KR20180022131A - 3차원 스캐너 - Google Patents

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KR20180022131A
KR20180022131A KR1020160107061A KR20160107061A KR20180022131A KR 20180022131 A KR20180022131 A KR 20180022131A KR 1020160107061 A KR1020160107061 A KR 1020160107061A KR 20160107061 A KR20160107061 A KR 20160107061A KR 20180022131 A KR20180022131 A KR 20180022131A
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주식회사 오토닉스
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Abstract

3차원 스캐너가 개시된다. 본 발명의 3차원 스캐너는 제1 축을 중심으로 회전하는 제1 회전체; 상기 제1 축 방향으로 상기 제1 회전체에서 연장되는 차단판; 상기 차단판에서 상기 제1 축과 다른 제2 축을 중심으로 회전하는 제2 회전체; 상기 차단판의 일면에 위치하고, 상기 제2 회전체에 결합된 발광부; 그리고, 상기 차단판의 타면에 위치하고, 상기 제2 회전체에 결합된 수광부를 포함할 수 있다.

Description

3차원 스캐너{3D SCANNER}
본 발명은 3차원 스캐너에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 저장탱크의 저장상태 측정을 위한 3D 스캐너에 관한 것이다.
사료공장에서 사료의 원료는 사일로(silo) 내에 저장된다. 또한 사 료공장으로부터 농가로 공급되는 사료는 빈(bin) 내에 저장된다. 사료공장 에서 원료의 재고 관리를 위해 사일로 내 저장물의 잔여량을 자동으로 파악하는 것이 필요하다.
또한 농축산가에서 신선한 사료의 적기 수급, 저장된 사료의 부패 관리, 섭취 사료량과 가축 발육의 상관관계 파악 등을 위해, 빈 내의 사료 저장상태를 자동으로 파악하는 것이 필요하다.
본 발명은 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다. 또 다른 목적은 저장탱크 내의 저장물의 양을 정확하게 측정할 수 있는 3차원 스캐너를 제공하는 것일 수 있다.
또 다른 목적은 빛의 간섭을 억제할 수 있는 3차원 스캐너를 제공하는 것일 수 있다.
또 다른 목적은 이물질을 청소할 수 있는 3차원 스캐너를 제공하는 것일 수 있다.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따르면, 제1 축을 중심으로 회전하는 제1 회전체; 상기 제1 축 방향으로 상기 제1 회전체에서 연장되는 차단판; 상기 차단판에서 상기 제1 축과 다른 제2 축을 중심으로 회전하는 제2 회전체; 상기 차단판의 일면에 위치하고, 상기 제2 회전체에 결합된 발광부; 그리고, 상기 차단판의 타면에 위치하고, 상기 제2 회전체에 결합된 수광부를 포함하는 3차원 스캐너를 제공한다.
또한 본 발명의 다른(another) 측면에 따르면, 상기 차단판은, 상기 제2 회전체의 회동경로상에 형성된 슬릿을 포함하고, 상기 제2 회전체는, 상기 슬릿 상에서 이동하는 연결부를 구비하며, 상기 발광부는 상기 연결부를 통해 상기 수광부와 연결될 수 있다.
또한 본 발명의 다른(another) 측면에 따르면, 상기 제1 회전체가 설치되는 하우징; 상기 하우징에 설치되고, 상기 제1 회전체에 회전력을 제공하는 제1 구동부; 그리고, 상기 제1 회전체 또는 상기 차단판에 설치되고, 상기 제2 회전체에 회전력을 제공하는 제2 구동부를 포함할 수 있다.
또한 본 발명의 다른(another) 측면에 따르면, 상기 제1 축은 상기 제2 축과 수직일 수 있다.
또한 본 발명의 다른(another) 측면에 따르면, 상기 제1 회전체가 설치되는 하우징을 더 포함하고, 상기 제1 회전체 또는 상기 하우징에 장착되고, 상기 차단판, 상기 제2 회전체, 상기 발광부, 그리고 상기 수광부 중 적어도 하나를 커버하는 보호덮개를 포함할 수 있다.
