КОМПОНОВКА ОТКЛОНЯЮЩИХ ЗЕРКАЛ ДЛЯ ОПТИЧЕСКОГО ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА И СООТВЕТСТВУЮЩЕЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2015 года по МПК G01S7/481 

Изобретение относится к компоновке отклоняющих зеркал для оптического измерительного устройства, названного в ограничительной части пункта 1 типа, и к соответствующему оптическому измерительному устройству с такой компоновкой отклоняющих зеркал.

Из уровня техники известны сканирующие оптические измерительные устройства, так называемые лазерные сканеры для транспортных средств, предназначенные для распознавания в контролируемой зоне объектов или преград, которые определяют расстояние до распознаваемых в контролируемой зоне объектов или преград методом определения продолжительности распространения светового импульса.

В заявке DE 10 2005 055 572 B4 описан, например, сканирующий оптический датчик расстояния. Описанный датчик расстояния содержит, по меньшей мере, один лазер в качестве оптического передатчика, по меньшей мере, один детектор, в качестве оптического приемника, и отклоняющий узел, поворачивающий произведенное лазерное излучение на измеряемый участок при помощи первого зеркала, а при помощи второго зеркала поворачивающий отраженные объектами лазерные импульсы, по меньшей мере, на один детектор. При этом первое и второе зеркала расположены на общей, установленной с возможностью поворота оси, приводимой в движение от узла привода. Первое зеркало расположено на первом держателе, а второе зеркало расположено на одной оси на расстоянии от первого зеркала на втором держателе, причем узел привода расположен между обоими держателями. По меньшей мере, один лазер и, по меньшей мере, один детектор с соответствующим электронным блоком расположены вертикально.

Задачей изобретения является усовершенствование компоновки отклоняющих зеркал для оптического измерительного устройства, названного в ограничительной части пункта 1 типа в том отношении, чтобы обеспечить уменьшение необходимого конструктивного пространства, а также предложить соответствующее оптическое измерительное устройство.

Эта задача решается согласно изобретению посредством компоновки отклоняющих зеркал для лазерного сканера с признаками пункта 1 и посредством оптического измерительного устройства с признаками пункта 10. Зависимые пункты формулы изобретения содержат предпочтительные признаки других вариантов выполнения изобретения.

Достигнутое при помощи изобретения преимущество состоит в том, что необходимое конструктивное пространство для компоновки отклоняющих зеркал можно уменьшить посредством компоновки узла привода в пространстве между обоими отклоняющими зеркалами. В частности, таким образом можно уменьшить монтажную высоту компоновки отклоняющих зеркал.

Основная идея изобретения базируется на выполнении узла зеркал с двумя расположенными в горизонтальной плоскости на расстоянии друг от друга зеркалами, между которыми затем располагают узел привода. Кроме того, это двустороннее положение узла зеркал можно проще реализовать при компоновке зеркал на несущей пластине или несущем элементе.

Согласно изобретению компоновка отклоняющих зеркал для оптического измерительного устройства содержит, по меньшей мере, один узел зеркал, расположенный на оси, установленной с возможностью поворота, и содержит, по меньшей мере, одно отклоняющее зеркало, и узел привода, приводящий в движение ось, установленную с возможностью поворота. Согласно изобретению, по меньшей мере, один узел зеркал содержит, по меньшей мере, два отклоняющих зеркала, расположенные радиально на расстоянии от оси, установленной с возможностью поворота, причем узел привода расположен, по меньшей мере, частично в пространстве между обоими отклоняющими зеркалами.

В предпочтительном выполнении согласно изобретению компоновки, по меньшей мере, два отклоняющих зеркала расположены на несущей пластине, причем узел привода расположен в отверстии несущей пластины. Тем самым удается проще реализовать двустороннюю установку узла зеркал и уменьшить отклонения при вращательном движении. Для упрощения расположения узла привода в отверстии несущей пластины, на краю отверстия можно выполнить охватывающий по окружности фланец.

