CN219162366U - 光电编码器抗干扰结构及激光雷达 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于激光雷达领域，尤其涉及一种光电编码器抗干扰结构及激光雷达，该光电编码器抗干扰结构包括顶部电路板、码盘、光电编码器和弧形挡板；通过将光电编码器设置在顶部电路板朝向码盘的板面上，利用顶部电路板能够对光电编码器上方的杂散光进行遮挡，通过在光电编码器远离码盘轴线的一侧设置弧形挡板，并使弧形挡板的凹面侧朝向码盘的轴线，利用弧形挡板能够对来自光电编码器外侧的杂散光进行遮挡，降低杂散光对光电编码器的干扰，进而提高光电编码器的抗干扰能力，保证光电编码器稳定可靠的工作，提高激光雷达的使用性能。

Description

光电编码器抗干扰结构及激光雷达

技术领域

本实用新型涉及激光雷达技术领域，尤其涉及一种光电编码器抗干扰结构及激光雷达。

背景技术

激光雷达通常包括激光发射装置和探测接收装置，发射激光遇到目标后反射并被探测装置所接收，通过测量激光往返的时间可测量相应目标点的距离，当对整个目标区域扫描探测后，则最终可实现三维成像。机械式激光雷达是指带有电机或者其他可带动旋转的部件的产品，可以通过360°旋转，对周边的物体进行探测。为了实时地定位激光雷达旋转的角度，大多采用光电编码器来进行角度的测量，以确定激光的发射方向和接收方向。

光电编码器是用于识别角度以及转速的一种光传感器，光电编码器在使用过程中会受到环境光或特定波段光等杂散光的干扰，影响光电编码器的功能，甚至导致光电编码器失效。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种光电编码器抗干扰结构及激光雷达，旨在提高光电编码器的抗干扰能力，确保光电编码器正常工作。

为此，根据本实用新型的一个方面，提供了一种光电编码器抗干扰结构，包括顶部电路板、码盘、光电编码器和弧形挡板；

所述顶部电路板与所述码盘间隔设置且所述顶部电路板和所述码盘中的一个能够相对于另一个绕所述码盘的轴线旋转，所述光电编码器固定于所述顶部电路板朝向所述码盘的板面上，所述码盘对应所述光电编码器具有多个编码齿，所述多个编码齿绕着所述轴线间隔设置，所述弧形挡板设置于所述顶部电路板上，所述弧形挡板位于所述光电编码器远离所述轴线的一侧，且所述弧形挡板的凹面侧朝向所述轴线。

可选地，所述光电编码器的检测光束平行于所述顶部电路板所在的平面。

可选地，所述光电编码器包括发射端和接收端，所述发射端和所述接收端中的一个位于所述编码齿靠近所述轴线的一侧，另一个位于所述编码齿远离所述轴线的一侧。

可选地，所述弧形挡板的中部设置有与所述发射端或所述接收端的外形适配的容置部，所述发射端或所述接收端收容于所述容置部内。

可选地，所述光电编码器靠近所述顶部电路板的边缘设置，所述顶部电路板的边缘位于所述光电编码器的两侧设置有安装豁口，所述弧形挡板上对应所述安装豁口处具有伸入所述安装豁口内的安装部。

可选地，所述发射端或所述接收端与所述容置部之间的接缝处填充有隔光粘结剂；和/或

所述弧形挡板与所述顶部电路板之间的接缝处填充有隔光粘结剂。

可选地，所述顶部电路板、所述光电编码器和所述弧形挡板为一体式结构。

可选地，所述弧形挡板的外表面涂覆有消光涂层。

可选地，所述消光涂层包括消光漆。

根据本实用新型的另一个方面，提供了一种激光雷达，包括如上任一所述的光电编码器抗干扰结构。

本实用新型提供的光电编码器抗干扰结构及激光雷达的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型的光电编码器抗干扰结构通过将光电编码器设置在顶部电路板朝向码盘的板面上，利用顶部电路板能够对光电编码器上方的杂散光进行遮挡，通过在光电编码器远离码盘轴线的一侧设置弧形挡板，并使弧形挡板的凹面侧朝向码盘的轴线，利用弧形挡板能够对来自光电编码器外侧的杂散光进行遮挡，降低杂散光对光电编码器的干扰，进而提高光电编码器的抗干扰能力，保证光电编码器稳定可靠的工作，提高激光雷达的使用性能。