또한 본 발명의 다른(another) 측면에 따르면, 상기 하우징의 하부에 장착되는 실린더를 더 포함하고, 상기 보호 덮개는, 상기 실린더의 하부에 위치하고,상기 클리너는, 상기 실린더 또는 상기 보호덮개의 외면에 위치할 수 있다.
또한 본 발명의 다른(another) 측면에 따르면, 상기 제2 회전체에서 상기 제2 축방향으로 연장되는 샤프트를 더 포함하고, 상기 클리너의 일부는 상기 샤프트의 일부에 걸림되어 회전할 수 있다.
또한 본 발명의 다른(another) 측면에 따르면, 일단이 상기 실린더의 외부에 위치하고, 타단이 상기 실린더의 내부에 위치하며, 상기 실린더에 설치되는 힌지를 더 포함하고, 상기 클리너는, 상기 실린더 또는 상기 보호 덮개의 외면에 위치하고, 일부가 상기 힌지의 일단에 고정될 수 있다.
또한 본 발명의 다른(another) 측면에 따르면, 상기 힌지는, 타단에 형성되는 걸림부를 구비하고, 상기 샤프트는, 상기 돌기가 맞물리는 홈을 구비할 수 있다.
또한 본 발명의 다른(another) 측면에 따르면, 상기 실린더의 일측에 설치되는 제1 힌지; 그리고, 상기 실린더의 타측에 설치되는 제2 힌지를 더 포함하고, 상기 제1 및 제2 힌지는, 일단이 상기 실린더의 외부에 위치하고, 타단이 상기 실린더의 내부에 위치하고, 상기 제1 힌지는, 상기 제1 힌지의 타단에 형성되는 걸림부를 구비하고, 상기 제2 힌지는, 상기 제2 힌지의 타단에 형성되는 헤드를 구비하되, 상기 헤드는 상기 실리더의 내면에 밀착하고, 상기 걸림부는 상기 실린더의 내측에서 돌출될 수 있다.
또한 본 발명의 다른(another) 측면에 따르면, 상기 제2 회전체에서 상기 제2 축방향으로 연장되는 샤프트를 더 포함하고, 상기 샤프트는, 일단에 상기 걸림부와 맞물리는 홈을 구비하고, 상기 샤프트의 일단이 상기 제2 힌지와 마주할 때 상기 샤프트의 홈은 상기 제2 힌지의 헤드로부터 이격되고, 상기 샤프트의 일단이 상기 제1 힌지와 마주할 때 상기 샤프트의 홈은 상기 제1 힌지의 걸림부에 맞물릴 수 있다.
또한 본 발명의 다른(another) 측면에 따르면, 상기 클리너의 회동을 동반하여 상기 제1 회전체 또는 상기 제2 회전체가 회전하는 클리닝 모드; 그리고, 상기 클리너의 회동이 멈춘 상태에서 상기 제1 회전체 또는 상기 제2 회전체가 회전하는 스캐닝 모드를 포함할 수 있다.
또한 본 발명의 다른(another) 측면에 따르면, 상기 제2 회전체의 회전은 상기 제1 회전체의 회전과 독립될 수 있다.
또한 본 발명의 다른(another) 측면에 따르면, 상기 제2 회전체의 회전은 상기 제1 회전체의 회전에 종속될 수 있다.
또한 본 발명의 다른(another) 측면에 따르면, 상기 하우징의 외부에 설치되는 무선 안테나를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 저장탱크 내의 저장물의 양을 정확하게 측정할 수 있다.
본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 스캐닝에 사용되는 빛의 간섭을 억제할 수 있다.
본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 이물질을 청소하여 스캐너의 감도를 유지할 수 있다.
본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명과 관련된 저장탱크의 측정 장치의 일 예를 도시한 도면이다.
도 2 및 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 스캐너의 예들을 도시한 도면이다.
도 4 및 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 회전체 및 제2 회전체의 회전 동작의 예들을 도시한 도면이다.
도 6 내지 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 스케너의 예들을 도시한 도면이다.
도 11 및 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 스캐너의 분해의 예들을 도시한 도면이다.
