JP3178159U - レーザー測距装置の無接点電力伝送構造 - Google Patents

Abstract

【課題】回転盤の回動のせいで電線が絡まって脱落することがなく、電力構造が損傷した際にレーザー管およびレンズを動かさずに電力構造の修理を行うことができるレーザー測距装置の無接点電力伝送構造を提供する。
【解決手段】無接点電力伝送構造は、主軸上部の回転盤上に設置され、上部にレーザー管およびレンズを搭載して電気的接続する第一回路板と、台座上に固定され回転しない第三回路板と、レーザー管およびレンズに信号を伝送するとともにレーザー管およびレンズが送信した信号を受信する２つの信号受信器および２つの信号発信器とを備える。さらに、主軸の側辺に位置し動力伝導ベルトと主軸を接続することで主軸を回転させて回転盤を連動して回転させるモータと、第一、第三回路板と電気的接続し、電力を発生させて第一、第三回路板を駆動して作動させる電力構造と、を備える。
【選択図】図１Ｂ

Description

本考案は電力伝送の技術に関するものであって、特にレーザー測距装置に応用される無接点電力伝送の構造に関するものである。

度量衡の測量および単位は古来から時代の変遷とともに変化し進化し続け、やがて世界各国で標準化により単位が統一されてきた。かつて距離の測量には巻尺が用いられていたが、長距離の測量は困難であり、科学技術の発展に伴い、レーザーによる距離測定を行う装置が開発されてきた。

レーザー測距の原理は、レーザーを利用し目標に対して光線を発射し、目標に反射した光波が発射位置に戻るとき、その光波の往復にかかる所用時間を距離に換算するというものである。このためレーザー測距装置は、レーザー光線を発射するレーザー管と、反射光波を受信する受信器としてのレンズと、レーザー管が発射する時間とレンズが反射光波を受信する時間の差を計算するデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）を備える必要があり、現在は３６０度回転可能なレーザー測距装置があり、広範囲の測距が可能である。しかし、この種のレーザー測距装置は、上部にレーザー管およびレンズを搭載した回転盤により回転するので、電線が接点方式により電力供給するものであれば、回転盤の回動によって接点が巻かれて脱落しやすく、修理時にはレーザー測距装置を丸ごと新しい物に換える必要があり、電力供給部分だけを修理することができない。

これらの点を考慮し、上述した公知技術の欠点に対して問題を克服すべく、本考案はレーザー測距装置の無接点電力伝送構造を提案する。具体的な構造およびその実施方式は以下に詳述する。本考案の主な目的は、電磁接触器を導通させた後電池を充電し、電池から装置全体に電力を供給するレーザー測距装置の無接点電力伝送構造を提供することである。

本考案のもう１つの目的は、変圧器の原理を利用した誘導コイル方式であり、固定された一次コイルと回転する二次コイルにより誘導電流が発生し、装置全体に電力を供給するレーザー測距装置の無接点電力伝送構造を提供することである。固定コイルと回転コイルの対応位置は水平または垂直方式の配置で、両コイルの間に導磁性の中が空洞の柱状である鉄粉コアを更に加えて電力の伝送効率を高めることもできる。

本考案の更なる目的は、小型発電機を装設し、モーターの動力伝導によって発電機を回転させて電力を発生させるレーザー測距装置の無接点電力伝送構造を提供することである。

上述の目的を達成するため、本考案の提供するレーザー測距装置の無接点電力伝送構造は、第一回路板、第二回路板、第三回路板、２つの信号受信器および２つの信号発信器、モータ、および電力構造を備える。第一回路板は、主軸上部の回転盤上に設置し、この第一回路板上部にはレーザー管およびレンズを搭載し、レーザー管およびレンズは電気的接続する。第二回路板は主軸底部に設け、信号受信器は第二回路板底部に設ける。第三回路板は台座上に固定し、この第三回路板は回転せず、信号発信器を第三回路板上に設ける。信号受信器および信号発信器は信号をレーザー管およびレンズに信号を伝送するのと、レーザー管およびレンズが送信した信号を受信するのに用いる。モータは主軸側辺に位置し、動力伝導ベルトと主軸を接続することによって主軸を回転させ、回転盤を連動して回転させる。電力構造と第一、第二、第三回路板は電気的接続し、充電方式、変圧器原理、発電機原理および光電変換原理によって電力を発生させ、第一、第二、第三回路板を駆動して作動させる。

