KR20090036755A

KR20090036755A - 3d lrf sensor : three dimensions laser range finder sensor

Info

Publication number: KR20090036755A
Application number: KR1020070101975A
Authority: KR
Inventors: 이진호
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2007-10-10
Filing date: 2007-10-10
Publication date: 2009-04-15
Also published as: KR101361348B1

Abstract

A 3D space recognizing sensor is provided to improve the operational accuracy and to reduce the manufacturing costs. A 3D space recognizing sensor comprises a reflecting mirror(121) which diversifies rotation and gradient, and reflects the incident light, a cylindrical rotary motor(125) which rotates the back mirror through the back mirror support stand(123) connected to both sides of the diameter of the back mirror, gradient controllers(127,131,137,139) which diversifies the gradient of the reflecting mirror and performs rotation, and a main body(110) which emits the light through the reflection of the reflecting mirror and receives the incident light that has been returned through the reflection of the reflecting mirror.

Description

3D LRF sensor: Three dimensions Laser Range Finder sensor

본 발명은 3차원 공간인식센서에 관한 것이다.The present invention relates to a three-dimensional space recognition sensor.

공간인식센서는 광원, 회전체, 센서 등으로 구성되어 있어서, 광원으로부터 방출된 광원이 물체에 맞아서 다시 되돌아왔을 때 그 신호를 센서를 통하여 검출하여 일련의 수치적 계산을 하여 거리를 판단하는 방식이다. 회전체는 광원 및 센서를 회전시켜 줌으로써 주어진 각도 범위 내에서 모두 수행할 수 있도록 하는 역할을 한다. 이러한 공간인식센서는 1차원 부분의 공간인식(거리 판별)을 수행하는 구조와 3차원 입체적으로 공간인식(거리판별)을 수행하는 구조를 가질 수 있다.The space recognition sensor is composed of a light source, a rotating body, and a sensor. When the light source emitted from the light source hits an object and comes back again, the sensor detects the signal through a sensor and performs a series of numerical calculations to determine the distance. . The rotating body rotates the light source and the sensor so as to perform all within a given angle range. Such a spatial recognition sensor may have a structure for performing spatial recognition (distance discrimination) of one-dimensional part and a structure for performing spatial recognition (distance discrimination) in three-dimensional three-dimensional shape.

도 1은 3차원 공간인식센서의 작동 개념도이다.1 is a conceptual view of the operation of the three-dimensional space recognition sensor.

LRF (Laser Range Finder) 구조물(120)을 구비한 3차원 공간인식센서(100)는, 방출광 및 입사광을 반사시키는 반사경(121;미러)과, 상기 반사경을 회전시키기 위한 회전수단을 포함하는 회전수단(미도시)과, 상기 반사경의 기울기를 조절하는 상하 이동수단(미도시)과, 거리측정에 사용되는 방출광을 상기 반사경의 반사를 통해 방출하고 상기 물체로부터 되돌아 오는 입사광을 상기 반사경의 반사를 통해 수신하는 스캐닝을 수행하는 본체(110)를 포함한다.The three-dimensional spatial recognition sensor 100 having the laser range finder (LRF) structure 120 includes a reflector 121 reflecting the emitted light and the incident light, and a rotation means for rotating the reflector. Means (not shown), vertical movement means (not shown) for adjusting the tilt of the reflector, and emitted light used for distance measurement through the reflection of the reflector, and incident light returning from the object is reflected by the reflector It includes a main body 110 to perform the scanning received through.

상기 도 1과 같은 종래의 3차원 공간인식센서는 반사경(121)을 회전시키는 회전수단 및 반사경의 기울기를 조절하는 상하이동수단을 구동시키기 위하여, 3차원 공간인식센서는 별도의 구동부(150)를 외부에 두어야하는 문제가 있다. 즉, 기존의 3차원 공간인식센서의 스캐닝 방식은 LRF (Laser Range Finder) 구조물 외부에 별도의 구동부(150)를 장착하는 구조적인 문제로 인하여 3차원 영상을 스캐닝하는데 시간이 길어지고 그 동작엔 많은 제약을 가지는 문제가 있다. In the conventional three-dimensional space recognition sensor as shown in FIG. 1, the three-dimensional space recognition sensor uses a separate driving unit 150 to drive a rotating means for rotating the reflector 121 and a moving unit for adjusting the tilt of the reflector. There is a problem that needs to be external. That is, the conventional scanning method of the three-dimensional space recognition sensor has a long time to scan a three-dimensional image due to the structural problem of mounting a separate drive unit 150 outside the LRF (Laser Range Finder) structure, the operation is much There is a problem with constraints.

본 발명은 LRF 구조물 내부에 3차원 스캐닝을 위한 장치를 구비하여 구조 단순화와 제품의 소형 경량화, 가격 저가화 및 작동 정밀성 향상을 도모한다.The present invention includes a device for three-dimensional scanning inside the LRF structure to simplify the structure, reduce the size and weight of the product, and lower the operating precision.

