CN207502719U - 一种激光扫描测距装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于目标探测识别、无线供电与信息传输领域，公开了一种激光扫描测距装置，其包括固定组件和安装有激光测量机芯的旋转组件，固定组件上连接有用于驱动旋转组件转动的驱动机构，固定组件包括设有第一信号接收模块的下电路板，旋转组件包括设有第一信号发射模块并与激光测量机芯电连接的上电路板，第一信号发射模块将上电路板上的数字信号转化为光信号并传输给第一信号接收模块，旋转组件包括有副高频电感，下电路板通过原高频电感为上电路板提供电力。本实用新型的激光测量装置能有效精简结构，缩少尺寸，减少产品重量，减少干扰与被干扰，降低成本，解决现有技术中激光测量装置结构复杂、产品尺寸大、重量大、易受干扰、成本高的技术问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及目标探测识别、无线供电与信息传输领域，尤其涉及一种激光测距装置。
背景技术
激光测距可通过三角测距或TOF的方式测量某一物体到观测点的距离，目前广泛应用于移动机器人、雷达等的导航及避障。以移动机器人为例，由于移动机器人在移动过程中需要对障碍物和周围环境进行感知以确定自身位置和规划移动路线，因此一般需要安装多个测距装置来达到效果。激光测距具有无接触、精度高、测距距离大及速度快的优点。现有的激光测距装置一般采用两种方式实现固定组件和旋转组件之间电力和信息的传递，一种是采用滑环实现固定组件和旋转组件之间电力和信息的传递，由于信息传递对滑环的接触要求比较高，因此要求滑环的加工精度和装配精度要高，否则会导致信息传递错误，工作不稳定，寿命不长。另一种方式是采用无线方式传输电力和信息，但是传统无线方式使用内、外电感或上、下平面电感方式在传输电力时效率低下，体积较大，易受到和产生电磁干扰，因此大大降低了电力的传输效率和数据传送的效率与正确性。
发明内容
本实用新型针对现有技术中的问题，提供了一种激光扫描测距装置。
本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足而提供一种激光测距装置，具有结构简单、尺寸小、重量轻、抗电磁干扰能力强和成本低的特点。
为了解决上述技术问题，本实用新型通过下述技术方案得以解决：
一种激光测距装置，包括固定组件和安装有激光测距机芯的旋转组件，固定组件上连接有用于驱动所述旋转组件转动的驱动机构，固定组件包括设有第一信号接收模块的下电路板，固定组件包括有原高频电感，旋转组件包括设有第一信号发射模块并与激光测距机芯电连接的上电路板，第一信号发射模块将上电路板上的数字信号转化为光信号并传输给第一信号接收模块，旋转组件包括有副高频电感，下电路板通过原高频电感、副高频电感为上电路板提供电力。
作为优选，下电路板上还设有第二信号发射模块，上电路板上还设有第二信号接收模块，第二信号发射模块将下电路板上的数字信号转化为光信号并传输给第二信号接收模块。
作为优选，原高频电感包括罐型磁芯、单用骨架、原线圈，罐型磁芯安装在固定组件上，单用骨架里绕有原线圈放在罐型磁芯里，原线圈通过单用骨架、罐型磁芯与下电路板连接；副高频电感包括罐型磁芯、单用骨架、副线圈，罐型磁芯安装在旋转组件上，单用骨架里绕有副线圈放在罐型磁芯里，副线圈通过单用骨架、罐型磁芯与上电路板连接。原高频电感与副高频电感保持较小的旋转端面间隙。
作为优选，下电路板包括测旋转角度的码盘传感器，旋转组件包括用于测试旋转角度的齿圈。
作为优选，原高频电感与副高频电感端面保持较小的旋转间隙。