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。

其中：

图1是本实用新型一实施例示出的光电编码器抗干扰结构的立体结构示意图；

图2是本实用新型一实施例示出的光电编码器抗干扰结构的侧视图；

图3是本实用新型一实施例示出的光电编码器抗干扰结构中顶部电路板、光电编码器和弧形挡板组合在一体的结构示意图；

图4是图3所示结构中弧形挡板对杂散光的遮挡和反射示意图；

图5是本实用新型一实施例示出的光电编码器抗干扰结构中弧形挡板的立体结构示意图；

图6是图5所示的弧形挡板的侧视图；

图7是本实用新型一实施例示出的激光雷达的剖视结构示意图。

主要元件符号说明：

10、光电编码器抗干扰结构；

100、顶部电路板；101、安装豁口；

200、码盘；201、编码孔；210、本体；220、编码齿；

300、光电编码器；310、发射端；320、接收端；

400、弧形挡板；401、容置部；402、安装部；

20、底座；

30、旋转支架；

40、激光收发装置。

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的实施例。但是，本实用新型可以通过许多其他不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

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。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

还需说明的是，本申请实施例中以同一附图标记表示同一组成部分或同一零部件，对于本申请实施例中相同的零部件，图中可能仅以其中一个零件或部件为例标注了附图标记，应理解的是，对于其他相同的零件或部件，附图标记同样适用。

正如背景技术中所记载的，相关技术中，光电编码器在使用过程中会受到环境光或特定波段光等杂散光的干扰，影响光电编码器的功能，甚至导致光电编码器失效。

为了解决上述问题，根据本实用新型的一个方面，本实用新型的实施例提供了一种光电编码器抗干扰结构，如图1-图3所示，该光电编码器抗干扰结构10包括顶部电路板100、码盘200、光电编码器300和弧形挡板400。

顶部电路板100与码盘200间隔设置且顶部电路板100和码盘200中的一个能够相对于另一个绕码盘200的轴线(为便于理解，图中以Z示出)旋转，光电编码器300固定于顶部电路板100朝向码盘200的板面上，码盘200对应光电编码器300具有多个编码齿220，多个编码齿220绕着码盘200的轴线间隔设置，弧形挡板400设置于顶部电路板100上，弧形挡板400位于光电编码器300远离码盘200的轴线的一侧，且弧形挡板400的凹面侧朝向码盘200的轴线。

在本实用新型实施例中，该光电编码器抗干扰结构10通过将光电编码器300设置在顶部电路板100朝向码盘200的板面上，利用顶部电路板100能够对光电编码器300上方的杂散光进行遮挡，通过在光电编码器300远离码盘200的轴线的一侧设置弧形挡板400，并使弧形挡板400的凹面侧朝向码盘200的轴线，利用弧形挡板400能够对来自光电编码器300外侧的杂散光进行遮挡，降低杂散光对光电编码器300的干扰，进而提高光电编码器300的抗干扰能力，保证光电编码器300稳定可靠的工作。

其中，弧形挡板400采用不透光的材质制成，例如，弧形挡板400可采用黑色PC(Polycarbonate，聚碳酸酯)材料制成。

需要说明的是，该光电编码器抗干扰结构10并不限于应用在背景技术中提到的机械式激光雷达中，其他需要检测两个相对同轴转动的部件之间旋转角度的产品中同样适用，可以理解的是，使用时，将顶部电路板100和码盘200分别设置在两个相对转动的部件上。

在一种实施例中，如图1-图2所示，光电编码器300的检测光束平行于顶部电路板100所在的平面。

通过如上设置，使得码盘200上的编码齿220垂直于顶部电路板100所在的平面，使得码盘200、光电编码器300和顶部电路板100沿码盘200的轴线方向依次布置，便于组装和拆卸。

在本实施例中，码盘200包括本体210以及多个编码齿220，本体210呈圆筒状，多个编码齿220设置在本体210靠近顶部电路板100的一端并向顶部电路板100的方向延伸，多个编码齿220绕着码盘200的轴线间隔设置，相邻两个编码齿220之间形成编码孔201。具体地，为便于加工制作，本体210与编码齿220可通过注塑一体成型。

码盘200通常具有零度位置，具体地，多个编码齿220中相邻两个编码齿220的间距比其它编码齿220中任意相邻两个的间距大，以形成编码盘200的零度位置，可在码盘200的本体210或顶部电路板100上对应编码盘200的零度位置设置零度标识(豁口或三角符号等)。

在一种具体的实施例中，如图3所示，光电编码器300包括发射端310和接收端320，发射端310和接收端320中的一个位于编码齿220靠近码盘200的轴线的一侧，另一个位于编码齿220远离码盘200的轴线的一侧。

