一種激光地形掃描測距裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種激光地形掃描測距裝置，包括激光收發(fā)裝置、接收板、線圈、旋轉(zhuǎn)平臺、固定平臺、發(fā)射板、頂蓋、磁極、定子和底殼。激光收發(fā)裝置、接收板和磁極安裝在旋轉(zhuǎn)平臺上，發(fā)射板和定子安裝在固定平臺上。定子利用電磁感應(yīng)產(chǎn)生的磁場與磁極耦合并形成扭矩力使旋轉(zhuǎn)平臺旋轉(zhuǎn)。激光收發(fā)裝置射出的激光與水平面具有一傾斜角，且該傾斜角大于0度。相比于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型以錐形360度掃描機器人本體上方或下方的圓形區(qū)域邊緣，在機器人移動過程中記錄每個邊緣的地形，從而解決現(xiàn)有的掃描雷達應(yīng)用于機器人時的盲區(qū)問題。此外，本實用新型采用無線供電和無線全雙工數(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。
【專利說明】
一種激光地形掃描測距裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種機器人設(shè)計技術(shù)和激光掃描技術(shù)，尤其涉及一種激光地形掃描測距裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]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(yù)先編排的程序，還可基于人工智能技術(shù)制定的原則綱領(lǐng)行動。一般來說，機器人的任務(wù)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(wù)，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(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用價值。
[0003]在現(xiàn)有的移動機器人應(yīng)用中，出于行走安全方面的考慮，往往需要關(guān)注移動機器人的著力介質(zhì)形狀。這是因為，一旦機器人無法及時了解行走著力介質(zhì)的形狀，當遇到地面障礙物或落差較大的地形(諸如凸起、凹坑等)時，很容易造成移動機器人傾倒、跌落或損壞等安全隱患。如此一來，勢必需要特殊的地形檢測裝置將腳下近距離的地形信息提供給移動機器人。現(xiàn)有的一種常用做法是在移動機器人的四周排布多個下視式傳感器，通過傳感器反饋的地形信息來降低上述安全隱患，但這也會極大地增加系統(tǒng)的復(fù)雜程度。另外，即使安裝了大量的上述傳感器，移動機器人感測到的也僅僅只是多個點上的地形信息，并非一個完整的面形。再者，現(xiàn)有的激光地形掃描測距裝置在傳送信號和電能時多半采用滑環(huán)，并通過皮帶或齒輪嚙合的方式實現(xiàn)傳動，通常存在諸如設(shè)備體積大、壽命短、噪音大的缺點。
[0004]有鑒于此，如何設(shè)計一種用于移動機器人的激光地形掃描測距裝置，以克服現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷或不足，是業(yè)內(nèi)相關(guān)技術(shù)人員亟待解決的一項課題。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)中的移動機器人因存在地形掃描盲區(qū)而造成行走安全隱患的上述缺陷，本實用新型提供一種激光地形掃描測距裝置。
[0006]依據(jù)本實用新型的一個方面，提供了一種激光地形掃描測距裝置，安裝于機器人主體上，所述機器人主體可在地面上自主移動，其中，所述激光地形掃描測距裝置包括激光收發(fā)裝置、接收板、線圈、旋轉(zhuǎn)平臺、固定平臺、發(fā)射板、頂蓋、磁極、定子和底殼，
