驱动发射PCB板7中的发光二极管将所述发射控制信息转化得到不同光谱形式的第二光信号，所述第二光信号通过所述内线圈和外线圈3中的圆环中空处通过无线传输的方式发送给接收PCB板2，所述接收PCB板2中的光敏二极管将所述第二光信号转化为对应控制电信息，并将所述对应控制电信息发送给所述激光发射接收装置1中的激光发射器，所述激光发射接收装置1中的激光发射器基于所述对应控制电信息向被测目标发送投射光束；所述激光发射接收装置1中的激光接收器接收经所述被测目标反射的反射光束，并将基于所述投射光束和对应所述反射光束生成相关测距信息，将所述相关测距信息发送给所述接收PCB板2中的发光二极管，所述接收PCB板2中的发光二极管基于所述相关测距信息生成不同光谱形式的第一光信号，并发送至所述驱动发射PCB板7，所述驱动发射PCB板7中的光敏二极管将所述第一光信号转化为对应测距电信息，通过数据输出线13将所述驱动发射PCB板7中的对应测距电信息发送给外部设备，以达到利用激光对所述被测目标进行距离测量的目的，实现了所述接收PCB板2与所述驱动发射PCB板7之间的全双工无线数据传输，避免了传统有线滑环物理接触摩擦挤压，从而有效地提高激光测距设备的使用寿命。
如图2所示，所述定子线圈固定连接所述固定平台6，用于获取通过所述驱动发射PCB板7为所述固定平台6提供的有规律变化的交流电，所述固定平台6和所述旋转平台4通过所述轴承5配合相连，所述定子线圈11通过电磁感应原理产生感应磁场与所述磁极10耦合并形成扭矩力，实现电磁感应传动方式以带动所述磁极10旋转，所述磁极10固定连接在所述旋转平台4上，用于通过电磁感应传动方式旋转起来的所述磁极10带动所述旋转平台4旋转，由于所述激光发射接收装置1固定连接在4所述旋转平台上，用于通过旋转的磁极10带动所述激光发射接收装置与所述旋转平台4一同旋转起来，避免了皮带或者齿轮的传动方式寿命短、噪音大、体积大的缺点，从而有效地提高了所述激光测距设备的使用寿命，并有效地减少了所述激光测距设备的体积，并且没有噪音发出，达到了环保的效果。
当需要对所述旋转平台4进行调速时，在本申请的一个方面，通过所述驱动发射PCB板7传输所述外部设备所发送的调速信号，以控制所述旋转平台4基于所述调速信号调整所述旋转装置的旋转速度；在本申请的另一个方面，所述驱动发射PCB板7中的驱动电阻参数单元通过改变电阻值来调节所述旋转平台4提供的控速信号，以获得不同占空比的脉冲宽度调制波形(PWM波形)达到控制所述旋转平台4的旋转速度。
在本申请的上述优选实施例中，所述拨动开关14通过所述底壳12上向里开有一个小孔，用于将所述拨动开关14设置于所述驱动发射PCB板7上，通过拨动所述拨动开关14，以切换所述旋转平台4的旋转速度的调整方式。
可选地，所述顶盖位于所述激光发射接收装置1的外侧，用于保护所述激光发射接收装置1。
与现有技术相比，本申请一个方面提供的一种激光测距设备，包括：激光发收装置、旋转装置和供电控制装置；其中，所述激光发收装置用于向被测目标发送投射光束，接收经所述被测目标反射的反射光束，由于无反射镜的结构设计，从而避免了反射镜自身的反射率和反射光束的角度偏置问题，有效地提高了光利用率；所述旋转装置以电磁感应传动方式带动所述激光发收装置旋转，替代了皮带或者齿轮的传动方式的设计结构，使得所述激光测距设备的体积更小；所述供电控制装置抛弃物理接触的滑环的供电方式，使用无机械接触的无线供电方式为所述旋转装置供电，使得所述激光测距设备的使用寿命更长，并以光电转换方式与所述激光发收装置进行数据传输，同样避免了现有技术中的滑环供电和数据传输的使用寿命短的问题，有效地提高了所述激光测距设备的使用寿命，并通过不同光谱的光敏元件实现了所述供电控制装置与所述激光发收装置之间的全双工无线数据传输。
当然，对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本申请。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本申请内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (14)
