CN211698197U - 一种激光扫描测距装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及扫地机器人激光扫描技术领域，提供一种激光扫描测距装置，包括：底座、旋转模块、无刷电机和传输线圈；旋转模块转动设于底座上，无刷电机的定子设于底座上，无刷电机的转子设于旋转模块上，传输线圈设于无刷电机的外侧并与无刷电机同轴设置。通过采用将传输线圈设置在无刷电机的外侧，这样降低了无刷电机的体积，从而降低了无刷电机的制作成本，同时传输线圈相对较大，能增加传输能量。

Description

一种激光扫描测距装置

技术领域

本实用新型涉及扫地机器人激光扫描技术领域，尤其是涉及一种激光扫描测距装置。

背景技术

扫地机器人在工作过程中，其光电传感装置需要进行360°旋转，以实现对各个方位障碍物距离的采集，其中光电传感装置必然需要相对于其供电模块做旋转运动。现有的光电传感装置在传送信号和传递电能多半是采用滑环并通过皮带或齿轮啮合的方式实现传动，上述方式存在结构体积较大，寿命较短、噪音大的缺点。而激光扫描测距装置是一种小型的激光雷达产品，上述方式对于其来说具有高负载、驱动复杂等缺点，这无疑增加了激光雷达的工艺复杂性和制作成本。

为了解决上述问题，目前也有使用无线传输的供电模块来实现数据信号和电能的传输，其中供电模块是通过将线圈设置在电机内部来实现信号数据和电能的交互，由于线圈的大小直接影响到传输能量大小，且将线圈设置在电机内部势必会增加电机的体积，从而增加其制造成本。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种激光扫描测距装置，旨在解决现有技术中电机体积大的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种激光扫描测距装置，包括：底座、旋转模块、无刷电机和传输线圈；所述旋转模块转动设于所述底座上，所述无刷电机的定子设于所述底座上，所述无刷电机的转子设于所述旋转模块上，所述传输线圈设于所述无刷电机的外侧并与所述无刷电机同轴设置，所述传输线圈包括发射线圈和接收线圈。

在一个实施例中，所述旋转模块包括：旋转架和设于所述旋转架上的激光测距模块，所述旋转架呈筒状，所述无刷电机设于所述旋转架的内侧，所述旋转架的外侧壁上设有内凹环槽，所述接收线圈设于所述内凹环槽内。

在一个实施例中，所述旋转架的中心设有转轴，所述转轴通过轴承转动设于所述底座上。

在一个实施例中，所述轴承的数量为两个，所述转轴的两端分别设有垫片，两所述轴承设于两所述垫片之间，所述轴承远离所述旋转架的一端设有卡槽，所述卡槽处设有用于防止所述垫片脱落的卡簧。

在一个实施例中，所述转轴为空心金属轴，所述旋转架为塑胶架。

在一个实施例中，所述激光扫描测距装置还包括无线数传模块和驱动电源模块，所述驱动电源模块设于所述底座上并与所述激光测距模块呈上下设置，所述无线数传模块包括：信号发射光电管和信号接收光电管，所述信号发射光电管设于所述激光测距模块上，所述信号接收光电管设于所述驱动电源模块上。

在一个实施例中，所述激光测距模块包括：激光发射组件、激光接收组件和信号处理电路板，所述信号发射光电管设于所述信号处理电路板的中间，所述信号接收光电管设于所述驱动电源模块的中间，所述信号发射光电管和所述信号接收光电管位于所述转轴的轴线上。

在一个实施例中，所述激光扫描测距装置还包括编码盘模块，所述编码盘模块包括：发射元器件、接收元器件和反射件，所述发射元器件和所述接收元器件一体设于所述信号处理电路板上并位于所述反射件的同一侧，所述反射件设于所述底座内并用于将所述发射元器件发出的光反射给所述接收元器件。

在一个实施例中，所述反射件呈筒状，所述旋转架与所述反射件呈内外同轴设置，所述反射件的外侧壁设有凹环，所述发射线圈设于所述凹环内，所述反射件靠近所述信号处理电路板的一侧设有呈规律变化的反射区以及用于标定位置的定位区。

