测量模组及自主移动设备的制作方法

[0001]
本实用新型涉及机器人技术领域，尤其涉及一种测量模组及自主移动设备。


背景技术：

[0002]
激光雷达用于扫描检测目标障碍物或生成空间物体的点云数据等。激光雷达作为一种高精度的传感器，被广泛应用于扫地机器人、商用服务机器人等领域。
[0003]
目前，为了避免影响激光雷达发射的激光信号，机器人上部的激光雷达保护罩通常采用镂空设计，参见图1。这一类型的机器人的激光雷达极易出现故障；另外，镂空设计还比较容易被线绳、布料类物体挂住。


技术实现要素：

[0004]
为解决或改善现有机器人存在的问题，本实用新型实施例提供一种测量模组及自主移动设备。
[0005]
在本实用新型的一个实施例中，提供了一种测量模组。该测量模组包括：
[0006]
保护罩，其具有封闭的保护腔；
[0007]
发射单元，容置于所述保护腔内，用于发射测量信号，所述测量信号穿透所述保护罩至被测环境；
[0008]
接收单元，容置于所述保护腔内，用于接收所述测量信号对应的反射信号；
[0009]
处理单元，与所述发射单元及所述接收单元电连接，用于根据所述测量信号及所述反射信号，对被测环境进行测量。
[0010]
可选地，在所述发射单元的发射方向上设置有第一光学透镜；在所述接收单元的接收方向上设置有第二光学透镜；所述第一光学透镜与所述第二光学透镜为结构相同的透镜。
[0011]
可选地，所述发射单元及所述接收单元在水平方向上并排设置；所述发射单元与所述接收单元之间设有隔离部件；所述隔离部件与所述接收单元的地线电连接。
[0012]
可选地，所述的测量模组还包括光学基座；所述光学基座上设有发射镜筒和接收镜筒；所述发射镜筒位于所述发射单元的信号发射端；所述接收镜筒位于所述接收单元的信号接收端；所述发射镜筒和所述接收镜筒的筒壁均具有消光处理结构。
[0013]
可选地，所述发射镜筒和所述接收镜筒的筒壁均设有如下中的至少一种结构：消光螺纹、消光漆层。
[0014]
可选地，所述的测量模组还包括：
[0015]
无线供电单元，用于为所述发射单元、所述接收单元及所述处理单元提供采用无线方式产生的供电信号；
[0016]
其中，所述无线供电单元包括：
[0017]
第一线圈，接入供电电流后产生交流电；
[0018]
第二线圈，与所述第一线圈对应设置，以感应产生无线供电信号。
[0019]
可选地，所述第一线圈与所述第二线圈的线圈轴共轴，并沿所述线圈轴排布。
[0020]
可选地，所述第一线圈与所述第二线圈间存在间隙。
[0021]
可选地，所述第二线圈及所述处理单元集成在第一电路板上，以通过所述第一电路板为所述处理单元供电。
[0022]
可选地，所述的测量模组还包括：
[0023]
旋转基座，其能绕一旋转轴旋转，所述发射单元及所述接收单元设置在所述旋转基座上，以与所述旋转基座联动，随所述旋转基座旋转对所述被测环境进行全角度测量；
[0024]
所述第二线圈设置在第二固定座上，所述第二固定座与所述旋转基座旋转连接。
[0025]
可选地，所述第一线圈集成在第二电路板上；所述测量模组还包括驱动组件，所述驱动组件与所述第二电路板电连接，以通过所述第二电路板接收控制信号，并根据所述控制信号驱动所述旋转基座动作。
[0026]
可选地，所述处理单元将对被测环境测量的结果通过红外信号发送至所述第二电路板。
[0027]
在本实用新型的另一个实施例中，提供了一种自主移动设备。该自主移动设备包括：
[0028]
设备体，具有自主移动能力；
[0029]
测量模组，设置在所述设备体上，用于测量所述设备体周围环境参数；其中，所述测量模组包括：
[0030]
保护罩，其具有封闭的保护腔；
[0031]
发射单元，容置于所述保护腔内，用于发射测量信号，所述测量信号穿透所述保护罩至被测环境；
[0032]
接收单元，容置于所述保护腔内，用于接收所述测量信号对应的反射信号；
[0033]
处理单元，与所述发射单元及所述接收单元电连接，用于根据所述测量信号及所述反射信号，对被测环境进行测量。
[0034]
