[实用新型]四级安全光幕光学装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种四级安全光幕光学装置，是一种限制光束发散角的光学装置，用于四级安全光幕中，主要应用于压力机光电保护装置探测光束发射与接收系统满足产品性能的要求。

背景技术

压力机安装光电保护装置（Active Opto-electronic Protective Devices AOPDs）在锻压行业中应用以保护操作者的人身安全，现阶段对光电保护装置的安全性能提出了更高的要求。目前国产品牌的该类产品由于技术水平的限制，无法达到最高安全级别Type 4（见标准IEC 61496-1，-2)的要求，其中很大的因素是由于光学系统设计困难。一方面，在满足IEC61496-2相关光束发散角（Effective Aperture Angle EAA)规定的条件下，会大大降低保护距离，无法满足实际应用场合的需要；另一方面，满足了保护距离的要求，其EAA又会相应增大，达不到标准要求，从而降低了光电保护装置对于人身安全保护的可靠性。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种四级安全光幕光学装置，解决限制EAA和实现保护距离之间的矛盾，达到既符合Type 4安全等级又能满足现场长距离保护的需求，结构简单、光束发散角小且光学能量损失小。

本实用新型的目的是以如下方式实现的：该四级安全光幕光学装置，包括光学镜头、调节限位骨架和发射/接收驱动单元，发射/接收驱动单元是带驱动电路和LED发射接收器件的电路板，发射/接收驱动单元上面固定带有中心孔的调节限位骨架，调节限位骨架的中心孔偏下部设置居中带有光阑孔的隔板，LED发射接收器件与光阑孔对正，调节限位骨架的上端通过连接机构固定光学镜头。作为发射端时，光线从发射器件发出后，经调节限位骨架的光阑孔入射到光学镜头，并经过镜头的汇聚形成出射光束；作为接收端时，光束到达接收端的镜头表面后经汇聚通过调节限位骨架的光阑孔被电路板上的接收器件接收。

调节限位骨架的上端圆环平面设置沟槽，光学镜头底部有对应调节限位骨架沟槽的凸起环带，凸起环带插入到沟槽内，凸起环带与沟槽之间通过过盈配合连接或螺纹连接使光学镜头与调节限位骨架固定。

调节限位骨架下端设置若干连接柱，连接柱插入在发射/接收驱动单元上对应的连接孔中，连接柱穿出发射/接收驱动单元下面的部分通过热熔压铆后与发射/接收驱动单元固定。

由于光路传播的复杂性，光学系统在设计时会受到较多因素的影响，从而增大了光学性能实现的不确定性。本光学结构分为三个相互连接的零部件，在确定其中一个或两个零部件的相关参数后，通过设置其余零部件的参数，即可达到EAA和保护距离的要求。光学镜头的关键参数是焦距，在有限的安装空间内，通过改变镜头通光面的弧度可以改变镜头的焦距。调节限位骨架固定光学镜头和LED发射接收器件并对两者进行限位。LED发射接收器件焊装在电路板上，通过调整电路板的参数进行驱动，可以分别对发射器件的发光能量和接收器件的接收信号阈值进行调节。

本实用新型可以使设计人员在研发过程中通过控制变量的方式确定整个光学系统的参数，能够有效地缩短研发时间，解决EAA和保护距离之间的矛盾，并实现产品抗外界光干扰的性能。通过调节限位骨架光阑孔的设置可以使光束发散角达到标准要求的较小值；通过光学镜头焦距的设定可以实现较高的光学能量利用率。结构紧凑，有利于光幕产品的整体设计；装配简单，便于研发过程中的调试。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

参照图1，本实用新型包括光学镜头1、调节限位骨架2和发射/接收驱动单元3，发射/接收驱动单元3是带驱动电路和LED发射接收器件的电路板，发射/接收驱动单元3上面固定带有中心孔的调节限位骨架2，调节限位骨架2下端设置若干连接柱，连接柱插入在发射/接收驱动单元3上对应的连接孔中，连接柱穿出发射/接收驱动单元3下面的部分通过热熔压铆方式与发射/接收驱动单元3固定，调节限位骨架2的中心孔偏下部设置居中带有光阑孔的隔板，LED发射接收器件与光阑孔对正，调节限位骨架2的上端固定光学镜头1，调节限位骨架2的上端圆环平面设置沟槽，光学镜头1底部有对应调节限位骨架2沟槽的凸起环带，凸起环带插入到沟槽内，凸起环带与沟槽之间通过过盈配合连接或螺纹连接使光学镜头1与调节限位骨架2固定。