CN204347249U - 检测物体方向和距离的安全激光扫描装置 - Google Patents

Abstract

一种检测物体方向和距离的安全激光扫描装置，包括激光发射单元、激光接收单元和旋转组件，带有激光发射器的激光发射单元处于上部，激光发射器下端设置与水平方向呈45°角的镜面在下的带孔反射镜，带孔反射镜的镜面侧布置激光接收单元，激光发射单元下部设置旋转组件，旋转组件有一个跟随旋转的与水平方向呈45°角的镜面向上的旋转反射镜。本实用新型可在较小空间安装，安装方便，可对保护区域进行任意形状的设置，能够精确检测物体所在保护区域的方向和位置，提高了其在复杂环境下的适应性和方便性。

Description

检测物体方向和距离的安全激光扫描装置

技术领域

本实用新型涉及一种检测物体方向和距离的安全激光扫描装置，用于利用激光束检测物体方向和从安全激光保护装置到物体的距离。

背景技术

对于普通的光电保护装置，例如安全光幕或者安全光栅，由单独的发光器和受光器组成，只能保护某一固定的矩形平面区域，当有物体进入此区域时，传感器会进行相应的动作，从而实现区域保护。但实际使用时，预设的保护区域有时会比较复杂，并不是一个规则的几何形状，而且需要精确的检查危险防护点的方向和位置，因此普通的光电保护装置在实际应用中往往达不到预想的效果；另外普通的光电保护装置还存在占用安装空间较多的问题。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种检测物体方向和距离的安全激光扫描装置，为了克服普通光电保护装置保护区域单一、无法定位障碍物的方位和安装不便的问题。

本实用新型的目的是以如下方式实现的：该安全激光扫描装置通过发射红外激光脉冲，形成检测区域。当遇到检测物体，则红外激光脉冲会由物体表面返回安全激光扫描装置，安全激光扫描装置通过发射和接受脉冲的时间差，就可以计算出目标的距离。根据需要，本装置可以有两个自定义的区域类型：安全区（也称保护区）和警戒区（也称预警区）。如果有人进入警戒区，安全激光扫描装置会输出听觉或视觉的报警信号。如果有人在安全区进行违规操作，则安全激光扫描装置会自动开启安全保护、紧急停机程序。安全区和警戒区由使用者根据需要设置。

该安全激光扫描装置包括激光发射单元、激光接收单元和旋转组件，带有激光发射器的激光发射单元处于上部，激光发射器下端设置与水平方向呈45°角的镜面在下的带孔反射镜，带孔反射镜的镜面侧布置激光接收单元，激光发射单元下部设置旋转组件，旋转组件有一个跟随旋转的与水平方向呈45°角的镜面向上的旋转反射镜。工作时，红外激光脉冲由激光发射单元发出，然后红外激光脉冲通过旋转反射镜发射出去，实现保护区域的扫描。当红外激光脉冲遇到检测物体，则红外激光脉冲会由物体表面返回，经过旋转反射镜，由原路返回激光发射单元处的带孔反射镜，经过二次反射，激光接收单元接收到返回的红外激光脉冲，产生转换电流，该电流是入射激光脉冲的函数，根据输出激光束和输入激光束的相位差，或者利用光速计算激光脉冲发射和接收之间的飞行时间，然后电控单元计算从装置到物体的距离。当物体位于安全区或者警戒区时，装置会发出相应信号，来实现安全保护功能。

进一步的，激光发射器下端对接竖直的导光套筒，带孔反射镜套入在导光套筒上，旋转组件有一个反射镜支架，反射镜支架有一个L型光筒，L型光筒的竖直端与导光套筒下端对接，L型光筒的拐角外侧透光口处设置旋转反射镜，旋转反射镜镜面与L型光筒的竖直端、水平端中心线所在平面垂直布置。导光套筒和L型光筒为导光元件，限制红外激光脉冲向外扩散。