可选地，所述设备体的壳体上设有通孔；所述测量模组设置在所述通孔处，且一部分置于所述设备体内，另一部分显露于外。
[0035]
可选地，所述保护罩在所述通孔的孔口处与所述设备体连接，使得所述保护罩的保护腔与所述设备体内腔连通。
[0036]
可选地，在所述发射单元的发射方向上设置有第一光学透镜；在所述接收单元的接收方向上设置有第二光学透镜；所述第一光学透镜与所述第二光学透镜为结构相同的透镜。
[0037]
可选地，所述发射单元及所述接收单元在水平方向上并排设置；所述发射单元与所述接收单元之间设有隔离部件；所述隔离部件与所述接收单元的地线电连接。
[0038]
可选地，所述的测量模组还包括光学基座；所述光学基座上设有发射镜筒和接收镜筒；所述发射镜筒位于所述发射单元的信号发射端；所述接收镜筒位于所述接收单元的信号接收端；所述发射镜筒和所述接收镜筒的筒壁均具有消光处理结构。
[0039]
可选地，所述发射镜筒和所述接收镜筒的筒壁均设有如下中的至少一种结构：消光螺纹、消光漆层。
[0040]
可选地，所述的测量模组还包括：
[0041]
无线供电单元，用于为所述发射单元、所述接收单元及所述处理单元提供采用无线方式产生的供电信号；
[0042]
其中，所述无线供电单元包括：
[0043]
第一线圈，接入供电电流后产生交流电；
[0044]
第二线圈，与所述第一线圈对应设置，以感应产生无线供电信号。
[0045]
可选地，所述第一线圈与所述第二线圈的线圈轴共轴，并沿所述线圈轴排布。
[0046]
可选地，所述第一线圈与所述第二线圈间存在间隙。
[0047]
可选地，所述第二线圈及所述处理单元集成在第一电路板上，以通过所述第一电路板为所述处理单元供电。
[0048]
可选地，所述的测量模组还包括：
[0049]
旋转基座，其能绕一旋转轴旋转，所述发射单元及所述接收单元设置在所述旋转基座上，以与所述旋转基座联动，随所述旋转基座旋转对所述被测环境进行全角度测量；
[0050]
所述第二线圈设置在第二固定座上，所述第二固定座与所述旋转基座旋转连接。
[0051]
可选地，所述第一线圈集成在第二电路板上；所述测量模组还包括驱动组件，所述驱动组件与所述第二电路板电连接，以通过所述第二电路板接收控制信号，并根据所述控制信号驱动所述旋转基座动作。
[0052]
可选地，所述处理单元将对被测环境测量的结果通过红外信号发送至所述第二电路板。
[0053]
本实用新型实施例提供技术方案，利用发射单元发射的测量信号及接收单元接收到的所述测量信号对应的反射信号完成对被测环境的测量，且发射单元及接收单元容置在一个封闭的保护腔内，降低了因外部物质进入致使测量模组损坏或影响测量精度情况的发生概率；另外，保护罩因去除了镂空设计，外表面较为平整，可降低被外部线绳等物体挂住的发生几率。
附图说明
[0054]
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要利用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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。
[0055]
图1为现有机器人上部的激光雷达保护罩的结构图；
[0056]
图2为本实用新型一实施例提供的测量模组的结构示意图；
[0057]
图3为本实用新型一实施例提供的测量模组应用在机器人上实现测距的原理性示意图；
[0058]
图4为本实用新型一实施例提供的测量模组中至少包含发射单元及接收单元部分的爆炸示意图；
[0059]
图5为本实用新型一实施例提供的测量模组中光学基座的示意图；
[0060]
图6为本实用新型一实施例提供的测量模组中至少包含保护罩、光学基座及旋转基座部分的爆炸示意图；
[0061]
图7为本实用新型一实施例提供的测量模组的另一视角的结构示意图；
[0062]
图8为本实用新型一实施例提供的测量模组的外部结构示意图；
[0063]
图9为本实用新型一实施例提供的自主移动设备的外部结构示意图；
