DE102020102576A1

DE102020102576A1 - Vorrichtung zur Erfassung der Position und/oder Geschwindigkeit von Objekten im Raum

Info

Publication number: DE102020102576A1
Application number: DE102020102576.9A
Authority: DE
Inventors: Hendrik Susemihl; Josef Siraky; Kevin Deutmarg; David Reger
Original assignee: Neura Robotics GmbH
Current assignee: Neura Robotics De GmbH
Priority date: 2020-02-03
Filing date: 2020-02-03
Publication date: 2021-08-05

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (10, 10', 100, 100') zur Erfassung der Position und/oder Geschwindigkeit von Objekten im Raum, mit einem Basiselement (20, 200), mit einem um eine Drehachse (A) gegen das Basiselement (20, 200) rotierbaren Aufsatzelement (30, 300), mit einem Radarsender (21a, 210a), mit einem Radarempfänger (21b, 210b), und mit einer Steuer- und Auswerteeinheit (80, 800), wobei die Vorrichtung (10, 10', 100, 100') Mittel (15, 150) umfasst, welche ausgebildet sind, einen Radarstrahlfächer (62, 620) zu bilden, und wobei der Radarsender (21a, 210a) derart relativ zu dem Aufsatzelement (30, 300) angeordnet ist, dass bei Rotation des Aufsatzelements (30, 300) ein Radarstrahl (61) des Radarstrahlfächers (62, 620) um die Drehachse (A) gedreht wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erfassung der Position und/oder Geschwindigkeit von Objekten im Raum.
Bekannt sind Vorrichtungen zur Erfassung der Geschwindigkeit von Fahrzeugen, welche mittels einen Radarsenders Radarwellen in Form einer Radarstrahlkeule aussenden. Nähert sich ein Fahrzeug den vom Radargerät ausstrahlenden Radarwellen, werden diese an dem Fahrzeug zurück zur Empfangsantenne des Radargerätes reflektiert. Eine Auswerteeinheit kann dann mithilfe des Doppler-Effekts aus den Faktoren „Weg“ und „Zeit“ die gefahrene Geschwindigkeit berechnen. Der Radarsender ist fest montiert, so dass die Radarstrahlkeule in eine Richtung ausgerichtet ist. Dabei hat die Radarstrahlkeule im Vergleich zu einem stark fokussierten Laserstrahl zwar einen größeren Öffnungswinkel. Soll ein ganzer Raum überwacht werden, weist die Radarstrahlkeule jedoch den Nachteil auf, der sie einen relativ kleinen Raumwinkel aufweist. Zudem kann die Genauigkeit der Position im Raum lediglich in Bezug auf die Entfernung zum Radarempfänger genauer bestimmt werden, eine Bestimmung des Raumwinkels ist nicht mit hoher Genauigkeit möglich. Die Überwachung eines Raumes mit fest montierten Radarsendern ist möglich bei Verwendung einer Vielzahl von Radarsendern, was jedoch kostenintensiv ist.
Auf Schiffen und an Flughäfen ist es bekannt, Radarantennen auf einem Drehgestell zu montieren. Bei Rotation des Drehgestells kann mit der ausgesandten Radarstrahlkeule der Raum um die Drehachse abgetastet werden. Nachteilig bei diesen Systemen ist, dass zur Stromversorgung des Radarsenders auf dem drehgestellt beispielsweise eine kontaktbehaftete Übertragung mittels Schleifringen oder eine induktive Übertragung erforderlich ist, was zu einem erhöhten konstruktiven Aufwand führt. Zudem weisen diese Systeme eine geringe Drehgeschwindigkeit auf, so dass die Raumüberwachung nur mit einer geringen Winkel- und Distanzauflösung erfolgen kann.
Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, eine Vorrichtung zur Erfassung der Position und/oder Geschwindigkeit von Objekten im Raum bereitzustellen, welche konstruktiv einfach aufgebaut ist und eine verbesserte Auflösung im Hinblick auf Winkel, Distanz und/oder Geschwindigkeit ermöglicht.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung zur Erfassung der Position und/oder Geschwindigkeit von Objekten im Raum mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Erfassung der Position und/oder Geschwindigkeit von Objekten im Raum weist ein Basiselement und ein um eine Drehachse gegen das Basiselement rotierbares Aufsatzelement auf, einen Radarsender, einen Radarempfänger und eine Steuer- und Auswerteeinheit auf, wobei die Vorrichtung weiterhin Mittel umfasst, welche ausgebildet sind, einen Radarstrahlfächer zu bilden, und wobei der Radarsender derart relativ zu dem Aufsatzelement angeordnet ist, dass bei Rotation des Aufsatzelements ein Radarstrahl des Radarstrahlfächers um die Drehachse gedreht wird.
Im Folgenden soll unter einer Radarstrahlkeule die Radarstrahlung verstanden werden, die von dem Radarsender abgestrahlt wird, und in der Regel in zwei zueinander senkrechten Richtungen einen vergleichsweise großen Öffnungswinkel aufweisen kann. Dabei kann die Radarstrahlkeule eine etwa kegelförmige Form mit einem etwa kreisförmigen oder elliptischen Querschnitt aufweisen.
Als Radarstrahlfächer wird Radarstrahlung verstanden, welche in einer ersten Richtung einen großen Öffnungswinkel, in einer dazu senkrechten Richtung jedoch einen kleinen Öffnungswinkel aufweist. Der Querschnitt eines Radarstrahlfächers senkrecht zu seiner Ausbreitungsrichtung ist dabei näherungsweise rechteckig, wobei vorzugsweise das Längen- zu Breitenverhältnis bei mehr als 5:1, vorzugsweise bei mehr als 10:1 liegt
Als Radarstrahl soll im Folgenden ein linienförmiger gedachter Strahl verstanden werden.