作为优选，原高频电感的罐型磁芯、单用骨架、线圈的中心线与固定组件的旋转轴线重合，第一信号发射模块发射出的光信号和第二信号发射模块发射出的光信号穿过原高频电感的中心孔。
作为优选，副高频电感的罐型磁芯、单用骨架、线圈的中心线与旋转组件的旋转轴线重合，第一信号发射模块发射出的光信号和第二信号发射模块发射出的光信号穿过副高频电感的中心孔。
作为优选，原高频电感的罐型磁芯、单用骨架、线圈的中心线与旋转组件的旋转轴线重合，第一信号发射模块发射出的光信号穿过原高频电感、副高频电感的中心孔，第二信号发射模块与接收模块也可以在其他指定旋转重叠的位置，发射出的光信号可以选择在指定旋转角度、指定位置定点传送信号。
作为优选，固定组件的光耦与旋转组件的齿圈可以根据组合的需要可以互换为固定组件的齿圈与旋转组件的码盘传感器。
作为优选，驱动机构包括独立电机、皮带轮和皮带，独立电机的输出轴与皮带轮连接，旋转组件通过皮带连接在皮带轮上，独立电机为内置或外置。
作为优选，驱动机构包括内置的无刷电机模块的铁芯定子和磁铁转子，铁芯定子与固定组件相连接，磁铁转子与旋转组件连接，驱动机构内置的无刷电机模块的铁芯定子和磁铁转子可以根据内外组合的需要可以互换为固定组件的外铁芯定子与旋转组件的内铁芯转子。
本实用新型的有益效果：
1、本实用新型的激光测距装置包括固定组件和安装有激光测距机芯的旋转组件，固定组件上连接有用于驱动旋转组件转动的驱动机构，固定组件包括设有第一信号接收模块的下电路板，固定组件包括有原高频电感，原高频电感为罐型磁芯、单用骨架、原线圈构成，旋转组件包括设有第一信号发射模块并与激光测距机芯电连接的上电路板，第一信号发射模块将上电路板上的数字信号转化为光信号并传输给第一信号接收模块，旋转组件包括有副高频电感，副高频电感为罐型磁芯、单用骨架、副线圈构成，下电路板通过原高频电感、副高频电感为上电路板提供电力。本实用新型激光测距装置通过原高频电感、副高频电感实现下电路板为上电路板提供电力，通过第一信号发射模块和第一信号接收模块之间传输光信号实现激光测距机芯与下电路板之间的高速信息通信，相比现有的滑环传输，原高频电感、副高频电感供电是无接触的，装置无需滑环的高精度加工，成本低，无故障，无噪音，寿命不受限制；相比现有技术的无线传输，本实用新型一方面利用光信号传输信息具有较强的抗干扰能力，不易受到外界的干扰，传输的信息具有高可靠性和高传输效率，一方面利用罐型磁芯具有极其优良的磁屏蔽效果，单位空间的电感值高的特点，使用原高频电感、副高频电感供电，不仅可以实现对抗干扰能力强、外界的干扰小，而且可以实现供电装置的小型化、轻量化，通过原线圈、副线圈的参数和罐型磁芯上、下气隙合理的调整，还可以实现较高的电力传输效率。本实用新型的激光测量装置能有效精简结构，缩少尺寸，减少产品重量，减少干扰与被干扰，降低成本，解决了现有技术中激光测量装置结构复杂、产品尺寸大、重量大、易受干扰、成本高的技术问题。
2、下电路板上还设有第二信号发射模块，上电路板上还设有第二信号接收模块，第二信号发射模块将下电路板上的数字信号转化为光信号并传输给第二信号接收模块。如此设计，用户通过下电路板将控制命令传输给上电路板，从而控制激光测距机芯测距范围，实现双向传输信息，达到人机交互。
3、原高频电感由罐型磁芯、单用骨架、原线圈组成，罐型磁芯安装在旋转组件上，单用骨架里绕有原线圈放在罐型磁芯里，原线圈通过单用骨架、罐型磁芯与下电路板连接；副高频电感由罐型磁芯、单用骨架、副线圈组成，罐型磁芯安装在旋转组件上，单用骨架里绕有副线圈放在罐型磁芯里，副线圈通过单用骨架、罐型磁芯与上电路板连接。
4、下电路板包括测旋转角度的码盘传感器，旋转组件包括用于测试旋转角度的齿圈。
5、原高频电感与副高频电感端面保持较小的旋转间隙。
