[发明专利]单接口本安防爆激光雷达传感器

说明书

本发明涉及一种单接口本安防爆激光雷达传感器，属于传感器技术领域。该激光雷达传感器包括驱动电路与电机模块、FPGA数据处理电路模块和激光源电路模块；每个模块之间采用光通信的方式进行信息交互；每个模块独立供电；FPGA数据处理电路模块连接有数据光接口。本发明实现了硬件电路的电气隔离和功率的分解，且总功率小，保证了降压后的电压在降压范围内，满足单一电气回路的电容电感的要求。

技术领域

本发明属于传感器技术领域，涉及单接口本安防爆激光雷达传感器。

背景技术

现有16线的激光雷达是通过16个激光发射组件快速旋转的同时发射高频率激光束对外界环境进行持续性的扫描，经过测距算法提供三维空间点云数据，可为移动机器人定位、导航、避障等提供有力的保障。对于现有技术的激光雷达，无法在爆炸性气体环境安全地应用。

激光SLAM(同步定位与建图)是煤矿井下封闭环境中移动机器人定位导航最可靠的方法，但目前煤矿井下移动机器人均采用隔爆防爆的激光雷达传感器作为定位导航传感器，但存在以下几个问题：

①由于防爆玻璃透光性、偏光性、以及光射线部分被防爆腔体阻隔原因，导致激光雷达测距和定位性能指标变差；

②体积大、重量大，便携性差，无法应用在小型的矿用移动机器人；

③导致无二次回波激光雷达无法在隔爆腔中应用。其主要原因是激光雷达的本安防爆技术尚未突破，无本安防爆的激光雷达。

因此，如何使激光雷达在爆炸性气体环境中安全地应用，且达到本安防爆，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

现有的激光雷达由于受功率的限制，且电气回路的电容、电感、电流等不能满足国标GB3836.4-2010的相关要求，无法实现本安防爆。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种单接口本安防爆激光雷达传感器。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

单接口本安防爆激光雷达传感器，包括驱动电路与电机模块、FPGA数据处理电路模块和激光源电路模块；

每个模块之间采用光通信的方式进行信息交互；

每个模块独立供电；

FPGA数据处理电路模块连接有数据光接口。

可选的，所述驱动电路与电机模块采用16.8V供电，FPGA数据处理电路模块采用8.4V供电。

可选的，所述激光源电路模块中的有16个激光源，每个激光源功率小于7mW，激光源周期为51us，总功率小于112mW。

可选的，所述驱动电路与电机模块、FPGA数据处理电路模块和激光源电路模块中的降压电路包括电源输入和若干电气回路，若干电气回路并联；

电气回路包括依次连接的DC-DC转换模块、稳压限压电路和供电电路；

稳压限压电路包括稳压管和晶闸管。

可选的，所述FPGA数据处理电路模块型号为LR-16FIS-C1。

可选的，所述驱动电路与电机模块包括22个引脚；

引脚1接电容C3后接地；

引脚2接电容C5后接电感L1，再接电容C7后接地；

引脚3接地；

引脚4接电容C1后接地，同时接电容C4后接地；

引脚5～引脚8并联接地；

引脚9接至电容C5和电感L1之间；