Dadurch, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung Mittel zur Ausbildung eines Radarstrahlfächers umfasst, kann durch die Vorrichtung die Position von Objekten im Raum mit einer verbesserten Winkel- und Distanzauflösung ermittelt werden.
Vorzugsweise weist der Radarfächerstrahl einen Öffnungswinkel von mindestens 90°, vorzugsweise von mindestens 120°, auf. Mit einem Radarfächerstrahl mit einem Öffnungswinkel von mindestens 90° kann bei Rotation des Aufsatzelements die Hälfte einer Kugel oder mehr erfasst werden. Ist die Vorrichtung an einer Wand montiert, ist damit die Erfassung des gesamten Raums möglich.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind die Mittel ausgebildet, zur Bildung des Radarstrahlfächers die von dem Radarsender ausgesandte Radarstrahlkeule in einer ersten Richtung zu fokussieren und in einer dazu senkrechten zweiten Richtung aufzuweiten. Dies ermöglicht eine gute Ausnutzung der vom Radarsender bereitgestellten Radarstrahlung.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfassen die Mittel eine Stablinse. Durch eine Stablinse kann in einfacher Art und Weise die von dem Radarsender ausgesandte Radarstrahlkeule in einer ersten Richtung fokussiert und in einer dazu senkrechten zweiten Richtung aufgeweitet werden.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung umfassen die Mittel ein reflektierendes Element, insbesondere ein gekrümmtes reflektierendes Element. Ein derartiges Element ermöglicht auf einfache Art und Weise insbesondere eine Aufweitung in einer Richtung. Insbesondere kann ein Radarstrahlfächer damit in der zweiten Richtung noch weiter aufgeweitet werden.
Vorzugsweise sind die Mittel unmittelbar vor dem Radarsender angeordnet. Mit anderen Worten sind die Mittel direkt vor dem Radarsender oder in sehr kleinem Abstand vor dem Radarsender angeordnet. Dies ermöglicht einen kompakten Aufbau und eine effektive Ausnutzung der vom Radarsender bereitgestellten Radarstrahlung.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst das Basiselement den Radarsender und den Radarempfänger, während das Aufsatzelement ein reflektierendes Element umfasst, welches gegen die Drehachse geneigt angeordnet ist derart, dass ein auf das reflektierende Element fallender Radarstrahl des Radarsenders abgelenkt wird und bei Rotation des Aufsatzelements der Radarstrahl um die Drehachse gedreht wird. Die aktiven Komponenten der Vorrichtung wie der Radarsender und der Radarempfänger sind somit auf einem stationär anordenbaren Element, nämlich dem Basiselement, angeordnet, so dass eine Stromversorgung von sich drehenden Teilen entfallen kann.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Mittel im Strahlengang zwischen dem Radarsender und dem reflektierenden Element angeordnet. Diese ermöglicht es, die Radarstrahlkeule des Radarsenders bereits vor dem Auftreffen auf dem reflektierenden Element zu formen, um den Abstrahlwinkel verringern und die Genauigkeit der Positionsbestimmung erhöhen zu können.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Strahlengang zwischen dem Radarsender und dem reflektierenden Element zumindest abschnittsweise durch einen Schaumstoffkanal geführt ist. Radarantennen können starke Nebenkeulen abstrahlen. Schaumstoff absorbiert Radarstrahlung und kann die Störung durch Nebenkeulen verringern oder sogar vermeiden.
Vorzugsweise ist der Radarsender in einer sich insbesondere konisch erweiternden Ausnehmung eines Schaumstoffelements angeordnet, wodurch eine effektive Störungsvermeidung durch Nebenkeulen des Radarsenders erreicht werden kann. Dabei kann das Schaumstoffelement einen Abschnitt des Schaumstoffkanals bilden.
Ein kompakter Aufbau der Vorrichtung kann sich ergeben, wenn gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung das Aufsatzelement als Drehteller ausgebildet ist, welcher im wesentlichen quer zur Drehachse angeordnet ist.
Vorzugsweise weist der Drehteller eine Durchgangsöffnung auf, wobei das reflektierende Element auf einer ersten Seite des Drehtellers angeordnet ist und eine der ersten Seite gegenüberliegende zweite Seite des Drehtellers dem Basiselement zugewandt ist. Dies ermöglicht einen platzsparenden Aufbau.
Vorzugsweist weist die Durchgangsöffnung eine Innenwandung auf, welche mit einem Schaumstoffring ausgekleidet ist, wodurch die Störung durch Nebenkeulen des Radarsenders verringert werden kann. Dabei kann der Schaumstoffring einen Abschnitt des Schaumstoffkanals bilden.
Vorteilhafterweise sind der Radarsender und der Radarempfänger als monostatisches Radarsystem ausgebildet, insbesondere mittels einer einzigen Radarantenne, welches insbesondere symmetrisch zur Drehachse angeordnet ist.
Vorteilhafterweise ist an dem Aufsatzelement ein zweites reflektierendes Element angeordnet. Dieses kann den Öffnungswinkel des Radarfächerstrahls vergrößern, um einen größeren Raumwinkel erfassen zu können.
Gemäß einer besonders bevorzugten alternativen Ausführungsform umfasst das Aufsatzelement den Radarsender und den Radarempfänger, wobei die Mittel vor dem Radarsender angeordnet sind, insbesondere unmittelbar vor dem Radarsender, und wobei der Radarsender gegen die Drehachse geneigt angeordnet ist derart, dass bei Rotation des Aufsatzelements der Radarstrahlfächer um die Drehachse gedreht wird. Durch die Anordnung der Mittel vor dem Radarsender, insbesondere unmittelbar vor dem Radarsender, kann der Radarstrahlfächer auf dem Aufsatzelement gebildet werden, so dass bei Rotation des Aufsatzelements der Radarstrahlfächer mit dem Radarsender rotiert.
