CN213957622U - 红外传感器模组及自移动设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种红外传感器模组及自移动设备。该红外传感器模组包括：红外发射管、与所述红外发射管间隔设置的红外接收管及发射管导光柱。上述红外发射管包括发射部、上述发射管导光柱包括第一端；第一端具有第一沉孔，发射部容纳在该第一沉孔中。本实用新型的红外传感器模组通过将发射管的发射部设置在导光柱一端的沉孔中，利用导光柱的功能特性将红外光以最小的损耗从发射部发射出去，从而避免了其在支架或壳体内壁上的内壁上发生杂乱的漫反射，使得能量损耗降低，进而提高使用了该红外传感器模组的自移动设备的测距准确性。

Description

红外传感器模组及自移动设备

技术领域

本实用新型涉及红外测距领域，特别是涉及一种红外传感器模组及自移动设备。

背景技术

随着科学技术的快速发展，各种具备自行走功能的智能设备不断地涌入人们的生活。为了防跌落、防碰撞，通常会在设备的底部及侧壁的凹槽安装位中设置红外测距传感器。红外测距的原理是，发射管发射的红外光在照射到环境物体后形成反射被接收管接收，处理器利用发送和接收红外光的时间差来计算出设备与物体的距离。

但是，如图1所示，现有测距传感器10的红外发射管11发射的红外光会在安装架12或者设备壳体的内壁上发生不必要的漫反射，使得红外光能量发生额外损耗，影响红外接收管13的接收，进而影响测距的准确性。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能量损耗较小的红外传感器模组。此外，还提供一种包括该红外传感器模组的自移动设备。

本实用新型的红外传感器模组，包括：

红外发射管，包括发射部；

与所述红外发射管间隔设置的红外接收管，包括接收部；及

发射管导光柱，所述发射管导光柱包括第一端，所述第一端具有第一沉孔，所述发射部容纳在所述第一沉孔中。

本实用新型的红外传感器模组，通过将发射管的发射部设置在导光柱一端的沉孔中，利用导光柱的功能特性将红外光以最小的损耗从发射部发射出去，从而避免了其在支架或壳体的内壁上发生杂乱的漫反射，使得能量损耗降低，进而提高使用了该红外传感器模组的自移动设备的测距准确性。

在其中一个实施例中，所述发射管导光柱还包括远离所述第一端的第二端，所述第二端的端面向外突出构成第一球面凸部。

在其中一个实施例中，所述第一端的中心线与所述第二端的中心线构成一夹角α，所述夹角α大于90°且小于等于180°。

在其中一个实施例中，所述夹角α为150°。

在其中一个实施例中，还包括接反射光导光柱，所述反射光导光柱包括第三端，所述第三端具有第二沉孔，所述接收部容纳在所述第二沉孔中。

在其中一个实施例中，所述接收管导光柱还包括远离所述第三端的第四端，所述第四端的端面向外突出构成第二球面凸部。

在其中一个实施例中，所述第三端的中心线与所述第四端的中心线构成一夹角β，所述夹角β大于90°且小于等于180°。

在其中一个实施例中，所述夹角β为150°。

在其中一个实施例中，还包括支架，所述红外发射管、发射管导光柱、红外接收管及所述反射光导光柱安装在所述支架中。

一种自移动设备，包括设备本体和如上述任一项所述的红外传感器模组，所述红外传感器模组安装于所述设备本体的底部和/或所述设备本体的侧壁。

附图说明

图1为现有技术的红外传感器模组的剖面结构示意图；

图2为一实施例的红外传感器模组的立体结构示意图；

图3为图2所示的红外传感器模组的爆炸图；

图4为图2所示的红外发射管的结构示意图；

图5为图2所示的红外传感器模组左边的半剖图；

图6为图2所示的红外接收管的结构示意图；

图7为图2所示的红外传感器模组右边的半剖图；

图8为安装有红外传感器模组的一实施例的自行走装置的仰视图；

图9为图8的I部放大示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施方式。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本实用新型的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当零件被称为“固定于”另一个零件，它可以直接在另一个零件上或者也可以存在居中的零件。当一个零件被认为是“连接”另一个零件，它可以是直接连接到另一个零件或者可能同时存在居中零件。