[0007]旋轉(zhuǎn)平臺與固定平臺通過軸承相連，激光收發(fā)裝置、接收板和磁極安裝在旋轉(zhuǎn)平臺上，發(fā)射板和定子安裝在固定平臺上，線圈位于接收板與發(fā)射板之間，定子利用電磁感應(yīng)產(chǎn)生的磁場與磁極耦合并形成扭矩力從而使得激光收發(fā)裝置與旋轉(zhuǎn)平臺一起旋轉(zhuǎn)，并且發(fā)射板與接收板之間通過無線方式進行供電和全雙工數(shù)據(jù)傳輸，
[0008]其中，激光收發(fā)裝置射出的激光與水平面具有一傾斜角，且該傾斜角大于O度，所述激光地形掃描測距裝置藉由旋轉(zhuǎn)平臺的轉(zhuǎn)動以錐形360度掃描所述機器人主體的底部或頂部的圓形區(qū)域邊緣地形。
[0009]在其中的一實施例，所述激光地形掃描測距裝置還包括一傾斜角設(shè)置單元，用于設(shè)定激光收發(fā)裝置射出的激光與水平面的不同傾斜角。
[0010]在其中的一實施例，所述傾斜角設(shè)置單元包括多個檔位，不同的檔位一一對應(yīng)于不同的傾斜角，其中不同的傾斜角決定圓形區(qū)域的直徑大小。
[0011]在其中的一實施例，激光收發(fā)裝置還包括激光發(fā)射器和激光接收器，且激光發(fā)射器與激光接收器之間具有一預(yù)設(shè)角度。
[0012]在其中的一實施例，旋轉(zhuǎn)平臺的轉(zhuǎn)速取決于發(fā)射板所產(chǎn)生的PWM信號的占空比數(shù)值。
[0013]在其中的一實施例，旋轉(zhuǎn)平臺的轉(zhuǎn)速取決于所述激光地形掃描測距裝置的外部所輸入的PWM信號的占空比數(shù)值。
[0014]在其中的一實施例，所述激光地形掃描測距裝置還包括撥碼開關(guān)，當所述撥碼開關(guān)處于第一位置時，通過發(fā)射板產(chǎn)生的PWM信號的占空比數(shù)值控制旋轉(zhuǎn)平臺的轉(zhuǎn)速;當所述撥碼開關(guān)處于第二位置時，通過所述激光地形掃描測距裝置外部所輸入的PWM信號的占空比數(shù)值控制旋轉(zhuǎn)平臺的轉(zhuǎn)速。
[0015]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(yīng)二極管，接收板包括第二發(fā)光二極管和第二感應(yīng)二極管，
[0016]其中，所述第一發(fā)光二極管和所述第二感應(yīng)二極管形成第一無線傳輸路徑，以及所述第一感應(yīng)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。
[0017]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(yīng)二極管感應(yīng)所述第二波長光譜的光，所述第二感應(yīng)二極管感應(yīng)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。
[0018]在其中的一實施例，定子設(shè)置于線圈的外圈，磁極設(shè)置于線圈的內(nèi)圈，藉由定子上施加的規(guī)律變化的交流電壓產(chǎn)生磁場，并與磁極耦合形成推力或吸力使得旋轉(zhuǎn)平臺發(fā)生旋轉(zhuǎn)。
[0019]在其中的一實施例，定子設(shè)置于線圈的內(nèi)圈，磁極設(shè)置于線圈的外圈，藉由定子上施加的規(guī)律變化的交流電壓產(chǎn)生磁場，并與磁極耦合形成推力或吸力使得旋轉(zhuǎn)平臺發(fā)生旋轉(zhuǎn)。
[0020]在其中的一實施例，固定平臺上具有方形齒，該方形齒用于記錄旋轉(zhuǎn)平臺轉(zhuǎn)動的位置和圈數(shù)。