本考案の提供するレーザー測距装置の無接点電力伝送構造は、電磁接触器を利用して外部電源を通じて電池を充電することでレーザー測距装置を作動させるための電力を供給する、変圧器原理を利用して誘導コイル方式で誘導電流を発生させてレーザー測距装置を作動させる、発電機の原理を利用してコイルを回動させ磁石の磁場を寸断して対応するもう１つのコイルに電気エネルギーを発生させる、または光電変換原理を利用して光源を回転盤上の光電変換器に照射することで光エネルギーを電気エネルギーに変換してレーザー測距装置に電力を供給するものである。本考案の電力構造とレーザー管、レンズ並びに無接点接続により、回転盤の回動のせいで電線が絡まって脱落することがなく、電力構造が損傷した場合は、レーザー管およびレンズを動かさないという前提で電力構造の修理を行うことができる。

本考案第一実施例の電磁接触器を用いた充電・電力供給の構造の平面図。 本考案第一実施例の電磁接触器を用いた充電・電力供給の構造の断面図。 本考案第二実施例の誘導コイルの水平対応配置方式を用いた電力供構造の平面図。 本考案第二実施例の誘導コイルの水平対応配置方式を用いた電力供構造の断面図。 本考案第二実施例の誘導コイルの垂直配置および追加管状導磁体方式を用いた電力供給構造の平面図。 本考案第二実施例の誘導コイルの垂直配置および追加管状導磁体方式を用いた電力供給構造の断面図。 本考案第三実施例の発電機を用いた電力供給構造の平面図。 本考案第三実施例の発電機を用いた電力供給構造の断面図。

本考案の目的、技術内容および達成される効果の更なる理解のため、具体的実施例を挙げて以下に詳細を説明する。

本考案が提供するレーザー測距装置の無接点電力伝送構造は、レーザー測距装置において無接点方式によって装置全体に電力を供給するので、レーザー測距装置の回転時に電線が絡まらないようになる。

図１Ａは本考案第一実施例の構造の平面図であり、図１Ｂは同構造の断面図であり、電磁接触器によって充電し電力供給を行うものである。図が示すように、本考案の第一実施例では、レーザー測距装置１０は装置上部に位置する回転盤１２を備え、回転盤１２には第一回路板１４、レーザー管１６、レンズ１８および電池１９を搭載する。レーザー管１６、レンズ１８および電池１９は全て第一回路板１４上に設け、回転盤１２が回転するとき、レーザー管１６は広範囲をスキャンでき、レンズ１８は広範囲の周囲画像をキャプチャできる。第一回路板１４上には複数の回路チップを更に設け、そこにはレーザー管１６およびレンズ１８と電気的接続して前記レーザー管１６およびレンズ１８の光電信号を処理するデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）（図中未表示）を備える。

回転盤１２下部の中空状主軸３４底部には第二回路板１５を設け、レーザー測距装置１０の台座１３上部には第三回路板１７を設け、２つの信号発信器２８および２つの信号受信器２６は２組に分けてそれぞれ第三回路板１７および第二回路板１５底部に１組ずつ設ける。この２つ信号受信器２６はそれぞれ赤外線外部信号受信器および赤外線内部信号受信器であり、２つの信号発信器２８はそれぞれ赤外線外部信号発信器および赤外線内部信号発信器である。赤外線外部信号発信器は第三回路板１７上において外部信号を赤外線外部信号受信器まで発信するのに用い、赤外線内部信号発信器は第二回路板１５上においてレーザー管１６およびレンズ１８が処理した内部信号を赤外線内部信号受信器まで発信するのに用いる。回転盤１２の側方にはモータ２０を設け、モータ２０上部は動力伝導ベルトプーリー２２に連通し、動力伝導ベルト２４で動力伝導ベルトプーリー２２および回転盤１２を巻くことによって、モータ２０が回転するときに動力伝導ベルトプーリー２２も同時に回転するとともに、回転盤１２も連動して回転し、レーザー管１６およびレンズ１８は３６０度画像をスキャンできるようにする。

