CN220894536U - 一种紧凑型的激光扫描传感器 - Google Patents

Abstract

为解决现有技术存在的问题，本实用新型公开了一种紧凑型的激光扫描传感器，包括：安装基板，所述安装基板上转动安装有旋转多面镜，且在旋转多面镜两侧对称位置处分别安装有光发射器和光接收器；所述安装基板在发射光经旋转多面镜折射的出射方向设有透光板，在旋转多面镜相对透光板的背向设有遮光板；所述透光板具有滤光功能。本实用新型通过具有滤光功能的透光板，可以实现将光接收器和光发射器分别设置在旋转多面镜两侧的结构方式，采用一个多面镜即可实现同时偏转发射光和入射光的功能，从而极大压缩了激光扫描传感器的高度，得到一种紧凑型的激光扫描传感器。

Description

一种紧凑型的激光扫描传感器

技术领域

本实用新型涉及激光传感器技术领域，具体为一种紧凑型的激光扫描传感器。

背景技术

激光扫描传感器是一种利用发射光和接收光之间的时间差进行测距，并利用偏转光机构将发射光偏转形成持续循环的扫描扇面的传感器。现有的激光扫描传感器为了尽可能保障光接收器接收到的光信号是光发射器发出的光信号，从而降低误差，需要将光发射器和光接收器设置在同一侧并设置对应的发射光偏转多面镜和入射光偏转多面镜，这就导致传感器整体高度较高，体积较大，因此安装位置受限，尤其与其他装置联合使用时，会导致装置整体体积较大，限制了激光扫描传感器的适用范围。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种紧凑型的激光扫描传感器，包括：安装基板，所述安装基板上转动安装有旋转多面镜，且在旋转多面镜两侧对称位置处分别安装有光发射器和光接收器；所述安装基板在发射光经旋转多面镜折射的出射方向设有透光板，在旋转多面镜相对透光板的背向设有遮光板；所述透光板具有滤光功能。

进一步的，所述旋转多面镜包括：驱动电机，所述驱动电机外壳底部与安装基板可拆卸固定连接；所述驱动电机的转轴自外壳顶部穿出并与旋转基套固定连接，所述旋转基套套设在驱动电机外部，并在外壁上固定有多面镜；所述驱动电机的控制线自底部穿出后与安装基板上的电路机构电连接。

进一步的，所述驱动电机外壳底部设有安装螺孔，所述安装基板在对应位置处设有安装通孔，通过安装螺钉穿过安装通孔与安装螺孔螺接紧固实现驱动电机外壳底部与安装基板可拆卸固定连接。

进一步的，所述转轴底部通过轴承与驱动电机的外壳底部转动连接。

进一步的，所述轴承向驱动电机的外壳外部突出，并与安装基板的轴承孔插拔式连接。

进一步的，所述安装基板上可拆卸固定有保护外壳，所述保护外壳内设有数个外凸的插槽以与光发射器、光接收器、遮光板、透光板插接固定；所述转轴穿过旋转基套与保护外壳转动连接。

进一步的，所述转轴穿过旋转基套的部分通过第二轴承与限位基板转动连接；所述保护外壳在限位基板对应位置处设有外凸的与限位基板相匹配的限位基板安装槽。

进一步的，所述限位基板上可拆卸固定安装有定位板；所述定位板在转轴处设有转轴通孔，所述转轴的顶端平齐或略高于或低于转轴通孔的顶端面；所述定位板边缘设有数个定位块，所述限位基板安装槽上在对应位置处设有与定位块插接的定位槽，所述定位槽的数量大于或等于定位块的数量。

可选的，所述透光板采用具有滤光功能的材料制备得到。

可选的，所述透光板板体为常规透光材料，且在透光板的内部和/或外部覆盖有滤光膜。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果主要为：本实用新型通过具有滤光功能的透光板，使得光接收器接收到的入射光的波长与发射光的波长相似，这样就可以很大程度上保障光接收器接收的光信号为光发射器发出的光信号。因此可以实现将光接收器和光发射器分别设置在旋转多面镜两侧的结构方式，采用一个多面镜即可实现同时偏转发射光和入射光的功能，从而极大压缩了激光扫描传感器的高度，得到一种紧凑型的激光扫描传感器。

附图说明

图1为本实用新型紧凑型的激光扫描传感器；

图2为本实用新型安装基板背向结构示意图；

图3为本实用新型旋转多面镜的剖面结构示意图；

图4为本实用新型旋转多面镜的仰视结构示意图；

图5为本实用新型保护外壳的结构示意图。

图中：1、安装基板；101、安装通孔；102、轴承孔；2、光发射器；201、第一电磁阀；3、旋转多面镜；301、驱动电机；302、安装螺孔；303、轴承；304、转轴；305、旋转基套；306、多面镜；307、限位基板；308、第二轴承；309、控制线；310、定位板；311、转轴通孔；312、定位块；4、光接收器；5、遮光板；6、透光板；7、发射光路；8、入射光路；9、保护外壳；901、限位基板安装槽；902、定位槽。

