周视激光探测装置转让专利

申请号 : CN202110378325.3

文献号 : CN113093152B

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相似专利:

发明人 : 张绪成孙志慧王蒙杨元元王昌

申请人 : 山东省科学院激光研究所

摘要 :

本申请公开了一种周视激光探测装置,包括:动力部、激光发射部和激光接收部,动力部为锥形结构、且底面可拆卸连接于激光发射部,激光发射部转动连接于激光接收部;激光发射部中的旋转基体沿中心线开设中心通道,沿周向方向开设多个与中心通道连通的出光孔,中心通道中设置有激光发射器,激光发射器电连接驱动电路,驱动电路用于控制激光发射器发射探测光,探测光通过出光孔射出;激光接收部中,固定基体沿激光接收部的周向方向开设多个具有前倾预设角度的进光孔,多个进光孔内均设置有激光接收器,激光接收器均电连接控制电路。本申请通过动力部的带动,激光发射部实现360度倒锥形光幕的发射,从而实现全方位的周向探测,使得探测更加全面。

权利要求 :

1.一种周视激光探测装置,其特征在于,所述探测装置包括:动力部(1)、激光发射部(2)、激光接收部(3)和连接轴(4),其中:所述动力部(1)为锥形结构、且底面可拆卸连接于所述激光发射部(2),所述激光发射部(2)转动连接于所述激光接收部(3);

所述激光发射部(2)包括旋转基体(21),所述旋转基体(21)沿中心线方向开设有中心通道,沿所述激光发射部(2)的周向方向,在所述旋转基体(21)上设置有多个出光孔(22),多个所述出光孔(22)均前倾预设角度、且均与所述中心通道连通,所述中心通道中设置有激光发射器(23),所述激光发射器(23)电连接驱动电路,所述驱动电路用于控制所述激光发射器(23)发射探测光(24),所述探测光(24)通过所述出光孔(22)射出;

所述激光接收部(3)包括固定基体(31),沿所述激光接收部(3)的周向方向,在所述固定基体(31)上设置有多个进光孔(32),多个所述进光孔(32)均前倾预设角度,多个所述进光孔(32)内均设置有激光接收器(33),所述激光接收器(33)均电连接控制电路,所述控制电路用于根据所述激光接收器(33)接收到的反射光(34)产生控制信号,所述连接轴(4)固定设置在所述固定基体(31),所述旋转基体(21)转动设置在所述连接轴(4)上,所述动力部(1)带动所述旋转基体(21)绕所述连接轴(4)转动,以产生探测光幕。

2.根据权利要求1所述的周视激光探测装置,其特征在于,所述探测装置还包括分光组件(5),所述分光组件(5)包括底座(51),及与所述底座(51)固定连接的分光棱镜(52);

靠近所述动力部(1)的所述中心通道的一端设置有内螺纹,所述底座(51)上设置有与所述内螺纹相匹配的外螺纹,所述底座(51)和所述中心通道螺纹连接;

所述分光棱镜(52)侧面的个数与所述出光孔(22)的个数相同,且所述分光棱镜(52)的侧面与所述出光孔(22)的位置一一相应,多个所述出光孔(22)内均设置有反射镜,所述探测光(24)依次经过所述分光棱镜(52)和所述反射镜。

3.根据权利要求1所述的周视激光探测装置,其特征在于,靠近所述激光发射部(2)的所述固定基体(31)一端,沿中心线方向开设有连接孔;

所述激光发射部(2)通过连接轴(4)转动连接于所述激光接收部(3),所述连接轴(4)的一端通过轴承转动连接于所述中心通道,另一端固定连接于所述连接孔。

4.根据权利要求3所述的周视激光探测装置,其特征在于,所述连接轴(4)为空心连接轴,所述连接轴(4)内设置有所述激光发射器(23)和所述驱动电路。

5.根据权利要求3所述的周视激光探测装置,其特征在于,所述连接轴(4)为台阶轴,靠近所述激光发射部(2)的所述台阶轴的一端,依次穿过大轴承(6)、小轴承(7)和止动螺母,所述大轴承(6)和所述小轴承(7)之间设置有隔套;

靠近所述激光发射部(2)的所述固定基体(31)的一端,在侧面开设螺钉孔,所述连接轴(4)的相应位置处开设有螺钉孔,固定螺钉通过螺钉孔将所述连接轴(4)与所述固定基体(31)连接。

6.根据权利要求1所述的周视激光探测装置,其特征在于,所述激光发射部(2)与所述激光接收部(3)均为圆台结构,所述激光发射部(2)的上底面与所述动力部(1)连接、且所述激光发射部(2)的上底面的面积与所述动力部(1)的底面面积相同,所述激光发射部(2)的下底面与所述激光接收部(3)的上底面连接,且所述激光发射部(2)的下底面的面积与所述激光接收部(3)的上底面的面积相同。