Vorzugsweise sind zwei Radarsender auf dem Aufsatzelement angeordnet sind, welche vorzugsweise im Winkelabstand von 180° zueinander angeordnet sind. Dies ermöglicht eine Erfassung und Überwachung des Raums mit doppelter Geschwindigkeit.
Vorteilhafterweise weist der Radarsender wenigstens eine Array-Antenne, vorzugsweise zwei unabhängig ansteuerbare Array-Antennen, auf. Mit einer Array-Antenne kann die Richtung des ausgesandten Radarstrahls beeinflusst werden. Zwei unabhängig ansteuerbare Array-Antennen ermöglichen eine Redundanz.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Stromversorgung des Radarsenders und des Radarempfängers auf dem Aufsatzelement mittels Schleifkontakten oder mittels einer induktiven Stromversorgung erfolgt. Dadurch kann eine Rotation des Aufsatzelements um eine beliebige Zahl von Umdrehungen gegen das Basiselement ermöglicht werden.
Vorzugsweise ist zwischen dem Aufsatzelement und dem Basiselement eine berührungslose Datenübertragung vorgesehen, vorzugsweise eine optische Datenübertragung, wodurch eine Kabelverbindung, welche die Rotation zwischen Basiselement und Aufsatzelement beeinträchtigen könnte, vermieden werden kann.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Steuer- und Auswerteeinheit redundant ausgebildet, insbesondere gedoppelt vorhanden, um die Funktionssicherheit der Vorrichtung erhöhen zu können.
Vorzugsweise ist der Radarsender redundant ausgebildet. Beispielsweise kann der Radarsender gedoppelt vorhanden und entweder durch zwei unabhängige Auswerte- und Steuereinheiten 80 angesteuert und ausgewertet oder über eine Multiplexeinheit mit der einen Auswerte- und Steuereinheit verbunden sein.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Aufsatzelement mittels wenigstens eines, vorzugsweise mittels zweier, Kugellager rotierbar an dem Basiselement gelagert ist. Dies ermöglicht eine konstruktiv einfache Lagerung mit hoher Präzision.
Vorteilhafterweise ist die Rotationsdauer und/oder die Rotationsgeschwindigkeit der Rotation des Aufsatzelements steuerbar und/oder regelbar. Dadurch kann eine Bestimmung der Position und/oder Geschwindigkeit von Objekten im Raum mit höherer Auflösung ermöglicht werden, da die Rotation des Aufsatzelements anpassbar ist.
Vorzugsweise beträgt die maximale Rotationsgeschwindigkeit mehr als 5 Umdrehungen pro Sekunde, vorzugsweise 10 Umdrehungen pro Sekunde oder mehr, wodurch die Auflösung bei der Positions- und/oder Geschwindigkeitsbestimmung erhöht werden kann.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist an den Basiselement ein Stator und an dem Aufsatzelement ein Rotor angeordnet, wodurch auf einfache Art und Weise ein elektromagnetischer Antrieb des Aufsatzelements ermöglicht wird.
Vorteilhafterweise ist die relative Winkellage zwischen dem Basiselement und dem Aufsatzelement mittels eines Drehwinkelsensors ermittelbar. Dieser ermöglicht eine Winkelbestimmung mit hoher Genauigkeit.
Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung ein Radom, welches insbesondere aus einem für Radarstrahlung transparenten Material gefertigt ist. Das Radom kann den Radarsender, den Radarempfänger, den Spiegel und weitere Komponenten der Vorrichtung gegen Verschmutzung schützen.
Vorzugsweise ist das Radom an dem Basiselement angeordnet, so dass sich eine geschlossene Vorrichtung ergeben kann und rotierende Komponenten von außen nicht zugänglich sind.
Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Radom als Fresnel-Linse ausgebildet ist. Dadurch kann der Radarfächerstrahl zusätzlich aufgefächert werden.
Vorteilhafterweise kommt die erfindungsgemäße Vorrichtung bei Robotern, beispielsweise sogenannten Cobots oder anderen Handhabungsvorrichtungen, zur Anwendung, um die Umgebung eines sich durch den Raum bewegenden Arms zu erfassen und gegebenenfalls die Bewegung zu stoppen, falls sich beispielsweise eine Person in der Nähe befindet. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann auch zur Maschinenabsicherung sowie zur Interaktion mit Maschinen eingesetzt werden. Weiterhin kann die erfindungsgemäße Vorrichtung bei autonomen Fahrzeugen zur Erfassung der Umgebung und gegebenenfalls Stoppen des Fahrzeugs bei Erkennung einer Gefahrensituation wie beispielsweise Personen im Fahrweg zur Anwendung kommen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann auch als Sicherheitsvorrichtung für Fahrzeuge im öffentlichen Verkehrswesen, der Industrie, der Logistik oder Landwirtschaft eingesetzt werden. Ferner kann die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Sicherheitsüberwachung von öffentlichen und nicht-öffentlichen Plätzen, Arealen und Räumen genutzt werden. Da die erfindungsgemäße Vorrichtung keine bildgebenden Sensoren, sondern lediglich einen Radarsender und -empfänger aufweist, erfolgt mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung lediglich eine Erfassung einer Position von Gegenständen oder Personen im Raum, nicht aber eine Bilderkennung, so dass die Privatsphäre von Personen geschützt bleibt.
