CN108474842B - 扫描设备 - Google Patents

Abstract

发明涉及一种扫描设备，其具有发送器、接收器和转子，其中转子能够围绕旋转轴线以可旋转的方式支承，其中发送器被构造成至少暂时发射电磁辐射，其中所述接收器被构造成检测由物体反射和/或散射的电磁辐射的至少一部分，其中发送器和接收器布置在转子处，其中发送器和接收器关于所述旋转轴线以至少部分轴向重叠的方式布置。

Description

扫描设备

技术领域

本发明涉及一种根据专利权利要求1所述的扫描设备。

背景技术

已知一种扫描设备，其具有发送器、接收器和驱动马达，其中，发送器、接收器和驱动马达关于共同的旋转轴线沿着轴向方向彼此偏移地布置。

发明内容

本发明的目的是提供一种沿着轴向方向尤其紧凑的扫描设备。

所述构造方案通过根据专利权利要求1的扫描设备来解决。在从属权利要求中给出有利的实施方式。

根据本发明可见的是，能够通过使得扫描设备具有发送器、接收器和转子来提供改进的扫描设备。转子能够围绕旋转轴线以可旋转的方式支承。发送器被构造成至少暂时发射电磁辐射。接收器被构造成检测由对象反射和/或散射的电磁辐射的至少一部分。发送器和接收器布置在转子处。发送器和接收器关于旋转轴线以至少部分轴向重叠的方式布置。由此确保了扫描设备的特别紧凑和沿着轴向方向细长的构造方案。

在另一实施方式中，扫描设备具有驱动马达。驱动马达包括用于产生扭矩的至少一个器件。所述器件与发送器和/或接收器被布置成至少部分轴向重叠。由此扫描设备能够沿着轴向方向特别细长地构造。

在另一实施方式中，发送器、接收器和器件共同布置在转子处。由此扫描设备的构件数量能够被保持地特别低。

在另一实施方式中，驱动马达具有定子。所述定子与发送器和/或接收器被布置成至少部分轴向重叠。所述定子优选至少区段式地径向布置在器件与发送器和/或接收器之间。

在另一实施方式中，所述器件被布置成围绕另外的旋转轴线以可旋转的方式支承。转子借助扭矩锁合的连接部与器件扭矩锁合地耦合。由此扫描设备能够最佳与现存的安装空间相匹配。

在另一实施方式中，扭矩锁合的连接部具有与器件耦合的第一齿部和与转子耦合的第二齿部，其中，所述第一齿部啮合地嵌接到所述第二齿部中。附加地或备选地，所述扭矩锁合的连接部具有至少一个与所述器件扭矩锁合地耦合的第一盘和与所述转子扭矩锁合地耦合的第二盘和耦合装置，其中，所述第一盘借助于所述耦合装置、特别是链条或皮带与所述第二盘耦合，以用于在转子和器件之间的扭矩传输。附加地或备选地，扭矩锁合的连接部具有与器件耦合的泵轮和与转子耦合的涡轮，其中，所述泵轮流体动力地、特别是气动地和/或液动地与所述泵轮耦合。附加地或备选地，扭矩锁合的连接部感应地将转子与器件耦合。

在另一实施方式中，旋转轴线与另外的旋转轴线彼此平行布置。

在另一实施方式中，器件关于旋转轴线布置在发送器和/或接收器的径向外侧或径向内侧。

在另一实施方式中，所述发送器关于所述旋转轴线与所述接收器径向偏移地布置并且与所述器件径向偏移地布置。优选地，所述发送器关于所述旋转轴线布置在所述接收器的径向内侧或径向外侧。附加地或备选地，所述发送器关于所述旋转轴线与所述接收器在周向方向上偏移地布置。优选地，发送器和接收器径向地布置在围绕旋转轴线的共同的圆道上。

在另一实施方式中，器件包括至少一个线圈和/或永磁体和/或线圈的装置和/或永磁体的装置。

附图说明

在下文借助于附图更加详细地阐释本发明。其中：

图1示出了根据第一实施方式的扫描设备的纵向截面；

图2示出了根据第二实施方式的扫描设备的纵向截面；

图3示出了根据第三实施方式的扫描设备的纵向截面；

图4示出了根据第四实施方式的扫描设备的纵向截面；

图5示出了根据第五实施方式的扫描设备的纵向截面；

图6示出了根据第六实施方式的扫描设备的纵向截面；并且

图7示出了根据第七实施方式的扫描设备的纵向截面。

具体实施方式

图1示出了根据第一实施方式的扫描设备10的纵向截面。

扫描设备10具有转子15、发送器20、接收器25和驱动马达30。转子15以围绕旋转轴线35能够旋转的方式支承。

转子15具有盘区段40并且优选具有轴区段45。轴区段45扭矩锁合地与盘区段40相连。盘区段40例如径向垂直于旋转轴线35延伸。在盘区段40的共同端侧46上，发送器20和接收器25轴向重叠地布置。在此将轴向重叠理解为，在至少两个组件在径向方向上例如在发送器20与接收器25的实施方式中投影到在布置有旋转轴线35的平面中的情况下，这些组件在例如发送器20和接收器25的实施方式中至少部分重叠。在所述实施方式中，发送器20和接收器25示例性地在轴向方向上同宽地构造并且在所述实施方式中示例地完全重叠。当然，也能够考虑发送器20和接收器25的仅部分重叠。