通过将编码器的发射端310(即光源)和接收端320(即光电传感器)分别设置在编码齿220的相对两侧，由此形成的对射式结构，相比于采用反射式光电开关而言，拥有更强的抗干扰性能。

此外，通过如上设置，如图4所示，利用弧形挡板400的凸面侧能够对光电编码器300外侧的杂散光进行反射，以起到遮挡外侧杂散光的作用，对于顶部电路板100与码盘200之间的器件(例如，应用于机械式激光雷达时，布置在码盘200轴线方向用于发射信号的光电管等)发出的杂散光，利用弧形挡板400的凹面侧能够将其向码盘200的轴线方向反射，使得进入编码器接收端320的杂散光的能量处于低于干扰编码器的阈值之下，进一步提高光电编码器300的抗干扰能力。

具体来说，在顶部电路板100带动光电编码器300旋转的过程中，多个编码齿220会依次经过光电编码器300的发射端310与接收端320之间，发射端310发出的光束经过两个编码齿220之间的间隙(即编码孔201)，照射到接收端320上，产生电脉冲信号。通过弧形挡板400的凸面侧隔绝外侧杂散光，通过弧形挡板400的凹面侧反射内侧杂散光，从而能够降低杂散光对光电编码器300的干扰。

在一种更加具体的实施例中，如图1-2和图5-图6所示，弧形挡板400的中部设置有与发射端310或接收端320的外形适配的容置部401，发射端310或接收端320收容于容置部401内。

通过将光电编码器300的发射端310或接收端320收容在弧形挡板400中部的容置部401内，一方面，能够使得整个光电编码器抗干扰结构10的结构更加紧凑，便于小型化设计；另一方面，光电编码器300的发射端310或接收端320靠近弧形挡板400的一侧与弧形挡板400的凹面侧之间不会存在间隙，避免内侧的干扰光在光电编码器300与弧形挡板400之间反射，提高弧形挡板400隔离杂散光的作用。

在本实施例中，容置部401为开设在弧形挡板400中部的缺口，缺口与发射端310或接收端320的宽度适配。当然，在其他实施例中，容置部401还可以为设置在弧形挡板400凹面侧并与发射端310或接收端320适配的沉槽。

在一些实施例中，如图3所示，光电编码器300的接收端320位于编码齿220远离码盘200的轴线的一侧，弧形挡板400的中部设置有与接收端320的外形适配的缺口，发射端310啮合于缺口内。

通过将光电编码器300的接收端320与弧形挡板400设置在同一侧，由于光电编码器300的工作原理为接收端320接收到光信号后，进入工作状态，接收端320背对环境外部与弧形挡板400紧密安装，可以大幅度阻隔外侧杂散光进入，进一步提高抗干扰效果。

在一些具体的实施例中，如图1-图2所示，光电编码器300靠近顶部电路板100的边缘设置，顶部电路板100的边缘位于光电编码器300的两侧设置有安装豁口101，弧形挡板400上对应安装豁口101处具有伸入安装豁口101内的安装部402。

通过如上设置，顶部电路板100上设置两个安装豁口101，弧形挡板400上对应设置两个安装部402，安装部402装入安装豁口101内，可以使得弧形挡板400与顶部电路板100之间紧密配合，减少安装缝隙，降低杂散光通过率，并简化安装工序，提高成品率。

具体来说，在本实施例中，如图1-图2和图5-图6所示，弧形挡板400上开设有T形豁口，T形豁口的窄经段形成用于容置发射端310或接收端320的容置部401，弧形挡板400位于T形豁口的宽经段两侧的部分形成安装部402。

在一些更加具体的实施例中，发射端310或接收端320与容置部401之间的接缝处填充有隔光粘结剂；和/或，弧形挡板400与顶部电路板100之间的接缝处填充有隔光粘结剂。

通过在光电编码器300与弧形挡板400之间的接缝处填充隔光粘结剂，不仅能够实现两者的连接，还能够进一步阻隔外侧杂散光的通过率，使得编码器接收端320尽可能少地接收到杂散光的射入。同样地，通过在弧形挡板400与顶部电路板100之间的接缝处填充隔光粘结剂，不仅能够实现两者的连接，还能够进一步阻隔外侧杂散光的通过率，使得编码器接收端320尽可能少地接收到杂散光的射入。