도 13 내지 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 3 차원 스캐너의 작동의 예들을 도시한 도면이다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 스캐너의 일 예를 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1을 참조하면, 저장탱크(10, 예를 들면, 사일로 또는 빈)의 저장상태 측정 장치(20)는, 저장탱크(10)에 저장된 사료의 양을 중앙에서 측정하고 있다.
저장탱크(10) 내에 저장된 잔여 사료들이 평탄하지 않은 경우, 저장탱크의 측정 장치(20)에 의해 측정된 잔여량이 정확하지 않다는 문제가 있다.
도 2를 참조하면, 3차원 스캐너는 본체(1110), 보호 덮개(1120), 및 클리너(1130)를 포함할 수 있다. 본체(1110)는 하우징(1110)이라 칭할 수 있다.
본체(1110)는 저장탱크(10)의 상부 또는 저장탱크(10)의 덮개 하부에 설치된다. 또한, 본체(1110)는 내부에 전원 공급을 위한 배터리(미도시), 3차원 스캔 데이터로부터 사료 저장상태를 계산하기 위한 프로세서(미도시)를 구비할 수 있다.
본체(1110)는 사용자(농장 관리자, 농장주, 또는 사료 공급자)의 단말기로 전송하기 위한 통신 모듈 (미도시)을 구비할 수 있다.
3차원 스캐너는 본체(1110)의 외부에 무선 통신을 위한 안테나(1115)를 포함할 수 있다.
보호 덮개(1120)는 가시광 차단 재질로 제작된 돔 형상의 덮개일 수 있는데, 후술할 제1 회전체(1140), 차단판(1150), 제2 회전체(1160), 발신부(1170) 및 수신부 (1180)의 이동/회전 공간을 외부로부터 격리시켜, 저장물이나 공기 중의 미세물질에 의한 오염으로부터 보호할 수 있다.
보호 덮개(1120)는 본체(1110)의 하부에 장착되어, 제1 회전체 (1140), 제2 회전체(1160), 차단판(1150), 발신부(1170) 및/또는 수신부(1180)에 공간을 제공할 수 있다.
보호 덮개(1120)의 일측 또는 양측에는 홈(H)이 형성되어 있고, 이 홈들(H)에 클리너(1130)가 장착될 수 있다. 보호 덮개(1120)에 접촉하는 클리너(1130)는 일면에 유연성을 가지며, 보호 덮개(1120)의 표면에 손상을 주지 않는 부드러운 브러쉬(1131: 도 12참조)를 구비할 수 있다.
도 3을 참조하면, 3차원 스캐너는 제1 회전체(1140), 차단판(1150), 제2 회전체(1160), 발신부(1170), 및 수신부(1180)를 포함할 수 있다. 발신부(1170)는 발광부(1170)라 칭할 수 있고, 수신부(1180)는 수광부(1180)라 칭할 수 있다.
차단판(1150)은 제1 회전체(1140)의 하면에 고정될 수 있다. 이때, 차단판(1150)은 제1 회전체(1140)의 하면과 수직으로 고정될 수 있다. 제1 회전체(1140)의 회전에 의해 차단판(1150)도 함께 회전할 수 있다.
제2 회전체(1160)는 차단판(1150)에 회전 가능하게 장착될 수 있다. 차단판 (1150)은 제1 회전체(1140)에 고정될 수 있고, 일체로 형성될 수도 있다. 제2 회전체(1160)의 회전축은 제1 회전체(1140)의 회전축과 수직일 수 있다. 제1 회전체(1140)의 회전축은 제1 축, 제2 회전체(1160)의 회전축은 제2 축이라 칭할 수 있다.
제2 회전체(1160)는 발신부(1170)와 수신부(1180)를 구비할 수 있다. 구체적으로, 발신부(1170)는 제2 회전체(1160)의 제1 측판(1150a)에 위치할 수 있다. 수신부(1180)는 제 2 회전체(1160)의 제1 측판(1150a)에 대향하는 제2 측판(1150b)에 위치할 수 있다. 제1 측판(1150a)은 제1 면, 제2 측판(1150b)은 제2 면이라 칭할 수 있다.
