一種激光掃描測距裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術提供一種激光掃描測距裝置，包括可轉(zhuǎn)動的旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)以及不可轉(zhuǎn)動的固定結(jié)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)包括接收板、激光發(fā)射器、骨架、外轉(zhuǎn)子、激光接收器和背板，固定結(jié)構(gòu)包括定子線圈、發(fā)射板和發(fā)射固定平臺。接收板、激光發(fā)射器、外轉(zhuǎn)子、激光接收器和背板安裝于骨架，定子線圈和發(fā)射板安裝于發(fā)射固定平臺，激光發(fā)射器發(fā)射的激光與激光接收器接收的激光組成的平面與安裝平面彼此平行。相比于現(xiàn)有技術，本實用新型專利技術的激光掃描測距裝置采用無線供電和全雙工數(shù)據(jù)傳輸方式，避免了諸如滑環(huán)供電和通訊所產(chǎn)生的使用壽命較短的缺陷。再者，本實用新型專利技術通過電磁感應的磁介質(zhì)傳動，相比現(xiàn)有的皮帶傳動或齒輪傳動減少了體積和噪聲。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

本技術涉及一種機器人設計技術和激光掃描技術，尤其涉及一種激光掃描測距裝置。
技術介紹
機器人(Robot)是自動執(zhí)行工作的機器裝置，它既可以接受人類指揮，又可以運行預先編排的程序，還可基于人工智能技術制定的原則綱領行動。一般來說，機器人的任務是協(xié)助或取代人類的工作，例如生產(chǎn)業(yè)、建筑業(yè)或者危險行業(yè)的工作。移動機器人是集環(huán)境感知、動態(tài)決策與規(guī)劃、行為控制與執(zhí)行等多種功能于一體的綜合系統(tǒng)，可代替人到危險、惡劣或極端環(huán)境中執(zhí)行任務，完成偵察、巡邏、警戒、反恐、排爆、科學考察及采樣等，從而在諸如求援、科考、軍事等領域具有巨大的應用價值。在現(xiàn)有的移動機器人應用中，出于行走安全方面的考慮，往往需要檢測移動機器人在行進路線前方的障礙物位置，提前預判并控制機器人采取必要的避讓或繞行措施，例如，在機器人本體上方安裝對應的激光掃描測距裝置。然而，現(xiàn)有的激光掃描測距裝置在傳送信號和電能時多半采用滑環(huán)，通過皮帶或齒輪嚙合的方式實現(xiàn)傳動，存在諸如設備體積大、壽命短、噪音大的缺點。此外，現(xiàn)有的激光掃描測距裝置中的無線供電線圈往往占用的體
積較大，進而使得整體裝置的體積較大，對機器人的設計和安裝要求較為嚴苛。有鑒于此，如何設計一種結(jié)構(gòu)新穎的激光掃描測距裝置，或?qū)ΜF(xiàn)有的激光掃描測距裝置進行有效改進，以解決現(xiàn)有技術中的上述缺陷和不足，是業(yè)內(nèi)相關技術人員亟待解決的一項課題。
技術實現(xiàn)思路
針對現(xiàn)有技術中的激光掃描測距裝置所存在的上述缺陷，本技術提供一種高度集成一體化、結(jié)構(gòu)小巧的激光掃描測距裝置。依據(jù)本技術的一個方面，提供一種激光掃描測距裝置，包括可轉(zhuǎn)動的旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)以及不可轉(zhuǎn)動的固定結(jié)構(gòu)，所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)包括接收板、激光發(fā)射器、骨架、外轉(zhuǎn)子、激光接收器和背板，所述固定結(jié)構(gòu)包括定子線圈、發(fā)射板和發(fā)射固定平臺，所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)與所述固定結(jié)構(gòu)通過軸承彼此連接，其中，接收板、激光發(fā)射器、外轉(zhuǎn)子、激光接收器和背板均安裝于骨架，定子線圈和發(fā)射板均安裝于發(fā)射固定平臺，激光發(fā)射器發(fā)射的激光與激光接收器接收的激光組成的平面與所述激光掃描測距裝置的安裝平面彼此平行。在其中的一實施例，激光掃描測距裝置還包括無線供電線圈，設置于激光發(fā)射器與激光接收器之間的空間區(qū)域。在其中的一實施例，無線供電線圈的發(fā)射部分安裝于發(fā)射固定平臺且連接至發(fā)射板，無線供電線圈的接收部分安裝于骨架且
連接至接收板。在其中的一實施例，旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)還包括編碼器，固定結(jié)構(gòu)還包括編碼齒，其中，編碼器安裝在接收板上，編碼齒安裝于無線供電線圈的發(fā)射部分，用于記錄所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)動位置和圈數(shù)。在其中的一實施例，激光發(fā)射器和激光接收器電耦接至背板。在其中的一實施例，旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)速取決于外部輸入的PWM信號的占空比數(shù)值。