具体来说，隔光粘结剂可采用黑色胶水，当然，还能够采用其他能够阻隔光线通过的胶水，在此不做限定。

在一种实施例中，顶部电路板100、光电编码器300和弧形挡板400为一体式结构。由此设计，将整个光电编码器抗干扰结构10分为两部分，一部分由码盘200构成，另一部分由顶部电路板100、光电编码器300和弧形挡板400构成，便于在使用时对外安装固定。

在一种实施例中，弧形挡板400的外表面涂覆有消光涂层。

通过消光涂层能够将照射到弧形挡板400上的大部分杂散光进行吸收，进一步提高光电编码器300的抗干扰能力。

在一种具体的实施例中，消光涂层包括消光漆。

可以理解的是，在其他实施例中，消光涂层还可以采用其他材料，只要能够起到消光作用即可。

根据本实用新型的另一个方面，本实用新型的实施例还提供了一种激光雷达，如图7所示，该激光雷达包括上述任一实施例中的光电编码器抗干扰结构10。

由于该激光雷达采用了上述的光电编码器抗干扰结构10，因此也具备该光电编码器抗干扰结构10所带来的优点和好处，能够准确对旋转支架30相对于底座20转动角度进行测量，保证激光雷达稳定工作。

具体来说，该激光雷达还包括底座20、旋转支架30以及激光收发装置40，旋转支架30转动设置在底座20上，码盘200固定在底座20上，顶部电路板100安装在旋转支架30上，激光收发装置40安装在顶部电路板100上。

综上，实施本实施例提供的光电编码器抗干扰结构及激光雷达，至少具有以下有益技术效果：

该光电编码器抗干扰结构通过将光电编码器设置在顶部电路板朝向码盘的板面上，利用顶部电路板能够对光电编码器上方的杂散光进行遮挡，通过在光电编码器远离码盘轴线的一侧设置弧形挡板，并使弧形挡板的凹面侧朝向码盘的轴线，利用弧形挡板能够对来自光电编码器外侧的杂散光进行遮挡，降低杂散光对光电编码器的干扰，进而提高光电编码器的抗干扰能力，保证光电编码器稳定可靠的工作，提高激光雷达的使用性能。

以上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实用新型范围的限制。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，本实用新型的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种光电编码器抗干扰结构，其特征在于，包括顶部电路板、码盘、光电编码器和弧形挡板；

所述顶部电路板与所述码盘间隔设置且所述顶部电路板和所述码盘中的一个能够相对于另一个绕所述码盘的轴线旋转，所述光电编码器固定于所述顶部电路板朝向所述码盘的板面上，所述码盘对应所述光电编码器具有多个编码齿，所述多个编码齿绕着所述轴线间隔设置，所述弧形挡板设置于所述顶部电路板上，所述弧形挡板位于所述光电编码器远离所述轴线的一侧，且所述弧形挡板的凹面侧朝向所述轴线。

2.根据权利要求1所述的光电编码器抗干扰结构，其特征在于，所述光电编码器的检测光束平行于所述顶部电路板所在的平面。

3.根据权利要求2所述的光电编码器抗干扰结构，其特征在于，所述光电编码器包括发射端和接收端，所述发射端和所述接收端中的一个位于所述编码齿靠近所述轴线的一侧，另一个位于所述编码齿远离所述轴线的一侧。

4.根据权利要求3所述的光电编码器抗干扰结构，其特征在于，所述弧形挡板的中部设置有与所述发射端或所述接收端的外形适配的容置部，所述发射端或所述接收端收容于所述容置部内。

5.根据权利要求4所述的光电编码器抗干扰结构，其特征在于，所述光电编码器靠近所述顶部电路板的边缘设置，所述顶部电路板的边缘位于所述光电编码器的两侧设置有安装豁口，所述弧形挡板上对应所述安装豁口处具有伸入所述安装豁口内的安装部。

6.根据权利要求5所述的光电编码器抗干扰结构，其特征在于，所述发射端或所述接收端与所述容置部之间的接缝处填充有隔光粘结剂；和/或

所述弧形挡板与所述顶部电路板之间的接缝处填充有隔光粘结剂。

7.根据权利要求1-6任一项所述的光电编码器抗干扰结构，其特征在于，所述顶部电路板、所述光电编码器和所述弧形挡板为一体式结构。

8.根据权利要求1-6任一项所述的光电编码器抗干扰结构，其特征在于，所述弧形挡板的外表面涂覆有消光涂层。

9.根据权利要求8所述的光电编码器抗干扰结构，其特征在于，所述消光涂层包括消光漆。

10.一种激光雷达，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的光电编码器抗干扰结构。

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