CN213715463U - 一种低成本的红外测距装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种低成本的红外测距装置，包括测距壳，所述测距壳的顶部加工与测距壳内部相连通的开口，测距壳的内部固定电路板，测距壳的侧壁上分别加工上孔和下孔。本低成本的红外测距装置，当红外发射管经过调制后红外线信号，遇到障碍物反射到红外接收管，调制的信号越接近38KHZ，检测是否有障碍物；若有障碍物，逐步提高调制频率，直到检测不到障碍物；根据最后障碍物消失时的调制频率，计算障碍物的相对距离，红外二极管及一体化接收头均成本低廉，均是常用的简单元器件，通过变化输出红外线的调制信号频率，间接测量障碍物的距离，具有陈本低廉，体积小巧，方便实现等优点。

Description

一种低成本的红外测距装置

技术领域

本实用新型涉及测距技术领域，具体为一种低成本的红外测距装置。

背景技术

随着科学技术的不断发展，在测距领域也先后出现了激光测距、微波雷达测距、超声波测距及红外线测距等方式超声波测距：主动发射超声波，接受经过障碍物发射回来的超声波，通过时间差计算障碍物距离，优点是计算准确，缺点是体积大；红外漫反射测距：发射红外光，使用传感器检测反射回来的光强度，判断障碍物距离，优点是陈本低，缺点是自然光存在很多红外线，容易被干扰；红外飞行测距：计算红外线经过反射的来回时间，得出障碍物距离，优点是精度高；缺点是传感器价格贵。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种低成本的红外测距装置，具有红外二极管及一体化接收头均成本低廉，均是常用的简单元器件，通过变化输出红外线的调制信号频率，间接测量障碍物的距离，具有陈本低廉，体积小巧，方便实现等优点的优点，解决了现有技术中的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种低成本的红外测距装置，包括测距壳，所述测距壳的顶部加工与测距壳内部相连通的开口，测距壳的内部固定电路板，测距壳的侧壁上分别加工上孔和下孔；

所述开口的边沿处的测距壳与连接盖板连接，盖板覆盖开口，并在盖板位于测距壳内部的外壁上固定电池。

优选的，所述上孔和下孔内分别嵌入红外发射管和红外接收管，上孔和下孔内还嵌入位于红外发射管和红外接收管前端的膜片。

优选的，所述电池与电路板通过导线电性连接，电路板上分别锡焊有红外发射电路、脉冲调制电路、红外接收电路和滤波电路，脉冲调制电路的输出端与红外发射电路连接，红外接收电路的输出端和滤波电路连接。

优选的，所述红外发射电路中红外发射管的正极接电阻R1和电容C1并联接口，红外发射管的负极接三极管Q1集电极，三极管Q1的基极接电阻R1另一端和二极管D1的负极，三极管Q1的发射极串联电阻R2与二极管D1并联接在三极管Q2的集电极上，三极管Q2的基极和发射极并联电阻R4，三极管Q2的基极还串联电阻R3接脉冲调制电路。

优选的，所述脉冲调制电路中三极管Q4的集电极串联电阻R4接三极管Q5 的基极和发光二极管D3负极的并联接口，三极管Q4的基极接电阻R5，三极管 Q5的发射极接电阻R6和发光二极管D3的正极并联接在电阻R3的另一端上，三极管Q5的集电极串联发光二极管D4，发光二极管D4与三极管Q4的集电极共接地。

优选的，所述红外接收电路中LF358放大芯片U1的端角1和端角2并联电阻R6，LF358放大芯片U1的端角1还并联滤波电路的电感L1和接地的电阻R5，滤波电路中电感L1的并联电容C1，LF358放大芯片U1的端角3接电阻R8、滑动变阻RW和LF358放大芯片U2端角1的并联接口，LF358放大芯片U2的端角 3接电阻R9、电阻R10和红外接收管131正极的并联接口，LF358放大芯片U2 的端角2和滑动变阻RW另一端并联接在电阻R11的一端，电阻R8、电阻R9、电阻R10和电阻R11的另一端接地。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

本低成本的红外测距装置，当红外发射管经过调制后红外线信号，遇到障碍物反射到红外接收管，调制的信号越接近38KHZ，能被探测的距离越远，可以看出38KZ-45KHZ频率段，接收头灵敏度接近线性下降，利用这个特性可以判断障碍物远近，调制38KHZ，检测是否有障碍物；若有障碍物，逐步提高调制频率，直到检测不到障碍物；根据最后障碍物消失时的调制频率，计算障碍物的相对距离，红外二极管及一体化接收头均成本低廉，均是常用的简单元器件，通过变化输出红外线的调制信号频率，间接测量障碍物的距离，具有陈本低廉，体积小巧，方便实现等优点。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构图；