在一个实施例中，所述发射线圈与所述接收线圈呈内外嵌套设置且所述发射线圈位于所述接收线圈的外侧。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供的一种激光扫描测距装置，通过将传输线圈设置在无刷电机的外侧，这样降低了无刷电机的体积，从而降低了无刷电机的制作成本，同时传输线圈相对较大，能增加传输能量。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的激光扫描测距装置的结构剖视示意图；

图2为本实用新型实施例提供的激光扫描测距装置的爆炸结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的激光扫描测距装置的底座的斜俯视结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的激光扫描测距装置的转轴结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的激光扫描测距装置的编码盘组件结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的激光扫描测距装置的反射件结构示意图。

附图标记：1、外罩；2、底座；21、分隔板；22、空心柱；3、旋转架；31、转轴；311、垫片；312、轴承；313、卡槽；314、卡簧；32、内凹环槽；4、无刷电机；41、转子；42、定子；5、驱动电源模块；6、传输线圈；61、发射线圈；62、接收线圈；7、激光测距模块；71、激光发射组件；72、激光接收组件；73、信号处理电路板；8、无线数传模块；81、信号发射光电管；82、信号接收光电管；9、编码盘模块；91、发射元器件；92、接收元器件；93、反射件；931、凹环；932、反射区；9321、凸齿；9322、凹齿；933、定位区；10、紧固件。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参考图1和图2所示，现对本实用新型实施例提供的一种激光扫描测距装置进行说明。该激光扫描测距装置，包括：底座2、旋转架3、无刷电机4、驱动电源模块5和传输线圈6。其中，旋转架3转动设于底座2上，无刷电机4的定子42设于底座2上，无刷电机4的转子41设于旋转架3上，驱动电源模块5设于底座2上，传输线圈6设于无刷电机4的外侧并与无刷电机4同轴设置。传输线圈6包括发射线圈61和接收线圈62，发射线圈61与驱动电源模块5电连接，发射线圈61与接收线圈62呈内外嵌套设置且发射线圈61位于接收线圈62的外侧。在另一个实施例中，发射线圈61与接收线圈62呈上下设置，发射线圈61位于底座2、或编码盘模块9、或定子42上，接收线圈62位于旋转架3上。

其中，驱动电源模块5的电能通过传输线圈6传递给无刷电机4，从而使无刷电机4驱动旋转架3进行转动，该结构驱动方式简单、制作简单，并且通过将传输线圈6设置在无刷电机4的外侧，这样可以相对减少无刷电机4的体积，从而降低无刷电机4的制作成本，并由于传输线圈6相对无刷电机4较大，这样可以传递更多的能量。

如图1所示，在本实施例中，旋转架3呈筒状结构，无刷电机4设于旋转架3的内部，旋转架3的外侧壁上设有内凹环槽32，接收线圈62设于内凹环槽32内。旋转架3在旋转的同时，能将无刷电机4与其他零件隔离，对无刷电机4起保护作用，内凹环槽32用于方便接收线圈62的安装，有效避免其他零件对接收线圈62的干扰。

如图1所示，在本实施例中，旋转架3的中心设有转轴31，转轴31通过两个轴承312转动设于底座2上。具体地，如图1、图3和图4所示，在底座2的中部设有分隔板21，分隔板21用于将底座2的内腔分为上腔和下腔，驱动电源模块5通过紧固件10如螺丝设于底座2的下腔中，在分隔板21的中间设有朝上腔凸起的空心柱22，空心柱22具有定位作用，空心柱22与分隔板21一体成型，空心柱22具有通孔，两个轴承312的内环套设在转轴31上，两个轴承312的外环安装在空心柱22内，从而实现转轴31与底座2的转动连接，转轴31与空心柱22同轴设置，转轴31通过两个转轴31转动设置，这样使转轴31受力均匀，防止转轴31晃动和老化，保证旋转架3旋转的稳定性。

如图1所示，在本实施例中，定子42和转子41均为永久磁铁，转子41相对定子41在旋转过程中带动旋转架3进行同步旋转，定子42套设在空心柱22的外侧，转子41固定在旋转架3的内侧，定子42与转轴31同轴线设置，定子42与空心柱22、接收线圈62同轴线设置。

