本发明涉及光源,具体涉及一种基于超声波的防碰撞光源。
背景技术:
1、目前在视觉检测仪器、光学识别仪器、光学检测仪器、光学加工仪器系统中已有的光源都是直接使用led灯或是卤素灯等发光器件加上驱动电路组成的光源系统。当这些光源接入到视觉检测仪器、光学识别仪器、光学检测仪器、光学加工仪器系统时仅仅是只能用来体现出被照射物体的明暗度,不能感知照射物体的距离;这些光源在实际的应用场景中光源本身会随镜头移动或是被光源照射的物体会移动,被检测物体或是被加工物体可能会和镜头、光源发生碰撞事件,造成器件损坏,财物损失。这时就只能通过人类眼睛来识别然后做出避免碰撞发生的动作。
技术实现思路
1、为了克服现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种基于超声波的防碰撞光源,其通过超声波雷达可以准确识别光源附近障碍物。
2、本发明的目的采用如下技术方案实现:
3、本发明提供了一种基于超声波的防碰撞光源,其特征在于:包括灯罩、安装件、电路板、超声波雷达传感器、led灯、信号传输接口,所述灯罩的开口端与所述安装件连接形成一容纳空间,所述电路板安装在容纳空间内,所述超声波雷达传感器和所述led灯均安装在安装件远离灯罩的表面上,所述信号传输接口、超声波雷达传感器和所述led灯与电路板电连接。
4、在本发明中,作为一种可选的实施例,所述超声波雷达传感器的数量为16个,所述安装件远离灯罩的表面形成第一安装环、第二安装环和第三安装环,且第一安装环、第二安装环和第三安装环对应同一个圆心,第二安装环位于第三安装环内圈,第一安装环位于第二安装环内圈;16个所述超声波雷达传感器中分成第一超声波雷达传感器和第二超声波雷达传感器,所述第一超声波雷达传感器安装在第一安装环,第二超声波雷达传感器安装在第三安装环。
5、在本发明中,作为一种可选的实施例,所述第一超声波雷达传感器的数量为4个,第二超声波雷达传感器的数量为12个。
6、在本发明中,作为一种可选的实施例,所述led灯安装在第二安装环。
7、在本发明中,作为一种可选的实施例,所述电路板上设有主控电路和光源传感电路,所述主控电路分别连接光源传感电路和信号传输接口,所述led灯和超声波雷达传感器均与光源传感电路连接。
8、在本发明中,作为一种可选的实施例,所述主控电路包括mcu处理器u2、电容c2、电容c3、电容c4、电容c5、电容c106、开关sw1、电阻r3、电阻r4、电阻r142、电阻r143、电阻r144、电阻r145、电阻r135、电阻r136和通信芯片u60,所述电容c2的一端、电容c3的一端、电容c4的一端和mcu处理器u2的电源端均连接直流电,电容c2的另一端、电容c3的另一端和电容c4的另一端均接地,电阻r3的一端连接直流电,电阻r3的另一端、开关sw1的一端和电容c5的一端均与mcu处理器u2的复位端连接,所述开关sw1的另一端和电容c5的另一端接地,电阻r142的一端、电阻r144的一端、电阻r145的一端和电阻r4的一端分别连接mcu处理器u2,电阻r4的另一端接地,电阻r142的另一端、电阻r144的另一端、电阻r145的另一端均连接通信芯片u60,电容c106的一端连接通信芯片u60的电源端,电容c106的另一端和电阻r135的另一端均连接电阻r136的一端,电阻r136的另一端、电阻r143的一端均连接所述信号输出接口;电阻r143的另一端连接通信芯片u60。
9、在本发明中,作为一种可选的实施例,所述光源传感电路包括led光源驱动电路、超声波雷达驱动电路、信号放大及滤波电路,所述超声波雷达驱动电路包括电容c133、电阻r208、电阻r209、电阻r220、场效应管t5和传感器s9,所述电容c133的一端和电阻r209的一端均连接直流电vcc,电容c133的另一端接地,电阻r209的另一端和场效应管t5的漏极均连接传感器s9的正极,电阻r208的一端和电阻r220的一端均连接场效应管t5的栅极,电阻r220的另一端、场效应管t5的源极和传感器s9的负极均接地,电阻r208的另一端连接mcu处理器u2。