[0064]
图10为本实用新型一实施例提供的自主移动设备的局部剖面示意图；
[0065]
图11为本实用新型一实施例提供的测量方法的流程示意图。
具体实施方式
[0066]
如图1所示，目前市面上扫地机器人上部的激光雷达(laser directstructuring，lds)多采用三角法测距。其中，三角法测距的原理为：激光按照一定的角度发射红外光束，遇到物体后该红外光束会反射回来；反射回来的光线被ccd(charge coupled device，电荷耦合器件)检测器监测到以后，利用三角关系，基于发射角度、滤镜的角度f及偏移距，计算出传感器到障碍物间的距离。参见图1所示，此类激光雷达lds的保护罩采用镂空设计；异物，灰尘或水等极易从镂空处进入机器人内部，致使lds工作失效，使得扫地机器人退货或维修率升高。同时，镂空设计还存在扫地机器人挂线被卡住的风险。
[0067]
为此，本实用新型提出了如下各实施例，以解决或改善现有技术存在的问题。为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0068]
在本实用新型的说明书、权利要求书及上述附图中描述的一些流程中，包含了按照特定顺序出现的多个操作，这些操作可以不按照其在本文中出现的顺序来执行或并行执行。操作的序号如101、102等，仅仅是用于区分各个不同的操作，序号本身不代表任何的执行顺序。另外，这些流程可以包括更多或更少的操作，并且这些操作可以按顺序执行或并行执行。需要说明的是，本文中的“第一”、“第二”等描述，是用于区分不同的消息、设备、模块等，不代表先后顺序，也不限定“第一”和“第二”是不同的类型。此外，下述的各实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域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，都属于本实用新型保护的范围。
[0069]
图2示出了本实用新型一实施例提供的测量模组的结构示意图。如图2所示，所述测量模组包括：发射单元1、接收单元2、处理单元17及保护罩3。其中，发射单元1用于发射测量信号；接收单元2用于接收所述测量信号对应的反射信号；处理单元17，与所述发射单元1及所述接收单元2电连接，用于根据所述测量信号及所述反射信号的时差，对被测环境进行测量；保护罩3具有封闭的保护腔，所述发射单元1及所述接收单元2均容置于所述保护腔内。如图3所示，所述测量信号4穿透所述保护罩3至所述被测环境中；在被测环境中传播的测量信号4经被测环境中一目标200的反射产生所述反射信号5。所述反射信号5自外侧穿透所述保护罩3进入所述保护腔以便所述接收单元2接收。在一具体实现方案中，参见图3中虚线框内的内容，处理单元17可根据测量信号与反射信号间的时差，计算出测量模组(或携带有测量模组的自主移动设备)与被测环境中反射目标200间的距离。
[0070]
本实施例提供技术方案，利用发射单元发射的测量信号及接收单元接收到的所述测量信号对应的反射信号完成对被测环境的测量，且发射单元及接收单元容置在一个封闭的保护腔内，降低了因外部物质进入致使测量模组损坏或影响测量精度情况的发生概率；另外，保护罩因去除了镂空设计，外表面较为平整，可降低被外部线绳等物体挂住的发生几
率。
[0071]
在一具体可实现的方案，参见图4所示的测量模组中有关发射单元1及接收单元2部分的爆炸示意图。如图4所示，所述的测量模组还包括：第一光学透镜6及第二光学透镜7。其中，在所述发射单元1的发射方向上设置有第一光学透镜6；在所述接收单元2的接收方向上设置有第二光学透镜7；所述第一光学透镜6与所述第二光学透镜7可为结构相同的透镜。
[0072]
具体的，参见图4所示，所述发射单元1可包括：发射管102及发射电路板101；发射管102设置在所述发射电路板101上。所述接收单元2可包括光敏接收管202及接收电路板201；光敏接收管202设置在接收电路板201上。
[0073]