如图1和图4所示，在本实施例中，转轴31的两端分别设有垫片311，两轴承312设于两垫片311之间，两垫片311用于使转轴31与轴承312的内环同步转动。其中，转轴31远离旋转架3的一端设有卡槽313，卡槽313处设有用于防止垫片311脱落的卡簧314，安装时，逐渐将垫片311、两个轴承312、垫片311依次套在转轴31上，然后将卡簧314卡入至卡槽313中完成轴承312的安装，这样设置的目的是方便轴承312的安装与拆卸。

如图1所示，在本实施例中，转轴31为空心金属轴如空心钢管，旋转架3为塑胶架，转轴31与旋转架3通过啤套或包胶工艺成为一体结构。这样既保证了转轴31的结构强度，又能使旋转架3能安装下文中的激光测距模块7，并使得转轴31与旋转架3连接牢固，达到旋转架3与转轴31始终同步转动的目的。

如图1所示，在本实施例中，激光扫描测距装置还包括，激光测距模块7和无线数传模块8，激光测距模块7通过紧固件10如螺丝设于旋转架3上，激光测距模块7随旋转架3的旋转而旋转，激光测距模块7和旋转架3组成旋转模块，从而实现激光扫描测距装置进行360°的扫描测距。

其中，无线数传模块8包括：信号发射光电管81和信号接收光电管82，信号发射光电管81设于激光测距模块7上，信号接收光电管82设于驱动电源模块5上，信号发射光电管81用于将激光测距模块7收集到的信息传递给信号接收光电管82，然后经驱动电源模块5上的相关电路进行处理。

如图1和图2所示，在本实施例中，激光测距模块7包括：激光发射组件71、激光接收组件72和信号处理电路板73，激光发射组件71和激光接收组件72用于收集信息，信号处理电路板73根据收集到的信号进行相关处理，信号处理电路板73设于旋转架3的顶部并与旋转架3同步旋转。具体地，在本实施例中，信号处理电路板73和驱动电源模块5呈上下设置，信号发射光电管81设于信号处理电路板73的中间并与信号处理电路板73电连接，信号接收光电管82设于驱动电源模块5的中间并与驱动电源模块5电连接，信号发射光电管81和信号接收光电管82位于转轴31的轴线上。

由上文记载可知，转轴31为空心金属轴，转轴31内的通道用于信号发射光电管81与信号接收光电管82之间进行信息传输，同时转轴31因采用金属材料制成，还具有屏蔽作用，因此能增加信号发射光电管81与信号接收光电管82之间进行信息传输的抗干扰能力。

如图1、图5和图6所示，在本实施例中，激光扫描测距装置还包括编码盘模块9，编码盘模块9用于检测旋转架3的旋转角度和转速，以便确定激光扫描测距装置进行信息收集的范围。具体地，编码盘模块9包括：发射元器件91、接收元器件92和反射件93，其中，发射元器件91和接收元器件92一体设于信号处理电路板73上并位于反射件93的同一侧，反射件93通过卡扣可拆卸式设于底座2内并用于将发射元器件91发出的光反射给接收元器件92。发射元器件91和接收元器件92一体设计并位于反射件93的同一侧，这样能简化编码盘模块9结构，以减少其体积大小。发射件93采用塑胶材料制成，便于批量生产。

如图1和图4所示，在本实施例中，反射件93呈筒状，旋转架3与反射件93呈内外同轴设置，方便安装；反射件93的外侧壁设有凹环931，发射线圈61设于凹环931内，凹环931用于对发射线圈61起保护作用，在本实施例中，发射线圈61和接收线圈62的最大面积相对应设置，这样能保证能量传输量，同时发射线圈61和接收线圈62之间通过发射件相隔，能有效防止两者之间进行接触。

具体地，在反射件93靠近信号处理电路板73的一侧设有呈规律变化的反射区932以及用于标定位置的定位区933。定位区933用于作参考点，方便位置计算；反射区932呈规律变化，用于方便计算旋转架3的具体转速，以及激光测距模块7的光线接收点或发射点与定位区933之间的角度，从而方便确定其具体位置。