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。

实施例1

一种紧凑型的激光扫描传感器，如图1所示，包括：安装基板1，所述安装基板1上转动安装有旋转多面镜3，且在旋转多面镜3两侧对称位置处分别安装有光发射器2和光接收器4；所述安装基板1在发射光经旋转多面镜3折射的出射方向设有透光板6，在旋转多面镜3相对透光板6的背向设有遮光板5；所述透光板6具有滤光功能。

为了实现透光板6具有滤光功能，本实用新型提供了两种可选的方法，其一采用具有滤光功能的材料制备所述透光板6。其二所述透光板6板体为常规透光材料，但是在透光板6的内部和/或外部覆盖有滤光膜。

本实用新型必要的电路机构可安装在安装基板1相对旋转多面镜3、光发射器2和光接收器4的背侧，或者与旋转多面镜3、光发射器2和光接收器4同侧但是不遮挡光路的位置处。

旋转多面镜可以根据设计需要选择为三面镜、四面镜、五面镜等，优选为四面镜。光发射器2发出的发射光经旋转多面镜3的一个折射面偏转后自透光板6射出，触碰目标后形成反射光，其中至少一束反射光自透光板6入射至旋转多面镜3的另一折射面偏转后被光接收器4接收形成光电信号。基于发射光的时间和入射光的时间差与光速的乘积，即可得到目标相对传感器的距离，该技术原理为TOF技术。

与现有技术相比，本实用新型通过具有滤光功能的透光板6，使得光接收器4接收到的入射光8的波长与发射光7的波长相似，这样就可以很大程度上保障光接收器4接收的光信号为光发射器2发出的光信号。因此可以实现将光接收器4和光发射器2分别设置在旋转多面镜3两侧的结构方式，采用一个多面镜即可实现同时偏转发射光7和入射光8的功能，从而极大压缩了激光扫描传感器的高度，得到一种紧凑型的激光扫描传感器。

实施例2

基于实施例1的紧凑型的激光扫描传感器，如图3和图4所示，所述旋转多面镜3包括：驱动电机301，所述驱动电机301外壳底部与安装基板1可拆卸固定连接；所述驱动电机301的转轴304自外壳顶部穿出并与旋转基套305固定连接，所述旋转基套305套设在驱动电机301外部，并在外壁上固定有多面镜306；所述驱动电机301的控制线309自底部穿出后与安装基板1上的电路机构电连接。

驱动电机301根据设计需要可以是无刷直流电动机、步进电动机、伺服电动机中的一种。

此时，驱动电机301接收控制信号后进行转动。由于驱动电机301的外壳底部与安装基板1可拆卸固定连接，因此驱动电机301的外壳相对安装基板1静止，而转轴304带动旋转基套305及安装在旋转基套305上的多面镜306转动。多面镜306转动过程中，将光发射器2发出的光信号偏转至不同的发射方向，至下一折射面与光路接触，形成扫描扇面。

相比采用驱动电机301驱动实心的多面镜306的现有结构，该设计可很大程度上减少旋转多面镜3的总体结构高度，有效实现传感器整体高度的降低。

实施例3

基于实施例2的紧凑型的激光扫描传感器，如图2和图3所示，所述驱动电机301外壳底部设有安装螺孔302，所述安装基板1在对应位置处设有安装通孔101，通过安装螺钉穿过安装通孔101与安装螺孔302螺接紧固实现驱动电机301外壳底部与安装基板1可拆卸固定连接。

所述转轴304底部通过轴承303与驱动电机301的外壳底部转动连接。通过转抽连接可保持转动连接关系的同时，通过轴承303对转轴304提供支撑力，以支撑旋转基套305，避免旋转基套305顶端底部与驱动电机301外壳顶端顶部摩擦损耗。

所述轴承303向驱动电机301的外壳外部突出，并与安装基板1的轴承孔102插拔式连接。该设置可以通过轴承303实现对驱动电机301的安装定位，便于调整安装通孔101与安装螺孔302的对应位置。

实施例4

基于实施例2的紧凑型的激光扫描传感器，所述安装基板1上可拆卸固定有保护外壳9。所述保护外壳9内设有数个外凸的插槽以与光发射器2、光接收器4、遮光板5、透光板6插接固定；所述转轴304穿过旋转基套305与保护外壳9转动连接。

在一些使用环境中安装基板1需要实现对光路的保护和遮蔽，因此需要加装保护外壳9。通过保护外壳9与光发射器2、光接收器4、遮光板5、透光板6的插接固定，实现对光路的光屏蔽保护，避免外界光入射光接收器4造成测量干扰。