进一步的，如图1和图4所示，所述发射单元1及所述接收单元2在水平方向上并排设置；所述发射单元1与所述接收单元2之间设有隔离部件8；所述隔离部件8接地。具体的，所述隔离部件8与所述接收单元2的地线电连接，有助于降低发射单元1与接收单元2之间的电磁干扰。在一具体实例中，所述发射单元1与接收单元2之间的隔离部件8可以是金属挡板。本实施例此处通过在发射单元与接收单元中间设置金属挡板可极大的降低系统噪声，有助于提高测量模组的测量精度。具体实施时，如图4所示的实例，所述测量模组还包括光学基座9，所述发射单元1与接收单元2均设置在所述光学基座9上。光学基座9上设有金属挡板(即隔离部件8)，该金属挡板位于所述发射单元1和接收单元2之间。所述金属挡板还需与所述接收单元2的地线电连接，以降低发射单元与所述接收单元之间的电磁干扰。另外，在具体实现过程中，实用新型人发现：由于发射单元1产生极短的大电流脉冲产生的电磁干扰极大的影响到测量的精度和稳定性，因此可在测量模组的测量电路中增加去耦电容，以降低干扰电磁对测量精度的影响。
[0074]
继续参见图4，所述测量模组还包括光学基座9。所述光学基座9上设有发射镜筒91和接收镜筒92；所述发射单元1设置在所述光学基座9上，所述发射镜筒91位于所述发射单元1的信号发射端；所述接收单元2设置在所述光学基座9上，所述接收镜筒92位于所述接收单元2的信号接收端；其中，所述发射镜筒91和所述接收镜筒92的筒壁均具有消光处理结构。所述发射镜筒和所述接收镜筒的筒壁均设有如下中的至少一种结构：消光螺纹、消光漆层。参见图5所示，光学基座9的所述发射镜筒91及所述接收镜筒92的筒壁上均设有消光螺纹900。更具体的，如图5所示，所述发射镜筒91的筒壁沿垂直于信号发射方向的周向划分出四个区域，两相对区域上设有所述消光螺纹900。例如，图5中所述发射镜筒91筒壁的四个区域中，包含：位于所述水平面300上方的第一区域911，位于所述水平面300下方的第二区域912，与所述水平面300相交的第三区域913，以及与第三区域913相对的第四区域914。第一区域911与第三区域913相邻，第三区域913与第二区域912相邻，第二区域912与第四区域914相邻，第四区域914与第一区域911相邻。所述第三区域913与第四区域914上设有消光螺纹900。同理，所述接收镜筒92的筒壁上消光螺纹的设置位置可与发射镜筒91类同。具体的，参见图5所示，沿垂直于信号发射方向的周向划分出四个区域，两相对区域上设有所述消光螺纹900。例如，图5中所述接收镜筒92筒壁的四个区域中，包含：位于所述水平面300上方的第五区域921，位于所述水平面300下方的第六区域922，与所述水平面300相交的第七区域923，以及与第七区域923相对的第八区域924。第五区域921与第七区域923相邻，第七区域923与第六区域922相邻，第六区域922与第八区域924相邻，第八区域924与第五区域921相邻。所述第七区域923与第八区域924上设有消光螺纹900。
[0075]
本实施例提供的技术方案中，发射单元1、接收单元2、光学基座9、第一光学透镜6及第二光学透镜7均可容置在保护罩3内，采用全封闭的保护罩3将这些部件罩住，可有效降低因外部物质进入致使测量模组损坏或影响测量精度情况的发生概率。
[0076]
其中，第一光学透镜6和第二光学透镜7可由一片或多片透镜组成，能起到聚焦作用即可，具体结构本实施例对此不作具体限定。
[0077]
进一步的，如图2所示，所述测量模组还可包括无线供电单元11。该无线供电单元11用于为所述发射单元1、所述接收单元2及所述处理单元17提供采用无线方式产生的供电信号。其中，所述无线供电单元包括：第一线圈111及第二线圈112。第一线圈111，接入供电电流后产生交流电；第二线圈112，与所述第一线圈111对应设置，以感应产生无线供电信号。
[0078]
如图2所示，所述第一线圈111与所述第二线圈112的线圈轴共轴，并沿所述线圈轴排布。如图2所示的方位，使用第一线圈111及第二线圈112上下设置替代内外线圈方式，可以提高无线转换效率，降低系统的温升；有助于降低成本，减小产品体积。
