CN204613756U - 一种转速反馈的转镜结构及系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种转速反馈的转镜结构及系统，涉及自动控制领域，本实用新型将码盘与转镜结构合为一体，能够通过获取码盘的角度位移换算转镜的转速，并可以通过设计来保证转镜的反射镜面朝向与码盘零点的相对位置，以便在旋转过程中可以快速得到转镜反射镜面朝向所在的角度位置。本实用新型结构简单，尺寸整体缩小，为电机闭环调速提供结构基础，可达到转速稳定、动平衡等级高的效果，满足长期稳定运行的需求。

Description

一种转速反馈的转镜结构及系统

技术领域

本实用新型涉及自动控制领域，尤其是涉及一种用于扫描式激光传感器的转速稳定的转镜结构及系统。

背景技术

随着激光技术的发展，其各类应用技术也在不断的发展，尤其是在激光测距领域，传统的激光测距仪已经从军工行业不断的向民用发展，已经能够做到低成本、高性能。目前的激光测距领域，不再局限于单点式、特殊要求的反射面的要求，而是向着扫描式、任意反射面的方向发展。因此，人眼安全、高速扫描、高分辨率、远距离、高精度的扫描式激光传感器不断发展，对激光领域和相关配合领域提出了新的要求和挑战。扫描式激光传感器的转镜处于高速旋转状态，对转镜的转速稳定性及动平衡特性提出了非常高的要求，否则电机在连续高速旋转下寿命通常不超过几千小时。扫描式激光传感器的转镜结构复杂，转镜结构需要有一定的刚性，为了满足改变激光传输方面的需求，反射镜的角度根据需求要发生改变，因此转镜结构形状不规则，其质量较大。在以上条件下，电机带动转镜转动时，转速很难达到稳定，因此需要进行转速反馈，以此来进行速度调整。以往码盘通常与电机转轴连接，这样就对电机的转轴长度提出了特殊要求，并且增加了系统的整体长度。另外扫描式激光传感器要求转镜在高速旋转过程中，仍可以获得转镜反射镜朝向的角度位置，因此需要码盘有一个零点位置，并且零点位置能与转镜的反射镜朝向的角度位置有一定的对应关系，但如果码盘在电机上，转镜在与电机安装的过程中，由于装配误差，很难做到反射镜朝向的角度位置与零点严格对应。针对以上问题，目前没有很好的方法既能够保证转速稳定，又能够减小整体尺寸，现有方法调试复杂，生产效率低。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种转速反馈的转镜结构及系统，克服目前转镜结构的不足和缺陷，提高电机转动的稳定性，提高动平衡等级，提高装配可靠性，保证连续运转的稳定性。

本实用新型其技术问题是通过以下技术方案实现的：

一种转速反馈的转镜结构，该结构包括：转镜单元、码盘单元、编码器单元；转镜单元，与电机转轴连接，跟随转轴旋转改变激光传输的方向；码盘单元，与所述转镜单元连接，跟随转镜单元旋转，码盘的旋转中心轴与转镜旋转中心轴重合，提供转镜所在的角位置信息；转速检测单元，与所述码盘单元的光栅盘配合，将转镜角位移信息转换为电信号进行传输。

具体的，所述码盘单元的材料采用菲林片基或金属片基，光栅盘上具有一个归零点。

具体的，转速检测单元优选穿透式的光电编码器。

本实用新型还提供一种转速反馈的转镜系统，该系统包括：电机系统和上述转镜结构。

具体的，电机系统的转轴旋转中心轴与转镜结构的旋转中心轴重合。

本实用新型的优点和有益效果为：

1.码盘单元的光栅盘上存在一个归零点，归零点与转镜反射面的朝向的相对位置通过机械设计保证安装精度。

2.码盘单元优选采用金属片基或菲林片基，保证使用温度范围，对其操作失误造成弯折时，码盘不易损坏。

3.码盘单元与转镜单元直接连接，缩小了系统的整体尺寸，编码器对码盘速度的检测即为转镜的转动速度。

4.本实用新型通过对转镜系统进行转速反馈，可达到转镜转速稳定、动平衡等级G1以上的效果，满足长期稳定运行的需求。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1为本实用新型中一种实施方式的转速反馈的转镜结构侧视立体图，其中101.转镜单元、102.码盘单元、103.码盘检测单元。

