[发明专利]一种基于镜片折射的激光扫描机构

说明书

一种基于镜片折射的激光扫描机构，包括光源、折射透镜、移动组件；所述移动组件包括固定的音圈电机定子和设于该音圈电机定子上的可移动的音圈电机动子，所述折射透镜固定于音圈电机动子上随音圈电机动子移动。与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：提供了一种基于镜片折射的激光扫描机构，通过音圈电机的设置和工作，实现了折射透镜的快速往复移动，实现了激光光束的快速高频连续扫描，且结构简单，成本低。

技术领域

本发明属于激光扫描设备领域，具体涉及一种基于镜片折射的激光扫描机构。

背景技术

激光扫描仪是借着扫描技术来测量工件的尺寸及形状等工作的一种仪器，现有技术中，激光扫描仪中有一个稳定度及精度良好的旋转马达，当激光源将光束打到由旋转马达所带动的多面棱规后反射形成扫描光束，由于多面棱规位于扫描透镜的前焦面上，多面棱的旋转使扫描光束的入射角相对地连续性改变，因而反射角也作连续性改变，经由扫描透镜的作用，形成一平行且连续由上而下或由左到右的扫描线。

以上可以看出，当前通用的激光扫描主要使用电机驱动激光发射器做来回偏摆动作或使用电机驱动反射镜片来回偏摆实现激光的来回先扫描动作；光线通过偏转镜片实现来回扫描，需要非常精密的旋转机构。同时镜片反射区域很小，换算回偏转角度时精度很难提高，同时采用机械偏转机构受制于电机等最大转速限制，难以实现高速扫描，而采用倍速机构的话势必增大控制误差，使用超高速电机或驱动系统又会显著增加整体成本。

因此，目前的激光扫描机构主要存在扫描速度慢，机械结构加工复杂、装配精度要求高、控制精度差、成本高、实现多维扫描时机构难度大等问题；同时随着近年来AGV、自动扫地机的高速发展，市场对一种高速、低成本、简易性的激光扫面机构需求迫切。本发明在此方向上进行了研究。

发明内容

针对以上现有技术中的不足，本发明提供了一种基于镜片折射的激光扫描机构，改变了现有的激光扫描设备的结构，结构简单，成本低，扫描频率高。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决。

一种基于镜片折射的激光扫描机构，包括光源、折射透镜、移动组件；所述移动组件包括固定的音圈电机定子和设于该音圈电机定子上的可移动的音圈电机动子，所述折射透镜固定于音圈电机动子上随音圈电机动子移动。

现有技术中的激光扫描机构中，通过转动反射镜的方式在实现扫描光束角度的变化，结构复杂，对转动精度的要求基本，成本高；本申请中，光源射出的激光通过折射透镜之后发生折射，改变光束的方向实现扫描，当音圈电机动子往复移动时，折射角度不断变化，实现连续性的激光扫描。

音圈电机（Voice Coil Motor）是一种特殊形式的直接驱动电机，具有结构简单体积小、高速、高加速响应快等特性。其工作原理是：通电线圈（导体）放在磁场内就会产生力，力的大小与施加在线圈上的电流大小成比例，方向与电流方向相关。因此本申请中，通过改变电流方向和电流大小，音圈电机动子可以在音圈电机定子上快速的往复移动，实现折射透镜的快速往复移动，阻力小，行程可控，结构简单，成本低。

作为优选，所述折射透镜朝向光源的一侧具有内凹的激光入射区域，该内凹的激光入射区域中的透镜厚度不同，因此折射角度不同。

作为优选，所述激光入射区域的表面为凸出的弧形表面，激光射到该弧形表面上之后，产生聚光效应，便于调节光束。

作为优选，所述激光入射区域为弧形内凹结构。

作为优选，所述激光入射区域为折线形内凹结构。

作为优选，所述音圈电机动子的移动路径的下方或侧部设有动子位移感应尺，所述音圈电机动子上设有动子位移感应头。该结构中，在音圈电机动子快速移动的过程中，动子位移感应头感应其在动子位移感应尺上的位置，实现实时的位移量感知与反馈。