[0079]
进一步的，所述第一线圈111与所述第二线圈112间的间隙可为零，也可不为零。具体的，当所述第一线圈111与所述第二线圈112间存在间隙时，该间隙需根据第一线圈111、第二线圈112的尺寸、圈数等因素来确定。例如，第一线圈111与第二线圈112均为：外径是14.0mm，高为4.2mm的线圈；第一线圈111与第二线圈112间的间隙h可在0-0.5mm，如第一线圈111与第二线圈112间的间隙h为0.2mm、0.45mm等。
[0080]
进一步的，所述第二线圈112及所述处理单元17可集成在第一电路板12上，以通过所述第一电路板12为所述处理单元17供电。
[0081]
对环境的检测通常需多角度、全方位的进行，因此测量模组中的发射单元1及接收单元2需旋转。具体的，如图2所示，所述测量模组还包括：旋转基座13。其中，所述旋转基座13能绕一旋转轴130旋转，所述发射单元1及所述接收单元2设置在所述旋转基座13上，以与所述旋转基座13联动，对所述被测环境进行全角度测量。所述第二线圈12设置在第二固定座14上，所述第二固定座14与所述旋转基座13旋转连接。具体的，如图2所示，所述第二固定座14卡入轴承15内圈，轴承15设置在所述旋转基座13上。所述旋转基座13旋转时，通过所述轴承15的外圈随旋转基座13旋转，所述轴承15固定不动，以保持所述第二线圈112及第一电路板12不动。
[0082]
参见图6所示，图6示出了测量模组中包含发射单元、接收单元、光学基座、保护罩、旋转基座等组成部分的爆炸示意图。图6中，光学基座9通过紧固件(如螺钉)安装在旋转基座13上。保护罩3罩设在光学基座上，以将发射单元及接收单元容置在一封闭的保护腔内。另外，如图6所示，所述保护罩3上分别与发射单元的发射端及接收单元的接收端对应的位置处设有两窗口，该两窗口处设有玻璃透镜或塑胶透镜等，本实施例对此不作具体限定。
[0083]
进一步的，参见图7所示，所述第一线圈111集成在第二电路板16上；所述测量模组还包括驱动组件，所述驱动组件与所述第二电路板16电连接，以通过所述第二电路板16接收控制信号，并根据所述控制信号驱动所述旋转基座13动作。在一具体实现实例中，如图7所示，所述驱动组件包括：电机18、电机带轮20及传动带19。电机18带动所述电机带轮20旋转；传动带19套设在电机带轮20和旋转基座13的外周。
[0084]
进一步的，所述处理单元17可将对被测环境测量的结果通过无线的方式传输至所
述第二电路板16。例如，第一电路板12与第二电路板16上分别设有发送二极管及接收二极管；发送二极管向接收二极管发送光脉冲信号以传输所述处理单元17得出的测量结果。
[0085]
具体实施时，所述接收单元2可使用雪崩光电二极管(apd，一种半导体光检测器)接收反射信号。相应的，所述处理单元可包括：含有tia(transimpedance amplifier，跨阻放大器)及比较器的第一芯片，以及第二芯片。其中，第一芯片与第二芯片电连接，接收单元2使用apd接收信号，再通过第一芯片进行信号处理，可降低系统噪声，有助于提高系统精度，降低成本。第二芯片接收到第一芯片输出的数据信息，计算测量信号及反射信号的时差，然后根据时差计算距离；随后将计算结果发送至所述第二电路板16。
[0086]
图8示出了本实施例提供的测量模组的外部结构示意图。从图8中可以看出，显露于外的部件至少包括：保护罩3、电机带轮20、旋转基座13等。保护罩3的保护腔内至少含有发射单元及接收单元；且保护罩3上没有镂空设计，整体较为平整，不易被外部物体钩挂。本实施例提供的测量装置可应用在扫地机器人、用于运输或装载摄像头的自主移动小车等各种需进行环境测量的设备上。
[0087]