本考案第一実施例の電力構造は回転盤１２の外側の電磁接触器３０であり、この電磁接触器３０は、鉄心３０２および鉄心３０２に巻きつけられたコイル３０４から成る電磁石構造および少なくとも１つの接触板３２を備えるとともに、レーザー測距装置１０の外部には少なくとも１つの接点３３を備え、接点３３は円形銅箔片であり、電池１９と電気的接続する。外部電源が入ってきたとき、接点３３は外部電源が接触板３２を通過するように誘導し電池１９に対して充電を行い、電池１９はレーザー測距装置１０全体に電力を供給するので、外部電源を抜いたとき、接触板３２は電磁接点を離れ、電池１９に対する充電動作を停止する。この電池１９は蓄電池である。

図２Ａは本考案第二実施例の構造の平面図であり、図２Ｂは同構造の断面図であり、変圧器方式で電力供給するものである。図が示すように、この実施例では、回転盤１２上部には第一回路板１４、レーザー管１６およびレンズ１８のみを設置し、回転盤１２中央には中空状の主軸３４を下向きに設け、主軸３４末端には第二回路板１５を設け、台座１３上部には第三回路板１７を設ける。この実施例では、２つの信号発信器２８および２つの信号受信器２６を２組に分けてそれぞれ第三回路板１７上部と第二回路板１５底部に設け、その作用は第一実施例と同じである。この実施例中の電力構造は、一次コイル３８および二次コイル３６を備え、一次コイル３８は第三回路板１７上部に設置し、二次コイル３６は回転盤１２底部に設置する。
言い換えると、一次コイル３８は固定されて動かず、二次コイル３６は回転盤１２に伴い回転し、４本の線が主軸３４の中心を貫通してそれぞれ一次コイル３８および二次コイル３６に接続し、一次コイル３８に超音波電圧を通し、静止した一次コイル３８を利用して小さい隙間を作り、体面するもう片方の同面積の回転する二次コイル３６に誘導し、即ち交流電気エネルギーを二次コイル３６に伝送する。これが変圧器の原理である。この実施例では誘導コイルである一次コイル３８および超音波誘導コイルである二次コイル３６を水平方式で対応配置する。

図２Ｃは本考案第二実施例の誘導コイルの垂直配置および追加管状導磁体方式を用いた電力供給の構造の平面図であり、図２Ｄは同構造の断面である。回転盤１２上部には第一回路板１４、レーザー管１６およびレンズ１８のみを設置し、回転盤１２中央には中空状の主軸３４を下向きに設け、発電機４０を回転盤１２底部に設け、発電機４０底部には第二回路板１５を設け、この第二回路板１５と第一回路板１４は主軸３４によって電気的接続する。
また台座１３上部には第三回路板１７を設ける。この実施例では、２つの信号発信器２８および２つの信号受信器２６を２組に分けてそれぞれ第二回路板１５底部および第三回路板１７上部に設け、その作用は第一実施例と同じである。この実施例中の電力構造は、一次コイル３８、二次コイル３６および磁石または鉄粉コアのような管型磁性材料４６を備えた発電機４０である。管型磁性材料４６、二次コイル３６および一次コイル３８は円心である主軸の内側から外側に平行して設置し、二次コイル３６および主軸上に設けられた管型磁性材料４６は回転盤１２に伴い回転し、第一回路板１４と二次コイル３６は電気的接続し、二次コイル３６に超音波電圧を通し、二次コイル３６を利用して小さい隙間を作り体面するもう片方の同面積の静止した一次コイル３８に誘導し、即ち交流電気エネルギーを一次コイル３８に伝送し、一次コイル３８と第三回路板１７は電気的接続し、第三回路板１７およびその上部に設けられた信号発信器２８および信号受信器２６に電気エネルギーを供給する。