본 발명은, 회전 및 기울기 변화가 이루어지며 방출광 및 입사광을 반사시키는 반사경과, 원통형으로서 상기 방출광 및 입사광의 통로 역할을 하며, 상기 반사경의 직경 양쪽에 연결된 반사경 지지대를 통하여 상기 반사경을 회전시키는 회전모터와, 상기 반사경의 회전에 의하여 회전이 이루어지며, 상기 반사경의 기울기 변화가 이루어지도록 하는 기울기 제어부와, 방출광을 조사하여 상기 반사경의 반사를 통해 방출하고, 되돌아 오는 입사광을 상기 반사경의 반사를 통해 수신하는 본체를 포함한다. According to the present invention, the reflector reflects the emitted light and the incident light while the rotation and the inclination change are made, and serves as a passage for the emitted light and the incident light as a cylinder, and rotates the reflector through a reflector support connected to both diameters of the reflector. A rotation motor, a rotation control is performed by the rotation of the reflector, a tilt control unit for changing the tilt of the reflector, and irradiates the emitted light and emits it through the reflection of the reflector, and the incident light coming back is reflected by the reflector It includes a body to receive through.

상기 기울기 제어부는, 상기 반사경의 일측단에 연결되어 있으며 몸체의 상하 이동이 일어나는 오일레스 부싱과, 상기 오일레스 부싱을 감싸고 있는 형태로 그 하부면에 결합홈이 개방되어 있으며, 상기 오일레스 부싱을 상하 이동시키는 베어링과, 회전중심 외곽의 윤곽선을 따라 홈이 형성되어 있는 정면캠과, 상기 정면캠의 홈에 일측단이 위치하고 상기 베어링의 결합홈에 타측단이 고정 삽입되어 있어, 상기 정면캠의 회전에 의하여 상하 이동이 이루어져 상기 베어링을 상하 이동하게 하는 캠종동축을 포함한다.The tilt control unit is connected to one end of the reflector and the oilless bushing to move up and down of the body, and the coupling groove is open to the lower surface in the form surrounding the oilless bushing, the oilless bushing A bearing to move up and down, a front cam having a groove formed along the outline of the outer center of the rotation center, and one end of which is located in the groove of the front cam, and the other end of which is fixedly inserted into the coupling groove of the bearing, It includes a cam driven shaft for vertical movement by rotating to move the bearing up and down.

또한, 상기 3차원 공간인식센서는, 상기 회전모터, 오일레스 부싱, 베어링의 밑면을 지지하는 지지판을 더 포함한다.In addition, the three-dimensional space recognition sensor further comprises a support plate for supporting the bottom surface of the rotary motor, oilless bushing, bearing.

또한, 상기 캠종동축은 상기 지지판을 관통하여 상기 베어링의 결합홈에 고정 삽입되어 있으며, 상기 지지판은 상기 베어링의 결합홈에 슬라이딩 삽입되는 결합돌기를 구비한다. 또한, 상기 결합돌기는, 상기 캠종동축이 위치한 지점의 직경 맞은편에 위치한다.In addition, the cam driven shaft is fixedly inserted into the coupling groove of the bearing through the support plate, the support plate is provided with a coupling projection slidingly inserted into the coupling groove of the bearing. In addition, the engaging projection is located opposite the diameter of the point where the cam follower shaft is located.

또한, 상기 반사경 지지대는 상기 회전모터의 직경 양쪽에 2개 구비되어 있음을 특징으로 한다.In addition, the reflector support is characterized in that provided with two on both sides of the diameter of the rotary motor.

또한, 상기 오일레스 부싱은 힌지에 의하여 반사경의 일측단에 연결되어 있으며, 상기 오일레스 부싱의 상단이 걸림턱 형태로 되어 있어 상기 걸림턱이 상기 베어링에 의해 지지되는 특징을 가진다.In addition, the oilless bushing is connected to one end of the reflector by a hinge, and the upper end of the oilless bushing is in the form of a locking jaw is characterized in that the locking jaw is supported by the bearing.

또한, 상기 반사경 및 외부의 베어링을 덮개 형태로 덮는 렌즈커버를 구비하고 있으며, 상기 렌즈커버의 하단이 상기 베어링의 상부에 걸리도록 걸림턱 형태로 되어 있다. 또한, 상기 오일레스 부싱과 렌즈커버는 고정핀에 의해 서로 고정 연결되어 있다.In addition, a lens cover is provided to cover the reflector and the external bearing in the form of a cover, and the lower end of the lens cover is in the form of a locking step so as to be caught in the upper portion of the bearing. In addition, the oilless bushing and the lens cover are fixedly connected to each other by a fixing pin.