激光发射单元包括激光发射器、激光发射器座板，准直镜头座、准直镜头、紧固螺母、导光套筒、基座和带孔反射镜，基座的顶部设置激光发射器座板，激光发射器座板的内孔里装置激光发射器，激光发射器座板的内孔下端通过螺纹连接准直镜头座，准直镜头座外周螺纹上设有紧固螺母，准直镜头座内孔中放置准直镜头，准直镜头座内孔底部通过螺纹连接导光套筒，导光套筒上端环面抵住准直镜头将其固定，导光套筒外周螺纹上设有紧固螺母，该紧固螺母用于将导光套筒与准直镜头座抵紧，带孔反射镜套入导光套筒并固定在基座底部上。激光发射器用于出射激光，准直镜头座的作用是安装准直镜头和调节准直镜头焦距，准直镜头的作用是把发散的激光束准直为平行光束，导光套筒的作用是压紧准直镜头和防止激光束向外扩散。

激光接收单元包括受光座板、聚焦镜头、锁紧套筒、锁紧螺母、调节座套和激光接收器，受光座板的内孔中放置聚焦镜头，锁紧套筒通过螺纹与受光座板的内孔连接并且锁紧套筒顶部抵靠住聚焦镜头，锁紧套筒的内孔中放置调节座套，锁紧套筒的外周螺纹上旋有锁紧螺母，调节座套后端的光孔处设置激光接收器。聚焦镜头的作用是将激光聚焦到激光接收器上，锁紧套筒和锁紧螺母的作用是将调节座套锁紧，激光接收器可以将接收到的激光束转化为电信号。

旋转组件包括旋转反射镜、反射镜支架、支架座和电机，支架座底部设置电机，电机的输出轴与支架座上部的旋转盘连接，反射镜支架固定在旋转盘上，旋转反射镜固定在反射镜支架上。

在支架座上设置码盘，并设有起始零刻度。根据码盘转动的位置信息，就可以确定相应的角度信息。

本实用新型可在较小空间安装，安装方便，可对保护区域进行任意形状的设置，能够精确检测物体所在保护区域的方向和位置，提高了其在复杂环境下的适应性和方便性。

附图说明

图1是本实用新型的光路示意图。

图2是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

参照图1，本装置的光路部分包括激光发射单元10、激光接收单元20和旋转组件30。红外激光脉冲由激光发射器11发出，经准直镜头14的折射产生平行光束L1，平行光束L1经旋转组件30中反射镜31反射后向外发出检测光束L2，由于旋转组件30在电机35带动下不停地旋转，检测光束L2被反射镜31反射到圆周各个方向，以此实现保护区域的周期扫描。被扫描区域内的物体反射回来的反射光束L3首先被旋转组件30中的旋转反射镜31反射形成二次反射光束L4，二次反射光束L4到达激光发射单元10中的带孔反射镜18上，经带孔反射镜18反射进入激光接收单元20，激光接收单元20中的聚焦镜头22把反射回来的激光束聚焦到激光接收器26上。

参照图2，本实用新型包括激光发射单元10、激光接收单元20和旋转组件30，带有激光发射器11的激光发射单元10处于上部，激光发射器11下端对接竖直的导光套筒16，导光套筒16上套入与水平方向呈45°角的镜面在下的带孔反射镜18，带孔反射镜18的镜面侧同水平布置激光接收单元20，导光套筒16下部设置旋转组件30，旋转组件30有一个跟随旋转的反射镜支架32，反射镜支架32有一个L型光筒，L型光筒的竖直端与导光套筒16下端对接，L型光筒的拐角外侧透光口处设置与水平方向呈45°角的镜面向上的旋转反射镜31，旋转反射镜31镜面与L型光筒的竖直端、水平端中心线所在平面垂直布置。激光发射单元包括激光发射器11、激光发射器座板12，准直镜头座13、准直镜头14、紧固螺母15、导光套筒16、基座17和带孔反射镜18，基座17的顶部设置激光发射器座板12，激光发射器座板12的内孔里装置激光发射器11，激光发射器座板12的内孔下端通过螺纹连接准直镜头座13，准直镜头座13外周螺纹上设有紧固螺母15，准直镜头座13内孔中放置准直镜头14，准直镜头座13内孔底部通过螺纹连接导光套筒16，导光套筒16上端环面抵住准直镜头14将其固定，导光套筒16外周螺纹上设有紧固螺母15，带孔反射镜18套入导光套筒16并固定在基座17底部上。激光接收单元20包括受光座板21、聚焦镜头22、锁紧套筒23、锁紧螺母24、调节座套25和激光接收器26，受光座板21固定在基座17的侧边，受光座板21的内孔中放置聚焦镜头22，锁紧套筒23通过螺纹与受光座板21的内孔连接并且锁紧套筒23顶部抵靠住聚焦镜头22，锁紧套筒23的内孔中放置调节座套25，锁紧套筒23的外周螺纹上旋有锁紧螺母24，调节座套25后端的光孔处设置激光接收器26。旋转组件30包括旋转反射镜31、反射镜支架32、支架座34和电机35，支架座34底部设置电机35，电机35的输出轴与支架座34上部的旋转盘连接，反射镜支架32固定在旋转盘上，旋转反射镜31固定在反射镜支架32的L型光筒的拐角外侧透光口处，在支架座34上设置码盘33并设有起始零刻度。