Eine erfindungsgemäße Handhabungsvorrichtung, insbesondere ein erfindungsgemäßer Roboter, weist wenigstens eine erfindungsgemäße Vorrichtung, vorzugsweise zwei erfindungsgemäße Vorrichtungen, auf. Die Verwendung von zwei erfindungsgemäßen Vorrichtungen insbesondere an zwei gegenüberliegenden Seitenflächen der Handhabungsvorrichtung oder des Roboters ermöglicht dabei, sofern eine Vorrichtung zumindest eine Halbkugel erfassen kann, die Erfassung des gesamten umgebenden Raums.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren ausführlich erläutert. Es zeigen

1 einen Längsschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erfassung der Position und/oder Geschwindigkeit von Objekten im Raum,
2 einen Längsschnitt durch die Vorrichtung gemäß 2 nach Rotation des Aufsatzelements um 90°,
3 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Roboters mit zwei erfindungsgemäßen Vorrichtungen zur Erfassung der Position und/oder Geschwindigkeit von Objekten im Raum gemäß 1,
4 einen Längsschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erfassung der Position und/oder Geschwindigkeit von Objekten im Raum,
5 einen Längsschnitt durch ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erfassung der Position und/oder Geschwindigkeit von Objekten im Raum und
6 einen Längsschnitt durch ein viertes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erfassung der Position und/oder Geschwindigkeit von Objekten im Raum.

Die 1 und 2 zeigen zwei Längsschnitte durch ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 zur Erfassung der Position und/oder Geschwindigkeit von Objekten im Raum, 4 zeigt einen Längsschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10' zur Erfassung der Position und/oder Geschwindigkeit von Objekten im Raum. Die nachfolgenden Erläuterungen zur Vorrichtung 10 betreffen soweit nicht anders erwähnt auch die Vorrichtung 10'. Gleiche Bezugsziffern bezeichnen gleiche oder funktionsgleiche Teile, und zur besseren Übersicht sind nicht sämtliche Bezugsziffern in sämtlichen Figuren angegeben.
Die Vorrichtung 10 weist ein Basiselement 20 und ein um eine Drehachse A gegen das Basiselement 20 rotierbares Aufsatzelement 30 auf. 1 zeigt die Vorrichtung 10 in einer ersten relativen Anordnung zwischen dem Basiselement 20 und dem Aufsatzelement 30, während in 2 das Aufsatzelement 30 im Vergleich zu 2 um 90° verdreht dargestellt ist.
Das Basiselement 20 kann einen Radarsender 21a und einen Radarempfänger 21b umfassen, welcher in einer Radarsende-/- empfangseinheit 21 angeordnet sein können, und welche insbesondere als monostatisches Radarsystem ausgebildet sein können. Das Basiselement 20 kann eine Basisplatte 20a aufweisen, welche als Leiterplatte ausgebildet sein kann, und auf welcher der Radarsender 21a und der Radarempfänger 21b, insbesondere die Radarsende-/-empfangseinheit 21, angeordnet sein kann. Der Radarsender 21a, insbesondere die Radarsende-/-empfangseinheit 21 ist vorzugsweise in einer Ausnehmung 24 in einem Schaumstoffelement 23 angeordnet, wobei sich die Ausnehmung 24 insbesondere ausgehend von der Radarsende-/-empfangseinheit 21 konisch aufweitet, um die Ausbildung von störenden Nebenkeulen einer von dem Radarsender 21a ausgesandten Radarstrahlkeule zu verringern.
Die Radarsende-/-empfangseinheit 21 kann von einer zylindrischen Wandung 27 umgeben sein, welche vorzugsweise an der Außenseite des Schaumstoffelements 23 anliegt. An der Außenseite der Wandung 27 kann eine Lagerung für das Aufsatzelement 30 angeordnet sein, beispielsweise in Form von einem oder, wie in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel dargestellt, in Form von zwei Kugellagern 40.
Das Aufsatzelement 30 kann ein reflektierendes Element 31 aufweisen, welches gegen die Drehachse A geneigt angeordnet ist derart, dass ein auf das reflektierende Element 31 fallender Radarstrahl 61 des Radarsenders abgelenkt wird und bei Rotation des Aufsatzelements 31 der Radarstrahl 61 um die Drehachse A gedreht wird. Das reflektierende Element 31 kann beispielsweise als Spiegel ausgebildet sein. Weiterhin kann das reflektierende Element 31 leicht gekrümmt ausgebildet sein, beispielsweise um eine Achse parallel zur Basisplatte 20a, wie in 1 dargestellt, oder um eine Achse, welche gegen die Drehachse A geneigt ist, wie in 4 dargestellt. Das reflektierende Element 31 ist fest mit dem Aufsatzelement 30 verbunden und rotiert mit dem Aufsatzelement 30.
Das Aufsatzelement 30 kann insbesondere einen Drehteller 30a aufweisen, auf welchem das reflektierende Element 31 angeordnet sein kann. Das Aufsatzelement 30 kann insbesondere topfartig mit einer Bodenfläche, welche insbesondere den Drehteller 30a bildet, und einer Seitenwandung 30b ausgebildet sein, wobei insbesondere das topfartige Aufsatzelement 30 die zylindrische Wandung 27, welche an der Basisplatte 20a angeordnet ist, übergreifen kann. Der Drehteller 30a kann insbesondere eine erste Seite, auf welcher das reflektierende Element 31 angeordnet ist, und eine der ersten Seite gegenüberliegende zweite Seite aufweisen, welche dem Basiselement 20 zugewandt ist. Zur drehbaren Lagerung des Aufsatzelements 30 können die Kugellager 40 an der Innenseite der Seitenwandung 30a des Aufsatzelements 30 angeordnet sein.
Das Aufsatzelement 30 kann einen Rotor 35 aufweisen, während an dem Basiselement 20 ein Stator 25 angeordnet sein kann, um die Drehbewegung des Aufsatzelements 30 gegen das Basiselement 20 steuern zu können. Der Rotor 35 kann insbesondere an oder in der Seitenwandung 30b des Aufsatzelements 30 ausgebildet sein. Insbesondere kann die Seitenwandung 30b den Rotor 35 ausbilden. Der Stator 25 kann an der Basisplatte 20a angeordnet sein, beispielsweise in oder an einer das Aufsatzelement 30 umgebenden Wandung 28. Eine Steuerung für den so gebildeten elektromagnetischen Antrieb des Aufsatzelements 30 kann ebenfalls auf der Basisplatte 20a angeordnet sein und insbesondere Teil einer Auswerte- und Steuereinheit 80 sein.