본 발명은 LRF구조물 외부에 별도의 구동부를 두지않고 3차원 공간인식센서의 3차원 스캐닝이 이루어질 수 있어, 제품 구조 단순화와 경량화를 이룰 수 있는 효과가 있다. 또한, LRF 구조물 내부에 정면캠을 두어 3차원 스캐닝을 수행함으로써, 제작비용 절감 및 작동 정밀성 향상의 효과를 가져올 수 있으며, 정면캠 윤곽 홈 특성에 의한 3D 정밀제어 구동 구현이 가능하고, 외부 충격에 의한 오작동을 방지할 수 있는 효과가 있다.The present invention can be achieved by the three-dimensional scanning of the three-dimensional space recognition sensor without a separate drive unit outside the LRF structure, there is an effect that can simplify the product structure and light weight. In addition, by carrying out the three-dimensional scanning by placing the front cam inside the LRF structure, it can reduce the production cost and improve the operation precision, and it is possible to implement the 3D precision control drive by the front cam contour groove characteristics, There is an effect that can prevent the malfunction caused by.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예들의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 하기에서 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. Hereinafter, the detailed description of the preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the following description of the reference numerals to the components of the drawings it should be noted that the same reference numerals as possible even if displayed on different drawings.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 3차원 공간인식센서의 외관 사시도 및 LRF 구조물의 내부 사시도이다.2 is an external perspective view and an internal perspective view of the LRF structure of the three-dimensional space recognition sensor according to an embodiment of the present invention.

3차원 공간인식센서는 본체(110)와 LRF 구조물(120)로 이루어지는데, 상기 본체(110)는 입사되는 광신호를 입사광으로서 센싱하는 수광소자, 입사되는 광신호를 수광소자로 집광시켜주는 집광렌즈와, 레이저를 이용하여 빛(광)을 방출하는 발광소자를 구비한다. 상기 발광소자로부터 나온 광은 반사경(121;미러)에 의해 반사되어 외부로 신호광으로 방출된다. 이때 반사경의의 회전위치 및 기울기에 따라 광 방출되는 지점이 달라진다. 상기 방출된 광이 물체에 부딪쳐 신호광으로서 되돌아 오면, 이러한 신호광은 반사경(121)에 의해 반사되어 본체(110)로 입사되어 고정체의 집광렌즈를 거쳐 수광소자로 입사된다. 따라서 본체(110)는 방출광을 조사하여 반사경을 통해 방출하고, 물체에 부딪혀 되돌아오는 입사광을 상기 반사경을 통해 집광하는 스캐닝을 수행할 수 있다.The three-dimensional space recognition sensor is composed of a main body 110 and the LRF structure 120, the main body 110 is a light receiving element for sensing the incident light signal as incident light, condensing the light signal incident to the light receiving element A lens and a light emitting device for emitting light (light) by using a laser. The light emitted from the light emitting device is reflected by the reflector 121 (mirror) and is emitted as signal light to the outside. At this time, the point at which the light is emitted varies depending on the rotational position and the tilt of the reflector. When the emitted light hits an object and returns as signal light, the signal light is reflected by the reflector 121 and is incident on the main body 110 to enter the light receiving element through the condenser lens of the fixture. Therefore, the main body 110 may perform scanning to irradiate the emitted light and emit the light through the reflector, and collect incident light returned by hitting the object through the reflector.

상기 LRF 구조물(120)은 반사경(121)의 회전 및 기울기를 통해 3차원 공간인식을 수행할 수 있다. 즉, LRF 구조물(120) 내부에 1축 회전운동 및 수직 상하운동을 동시에 수행하는 오일레스 부싱(127)을 두어 3차원 스캐닝이 이루어질 수 있다. 따라서 상기 반사경(121)은 그 회전 및 기울기가 자유롭게 이루어질 수 있어 3차원 입체적으로 방출광 및 입사광을 반사시켜 공간인식 측정이 가능하다. 이를 위하여 상기 LRF 구조물(120)은 반사경(121), 회전모터(125), 기울기 제어부(127,131,137,139)를 포함한다.The LRF structure 120 may perform 3D space recognition through the rotation and tilt of the reflector 121. That is, three-dimensional scanning may be performed by placing an oilless bushing 127 that simultaneously performs one-axis rotation and vertical vertical movement in the LRF structure 120. Accordingly, the reflector 121 may be freely rotated and inclined, thereby reflecting the emitted light and the incident light in three dimensions, thereby allowing spatial recognition. To this end, the LRF structure 120 includes a reflector 121, a rotation motor 125, and tilt controllers 127, 131, 137, and 139.

