JP2023549942A - 3dレーザーレーダーおよび脚式ロボット - Google Patents
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Abstract
Description
3Dレーザーレーダーは、垂直走査ユニットおよび前記垂直走査ユニットを水平方向に回転させるための水平回転装置を備え、前記垂直走査ユニットは、取付台座(1)、並びに前記取付台座(1)に順次設けられたレーザー受光電極(2)、凸レンズ(3)、レーザー放射電極(4)、反射体(5)を含み、前記レーザー受光電極(2)は前記凸レンズ(3)の焦点位置に設けられ、前記レーザー放射電極(4)は前記凸レンズ(3)の主光軸に設けられ、前記反射体(5)は前記取付台座(1)に回転可能に設けられ、前記反射体(5)の回転中心は前記凸レンズ(3)の主光軸と重なり合い、前記レーザー放射電極(4)はレーザーパルス信号を放出し、前記反射体(5)の回転によって垂直平面内の周囲環境を走査し、回転モータを備えた水平回転装置によって3次元環境を走査する。
3Dレーザーレーダーは、レーザーパルス信号を放出するレーザー放射電極と、光を反射する反射体と、反射体を回転させる駆動源とを備える。
前記駆動源に、反射体に接続された接続軸が設けられ、
前記接続軸は反射体を往復回転させて、レーザーパルス信号の多角度反射を実現し、周囲環境を走査する。
前記反射体の傾斜面はレーザー放射電極のレーザーパルス信号と交差し、
前記反射体は、反射性能を有する表面研磨金属器具または金属メッキ反射膜を備えたガラスまたは金属メッキ反射膜を備えた金属製品であり、
前記駆動源は駆動モータであり得る。
脚式ロボットは、上記の3Dレーザーレーダーを利用してロボットの周辺環境情報の即時走査を実現する。
前記垂直走査ユニットは、第1のモータ6と第1のコードディスク7をさらに含み、前記第1のモータ6は前記反射体5の回転を駆動し、前記第1のコードディスク7は前記反射体5に同心的に固定接続され、前記第1のコードディスク7によって前記反射体5の回転情報を取得する。
前記取付台座1に可視光放射電極14が設けられ、前記可視光放射電極14から放出された可視光は前記凸レンズ3によって屈折し、さらに前記反射体5の反射によって、前記保護カバー16に特定のパターンを形成するか、または前記保護カバー16を貫通し、水平回転装置の協力により、周辺外部環境上にパターンを表示または描画する。この構造により、3Dレーザーレーダーによって外部へ可視光パターンを投射し、外部へレーダー自身およびロボットに関連する各種情報を表示し、コストが低く構造が簡単である。
前記水平回転装置は、上部ボトムハウジングローター8、下部ボトムハウジング9、前記下部ボトムハウジング9内に固定されたモータステータ10、および水平回転軸承19を含む。前記取付台座1は前記上部ボトムハウジングローター8に固定されてそれとともに回転する。外部のローターモータによって垂直走査ユニットを水平方向に回転させる。
前記上部ボトムハウジングローター8の周方向において、同じ円周に沿って貫通穴11が均一に開設され、前記貫通穴11によって光電コードディスクを構成することにより、前記上部ボトムハウジングローター8の回転情報を取得し、さらに前記垂直走査ユニットの水平回転情報を取得する。
前記上部ボトムハウジングローター8と前記下部ボトムハウジング9間に中空の無線エネルギ伝送モジュールが同心的に設けられ、前記無線エネルギ伝送モジュール12は前記レーザー受光電極2とレーザー放射電極4に電力を供給する。上部ボトムハウジングローター8と下部ボトムハウジング9は相対的に回転し、電力供給および信号伝送の必要ある場合、従来ケーブルの代わりに無線エネルギ伝送モジュール12を使用し、ケーブルの往復回転中の疲労損傷を回避することができる。
前記下部ボトムハウジング9にベース回路基板13が固定され、前記上部ボトムハウジングローター8と前記下部ボトムハウジング9に無線信号伝送アセンブリ17が同心的に設けられ、光通信を利用して無線通信を実現し、前記レーザー放射電極4と前記レーザー受光電極2は、前記無線信号伝送アセンブリ17を介して前記ベース回路基板13との無線通信を実現する。
脚式ロボットは、上記の3Dレーザーレーダーを用いてロボットの周辺環境情報の即時走査を実現する。
3Dレーザーレーダーは、レーザーパルス信号を放出するレーザー放射電極4と、光を反射する反射体5、反射体5を回転させる駆動源を備える。
前記駆動源に、反射体5に接続された接続軸が設けられ、
前記接続軸は反射体5を往復回転させ、レーザーパルス信号の多角度反射を実現し、周囲環境を走査する。
前記反射体5は、反射性能を有する表面研磨金属器具、または金属メッキ反射膜を備えたガラス、または金属メッキ反射膜を備えた金属製品であり、
前記駆動源は駆動モータであり得る。
2 レーザー受光電極
3 凸レンズ
4 レーザー放射電極
5 反射体
6 第1のモータ
7 第1のコードディスク
8 上部ボトムハウジングローター
9 下部ボトムハウジング
10 モータステータ
11 貫通穴
12 無線エネルギ伝送モジュール
13 ベース回路基板
14 可視光放射電極
15 磁気鋼板
