[发明专利]激光扫描测量仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种激光测量装置，尤其是一种激光扫描测量仪。

背景技术

公知的：激光扫描仪是利用时间飞行原理来测量工件的尺寸及形状等工作的一种仪器。激光的时间飞行原理－Time of flight为:激光发射器发出激光脉冲波，内部定时器开始计算时间t1当激光波碰到物体后，部分能量返回，当激光接收器收到返回激光波时，停止内部定时器t2，激光雷达到物体的距离为:其中C为光速。

激光扫描仪的测量原理：激光发射器发出激光脉冲波，当激光波碰到物体后，部分能量返回，当激光接收器收到返回激光波时，且返回波的能量足以触发门槛值，激光扫描器计算它到物体的距离值；激光扫描器连续不停的发射激光脉冲波，激光脉冲波打在高速旋转的镜面上，将激光脉冲波发射向各个方向从而形成一个二维区域的扫描。此二维区域的扫描可以实现以下两个功能：1).在扫描器的扫描范围内，设置不同形状的保护区域，当有物体进入该区域时，发出报警信号；2).在扫描器的扫描范围内，扫描器输出每个测量点的距离，根据此距离信息，可以计算物体的外型轮廓，坐标定位。

激光扫描测距仪属于激光扫描仪的一种，常见的激光扫描测距仪有以下两种：

一、如图1和图2所示的激光扫描测距仪，该激光扫描测距仪的聚焦透镜6设置在反射镜2的一侧，且将反射镜2设置为锥形。所述反射镜2具有两个反射面，一个反射面向上，另一个反射面向下；两个反射面具有夹角，两个反射面的交界处指向聚焦透镜6。光源3设置在反射镜2下方。光源2发射激光，激光照射在反射镜2上，通过反射面反射沿水平方向向聚焦透镜6的方向射出。由于激光射出后将经过聚焦透镜6；为了避免激光在经过聚焦透镜6时产生反射，从而影响测量，因此需要在聚焦透镜6上设置一个便于激光穿过的防干涉口61，使得激光由防干涉口61穿过。因此该激光扫描测距仪的聚焦透镜6制造困难，制造成本较高。如果不在聚焦透镜6上设置防干涉口61，那么光源3发射的激光通过聚焦透镜6后将有少量光源会反射回反射镜2，从而造成测量系统产生误判；同时光源通过聚焦透镜6后的光束发生变形，从而使得平行光变为扩散光影响准直效应。

其次，在安装的过程中，如图1所示必须保证聚焦透镜6的聚光焦点刚好位于反射镜2的向上反射的反射面上。否则如图2所示，当聚焦透镜6的聚光焦点位于反射镜2的向上反射的反射面的上方时，需要在反射面的上方设置第二聚焦透镜52，使得照射在反射面上的散光能够通过第二聚焦透镜52聚焦照射在光电传感器8上，从而增加了元器件，降低了光线强度。因此该激光扫描测距仪的安装精度要求较高，安装困难。

最后，由于聚焦透镜6设置在反射镜2的一侧，因此在使用的过程中反射镜4必须与聚焦透镜6一同旋转，否则当反射镜2旋转一定角度后，光源3发出的激光在遇到测量目标后反射回来的光线无法通过聚焦透镜6进行聚焦，因此无法实现准确的测量。为了便于使用，必须在结构上将反射镜2与聚焦透镜6设置为可以一起旋转的结构，因此使得整个激光扫描测距仪的结构复杂，增加了制造成本。

二、如图3所示的激光扫描测距仪，该激光扫描测距仪将反射镜2设置为斜面镜，在反射镜2的上方设置聚焦透镜6，在聚焦透镜6的上方设置光电传感器8，同时聚焦透镜6下方设置有挡板，在挡板上安装有第二反射镜11，光源3设置在反射镜2的一侧，且使得光源3发射的激光能够通过第二反射镜11反射到反射镜2上，通过反射镜2的反射水平射出。

该激光扫描测距仪，由于在聚焦透镜6与反射镜2之间设置有第二反射镜11，因此结构复杂。同时光源3发射的激光经过第二反射镜11反射后，会出现少量散光反射在反射镜2上，反射镜2上的散光反射到聚焦透镜6，然后通过聚焦透镜6聚焦传递到光电传感器8，从而可能造成测量误判。

同时，现有技术中如中国专利申请(CN105759253A)公开了一种结构简单，能够减少测量误判的激光扫描测距仪。该激光扫描测距仪包括光源3、反射镜2、聚焦透镜6、光电传感器8；所述反射镜2具有反射镜面21；所述反射镜面21与水平面具有夹角α，所述夹角α为锐角；所述反射镜2上设置有透光孔22，所述透光孔21内安装有反光板10；所述光源3安装在反射镜2上反射镜面21的背面的下方；且使得光源3发出的测量激光31穿过透光孔22再由反光板10反射沿水平方向射出；所述聚焦透镜6设置在反射镜面21的上方，所述光电传感器8设置在聚焦透镜6上方，且所述聚焦透镜6的聚光焦点位于光电传感器8上。