Die Winkellage zwischen dem Aufsatzelement 30 und dem Basiselement 20 kann mittels eines Drehwinkelsensors 41 ermittelt werden. Dieser kann eine Sende-/-empfangseinheit 41a, welche auf der Basisplatte 20a angeordnet ist, und eine Codescheibe 41b, welche an dem Aufsatzelement 30 angeordnet ist, beispielsweise an einem an der Seitenwandung 30b stirnseitig angeordneten umlaufenden Kragen 30c, und welche von dem von der Sende-/-empfangseinheit 41a ausgesandten Licht abgetastet wird, umfassen. Der Drehwinkelsensor 41 kann von der Auswerte- und Steuereinheit 80 angesteuert und ggfs. ausgelesen werden.
Die Auswerte- und Steuereinheit 80 kann an dem Basiselement 20 kann, beispielsweise auf der Leiterplatte, angeordnet sein und ist insbesondere ausgebildet und geeignet, aus dem von dem Radarsender 21a ausgesandten Radarsignal, dem von dem Radarempfänger 21b detektierten Radarsignal und der Winkelstellung zwischen dem Basiselement 20 und dem Aufsatzelement 30, welche insbesondere durch den Drehwinkelsensor 41 ermittelt wird, auf die Position und/oder Geschwindigkeit von Objekten in einem die Vorrichtung 10 umgebenden Raum schließen zu können.
Die Auswerte- und Steuereinheit 80 kann redundant ausgebildet sein, beispielsweise gedoppelt vorhanden sein, um die Funktionssicherheit der Auswerte- und Steuereinheit 80 zu erhöhen. Der Radarsender 21a und der Radarempfänger 21b bzw. die Radarsende-/-empfangseinheit 21 kann ebenfalls redundant ausgebildet sein. Beispielsweise können diese ebenfalls gedoppelt vorhanden und entweder durch zwei unabhängige Auswerte- und Steuereinheiten 80 angesteuert und ausgewertet oder über eine Multiplexeinheit mit der einen Auswerte- und Steuereinheit 80 verbunden sein.
Die Auswerte- und Steuereinheit 80 ist vorzugsweise ausgebildet und geeignet, die Rotationsdauer und/oder Rotationsgeschwindigkeit des Aufsatzelements 30 zu steuern und/oder zu regeln. Dadurch kann ermöglicht werden, die Rotation des Aufsatzelements 30 in einer bestimmten Winkelposition relativ zu dem Basiselement 20 zu stoppen, beispielsweise, um in eine bestimmte Raumrichtung mehr Signale zur Positions- und/oder Geschwindigkeitserfassung zu erhalten, um die Auflösung oder Genauigkeit der Erfassung zu verbessern. Die maximale Rotationsgeschwindigkeit beträgt vorzugsweise 5 Umdrehungen pro Sekunde oder mehr, insbesondere 10 Umdrehungen pro Sekunde oder mehr.
Das Aufsatzelement 30 weist in dem Drehteller 30a eine Durchgangsöffnung 37 auf, durch welche der von der Radarsende-/- empfangseinheit 21 ausgesandte Radarstrahl 61 durchtritt, um von dem reflektierenden Element 31 abgelenkt, insbesondere reflektiert zu werden.
Die Vorrichtung 10 weist Mittel 15 auf, welche ausgebildet sind, aus einer von dem Radarsender 21a ausgesandten Radarstrahlkeule 60 einen eine Vielzahl von Radarstrahlen 61 umfassenden Radarstrahlfächer 62 zu bilden. Die Mittel 15 können im Strahlengang zwischen dem Radarsender 21a und dem reflektierenden Element 31, wie in den 1 und 2 dargestellt, in der Durchgangsöffnung 37 des Aufsatzelements 30, angeordnet sein. Die Mittel 15 können ein fokussierendes Element, beispielsweise eine Linse 33, insbesondere eine Stablinse, umfassen. Diese Linse 33 kann die Radarstrahlkeule 60, welche von dem Radarsender 21a ausgesendet wird, formen. Insbesondere kann mit der als Stablinse ausgebildeten Linse 33 eine Formung zu einem Radarstrahlfächer 62, welcher in einer ersten Richtung fokussiert und in einer dazu senkrechten zweiten Richtung aufgefächert ist, erreicht werden. Dieser Radarstrahlfächer 62 hat vorzugsweise einen Öffnungswinkel von mindestens 90°, vorzugsweise von mindestens 120°.
Bei dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Linse 33' nicht als Stablinse, sondern als im Wesentlichen in alle Richtung gleich fokussierendes Element ausgebildet, um die Radarstrahlkeule 60 zu bündeln. Bei diesem Ausführungsbeispiel umfassen die Mittel 15 das reflektierende Element 31', welches derart gekrümmt ist, dass aus der Radarstrahlkeule 60 ein Radarstrahlfächer 62 geformt wird.
Um den Öffnungswinkel noch weiter zu vergrößern, kann an dem Aufsatzelement 30, insbesondere auf dem Drehteller 30a, ein zweites reflektierendes Element 32 angeordnet sein (vgl. 4), welche einen Teil der Mittel 15 bilden können. Auch das reflektierende Element 31 kann als Teil der Mittel 15 angesehen werden. Hat der Radarstrahlfächer 62 einen Öffnungswinkel von 90°, kann bei einer Drehung dieses auf das reflektierende Element 31 fallenden Radarstrahlfächers 62 um die Drehachse A ein Raumwinkel einer Halbkugel erfasst werden, bei mehr als 90° auch ein Raumwinkel von mehr als einer Halbkugel.