По меньшей мере, один узел зеркал можно выполнять, например, как узел зеркал передатчика, по меньшей мере, с двумя отклоняющими зеркалами передатчика и/или, как узел зеркал приемника, по меньшей мере, с двумя отклоняющими зеркалами приемника.

В следующем предпочтительном выполнении согласно изобретению компоновки на общей, установленной с возможностью поворота оси, на расстоянии друг от друга, расположен узел зеркал передатчика с двумя отклоняющими зеркалами передатчика, расположенными радиально на расстоянии на несущей пластине с отверстием, и узел зеркал приемника с двумя отклоняющими зеркалами приемника, причем узел привода расположен в пространстве между обоими отклоняющими зеркалами передатчика. Оба отклоняющих зеркала приемника могут фиксироваться радиально на расстоянии, соответственно на одной стороне несущего элемента. Это позволяет проще реализовать двустороннюю установку узла зеркал приемника и уменьшить отклонения при вращательном движении узла зеркал приемника. Для регистрации актуального угла поворота между узлом зеркал передатчика и узлом зеркал приемника под несущей пластиной может располагаться кодирующий диск, используемый для определения угла поворота с возможностью поворота оси.

В следующем предпочтительном выполнении согласно изобретению компоновки узел привода выполнен в виде шагового двигателя. Кроме того, ось с возможностью поворота можно устанавливать на опорах с двух сторон, чтобы избегать поперечных движений и отклонений.

Согласно изобретению компоновка отклоняющих зеркал может предпочтительно использоваться в оптическом измерительном устройстве, по меньшей мере, с одним оптическим передатчиком и, по меньшей мере, с одним оптическим приемником.

Далее приводится более подробное разъяснение примеров выполнения изобретения посредством схематических изображений. На них показаны:

фиг.1. Перспективное изображение примера выполнения согласно изобретению оптического измерительного приспособления;

фиг.2. Перспективное детальное изображение оптического измерительного устройства по фиг.1 без корпуса;

фиг.3. Перспективное детальное изображение оптического измерительного устройства по фиг.1 без держателя привода;

фиг.4. Перспективное детальное изображение оптического измерительного устройства по фиг.1, без блока передатчика и без узла привода;

фиг.5. Перспективное изображение примера выполнения согласно изобретению компоновки отклоняющих зеркал для оптического измерительного устройства по фиг.1;

фиг.6. Другое перспективное изображение примера выполнения согласно изобретению компоновки отклоняющих зеркал согласно фиг.5 под другим углом зрения.

Как показано на фиг.1, оптическое измерительное устройство содержит корпус 2 с донной пластиной 5. В корпусе установлено окно 7 передатчика, через которое, например, излучается пульсирующее лазерное излучение, и окно 9 приема, через которое принимается отраженное от объектов в контролируемой зоне лазерное излучение.

Как показано на фиг.2-4, внутри корпуса 3 расположен блок 10 передатчика, блок 20 приемника, а также компоновка 30 отклоняющих зеркал. Блок 10 передатчика содержит печатную плату 12 передатчика, на которой расположен, например, выполненный как пульсирующий лазер оптический передатчик 14 с передающей оптикой 16. Печатная плата 12 передатчика смонтирована в представленном примере выполнения и на несущем элементе 18 переключения. Блок 20 приемника содержит печатную плату 22 приемника, на которой расположен, например, выполненный в виде детектора оптический приемник 24, и оптика 26 приемника, выполненная, например, как параболическое зеркало.