상기 기울기 제어부는 오일레스 부싱(127), 베어링(131), 지지판(133), 정면캠(137), 캠종동축(139)를 포함하는데, 상기 오일레스 부싱(127)은, 상기 반사경(121)의 일측단에 연결되어 있으며 몸체의 상하 이동이 일어나며, 상기 베어링(131)은 상기 오일레스 부싱(127)을 감싸고 있는 형태로 그 하부면에 결합홈이 개방되어 있으며, 상기 오일레스 부싱을 상하 이동시킨다.The tilt controller includes an oilless bushing 127, a bearing 131, a support plate 133, a front cam 137, and a cam driven shaft 139, wherein the oilless bushing 127 includes the reflector 121. Is connected to one side end of the up and down movement of the body occurs, the bearing 131 is a form that surrounds the oilless bushing 127, the coupling groove is open on its lower surface, the oilless bushing up and down Let's do it.

상기 정면캠(137)은 판캠의 윤곽선에 홈을 형성하여 상기 홈에 캠종동축의 일측단이 삽입시키고 상기 베어링(131)의 결합홈에 타측단이 고정 삽입시켜, 상기 정면캠이 회전할 때 캠종동축이 상하 운동 이루어져 결과적으로 상기 베어링(131)이 상하 이동하게 된다. The front cam 137 forms a groove in the outline of the plate cam so that one end of the cam follower shaft is inserted into the groove and the other end is fixedly inserted into the coupling groove of the bearing 131 so that the cam is rotated when the front cam rotates. As the coaxial moves up and down, the bearing 131 is moved up and down as a result.

상기 반사경(121)의 회전은 회전모터(125)에 의해 이루어지는데, 이를 위하여 상기 회전모터(125)에는 상기 반사경을 연결지지해주는 지지축인 반사경 지지대(123)가 구비된다. 즉, 상기 회전모터(125)는 반사경(121)을 360° 회전시키는데, 회전모터(125)와 반사경(121)은 반사경 지지대(123)에 의하여 연결된다. 상기 반사경 지지대(123)는 반사경의 원형면 직경의 양쪽면에 각각 핀에 의해 고정되어 반사경(121)을 지탱한다.Rotation of the reflector 121 is made by the rotation motor 125. For this purpose, the rotation motor 125 is provided with a reflector support 123, which is a support shaft for supporting the reflector. That is, the rotary motor 125 rotates the reflector 121 by 360 °, and the rotary motor 125 and the reflector 121 are connected by the reflector support 123. The reflector support 123 is fixed to both sides of the diameter of the circular surface of the reflector by pins to support the reflector 121.

상기 반사경(121)의 회전에 의해 오일레스 부싱(127)의 회전이 이루어지는데, 이는 반사경(121)과 오일레스 부싱(127)이 힌지(122)에 의해 연결되어 있어 반사경의 회전에 의하여 오일레스 부싱(127)도 따라서 회전이 일어나는 것이다.The oilless bushing 127 is rotated by the rotation of the reflector 121, which is connected to the reflector 121 and the oilless bushing 127 by a hinge 122 such that the oilless bushing 127 is oilless. The bushing 127 also rotates.

상기 반사경(121)의 회전에 따른 각각의 스캐닝 모습을 도 3(a) 및 도 3(b)에 도시하였는데, 도 3(a)은 특정 위치에서 3차원 공간인식센서의 우측의 스캐닝 측정 모습을 도시한 그림이고, 도 3(b) 상기 3차원 공간인식센서의 반사경이 상기 도 3의 위치지점으로부터 180°회전하여 좌측의 스캐닝 측정 모습을 도시한 그림이다.3 (a) and 3 (b) show the scanning states of the reflector 121 as shown in FIG. 3, and FIG. 3 (a) shows the scanning measurement of the right side of the 3D space recognition sensor at a specific position. Figure 3 (b) is a view showing the scanning measurement on the left side by rotating the reflector of the three-dimensional space recognition sensor 180 ° from the position point of FIG.

도 3(a)를 참조하면, 본체 내의 발광소자에서 방출된 방출광은 반사경을 거쳐 우측으로 방출되고, 따라서 우측으로부터 이들의 입사광이 들어와서 반사경을 거쳐 본체 내의 수광소자로 들어오는 스캐닝이 이루어진다. 반면에, 회전체의 이동에 의하여 반사경이 도 3(b)와 같이 180°회전 이동한 경우에는, 본체 내의 발광소자에서 방출된 방출광은 반사경을 거쳐 좌측으로 방출되고, 따라서 좌측으로부터 이들의 입사광이 들어와서 반사경을 거쳐 본체 내의 수광소자로 들어오는 스캐닝이 이루어진다. Referring to FIG. 3 (a), the emitted light emitted from the light emitting element in the main body is emitted to the right through the reflecting mirror, so that their incident light enters from the right side and enters the light receiving element in the main body through the reflecting mirror. On the other hand, when the reflector is rotated by 180 ° by the rotation of the rotating body as shown in FIG. The scanning is performed by entering the light receiving element in the main body through the reflecting mirror.

