基于环形外转子电机的扫描式激光测距装置及其实现方法与流程

文档序号:12659081阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种基于环形外转子电机的扫描式激光测距装置,其特征在于:包括电机转子(1),电机定子(2),轴承(17),与电机转子(1)连接的测角传感器(8);还包括激光驱动电路(4),与激光驱动电(4)连接的激光器(5),固定于激光器(5)发射端的第一汇聚镜头(6),固定于第一汇聚镜头(6)汇聚光路上的第一反射装置(7),固定于第一反射装置(7)激光发射光路上且与电机转子(1)固连的第二反射装置(3),固定于第二反射装置(3)接收光路上的滤光装置(9),固定于滤光装置(9)滤光光路上的第二汇聚镜头(10),固定于第二汇聚镜头(10)汇聚光路上的激光探测器(11);与激光探测器连接(11)的激光测距装置(12);还包括与所述激光驱动电路(4)、激光测距装置(12)和测角传感器(8)连接的系统处理器单元(13);还包括与电机转子(1)固连的永磁体(15),缠绕在电机定子(2)上的线圈(16);所述电机定子(2)和电机转子(1)均为空心圆柱状,发射激光和接收激光均从中穿过。

2.根据权利要求1所述的基于环形外转子电机的扫描式激光测距装置,其特征在于:所述电机转子(1)外侧的内壁上嵌有永磁体(15),永磁体(15)沿圆周方向均匀排列,电机转子(1)内侧的外壁与轴承(17)的内环固连,电机转子(1)能够随轴承内环的转动而转动。

3.根据权利要求1所述的基于环形外转子电机的扫描式激光测距装置,其特征在于:所述电机定子(2)的外侧绕有线圈(16),电机定子(2)的内侧与轴承(17)的外环固连。

4.根据权利要求1所述的基于环形外转子电机的扫描式激光测距装置,其特征在于:所述的第一反射装置(7)的激光发射光路包含在第二反射装置(3)的激光接收光路之中。

5.根据权利要求1所述的基于环形外转子电机的扫描式激光测距装置,其特征在于:所述第一反射装置(7)在水平面上投影的面积不大于第二汇聚镜头(10)在水平面上投影面积的三分之一。

6.根据权利要求1所述的基于环形外转子电机的扫描式激光测距装置,其特征在于:所述第一反射装置(7)与水平方向成135度夹角;所述的第二反射装置(3)与水平方向成45度夹角。

7.权利要求1所述基于环形外转子电机的扫描式激光测距装置实现测距的方法,其特征在于:包括如下步骤:

步骤一,系统处理器单元(13)通过激光驱动电路(4)驱动激光器(5)发射激光穿过第一汇聚镜头(6),照射到第一反射装置(7)后反射成竖直方向激光,电机转子(1)和电机定子(2)为环形空心圆柱状,激光竖直穿过电机转子(1)和电机定子(2)照射到第二反射装置(3);

步骤二,第二反射装置(3)与电机转子(1)固连,电机转子(1)转动时带动其转动,将照射到第二反射装置(3)的竖直方向激光反射成为水平扫描激光,并对水平面进行360度扫描探测;

步骤三,目标反射的激光被第二反射装置(3)反射,竖直穿过电机转子(1)和电机定子(2)后,其中一部分激光在第一反射装置(7)处被遮挡损失掉,另一部分则直接经滤光装置(9)滤光后穿过第二汇聚镜头(10),第二汇聚镜头(10)实现汇聚激光的作用,激光探测器(11)接收反射回来的激光,以便激光测距装置(12)进行后续处理;

步骤四,激光测距装置(12)通过测量发射激光脉冲时间t1和接收激光脉冲时间t2之间的时间差计算目标的距离s;系统处理器单元(13)通过测角传感器(8)测量电机转子(1)在发射激光照射到第二反射装置(3)时刻的转角θ,再读取激光测距装置(12)计算的目标的距离s,实现对360°障碍物的扫描探测。

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