제2 회전체(1160)의 제1 파트(1160a: 도 11참조)는 차단판(1150)의 제1 면(1150a) 상에 위치할 수 있다. 제2 회전체(1160)의 제2 파트(1160b: 도 11참조)는 차단판(1150)의 제2 면(1150b) 상에 위치할 수 있다. 제1 파트(1160a: 도 11참조)와 제2 파트(1160b: 도 11참조)는 연결부(1160c)에 의해 연결될 수 있다.
발신부(1170)는 제2 회전체(1160)의 제1 파트(1160a: 도 11참조)에 장착될 수 있고, 수신부(1180)는 제2 회전체(1160)의 제2 파트(1160b: 도 11참조)에 장착될 수 있다.
제2 회전체(1160)의 연결부(1160c)가 차단판(1150)에서 움직이거나 회전가능하도록 차단판(1150)은 반원주형의 개구(1150p) 또는 개구부(1150p)를 구비할 수 있다. 개구부(1150p)는 슬릿(1150p)이라 칭할 수 있다. 슬릿(1150p)은 차단판(1150)에 형성될 수 있는데, 제2 회전체(1160)의 회전범위를 따라서 형성될 수 있다. 다시 말해, 슬릿(1150p)은 제2 회전체(1160)의 회전에 따른 원호 상에 형성될 수 있다.
발신부(1170)는 저장탱크(10: 도 1참조) 내부로 빛(예를 들면, 레이저)을 조사하는 소자일 수 있고, 수신부(1180)는 발신부(1170)에서 조사된 후 잔여 사료 표면에서 반사된 빛을 감지하는 소자일 수 있다.
발신부(1170)와 수신부(1180) 사이에 차단판(1150)이 위치할 수 있다. 차단판(1150)은 발신부(1170)에서 조사되는 신호가 수신부(1180)에 직접 입사되지 않도록 이를 차단할 수 있다. 이에 따라, 3차원 스캐너의 감도 또는 정밀도가 향상될 수 있다.
발신부(1170)의 발광 동작과 수신부(1180)의 수광 동작은, 프로세서에 의해 제어될 수 있다. 아울러, 제1 회전체(1140)의 회전 동작과 제2 회전체(1160)의 회전 동작도, 프로세서에 의해 제어될 수 있다.
제1 구동부(M1)는 제1 회전체(1140)를 회전시킬 수 있다. 예를 들어, 제1 구동부(M1)는 모터일 수 있다.
도 4를 참조하면, 제2 회전체(1160)는 일정 범위 내에서 회전 왕복 이동을 할 수 있다. 도시된 회전 범위는 예시적인 것으로, 도시된 범위 보다 회전각을 더 넓게 구현할 수도 있다.
제2 회전체(1160)를 회전 동작시키는 중에, 프로세서는 발신부(1170: 도 3 참조)와 수신부(1180: 도 3 참조)를 구동하여 레이저 스캐닝을 수행할 수 있다.
도 5를 참조하면, 제1 회전체 (1140)의 회전 범위는 180도 또는 (제2 회전체(1160)의 회전범위에 따라)360도 일 수 있다. 제1 회전체(1140)는 정해진 각도, 이를 테면 1도 씩 단속적으로 회전할 수 있다.
예를 들면, 프로세서는 제1 회전체(1140)가 정지 상태에 있을 때, 제2 회전체(1160: 도 3 및 4 참조)를 회전 동작시켜, 하나의 단면을 레이저 스캐닝할 수 있다. 제1 회전체(1140)가 180도 또는 360도 회전을 완료하게 되면, 프로세서는 저장탱크(10: 도 1참조)의 저장상태에 대한 단면의 영상을 확보할 수 있고, 이 영상들을 조합하여 저장탱크(10: 도 1 참조)의 저장상태를 영상으로 생성할 수 있다.