[0021]采用本實用新型的激光地形掃描測距裝置，其包括激光收發(fā)裝置、接收板、線圈、旋轉(zhuǎn)平臺、固定平臺、發(fā)射板、頂蓋、磁極、定子和底殼，旋轉(zhuǎn)平臺與固定平臺通過軸承相連，激光收發(fā)裝置、接收板和磁極安裝在旋轉(zhuǎn)平臺上，發(fā)射板和定子安裝在固定平臺上，線圈位于接收板與發(fā)射板之間，定子利用電磁感應(yīng)產(chǎn)生的磁場與磁極耦合并形成扭矩力從而使得激光收發(fā)裝置與旋轉(zhuǎn)平臺一起旋轉(zhuǎn)，并且發(fā)射板接收板與發(fā)射板接收板之間通過無線方式進行供電和全雙工數(shù)據(jù)傳輸和供電，激光收發(fā)裝置出射射出的激光與水平面具有一傾斜角，且該傾斜角大于O度，藉由旋轉(zhuǎn)平臺的轉(zhuǎn)動以錐形360度掃描機器人主體的底部或頂部的圓形區(qū)域邊緣地形。相比于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型的激光地形測距裝置以錐形360度掃描機器人本體上方或下方的圓形區(qū)域邊緣，在機器人移動過程中記錄每個邊緣的地形，從而解決現(xiàn)有的掃描雷達應(yīng)用于機器人時的盲區(qū)問題。此外，本實用新型采用無線供電和無線全雙工數(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，本實用新型通過電磁感應(yīng)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。
【附圖說明】
[0022]讀者在參照附圖閱讀了本實用新型的【具體實施方式】以后，將會更清楚地了解本實用新型的各個方面。其中，
[0023]圖1示出依據(jù)本實用新型一實施方式的激光地形掃描測距裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2示出圖1的激光地形掃描測距裝置中的激光收發(fā)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖3A示出圖2的激光地形掃描測距裝置中，與隨旋轉(zhuǎn)平臺一起旋轉(zhuǎn)的激光發(fā)射器射出的激光與水平面具有第一傾斜角的示意圖；
[0026]圖3B示出圖2的激光地形掃描測距裝置中，與隨旋轉(zhuǎn)平臺一起旋轉(zhuǎn)的激光發(fā)射器射出的激光與水平面具有第二傾斜角的示意圖；
[0027]圖4A示出圖1的激光地形掃描測距裝置在機器人移動過程中掃描得到的位于機器人本體的底部的多個圓形區(qū)域邊緣的狀態(tài)示意圖；
[0028]圖4B示出圖1的激光地形掃描測距裝置在機器人移動過程中掃描得到的位于機器人本體的頂部的多個圓形區(qū)域邊緣的狀態(tài)示意圖；以及
[0029]圖5A至圖5C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】
[0030]為了使本申請所揭示的技術(shù)內(nèi)容更加詳盡與完備，可參照附圖以及本實用新型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(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解，下文中所提供的實施例并非用來限制本實用新型所涵蓋的范圍。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。
[0031]下面參照附圖，對本實用新型各個方面的【具體實施方式】作進一步的詳細描述。
[0032]圖1示出依據(jù)本實用新型一實施方式的激光地形掃描測距裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2示出圖1的激光地形掃描測距裝置中的激光收發(fā)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0033]參照圖1，在該實施方式中，本實用新型的激光地形掃描測距裝置安裝于機器人主體上(諸如機器人主體的頂部或底部)，該機器人主體可在地面上自主移動?？傮w來說，激光掃描測距裝置包括激光收發(fā)裝置1、接收板2、線圈3、旋轉(zhuǎn)平臺4、固定平臺6、發(fā)射板7、頂蓋
8、磁極9、定子10和底殼11。