Die Durchgangsöffnung 37 weist eine Innenwandung 37a auf, welche mit einem Schaumstoffring 38 ausgekleidet sein kann.
Die Vorrichtung 10 kann ein Radom 50 aufweisen, welches vorzugsweise an dem Basiselement 20, insbesondere der Basisplatte 20a, angeordnet ist und das Aufsatzelement 20 einschließlich des darauf angeordneten reflektierenden Elements 31 bzw. der darauf angeordneten reflektierenden Elemente 31, 32 überdeckt. Das Radom 50 ist aus einem für Radarstrahlung möglichst transparenten Material gefertigt, um den ausgesandten Radarstrahlfächer 62 möglichst wenig zu beeinflussen. Das Radom 50 kann als Fresnel-Linse ausgebildet sein, um den Öffnungswinkel des ausgesandten Radarstrahlfächers 62 weiter zu vergrößern (vgl. 4).
3 zeigt eine Handhabungsvorrichtung 70, beispielsweise einen Roboter, welcher an zwei gegenüberliegenden Seitenflächen beispielsweise eines Arms jeweils eine Vorrichtung 10 aufweist. Durch Anordnung der Vorrichtungen 10 an zwei gegenüberliegenden Seitenflächen kann eine Erfassung des gesamten die Handhabungsvorrichtung 70 umgebenden Raums ermöglicht werden. Ist die Vorrichtung 10 derart ausgebildet, dass sie einen Raumwinkel von mehr als einer Halbkugel erfassen kann, überlappen sich die von den beiden Vorrichtungen 10 erfassten Raumwinkel, wodurch sich in diesem Überlappungsbereich B eine Redundanz ergibt.
Die 5 zeigt einen Längsschnitt durch ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 100 zur Erfassung der Position und/oder Geschwindigkeit von Objekten im Raum, 6 zeigt einen Längsschnitt durch ein viertes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 100' zur Erfassung der Position und/oder Geschwindigkeit von Objekten im Raum. Die nachfolgenden Erläuterungen zur Vorrichtung 100 betreffen soweit nicht anders erwähnt auch die Vorrichtung 100'. Gleiche Bezugsziffern bezeichnen gleiche oder funktionsgleiche Teile, und zur besseren Übersicht sind nicht sämtliche Bezugsziffern in sämtlichen Figuren angegeben.
Die Vorrichtung 100 weist ein Basiselement 200 und ein um eine Drehachse A gegen das Basiselement 200 rotierbares Aufsatzelement 300 auf.
Die Vorrichtung 100 kann einen Radarsender 210a und einen Radarempfänger 210b umfassen, welche in einer Radarsende-/- empfangseinheit 210 angeordnet sein können, und welche an dem Aufsatzelement 300 angeordnet sind. Der Radarsender 210a kann eine Array-Antenne, vorzugsweise zwei unabhängig voneinander ansteuerbare Array-Antennen, aufweisen. Das in 6 dargestellte Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 100' unterscheidet sich lediglich dadurch von dem in 5 dargestellten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 100, dass zwei Radarsende-/- empfangsheiten 210 vorgesehen sind, welche um einen Winkel von 180° in Umfangsrichtung zueinander beabstandet angeordnet sind.
Das Basiselement 200 kann eine Basisplatte 200a aufweisen, welche als Leiterplatte ausgebildet sein kann. An dem Basiselement 200 kann eine zylindrische Wandung 270 angeordnet sein. An der Außenseite der Wandung 270 kann eine Lagerung für das Aufsatzelement 300 angeordnet sein, beispielsweise in Form von einem oder, wie in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel dargestellt, in Form von zwei Kugellagern 400.
Das Aufsatzelement 300 kann insbesondere einen Drehteller 300a aufweisen, auf welchem die Radarsende-/-empfangseinheit 210 angeordnet sein kann. Das Aufsatzelement 300 kann insbesondere topfartig mit einer Bodenfläche, welche insbesondere den Drehteller 300a bildet, und einer Seitenwandung 300b ausgebildet sein, wobei insbesondere das topfartige Aufsatzelement 300 die zylindrische Wandung 270, welche an der Basisplatte 200a angeordnet ist, übergreifen kann.
Zur drehbaren Lagerung des Aufsatzelements 300 können die Kugellager 400 an der Innenseite der Seitenwandung 300a des Aufsatzelements 300 angeordnet sein.
Das Aufsatzelement 300 kann einen Rotor 350 aufweisen, während an dem Basiselement 200 ein Stator 250 angeordnet sein kann, um die Drehbewegung des Aufsatzelements 300 gegen das Basiselement 200 veranlassen zu können. Der Rotor 350 kann insbesondere an oder in der Seitenwandung 300b des Aufsatzelements 300 ausgebildet sein. Insbesondere kann die Seitenwandung 300b den Rotor 350 ausbilden. Der Stator 250 kann an der Basisplatte 200a angeordnet sein, beispielsweise in oder an einer das Aufsatzelement 300 umgebenden Wandung 280. Eine Steuerung für den so gebildeten elektromagnetischen Antrieb des Aufsatzelements 300 kann ebenfalls auf der Basisplatte 200a angeordnet sein und insbesondere Teil einer Auswerte- und Steuereinheit 800 sein.
Die Winkellage zwischen dem Aufsatzelement 300 und dem Basiselement 200 kann mittels eines Drehwinkelsensors 410 ermittelt werden. Dieser kann eine Sende-/-empfangseinheit 410a, welche auf der Basisplatte 200a angeordnet ist, und eine Codescheibe 410b, welche an dem Aufsatzelement 30 angeordnet ist, und welche von dem von der Sende-/-empfangseinheit 410a ausgesandten Licht abgetastet wird, umfassen. Der Drehwinkelsensor 410 kann von der Auswerte- und Steuereinheit 800 angesteuert und ggfs. ausgelesen werden.