다른 예를 들면, 제2 회전체(1160: 도 3 및 4 참조)가 정지 상태에 있고 제1 회전체(1140)가 360도 회전 동작하여 하나의 단 면을 레이저 스캐닝하고, 다음 제2 회전체(1160: 도 3 및 4 참조)를 특정 각도(이를 테면, 1도) 만큼 회전시킨 후 제1 회전체(1140)를 360도 회전 동작시키는 것을 반복하여 3차원 영상을 생성하는 것도 가능하다. 이 경우, 제2 회전체(1160: 도 3 및 4 참조)가 90도 회전하게 되면 3차 원 영상이 완성될 수 있다.
다른 예를 들면, 제1 회전체(1140)와 제2 회전체(1160: 도 3 및 4 참조)를 함께 회전시키면서 3차원 영상을 생성할 수도 있다.
프로세서는 저장탱크(10: 도 1 참조)의 저장상태를 기초로 잔여 사료량을 계산할 수도 있다. 3D 레이저 스캐닝 결과, 저장탱크(10: 도 1 참조)의 저장상태, 잔여 사료량에 대한 정보는 프로 세서가 통신 모듈을 통해 사용자의 단말기에 전달할 수 있다.
3차원 레이저 스캐닝은 주기적으로 수행될 수 있는데, 3차원 스캐너는, 보호 덮개(1120: 도 2 참조)의 표면에 퇴적된 이물질을 클리너(1130: 도 2 참조)로 제거하기 위한 클린 모드를 운용할 수 있다.
도 6 내지 9에서, 보호 덮개(1120)의 도시를 생략한다.
도 6 및 7을 참조하면, 제2 회전체(1160)가 180도 회전을 하게 되면, 그에 연동되어 회전하는 클리너(1130)가 보호덮개(1120)의 표면에 퇴적된 이물질을 제거할 수 있다.
제2 구동부(M2)는 제1 회전체(1140) 또는 차단판(1150)에 설치될 수 있다. 제2 구동부(M2)는 제2 회전체(1160)에 회전력을 제공할 수 있다. 제2 구동부(M2)는 제1 구동부(M1)와 독립적일 수 있고, 종속적일 수도 있다. 즉, 제2 구동부(M2)는 제1 구동부(M1)의 회전과 무관하게 회전력을 제공할 수 있고, 제1 구동부(M1)의 회전에 따라 회전력을 제공할 수 있음을 의미한다.
클린 모드로 동작하기 위해서는, 클리너(1130)가 샤프트(1190)에 체결 될 수 있다. 이는 제1 회전체(1140)의 회전각이 특정 각도인 경우일 수 있다. 즉, 제1 회전체(1140)의 회전각이 특정 각도, 이를 테면, 0도인 경우에, 클리너(1130)가 샤프트(1190)에 체결될 수 있다. 클린 모드로 동작하기 위해서는, 제1 회전체(1140)가 특정 각도에 위치하는 것이 요구될 수 있다.
샤프트(1190)는 일단에 홈(1190h)을 구비할 수 있다. 클리너(1130)는 일단 또는 양단에 돌기(1130p)를 구비할 수 있다. 제1 회전체(1140)의 회전에 따라서, 클리너(1130)의 돌기(1130p)는 샤프트(1190)의 홈(1190h)에 삽입되거나 이탈될 수 있다. 클리너(1130)의 돌기(1130p)가 샤프트(1190)의 홈(1190h)에 끼워진 상태에서 제2 회전체(1160)가 회전하면 클리너(1130)도 동시에 회전할 수 있고, 클리너(1130)의 돌기(1130p)가 샤프트(1190)의 홈(1190h)에서 이탈된 상태에서 제2 회전체(1160)가 회전하면 클리너(1130)는 멈춰있을 수 있다.
도 8 및 도 9는 클리너(1130)와 연동 없이 제2 회전체(1160)만 회전하는 상태를 나타내었는데, 이는 검출 모드일 수 있다.
도 10은 클린 모드의 다른 동작 방식일 수 있다. 도 10에서는 클 리너(1130)가 제1 회전체(1140)의 회전에 연동 회전하여 보호 덮개(1120)의 표면에 퇴적된 이물질을 제거할 수 있다. 즉 클리너(1130)가 제1 회전체(1140)의 일부(1140b)에 고정될 수 있다.