本文所使用的类似“上”“下”“左”“右”“前”“后”的方位、方向表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

如图2～图4所示，为本实用新型一实施方式的红外传感器模组20，包括红外发射管21、红外接收管23及发射管导光柱24。

红外发射管21包括发射部21a；红外接收管23与红外发射管21间隔设置，红外接收管23包括接收部23a；发射管导光柱24包括第一端241，第一端241具有第一沉孔241a；发射部21a容纳在第一沉孔241a中。

可以理解地是，红外发射管21用于发射红外光，其可选用本领域常用的发光二极管。红外接收管23用于接收经过环境物体表面反射的红外光，它可选用本领域常用的光敏三极管；发射管导光柱24通常采用光化学材料加工制成，如选用透明的ABS树脂、AS树脂、PC树脂、PMMA树脂，甚至是玻璃等。

本实用新型的红外传感器模组20，通过将红外发射管21的发射部21a设置在发射管导光柱24一端的第一沉孔241a中，利用发射管导光柱24的功能特性将红外光以最小的损耗从发射部21a发射出去，从而避免了其在支架或壳体的内壁上发生杂乱的漫反射，使得能量损耗降低，进而提高使用了该红外传感器模组20的自移动设备的测距准确性。

优选地，上述的红外发射管21具有一中心轴线；上述的发射管导光柱24的第一端241也具有一中心轴线，二者重合。如此设置，方便红外发射管21在第一端241上的安装装配。

优选地，发射部21a的大小与上述第一沉孔241a的大小相当，即发射部21a容纳在第一沉孔241a时，发射部21a的外壁与第一沉孔241a的孔壁贴合。如此设置，能更好的减少发射部21a发射的红外能量的损耗。

请继续参阅图4，在一实施方式中，上述的发射管导光柱24还包括远离第一端241的第二端243，第二端243的端面向外突出构成第一球面凸部243a。把第二端243的端面设计为球面凸部，其就相当于一个凸透镜，利用凸透镜聚集光线的特性，有利于红外能量的集中。

进一步地，上述的发射管导光柱24还包括第一过渡部242，第一过渡部242连接发射管导光柱24的第一端241和第二端243，并且第一过渡部242的外径从第一端241向第二端243稍有缩小。如此设置，有利于发射管导光柱24的安装固定，避免了其从安装它的物体中松脱而滑出。

请继续参阅图5，在一优选的实施方式中，上述第一端241的中心线与第二端243的中心线构成一夹角α，夹角α大于90°且小于等于180°。优选地，该夹角α为150°。将发射管导光柱24设置成上述具有一定折角的形状，是为了当障碍物表面与发射部21a发出的红外光束垂直时，不至于将反射光有沿原路反射回来。

请一并参阅图6，在一实施方式中，上述的红外传感器模组20还包括接反射光导光柱25。反射光导光柱25包括第三端251，第三端251具有第二沉孔251a，接收部23a容纳在上述的第二沉孔251a中。反射光导光柱25与上述的发射管导光柱24的材料相同，在此不在赘述。

优选地，上述的红外接收管23具有一中心轴线；上述的反射光导光柱25的第三端251也具有一中心轴线，二者重合。如此设置，方便红外接收管23在第三端251上的安装装配。

优选地，接收部23a的大小与上述第二沉孔251a的大小相当，即接收部23a容纳在第二沉孔251a时，接收部23a的外壁与第二沉孔251a的孔壁贴合。如此设置，能进一步的减少经环境物体反射的红外能量的损耗。

请继续参阅图6和图7，在一实施方式中，上述的接收管导光柱25还包括远离第三端251的第四端253。第四端253的端面向外突出构成第二球面凸部253a。把第四端253的端面设计为球面凸部，其同样相当于一凸透镜，利用凸透镜聚集光线的特性，有利于经环境物体反射的红外能量的汇聚。

进一步地，上述的反射光导光柱25还包括第二过渡部252，第二过渡部252连接反射光导光柱25的第三端251和第四端253，并且第二过渡部252的外径从第三端251向第四端253稍有缩小。如此设置，有利于反射光导光柱25的安装固定，避免了其从安装它的物体中松脱而滑出。