Die Auswerte- und Steuereinheit 800 kann an dem Basiselement 200, beispielsweise auf der Leiterplatte 200a, angeordnet sein und ist insbesondere ausgebildet und geeignet, aus dem von dem Radarsender 210a ausgesandten Radarsignal, dem von dem Radarempfänger 210b detektierten Radarsignal und der Winkelstellung zwischen dem Basiselement 200 und dem Aufsatzelement 300, welche insbesondere durch den Drehwinkelsensor 410 ermittelt wird, auf die Position und/oder Geschwindigkeit von Objekten in einem die Vorrichtung 100 umgebenden Raum schließen zu können.
Die Auswerte- und Steuereinheit 800 kann redundant ausgebildet sein, beispielsweise gedoppelt vorhanden sein, um die Funktionssicherheit der Auswerte- und Steuereinheit 800 zu erhöhen. Der Radarsender 210a und der Radarempfänger 210b bzw. die Radarsende-/-empfangseinheit 210 kann ebenfalls redundant ausgebildet sein. Beispielsweise können diese ebenfalls gedoppelt vorhanden und entweder durch zwei unabhängige Auswerte- und Steuereinheiten 800 angesteuert und ausgewertet oder über eine Multiplexeinheit mit der einen Auswerte- und Steuereinheit 800 verbunden sein.
Die Auswerte- und Steuereinheit 800 ist vorzugsweise ausgebildet und geeignet, die Rotationsdauer und/oder Rotationsgeschwindigkeit des Aufsatzelements 300 zu steuern und/oder zu regeln. Dadurch kann ermöglicht werden, die Rotation des Aufsatzelements 300 in einer bestimmten Winkelposition relativ zu dem Basiselement 200 zu stoppen, beispielsweise, um in eine bestimmte Raumrichtung mehr Signale zur Positions- und/oder Geschwindigkeitserfassung zu erhalten, um die Auflösung oder Genauigkeit der Erfassung zu verbessern. Die maximale Rotationsgeschwindigkeit beträgt vorzugsweise 5 Umdrehungen pro Sekunde oder mehr, insbesondere 10 Umdrehungen pro Sekunde oder mehr.
Die Stromversorgung der auf dem Aufsatzelement 300 angeordneten aktiven Komponenten, insbesondere des Radarsenders 210a und des Radarempfängers 210b, erfolgt vorzugsweise mittels einer induktiven Stromversorgung 850. Die Datenübertragung zwischen dem Aufsatzelement 300 und dem Basiselement 200 erfolgt vorzugsweise mittels einer berührungslosen Datenübertragung 860, insbesondere mittels einer optischen Datenübertragung, besonders bevorzugt mittels eines Li-Fi-GigaDocks®.
Die Vorrichtung 100 weist Mittel 150 auf, welche ausgebildet sind, aus einer von dem Radarsender 210a ausgesandten Radarstrahlkeule einen eine Vielzahl von Radarstrahlen umfassenden Radarstrahlfächer 620 zu bilden. Die Mittel 150 können ein fokussierendes Element, beispielsweise eine Linse 330, insbesondere eine Stablinse, umfassen. Diese Linse 330 ist insbesondere unmittelbar vor dem Radarsender 210a angeordnet und kann die Radarstrahlkeule, welche von dem Radarsender 210a ausgesendet wird, formen. Insbesondere kann mit der als Stablinse ausgebildeten Linse 330 eine Formung zu einem Radarstrahlfächer 620, welcher in einer ersten Richtung fokussiert und in einer dazu senkrechten zweiten Richtung aufgefächert ist, erreicht werden. Dieser Radarstrahlfächer 62 hat vorzugsweise einen Öffnungswinkel von mindestens 90°, vorzugsweise von mindestens 120°. Hat der Radarstrahlfächer 620 einen Öffnungswinkel von 90°, kann bei einer Rotation des Aufsatzelements 300 um die Drehachse A ein Raumwinkel einer Halbkugel erfasst werden, bei mehr als 90° auch ein Raumwinkel von mehr als einer Halbkugel.
Die Vorrichtung 100 kann wie die Vorrichtungen 10, 10' ein nicht dargestelltes Radom aufweisen.
Selbstverständlich können bei der Handhabungsvorrichtung 70 gemäß 3 auch die Vorrichtungen 100 oder 100' verwendet werden.