图2为本实用新型中一种实施方式的转速反馈的转镜系统的侧视立体图，其中201.电机系统、202.转轴、203.码盘单元、204.光栅盘、205.归零点、206.转镜单元、207.反射镜、208.反射镜压片、209.配重块、210.码盘检测单元。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本实用新型实施例做进一步详细说明。在此，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。

实施例1：

如图1所示的一种转速反馈的转镜结构包含转镜单元101、码盘单元102、码盘检测单元103。

码盘单元102与转镜单元101直接连接，两者具有相同的旋转中心轴。

码盘检测单元103优选穿透式的光电编码器，码盘单元102的光栅盘204与光电编码器的距离符合编码器手册规定的距离，这点是本领域专业技术人员所熟知的。

实施例2：

如图2所示的一种转速反馈的转镜系统包含电机系统201、码盘单元203、转镜单元206、码盘检测单元210。

电机系统201通过转轴202与转镜单元206连接，优选双顶丝的方式，既能起到稳固作用，当出现问题时又可替换。

码盘单元203与转镜单元206直接连接，当电机处于高速旋转状态下，电机转轴带动二者高速转动，码盘单元203的转动速度与电机转轴202和转镜单元206转动速度一致。

码盘单元203上存在光栅盘204，光栅盘204是均匀分布在码盘周围一圈的刻度，数量为N，本实施例中N的取值为900，光栅盘204每转动一个刻度，对应转动的角度为360°/N，进行一次激光检测。光栅盘204是码盘单元203的固有特性，光栅盘204的刻度数量可以根据不同激光检测角度分辨率的需求而改变。统计一定时间T内光栅盘204触发码盘检测单元210的次数N1即可知道电机的转动速度：

码盘单元203上存在一个归零点205，归零点205优选与转镜的反射镜面207的朝向的垂直分量方向一致，归零点205随着码盘单元203转动，归零点205转动到的角度位置即为反射镜面207的朝向所在的角度位置。设码盘归零点205触发码盘检测单元210的角度为0°，通过记录归零点205到达之后光栅盘204触发的数量N2即可知道零点所在的角度：

根据码盘单元203的转速进行速度调整，使电机达到转速稳定，再通过动平衡机上的传感器检测到的转镜初始不平衡量，在转镜平衡调整面上添加不同质量的平衡块209进行配重调节。所述动平衡调节方法是本领域专业技术人员所熟知的方法，不属于本专利的保护范围，在此不再赘述。

经验证，该转镜系统可以获得转镜的转速，缩小了整体尺寸，可达G1以上动平衡等级。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种转速反馈的转镜结构，其特征在于，所述结构包含：

转镜单元，与电机转轴连接，跟随转轴旋转改变激光传输的方向；

码盘单元，与所述转镜单元连接，跟随转镜单元旋转，码盘的旋转中心轴与转镜旋转中心轴重合，提供转镜所在的角位置信息；

转速检测单元，与所述码盘单元的光栅盘配合，将转镜角位移信息转换为电信号进行传输。

2.根据权利要求1所述一种转速反馈的转镜结构，其特征在于，所述码盘单元的光栅盘上存在一个归零刻度。

3.根据权利要求1所述一种转速反馈的转镜结构，其特征在于，所述码盘单元使用的码盘材料是菲林片基或金属片基。

4.根据权利要求1所述一种转速反馈的转镜结构，其特征在于，所述转速检测单元是穿透式的光电编码器。

5.一种转速反馈的转镜系统，其特征在于，该转镜系统包含权利要求1～4所述的一种转速反馈的转镜结构，及电机系统，所述电机系统的转轴旋转中心轴与转镜结构的旋转中心轴重合。