1.一种激光测距设备，其特征在于，所述激光测距设备包括：激光发收装置、旋转装置和供电控制装置；其中，
所述激光发收装置用于向被测目标发送投射光束，接收经所述被测目标反射的反射光束；
所述旋转装置以电磁感应传动方式带动所述激光发收装置旋转；
所述供电控制装置为所述旋转装置无线供电，并以光电转换方式与所述激光发收装置进行数据传输。
2.根据权利要求1所述的激光测距设备，其特征在于，所述旋转装置包括：定子线圈、转子、固定单元和旋转单元，其中，
所述定子线圈固定连接所述固定单元，且所述定子线圈获取所述供电控制装置提供的交流电，以利用电磁感应传动方式带动所述转子旋转；
所述旋转单元固定连接所述转子和所述激光发收装置，用以带动所述激光发收装置旋转。
3.根据权利要求2所述的激光测距设备，其特征在于，所述固定单元和所述旋转单元通过轴承配合相连。
4.根据权利要求2或3所述的激光测距设备，其特征在于，所述旋转装置还包括：
转动圈数计算单元，用于获取所述旋转装置的转动圈数，并基于所述转动圈数计算所述旋转装置的旋转速度。
5.根据权利要求4所述的激光测距设备，其特征在于，所述旋转装置还包括：
所述转动圈数计算单元包括设置于所述固定单元上的编码齿，其中，所述编码齿包括以下至少任一项：方形编码齿、矩形编码齿、锥形编码齿、多边形编码齿、圆形编码齿。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的激光测距设备，其特征在于，所述激光发收装置包括：
信息生成单元，用于基于所述投射光束和对应所述反射光束生成相关测距信息；
信息收发单元，用于以光电转换方式与所述供电控制装置进行全双工数据传输。
7.根据权利要求6所述的激光测距设备，其特征在于，所述信息收发单元包括：
第一发光元件，用于基于所述相关测距信息生成第一光信号至所述供电控制装置；
第一光敏元件，用于获取所述供电控制装置基于发射控制信息所发送的第二光信号，并转化为对应控制电信息，其中，所述发射控制信息用于控制所述激光发收装置向被测目标发送投射光束。
8.根据权利要求7所述的激光测距设备，其特征在于，所述供电控制装置包括：
第二发光元件，用于向所述激光发收装置发射所述第二光信号；
第二光敏元件，用于获取所述第一光信号，并转化为对应相关测距电信息。
9.根据权利要求8所述的激光测距设备，其特征在于，所述激光测距设备还包括：
数据传输装置，用于将所述供电控制装置所接收的相关测距电信息发送给外部设备，并向所述供电控制装置传输所述外部设备所发送的调速信号，以控制所述供电控制装置基于所述调速信号调整所述旋转装置的旋转速度。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的激光测距设备，其特征在于，所述激光测距设备还包括：激光发收装置供电装置，其中，
所述激光发收装置供电装置获取所述供电控制装置所提供的交流电，并基于所述交流电为所述激光发收装置供电。
11.根据权利要求10所述的激光测距设备，其特征在于，所述激光发收装置供电装置包括：外线圈和内线圈，其中，
所述外线圈固定设置于所述供电控制装置上，用于获取所述供电控制装置所提供的交流电；
所述内线圈固定设置于所述激光发收装置上，用于与所述激光发收装置电连接，所述内线圈基于所述外线圈产生的感应电磁场生成感应电动势并为所述激光发收装置供电。
12.根据权利要求1至10中的任一项所述的激光测距设备，其特征在于，所述供电控制装置还包括：转速调节单元，其中，
所述转速调节单元，用于调节为所述旋转装置提供的控速信号，以控制所述旋转装置的旋转速度。
13.根据权利要求12所述的激光测距设备，其特征在于，所述供电控制装置还包括：
开关单元，用于切换所述旋转平台的旋转速度的调整方式。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的激光测距设备，其特征在于，所述激光测距设备还包括：
有线供电装置，用于为所述控制装置供电。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20160706 |