図３Ａは本考案第三実施例の構造の平面図であり、図３Ｂは同構造の断面図であり、発電機方式によって電力供給するものである。図が示すように、この実施例中の回転盤１２上部には第一回路板１４、レーザー管１６およびレンズ１８のみを設置し、回転盤１２には中空状の主軸３４を下向きに設け、発電機４０を回転盤１２底部に設け、発電機４０底部には第二回路板１５を設け、この第二回路板１５と第一回路板１４は主軸３４によって電気的接続する。また、台座１３上部には第三回路板１７を設ける。
この実施例では、２つの信号発信器２８および２つの信号受信器２６を２組に分けてそれぞれ第三回路板１７上部および第二回路板１５底部に１組ずつ設け、その作用は第一実施例と同じである。この実施例中の電力構造は磁石４０２およびコイル４０４を備えた発電機４０であり、この磁石４０２は永久磁石であり、発電機４０と第一回路板１４は電気的接続する。この実施例中のモータ２０の下方には同軸の第二動力伝導ベルトプーリー４４を設け、第二動力伝導ベルト４２で第二動力伝導ベルトプーリー４４および発電機４０を巻き、モーター２０が回動するとき、同時に動力伝導ベルトプーリー２２および第二動力伝導ベルトプーリー４４も回転し、回転盤１２および発電機４０も連動して回転することで発電する。コイル４０４回動時には近距離の磁石４０２の磁場を寸断し、回転盤１２上のコイルに電気エネルギーを発生させ、回転盤１２上のその他の電子部材が必要とする電気エネルギーを供給する。

本考案では、図１Ａ、図１Ｂで示す電磁接触器充電による電力供給、図２Ａ乃至図２Ｄで示す変圧器原理による発電、および図３Ａ、図３Ｂで示す発電機原理による発電の電力構造以外にも、固定した強い光の光源を回転盤上の光電変換器（図中未表示）に照射して電気エネルギーを発生させる光電変換原理も利用できる。

本考案各実施例中の信号発信器および信号受信器は全てフォトトランジスタである。

上述では本考案の好ましい実施例を開示したに過ぎず、本考案の実施範囲を限定するものではない。従って、本考案の精神と領域を脱しない範囲内で加えた構造、特徴など各種の変更や潤色は全て、本考案の実用新案登録請求の範囲内に含まれる。

１０ レーザー測距装置
１２ 回転盤
１３ 台座
１４ 第一回路板
１５ 第二回路板
１６ レーザー管
１７ 第三回路板
１８ レンズ
１９ 電池
２０ モータ
２２ 動力伝導ベルトプーリー
２４ 動力伝導ベルト
２６ 信号受信器
２８ 信号発信器
３０ 電磁接触器
３０２ 鉄心
３０４ コイル
３２ 接触板
３３ 接点
３４ 主軸
３６ 二次コイル
３８ 一次コイル
４０ 発電機
４０２ 磁石
４０４ コイル
４２ 第二動力伝導ベルト
４４ 第二動力伝導ベルトプーリー
４６ 管型磁性材料

Claims (13)

