一种激光扫描测距装置及其移动机器人

技术领域

本发明涉及一种机器人设计技术和激光扫描技术，尤其涉及一种激光扫描测距装置及包含激光扫描测距装置的移动机器人。

背景技术

机器人(Robot)是自动执行工作的机器装置，它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，还可基于人工智能技术制定的原则纲领行动。一般来说，机器人的任务是协助或取代人类的工作，例如生产业、建筑业或者危险行业的工作。移动机器人是集环境感知、动态决策与规划、行为控制与执行等多种功能于一体的综合系统，可代替人到危险、恶劣或极端环境中执行任务，完成侦察、巡逻、警戒、反恐、排爆、科学考察及采样等，从而在诸如求援、科考、军事等领域具有巨大的应用价值。

在现有的移动机器人应用中，出于行走安全方面的考虑，往往需要关注移动机器人的着力介质形状。这是因为，一旦机器人无法及时了解行走着力介质的形状，当遇到地面障碍物或落差较大的地形(诸如凸起、凹坑等)时，很容易造成移动机器人倾倒、跌落或损坏等安全隐患。如此一来，势必需要特殊的地形检测装置将脚下近距离的地形信息提供给移动机器人。现有的一种常用做法是在移动机器人的四周排布多个下视式传感器，通过传感器反馈的地形信息来降低上述安全隐患，但这也会极大地增加系统的复杂程度。另外，即使安装了大量的上述传感器，移动机器人感测到的也仅仅只是多个点上的地形信息，并非一个完整的面形。再者，现有的移动机器人在传送信号或电能时多半采用滑环，并通过皮带或齿轮啮合的方式实现传动，通常存在诸如设备体积大、寿命短、噪音大的缺点。

有鉴于此，如何设计一种用于移动机器人的激光扫描测距装置，以克服现有技术中的上述缺陷或不足，是业内相关技术人员亟待解决的一项课题。

发明内容

针对现有技术中的移动机器人因存在地形扫描盲区而造成行走安全隐患的上述缺陷，本发明提供了一种激光扫描测距装置以及包含该激光扫描测距装置的移动机器人。

依据本发明的一个方面，提供了一种激光扫描测距装置，安装于机器人主体的上方，所述机器人主体可在地面上自主移动，其中，所述激光扫描测距装置包括激光收发装置、接收板、线圈、旋转平台、固定平台、发射板、顶盖、磁极、定子和底壳，

旋转平台与固定平台通过轴承相连，激光收发装置、接收板和磁极安装在旋转平台上，发射板和定子安装在固定平台上，线圈位于接收板与发射板之间，定子利用电磁感应产生的磁场与磁极耦合并形成扭矩力从而使得激光收发装置与旋转平台一起旋转，并且接收板与发射板之间通过无线方式进行全双工数据传输和供电，

其中，激光收发装置出射的激光与水平面具有一倾斜角，且该倾斜角大于O度，所述激光扫描测距装置藉由旋转平台的转动以锥形360度扫描地面的圆形区域边缘地形。

在其中的一实施例，所述激光扫描测距装置还包括一倾斜角设置单元，用于设定激光收发装置出射的激光与水平面的不同倾斜角。

在其中的一实施例，所述倾斜角设置单元包括多个档位，不同的档位一一对应于不同的倾斜角，其中不同的倾斜角决定地面所扫描的圆形区域的直径大小。

在其中的一实施例，激光收发装置还包括激光发射器和激光接收器，且激光发射器与激光接收器之间具有一预设角度。

在其中的一实施例，旋转平台的转速取决于发射板所产生的PWM信号的占空比数值。

在其中的一实施例，旋转平台的转速取决于所述激光扫描测距装置的外部所输入的PffM信号的占空比数值。

在其中的一实施例，所述激光扫描测距装置还包括拨码开关，当所述拨码开关处于第一位置时，通过发射板产生的PWM信号的占空比数值控制旋转平台的转速;当所述拨码开关处于第二位置时，通过所述激光扫描测距装置外部所输入的PWM信号的占空比数值控制旋转平台的转速。

在其中的一实施例，发射板包括第一发光二极管和第一感应二极管，接收板包括第二发光二极管和第二感应二极管，

其中，所述第一发光二极管和所述第二感应二极管形成第一无线传输路径，以及所述第一感应二极管和所述第二发光二极管形成第二无线传输路径，且所述第一无线传输路径和所述第二无线传输路径以同步方式实现全双工数据传输。