Bezugszeichenliste

10: Vorrichtung
10': Vorrichtung
15: Mittel
20: Basiselement
21a: Radarsender
21: Radarempfänger
21: Radarsende-/-empfangseinheit
23: Schaumstoffelement
24: Ausnehmung
25: Stator
27: Wandung
28: Wandung
30: Aufsatzelement
30a: Drehteller
30b: Seitenwandung
30c: Kragen
31: reflektierendes Element
32: zweites reflektierendes Element
33: Linse
33': Linse
35: Rotor
37: Durchgangsöffnung
37a: Innenwandung
38: Schaumstoffring
40: Kugellager
41: Drehwinkelsensor
41a: Sende-/-empfangseinheit
41b: Codescheibe
50: Radom
60: Radarstrahlkeule
61: Radarstrahl
62: Radarstrahlfächer
70: Handhabungsvorrichtung
80: Auswerte- und Steuereinheit
100: Vorrichtung
100': Vorrichtung
150: Mittel
200: Basiselement
210a: Radarsender
210: Radarempfänger
210: Radarsende-/-empfangseinheit
250: Stator
270: Wandung
280: Wandung
300: Aufsatzelement
300a: Drehteller
300b: Seitenwandung
330: Linse
350: Rotor
400: Kugellager
410: Drehwinkelsensor
410a: Sende-/-empfangseinheit
410b: Codescheibe
620: Radarstrahlfächer
800: Auswerte- und Steuereinheit
A: Drehachse
B: Überlappungsbereich

Claims

Vorrichtung (10, 10', 100, 100') zur Erfassung der Position und/oder Geschwindigkeit von Objekten im Raum, mit einem Basiselement (20, 200), mit einem um eine Drehachse (A) gegen das Basiselement (20, 200) rotierbaren Aufsatzelement (30, 300), mit einem Radarsender (21a, 210a), mit einem Radarempfänger (21b, 210b), und mit einer Steuer- und Auswerteeinheit (80, 800), dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10, 10', 100, 100') Mittel (15, 150) umfasst, welche ausgebildet sind, einen Radarstrahlfächer (62, 620) zu bilden, und dass der Radarsender (21a, 210a) derart relativ zu dem Aufsatzelement (30, 300) angeordnet ist, dass bei Rotation des Aufsatzelements (30, 300) ein Radarstrahl (61) des Radarstrahlfächers (62, 620) um die Drehachse (A) gedreht wird.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Radarstrahlfächer (62, 620) einen Öffnungswinkel von mindestens 90°, vorzugsweise von mindestens 120°, aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (15, 150) ausgebildet sind, zur Bildung des Radarstrahlfächers (62, 620) die von dem Radarsender (21a, 210a) ausgesandte Radarstrahlkeule (60) in einer ersten Richtung zu fokussieren und in einer dazu senkrechten zweiten Richtung aufzuweiten.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (15, 150) eine Stablinse (33, 330) umfassen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (15) ein reflektierendes Element (31, 32), insbesondere ein gekrümmtes reflektierendes Element (31), umfassen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (15, 150) unmittelbar vor dem Radarsender (21a, 210a) angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Basiselement (20) den Radarsender (21a) und den Radarempfänger (21b) umfasst, und dass das Aufsatzelement (30) ein reflektierendes Element (31) umfasst, welches gegen die Drehachse (A) geneigt angeordnet ist derart, dass ein auf das reflektierende Element (31) fallender Radarstrahl (61) des Radarsenders (21a) abgelenkt wird und bei Rotation des Aufsatzelements (30) der Radarstrahl (61) um die Drehachse (A) gedreht wird.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (15) im Strahlengang zwischen dem Radarsender (21a) und dem reflektierenden Element (31) angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlengang zwischen dem Radarsender (21a) und dem reflektierenden Element (31) zumindest abschnittsweise durch einen Schaumstoffkanal geführt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Radarsender (21a) in einer sich insbesondere konisch erweiternden Ausnehmung (24) eines Schaumstoffelements (23) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufsatzelement (30) einen Drehteller (30a) aufweist, welcher im wesentlichen quer zur Drehachse (A) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehteller (30a) eine Durchgangsöffnung (37) aufweist, wobei das reflektierende Element (31) auf einer ersten Seite des Drehtellers (30a) angeordnet ist und eine der ersten Seite gegenüberliegende zweite Seite des Drehtellers (30a) dem Basiselement (20) zugewandt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgangsöffnung (37) eine Innenwandung (37a) aufweist, welche mit einem Schaumstoffring (38) ausgekleidet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Radarsender (21a) und der Radarempfänger (21b) als monostatisches Radarsystem ausgebildet sind, welches insbesondere symmetrisch zur Drehachse (A) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Aufsatzelement (30) ein zweites reflektierendes Element (32) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufsatzelement (200) den Radarsender (210a) und den Radarempfänger (210b) umfasst, wobei die Mittel (150) vor dem Radarsender (210a) angeordnet sind, und wobei der Radarsender (210a) gegen die Drehachse (A) geneigt angeordnet ist derart, dass bei Rotation des Aufsatzelements (300) der Radarstrahlfächer (620) um die Drehachse (A) gedreht wird.
Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Radarsender (210a) auf dem Aufsatzelement (200) angeordnet sind, welche vorzugsweise im Winkelabstand von 180° zueinander angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Radarsender (210a) wenigstens eine Array-Antenne, vorzugsweise zwei unabhängig ansteuerbare Array-Antennen, aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromversorgung des Radarsenders (210a) und des Radarempfängers (210b) auf dem Aufsatzelement (300) mittels Schleifkontakten oder mittels einer induktiven Stromversorgung (850) erfolgt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Aufsatzelement (300) und dem Basiselement (200) eine berührungslose Datenübertragung (860) vorgesehen ist, vorzugsweise eine optische Datenübertragung.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und Auswerteeinheit (80, 800) redundant ausgebildet ist, insbesondere gedoppelt vorhanden ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Radarsender (21a, 210a) redundant ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufsatzelement (30, 300) mittels wenigstens eines, vorzugsweise mittels zweier, Kugellager (40, 400) rotierbar an dem Basiselement (20, 200) gelagert ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotationsdauer und/oder die Rotationsgeschwindigkeit der Rotation des Aufsatzelements (30, 300) steuerbar und/oder regelbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die maximale Rotationsgeschwindigkeit mehr als 5 Umdrehungen pro Sekunde, vorzugsweise 10 Umdrehungen pro Sekunde oder mehr, beträgt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an den Basiselement (20, 200) ein Stator (25, 250) und an dem Aufsatzelement (30, 300) ein Rotor (35, 350) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die relative Winkellage zwischen dem Basiselement (20, 200) und dem Aufsatzelement (30, 300) mittels eines Drehwinkelsensors (41, 410) ermittelbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10, 10' 100, 100') ein Radom (50) umfasst, welches insbesondere aus einem für Radarstrahlung transparenten Material gefertigt ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Radom (50) als Fresnel-Linse ausgebildet ist.
Handhabungsvorrichtung (70), insbesondere Roboter, mit wenigstens einer Vorrichtung (10, 10', 100, 100'), vorzugsweise zwei Vorrichtungen (10, 10', 100, 100'), nach einem der vorhergehenden Ansprüche.