Claims (6)

1.一种检测物体方向和距离的安全激光扫描装置，包括激光发射单元、激光接收单元和旋转组件，其特征在于：带有激光发射器（11）的激光发射单元（10）处于上部，激光发射器（11）下端设置与水平方向呈45°角的镜面在下的带孔反射镜（18），带孔反射镜（18）的镜面侧布置激光接收单元（20），激光发射单元（10）下部设置旋转组件（30），旋转组件（30）有一个跟随旋转的与水平方向呈45°角的镜面向上的旋转反射镜（31）。

2.根据权利要求1所述的检测物体方向和距离的安全激光扫描装置，其特征在于：激光发射器（11）下端对接竖直的导光套筒（16），带孔反射镜（18）套入在导光套筒（16）上，旋转组件（30）有一个反射镜支架（32），反射镜支架（32）有一个L型光筒，L型光筒的竖直端与导光套筒（16）下端对接，L型光筒的拐角外侧透光口处设置旋转反射镜（31），旋转反射镜（31）镜面与L型光筒的竖直端、水平端中心线所在平面垂直布置。

3.根据权利要求1或2所述的检测物体方向和距离的安全激光扫描装置，其特征在于：激光发射单元（10）包括激光发射器（11）、激光发射器座板（12），准直镜头座（13）、准直镜头（14）、紧固螺母（15）、导光套筒（16）、基座（17）和带孔反射镜（18），基座（17）的顶部设置激光发射器座板（12），激光发射器座板（12）的内孔里装置激光发射器（11），激光发射器座板（12）的内孔下端通过螺纹连接准直镜头座（13），准直镜头座（13）外周螺纹上设有紧固螺母（15），准直镜头座（13）内孔中放置准直镜头（14），准直镜头座（13）内孔底部通过螺纹连接导光套筒（16），导光套筒（16）上端环面抵住准直镜头（14）将其固定，导光套筒（16）外周螺纹上设有紧固螺母（15），带孔反射镜（18）套入导光套筒（16）并固定在基座（17）底部。

4.根据权利要求1或2所述的检测物体方向和距离的安全激光扫描装置，其特征在于：激光接收单元（20）包括受光座板（21）、聚焦镜头（22）、锁紧套筒（23）、锁紧螺母（24）、调节座套（25）和激光接收器（26），受光座板（21）的内孔中放置聚焦镜头（22），锁紧套筒（23）通过螺纹与受光座板（21）的内孔连接并且锁紧套筒（23）顶部抵靠住聚焦镜头（22），锁紧套筒（23）的内孔中放置调节座套（25），锁紧套筒（23）的外周螺纹上旋有锁紧螺母（24），调节座套（25）后端的光孔处设置激光接收器（26）。

5.根据权利要求1或2所述的检测物体方向和距离的安全激光扫描装置，其特征在于：旋转组件（30）包括旋转反射镜（31）、反射镜支架（32）、支架座（34）和电机（35），支架座（34）底部设置电机（35），电机（35）的输出轴与支架座（34）上部的旋转盘连接，反射镜支架（32）固定在旋转盘上，旋转反射镜（31）固定在反射镜支架（32）上。

6.根据权利要求5所述的检测物体方向和距离的安全激光扫描装置，其特征在于：在支架座（34）上设置码盘（33）并设有起始零刻度。