一种基于VCSEL激光器的测距装置的制作方法

一种基于vcsel激光器的测距装置
技术领域
1.本发明涉及光电技术领域，具体涉及一种基于vcsel激光器的测距装置。


背景技术：

2.vcsel，全名为垂直腔面发射激光器，以砷化镓半导体材料为基础研制，有别于发光二极管和激光二极管等其他光源，具有体积小、圆形输出光斑、单纵模输出、阈值电流小、价格低廉、易集成为大面积阵列等优点，广泛应用于光通信、光互连、光存储等领域，激光测距是以激光器作为光源进行测距。
3.然而，现有的基于vcsel激光器的测距装置需要通过人工进行校正，繁琐。
4.因此有必要提供新的一种基于vcsel激光器的测距装置。


技术实现要素：

5.基于现有技术中存在的上述问题，本发明实施例的目的在于提供一种基于vcsel激光器的测距装置，能够自动实现精度校正。
6.为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于vcsel激光器的测距装置，包括基座、滑动安装于基座上的测距仪、滑动安装于基座上的校正器、同步板以及直线模组，所述测距仪于基座上的滑动方向交于校正器于基座上的滑动方向，所述测距仪和校正器均与同步板相连，所述同步板配合安装于直线模组上，在所述直线模组驱动同步板作直线往复运动时，所述同步板移动将带动测距仪和校正器相互靠近或远离，并在同步板移动时能够始终保持测距仪与校正器呈相对状态，所述校正器包括机壳、校正板以及驱动器，所述机壳上开设有用于供测距仪的工作激光通过的第一通口，所述驱动器用于驱动校正板打开或关闭第一通口。
7.进一步的，所述基座上对应于测距仪和校正器分别安装有第一滑轨和第二滑轨，所述第一滑轨呈对角线倾斜设置，所述第二滑轨呈水平设置，所述测距仪滑动安装于第一滑轨上，所述校正器滑动安装于第二滑轨上。
8.进一步的，所述机壳的底部开设有与第一通口相对位的第二通口。
9.进一步的，所述校正板收容于机壳内并能够在平行于第一通口的平面上相对于机壳做直线滑动，所述校正器还包括转环，所述转环相对于机壳转动并与第一通口呈同心设置，所述校正板上沿垂直于滑动方向开设有第三滑槽，所述转环上偏离转环转动轴心的位置安装有偏心轮，所述偏心轮滑动安装于第三滑槽内。
10.进一步的，所述校正器还包括连接座，所述连接座收容于机壳内并与机壳固定相连，所述连接座位于校正板的下方，连接座的中心开设有避让孔，所述校正板滑动安装于连接座上，转环转动配合于连接座的避让孔中。
11.进一步的，所述连接座的上端面固定安装有导轨，所述校正板的底部对应于导轨开设有配合槽，所述校正板上配合槽滑动安装于连接座的导轨上。
12.进一步的，所述驱动器收容于机壳内并位于偏离第一通口的位置，所述驱动器为
输出圆周运动动力的驱动装置，所述驱动器的输出端与转环的内侧壁间通过齿啮合实现传动连接。
13.进一步的，所述校正板的一侧开设有避让缺口。
14.进一步的，所述校正板的顶部沿滑动方向开设有导向槽，所述机壳上靠近校正板的顶部安装有万向球柱，所述万向球柱抵持在导向槽中。
15.进一步的，所述直线模组平行于校正器于基座上的滑动方向，所述同步板的两头对应于测距仪和校正器分别开设有第一滑槽和第二滑槽，所述第一滑槽和所述第二滑槽共线，所述测距仪中第一安装座上安装有第一滑轮，所述校正器中第二安装座上安装有第二滑轮，所述第一滑轮滑动安装于第一滑槽中，所述第二滑轮滑动安装于第二滑槽中。
16.本发明的有益效果是：本发明提供的一种基于vcsel激光器的测距装置，包括基座、滑动安装于基座上的测距仪、滑动安装于基座上的校正器、同步板以及直线模组，测距仪于基座上的滑动方向交于校正器于基座上的滑动方向，测距仪和校正器均与同步板相连，同步板配合安装于直线模组上，在直线模组驱动同步板作直线往复运动时，同步板移动将带动测距仪和校正器相互靠近或远离，并在同步板移动时能够始终保持测距仪与校正器呈相对状态，校正器包括机壳、校正板以及驱动器，机壳上开设有用于供测距仪的工作激光通过的第一通口，驱动器用于驱动校正板打开或关闭第一通口；从而在校正板移动至打开第一通口时，使得测距仪的工作激光能够穿过第一通口以测量被测物体的距离；在校正板移动至关闭第一通口时，可通过测距仪测量至校正器中校正板的距离，借此能够依据理论值与测量值的对比自动校正误差值，从而本发明实施例提供的基于vcsel激光器的测距装置，当测距装置使用一段时间后，可通过时序控制自动启动校正器，以启动校正板关闭第一通口，这样测距仪测量得到与校正板的距离的读数值后，能够与实际值进行对比后能够自行计算并校正误差。
附图说明