한편, 상기 반사경(121)의 기울기 변화는 오일레스 부싱의 상하 이동에 의하여 이루어진다. 상기 오일레스 부싱(127)은 상기 반사경과 힌지를 통해 연결되어 있으며 오일레스 부싱의 상하 이동에 의하여 반사경의 기울기가 변화될 수 있다.On the other hand, the inclination change of the reflector 121 is made by the vertical movement of the oilless bushing. The oilless bushing 127 is connected to the reflector via a hinge, and the inclination of the reflector may be changed by vertical movement of the oilless bushing.

즉, 상기 오일레스 부싱(127)은 반사경(121)의 회전에 따라 그 몸체가 회전하며, 또한 베어링(131)에 의해 상하 이동이 일어나 힌지(122)에 연결되어 있는 반사경(121)의 기울기 변화가 일어난다. 이러한 오일레스 부싱(127)의 상하 이동은 오일레스 부싱(127)을 감싸고 있는 베어링(131)에 의하여 가능하다.That is, the oilless bushing 127 is rotated in accordance with the rotation of the reflector 121, the vertical movement by the bearing 131, the inclination change of the reflector 121 is connected to the hinge 122 Happens. The vertical movement of the oilless bushing 127 is possible by the bearing 131 surrounding the oilless bushing 127.

상기 오일레스 부싱(127)의 상단이 걸림턱 형태로 형성되어 있어 상기 오일레스 부싱을 감싸고 있는 베어링(131)의 상하 이동에 따라 오일레스 부싱도 상하 이동이 일어나는 것이다. 상기 베어링(131)은 그 하부면에 원형을 따라 결합홈이 개방되어 있어 상기 결합홈 내에 캠조립체의 캠종동축(139)이 고정 삽입되어 있는 형태를 가진다. 상기 캠종동축(139)의 상하 수직 운동에 의하여 베어링(131)의 상하 이동이 일어난다.Since the upper end of the oilless bushing 127 is formed in the shape of a locking jaw, the vertical movement of the oilless bushing also occurs according to the vertical movement of the bearing 131 surrounding the oilless bushing. The bearing 131 has a form in which a coupling groove is opened in a lower surface of the bearing 131 so that the cam follower shaft 139 of the cam assembly is fixedly inserted into the coupling groove. Up and down movement of the bearing 131 is caused by the vertical movement of the cam driven shaft 139.

상기 베어링(131)은 LRF 구조물의 중심점을 축으로 하여 상기 오일레스 부싱이 회전하도록 하는 그 외부를 감싸는 형태를 가지며, 그 하부면은 원둘레를 따라 결합홈이 형성되어 있다. 상기 결합홈의 내부에는 캠종동축(139)이 고정 삽입되어 있어, 캠종동축(139)이 상측으로 올라갈 때는 베어링(131)을 상측으로 움직이게 하며, 캠종동축(139)이 하측으로 내려올 때는 베어링(131)을 하측으로 움직이게 한 다.The bearing 131 has a form surrounding the outside of the oilless bushing to rotate around the center point of the LRF structure, the lower surface of the coupling groove is formed along the circumference. The cam follower shaft 139 is fixedly inserted into the coupling groove, so that the cam follower shaft 139 moves upward when the cam follower shaft 139 moves upward, and the bearing 131 when the cam follower shaft 139 descends downward. ) To the lower position.

상기 캠종동축(139)의 상측/하측의 움직임은 정면캠(137;face cam)에 의하여 이루어진다. 캠조립체는 정면캠(137)과 캠종동축(139)으로 이루어지는데, 본 발명은 판캠의 윤곽곡선에 해당하는 홈에 의해 캠종동축이 상하 운동을 하는 정면캠 원리를 응용한 것이다.The upper / lower movement of the cam follower shaft 139 is made by a front cam 137. The cam assembly consists of a front cam 137 and a cam follower shaft 139. The present invention applies a front cam principle in which a cam follower moves up and down by a groove corresponding to a contour curve of a plate cam.

상기 정면캠(137)은 판캠의 윤곽선에 홈을 형성하여 상기 홈에 캠종동축의 일측단이 삽입시킨 캠으로서, 캠이 회전할 때 캠종동축이 상하 이동하도록 하는 구조를 가진다. 도 4는 상기 정면캠의 구동 구조를 도시하였는데, 캠(137)의 윤곽선에 홈(401)을 형성하여 상기 홈에 캠종동축(139)의 일측단이 삽입되어 있어, 상기 정면캠이 회전할 때 캠종동축(139)이 상하 운동 이루어진다. 정면캠 윤곽 홈 특성에 의해 3D 정밀제어 구동이구현 가능하고, 외부 충격에 의한 오작동을 방지할 수있다. 상기 정면캠(137)은 정면캠(137)을 회전시키기 위한 정면캠모터(136)에 설치되어 있다. The front cam 137 is a cam in which one side end of the cam follower shaft is inserted into the groove by forming a groove in the outline of the plate cam, and has a structure that allows the cam follower shaft to move up and down when the cam is rotated. 4 illustrates a driving structure of the front cam, in which a groove 401 is formed in the outline of the cam 137 so that one side end of the cam follower shaft 139 is inserted in the groove so that the front cam rotates. Cam driven shaft 139 is made up and down movement. The front cam profile groove feature enables 3D precise control driving and prevents malfunction due to external shocks. The front cam 137 is installed in the front cam motor 136 for rotating the front cam 137.