제1 회전체(1140)의 지름이 보호 덮개(1120)의 지름보다 길어서, 제1 회전체(1140)의 테두리 부분(1140b)이 보호 덮개(1120)의 외부로 도출되고, 여기에 클리너(1130)가 고정되어 제1 회전체(1140)와 함께 회전할 수 있다.
이에 따라, 제1 회전체(1140)가 회전을 하면 클리너(1130)가 보호 덮개(1120)의 외면을 닦을 수 있다.
도 11을 참조하면, 제1 구동부(M1)는 본체(1110)에 설치될 수 있다. 브라켓(1111)은 본체(1110)의 내부에 고정될 수 있고, 제1 구동부(M1)는 브라켓(1111)에 결합될 수 있다. PCB(1112)는 본체(1110) 또는 브라켓(1111)에 장착될 수 있다. PCB(1112)는 제1 구동부(M1)와 전기적으로 연결될 수 있고, 제1 구동부(M1)의 움직임 또는 회전을 조절할 수 있다. 위치센서(1113)는 PCB(1112)와 전기적으로 또는 제1 구동부(M1)와 기계적이나 전기적으로 연결될 수 있다. 위치센서(1113)는 제1 회전체(1140) 또는 제1 구동부(M1)의 회전각도 등을 감지할 수 있다.
제1 회전체(1140)는 본체(1110)에 회전가능하게 설치될 수 있다. 제1 회전체(1140)는 본체(1110)의 하부에서 회전할 수 있다. 제1 회전체(1140)는 제1 축(AX1)을 구비할 수 있다. 제1 축(AX1)은 제1 회전체(1140)의 회전축일 수 있다.
베어링(1141)은 본체(1110)와 제1 회전체(1140) 사이에 위치할 수 있다. 브라켓(1142)은 본체(1110)의 하부 또는 하면에 고정될 수 있다. 이때, 브라켓(1142)은 제1 축(AX1)의 주위에 위치할 수 있다. 베어링(1141)은 브라켓(1142)에 장착될 수 있다. 베어링(1141)은 제1 축(AX1)의 주위에 위치할 수 있다.
PCB(1143)는 본체(1110)의 하부 또는 하면에 설치될 수 있다. PCB(1143)는 PCB(1112,1154), 제1 구동부(M1), 제2 구동부(M2), 발신부(1170), 수신부(1180) 등과 전기적으로 연결될 수 있고, 이들의 작동을 조절할 수 있다. PCB(1143)는 이들의 작동을 조절하기 위한 전자소자들을 구비할 수 있다. PCB(1143)는 링형상으로 형성되어 베어링(1141)의 주위에 위치할 수 있고, 본체(1110)와 제1 회전체(1140)의 사이에 위치할 수 있다.
차단판(1150)은 제1 회전체(1140)의 하부에 위치할 수 있다. 차단판(1150)은 제1 회전체(1140)의 하면에서 수직하게 제1 회전체(1140)의 하부로 연장될 수 있고, 부채꼴 또는 반원 형상일 수 있다. 차단판(1150)은 슬릿(1150P)을 구비할 수 있는데, 슬릿(1150P)은 차단판(1150)의 형상에 따라서 부채꼴 또는 반원 또는 반달 형상일 수 있다.
제2 회전체(1160)는 차단판(1150)에 설치될 수 있다. 제2 회전체(1160)는 차단판(1150) 상에서 회전할 수 있다. 제2 회전체(1160)는 제2 축(AX2)을 구비할 수 있고, 제2 축(AX2)은 제2 회전체(1160)의 회전축일 수 있다. 제2 회전체(1160)는 제1 파트(1160a), 제2 파트(1160b), 그리고 연결부(1160c)를 구비할 수 있다.
제1 파트(1160a) 및/또는 제2 파트(1160b)는 제2 축(AX2)으로부터 일방향으로 길게 연장될 수 있다. 이때, 제1 파트(1160a)는 제2 파트(1160b)와 나란하게 대향하며 연장될 수 있다. 연결부(1160c)는 제1 파트(1160a)와 제2 파트(1160b)를 연결할 수 있다. 연결부(1160c)는 제1 파트(1160a)에서 제2 파트(1160b)로 연장될 수 있다.