实施例5

基于实施例4的紧凑型的激光扫描传感器，如图3所示，所述转轴304穿过旋转基套305的部分通过第二轴承308与限位基板307转动连接；如图5所示，所述保护外壳9在限位基板307对应位置处设有外凸的与限位基板307相匹配的限位基板安装槽901。该设计可通过限位基板307对转轴304的顶端提供上转动支点，结合转轴304与驱动电机301外壳之间形成的中转动支点和下转动支点，可以显著提高旋转基套305转动时的稳定性，避免由于多面镜306转动过程中的抖动导致测量失准。

实施例6

基于实施例5的紧凑型的激光扫描传感器，如图3所示，所述限位基板307上可拆卸固定安装有定位板310；所述定位板310在转轴304处设有转轴通孔311，所述转轴304的顶端平齐或略高于或低于转轴通孔311的顶端面；所述定位板310边缘设有数个定位块312，所述限位基板安装槽901上在对应位置处设有与定位块312插接的定位槽902，所述定位槽902的数量大于或等于定位块312的数量。

该设置通过定位板310形成与限位基板307的T性结构，提高了安装过程的可定位性。同时通过定位块312和定位槽902的插接固定，使得限位基板307、定位板310对转轴304提供更加稳定的转动支点，进一步提升旋转基套305转动时的稳定性。

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 (10)

1.一种紧凑型的激光扫描传感器，其特征在于，包括：安装基板(1)，所述安装基板(1)上转动安装有旋转多面镜(3)，且在旋转多面镜(3)两侧对称位置处分别安装有光发射器(2)和光接收器(4)；所述安装基板(1)在发射光经旋转多面镜(3)折射的出射方向设有透光板(6)，在旋转多面镜(3)相对透光板(6)的背向设有遮光板(5)；所述透光板(6)具有滤光功能。

2.根据权利要求1所述紧凑型的激光扫描传感器，其特征在于，所述旋转多面镜(3)包括：驱动电机(301)，所述驱动电机(301)外壳底部与安装基板(1)可拆卸固定连接；所述驱动电机(301)的转轴(304)自外壳顶部穿出并与旋转基套(305)固定连接，所述旋转基套(305)套设在驱动电机(301)外部，并在外壁上固定有多面镜(306)；所述驱动电机(301)的控制线(309)自底部穿出后与安装基板(1)上的电路机构电连接。

3.根据权利要求2所述紧凑型的激光扫描传感器，其特征在于，所述驱动电机(301)外壳底部设有安装螺孔(302)，所述安装基板(1)在对应位置处设有安装通孔(101)，通过安装螺钉穿过安装通孔(101)与安装螺孔(302)螺接紧固实现驱动电机(301)外壳底部与安装基板(1)可拆卸固定连接。

4.根据权利要求2所述紧凑型的激光扫描传感器，其特征在于，所述转轴(304)底部通过轴承(303)与驱动电机(301)的外壳底部转动连接。

5.根据权利要求4所述紧凑型的激光扫描传感器，其特征在于，所述轴承(303)向驱动电机(301)的外壳外部突出，并与安装基板(1)的轴承孔(102)插拔式连接。

6.根据权利要求2所述紧凑型的激光扫描传感器，其特征在于，所述安装基板(1)上可拆卸固定有保护外壳(9)，所述保护外壳(9)内设有数个外凸的插槽以与光发射器(2)、光接收器(4)、遮光板(5)、透光板(6)插接固定；所述转轴(304)穿过旋转基套(305)与保护外壳(9)转动连接。

7.根据权利要求6所述紧凑型的激光扫描传感器，其特征在于，所述转轴(304)穿过旋转基套(305)的部分通过第二轴承(308)与限位基板(307)转动连接；所述保护外壳(9)在限位基板(307)对应位置处设有外凸的与限位基板(307)相匹配的限位基板安装槽(901)。

8.根据权利要求7所述紧凑型的激光扫描传感器，其特征在于，所述限位基板(307)上可拆卸固定安装有定位板(310)；所述定位板(310)在转轴(304)处设有转轴通孔(311)，所述转轴(304)的顶端平齐或略高于或低于转轴通孔(311)的顶端面；所述定位板(310)边缘设有数个定位块(312)，所述限位基板安装槽(901)上在对应位置处设有与定位块(312)插接的定位槽(902)，所述定位槽(902)的数量大于或等于定位块(312)的数量。

9.根据权利要求1所述紧凑型的激光扫描传感器，其特征在于，所述透光板(6)采用具有滤光功能的材料制备得到。

10.根据权利要求1所述紧凑型的激光扫描传感器，其特征在于，所述透光板(6)板体为常规透光材料，且在透光板(6)的内部和/或外部覆盖有滤光膜。