[0034]詳細地，旋轉(zhuǎn)平臺4與固定平臺6通過軸承5相連，旋轉(zhuǎn)平臺4是可轉(zhuǎn)動的，固定平臺6是不可轉(zhuǎn)動的。激光收發(fā)裝置1、接收板2和磁極9安裝在旋轉(zhuǎn)平臺4上。發(fā)射板7和定子10安裝在固定平臺6上。較佳地，固定平臺6上還可設(shè)置若干方形齒，該方形齒用于記錄旋轉(zhuǎn)平臺4轉(zhuǎn)動的位置和圈數(shù)。線圈3位于接收板2與發(fā)射板7之間。定子10利用電磁感應(yīng)產(chǎn)生的磁場與磁極9耦合并形成扭矩力從而使得激光收發(fā)裝置I與旋轉(zhuǎn)平臺4 一起旋轉(zhuǎn)。發(fā)射板7與接收板2之間通過無線方式進行供電和全雙工數(shù)據(jù)傳輸。在一實施例中，定子10設(shè)置于線圈3的外圈，磁極9設(shè)置于線圈3的內(nèi)圈，藉由定子10上施加的規(guī)律變化的交流電壓產(chǎn)生磁場，并與磁極9耦合形成推力或吸力使得旋轉(zhuǎn)平臺4發(fā)生旋轉(zhuǎn)。可替換地，將互換定子10與磁極9的位置，使定子10設(shè)置于線圈3的內(nèi)圈，磁極9設(shè)置于線圈3的外圈，同樣可實現(xiàn)定子10施加的規(guī)律變化的交流電壓所產(chǎn)生磁場與磁極9耦合形成推力或吸力，驅(qū)動旋轉(zhuǎn)平臺4發(fā)生轉(zhuǎn)動。
[0035]需要特別指出的是，與現(xiàn)有的地圖掃描儀不同，激光收發(fā)裝置I射出的激光與水平面具有一傾斜角，且該傾斜角大于O度，本實用新型的激光地形掃描測距裝置正是藉由旋轉(zhuǎn)平臺4的轉(zhuǎn)動以錐形360度掃描機器人主體的底部或頂部的圓形區(qū)域邊緣地形，從而解決現(xiàn)有的掃描雷達應(yīng)用于機器人時的盲區(qū)問題。
[0036]在一具體實施例，激光收發(fā)裝置I還包括激光發(fā)射器1a和激光接收器1b(如圖2所示)，且激光發(fā)射器1a與激光接收器1b之間具有一預(yù)設(shè)角度。舉例來說，激光發(fā)射器1a射出的激光到達障礙物上后反射回來，并被激光接收器1b接收，然后通過無線傳輸將數(shù)據(jù)傳輸?shù)桨l(fā)射板7，再通過電線輸出到外界。當需要調(diào)速時，可調(diào)整硬件參數(shù)或者外部信號來實現(xiàn)轉(zhuǎn)速調(diào)整。
[0037]在一具體實施例，旋轉(zhuǎn)平臺4的旋轉(zhuǎn)速度在硬件上主要由PffM(脈寬調(diào)制信號)的占空比數(shù)值決定，而PWM信號的來源既可以是激光地形掃描測距裝置內(nèi)部自己產(chǎn)生，也可以由外部輸入。例如，旋轉(zhuǎn)平臺4的轉(zhuǎn)速取決于發(fā)射板7所產(chǎn)生的PffM信號的占空比數(shù)值。又如，旋轉(zhuǎn)平臺4的轉(zhuǎn)速取決于所述激光地形掃描測距裝置的外部所輸入的PffM信號的占空比數(shù)值。
[0038]此外，激光地形掃描測距裝置還包括撥碼開關(guān)(圖中未示)。當撥碼開關(guān)處于第一位置時，通過發(fā)射板7產(chǎn)生的PffM信號的占空比數(shù)值控制旋轉(zhuǎn)平臺4的轉(zhuǎn)速；當撥碼開關(guān)處于第二位置時，通過激光地形掃描測距裝置外部所輸入的PWM信號的占空比數(shù)值控制旋轉(zhuǎn)平臺4的轉(zhuǎn)速。例如，撥碼開關(guān)可分為兩檔，一個檔位對應(yīng)裝置內(nèi)部產(chǎn)生PffM信號，另一個檔位對應(yīng)裝置外部輸入PWM信號。
[0039]圖3A示出圖2的激光地形掃描測距裝置中，與隨旋轉(zhuǎn)平臺一起旋轉(zhuǎn)的激光發(fā)射器射出的激光與水平面具有第一傾斜角的示意圖。圖3B示出圖2的激光地形掃描測距裝置中，與隨旋轉(zhuǎn)平臺一起旋轉(zhuǎn)的激光發(fā)射器射出的激光與水平面具有第二傾斜角的示意圖。