도 5에 정면캠의 회전에 따른 캠종동축의 모습을 도시하였는데, 도 5(a)는 캠종동축이 정면캠의 최저 지점에 위치할 시에 모습을 도시한 그림이고, 도 5(b)는 정면캠의 회전으로 인해 캠종동축이 중간 지점에 위치할 시에 모습을 도시한 그림이고, 도 5(c)는 캠종동축이 최고 지점에 위치할 시에 모습을 도시한 그림이다. 도 5를 참조하면, 캠종동축의 위치에 따라 그 높이가 달라짐을 알 수 있다.Figure 5 shows the appearance of the cam driven shaft according to the rotation of the front cam, Figure 5 (a) is a view showing the state when the cam driven shaft is located at the lowest point of the front cam, Figure 5 (b) is the front Fig. 5 (c) is a view showing the state when the cam follower shaft is located at the highest point due to the rotation of the cam. Referring to Figure 5, it can be seen that the height varies depending on the position of the cam follower shaft.

상기 정면캠(137)과 캠종동축(139)으로 이루어진 캠조립체의 회전에 의해, 캠종동축이 상하로 이동할 수 있게 되고, 이에 따라 캠종동축(139)이 고정 삽입되 어 있는 베어링이 상하 움직이게 되고, 베어링(131)의 상하 이동에 의해 베어링의 상부에 걸림턱으로 된 오일레스 부싱(127)이 이에 따라 상하 이동하게 할 수 있는 것이다. 따라서, 결국, 오일레스 부싱(127)의 상하 이동은 힌지(122)를 통해 이에 연결된 반사경(121)의 기울기를 변화할 수 있게 하는 것이다. By the rotation of the cam assembly consisting of the front cam 137 and the cam follower shaft 139, the cam follower shaft can move up and down, whereby the bearing in which the cam follower shaft 139 is fixedly inserted is moved up and down, Due to the vertical movement of the bearing 131, the oilless bushing 127, which is a locking jaw at the upper portion of the bearing, can be moved up and down accordingly. Accordingly, the vertical movement of the oilless bushing 127 may change the inclination of the reflector 121 connected thereto through the hinge 122.

캠종동축(139)의 상하 수직 운동에 의해, 베어링(131) 및 오일레스 부싱(127)의 상하 수직방향의 이동모습에 따른 반사경의 기울기 변화 모습을 도 6에 도시하였다. 6 illustrates the tilt change of the reflector according to the vertical movement of the bearing 131 and the oilless bushing 127 by the vertical movement of the cam driven shaft 139.

도 6(a)와 같이 캠종동축(139)이 최저에 위치할 시에는, 캠종동축(139)이 하측으로 내려오게 되어 베어링(131) 및 오일레스 부싱(127) 역시 하측으로 이동하게 되어 반사경(121)은 최고 기울기(예컨대, 60°)를 가지게 된다. 반면에, 도 6(b)와 같이 캠종동축(139)이 최고지점에 위치할 시에는, 캠종동축(139)이 상측으로 올라가게 되어 베어링(131) 및 오일레스 부싱(127) 역시 상측으로 이동하게 되어 반사경(121)은 최저 기울기(예컨대, 30°)를 가지게 된다.When the cam follower shaft 139 is at the lowest position as shown in FIG. 6 (a), the cam follower shaft 139 is lowered, and the bearing 131 and the oilless bushing 127 are also moved downward. 121 will have the highest slope (eg, 60 °). On the other hand, when the cam follower shaft 139 is located at the highest point as shown in FIG. 6 (b), the cam follower shaft 139 moves upwards and thus the bearing 131 and the oilless bushing 127 also move upwards. The reflector 121 has the lowest slope (eg, 30 °).

회전모터(125)와 정면캠(137)은 동일 또는 각기 다른 각속도록 1축 회전(360°) 운동하면서 정면캠(137)에 의해 베어링(131) 및 오일레스 부싱(127)의 높이 차이가 발생되어 반사경(121)의 기울기 각도가 달라진다. 결국, 오일레스 부싱(127)은 회전모터(125)에 의해 1축 회전운동 및 정면캠(137)에 의해 상하 수직운동을 병행하게 된다.The rotation motor 125 and the front cam 137 are moved uniaxially (360 °) to the same or different angular velocity while the height difference between the bearing 131 and the oilless bushing 127 is generated by the front cam 137. Thus, the inclination angle of the reflector 121 is changed. As a result, the oilless bushing 127 is parallel to the vertical movement by the axial rotational motion and the front cam 137 by the rotary motor 125.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따라 정면캠을 이용해 반사경의 기울기 변화에 따른 각각의 3차원 스캐닝 궤적을 도시한 그림이다.FIG. 7 is a diagram illustrating each 3D scanning trajectory according to a change in tilt of a reflector using a front cam according to an exemplary embodiment of the present invention.