1. 主軸上部の回転盤上に設置され、上部にレーザー管およびレンズを搭載し、前記レーザー管および前記レンズと電気的接続する第一回路板と、
   前記主軸末端に設けられた第二回路板と、
   台座上の前記主軸末端において対応する位置に固定された第三回路板と、
   前記第二回路板および前記第三回路板上にそれぞれ設置され、信号を前記レーザー管および前記レンズに伝送し、前記レーザー管および前記レンズから送信された信号を受信するのに用いられる２つの信号受信器および２つの信号発信器と、
   前記主軸の側辺に位置し、前記主軸と接続して前記主軸を回転させることで、前記回転盤を連動して回転させるモータと、
   前記第一、第二および第三回路板と電気的接続し、電力を発生させることで前記第一、第二および第三回路板を駆動して作動させる電力構造と、
   を備えることを特徴とするレーザー測距装置の無接点電力伝送構造。
2. 前記２つの信号受信器はそれぞれ赤外線外部信号受信器および赤外線内部信号受信器であり、前記２つの信号発信器はそれぞれ赤外線外部信号発信器および赤外線内部信号発信器であることを特徴とする、請求項１に記載のレーザー測距装置の無接点電力伝送構造。
3. 電池を更に備え、前記電力構造は、外部の電磁接触器を利用して通電した後、前記電磁接触器と測距装置回転盤外側の接触板が接して通じ、外部電源が前記接触版を通過するように誘導して前記電池に対して充電を行うことを特徴とする、請求項１に記載のレーザー測距装置の無接点電力伝送構造。
4. 前記電力構造は、前記第二回路板下部に二次コイルを設置するとともに、前記第三回路板上部の前記二次コイルに対応する位置に一次コイルを設置し、前記一次コイルに対し超音波電圧を通すことで、前記二次コイルに電気エネルギーが発生するよう誘導することを特徴とする、請求項１に記載のレーザー測距装置の無接点電力伝送構造。
5. 前記一次コイルおよび前記二次コイルは超音波誘導コイルであり、かつ水平対応方式で配置されることを特徴とする、請求項４に記載のレーザー測距装置の無接点電力伝送構造。
6. 前記一次コイルおよび前記二次コイルは、超音波誘導コイルであり、かつ垂直に対応し最も内側の層に管状磁性材料を柱状に嵌入する方式によって配置されることを特徴とする、請求項４に記載のレーザー測距装置の無接点電力伝送構造。
7. 前記電力構造は、前記第二回路板および前記回転盤の間に中空柱状の磁石およびコイルを設置して発電機を構成し、前記モータの動力伝導を利用して前記発電機を回転させ、コイルに誘導電流を発生させることを特徴とする、請求項１に記載のレーザー測距装置の無接点電力伝送構造。
8. 前記２つの信号発信器を前記第三回路板上に設け、前記２の信号受信器を前記第二回路板上に設けることを特徴とする、請求項１に記載のレーザー測距装置の無接点電力伝送構造。
9. 前記モータの軸心は動力伝導ベルトプーリーを貫通し、動力伝導ベルトを前記動力伝導ベルトプーリーの外周に掛けて前記回転盤と接続し、前記モータの前記軸心が回転する時、前記動力伝導ベルトプーリーと前記回転盤が連動して回転することを特徴とする、請求項１に記載のレーザー測距装置の無接点電力伝送構造。
10. 前記発電機は、動力伝導ベルトプーリーおよび動力伝導ベルトと前記モータを連結することによって、前記モータの軸心が回転する時、前記動力伝導ベルトプーリーが連動して同時に回転し、動力伝導ベルトによって前記発電機が回転し発電することを特徴とする、請求項６に記載のレーザー測距装置の無接点電力伝送構造。
11. 前記電力構造は光電変換器であり、固定光源を利用して前記回転盤上の前記光電変換器に照射することで電気エネルギーを発生させることを特徴とする、請求項１に記載のレーザー測距装置の無接点電力伝送構造。
12. 前記第一回路板上に更に複数の回路チップを設け、前記回路チップ中には、前記レーザー管および前記レンズと電気的接続して前記レーザー管および前記レンズの光電信号を処理するデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）を備えることを特徴とする、請求項１に記載のレーザー測距装置の無接点電力伝送構造。
13. 前記信号発信器および前記信号受信器はフォトトランジスタであることを特徴とする、請求項１に記載のレーザー測距装置の無接点電力伝送構造。

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