[0040]在一較佳實施例中，激光地形掃描測距裝置還包括一傾斜角設(shè)置單元，用于設(shè)定激光收發(fā)裝置I射出的激光與水平面的不同傾斜角。進一步，該傾斜角設(shè)置單元包括多個檔位，不同的檔位一一對應(yīng)于不同的傾斜角，其中不同的傾斜角決定圓形區(qū)域的直徑大小。如圖3A和圖3B所示，當激光收發(fā)裝置I的傾斜角α等于α?時，其所掃描的圓形區(qū)域邊緣的圓周較大；當激光收發(fā)裝置I的傾斜角α等于α2(α2〈α?)時，其所掃描的圓形區(qū)域邊緣的圓周較小。換言之，傾斜角的檔位只由要求掃描的范圍決定，相比之下，旋轉(zhuǎn)平臺的轉(zhuǎn)速只由要求掃描的頻率決定。傾斜角的檔位與轉(zhuǎn)速沒有直接聯(lián)系，不同的傾斜角檔位可以使用不同的轉(zhuǎn)速。
[0041]圖4Α示出圖1的激光地形掃描測距裝置在機器人移動過程中掃描得到的位于機器人本體的底部的多個圓形區(qū)域邊緣的狀態(tài)示意圖。
[0042]參照圖4Α，并結(jié)合圖1，機器人在向左移動的過程中，旋轉(zhuǎn)平臺4和固定平臺6隨著機器人本體一起移動。與此同時，旋轉(zhuǎn)平臺采用電磁感應(yīng)傳動方式以錐形360度旋轉(zhuǎn)掃描地面的圓形區(qū)域邊緣，例如，激光地形掃描測距裝置位于最右側(cè)時，其對應(yīng)的圓形區(qū)域邊緣為SI，激光地形掃描測距裝置位于中間位置時，其對應(yīng)的圓形區(qū)域邊緣為S2，激光地形掃描測距裝置移動至最左側(cè)時，其對應(yīng)的圓形區(qū)域邊緣為S3，記錄每個區(qū)域邊緣的地形，再處理每個區(qū)域邊緣的形狀從而組成一個整面作為機器人著力的地形圖。如此一來，移動機器人移動時，本實用新型的激光地形掃描測距裝置可掃描機器人“腳下”即將進入的掃描范圍的地形，解決傳統(tǒng)掃描裝置無法識別的盲區(qū)問題。
[0043]圖4B示出圖1的激光地形掃描測距裝置在機器人移動過程中掃描得到的位于機器人本體的頂部的多個圓形區(qū)域邊緣的狀態(tài)示意圖。類似于圖4A，在圖4B中，激光地形掃描測距裝置位于最右側(cè)時，其對應(yīng)的圓形區(qū)域邊緣為SI’；激光地形掃描測距裝置位于中間位置時，其對應(yīng)的圓形區(qū)域邊緣為S2’；激光地形掃描測距裝置移動至最左側(cè)時，其對應(yīng)的圓形區(qū)域邊緣為S3’，記錄位于機器人本體的頂部的每個區(qū)域邊緣的地形，從而解決傳統(tǒng)掃描裝置無法識別機器人上方障礙物的盲區(qū)問題。
[0044]圖5A至圖5C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。
[0045]如我們所熟知的，數(shù)據(jù)傳輸大致包括全雙工方式、半雙工方式和單工方式。以數(shù)據(jù)傳輸雙方A、B為例，其中，全雙工方式是指，在A對B發(fā)射數(shù)據(jù)的同時，可由B對A同步發(fā)射數(shù)據(jù)并且被A成功接收(如圖5A所示)。半雙工則是A對B發(fā)射數(shù)據(jù)的時候，B只能接收數(shù)據(jù)而且不能發(fā)射數(shù)據(jù)(如圖5B所示)。全雙工傳輸比半雙工快，因為不用等待。單工方式則是由A向B單方發(fā)送數(shù)據(jù)，或者由B向A單方發(fā)送數(shù)據(jù)(如圖5C所示)。
[0046]在一具體實施例，本實用新型采用全雙工方式進行無線數(shù)據(jù)傳輸。如圖5A，發(fā)射板7包括第一發(fā)光二極管301和第一感應(yīng)二極管303，接收板2包括第二發(fā)光二極管401和第二感應(yīng)二極管403。其中，第一發(fā)光二極管301和第二感應(yīng)二極管403形成第一無線傳輸路徑，第一感應(yīng)二極管303和第二發(fā)光二極管401形成第二無線傳輸路徑，且第一無線傳輸路徑和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。第一發(fā)光二極管301和第二發(fā)光二極管401具有不同的光譜。例如，第一發(fā)光二極管301具有一第一波長光譜，第二發(fā)光二極管401具有一第二波長光譜，第一感應(yīng)二極管303感應(yīng)第二波長光譜的光，第二感應(yīng)二極管403感應(yīng)第一波長光譜的光，其中第一波長光譜不同于第二波長光譜從而實現(xiàn)無線全雙工數(shù)據(jù)傳輸。