6、原高频电感的罐型磁芯、单用骨架、线圈的中心线与旋转组件的旋转轴线重合，第一信号发射模块发射出的光信号和第二信号发射模块发射出的光信号穿过原高频电感的中心孔。
7、副高频电感的罐型磁芯、单用骨架、线圈的中心线与旋转组件的旋转轴线重合，第一信号发射模块发射出的光信号和第二信号发射模块发射出的光信号穿过副高频电感的中心孔。
8、原高频电感的罐型磁芯、单用骨架、线圈的中心线与旋转组件的旋转轴线重合，第一信号发射模块发射出的光信号穿过原高频电感、副高频电感的中心孔，第二信号发射模块与接收模块也可以在其他指定旋转重叠的位置，发射出的光信号可以选择在指定旋转角度、指定位置定点传送信号。
9、固定组件的光耦与旋转组件的齿圈可以根据组合的需要可以互换为固定组件的齿圈与旋转组件的码盘传感器。本实例是齿圈合并到旋转组件的机芯下壳的结构中，码盘传感器合并到固定组件的下电路板中。
10、驱动机构包括电机、皮带轮和皮带，电机的输出轴与皮带轮连接，旋转组件通过皮带连接在皮带轮上。
11、驱动机构包括内置的无刷电机模块，内置的无刷电机模块的铁芯定子和磁铁转子，铁芯定子与固定组件相连接，磁铁转子与旋转组件连接。
12、驱动机构包括独立电机，电机的输出轴通过传动机构(齿轮或皮带)与旋转组件连接。
13、驱动机构包括内置的无刷电机模块，铁芯定子和磁铁转子可以根据内外组合的需要可以互换为固定组件的外铁芯定子与旋转组件的内铁芯转子。
附图说明
图1为本实用新型的俯视图。
图2为图1中的J-J向剖视图。
图3为本实用新型实施例一中码盘的俯视图。
图4为图3中的k-k向剖视图。
图5为上、下电路板的结构示意图1。
图6为上、下电路板的结构示意图2。
图7为本实用新型实施例二的主视图。
图8为本实用新型实施例二的一种外法兰安装方式的俯视图。
图9为图8中的F-F向剖视图。
附图中各数字标号所指代的部位名称如下：1—机芯、2—皮带轮、3—皮带、4—上电路板、5—下电路板、6—底座、7—副高频电感、8—原高频电感、9—光耦、10—电机、11—机芯下法兰、12—轴承、13—铁芯定子、14—磁铁转子。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步详细描述。
实施例1
一种激光扫描测距装置，包括固定组件和安装有激光测距机芯1的旋转组件，固定组件上连接有用于驱动所述旋转组件转动的驱动机构，固定组件包括设有第一信号接收模块的下电路板5，固定组件包括有原高频电感8，旋转组件包括设有第一信号发射模块并与激光测距机芯1电连接的上电路板4，第一信号发射模块将上电路板4上的数字信号转化为光信号并传输给第一信号接收模块，旋转组件包括有副高频电感7，下电路板5通过原高频电感8、副高频电感7为上电路板4提供电力。固定组件为底座6。
下电路板5上还设有第二信号发射模块，上电路板4上还设有第二信号接收模块，第二信号发射模块将下电路板5上的数字信号转化为光信号并传输给第二信号接收模块。
原高频电感8包括罐型磁芯、单用骨架、原线圈，罐型磁芯安装在旋转组件上，单用骨架里绕有原线圈放在罐型磁芯里，原线圈通过单用骨架、罐型磁芯与下电路板5连接；副高频电感7包括罐型磁芯、单用骨架、副线圈，罐型磁芯安装在旋转组件上，单用骨架里绕有副线圈放在罐型磁芯里，副线圈通过单用骨架、罐型磁芯与上电路板4连接。原高频电感8与副高频电感7保持较小的旋转端面间隙。
下电路板5包括测旋转角度的码盘传感器，旋转组件包括用于测试旋转角度的齿圈。
原高频电感8与副高频电感7端面保持较小的旋转间隙。
原高频电感8的罐型磁芯、单用骨架、线圈的中心线与旋转组件的旋转轴线重合，第一信号发射模块发射出的光信号和第二信号发射模块发射出的光信号穿过原高频电感8的中心孔。