在本实施例中，反射区932为反射件93一端表面呈规律变化的锯齿状，定位区933为定位齿，定位齿的宽度小于或大于反射区932的锯齿状。其中，锯齿状可以为矩形锯齿状、三角形锯齿状、圆弧形锯齿状或梯形锯齿状。具体地，锯齿状由凹齿9322和凸齿9321组成，其中，凸齿9321为平面或斜面；凹齿9322为斜面、平面、弧面或棱面。或者反射区932通过间隔设置的黑面与白面，光滑面与粗糙面或者其他反射率不同的反射码组成。

如图1所示，在本实施例中，激光扫描测距装置还包括可供激光穿透的外罩1，外罩1通过紧固件10如螺丝设于底座2上并用于罩住激光测距模块7，外罩1可以透光，便于激光扫描测距装置进行信息收集，外罩1用于对底座2内的激光测距模块7等零件进行保护。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种激光扫描测距装置，其特征在于，包括：底座、旋转模块、无刷电机和传输线圈；所述旋转模块转动设于所述底座上，所述无刷电机的定子设于所述底座上，所述无刷电机的转子设于所述旋转模块上，所述传输线圈设于所述无刷电机的外侧并与所述无刷电机同轴设置，所述传输线圈包括发射线圈和接收线圈。

2.根据权利要求1所述的激光扫描测距装置，其特征在于，所述旋转模块包括：转动设于所述底座上的旋转架和设于所述旋转架上的激光测距模块，所述旋转架呈筒状，所述无刷电机设于所述旋转架的内侧，所述旋转架的外侧壁上设有内凹环槽，所述接收线圈设于所述内凹环槽内。

3.根据权利要求2所述的激光扫描测距装置，其特征在于，所述旋转架的中心设有转轴，所述转轴通过轴承转动设于所述底座上。

4.根据权利要求3所述的激光扫描测距装置，其特征在于，所述轴承的数量为两个，所述转轴的两端分别设有垫片，两所述轴承设于两所述垫片之间，所述轴承远离所述旋转架的一端设有卡槽，所述卡槽处设有用于防止所述垫片脱落的卡簧。

5.根据权利要求3所述的激光扫描测距装置，其特征在于，所述转轴为空心金属轴，所述旋转架为塑胶架。

6.根据权利要求3所述的激光扫描测距装置，其特征在于，所述激光扫描测距装置还包括无线数传模块和驱动电源模块，所述驱动电源模块设于所述底座上并与所述激光测距模块呈上下设置，所述无线数传模块包括：信号发射光电管和信号接收光电管，所述信号发射光电管设于所述激光测距模块上，所述信号接收光电管设于所述驱动电源模块上。

7.根据权利要求6所述的激光扫描测距装置，其特征在于，所述激光测距模块包括：激光发射组件、激光接收组件和信号处理电路板，所述信号发射光电管设于所述信号处理电路板的中间，所述信号接收光电管设于所述驱动电源模块的中间，所述信号发射光电管和所述信号接收光电管位于所述转轴的轴线上。

8.根据权利要求7所述的激光扫描测距装置，其特征在于，所述激光扫描测距装置还包括编码盘模块，所述编码盘模块包括：发射元器件、接收元器件和反射件，所述发射元器件和所述接收元器件一体设于所述信号处理电路板上并位于所述反射件的同一侧，所述反射件设于所述底座内并用于将所述发射元器件发出的光反射给所述接收元器件。

9.根据权利要求8所述的激光扫描测距装置，其特征在于，所述反射件呈筒状，所述旋转架与所述反射件呈内外同轴设置，所述反射件的外侧壁设有凹环，所述发射线圈设于所述凹环内，所述反射件靠近所述信号处理电路板的一侧设有呈规律变化的反射区以及用于标定位置的定位区。

10.根据权利要求1所述的激光扫描测距装置，其特征在于，所述发射线圈与所述接收线圈呈内外嵌套设置且所述发射线圈位于所述接收线圈的外侧。

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