请继续参阅图7并结合图5，在一实施方式中，上述的第三端251的中心线与第四端253的中心线构成一夹角β，该夹角β大于90°且小于等于180°。优选地，夹角β为150°。将接收管导光柱25设置成上述具有一定折角的形状，更有利于反射的红外光线的接收。在一优选地实施方式中，发射管导光柱24和接收管导光柱25对称设置，此时夹角α和夹角β大小相同。

请再次参阅图2，红外传感器模20还包括支架22。上述的红外发射管21、发射管导光柱24、红外接收管23及反射光导光柱25安装在支架22中。请结合图3、图5及图7，进一步地，支架22包括两部分，两部分开设有相互配合的安装槽，两部分可以扣合在一起使安装槽形成一个完整的安装位。红外发射管21、与红外发射管21接触的发射管导光柱24、红外接收管23及与红外接收管23接触的反射光导光柱25正好能够安装在上述的安装位中。

一实施方式的自移动设备200，该自移动设备200包括设备本体30和上述的红外传感器模组20。红外传感器模组20安装于设备本体30的底部和/或设备本体30的侧壁。需要说明的是，应用于自移动设备200时，一个的红外传感器模组20中红外接收管23的数量不限于一个，为了提高测距的准确性，在其他的实施例中，还可以设置多个红外接收管23与红外发射管21配合，用来接收经过环境物体表面反射的红外光。此外，理所当然地，上述的红外发射管21、红外接收管23还需要与设备本体30内部的相关电路电性连接，以完成信号处理与计算。因为这不是本实用新型改进的部分，故不做详尽介绍。

在图8和图9的实施方式中，红外传感器模组20的数量为三个，且设在自移动设备200的底部，用于实现自移动设备200的防跌落功能。可以理解红外传感器模组20的数量及安装位置不限于上述的说明，在其他的实施例中，也可以有其它形式，比如在机器侧壁安装多个红外传感器模组20，用于检测自移动设备200与四周环境物体的距离。

可以理解，上述的自移动设备200包括各种服务机器人，如：清洁机器人、编程学习机器人、家庭陪伴机器人等。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种红外传感器模组，其特征在于，包括：

红外发射管，包括发射部；

与所述红外发射管间隔设置的红外接收管，包括接收部；及

发射管导光柱，所述发射管导光柱包括第一端，所述第一端具有第一沉孔，所述发射部容纳在所述第一沉孔中。

2.根据权利要求1所述的红外传感器模组，其特征在于，所述发射管导光柱还包括远离所述第一端的第二端，所述第二端的端面向外突出构成第一球面凸部。

3.根据权利要求2所述的红外传感器模组，其特征在于，所述第一端的中心线与所述第二端的中心线构成一夹角α，所述夹角α大于90°且小于等于180°。

4.根据权利要求3所述的红外传感器模组，其特征在于，所述夹角α为150°。

5.根据权利要求1～4任一项所述的红外传感器模组，其特征在于，还包括接反射光导光柱，所述反射光导光柱包括第三端，所述第三端具有第二沉孔，所述接收部容纳在所述第二沉孔中。

6.根据权利要求5所述的红外传感器模组，其特征在于，所述接收管导光柱还包括远离所述第三端的第四端，所述第四端的端面向外突出构成第二球面凸部。

7.根据权利要求6所述的红外传感器模组，其特征在于，所述第三端的中心线与所述第四端的中心线构成一夹角β，所述夹角β大于90°且小于等于180°。

8.根据权利要求7所述的红外传感器模组，其特征在于，所述夹角β为150°。

9.根据权利要求5所述的红外传感器模组，其特征在于，还包括支架，所述红外发射管、所述发射管导光柱、所述红外接收管及所述反射光导光柱安装在所述支架中。

10.一种自移动设备，其特征在于，包括设备本体和如权利要求1～9任一项所述的红外传感器模组，所述红外传感器模组安装于所述设备本体的底部和/或所述设备本体的侧壁。

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