在其中的一實施例，定子線圈設置于外轉(zhuǎn)子的內(nèi)側(cè)，磁極設置于外轉(zhuǎn)子上，發(fā)射板向定子線圈上施加規(guī)律變化的交流電壓以產(chǎn)生磁場，定子線圈與外轉(zhuǎn)子耦合形成推力或吸力使得所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)發(fā)生旋轉(zhuǎn)。在其中的一實施例，發(fā)射板包括第一發(fā)光二極管和第一感應二極管，接收板包括第二發(fā)光二極管和第二感應二極管，其中，所述第一發(fā)光二極管和所述第二感應二極管形成第一無線傳輸路徑，以及所述第一感應二極管和所述第二發(fā)光二極管形成第二無線傳輸路徑，且所述第一無線傳輸路徑和所述第二無線傳輸路徑以同步方式實現(xiàn)全雙工數(shù)據(jù)傳輸。在其中的一實施例，所述第一發(fā)光二極管具有一第一波長光譜，所述第二發(fā)光二極管具有一第二波長光譜，所述第一感應二極管感應所述第二波長光譜的光，所述第二感應二極管感應所述第一波長光譜的光，其中，所述第一波長光譜不同于所述第二波長光譜。在其中的一實施例，所述激光掃描測距裝置的安裝平面與水
平面的夾角介于0～180度之間。在其中的一實施例，所述激光掃描測距裝置為圓臺狀的立體結(jié)構(gòu)。在其中的一實施例，激光發(fā)射器和激光接收器均設置在所述立體結(jié)構(gòu)的側(cè)表面上。采用本技術的激光掃描測距裝置，其包括可轉(zhuǎn)動的旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)以及不可轉(zhuǎn)動的固定結(jié)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)包括接收板、激光發(fā)射器、骨架、外轉(zhuǎn)子、激光接收器和背板，固定結(jié)構(gòu)包括定子線圈、發(fā)射板和發(fā)射固定平臺，旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)與固定結(jié)構(gòu)通過軸承彼此連接。接收板、激光發(fā)射器、外轉(zhuǎn)子、激光接收器和背板安裝于骨架，定子線圈和發(fā)射板安裝于發(fā)射固定平臺，激光發(fā)射器發(fā)射的激光與激光接收器接收的激光組成的平面與激光掃描測距裝置的安裝平面彼此平行。相比于現(xiàn)有技術，本技術的激光掃描測距裝置采用無線供電和全雙工數(shù)據(jù)傳輸方式，避免了諸如滑環(huán)供電和通訊所產(chǎn)生的使用壽命較短的缺陷。再者，本技術通過電磁感應的磁介質(zhì)傳動，相比現(xiàn)有的皮帶傳動或齒輪傳動減少了體積和噪聲。此外，本技術將無線供電線圈的發(fā)射部分和接收部分設置在激光發(fā)射器與激光接收器之間的空間區(qū)域，充分利用空余的空間，形成高度集成一體化結(jié)構(gòu)，不僅使整體結(jié)構(gòu)更加緊湊，而且還可進一步減小裝置的體積。附圖說明讀者在參照附圖閱讀了本技術的具體實施方式以后，將
會更清楚地了解本技術的各個方面。其中，圖1示出依據(jù)本技術一實施方式的激光掃描測距裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2示出在圖1的激光掃描測距裝置中，利用激光發(fā)射器和激光接收器進行物體測距的示意圖；以及圖3A至圖3C分別示出采用全雙工方式、半雙工方式和單工方式進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑硎疽鈭D。具體實施方式為了使本申請所揭示的
技術實現(xiàn)思路
更加詳盡與完備，可參照附圖以及本技術的下述各種具體實施例，附圖中相同的標記代表相同或相似的組件。然而，本領域的普通技術人員應當理解，下文中所提供的實施例并非用來限制本技術所涵蓋的范圍。此外，附圖僅僅用于示意性地加以說明，并未依照其原尺寸進行繪制。下面參照附圖，對本技術各個方面的具體實施方式作進一步的詳細描述。圖1示出依據(jù)本技術一實施方式的激光掃描測距裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2示出在圖1的激光掃描測距裝置中，利用激光發(fā)射器和激光接收器進行物體測距的示意圖。參照圖1，在該實施方式中，本技術的激光掃描測距裝置包括可轉(zhuǎn)動的旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)以及不可轉(zhuǎn)動的固定結(jié)構(gòu)。具體而言，旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)包括接收板1、激光發(fā)射器2、骨架3、外轉(zhuǎn)子4、激光接