[0047]采用本實用新型的激光地形掃描測距裝置，其包括激光收發(fā)裝置、接收板、線圈、旋轉(zhuǎn)平臺、固定平臺、發(fā)射板、頂蓋、磁極、定子和底殼，旋轉(zhuǎn)平臺與固定平臺通過軸承相連，激光收發(fā)裝置、接收板和磁極安裝在旋轉(zhuǎn)平臺上，發(fā)射板和定子安裝在固定平臺上，線圈位于接收板與發(fā)射板之間，定子利用電磁感應(yīng)產(chǎn)生的磁場與磁極耦合并形成扭矩力從而使得激光收發(fā)裝置與旋轉(zhuǎn)平臺一起旋轉(zhuǎn)，并且發(fā)射板與接收板之間通過無線方式進行供電和全雙工數(shù)據(jù)傳輸，激光收發(fā)裝置射出的激光與水平面具有一傾斜角，且該傾斜角大于O度，藉由旋轉(zhuǎn)平臺的轉(zhuǎn)動以錐形360度掃描圓形區(qū)域邊緣地形。相比于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型的激光地形掃描測距裝置以錐形360度掃描機器人本體上方或下方的圓形區(qū)域邊緣，在機器人移動過程中記錄每個邊緣的地形，從而解決現(xiàn)有的掃描雷達應(yīng)用于機器人時的盲區(qū)問題。此外，本實用新型采用無線供電和無線全雙工數(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，本實用新型通過電磁感應(yīng)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。
[0048]上文中，參照附圖描述了本實用新型的【具體實施方式】。但是，本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員能夠理解，在不偏離本實用新型的精神和范圍的情況下，還可以對本實用新型的【具體實施方式】作各種變更和替換。這些變更和替換都落在本實用新型權(quán)利要求書所限定的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種激光地形掃描測距裝置，安裝于機器人主體上，所述機器人主體可在地面上自主移動，其特征在于，所述激光地形掃描測距裝置包括激光收發(fā)裝置(I)、接收板(2)、線圈(3)、旋轉(zhuǎn)平臺(4)、固定平臺(6)、發(fā)射板(7)、頂蓋(8)、磁極(9)、定子(10)和底殼(11)， 其中，旋轉(zhuǎn)平臺(4)與固定平臺(6)通過軸承(5)相連，激光收發(fā)裝置(I)、接收板(2)和磁極(9)安裝在旋轉(zhuǎn)平臺(4)上，發(fā)射板(7)和定子(10)安裝在固定平臺(6)上，線圈(3)位于接收板(2)與發(fā)射板(7)之間，定子(10)利用電磁感應(yīng)產(chǎn)生的磁場與磁極(9)耦合并形成扭矩力從而使得激光收發(fā)裝置(I)與旋轉(zhuǎn)平臺(4)一起旋轉(zhuǎn)，并且發(fā)射板(7)與接收板(2)之間通過無線方式進行供電和全雙工數(shù)據(jù)傳輸， 其中，激光收發(fā)裝置(I)射出的激光與水平面具有一傾斜角，且該傾斜角大于O度，所述激光地形掃描測距裝置藉由旋轉(zhuǎn)平臺(4)的轉(zhuǎn)動以錐形360度掃描所述機器人主體的底部或頂部的圓形區(qū)域邊緣地形。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光地形掃描測距裝置，其特征在于，所述激光地形掃描測距裝置還包括一傾斜角設(shè)置單元，用于設(shè)定激光收發(fā)裝置(I)射出的激光與水平面的不同傾斜角。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的激光地形掃描測距裝置，其特征在于，所述傾斜角設(shè)置單元包括多個檔位，不同的檔位一一對應(yīng)于不同的傾斜角，其中不同的傾斜角決定圓形區(qū)域的直徑大小。