图9示出了本实用新型一实施例提供的自主移动设备的结构示意图。如图9所示，所述自主移动设备包括设备体61及测量模组62。其中，设备体61，具有自主行进能力；测量模组62，设置在所述设备体61上，用于测量所述设备体61周围环境参数。本实施例中的所述测量模组62可采用上述实施例中描述的结构。参见图2所示，所述测量模组包括：发射单元1、接收单元2、处理单元17及保护罩3。其中，发射单元1用于发射测量信号；接收单元2用于接收所述测量信号对应的反射信号；处理单元17，与所述发射单元1及所述接收单元2电连接，用于根据所述测量信号及所述反射信号的时差，对被测环境进行测量；保护罩3具有封闭的保护腔，所述发射单元1及所述接收单元2均容置于所述保护腔内。如图3所示，所述测量信号4穿透所述保护罩3至所述被测环境中；在被测环境中传播的测量信号4经被测环境中一目标200的反射产生所述反射信号5。所述反射信号5自外侧穿透所述保护罩3进入所述保护腔以便所述接收单元2接收。在一具体实现方案中，参见图3中虚线框内的内容，处理单元17可根据测量信号与反射信号间的时差，计算出测量模组(或携带有测量模组的自主移动设备)与被测环境中反射目标200间的距离。
[0088]
这里需要说明的是：本实施例中所述测量模组61可采用上述实施例所述提供的技术方案实现。具体的，参见图4所示的测量模组中有关发射单元1及接收单元2部分的爆炸示意图。如图4所示，所述的测量模组还包括：第一光学透镜6及第二光学透镜7。其中，在所述发射单元1的发射方向上设置有第一光学透镜6；在所述接收单元2的接收方向上设置有第二光学透镜7；所述第一光学透镜6与所述第二光学透镜7可为结构相同的透镜。
[0089]
进一步参见图4所示，所述发射单元1可包括：发射管102及发射电路板101；发射管102设置在所述发射电路板101上。所述接收单元2可包括光敏接收管202及接收电路板201；光敏接收管202设置在接收电路板201上。
[0090]
如图1和图4所示，所述发射单元1及所述接收单元2在水平方向上并排设置；所述发射单元1与所述接收单元2之间设有隔离部件8；所述隔离部件8接地。具体实施时，所述隔离部件8与所述接收单元2的地线电连接，有助于降低发射单元1与接收单元2之间的电磁干扰。在一具体实例中，所述发射单元1与接收单元2之间的隔离部件8可以是金属挡板。本实施例此处通过在发射单元与接收单元中间设置金属挡板可极大的降低系统噪声，有助于提
高测量模组的测量精度。具体实施时，如图4所示的实例，所述测量模组还包括光学基座9，所述发射单元1与接收单元2均设置在所述光学基座9上。光学基座9上设有金属挡板(即隔离部件8)，该金属挡板位于所述发射单元1和接收单元2之间。所述金属挡板还需与所述接收单元2的地线电连接，以降低发射单元与所述接收单元之间的电磁干扰。另外，在具体实现过程中，实用新型人发现：由于发射单元1产生极短的大电流脉冲产生的电磁干扰极大的影响到测量的精度和稳定性，因此可在测量模组的测量电路中增加去耦电容，以降低干扰电磁对测量精度的影响。
[0091]
继续参见图4，所述测量模组还包括光学基座9。所述光学基座9上设有发射镜筒91和接收镜筒92；所述发射单元1设置在所述光学基座9上，所述发射镜筒91位于所述发射单元1的信号发射端；所述接收单元2设置在所述光学基座9上，所述接收镜筒92位于所述接收单元2的信号接收端；其中，所述发射镜筒91和所述接收镜筒92的筒壁均具有消光处理结构。所述发射镜筒和所述接收镜筒的筒壁均设有如下中的至少一种结构：消光螺纹、消光漆层。参见图5所示，光学基座9的所述发射镜筒91及所述接收镜筒92的筒壁上均设有消光螺纹900。更具体的，如图5所示，所述发射镜筒91的筒壁沿垂直于信号发射方向的周向划分出四个区域，两相对区域上设有所述消光螺纹900。例如，图5中所述发射镜筒91筒壁的四个区域中，包含：位于所述水平面300上方的第一区域911，位于所述水平面300下方的第二区域912，与所述水平面300相交的第三区域913，以及与第三区域913相对的第四区域914。第一区域911与第三区域913相邻，第三区域913与第二区域912相邻，第二区域912与第四区域914相邻，第四区域914与第一区域911相邻。所述第三区域913与第四区域914上设有消光螺纹900。