收器9和背板10。固定結(jié)構(gòu)包括定子線圈5、發(fā)射板6和發(fā)射固定平臺7。旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)與固定結(jié)構(gòu)通過軸承8彼此連接。其中，骨架3可由塑料材質(zhì)制成。接收板1、激光發(fā)射器2、外轉(zhuǎn)子4、激光接收器9和背板10均安裝于骨架3。激光發(fā)射器2和激光接收器9電性耦接至背板10。當骨架3旋轉(zhuǎn)時，激光發(fā)射器2和激光接收器9與骨架3一起旋轉(zhuǎn)從而實現(xiàn)360度的旋轉(zhuǎn)測距。定子線圈5和發(fā)射板6均安裝于發(fā)射固定平臺7。定子線圈5設置于外轉(zhuǎn)子4的內(nèi)側(cè)，磁極設置于外轉(zhuǎn)子4上，發(fā)射板6向定子線圈5上施加規(guī)律變化的交流電壓以產(chǎn)生磁場，定子線圈5與外轉(zhuǎn)子4耦合形成推力或吸力使得旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)發(fā)生旋轉(zhuǎn)。如圖2所示，該激光掃描測距裝置為圓臺狀的立體結(jié)構(gòu)，包括外殼14和圍繞外殼14的側(cè)表面。激光發(fā)射器2和激光接收器9均設置在立體結(jié)構(gòu)的側(cè)表面上。激光發(fā)射器2發(fā)射的激光與激光接收器9接收的激光組成的平面與激光掃描測距裝置的安裝平面彼此平行。詳細地，從激光發(fā)射器2射出的激光到達被測物體之后，在被測物體的表面發(fā)生反射，反射之后的光線被激光接收器9所接收。射向被測物體的光線與從被測物體表面本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種激光掃描測距裝置，其特征在于，所述激光掃描測距裝置包括可轉(zhuǎn)動的旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)以及不可轉(zhuǎn)動的固定結(jié)構(gòu)，所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)包括接收板(1)、激光發(fā)射器(2)、骨架(3)、外轉(zhuǎn)子(4)、激光接收器(9)和背板(10)，所述固定結(jié)構(gòu)包括定子線圈(5)、發(fā)射板(6)和發(fā)射固定平臺(7)，所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)與所述固定結(jié)構(gòu)通過軸承(8)彼此連接，其中，所述接收板(1)、激光發(fā)射器(2)、外轉(zhuǎn)子(4)、激光接收器(9)和背板(10)均安裝于骨架(3)，所述定子線圈(5)和發(fā)射板(6)均安裝于發(fā)射固定平臺(7)，激光發(fā)射器(2)發(fā)射的激光與激光接收器(9)接收的激光組成的平面與所述激光掃描測距裝置的安裝平面彼此平行。

【技術特征摘要】
1.一種激光掃描測距裝置，其特征在于，所述激光掃描測距裝置包括可轉(zhuǎn)動的旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)以及不可轉(zhuǎn)動的固定結(jié)構(gòu)，所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)包括接收板(1)、激光發(fā)射器(2)、骨架(3)、外轉(zhuǎn)子(4)、激光接收器(9)和背板(10)，所述固定結(jié)構(gòu)包括定子線圈(5)、發(fā)射板(6)和發(fā)射固定平臺(7)，所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)與所述固定結(jié)構(gòu)通過軸承(8)彼此連接，其中，所述接收板(1)、激光發(fā)射器(2)、外轉(zhuǎn)子(4)、激光接收器(9)和背板(10)均安裝于骨架(3)，所述定子線圈(5)和發(fā)射板(6)均安裝于發(fā)射固定平臺(7)，激光發(fā)射器(2)發(fā)射的激光與激光接收器(9)接收的激光組成的平面與所述激光掃描測距裝置的安裝平面彼此平行。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光掃描測距裝置，其特征在于，所述激光掃描測距裝置還包括無線供電線圈(11)，設置于激光發(fā)射器(2)與激光接收器(9)之間的空間區(qū)域。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的激光掃描測距裝置，其特征在于，所述無線供電線圈(11)的發(fā)射部分安裝于發(fā)射固定平臺(7)且連接至發(fā)射板(6)，所述無線供電線圈(11)的接收部分安裝于骨架(3)且連接至接收板(1)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的激光掃描測距裝置，其特征在于，
\t所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)還包括編碼器(12)，所述固定結(jié)構(gòu)還包括編碼齒(13)，其中，編碼器(12)安裝在接收板(1)上，編碼齒(13)安裝于無線供電線圈(11)的發(fā)射部分，用于記錄所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)動位置和圈數(shù)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光掃描測距裝置，其特征在于，激光發(fā)射器(2)和激光接收器(9)電性耦接至背板(10)。...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：徐磁，汪迎春，劉義春，陳士凱，李宇翔，林凌，黃玨珅，
申請(專利權(quán))人：上海思嵐科技有限公司，
類型：新型
國別省市：上海;31