17.下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
18.图中：图1为本发明实施例提供的一种基于vcsel激光器的测距装置的立体示意图。
19.图2为图1的主视图。
20.图3为沿图2中e-e方向的剖视图。
21.图4为本发明实施例提供的同步板的结构示意图。
22.图5为本发明实施例提供的测距仪的立体示意图。
23.图6为本发明实施例提供的校正器的立体示意图。
24.图7为本发明实施例提供的校正器的部分分解图。
25.图8为本发明实施例提供的校正板的立体示意图。
26.图9为本发明实施例提供的校正板的另一视角示意图。
27.图10为本发明实施例提供的校正器在一种使用状态下的示意图。
28.其中，图中各附图标记：1、基座；11、第一滑轨；12、第二滑轨；13、稳定杆。
29.2、测距仪；21、第一安装座；22、激光器；23、第一滑轮。
30.3、校正器；31、第二安装座；311、第二滑轮；32、机壳；321、第一通口；322、第二通
口；323、上壳体；324、下壳体；33、校正板；331、第三滑槽；332、配合槽；333、避让槽；34、转环；341、偏心轮；35、连接座；351、避让孔；352、导轨；36、驱动器；37、万向球柱。
31.4、同步板；41、第一滑槽；42、第二滑槽；。
32.5、直线模组。
具体实施方式
33.为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
34.需要说明的是，当元件被称为“连接于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
35.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
36.需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
37.在整个说明书中参考“一个实施例”或“实施例”意味着结合实施例描述的特定特征，结构或特性包括在本技术的至少一个实施例中。因此，“在一个实施例中”、“在一些实施例中”或“在其中一些实施例中”的短语出现在整个说明书的各个地方，并非所有的指代都是相同的实施例。此外，在一个或多个实施例中，可以以任何合适的方式组合特定的特征，结构或特性。
38.请参考图1，现对本发明实施例提供的一种基于vcsel激光器的测距装置进行说明，该基于vcsel激光器的测距装置包括用于连接各个部件的基座1、滑动安装于基座1上的测距仪2、滑动安装于基座1上的校正器3、同步板4以及直线模组5，测距仪2于基座1上的滑动方向交于校正器3于基座1上的滑动方向，测距仪2和校正器3均与同步板4相连，同步板4配合安装于直线模组5上，在直线模组5驱动同步板4作直线往复运动时，同步板4移动将带动测距仪2和校正器3相互靠近或远离，并在同步板4移动时能够始终保持测距仪2与校正器3呈相对状态，同时参考图3和图7所示，校正器3包括机壳32、校正板33以及驱动器36，机壳32上开设有用于供测距仪2的工作激光通过的第一通口321，驱动器36用于驱动校正板33打开或关闭第一通口321；从而在校正板33移动至打开第一通口321时，使得测距仪2的工作激光能够穿过第一通口321以测量被测物体的距离；在校正板33移动至关闭第一通口321时，可通过测距仪2测量至校正器3中校正板33的距离，借此能够依据理论值与测量值的对比自动校正误差值。从而通过上述技术方案，本发明实施例提供的一种基于vcsel激光器的测距装置，当测距装置使用一段时间后，可通过时序控制自动启动校正器3，以启动校正板33关
闭第一通口321，这样测距仪2测量得到与校正板33的距离的读数值后，能够与实际值进行对比后能够自行计算并校正误差。
39.如图2所示，在其中一些实施例中，基座1上对应于测距仪1和校正器3分别固定安装有第一滑轨11和第二滑轨12，第一滑轨11呈对角线倾斜设置，第二滑轨12呈水平设置，测距仪2滑动安装于第一滑轨11上，校正器3滑动安装于第二滑轨12上，从而当测距仪2于第一滑轨11上滑动时，将会使得测距仪2高度将会改变，一方面，方便调整测距仪2至距离被测物体的合适高度，另一方面，可调整测距仪2与校正器3的间距和测距仪2与被测物体的间距等同，由于测距仪2的基本原理为测量光往返目标所需要时间，通过光速和大气折系数计算出距离，而大气折系数随温度、湿度空气组分等影响，因此，通过调整测距仪2与校正器3的间距和测距仪2与被测物体的间距等同，再将测量值与理论值比较后就能够方便且快速地校正环境误差，能够更准确地校正测距仪2的精度。