16 保護カバー
17 無線信号伝送アセンブリ
18 レーザー駆動回路基板
19 水平回転軸承
Claims (10)
- 垂直走査ユニットおよび前記垂直走査ユニットを水平方向に回転させるための水平回転装置を備え、
前記垂直走査ユニットは、取付台座(1)、並びに、前記取付台座(1)に順次設けられたレーザー受光電極(2)、凸レンズ(3)、レーザー放射電極(4)および反射体(5)を含み、前記レーザー受光電極(2)は前記凸レンズ(3)の焦点位置に設けられ、前記レーザー放射電極(4)は前記凸レンズ(3)の主光軸に設けられ、前記反射体(5)は前記取付台座(1)に回転可能に設けられ、前記反射体(5)の回転中心は前記凸レンズ(3)の主光軸と重なり合い、
前記レーザー放射電極(4)はレーザーパルス信号を放出し、前記反射体(5)の回転によって垂直平面内の周囲環境を走査し、回転モータを備えた前記水平回転装置によって3次元環境を走査する、ことを特徴とする3Dレーザーレーダー。 - 前記垂直走査ユニットは、第1のモータ(6)および第1のコードディスク(7)を含み、前記第1のモータ(6)は前記反射体(5)を回転させるように駆動し、前記第1のコードディスク(7)は前記反射体(5)に同心的に固定接続され、前記第1のコードディスク(7)によって前記反射体(5)の回転情報を取得する、ことを特徴とする請求項1に記載の3Dレーザーレーダー。
- 前記取付台座(1)の外側に保護カバー(16)が固定され、前記保護カバー(16)は下部ボトムハウジング(9)に固定接続され、前記取付台座(1)に可視光放射電極(14)が設けられ、前記可視光放射電極(14)から放出された可視光は前記凸レンズ(3)によって屈折し、前記反射体(5)の反射によって、前記保護カバー(16)に特定パターンを形成するか、または前記保護カバー(16)を貫通して水平回転装置の協力により、周辺外部環境上にパターンを表示または描画する、ことを特徴とする請求項2に記載の3Dレーザーレーダー。
- 前記水平回転装置は、上部ボトムハウジングローター(8)、下部ボトムハウジング(9)および前記下部ボトムハウジング(9)内に固定されたモータステータ(10)を含み、前記取付台座(1)は前記上部ボトムハウジングローター(8)に固定されてそれとともに回転する、ことを特徴とする請求項1に記載の3Dレーザーレーダー。
- 前記上部ボトムハウジングローター(8)の周方向において同じ円周に沿って貫通穴(11)が均一に開設され、前記貫通穴(11)によって光電コードディスクを構成し、前記上部ボトムハウジングローター(8)の回転情報を取得し、さらに前記垂直走査ユニットの水平回転情報を取得する、ことを特徴とする請求項4に記載の3Dレーザーレーダー。
- 前記上部ボトムハウジングローター(8)と前記下部ボトムハウジング(9)間に、中空の無線エネルギ伝送モジュール(12)が同心的に設けられ、前記無線エネルギ伝送モジュール(12)を介して前記レーザー受光電極(2)およびレーザー放射電極(4)に電力を供給する、ことを特徴とする請求項5に記載の3Dレーザーレーダー。
- 前記下部ボトムハウジング(9)上にベース回路基板(13)が固定され、前記上部ボトムハウジングローター(8)と前記下部ボトムハウジング(9)間に、無線信号伝送アセンブリ(17)が同心的に設けられ、光通信を利用して無線通信を実現し、前記レーザー放射電極(4)と前記レーザー受光電極(2)は、前記無線信号伝送アセンブリ(17)を介して前記ベース回路基板(13)との無線通信を実現し、
前記上部ボトムハウジングローター(8)内に磁気鋼板(15)が固定され、前記磁気鋼板(15)の軸方向の幅は前記モータステータ(10)の軸方向の幅よりも大きく、前記磁気鋼板(15)の上縁は前記モータステータ(10)の上縁よりも高いか、または前記磁気鋼板(15)の下縁は前記モータステータ(10)の下縁よりも低く、
第1のモータ(6)の出力回転軸に、第1のコードディスク(7)と同軸に固定された放熱ファンを有する、ことを特徴とする請求項5に記載の3Dレーザーレーダー。 - レーザーパルス信号を放出するレーザー放射電極(4)、光を反射可能な反射体(5)、反射体(5)を回転させる駆動源を備え、
前記駆動源に、反射体(5)に接続された接続軸が設けられ、
前記接続軸は、レーザーパルス信号を多角度で反射し、周囲環境を走査するために、反射体(5)を往復回転させるように駆動する、ことを特徴とする3Dレーザーレーダー。 - 前記反射体(5)は斜めに配置され、レーザー放射電極(4)に隣接し、両者は離れて組み立てられ、
前記反射体(5)の傾斜面はレーザー放射電極(4)のレーザーパルス信号と交差し、
前記反射体(5)は、反射性能を有する表面研磨金属器具、または金属メッキ反射膜を備えたガラス、または金属メッキ反射膜を備えた金属製品であり、
前記駆動源は駆動モータであり得る、ことを特徴とする請求項8に記載の3Dレーザーレーダー。 - 請求項1~9のいずれか1項に記載の3Dレーザーレーダーを用いて、ロボットの周辺環境情報をリアルタイムで走査する、ことを特徴とする脚式ロボット。
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