图2为本实用新型的整体分解图；

图3为本实用新型的红外发射电路和脉冲调制电路原理图；

图4为本实用新型的红外接收电路和滤波电路原理图。

图中：1、测距壳；11、开口；12、上孔；121、红外发射管；13、下孔； 131、红外接收管；2、盖板；21、电池；3、电路板；31、红外发射电路；32、脉冲调制电路；33、红外接收电路；34、滤波电路；4、膜片。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-2，一种低成本的红外测距装置，包括测距壳1，测距壳1的顶部加工与测距壳1内部相连通的开口11，测距壳1的内部固定电路板3，电路板3是通过螺栓进行固定的，测距壳1的侧壁上分别加工上孔12和下孔13，上孔12和下孔13两者可以是左右并排，也可以是上下并排；开口11的边沿处的测距壳1与连接盖板2连接，盖板2覆盖开口11，盖板2将开口11密封，同时也方便完成安装和拆卸，并在盖板2位于测距壳1内部的外壁上固定电池21，电池21通过螺栓固定，上孔12和下孔13内分别嵌入红外发射管121和红外接收管131，上孔12和下孔13内还嵌入位于红外发射管121和红外接收管131前端的膜片4，膜片4保护红外发射管121和红外接收管131，避免直接裸露在外端，造成损坏，电池21与电路板3通过导线电性连接，电池21为电路板3供电，电路板3上分别锡焊有红外发射电路31、脉冲调制电路32、红外接收电路 33和滤波电路34，脉冲调制电路32的输出端与红外发射电路31连接，红外接收电路33的输出端和滤波电路34连接。

请参阅图3，红外发射电路31中红外发射管121的正极接电阻R1和电容 C1并联接口，红外发射管121的负极接三极管Q1集电极，三极管Q1的基极接电阻R1另一端和二极管D1的负极，三极管Q1的发射极串联电阻R2与二极管 D1并联接在三极管Q2的集电极上，三极管Q2的基极和发射极并联电阻R4，三极管Q2的基极还串联电阻R3接脉冲调制电路32，脉冲调制电路32中三极管 Q4的集电极串联电阻R4接三极管Q5的基极和发光二极管D3负极的并联接口，三极管Q4的基极接电阻R5，三极管Q5的发射极接电阻R6和发光二极管D3的正极并联接在电阻R3的另一端上，三极管Q5的集电极串联发光二极管D4，发光二极管D4与三极管Q4的集电极共接地，脉冲调制电路32中三极管Q4和三极管Q5在不同的脉冲幅度下，触发器上升沿和下降沿，在上升沿和下降沿的范围内，脉冲幅度控制在一定的水平，而不论红外发射管121和红外接收管131 距离远近，红外发射管121与三极管Q1与基极和发射极相接，同时二极管D1 起温度补偿作用，在脉冲调制电路32发出信号时，控制电路的三极管Q1导通，同时整个电路导通，红外发射管121发射出红外光。

请参阅图4，红外接收电路33中LF358放大芯片U1的端角1和端角2并联电阻R6，LF358放大芯片U1的端角1还并联滤波电路34的电感L1和接地的电阻R5，滤波电路34中电感L1的并联电容C1，LF358放大芯片U1的端角3接电阻R8、滑动变阻RW和LF358放大芯片U2端角1的并联接口，LF358放大芯片 U2的端角3接电阻R9、电阻R10和红外接收管131正极的并联接口，LF358放大芯片U2的端角2和滑动变阻RW另一端并联接在电阻R11的一端，电阻R8、电阻R9、电阻R10和电阻R11的另一端接地。