10、在本发明中,作为一种可选的实施例,所述信号放大及滤波电路包括信号滤波模块、信号放大模块,所述信号滤波模块的输入端连接传感器s9,信号滤波模块的输出端连接信号放大模块的输入端,信号放大的输出端连接mcu处理器u2。
11、在本发明中,作为一种可选的实施例,所述信号滤波模块包括电阻r250、电阻r258、电容c139、电阻c140,电阻r250的一端连接传感器s9的正极,电阻r250的另一端、电容c140的一端均与电容c139的一端连接,电容c139的另一端和电阻r258的一端均连接信号放大模块,电阻r258的另一端和电容c140的另一端均接地。
12、在本发明中,作为一种可选的实施例,信号放大模块包括运算放大器u79a、运算放大器u79b、电阻r276、电阻r236、电阻r292、电阻r327、电容c172、电阻r341、电阻r326、电容c244,电阻r306和电容c186,所述电阻r276的一端连接运算放大器u79a的同相输入端,电阻r236的一端、电阻r292的一端和电容c172的一端均连接运算放大器u79a的反相输入端,电阻r236的另一端连接电阻r258的另一端,电阻r292的另一端、电容c172的另一端和电容c236的一端均连接运算放大器u79a的输出端,电容c236的另一端连接电阻r327的一端,电阻r327的另一端、电阻r341的一端和电容c244的一端均连接运算放大器u79b的反相输入端,电阻r326连接运算放大器u79b的同相输入端,电阻r341的另一端、电容c244的另一端和电阻r306的一端均连接运算放大器u79b的输出端,电阻r306的另一端和电容c186的一端均连接mcu处理器u2。
13、相比现有技术,本发明的有益效果在于:
14、本发明的防碰撞光源包括了灯罩、安装件、电路板、超声波雷达传感器、led灯、信号传输接口,通过led灯保证照明的同时,设置的超声波雷达传感器可以主动识别感知障碍物体的靠近,进而可以通过信号传输接口发送信号至上位机控制停止继续移动,能够防止被识别物体、被检测物体、被加工物体碰撞到镜头、镜头周边的各种传感器和结构件等,大幅度提高了使用光源的视觉检测仪器、光学识别仪器、检测仪器、加工仪器系统的可靠性、安全性、以及仪器的工作效率;大幅度降低了使用光源的视觉检测仪器、光学识别仪器、检测仪器、加工仪器系统在运行中损坏被检测物体、被加工物体、镜头、镜头等周边的各种传感器和结构件的可能性。
1.一种基于超声波的防碰撞光源,其特征在于:包括灯罩、安装件、电路板、超声波雷达传感器、led灯、信号传输接口,所述灯罩的开口端与所述安装件连接形成一容纳空间,所述电路板安装在容纳空间内,所述超声波雷达传感器和所述led灯均安装在安装件远离灯罩的表面上,所述信号传输接口、超声波雷达传感器和所述led灯与电路板电连接。
2.根据权利要求1所述的防碰撞光源,其特征在于,所述超声波雷达传感器的数量为16个,所述安装件远离灯罩的表面形成第一安装环、第二安装环和第三安装环,且第一安装环、第二安装环和第三安装环对应同一个圆心,第二安装环位于第三安装环内圈,第一安装环位于第二安装环内圈;16个所述超声波雷达传感器中分成第一超声波雷达传感器和第二超声波雷达传感器,所述第一超声波雷达传感器安装在第一安装环,第二超声波雷达传感器安装在第三安装环。
3.根据权利要求2所述的防碰撞光源,其特征在于,所述第一超声波雷达传感器的数量为4个,第二超声波雷达传感器的数量为12个。
4.根据权利要求2所述的防碰撞光源,其特征在于,所述led灯安装在第二安装环。