同理，所述接收镜筒92的筒壁上消光螺纹的设置位置可与发射镜筒91类同。具体的，参见图5所示，沿垂直于信号发射方向的周向划分出四个区域，两相对区域上设有所述消光螺纹900。例如，图5中所述接收镜筒92筒壁的四个区域中，包含：位于所述水平面300上方的第五区域921，位于所述水平面300下方的第六区域922，与所述水平面300相交的第七区域923，以及与第七区域923相对的第八区域924。第五区域921与第七区域923相邻，第七区域923与第六区域922相邻，第六区域922与第八区域924相邻，第八区域924与第五区域921相邻。所述第七区域923与第八区域924上设有消光螺纹900。
[0092]
本实施例提供的技术方案中，发射单元1、接收单元2、光学基座9、第一光学透镜6及第二光学透镜7均可容置在保护罩3内，采用全封闭的保护罩3将这些部件罩住，可有效降低因外部物质进入致使测量模组损坏或影响测量精度情况的发生概率。
[0093]
其中，第一光学透镜6和第二光学透镜7可由一片或多片透镜组成，能起到聚焦作用即可，具体结构本实施例对此不作具体限定。
[0094]
进一步的，如图2所示，所述测量模组还可包括无线供电单元11。该无线供电单元11用于为所述发射单元1、所述接收单元2及所述处理单元17提供采用无线方式产生的供电信号。其中，所述无线供电单元包括：第一线圈111及第二线圈112。第一线圈111，接入供电电流后产生交流电；第二线圈112，与所述第一线圈111对应设置，以感应产生无线供电信号。
[0095]
如图2所示，所述第一线圈111与所述第二线圈112的线圈轴共轴，并沿所述线圈轴排布。如图2所示的方位，使用第一线圈111及第二线圈112上下设置替代内外线圈方式，可以提高无线转换效率，降低系统的温升；有助于降低成本，减小产品体积。
[0096]
进一步的，所述第一线圈111与所述第二线圈112间的间隙可为零，也可不为零。具体的，当所述第一线圈111与所述第二线圈112间存在间隙时，该间隙需根据第一线圈111、第二线圈112的尺寸、圈数等因素来确定。例如，第一线圈111与第二线圈112均为：外径是14.0mm，高为4.2mm的线圈；第一线圈111与第二线圈112间的间隙h可在0-0.5mm，如第一线圈111与第二线圈112间的间隙h为0.2mm、0.45mm等。
[0097]
进一步的，所述第二线圈112及所述处理单元17可集成在第一电路板12上，以通过所述第一电路板12为所述处理单元17供电。
[0098]
对环境的检测通常需多角度、全方位的进行，因此测量模组中的发射单元1及接收单元2需旋转。具体的，如图2所示，所述测量模组还包括：旋转基座13。其中，所述旋转基座13能绕一旋转轴130旋转，所述发射单元1及所述接收单元2设置在所述旋转基座13上，以与所述旋转基座13联动，对所述被测环境进行全角度测量。所述第二线圈12设置在第二固定座14上，所述第二固定座14与所述旋转基座13旋转连接。具体的，如图2所示，所述第二固定座14卡入轴承15内圈，轴承15设置在所述旋转基座13上。所述旋转基座13旋转时，通过所述轴承15的外圈随旋转基座13旋转，所述轴承15固定不动，以保持所述第二线圈112及第一电路板12不动。
[0099]
参见图6所示，图6示出了测量模组中包含发射单元、接收单元、光学基座、保护罩、旋转基座等组成部分的爆炸示意图。图6中，光学基座9通过紧固件(如螺钉)安装在旋转基座13上。保护罩3罩设在光学基座上，以将发射单元及接收单元容置在一封闭的保护腔内。另外，如图6所示，所述保护罩3上分别与发射单元的发射端及接收单元的接收端对应的位置处设有两窗口，该两窗口处设有玻璃透镜或塑胶透镜等，本实施例对此不作具体限定。
[0100]
进一步的，参见图7所示，所述第一线圈111集成在第二电路板16上；所述测量模组还包括驱动组件，所述驱动组件与所述第二电路板16电连接，以通过所述第二电路板16接收控制信号，并根据所述控制信号驱动所述旋转基座13动作。在一具体实现实例中，如图7所示，所述驱动组件包括：电机18、电机带轮20及传动带19。电机18带动所述电机带轮20旋转；传动带19套设在电机带轮20和旋转基座13的外周。