发送器20关于旋转轴线35在周向方向上与接收器25偏移布置。在此，发送器20和接收器25优选地布置在围绕旋转轴线35的共同的圆道上。当然，所述发送器20能够关于所述旋转轴线35与所述接收器25在径向方向上偏移布置。同样能够考虑的是，所述发送器20关于所述旋转轴线35布置在所述接收器25的径向内侧或径向外侧，

驱动马达30与发送器20和接收器25轴向偏移布置。驱动马达30能够例如被构造为例如无刷马达，特别是内转子也或者外转子。备选地也能够考虑的是，驱动马达30被构造为有刷马达。

驱动马达30具有驱动转子49、定子51和输出轴53。输出轴53构造驱动马达30的输出侧52并且与驱动转子49扭矩锁合地连接。输出轴53借助扭矩锁合的连接部54与转子15连接。扭矩锁合的连接部54例如能够构造为耦合部。当然也能够考虑的是，输出轴53和轴区段45一体式地构造并且材料统一地构造。驱动转子49能够围绕旋转轴线35以可旋转的方式支承。定子51能够例如具有第一线圈和/或永磁体，第一线圈和/或永磁体在驱动马达30的运行中提供至少一个第一磁场。驱动转子49具有用于提供第二磁场的器件50。器件50能够例如具有第二线圈和/或永磁体和/或线圈的装置和/或永磁体的装置。器件50和定子51以已知的方式在驱动马达30的运行中进入有效连接中并且在驱动马达30的输出侧52处提供扭矩。扭矩用于使转子15围绕旋转轴线35旋转。

发送器20经过第一连接部55与发送设备60连接。发送器25经过第二连接部65与评估设备70连接。发送器20能够例如具有激光二极管或LED并且接收器25能够具有光敏元件。备选地，发送器20和/或接收器25能够具有天线。

在扫描设备10的运行中驱动马达30被激活，使得转子15围绕旋转轴线35以优选预定义的恒定转速旋转。此外，发送设备60通过第一连接部55如此操控发送器20，使得发送器20发射电磁辐射75。所发射的电磁辐射75具有带有下述值的频率，所述值优选位于300 MHz至130 GHz和/或384 THz至789 THz的范围中。300 MHz至130 GHz的范围在此对应于雷达带中的电磁辐射的频率。从384 THz到789 THz的范围在光的频带内。

电磁辐射75朝远离驱动马达30的方向发射，优选指向周围环境79。通过转子15围绕旋转轴线35的旋转，改变周围环境79的区域，电磁辐射75辐射到所述区域中。电磁辐射75（只要存在）撞击对象80。对象80将撞击所述对象80的电磁辐射75的至少一部分76向着扫描设备10的方向往回反射和/或散射。

接收器25与发送器20一起围绕旋转轴线35旋转并且在围绕旋转轴线35旋转期间指向周围环境79的不同区域。接收器25检测从周围环境79碰撞到接收器25的电磁辐射76。接收器25通过第二连接部65向评估设备70提供对应于检测到的电磁辐射75而构造的接收器信号。评估设备70评估接收器信号。

由于发送器20和接收器25的轴向重叠布置，扫描设备10在轴向上特别细长地构造。此外，能够省去其他光学装置，特别是诸如（旋转的）反射镜、棱镜等的反射装置，使得扫描设备10特别简单构造。由此扫描设备特别适用于检测机动车的周围环境79。

图2示出了根据第二实施方式的扫描设备10的纵向截面。扫描设备10与图1所示的扫描设备10类似地构造。与此不同的是，器件、发送器20和接收器25轴向重叠布置。此外，驱动马达30布置在发送器20和接收器25 的径向内侧。当驱动马达30被构造为外转子而取代图1中所示的作为内转子的构造方案时，则所述构造方案是特别有利的。由此能够相对于图1中所示的构造方案在转子15处省去轴区段45，使得转子15直接与驱动马达30的驱动转子49连接。