Как показано на фиг.2-6, компоновка отклоняющих зеркал 30 в представленном примере выполнения содержит узел 31 зеркал передатчика с двумя отклоняющими зеркалами 31.1, 31.2 передатчика, расположенными в общей горизонтальной плоскости радиально на расстоянии на несущей пластине 35, и узел 32 зеркал приемника с двумя отклоняющими зеркалами 32.1, 32.2 приемника, фиксированными радиально на некотором расстоянии, соответственно на одной стороне несущего элемента 38. Кроме того, как показано на фигурах 2-6, узел 31 зеркал передатчика и узел 32 зеркал приемника расположены на одной оси на расстоянии друг от друга на общей, установленной с возможностью поворота оси 34.

Согласно изобретению узел 33 привода, приводящий в движение установленную с возможностью поворота ось 34, расположен, по существу, в пространстве между обоими отклоняющими зеркалами 31.1, 31.2 передатчика. В представленном примере выполнения узел 33 привода 33 расположен в отверстии 35.1 несущей пластины 35. На краю отверстия 35.1 несущей пластины 35 выполнен фланец для облегчения установки узла 33 привода. Узел 33 привода фиксируется выполненным в виде крышки держателем 36. В представленном примере выполнения узел 33 привода выполнен как шаговый двигатель. Альтернативно могут использоваться также другие известные специалисту подходящие двигатели и приводы для приведения в движение установленной с возможностью поворота оси 34.

Между узлом 31 зеркал передатчика и узлом 32 зеркал приемника, под несущей пластиной 35 расположен кодирующий диск 37, использующийся для определения угла поворота установленной с возможностью поворота оси 34. Для анализа данных кодирующего диска 37 на несущем элементе 18 переключения могут располагаться соответствующие приемники или датчики. Кроме того, ось 34 установлена на опорах с двух сторон. Верхним концом ось 34 установлена в узле 33 привода, а нижним концом - в подшипнике 39 с возможностью его помещения в донной пластине 5.

Далее описывается принцип работы этого оптического измерительного устройства. Фиксированный оптический передатчик 14 производит пульсирующие лазерные лучи, которые изменяют направление посредством поворачивающегося узла 31 зеркал передатчика и испускают лучи через окно 7 передатчика на контролируемый участок. Через окно 9 приемника принимаются пульсирующие лазерные лучи, которые в результате реакции на излучаемые пульсирующие лазерные лучи отражаются от объектов или преград, расположенных в контролируемой зоне. Принятые лазерные лучи отклоняются узлом 32 зеркал приемника и направляются от фиксированной оптики 26 приемника к фиксированному оптическому приемнику 24. Выходной сигнал оптического передатчика 14 обрабатывается для установления продолжительности хода лазерных лучей, чтобы устанавливать удаление до распознанного объекта в контролируемой зоне.

Основную идею изобретения можно применять также в не изображенной компоновке отклоняющих зеркал, имеющей узел зеркал передатчика и узел зеркал приемника, не расположенный на общей оси поворота, а имеющей соответственно один собственный узел привода. При таком варианте выполнения узел привода для узла зеркал передатчика располагается, как в изображенном примере выполнения, по существу, в пространстве между двумя отклоняющими зеркалами передатчика, расположенными в общей горизонтальной плоскости радиально на некотором расстоянии к оси, установленной с возможностью поворота. Кроме того, узел привода располагается для узла зеркал приемника, по существу, в пространстве между двумя отклоняющими зеркалами приемника, расположенными в общей горизонтальной плоскости радиально на некотором расстоянии к оси, установленной с возможностью поворота.