[0101]
进一步的，所述处理单元17可将对被测环境测量的结果通过无线的方式传输至所述第二电路板16。例如，第一电路板12与第二电路板16上分别设有发送二极管及接收二极管；发送二极管向接收二极管发送光脉冲信号以传输所述处理单元17得出的测量结果。
[0102]
具体实施时，所述接收单元2可使用雪崩光电二极管(apd，一种半导体光检测器)接收反射信号。相应的，所述处理单元可包括：含有tia(transimpedance amplifier，跨阻放大器)及比较器的第一芯片，以及第二芯片。其中，第一芯片与第二芯片电连接，接收单元2使用apd接收信号，再通过第一芯片进行信号处理，可降低系统噪声，有助于提高系统精度，降低成本。第二芯片接收到第一芯片输出的数据信息，计算测量信号及反射信号的时差，然后根据时差计算距离；随后将计算结果发送至所述第二电路板16。
[0103]
图8示出了本实施例提供的测量模组的外部结构示意图。从图8中可以看出，显露于外的部件至少包括：保护罩3、电机带轮20、旋转基座13等。保护罩3的保护腔内至少含有发射单元及接收单元；且保护罩3上没有镂空设计，整体较为平整，不易被外部物体钩挂。本实施例提供的测量装置可应用在扫地机器人、用于运输或装载摄像头的自主移动小车等各种需进行环境测量的设备上。
[0104]
进一步的，如图10所示，所述的自主移动设备中所述设备体61的顶部设有通孔；所述测量模组62设置在所述通孔处，部分置于所述设备体61内，部分显露于外。具体的，所述测量模组62的保护罩3在所述通孔的孔口处与所述设备体61连接，使得所述保护罩3的保护腔与所述设备体61内腔连通。
[0105]
进一步的，所述测量模组为基于tof的测距装置。
[0106]
基于上述实施例提供的硬件结构，本实用新型另一实施例还提供一种测量方法。如图11所示，所述测量方法包括：
[0107]
101、控制容置于封闭保护腔内的发射单元发射第一测量信号，所述第一测量信号透过保护罩至被测环境；
[0108]
102、在容置于封闭保护腔内的接收单元接收到第一反射信号的情况下，获取所述第一测量信号的发射时间与所述第一反射信号的接收时间之间的时差；
[0109]
其中，所述第一反射信号是所述第一测量信号经由所述被测环境中的一目标对象反射得到的。
[0110]
103、根据所述时差，计算距离第一目标对象的距离。
[0111]
具体实施时，所述发射单元发出测量信号的时刻启动计时，所述接收单元在接收到反射信号的时刻停止计时，计时器所记录的时间即时差。基于时差及信号传播速度(即光传播速度)，便可计算距离目标对象的距离。
[0112]
进一步的，所述测量方法还包括：
[0113]
104、控制驱动组件动作，以带动旋转基座旋转一角度，以到达第一角度位置；
[0114]
105、所述旋转基座旋转至第一角度位置后，控制所述发射单元发射第二测量信号；
[0115]
106、在所述接收单元接收到第二反射信号的情况下，获取所述第二测量信号的发射时间与所述第二反射信号的接收时间之间的时差，并根据时差计算计算距离第二目标对象的距离。
[0116]
其中，所述第二反射信号是所述第二测量信号经由所述被测环境中的第二目标对象反射得到的。其中，所述第一目标对象与所述第二目标对象可以是不同的两个障碍物，也可以是同一障碍物上的两个不同位置。
[0117]
本实施例提供的所述测量方法的执行主体可以是：自主移动设备(如服务机器人、扫地机器人等)的处理器。
[0118]
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
[0119]
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施
例或者实施例的某些部分所述的方法。
[0120]
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。