[实用新型]光学扫描器的对焦治具

说明书

本申请涉及光学扫描器的对焦治具，对焦底座用于固定光学扫描器的受光组合体；垂直座板开设有用于被光学扫描器的雷达机芯穿过的容纳孔；第一维移动控制结构带动对焦底座沿第一移动方向运动；第二维移动控制结构带动对焦底座沿第二移动方向运动。具有结构简单及使用方便的优点，不需使用高精度零件，一般的机械加工精度即可实现；用稳定、高重复度的机械行程和机械施压替代了不稳定、低重复度的手指移动和按压，以一系列高精度、高重复度的机械移动替代原来低精度、低重复度的不精确手工移动，降低了生产难度，加快了生产速度，保证了产品组装的重复性、同一性和合格率，只需简单手工操作即可，亦可配合自动化设备实现自动化对焦工序。

技术领域

本申请涉及光学扫描器的安装领域，特别是涉及光学扫描器的对焦治具。

背景技术

随着人工智能的发展，无人技术已经应用于生活的各个角落，如无人车，无人超市、扫地机、机器人、自动机械臂等，而很多无人技术产品都离不开光学传感器对工作对象和周围环境的感知。

激光测距仪作为一种光学传感器，其发射一束脉冲激光照射到测量目标，接收目标的反射激光，并用光电传感器、计时器测量激光脉冲从发射到返回的时间来计算和测量从自己到目标的距离。

但是激光测距仪只能发射单一束激光测量非常局限的一个点的距离，在很多实际应用中这单一距离信息很不够用，因此从单光束激光测距仪发展出来一种光学扫描器，又名转镜式激光雷达，它用机械旋转式反射镜把单一光束偏转方向，反射镜旋转一圈360度，相当于发射了成千上万条激光束把四周扫描了一圈，可获知周边物体的二维分布状况，极大提高了传感器对周边的感知能力，因而在机械自动化中得到了广泛应用。

对于转镜式激光雷达，转镜是转镜式激光雷达中的一个关键部件，它的成品质量直接影响着激光雷达的成品率，转镜及其相连结构可称为转镜组件。

传统转镜式激光雷达的内部结构简图如图1所示，其主要包括激光发射装置110、激光接收透镜122、激光接收器124、雷达电路板130、支撑台面140、电机支架150、旋转电机160、反射镜170、圆编码盘180、编码盘光电读头190，还有导光管120粘附在反射镜170中心，负责约束发射激光999不会泄露出来造成干扰。反射镜170为45度反射镜，负责反射和偏转发射激光999和接收激光666的方向。激光雷达在工作时，旋转电机160驱动反射镜170和圆编码盘180一起旋转，让圆编码盘180的刻度线顺序在固定式光电读头190近前掠过产生旋转角度信号，让雷达获知当前激光束的发射方向。

激光接收器124是否被准确放置在激光接收透镜122的光学聚光点上，是影响激光雷达实际量程的关键因素之一。显而易见，若激光接收器124偏离激光接收透镜122的光学聚光点，则汇聚光斑只能部分与激光接收器124的进光孔重合，会导致有效进光量减少，有效量程缩短，严重影响使用效果，有可能造成安全事故。

若想准确放置激光接收器124于接收透镜122的光学聚光点，所面临的困难是激光发射装置110因为来料和实际装配的原因，每一台激光雷达都存在微小的个体差异。但是这个几十微米级的初始个体差异，在激光束往返数十米之后，就在接收平面上被投射放大超过10倍，形成了几百微米级的聚光点偏离。

可以理解的是，以我国当前的工业水平，把一般工业品的个体差异缩减到几十微米以下，加工成本的代价太高，在现有工艺条件上存在经济上不可行问题。所以经济实用的激光雷达必须解决这个几百微米的聚光点偏离问题，如图2所示，解决之道就是让激光接收器124在YZ平面上精确可调，可以被准确放置到聚光点的实际所在地。

传统方案是让雷达机芯发射激光，对焦靶板的返回激光也就同时产生，并被激光接收透镜122所接收和汇聚。安装人员用手指把激光接收器124和电路板130的受光组合体按压在YZ平面内的一个带中心通光孔的光滑平板上，一边滑动受光组合体一边观察示波器上显示的组合体输出的光电信号，直到光电信号强度达到最大，然后一手按压住组合体不让它移动，另一手用注射器滴注胶水，把组合体牢固粘贴于此位置。