광원 발신부인 발광부(미도시)를 통해 방출된 광은 반사경(121), 광학렌즈(143)을 차례로 거쳐 외부로 조사되며, 상기 조사된 광이 외부 물체에 반사되어 들어오는 입사광은 광학렌즈(143), 반사경(121)을 거쳐 수신단인 신호처리부(미도시)로 입사되는 3차원 스캐닝 궤적을 그리게 된다.The light emitted through the light emitting unit (not shown), which is a light source transmitter, is irradiated to the outside through the reflector 121 and the optical lens 143, and the incident light is reflected by the external object and the incident light is received by the optical lens 143. ), A three-dimensional scanning trajectory incident to the signal processing unit (not shown), which is a receiving end, is drawn.

본 발명은 3차원 스캐닝 궤적에 있어서, 상기에서 설명한 바와 같이 정면캠의 회전 각속도에 따라 베어링 및 오일레스 부싱의 높이 차이가 발생되어 3차원 스캐닝 측정 궤적을 갖는 특징을 가진다. 즉, 캠종동축이 정면캠의 최저에 위치하여 하측으로 내려올 때는, 베어링 및 오일레스 부싱 역시 하측으로 내려오게 되어, 이에 따라 반사경(121)의 기울기는 더 급하게 되어 도 7(a)와 같은 스캐닝 궤적을 그리게 된다. 반면에 캠종동축이 정면캠의 최고지점에 위치하여 상측으로 올라올 때는, 베어링 및 오일레스 부싱 역시 상측으로 올라가게 되어 오일레스 부싱에 힌지를 통해 연결된 반사경은 낮은 기울기를 가지게 되어 도 7(b)와 같은 스캐닝 궤적을 그리게 된다.In the three-dimensional scanning trajectory, as described above, the height difference between the bearing and the oilless bushing is generated according to the rotational angular velocity of the front cam, and thus has a three-dimensional scanning measurement trajectory. That is, when the cam follower shaft is located at the lowest position of the front cam and descends to the lower side, the bearing and the oilless bushing also descend to the lower side, whereby the inclination of the reflector 121 becomes more urgent and thus the scanning trajectory as shown in FIG. Will be drawn. On the other hand, when the cam follower shaft is located at the highest point of the front cam and rises upward, the bearing and oilless bushing also rise upwards, and the reflector connected through the hinge to the oilless bushing has a low inclination. The same scanning trajectory is drawn.

한편, 상기 회전모터(125), 오일레스 부싱(127), 베어링(131)은 그 하단이 지지판(133)에 의해 보호되는데, 상기 지지판(133)에는 도 2와 같이 결합돌기(133)가 돌출되어 있어 베어링(131)의 결합홈에 삽입되어 있는 구조를 가진다. 상기 결합돌기(133)는 캠종동축(139)이 위치한 지점의 직경 맞은편에 위치하여 베어 링(131)이 상하 이동시 외부로 이탈하는 것을 방지하는 역할을 한다. 즉, 베어링(131)은 상기 결합홈을 따라 상하 슬라이딩되며 상하 이동이 이루어진다. 원활한 상하 이동을 위하여 결합홈(131)과 결합돌기 사이에는 윤활유와 같은 첨가물이 들어갈 수 있다. On the other hand, the rotary motor 125, the oilless bushing 127, the bearing 131, the lower end is protected by a support plate 133, the coupling projection 133 protrudes on the support plate 133 as shown in FIG. It has a structure that is inserted into the coupling groove of the bearing (131). The coupling protrusion 133 is positioned opposite to the diameter of the point where the cam follower shaft 139 is located, and serves to prevent the bearing 131 from escaping to the outside during vertical movement. That is, the bearing 131 slides up and down along the coupling groove and moves up and down. Additives such as lubricating oil may enter between the coupling groove 131 and the coupling protrusion for smooth vertical movement.