由于红外发射管121发射出红外光发出散射的红光，红光在接触到物体后反射，在反射的过程中又有一部分红光被吸收，导致反射能够被红外接收管131 接收的红光是很微弱的，利用LF358放大芯片U1和LF358放大芯片U2组成的反馈放大电路，可以将接收到的红外信号进行两级放大，放大到指定的需求，以满足放大倍数和其他性能方面的要求，红外接收管131在接收到红外发射管 121发射的红光后，电流经由LM358两级放大后同时被滤波电路34过滤掉杂乱的负载波，只获取30khz到60khz的负载波，一体化接收头对38KHZ调制的信号最灵敏，红外接收管131为一体化接收头在检测到信号后只能给出0/1输出是否有接收到红外线信号，当红外发射管121经过调制后红外线信号，遇到障碍物反射到红外接收管131，调制的信号越接近38KHZ，能被探测的距离越远，可以看出38KZ-45KHZ频率段，接收头灵敏度接近线性下降，利用这个特性可以判断障碍物远近，调制38KHZ，检测是否有障碍物；若有障碍物，逐步提高调制频率，直到检测不到障碍物；根据最后障碍物消失时的调制频率，计算障碍物的相对距离，红外二极管及一体化接收头均成本低廉，均是常用的简单元器件，通过变化输出红外线的调制信号频率，间接测量障碍物的距离，具有陈本低廉，体积小巧，方便实现等优点。

综上所述：本低成本的红外测距装置，当红外发射管121经过调制后红外线信号，遇到障碍物反射到红外接收管131，调制的信号越接近38KHZ，能被探测的距离越远，可以看出38KZ-45KHZ频率段，接收头灵敏度接近线性下降，利用这个特性可以判断障碍物远近，调制38KHZ，检测是否有障碍物；若有障碍物，逐步提高调制频率，直到检测不到障碍物；根据最后障碍物消失时的调制频率，计算障碍物的相对距离，红外二极管及一体化接收头均成本低廉，均是常用的简单元器件，通过变化输出红外线的调制信号频率，间接测量障碍物的距离，具有陈本低廉，体积小巧，方便实现等优点。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种低成本的红外测距装置，包括测距壳(1)，其特征在于：所述测距壳(1)的顶部加工与测距壳(1)内部相连通的开口(11)，测距壳(1)的内部固定电路板(3)，测距壳(1)的侧壁上分别加工上孔(12)和下孔(13)；

所述开口(11)的边沿处的测距壳(1)与连接盖板(2)连接，盖板(2)覆盖开口(11)，并在盖板(2)位于测距壳(1)内部的外壁上固定电池(21)。

2.根据权利要求1所述的一种低成本的红外测距装置，其特征在于，所述上孔(12)和下孔(13)内分别嵌入红外发射管(121)和红外接收管(131)，上孔(12)和下孔(13)内还嵌入位于红外发射管(121)和红外接收管(131)前端的膜片(4)。

3.根据权利要求1所述的一种低成本的红外测距装置，其特征在于，所述电池(21)与电路板(3)通过导线电性连接，电路板(3)上分别锡焊有红外发射电路(31)、脉冲调制电路(32)、红外接收电路(33)和滤波电路(34)，脉冲调制电路(32)的输出端与红外发射电路(31)连接，红外接收电路(33)的输出端和滤波电路(34)连接。

4.根据权利要求3所述的一种低成本的红外测距装置，其特征在于，所述红外发射电路(31)中红外发射管(121)的正极接电阻R1和电容C1并联接口，红外发射管(121)的负极接三极管Q1集电极，三极管Q1的基极接电阻R1另一端和二极管D1的负极，三极管Q1的发射极串联电阻R2与二极管D1并联接在三极管Q2的集电极上，三极管Q2的基极和发射极并联电阻R4，三极管Q2的基极还串联电阻R3接脉冲调制电路(32)。

5.根据权利要求3所述的一种低成本的红外测距装置，其特征在于，所述脉冲调制电路(32)中三极管Q4的集电极串联电阻R7接三极管Q5的基极和发光二极管D3负极的并联接口，三极管Q4的基极接电阻R5，三极管Q5的发射极接电阻R6和发光二极管D3的正极并联接在电阻R3的另一端上，三极管Q5的集电极串联发光二极管D4，发光二极管D4与三极管Q4的集电极共接地。

6.根据权利要求3所述的一种低成本的红外测距装置，其特征在于，所述红外接收电路(33)中LF358放大芯片U1的端角1和端角2并联电阻R6，LF358放大芯片U1的端角1还并联滤波电路(34)的电感L1和接地的电阻R5，滤波电路(34)中电感L1的并联电容C1，LF358放大芯片U1的端角3接电阻R8、滑动变阻RW和LF358放大芯片U2端角1的并联接口，LF358放大芯片U2的端角3接电阻R9、电阻R10和红外接收管(131)正极的并联接口，LF358放大芯片U2的端角2和滑动变阻RW另一端并联接在电阻R11的一端，电阻R8、电阻R9、电阻R10和电阻R11的另一端接地。

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