所述构造方案具有的优点是，扫描设备10具有特别小的构件数量并且在轴向上特别紧凑构造。此外，提供了特别低维护的扫描设备10。

图3示出了根据第三实施方式的扫描设备10的纵向截面。扫描设备10与图2所示的扫描设备10类似地构造。驱动马达30布置在接收器25和发送器20的径向外侧。与此不同，器件50布置在转子15的盘区段40的径向外侧。盘区段40例如被罐形地构造。发送器20和/或接收器25与器件50之间径向布置有定子51的至少一部分，其关于旋转轴线35与发送器20、接收器25和器件50轴向重叠布置。所述构造方案具有的优点是，扫描设备10被构造成在轴向方向上特别紧凑。

图4示出了根据第四实施方式的扫描设备10的纵向截面。扫描设备10与图1至3中所示的扫描设备10类似地构造。不同的是，驱动马达30关于旋转轴线35偏心布置，使得旋转轴线35和另外的旋转轴线99彼此轴向偏移布置。驱动马达30的驱动转子49围绕所述另外的旋转轴线99可旋转地支承。旋转轴线35和另外的旋转轴线99在所述实施方式中彼此平行布置。当然也能够考虑的是，所述旋转轴线35和所述另外的旋转轴线99彼此倾斜或垂直布置。

驱动马达30，特别是器件50关于旋转轴线35例如与发送器20和接收器25轴向重叠布置。此外，在实施方式中，定子51与发送器20和接收器25完全轴向重叠布置。当然也能够考虑的是，定子51仅部分地与发送器20和/或接收器25重叠布置。由此扫描设备10在轴向方向上具有特别紧凑的构造方案。

不同于图1，用于将驱动马达30与转子15连接的扭矩锁合的连接部54具有与输出轴53扭矩锁合地耦合的第一盘100，利用轴区段45布置在盘区段40的背离于发送器20和接收器25的侧部上的第二盘105，以及耦合装置110。耦合装置110与第一盘100和与第二盘105连接，并将第一盘100与第二盘105扭矩锁合地耦合。耦合装置110能够例如构造为皮带或链条。在作为链条的构造方案中，分别对应于耦合装置110的结构设计方案，第一盘100和第二盘105例如分别具有相应构造的齿部，链条嵌接到所述齿部中。

图5示出了根据第五实施方式的扫描设备10的纵向截面。扫描设备10与图4中所示的扫描设备10基本相同地构造。与此不同，扭矩锁合的连接部54如此程度不同地构造，使得扭矩锁合的连接部54取代第一盘100a具有泵轮200，并且取代图4中所示的第二盘105a具有涡轮205。在泵轮200和涡轮205之间例如设置有流体连接部210。流体连接部210在图5中例如被构造为通道。当然也能够考虑的是，泵轮200和涡轮205布置在共同的壳体中，并且流体连接部210通过共同的装置布置在壳体中。此外，流体215被设置在流体连接部210、泵轮200和涡轮205的区域中。优选地，流体215主要是气体或主要是液体。

在扫描设备10的运行中，来自驱动马达30的输出轴53的扭矩通过流体动力效应、优选通过气动或液动效应在泵轮200和涡轮205之间传输。由此泵轮200扭矩锁合地与涡轮205耦合。泵轮200和涡轮205之间的流体耦合也具有的优点是，驱动马达30的振动、尤其是例如在定子51处的极过渡时产生的扭振不被传递到转子15处，并且由此转子15尤其低扭振地围绕旋转轴线35旋转。

图6示出了根据第六实施方式的扫描设备10的纵向截面。扫描设备10与图4和图5中所示的扫描设备10的构造方案类似地构造。与此不同，扭矩锁合的连接部54仅具有第一盘100和第二盘105，其中，盘100、105相对于旋转轴线35轴向重叠布置并且在径向方向上关于旋转轴线35相邻布置。在所述实施方式中，例如第一盘100优选具有在周向方向上偏移布置的多个磁体300。磁体300提供另外的磁场。第二盘105在所述实施方式中具有导电材料。

在扫描设备10的运行中，扭矩从驱动马达30的输出侧52通过产生涡流通过磁体300的另外的磁场在第二盘105中扭矩锁合地与第一盘100同步带动。通过两个盘100、105的这种感应耦合避免了：例如在驱动马达30中的极过渡处出现的扭振传递到转子15处，使得转子15尤其低扭振地围绕旋转轴线35旋转。

图7示出了根据第七实施方式的扫描设备10的纵向截面。扫描设备10与图4至6中所示的构造方案类似地构造。与此不同，扭矩锁合的连接部54具有第一齿部400和第二齿部405。此外，例如驱动马达30被构造为外转子。例如第一齿部400布置在驱动马达30的驱动转子49的壳体410处。壳体410与器件50连接。第二齿部405布置在转子15的盘区段40的径向外侧。盘区段40能够对此被构造为罐形。第一齿部400啮合地嵌接到第二齿部405中，以用于在壳体410和转子15之间的扭矩传输。所述构造方案具有的优点是，避免了输出侧52和转子15之间的可能的打滑或转速差。

