CN108254737B - 一种激光三线共面调节方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于激光测距设备加工技术领域，提供一种激光三线共面调节方法，通过预先调焦固定光学镜头和光电传感器，然后设置远端光源，并通过调整远端光源相对于光学镜头光轴垂直面上的XY轴位置，并观察光电传感器的成像信息，以确保远端光源落在镜头光轴和光电传感器所形成的平面上，并记录远端光源的位置，然后调节激光管射出去的光线，使得光线在远端平面上的光斑和远端光源位置重合，最后固定激光管和光学镜头；这样设计的调节方法解决现有的调节方式复杂且费时，进而效率低，同时最后固定电路板后应力释放导致产品稳定性差的问题。
Description
技术领域
本发明属于激光测距设备技术领域，尤其涉及一种激光三线共面调节方法。
背景技术
激光三线测距是通过激光管发出的激光经待测物体的面发射后经光学镜头接收后被光电传感器感知，同时激光管的出射点和光电传感器共线。从而激光的出射线为第一线，激光的反射线为第二线，激光出射点和光电传感器共用的线为第三线，进而在实际测试中，第一线和第二线之间有一个交点，该交点到第三线之间的垂直距离即为被测物体与探测装置之间的实际距离。如附图1所示，待测距离
其中X、L和f的距离都预先设置好，α的角度也是确定的，现在唯一不确定的就是第一线、第二线和第三线是否共面，也即反射光线能否经光学镜头被感光线接收。由于光电传感器、光学镜头和激光管的位置都是不固定，现有的方式都是先固定光学镜头和激光管，最后调节连接有光电传感器的电路板，其调节方式复杂且费时，同时电路板固定后会有应力释放导致产品稳定性较差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种激光三线共面调节方法，旨在解决现有的调节方式复杂且费时，进而效率低，同时最后固定电路板后应力释放导致产品稳定性差的问题。
本发明是这样解决的：一种激光三线共面调节方法，用于使光学镜头的光轴、激光管发射的激光和光电传感器的感光线位于同一平面上，包括以下步骤
S1、将所述光学镜头与所述光电传感器连接，使得所述光学镜头的光轴与所述感光线共面；
S2、设置远端光源，调整所述远端光源相对于所述光学镜头的光轴垂直面上的XY轴位置；
S3、调整所述光学镜头进行聚焦，使所述远端光源落在所述光学镜头的光轴和光电传感器上的感光线所形成的平面上，并记录远端光源的位置；
S4、关闭所述远端光源，调节激光管射出去的光线，使得光线的光斑和远端光源的位置重合；
S5、固定所述光学镜头和所述激光管。
本发明提供的激光三线共面调节方法相对于现有的技术具有的技术效果为：通过先将光学镜头和光电传感器连接，然后通过远端光源的设置及其位置的调整，并且配合光学镜头的调焦处理使得远端光源落在镜头光轴和感光线所形成的平面上；再调节激光管对应该远端光源。进而使得激光管发的光线与镜头光轴和感光线所形成的平面共面，整个过程调节效率高，并且调节过程简单可控，还避免了电路板应力变化对产品性能的影响
附图说明
图1是本发明实施例提供的现有的三线调节方式的原理图。
图2是本发明实施例提供的激光三线共面调节方法的流程图。
图3是本发明实施例提供的激光测距装置的调节结构示意图。
图4是本发明实施例提供的激光测距装置的结构图。
图5是本发明实施例提供的激光测距装置沿一个方向上的分解图。
图6是本发明实施例提供的激光测距装置沿另一个方向上的分解图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
还需要说明的是，本发明实施例中的左、右、上、下等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。
如图2和图3所示，在本发明实施例中，提供一种激光三线共面调节方法，用于使光学镜头10的光轴、激光管30发射的激光和光电传感器20的感光线201位于同一平面上，其中激光管30发射的激光接触待测物体后反射的线与光学镜头10的聚光线重合，包括以下步骤：
S1、将该光学镜头10与该光电传感器20连接，使得该光学镜头10的光轴与该光电传感器20上的感光线201共面；
在本步骤中，该感光线201呈水平设置在光电传感器20上，该光学镜头10与光电传感器20通过定位连接使得光学镜头10正对该感光线201。也即经过该光学镜头10的光轴的光线可以被感光线201感知。
S2、设置远端光源501，调整该远端光源501相对于光学镜头10的光轴垂直面上的XY轴的位置，使之光线在对应到该光学镜头10的光轴上；
在本步骤中，该远端光源501设置在该光学镜头10和该激光管30的正前方，并保持一定的距离，本实施例中该距离优选为大于或等于10000mm。由于距离越远，其三线共面的效果更好，但是使用传统的工艺，则是越近越容易调节，进而传统的工艺只能在远小于10000mm的距离内找第一线和第二线的交汇点，这样导致装置实际测量的距离误差较大。
S3、调整该光学镜头10进行聚焦，使该远端光源501落在光学镜头10的光轴和光电传感器20上的感光线201所形成的平面上，并记录远端光源501的位置；
在本步骤中，该光学镜头10优选为包括镜头管和镜片组件，以及可转动连接在镜头管上并可以对镜头组件的焦距进行调节的调焦装置101。通过调焦装置101使得远端光源501射出的光线聚焦后沿着光轴方向穿过光学镜头10射向位于光电传感器20上的感光线201上，感光线201通过感知到的光线的聚集情况，从而确定光学镜头10入射光线的焦距值。
S4、关闭该远端光源501，调节该激光管30射出去的光线，使得光线的光斑和远端光源501的位置重合；