5.根据权利要求1所述的防碰撞光源,其特征在于,所述电路板上设有主控电路和光源传感电路,所述主控电路分别连接光源传感电路和信号传输接口,所述led灯和超声波雷达传感器均与光源传感电路连接。
6.根据权利要求5所述的防碰撞光源,其特征在于,所述主控电路包括mcu处理器u2、电容c2、电容c3、电容c4、电容c5、电容c106、开关sw1、电阻r3、电阻r4、电阻r142、电阻r143、电阻r144、电阻r145、电阻r135、电阻r136和通信芯片u60,所述电容c2的一端、电容c3的一端、电容c4的一端和mcu处理器u2的电源端均连接直流电,电容c2的另一端、电容c3的另一端和电容c4的另一端均接地,电阻r3的一端连接直流电,电阻r3的另一端、开关sw1的一端和电容c5的一端均与mcu处理器u2的复位端连接,所述开关sw1的另一端和电容c5的另一端接地,电阻r142的一端、电阻r144的一端、电阻r145的一端和电阻r4的一端分别连接mcu处理器u2,电阻r4的另一端接地,电阻r142的另一端、电阻r144的另一端、电阻r145的另一端均连接通信芯片u60,电容c106的一端连接通信芯片u60的电源端,电容c106的另一端和电阻r135的另一端均连接电阻r136的一端,电阻r136的另一端、电阻r143的一端均连接所述信号输出接口;电阻r143的另一端连接通信芯片u60。
7.根据权利要求6所述的防碰撞光源,其特征在于,所述光源传感电路包括led光源驱动电路、超声波雷达驱动电路、信号放大及滤波电路,所述超声波雷达驱动电路包括电容c133、电阻r208、电阻r209、电阻r220、场效应管t5和传感器s9,所述电容c133的一端和电阻r209的一端均连接直流电vcc,电容c133的另一端接地,电阻r209的另一端和场效应管t5的漏极均连接传感器s9的正极,电阻r208的一端和电阻r220的一端均连接场效应管t5的栅极,电阻r220的另一端、场效应管t5的源极和传感器s9的负极均接地,电阻r208的另一端连接mcu处理器u2。
8.根据权利要求7所述的防碰撞光源,其特征在于,所述信号放大及滤波电路包括信号滤波模块、信号放大模块,所述信号滤波模块的输入端连接传感器s9,信号滤波模块的输出端连接信号放大模块的输入端,信号放大的输出端连接mcu处理器u2。
9.根据权利要求8所述的防碰撞光源,其特征在于,所述信号滤波模块包括电阻r250、电阻r258、电容c139、电阻c140,电阻r250的一端连接传感器s9的正极,电阻r250的另一端、电容c140的一端均与电容c139的一端连接,电容c139的另一端和电阻r258的一端均连接信号放大模块,电阻r258的另一端和电容c140的另一端均接地。
10.根据权利要求9所述的防碰撞光源,其特征在于,信号放大模块包括运算放大器u79a、运算放大器u79b、电阻r276、电阻r236、电阻r292、电阻r327、电容c172、电阻r341、电阻r326、电容c244,电阻r306和电容c186,所述电阻r276的一端连接运算放大器u79a的同相输入端,电阻r236的一端、电阻r292的一端和电容c172的一端均连接运算放大器u79a的反相输入端,电阻r236的另一端连接电阻r258的另一端,电阻r292的另一端、电容c172的另一端和电容c236的一端均连接运算放大器u79a的输出端,电容c236的另一端连接电阻r327的一端,电阻r327的另一端、电阻r341的一端和电容c244的一端均连接运算放大器u79b的反相输入端,电阻r326连接运算放大器u79b的同相输入端,电阻r341的另一端、电容c244的另一端和电阻r306的一端均连接运算放大器u79b的输出端,电阻r306的另一端和电容c186的一端均连接mcu处理器u2。