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光地形掃描測距裝置，其特征在于，激光收發(fā)裝置(I)還包括激光發(fā)射器和激光接收器，且所述激光發(fā)射器與所述激光接收器之間具有一預(yù)設(shè)角度。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光地形掃描測距裝置，其特征在于，旋轉(zhuǎn)平臺(4)的轉(zhuǎn)速取決于發(fā)射板(7)所產(chǎn)生的PffM信號的占空比數(shù)值。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光地形掃描測距裝置，其特征在于，旋轉(zhuǎn)平臺(4)的轉(zhuǎn)速取決于所述激光地形掃描測距裝置的外部所輸入的PWM信號的占空比數(shù)值。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光地形掃描測距裝置，其特征在于，所述激光地形掃描測距裝置還包括撥碼開關(guān)，當所述撥碼開關(guān)處于第一位置時，通過發(fā)射板(7)產(chǎn)生的PWM信號的占空比數(shù)值控制旋轉(zhuǎn)平臺(4)的轉(zhuǎn)速;當所述撥碼開關(guān)處于第二位置時，通過所述激光地形掃描測距裝置外部所輸入的PWM信號的占空比數(shù)值控制旋轉(zhuǎn)平臺(4)的轉(zhuǎn)速。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光地形掃描測距裝置，其特征在于，發(fā)射板(7)包括第一發(fā)光二極管和第一感應(yīng)二極管，接收板(2)包括第二發(fā)光二極管和第二感應(yīng)二極管， 其中，所述第一發(fā)光二極管和所述第二感應(yīng)二極管形成第一無線傳輸路徑，以及所述第一感應(yīng)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。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的激光地形掃描測距裝置，其特征在于，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(yīng)二極管感應(yīng)所述第二波長光譜的光，所述第二感應(yīng)二極管感應(yīng)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。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光地形掃描測距裝置，其特征在于，定子(10)設(shè)置于線圈(3)的外圈，磁極(9)設(shè)置于線圈(3)的內(nèi)圈，藉由定子(10)上施加的規(guī)律變化的交流電壓產(chǎn)生磁場，并與磁極(9)耦合形成推力或吸力使得旋轉(zhuǎn)平臺(4)發(fā)生旋轉(zhuǎn)。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光地形掃描測距裝置，其特征在于，定子(10)設(shè)置于線圈(3)的內(nèi)圈，磁極(9)設(shè)置于線圈(3)的外圈，藉由定子(10)上施加的規(guī)律變化的交流電壓產(chǎn)生磁場，并與磁極(9)耦合形成推力或吸力使得旋轉(zhuǎn)平臺(4)發(fā)生旋轉(zhuǎn)。12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光地形掃描測距裝置，其特征在于，固定平臺(6)上具有方形齒，該方形齒用于記錄旋轉(zhuǎn)平臺(4)轉(zhuǎn)動的位置和圈數(shù)。
【文檔編號】G01S7/481GK205450273SQ201620270023
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年4月1日
【發(fā)明人】徐磁, 劉健, 潘幫輝, 劉義春, 陳士凱, 李宇翔, 林凌, 黃玨珅
【申請人】上海思嵐科技有限公司