7.根据权利要求1所述的周视激光探测装置,其特征在于,远离所述激光发射部(2)的所述固定基体(31)一端,沿中心线方向开设有安装孔,所述安装孔设置有安装支架(8),多个所述激光接收器(33)均固定于所述安装支架(8)上。

8.根据权利要求1所述的周视激光探测装置,其特征在于,所述动力部(1)为辐流式涡轮。

9.根据权利要求7所述的周视激光探测装置,其特征在于,所述进光孔(32)的数量为4个,每一所述激光接收器(33)的接收视场为90度。

10.根据权利要求1所述的周视激光探测装置,其特征在于,所述出光孔(22)均设置有光学窗口(9),所述光学窗口(9)与所述激光发射部(2)的边缘齐平。

说明书 :

周视激光探测装置

技术领域

[0001] 本申请涉及光学技术领域,尤其涉及一种周视激光探测装置。

背景技术

[0002] 随着激光器件的不断发展,激光技术在各个领域的应用也越来越广泛,对于激光探测,更是广泛应用于激光测距、通信、跟踪及雷达的领域。激光探测指的是通过发射系统发射激光,当激光触及目标时产生漫反射回波信号,根据对漫反射回波信号的分析,提取所需要的目标特征。其中,对于是否能够探测到目标来说,发射系统所探测的视场范围是尤为重要的。
[0003] 发射系统中最重要的组成部分为激光发射器,激光发射器具有一定的发射口径,由其发射口径决定了该发射系统所能够探测到的视场范围。目前,对于激光探测来说,所能够探测的视场范围有限,无法进行360度周向探测,从而使得探测不全面。

发明内容

[0004] 本申请提供了一种周视激光探测装置,以解决现有技术中激光探测不全面的技术问题。
[0005] 为了解决上述技术问题,本申请实施例公开了如下技术方案:
[0006] 本申请实施例公开了一种周视激光探测装置,所述探测装置包括:动力部、激光发射部和激光接收部,其中:
[0007] 所述动力部为锥形结构、且底面可拆卸连接于所述激光发射部,所述激光发射部转动连接于所述激光接收部;
[0008] 所述激光发射部包括旋转基体,所述旋转基体沿中心线方向开设有中心通道,沿所述激光发射部的周向方向,在所述旋转基体上设置有多个出光孔,多个所述出光孔均前倾预设角度、且均与所述中心通道连通,所述中心通道中设置有激光发射器,所述激光发射器电连接驱动电路,所述驱动电路用于控制所述激光发射器发射探测光,所述探测光通过所述出光孔射出;
[0009] 所述激光接收部包括固定基体,沿所述激光接收部的周向方向,在所述固定基体上设置有多个进光孔,多个所述进光孔均前倾预设角度,多个所述进光孔内均设置有激光接收器,所述激光接收器均电连接控制电路,所述控制电路用于根据所述激光接收器接收到的反射光产生控制信号。
[0010] 可选地,在上述周视激光探测装置中,所述探测装置还包括分光组件,所述分光组件包括底座,及与所述底座固定连接的分光棱镜;
[0011] 靠近所述动力部的所述中心通道的一端设置有内螺纹,所述底座上设置有与所述内螺纹相匹配的外螺纹,所述底座和所述中心通道螺纹连接;
[0012] 所述分光棱镜侧面的个数与所述出光孔的个数相同,且所述分光棱镜的侧面与所述出光孔的位置一一相应,多个所述出光孔内均设置有反射镜,
[0013] 所述探测光依次经过所述分光棱镜和所述反射镜。
[0014] 可选地,在上述周视激光探测装置中,靠近所述激光发射部的所述固定基体一端,沿中心线方向开设有连接孔;
[0015] 所述激光发射部通过连接轴转动连接于所述激光接收部,所述连接轴的一端通过轴承转动连接于所述中心通道,另一端固定连接于所述连接孔。
[0016] 可选地,在上述周视激光探测装置中,所述连接轴为空心连接轴,所述连接轴内设置有所述激光发射器和所述驱动电路。
[0017] 可选地,在上述周视激光探测装置中,所述连接轴为台阶轴,靠近所述激光发射部的所述台阶轴的一端,依次穿过大轴承、小轴承和止动螺母,所述大轴承和所述小轴承之间设置有隔套;
[0018] 靠近所述激光发射部的所述固定基体的一端,在侧面开设螺钉孔,所述连接轴的相应位置处开设有螺钉孔,固定螺钉通过螺钉孔将所述连接轴与所述固定基体连接。
[0019] 可选地,在上述周视激光探测装置中,所述激光发射部与所述激光接收部均为圆台结构,所述激光发射部的上底面与所述动力部连接、且所述激光发射部的上底面的面积与所述动力部的底面面积相同,所述激光发射部的下底面与所述激光接收部的上底面连接,且所述激光发射部的下底面的面积与所述激光接收部的上底面的面积相同。
[0020] 可选地,在上述周视激光探测装置中,远离所述激光发射部的所述固定基体一端,沿中心线方向开设有安装孔,所述安装孔设置有安装支架,多个所述激光接收器均固定于所述安装支架上。
[0021] 可选地,在上述周视激光探测装置中,所述动力部为辐流式涡轮。
[0022] 可选地,在上述周视激光探测装置中,所述进光孔的数量为4个,每一所述激光接收器的接收视场为90度。
[0023] 可选地,在上述周视激光探测装置中,所述出光孔均设置有光学窗口,所述光学窗口与所述激光发射部的边缘齐平。
[0024] 与现有技术相比,本申请的有益效果为:
[0025] 本申请提供了一种周视激光探测装置,该装置中,动力部为锥形结构且连接于激光发射部,激光发射部和激光接收部转动连接。在整个探测装置快速移动时,动力部利用移动中迎面气流的作用能够带动激光发射部进行旋转。在激光发射部中,驱动电路控制激光发射器发射探测光,该探测光沿着中心通道发射,并通过多个前倾设置的出光孔射出。当激光发射部旋转之后,通过出光孔发射出的探测光变成倒锥形探测光幕构成探测场。另外,对于激光接收部来说,沿周向方向,在固定基体上设置有多个进光孔,多个进光孔均前倾预设角度,多个进光孔内均设置有激光接收器。当探测光探测到目标之后产生反射光,通过激光接收器接收反射光,并在控制电路的作用下,根据接收到的反射光产生控制信号。本申请所提供的周视激光探测装置,通过动力部的带动,激光发射部实现360°倒锥形光幕的发射,从而实现360度周向探测,使得探测更加全面。
[0026] 应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本申请。