副高频电感7的罐型磁芯、单用骨架、线圈的中心线与旋转组件的旋转轴线重合，第一信号发射模块发射出的光信号和第二信号发射模块发射出的光信号穿过副高频电感7的中心孔。
原高频电感8的罐型磁芯、单用骨架、线圈的中心线与旋转组件的旋转轴线重合，第一信号发射模块发射出的光信号穿过原高频电感8、副高频电感7的中心孔，第二信号发射模块与接收模块也可以在其他指定旋转重叠的位置，发射出的光信号可以选择在指定旋转角度、指定位置定点传送信号。
固定组件的光耦9与旋转组件的齿圈配合或固定组件的齿圈与旋转组件的码盘传感器配合。
驱动机构包括独立电机10、皮带轮2和皮带3，独立电机10的输出轴与皮带轮2连接，旋转组件通过皮带3连接在皮带轮2上，独立电机10为内置或外置。
实施例2
一种激光扫描测距装置，包括固定组件和安装有激光测距机芯1的旋转组件，固定组件上连接有用于驱动所述旋转组件转动的驱动机构，固定组件包括设有第一信号接收模块的下电路板5，固定组件包括有原高频电感8，旋转组件包括设有第一信号发射模块并与激光测距机芯1电连接的上电路板4，第一信号发射模块将上电路板4上的数字信号转化为光信号并传输给第一信号接收模块，旋转组件包括有副高频电感7，下电路板5通过原高频电感8、副高频电感7为上电路板4提供电力。固定组件为底座6。底座6内设有相互配合的铁芯定子13和磁铁转子14。
下电路板5上还设有第二信号发射模块，上电路板4上还设有第二信号接收模块，第二信号发射模块将下电路板5上的数字信号转化为光信号并传输给第二信号接收模块。
原高频电感8包括罐型磁芯、单用骨架、原线圈，罐型磁芯安装在旋转组件上，单用骨架里绕有原线圈放在罐型磁芯里，原线圈通过单用骨架、罐型磁芯与下电路板5连接；副高频电感7包括罐型磁芯、单用骨架、副线圈，罐型磁芯安装在旋转组件上，单用骨架里绕有副线圈放在罐型磁芯里，副线圈通过单用骨架、罐型磁芯与上电路板4连接。原高频电感8与副高频电感7保持较小的旋转端面间隙。
下电路板5包括测旋转角度的码盘传感器，旋转组件包括用于测试旋转角度的齿圈。
原高频电感8与副高频电感7端面保持较小的旋转间隙。
原高频电感8的罐型磁芯、单用骨架、线圈的中心线与旋转组件的旋转轴线重合，第一信号发射模块发射出的光信号和第二信号发射模块发射出的光信号穿过原高频电感8的中心孔。
副高频电感7的罐型磁芯、单用骨架、线圈的中心线与旋转组件的旋转轴线重合，第一信号发射模块发射出的光信号和第二信号发射模块发射出的光信号穿过副高频电感7的中心孔。
原高频电感8的罐型磁芯、单用骨架、线圈的中心线与旋转组件的旋转轴线重合，第一信号发射模块发射出的光信号穿过原高频电感8、副高频电感7的中心孔，第二信号发射模块与接收模块也可以在其他指定旋转重叠的位置，发射出的光信号可以选择在指定旋转角度、指定位置定点传送信号。
固定组件的光耦9与旋转组件的齿圈配合或固定组件的齿圈与旋转组件的码盘传感器配合。
驱动机构包括内置的无刷电机模块的铁芯定子13和磁铁转子14，铁芯定子13与固定组件相连接，磁铁转子14与旋转组件连接。驱动机构内置的无刷电机模块的铁芯定子13和磁铁转子14可以根据内外组合的需要可以互换为固定组件的外铁芯定子与旋转组件的内铁芯转子。
总之，以上仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本实用新型专利的涵盖范围。
Claims (10)
1.一种激光扫描测距装置，包括固定组件和安装有激光测距机芯(1)的旋转组件，固定组件上连接有用于驱动所述旋转组件转动的驱动机构，固定组件包括底座(6)，其特征在于：固定组件还包括设有第一信号接收模块的下电路板(5)，固定组件包括有原高频电感(8)，旋转组件包括设有第一信号发射模块并与激光测距机芯(1)电连接的上电路板(4)，第一信号发射模块将上电路板(4)上的数字信号转化为光信号并传输给第一信号接收模块，旋转组件包括有副高频电感(7)，下电路板(5)通过原高频电感(8)、副高频电感(7)为上电路板(4)提供电力。