在本步骤中，通过前几个步骤，确定远端光源501的位置，然后通过调整激光管30的发射角度使得出射激光线指向该远端光源501的中心。
S5、固定该光学镜头10和该激光管30。
在本实施例中，二次调焦完成后立即点胶固定该光学镜头10的位置，然后在固定激光管30的位置和角度。
在本实施例中，为了保证三线共面的精确性，还可以在固定光学镜头10之前通过调焦装置101进行微调焦，使得出射激光的反射线正对该感光线201上。
具体地，如图4至图6所示，在本发明实施例中，于上述步骤S1中，该光电传感器20外还连接有一电路板上，该光学镜头10定位且垂直连接在该光电传感器20上。
在本实施例中，该感光线201连接在光电传感器20上，该光电传感器20连接在一电路板上，然后光学镜头10通过设置在光电传感器20上的定位柱，以及光学镜头10上的定位孔完成定位连接，并且保证该光学镜头10垂直连接在该光电传感器20上。
在本发明实施例中，该感光线201位于该光学镜头10的后端和该光电传感器20之间，并且该感光线201经过该光学镜头10感知该远端光源501。
具体地，如图3所示，在本发明实施例中，于上述步骤S2中，该远端光源501连接在一竖直设置的支撑板50上，并且该远端光源501的位置可以水平或竖直调节。
在本实施例中，该远端光源501投影在电路板40上的位置位于光学镜头10和激光管30之间，并且本实施例中，该远端光源501在该光电传感器20上的投影线为法线，该激光管30与法线之间的夹角预先固定，根据激光反射的后指向光学镜头10的需求，进而将远端光源501的水平位置固定，也即在实际过程中，只需要调整远端光源501的上下位置，同时在调整激光管30时只需要调节激光管30在竖直方向上的角度。
具体地，如图5和图6所示，在本发明实施例中，于上述步骤S3中，该光学镜头10上连接有一连接座102，该连接座102套接在该光学镜头10的镜头管的后端上，同时该连接座102上对应凹设有容置该感光线201的连接槽1021，该感光线201连接在该连接槽1021内，同时且该感光线201正对该光学镜头10。
本实施例中，该连接槽1021平行于该镜头管端部的直径，这样设计可以保证经过该光学镜头10的光线可以聚集至该感光线201上。
具体地，在本发明实施例中，于上述步骤S3中，通过观察该光电传感器20的成像信息来确保所述远端光源落在所述光学镜头的光轴和所述感光线所形成的平面上。
在本实施例中，经该光学镜头10聚焦后的光线射入到感光线201上时，根据入射到感光线201上的光线角度，会通过成像设备呈线性显示，其中在光线垂直入射在该感光线201上时，其感光值最大，进而在成像设备上显示峰值；光线垂直射在感光线201上时，显然三线共面的效果是最好的。
具体地，如图4至图6所示，在本发明实施例中，于该步骤S4中，该激光管30和该光学镜头10预固定在同一支撑平台40上，通过外置的调节装置自动调节该激光管30，使得该激光管30的出射激光指向该远端光源501。
在本实施例中，该支撑平台40与该感光线201所在的平面平行，该激光管30在调节装置的自动调节下指向该远端光源501后保持稳定，这样使得激光的出射线和反射线稳定。
具体地，在本发明实施例中，与该步骤S5中，完成所有调节后，通过点胶工艺固定该光学镜头10和该激光管30。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种激光三线共面调节方法，其特征在于：用于使光学镜头的光轴、激光管发射的激光和光电传感器的感光线位于同一平面上，包括以下步骤
S1、将所述光学镜头与所述光电传感器连接，使得所述光学镜头的光轴与所述感光线共面；所述光电传感器外还连接一电路板，所述光学镜头定位且垂直连接在所述光电传感器上；
S2、设置远端光源，调整所述远端光源相对于所述光学镜头的光轴垂直面上的XY轴位置，所述远端光源设置在所述光学镜头和所述激光管的正前方并保持一定的距离；其中，所述距离为大于或等于10000mm；所述远端光源连接在一竖直设置的支撑板上，且所述远端光源的位置可沿X轴和Y轴进行调节；所述远端光源投影在所述电路板上的位置位于光学镜头和激光管之间，并且所述远端光源在所述光电传感器上的投影线为法线；
S3、调整所述光学镜头进行聚焦，使所述远端光源落在所述光学镜头的光轴和光电传感器上的感光线所形成的平面上，并记录远端光源的位置；
S4、关闭所述远端光源，调节激光管射出去的光线，使得光线的光斑和远端光源的位置重合；其中，所述激光管和所述光学镜头预固定在同一支撑平台上，通过外置的调节装置自动调节所述激光管，使得所述激光管的出射激光指向所述远端光源；
S5、固定所述光学镜头和所述激光管。
2.如权利要求1所述的激光三线共面调节方法，其特征在于：所述感光线位于所述光学镜头的后端和所述光电传感器之间，且所述感光线经过所述光学镜头感知所述远端光源。
3.如权利要求1所述的激光三线共面调节方法，其特征在于：于所述步骤S3中，通过观察所述光电传感器的成像信息来确保所述远端光源落在所述光学镜头的光轴和所述感光线所形成的平面上。
4.如权利要求1所述的激光三线共面调节方法，其特征在于：于所述步骤S3中，所述光学镜头上连接有一连接座，所述连接座上对应凹设有容置所述感光线的连接槽，所述感光线连接在所述连接槽内，且所述感光线正对所述光学镜头。
5.如权利要求1所述的激光三线共面调节方法，其特征在于：于所述步骤S5中，完成所有调节后，通过点胶工艺固定所述光学镜头和所述激光管。
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