[发明专利]一种具有测距功能的高精度激光传感器和激光控制系统

说明书

本发明涉及一种具有测距功能的高精度激光传感器，包括：用于检测激光信号、并进行光电转换输出电信号的光电探测模块，将电信号调制成TTL电平信号的信号调制模块，通过微处理器将TTL电平信号转换成数字信号并进行算法处理的信号处理模块，通过总线与控制器进行通信的通信传输模块，数显模块；光电探测模块包括多个光电二极管，多个光电二极管排列成光电转换阵列；在高度方向上，光电二极管的数量为多个，用于检测激光信号的高程位置信息。还涉及一种激光控制系统，包括控制器、激光发射器、一种具有测距功能的高精度激光传感器。本发明实现同步检测激光信号的高程位置信息和距激光发射器的距离信息，属于激光传感器技术领域。

技术领域

本发明涉及一种激光传感器，尤其涉及一种具有测距功能的高精度激光传感器，和采用该激光传感器的激光控制系统。

背景技术

目前，在农田耕整、建筑施工、道路建造等领域中广泛使用激光控制系统进行精准平整作业。该系统利用旋转的激光信号作为基准平面，利用固定在平地铲上的激光传感器接收激光基准平面信号，检测平地铲的高程偏差，以偏差信号控制液压驱动系统进行平地铲的升降调节，从而实现精准平整作业。

为了实现激光控制系统的精准平整作业，如CN102506834A公开了一种激光接收器，包括激光接收器电路和用于识别激光信号位置的主机。CN203190976U公开了一种激光接收器，该激光接收器选用硅光电池，进行激光信号检测。CN103959944A公开了一种用于激光平地机的激光接收器，通过传感单元检测激光信号。CN107820745A公开了一种与农用激光平地机配套使用的激光接收器，通过激光接收单元检测激光信号。目前已有产品在实际应用中存在多种问题和不足：光电探测器对激光信号的检测误差较大；在平整作业过程中不能实时检测接收距离，使得操作人员无法判断所在位置是否超出激光传感器的工作范围，从而导致平整精度无法得到保障。

因此，有必要提供一种具有测距功能的高精度激光传感器，提高对激光信号检测、转换、调制和处理的准确性，实现同步检测激光信号的高程位置信息和距激光发射器的距离信息，使得操作人员在平整作业过程中能够准确判断出激光传感器与激光发射器之间的距离，从而保证平地机始终在有效范围内进行平整作业。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是：提供一种具有测距功能的高精度激光传感器和激光控制系统，实现同步检测激光信号的高程位置信息和距激光发射器的距离信息，使得操作人员在平整作业过程中能够准确判断出激光传感器与激光发射器之间的距离，从而保证平地机始终在有效范围内进行平整作业。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种具有测距功能的高精度激光传感器，包括：(1)用于检测激光信号、并进行光电转换输出电信号的光电探测模块，(2)将电信号调制成TTL电平信号的信号调制模块，(3)通过微处理器将TTL电平信号转换成数字信号并进行算法处理的信号处理模块，(4)通过总线与控制器进行通信的通信传输模块，(5)数显模块；光电探测模块包括多个光电二极管，多个光电二极管排列成光电转换阵列；在高度方向上，光电二极管的数量为多个，用于检测激光信号的高程位置信息。

光电探测模块包括竖直设置的电路板和安装在电路板上的四竖列光电二极管，四竖列光电二极管沿着左右方向依次排列，左侧相邻两列光电二极管相互靠近，右侧相邻两列光电二极管相互靠近；光电二极管包括本体和引脚，本体上设有感光面；左侧第一列中，光电二极管的本体向左倾斜，与电路板夹角为45度，感光面朝向电路板；左侧第二列中，光电二极管的本体向右倾斜，与电路板夹角为45度，感光面背对电路板；右侧第一列中，光电二极管的本体向右倾斜，与电路板夹角为45度，感光面朝向电路板；右侧第二列中，光电二极管的本体向左倾斜，与电路板夹角为45度，感光面背对电路板；同一列相邻两个光电二极管在竖直方向上紧靠设置。

左侧相邻两列光电二极管引脚之间的间距为5mm，右侧相邻两列光电二极管引脚之间的间距为5mm，中间两列光电二极管引脚之间的间距为90mm。