40.如图5所示，在其中一些实施例中，测距仪2包括第一安装座21以及安装于第一安装座21上的激光器22，第一安装座21上固定安装有与第一滑轨11对应配合的第一滑块，以通过上述第一滑块将第一安装座21滑动安装于第一滑轨11上，使第一安装座21能够带动激光器22沿第一滑轨11的长度方向做直线往复运动。在本实施例中，激光器22为vcsel激光器。
41.如图7所示，在其中一些实施例中，机壳32的底部开设有与第一通口321相对位的第二通口322。另外，机壳32包括相拼接的上壳体323和下壳体324，第一通口321位于上壳体323上，第二通口322位于下壳体324上。借此测距仪2中激光器22的工作激光能够依次穿过第一通口321和第二通口322接触被测物体。
42.如图6和图7所示，在其中一些实施例中，校正板33收容于机壳32内并能够在平行于第一通口321的平面上相对于机壳32做直线滑动，校正器3还包括转环34，转环34相对于机壳32转动并与第一通口321呈同心设置，校正板33上沿垂直于滑动方向开设有第三滑槽331，转环34上偏离转环34转动轴心的位置安装有偏心轮341，偏心轮341滑动安装于第三滑槽331内，以在转环34转动时，借助偏心轮341与第三滑槽331的配合，使得偏心轮341将会推动校正板33相对于机壳32做直线运动，以使校正板33能够打开或关闭第一通口321。
43.如图3和图7所示，在其中一些实施例中，校正器3还包括连接座35，连接座35收容于机壳32内并与机壳32固定相连，连接座35位于校正板33的下方，连接座35的中心开设有避让孔351，校正板33滑动安装于连接座35上，转环34转动配合于连接座35的避让孔351中。
44.在其中一些实施例中，连接座35的上端面固定安装有导轨352，如图9所示，校正板33的底部对应于导轨352开设有配合槽332，校正板33上配合槽332滑动安装于连接座35的导轨352上。
45.在其中一些实施例中，转环34与连接座35上避让孔351之间通过轴承转动连接。
46.在其中一些实施例中，驱动器36收容于机壳32内并位于偏离第一通口321的位置，驱动器36为输出圆周运动动力的驱动装置，驱动器36的输出端与转环34的内侧壁间通过齿啮合实现传动连接，进而能够通过驱动器36驱动转环34旋转，转环34旋转带动偏心轮341做偏心转动以推动校正板33打开或关闭第一通口321。具体的，驱动器36为带动减速器的电机。
47.如图8所示，在其中一些实施例中，校正板33的顶部沿滑动方向开设有导向槽334，
如图3所示，机壳32上靠近校正板33的顶部安装有万向球柱37，万向球柱37抵持在导向槽334中，以将校正板33向下紧密抵持，使校正板33不易发生偏移，以避免测距仪2测量得到至校正板33的距离值产生误差，影响精度校正。
48.如图8所示，在其中一些实施例中，校正板33的一侧开设有避让缺口333，如图10所示，以在校正板33打开时容易避开测距仪2的工作激光，使校正板33无需通过移动长距离来避开测距仪2。
49.在其中一些实施例中，基座1上沿同步板4的移动方向固定设置有稳定杆13，同步板4对应于测距仪2的一头滑动安装于稳定杆13上。一方面，由于测距仪2需要进行高度调节，对应的第一滑槽41较长，导致同步板4靠近测距仪2的一头较长，通过上述设计，能够降低同步板4的形变量以及移动时产生的抖动，进而保证测距仪2的测量不易受同步板4抖动的影响。
50.在其中一些实施例中，直线模组5平行于校正器3于基座1上的滑动方向，即直线模组5与第二滑轨12相平行，同步板4的两头对应于测距仪2和校正器3分别开设有第一滑槽41和第二滑槽42，第一滑槽41和第二滑槽42共线，测距仪2中第一安装座21上安装有第一滑轮23，校正器3中第二安装座31上安装有第二滑轮311，第一滑轮23滑动安装于第一滑槽41中，第二滑轮311滑动安装于第二滑槽42中，从而使得同步板4受直线模组5驱动移动时，将会牵引测距仪2改变高度的同时，使测距仪2与校正器3的间距发生变化，并且始终能够保持测距仪2与校正器3呈相对设置的状态，使校正器3随时能够对测距仪2进行精度校正。更确切的，在本实施例中，第一滑槽41和第二滑槽42均沿竖直方向延伸设置。
51.在其中一些实施例中，直线模组5是但不限于丝杆直线模组。
52.在其中一些实施例中，基座1可以是与xy移动平台相连接，以实现对测距仪2的多方位调位。
53.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。