Изобретение относится к компоновке отклоняющих зеркал для оптического измерительного устройства. Устройство содержит расположенные на оси с возможностью поворота два узла зеркал, каждый из которых включает по меньшей мере два отклоняющих зеркала. Отклоняющие зеркала расположены на одной общей горизонтальной плоскости радиально, на расстоянии от оси. Привод оси расположен в пространстве между отклоняющими зеркалами. Один из узлов зеркал выполнен как узел зеркал передатчика, отклоняющие зеркала которого расположены радиально на расстоянии на несущей пластине с отверстиями. Второй узел зеркал выполнен как узел зеркал приемника. Технический результат - уменьшение требующегося конструктивного пространства. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Компоновка отклоняющих зеркал для оптического измерительного устройства, состоящая, по меньшей мере, из одного узла (31, 32) зеркал, расположенного на установленной с возможностью поворота оси (34) и содержащего, по меньшей мере, одно отклоняющее зеркало (31.1, 31.2, 32.1, 32.2), и из узла (33) привода, приводящего в движение установленную с возможностью поворота ось (34), при этом, по меньшей мере, один узел (31, 32) зеркал содержит, по меньшей мере, два отклоняющих зеркала (31.1, 31.2, 32.1, 32.2), расположенных на общей горизонтальной плоскости радиально, на расстоянии от установленной с возможностью поворота оси (34), причем узел (33) привода расположен, по меньшей мере, частично в пространстве между обоими отклоняющими зеркалами (31.1, 31.2, 32.1, 32.2), отличающаяся тем, что, по меньшей мере, один узел зеркал выполнен как узел (31) зеркал передатчика, по меньшей мере, с двумя отклоняющими зеркалами (31.1, 31.2) передатчика, расположенными радиально на расстоянии на несущей пластине (35) с отверстием (35.1), и один узел зеркал выполнен как узел (32) зеркал приемника, по меньшей мере, с двумя отклоняющими зеркалами (32.1, 32.2) приемника, причем узел (31) зеркал передатчика и узел (32) зеркал приемника расположены на общей, установленной с возможностью поворота оси (34) на расстоянии друг от друга.

2. Компоновка по п. 1, отличающаяся тем, что узел (33) привода расположен в пространстве между обоими отклоняющими зеркалами (31.1, 31.2) передатчика.

3. Компоновка по п. 1, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, два отклоняющих зеркала (31.1, 31.2, 32.1, 32.2) расположены на несущей пластине (35), причем узел (33) привода расположен в отверстии (35.1) несущей пластины (35).

4. Компоновка по п. 3, отличающаяся тем, что на краю отверстия (35.1) несущей пластины (35) выполнен охватывающий по окружности фланец.

5. Компоновка по п. 1, отличающаяся тем, что оба отклоняющих зеркала (32.1, 32.2) приемника фиксированы радиально на расстоянии, соответственно на одной стороне несущего элемента (38).

6. Компоновка по любому из пп. 1-5, отличающаяся тем, что между узлом (31) зеркал передатчика и узлом (32) зеркал приемника под несущей пластиной (35) расположен кодирующий диск (37), с возможностью его использования для определения угла поворота установленной с возможностью поворота оси (34).

7. Компоновка по любому из пп. 1-5, отличающаяся тем, что узел (33) привода выполнен в виде шагового двигателя.

8. Компоновка по п. 6, отличающаяся тем, что узел (33) привода выполнен в виде шагового двигателя.

9. Компоновка по любому из пп. 1-5, 8, отличающаяся тем, что ось (34), установленная с возможностью поворота, установлена на опорах с двух сторон.

10. Компоновка по п. 6, отличающаяся тем, что ось (34), установленная с возможностью поворота, установлена на опорах с двух сторон.

11. Компоновка по п. 7, отличающаяся тем, что ось (34), установленная с возможностью поворота, установлена на опорах с двух сторон.

12. Оптическое измерительное устройство, состоящее, по меньшей мере, из одного оптического передатчика (14), по меньшей мере, одного оптического приемника (24) и компоновки (30) отклоняющих зеркал, по меньшей мере, с одним узлом (31, 32) зеркал, расположенным на установленной с возможностью поворота оси (34) и содержащим, по меньшей мере, одно отклоняющее зеркало (31.1, 31.2, 32.1, 32.2), и с узлом (33) привода, приводящим в движение ось (34), установленную с возможностью поворота, отличающееся тем, что компоновка (30) отклоняющих зеркал выполнена по любому из пп. 1-11.