附图说明

[0027] 为了更清楚地说明本申请的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,对于本领域普通技术人员而言,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。
[0028] 图1为本发明实施例提供的一种周视激光探测装置的基本结构示意图;
[0029] 附图标记说明:1、动力部;2、激光发射部;21、旋转基体;22、出光孔;23、激光发射器;24、探测光;3、激光接收部;31、固定基体;32、进光孔;33、激光接收器;34、反射光;4、连接轴;5、分光组件;51、底座;52、分光棱镜;6、大轴承;7、小轴承;8、安装支架;9、光学窗口。

具体实施方式

[0030] 为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请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申请一部分实施例,而不是全部实施例。基于本申请中的实施例,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,都应当属于本申请保护的范围。
[0031] 参见图1,为本发明实施例提供的一种周视激光探测装置的基本结构示意图。结合图1,本申请实施例所提供的周视激光探测装置包括:动力部1、激光发射部2和激光接收部3。动力部1带动激光发射部2旋转,使得激光发射部2发射出360度探测光幕,当探测光幕探测到目标并反射回反射光时,由激光接收部3接收。
[0032] 本申请实施例中,所述动力部1为辐流式涡轮,所述动力部1的外形为锥形结构、且底面可拆卸连接于所述激光发射部2,所述激光发射部2转动连接于所述激光接收部3。由于所述动力部1为锥形结构,对于锥形结构的设计,不仅能够使得动力部1充分借助移动中迎面气流的作用,从而带动激光发射部2进行旋转。还能够尽可能减小探测装置的整体体积,避免了电磁干扰。
[0033] 所述激光发射部2包括旋转基体21,所述旋转基体21沿中心线方向开设有中心通道,沿所述激光发射部2的周向方向,在所述旋转基体21上设置有多个出光孔22。多个所述出光孔22均前倾预设角度、且均与所述中心通道连通。所述中心通道中设置有激光发射器23,所述激光发射器23电连接驱动电路,所述驱动电路用于控制所述激光发射器23发射探测光24,所述探测光24通过所述出光孔22射出。本申请中,出光孔22的前倾预设角度可以为
45度,以使得当激光发射部2旋转之后,通过出光孔22发射出的探测光变成倒锥形探测光幕。
[0034] 所述激光接收部3包括固定基体31,沿所述激光接收部3的周向方向,在所述固定基体31上设置有多个进光孔32,多个所述进光孔32均前倾预设角度,多个所述进光孔32内均设置有激光接收器33,所述激光接收器33均电连接控制电路,所述控制电路用于根据所述激光接收器33接收到的反射光34产生控制信号。当探测光24探测到目标之后产生反射光34,通过激光接收器33接收反射光34,并在控制电路的作用下,根据接收到的反射光34产生控制信号。其中,所述进光孔32的数量为4个,每一所述激光接收器33的接收视场为90度,以此,实现大视场的接收,满足360度全方位反射光的接收,使得目标定位准确、探测精度高。
[0035] 本申请所提供的周视激光探测装置,通过动力部1的带动,激光发射部2实现360度倒锥形光幕的发射,从而实现360度周向探测,使得探测更加全面。
[0036] 本申请实施例中,探测装置还包括分光组件5,所述分光组件5包括底座51,及与所述底座51固定连接的分光棱镜52。靠近所述动力部1的所述中心通道的一端设置有内螺纹,所述底座51上设置有与所述内螺纹相匹配的外螺纹,所述底座51和所述中心通道螺纹连接。所述分光棱镜52侧面的个数与所述出光孔22的个数相同,且所述分光棱镜52的侧面与所述出光孔22的位置一一相应。例如,所述出光孔22有4个,那么所述分光棱镜52可以为四棱锥结构,4个侧面与4个出光孔一一对应。多个所述出光孔22内均设置有反射镜,所述探测光24依次经过所述分光棱镜52和所述反射镜,经由出光孔22射出。另外,为了防止出光孔22内落入灰尘等杂物,本申请在所述出光孔22均设置有光学窗口9,所述光学窗口9与所述激光发射部2的边缘齐平,该光学窗口9除了能够防止杂物落入出光孔22内,还能够保证激光发射部2的完整性,使得激光发射部2在旋转时保持平稳。