또한, 본 발명의 LRF 구조물(120)은 도 6과 같이 렌즈커버(141)에 의해 감싸진 형태를 가지는데, 상기 렌즈커버(141)의 하단은 베어링(131)의 상부에 걸리도록 걸림턱 형태를 가진다. 베어링(131)의 상부가 렌즈커버(141) 하단의 걸림턱에 물려 있는 구조를 가짐으로써, 베어링의 상측, 하측 이동 시에 렌즈커버 역시 상하로 함께 움직일 수 있다. 나아가, 오일레스 부싱(127)과 렌즈커버(141)는 고정핀(129)에 의해 연결되어 있어, 오일레스 부싱(127)의 상측, 하측 이동 시에 렌즈커버(141) 역시 상하로 함께 움직일 수 있다. 또한, 상기 렌즈커버(141)의 어느 한측면에는 광학렌즈(143)가 구비된다. 상기 광학렌즈는 반사경을 경유하는 입사광 및 방출광의 통로 역할을 한다.In addition, the LRF structure 120 of the present invention has a form wrapped by the lens cover 141 as shown in Figure 6, the lower end of the lens cover 141 is caught by the upper end of the bearing 131 Has Since the upper portion of the bearing 131 has a structure that is caught by the locking jaw of the lower end of the lens cover 141, the lens cover can also move up and down together when the bearing is moved up and down. Furthermore, the oilless bushing 127 and the lens cover 141 are connected by the fixing pin 129, so that the lens cover 141 can also move up and down together when the oilless bushing 127 is moved upward and downward. have. In addition, an optical lens 143 is provided on one side of the lens cover 141. The optical lens serves as a passage for the incident light and the emitted light via the reflecting mirror.

상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시될 수 있다. 따라서 본 발명의 특허 범위는 상기 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위뿐 아니라 균등 범위에도 미침은 자명할 것이다.In the above description of the present invention, specific embodiments have been described, but various modifications may be made without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention is not to be determined by the embodiments described above, but will be apparent in the claims as well as equivalent scope.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따라 반사경의 회전에 따른 각각의 스캐닝 모습을 도시한 그림이다.3 is a view showing the scanning state of each of the rotation of the reflector according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 캠조립체의 구동 구조를 도시한 그림이다.4 is a view showing a drive structure of the cam assembly according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따라 정면캠의 회전에 따른 캠종동축의 모습을 도시한 그림이다.5 is a view showing a state of the cam driven shaft according to the rotation of the front cam according to an embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 실시 에에 따라 베어링 및 오일레스 부싱의 상하 수직방향의 이동에 따른 반사경의 기울기 변화 모습을 도시한 그림이다.6 is a view showing a change in the slope of the reflector according to the vertical movement of the bearing and the oilless bushing in accordance with an embodiment of the present invention.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

110: 본체 120: LRF 구조물110: main body 120: LRF structure

121: 반사경 125: 회전모터121: reflector 125: rotating motor

127: 오일레스 부싱 131: 베어링127: oilless bushing 131: bearing

133: 지지판 135: 결합돌기133: support plate 135: engaging projection

137: 정면캠 139: 캠종동축137: front cam 139: cam driven shaft

Claims

A reflector for rotating and inclining changes and reflecting the emitted light and the incident light;

A rotating motor which serves as a passage for the emission light and the incident light as a cylinder and rotates the reflector through reflector supports connected to both diameters of the reflector;

A tilt control unit which rotates by the rotation of the reflector and makes a change in the tilt of the reflector;

The main body that emits the emitted light through the reflection of the reflector, and receives the incident light back through the reflection of the reflector

3D space recognition sensor comprising a.

The method of claim 1, wherein the tilt control unit,

An oilless bushing connected to one end of the reflector to move the body up and down;

A bearing for opening the bottom of the oilless bushing in a form surrounding the oilless bushing, and moving the oilless bushing up and down;

A front cam having a groove formed along the outline of the outer center of rotation;

One end is positioned in the groove of the front cam and the other end is fixedly inserted into the coupling groove of the bearing, the cam driven shaft for vertical movement by the rotation of the front cam to move the bearing up and down

3D space recognition sensor comprising a.

The 3D space recognition sensor of claim 2, wherein the 3D space recognition sensor further comprises a support plate for supporting the bottom surface of the rotary motor, the oilless bushing, and the bearing.

The sensor of claim 3, wherein the cam driven shaft penetrates through the support plate and is fixedly inserted into the coupling groove of the bearing.

The three-dimensional space recognition sensor of claim 3, wherein the support plate is provided with a coupling protrusion slidingly inserted into the coupling groove of the bearing.

The three-dimensional space recognition sensor of claim 5, wherein the coupling protrusion is located opposite the diameter of the point where the cam driven shaft is located.

The three-dimensional space recognition sensor according to claim 1, wherein two reflector supports are provided on both sides of the diameter of the rotating motor.

The sensor of claim 2, wherein the oilless bushing is connected to one end of the reflector by a hinge.

The three-dimensional space recognition sensor of claim 2, wherein the oilless bushing has a top end in the form of a locking step so that the locking step is supported by the bearing.

The three-dimensional space recognition sensor of claim 2, further comprising a lens cover covering the reflector and the external bearing in the form of a cover.

The three-dimensional space recognition sensor of claim 10, wherein the lower end of the lens cover is in the form of a locking step so as to be caught by the upper part of the bearing.

The sensor of claim 1, wherein the oilless bushing and the lens cover are fixed to each other by a fixing pin.