제1 파트(1160a)는 차단판(1150)의 제1 면(1150a)에 위치할 수 있고, 제2 파트(1160b)는 차단판(1150)의 제2 면(1150b)에 위치할 수 있으며, 연결부(1160c)는 슬릿(1150P)에 위치할 수 있다. 이에 따라, 제2 회전체(1160)는 차단판(1150) 상에서 이동 또는 회전할 수 있다.
발신부(1170)는 제1 파트(1160a)에 장착될 수 있고, 수신부(1180)는 제2 파트(1160b)에 장착될 수 있다. 발신부(1170) 또는 발광부(1170)에서 제공되는 빛은 목표물에 반사된 후 수신부(1180) 또는 수광부(1180)로 향할 수 있는데, 이 과정에서 발생할 수 있는 빛의 간섭 또는 난반사가 차단판에 의해 제거될 수 있다. 이에 따라, 3차원 스캐너의 감도가 향상될 수 있다.
PCB(1171)는 발신부(1170)의 일측에 위치할 수 있고, 제1 파트(1160a) 또는 제2 회전체(1160)에 실장될 수 있으며, 발신부(1170)를 제어할 수 있다. PCB(1181)는 수신부(1180)의 일측에 위치할 수 있고, 제2 파트(1160b) 또는 제2 회전체(1160)에 실장될 수 있으며, 수신부(1180)를 제어할 수 있다.
제2 구동부(M2)는 제2 회전체(1160)를 회전시킬 수 있다. 제2 구동부(M2)는 예를 들어, 모터일 수 있다. 브라켓(1155)은 차단판(1150) 또는 제1 회전체(1140)에 고정될 수 있다. 제2 구동부(M2)는 브라켓(1155)에 결합될 수 있다. 제2 구동부(M2)는 제2 회전체(1160)의 제2 축(AX2)에 결합 또는 연결될 수 있다. 이때, 제2 회전체(1160)의 원활한 구동 또는 회전을 위해 베어링(1151), 와셔 링(1152) 등이 구비될 수 있다.
위치센서(1153)는 제2 회전체(1160)의 움직임 또는 회전을 감지할 수 있다. 이를 위해, 위치센서(1153)는 제2 구동부(M2)와 기계적이나 전기적으로 PCB(1154)와 전기적으로 연결될 수 있다.
샤프트(1190)는 제2 구동부(M2) 또는 제2 회전체(1160)와 연결될 수 있다. 샤프트(1190)는 제2 축(AX2)에 고정될 수 있다. 샤프트(1190)는 제2 회전체(1160)가 구동 또는 회전을 하면 동시에 회전할 수 있다. 샤프트(1190)의 일단에 홈(1190h)이 형성될 수 있다.
도 12를 참조하면, 클리너(1130)는 반원의 링 형상일 수 있다. 클리너(1130)는 와이퍼라 칭할 수 있다. 클리너(1130)는 브러쉬(1131)를 구비할 수 있다. 클리너(1130)는 전술 또는 후술할 보호 덮개(1120)의 외주 또는 외면의 형상에 대응될 수 있다. 브러쉬(1131)는 클리너(1130)에 끼워지거나 고정될 수 있다. 브러쉬(1131)는 부드러운 러버일 수 있다.
힌지들(1135,1136)은 클리너(1130)의 일단 또는 타단에 결합될 수 있다. 힌지(1135)는 클리너(1130)의 일단에 결합되고, 힌지(1136)는 클리너(1130)의 타단에 결합될 수 있다. 힌지들(1135,1136)은 클리너(1130)의 일단 또는 타단에 너트(1132,1139)결합될 수 있다. 이때, 힌지들(1135,1136)에 와셔 링(1134,1137), 또는 결합링(1133,1138)이 끼워질 수 있다. 이들은 힌지들(1135,1136) 또는 클리너(1130)의 회전을 위한 것일 수 있다. 힌지(1135)는 제1 힌지(1135), 힌지(1136)는 제2 힌지(1136)라 칭할 수 있다.