取代上述的第一齿部400也能够设置第一摩擦面，并且取代第二齿部405也能够设置第二摩擦面，其中，第一摩擦面靠置在第二摩擦面处并且摩擦配合存在于第一摩擦面和第二摩擦面之间。在此，例如第一摩擦面能够柱筒状地围绕另外的旋转轴线99引导并且第二摩擦面能够柱筒状地围绕旋转轴线35引导。

要指出的是，在图1至图7中所描述的扫描设备10的特征当然能够是单独的也或者不同扫描设备10的特征的一部分能够彼此组合。

Claims (9)

1.一种扫描设备（10），

- 具有发送器（20）、接收器（25）、转子（15）和驱动马达（30），

- 其中，所述转子（15）能够围绕旋转轴线（35）以可旋转的方式支承，

- 其中，所述发送器（20）被构造成至少暂时发射电磁辐射（75），

- 其中，所述接收器（25）被构造成检测由对象（80）反射和/或散射的电磁辐射（76）的至少一部分，

- 其中，所述发送器（20）和所述接收器（25）布置在所述转子（15）处，

- 其中，所述发送器（20）和所述接收器（25）关于所述旋转轴线（35）以至少部分轴向重叠的方式布置，

- 其中，所述驱动马达（30）具有用于产生扭矩的至少一个器件（50），

- 其中，所述器件（50）与所述发送器（20）和/或所述接收器（25）被布置成至少部分轴向重叠，

- 其中，所述器件（50）围绕另外的旋转轴线（99）以可旋转的方式支承，

- 其中，所述转子（15）借助扭矩锁合的连接部（54）与所述器件扭矩锁合地耦合。

2.根据权利要求1所述的扫描设备（10），

- 其中，所述发送器（20）、所述接收器（25）和所述器件共同布置在所述转子（15）处。

3.根据权利要求2所述的扫描设备（10），

- 其中，所述驱动马达（30）包括定子（51），

- 其中，所述定子（51）与所述发送器（20）和/或所述接收器（25）被布置成至少部分轴向重叠，

- 其中，所述定子（51）至少区段式地径向布置在所述器件与所述发送器（20）和/或所述接收器（25）之间。

4.根据权利要求1所述的扫描设备（10），

- 其中，所述扭矩锁合的连接部（54）具有与所述器件（50）耦合的第一齿部（400）和与所述转子耦合的第二齿部（405），

- 其中，所述第一齿部（400）啮合地嵌接到所述第二齿部（405）中，

- 和/或

- 其中，所述扭矩锁合的连接部（54）具有至少一个与所述器件（50）扭矩锁合地耦合的第一盘（100）和与所述转子（15）扭矩锁合地耦合的第二盘（105）和耦合装置（ 110），

- 其中，所述第一盘（100）借助于所述耦合装置（110）、特别是链条或皮带与所述第二盘（105）耦合，以用于在转子（15）和器件（50）之间的扭矩传输，

- 和/或

- 其中，所述扭矩锁合的连接部（54）包括与所述器件（50）耦合的泵轮（200）和与所述转子（15）耦合的涡轮（205），其中，所述泵轮（200）流体动力地、特别是气动地和/或液动地与所述涡轮（205）耦合，

- 和/或其中，所述扭矩锁合的连接部（54）感应地将所述转子（15）与所述器件（50）耦合。

5.根据权利要求1或4所述的扫描设备（10），

- 其中，所述旋转轴线（35）和所述另外的旋转轴线（99）彼此平行布置。

6.根据前述权利要求1至4中任一项所述的扫描设备（10），

- 其中，所述器件（50）关于所述旋转轴线（35）布置在所述发送器（20）和/或所述接收器（25）的径向外侧或径向内侧。

7.根据前述权利要求1至4中任一项所述的扫描设备（10），

- 其中，所述发送器（20）关于所述旋转轴线（35）与所述接收器（25）径向偏移地布置并且与所述器件（50）径向偏移地布置，

- 其中，所述发送器（20）关于所述旋转轴线（35）布置在所述接收器（25）的径向内侧或径向外侧，

- 和/或

- 其中，所述发送器（20）关于所述旋转轴线（35）与所述接收器（25）在周向方向上偏移地布置，

- 其中，所述发送器（20）和所述接收器（25）径向布置在围绕所述旋转轴线（35）的共同的圆道上。

8.根据前述权利要求1至4中任一项所述的扫描设备（10），

- 其中，所述器件（50）包括至少一个线圈和/或永磁体和/或线圈的装置和/或永磁体的装置。

9.根据前述权利要求1至4中任一项所述的扫描设备（10），

- 其中，所述电磁辐射（75）具有带有下述值的频率，其中，所述值位于300 MHz至130GHz和/或384 THz至789 THz的范围中。

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