[0037] 本申请中,由激光发射器23发出的探测光束为一窄光束,通过分光棱镜52使得探测光束由平行光束变为多束倾斜光束,使得激光发射器23可水平安装,减小了安装难度和安装空间。
[0038] 本申请实施例中,靠近所述激光发射部2的所述固定基体31一端,沿中心线方向开设有连接孔,所述激光发射部2通过连接轴4转动连接于所述激光接收部3,所述连接轴4的一端通过轴承转动连接于所述中心通道,另一端固定连接于所述连接孔。通过连接轴4的连接,使得激光发射部2和激光接收部3之间相对可以转动。
[0039] 进一步,为了尽可能减小安装空间,所述连接轴4为空心连接轴,所述连接轴4内设置有所述激光发射器23和所述驱动电路。另外,为了方便组装连接轴4、激光发射部2和激光接收部3,本申请中,所述连接轴4为台阶轴,靠近所述激光发射部2的所述台阶轴的一端,依次穿过大轴承6、小轴承7和止动螺母,所述大轴承6和所述小轴承7之间设置有隔套。靠近所述激光发射部2的所述固定基体31的一端,在侧面开设螺钉孔,所述连接轴4的相应位置处开设有螺钉孔,固定螺钉通过螺钉孔将所述连接轴4与所述固定基体31连接。连接轴4选用台阶轴的话,能够更加方便连接轴在中心通道内的定位。
[0040] 本申请实施例中,所述激光发射部2与所述激光接收部3均为圆台结构,所述激光发射部2的上底面与所述动力部1连接、且所述激光发射部2的上底面的面积与所述动力部1的底面面积相同,所述激光发射部2的下底面与所述激光接收部3的上底面连接,且所述激光发射部2的下底面的面积与所述激光接收部3的上底面的面积相同。整个周视激光探测装置的外形更加流畅,整体结构尺寸小,适合小型化设备的安装。
[0041] 本申请实施例中,远离所述激光发射部2的所述固定基体31一端,沿中心线方向开设有安装孔,所述安装孔设置有安装支架8,多个所述激光接收器33均固定于所述安装支架8上。在一些实施例中,若固定基体31内开设有4个进光孔32,也就是安装有4个激光接收器
33,那安装支架8可为一正四棱锥体结构。安装支架8的底面设置有止口,固定基体31的下底面设有相应的止口,那安装支架8的底面与固定基体31的下底面可通过止口面相连。
[0042] 在一些实施例中,对于固定基体31的下底面设置有与所用设备其他部分连接的结构,如,在下底面的边缘处设置台阶面,在台阶外圆处设置有沿圆周均匀分布的安装螺孔,从而实现了整个周视激光探测装置的安装固定。
[0043] 由于以上实施方式均是在其他方式之上引用结合进行说明,不同实施例之间均具有相同的部分,本说明书中各个实施例之间相同、相似的部分互相参见即可。在此不再详细阐述。
[0044] 需要说明的是,在本说明书中,诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的电路结构、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种电路结构、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,有语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的电路结构、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0045] 本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的公开后,将容易想到本申请的其他实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化,这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的,本申请的真正范围和精神由权利要求的内容指出。
[0046] 以上所述的本申请实施方式并不构成对本申请保护范围的限定。