2.根据权利要求1所述的一种激光扫描测距装置，其特征在于:下电路板(5)上还设有第二信号发射模块，上电路板(4)上还设有第二信号接收模块，第二信号发射模块将下电路板(5)上的数字信号转化为光信号并传输给第二信号接收模块。
3.根据权利要求2所述的一种激光扫描测距装置，其特征在于:原高频电感(8)包括罐型磁芯、单用骨架、原线圈，罐型磁芯安装在旋转组件上，单用骨架里绕有原线圈放在罐型磁芯里，原线圈通过单用骨架、罐型磁芯与下电路板(5)连接；副高频电感(7)包括罐型磁芯、单用骨架、副线圈，罐型磁芯安装在旋转组件上，单用骨架里绕有副线圈放在罐型磁芯里，副线圈通过单用骨架、罐型磁芯与上电路板(4)连接。
4.根据权利要求3所述的一种激光扫描测距装置，其特征在于:下电路板(5)包括测旋转角度的码盘传感器，旋转组件包括用于测试旋转角度的齿圈。
5.根据权利要求3所述的一种激光扫描测距装置，其特征在于:原高频电与副高频电感(7)端面保持较小的旋转间隙。
6.根据权利要求4所述的一种激光扫描测距装置，其特征在于:原高频电感(8)的罐型磁芯、单用骨架、线圈的中心线与旋转组件的旋转轴线重合，第一信号发射模块发射出的光信号和第二信号发射模块发射出的光信号穿过原高频电感(8)的中心孔；副高频电感(7)的罐型磁芯、单用骨架、线圈的中心线与旋转组件的旋转轴线重合，第一信号发射模块发射出的光信号和第二信号发射模块发射出的光信号穿过副高频电感(7)的中心孔。
7.根据权利要求6所述的一种激光扫描测距装置，其特征在于:原高频电感(8)的罐型磁芯、单用骨架、线圈的中心线与旋转组件的旋转轴线重合，第一信号发射模块发射出的光信号穿过原高频电感(8)、副高频电感(7)的中心孔，第二信号发射模块发射出的光信号可在指定旋转角度、指定位置定点传送信号。
8.根据权利要求6或7所述的一种激光扫描测距装置，其特征在于:固定组件的光耦(9)与旋转组件的齿圈配合或固定组件的齿圈与旋转组件的码盘传感器配合。
9.根据权利要求1-7任意一项所述的一种激光扫描测距装置，其特征在于:驱动机构包括独立电机(10)、皮带轮(2)和皮带(3)，独立电机(10)的输出轴与皮带轮(2)连接，旋转组件通过皮带(3)连接在皮带轮(2)上，独立电机(10)为内置或外置。
10.根据权利要求1-7任意一项所述的一种激光扫描测距装置，其特征在于:驱动机构包括内置的无刷电机模块的铁芯定子(13)和磁铁转子(14)，铁芯定子(13)与固定组件相连接，磁铁转子(14)与旋转组件连接。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Assignee: Jinhua Xinlong Packaging Materials Factory Assignor: JINHUA LANHAI PHOTOELECTRICITY TECHNOLOGY CO.,LTD. Contract record no.: X2024980007766 Denomination of utility model: A laser scanning ranging device Granted publication date: 20180615 License type: Common License Record date: 20240621 |
|
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |