一种激光扫描测距装置

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所属分类:AGV专利检索
摘要

本发明提供一种激光扫描测距装置。旋转平台与固定平台通过轴承相连,大齿轮安装在旋转平台上,激光发射器和激光接收器安装在旋转平台,齿轮传动装置与大齿轮直接或间接啮合,从而带动大齿轮转动并使旋转平台发生旋转,发射电路板安装在固定平台上,接收电路板安装在旋转平台上,驱动板用于驱动齿轮传动装置。相比于现有技术,本发明采用齿轮传动装置输出动力并带动旋转平台进行旋转,克服了现有的皮带传动所引起的噪音大、不环保、使用寿命短等诸多缺陷。该齿轮传动装置位于扫描平面的一侧且不突出旋转圆周范围之外,不仅结构小巧、外形结构紧凑,而且旋转平台的转速调节方式多样。

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。

一种激光扫描测距装置

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,往往需要检测移动机器人在行进路线前方的障碍物位置,提前预判并控制机器人采取必要的避让或绕行措施,例如,在机器人本体上方安装对应的激光扫描测距装置。然而,现有的激光扫描测距装置在传送信号和传递电能时多半采用滑环,通过皮带实现传动,存在诸如设备体积大、寿命短、噪音大的缺点,极大地限制了装置的应用场合。例如,对于专门的清扫型移动机器人来说,体积越小越好,若其高度较大则整机无法移动到诸如床底、沙发下方等角落进行清扫操作。又如,对于飞行的无人机来说,体积越小重量越轻,所需的动力越少,若其体积增加则对应的重量加大,消耗的动力相应增加导致续航能力大幅下降。此外,在现有的一些激光扫描测距仪中,整体结构采用可转动的上部和不可转动的下部构成,上部与下部通过轴承相连,利用上部旋转来改变扫描测距仪的激光收发方向,然而旋转时的速度调节比较单一。

有鉴于此,如何设计一种激光扫描测距装置,使其体积更加小巧,应用场合更加广泛,提升其续航能力,从而解决现有技术的激光扫描测距装置中的上述缺陷和不足,是业内相关技术人员亟待解决的一项课题。

发明内容

针对现有技术中的激光扫描测距装置所存在的上述缺陷,本发明提供一种结构小巧、外形结构紧凑的激光扫描测距装置。

依据本发明的一个方面,提供一种激光扫描测距装置,包括激光发射器、激光接收器、接收电路板、轴承、旋转平台、固定平台、能量传输装置、信号传输装置、齿轮传动装置、 驱动板、发射电路板、大齿轮,其中,旋转平台与固定平台通过轴承相连,大齿轮安装在旋转平台上,激光发射器和激光接收器安装在旋转平台,齿轮传动装置与大齿轮直接或间接啮合,从而带动大齿轮转动并使旋转平台发生旋转,发射电路板安装在固定平台上,接收电路板安装在旋转平台上,驱动板用于驱动齿轮传动装置。

在其中的一实施例,齿轮传动装置还包括电机和驱动齿轮,驱动齿轮与大齿轮直接啮合,其中,电机带动驱动齿轮从而带动大齿轮转动,使得旋转平台一同旋转。较佳地,电机与旋转平台的减速比为1:3.33。

在其中的一实施例,齿轮传动装置还包括电机、驱动齿轮、减速齿轮、惰轮,驱动齿轮与减速齿轮啮合,惰轮与减速齿轮啮合,大齿轮与惰轮啮合,其中,电机输出动力至驱动齿轮,带动减速齿轮转动,并依次经由惰轮和大齿轮带动旋转平台一同旋转。较佳地,电机与旋转平台的减速比为1:12。

在其中的一实施例,能量传输装置还包括内线圈和外线圈,其中,外线圈安装于固定平台且连接至发射电路板,内线圈安装于旋转平台且连接至接收电路板。

在其中的一实施例,发射电路板向外线圈上施加规律变化的交流电压以产生交变感应电磁场,使得内线圈产生感应电动势以实现无线方式的电能传递。

在其中的一实施例,发射电路板和接收电路板以光电转换的方式进行信息传输。

在其中的一实施例,发射电路板包括第一发光二极管和第一感应二极管,接收电路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。

在其中的一实施例,第一发光二极管具有一第一波长光谱,第二发光二极管具有一第二波长光谱,所述第一感应二极管感应所述第二波长光谱的光,所述第二感应二极管感应所述第一波长光谱的光,其中,所述第一波长光谱不同于所述第二波长光谱。

在其中的一实施例,激光扫描测距装置还包括方齿和编码器,其中,方齿设置于固定平台,编码器安装在接收电路板上,藉由方齿和编码器记录旋转平台的转动位置和圈数。

在其中的一实施例,所述激光扫描测距装置还包括调速控制开关,用于切换外部调速方式与内部调速方式。

在其中的一实施例,所述激光扫描测距装置还包括法兰,位于装置中部,藉由所述法兰以螺丝锁固或卡扣紧固方式进行安装。

在其中的一实施例,所述激光扫描测距装置还包括防护罩,所述防护罩为IP65防护等级。

采用本发明的激光扫描测距装置,其包括激光发射器、激光接收器、接收电路板、 轴承、旋转平台、固定平台、能量传输装置、信号传输装置、齿轮传动装置、驱动板、发射电路板、大齿轮。其中,旋转平台与固定平台通过轴承相连,大齿轮安装在旋转平台上,激光发射器和激光接收器安装在旋转平台,齿轮传动装置与大齿轮直接或间接啮合,从而带动大齿轮转动并使旋转平台发生旋转。相比于现有技术,本发明采用齿轮传动装置输出动力并带动旋转平台进行旋转,从而实现360度的旋转测量,克服了现有的皮带传动所引起的噪音大、不环保、使用寿命短等诸多缺陷。该齿轮传动装置位于扫描平面的一侧且不突出旋转圆周范围之外,不仅结构小巧、外形结构紧凑,而且旋转平台的转速调节方式多样,不仅可通过齿轮组的变速比调速,也可通过更换电路上的电阻调速,还可通过外部输入的PWM信号调速。此外,本发明在装置中部设有法兰安装面,可为使用者提供多种安装选择且安装角度不受任何限制。

附图说明

读者在参照附图阅读了本发明的具体实施方式以后,将会更清楚地了解本发明的各个方面。其中,

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