힌지(1135)는 걸림부(1135a)를 구비할 수 있다. 걸림부(1135a)는 힌지(1135)의 일단에 형성될 수 있다. 걸림부(1135a)는 전술 또는 후술하는 샤프트(1190)의 홈(1190h)에 삽입될 수 있다. 힌지(1136)는 헤드(1136a)를 구비할 수 있다. 힌지(1136)의 헤드(1136a)는 힌지(1135)의 걸림부(1135a)에 비하여 가늘고 길게 형성될 수 있다. 힌지(1135)의 걸림부(1135a)와 힌지(1136)의 헤드(1136a)의 기능의 차이에 대하여 후술한다.
도 13을 참조하면, 3차원 스캐너는 검출 모드일 수 있다. 이때, 제1 회전체(1140: 도 11 참조) 또는 제2 회전체(1160: 도 11 참조)의 회전에 불구하고, 클리너(1130)는 움직이지 않을 수 있다.
실린더(1140a)는 본체(1110)에 결합될 수 있다. 실린더(1140a)는 본체(1110)의 하부 또는 하면에 결합될 수 있는데, 제1 회전체(1140: 도 11참조), 제2 회전체(1160: 도 11 참조), 차단판(1150)의 적어도 일부를 커버할 수 있다.
클리너(1130)는 본체(1110)에 고정된 실린더(1140a)에 밀착된 상태일 수 있다. 힌지들(1135,1136)은 실린더(1140a)에 체결 또는 회동가능하게 고정될 수 있다.
검출 모드는 힌지(1135)의 걸림부(1135a)가 샤프트(1190)의 홈(1190h)에 끼워지지 않은 상태에서 제1 회전체(1140: 도 11 참조) 또는 제2 회전체(1160: 도 11 참조)가 회전하거나 움직이는 모드일 수 있다.
도 14를 참조하면, 힌지(1135)의 걸림부(1135a)는 제1 회전체(1140)의 회전에 따라서 샤프트(1190)의 홈(1190h)에 끼워질 수 있다. 즉, 샤프트(1190)의 홈(1190h)은 힌지(1135)의 걸림부(1135a)와 맞물릴 수 있다. 이때, 제1 회전체(1140)는 일정한 각도 또는 일정한 위치일 수 있다. 즉, 샤프트(1190)의 홈(1190h)이 힌지(1135)의 걸림부(1135a)에 끼워지는 상태는 제1 회전체(1140)의 회전범위 중 일정한 범위 또는 일정한 지점에서 이루어질 수 있음을 의미한다.
이때, 제2 회전체(1160)가 회전을 하면 샤프트(1190)는 회전을 할 수 있고, 이에 따라 클리너(1130)가 움직일 수 있다. 클리너(1130)가 샤프트(1190)의 회전에 따라서 움직이면 보호 덮개(1120)의 외면을 브러쉬(1131)가 문지르면서 이물질을 제거할 수 있다.
도 15를 참조하면, 힌지(1136)의 헤드(1136a)는 제1 회전체(1140)의 회전에 불구하고 샤프트(1190)의 홈(1190h)에 끼워지지 않을 수 있다. 즉, 샤프트(1190)의 홈(1190h)은 힌지(1136)의 헤드(1136a)에 인접하더라도 힌지(1136)와 맞물리지 않을 수 있다. 이때, 제1 회전체(1140)는 일정한 각도 또는 일정한 위치일 수 있지만, 이는 검출 모드에 영향을 주지 않을 수 있다. 즉, 샤프트(1190)가 클리너(1130)와 결합되지 않아 검출 모드가 지속될 수 있음을 의미한다.
도 16을 참조하면, 클리너(1130)가 발신부(1170) 또는 수신부(1180)의 움직임 또는 회전과 함께 회동하는 것으로, 클린 모드가 작동하는 것의 예를 나타낸다. 샤프트(1190)가 클리너(1130)를 회전시킬 수 있다. 이때, 샤프트(1190)의 일단은 힌지(1135)의 위치에 있다.
도 17을 참조하면, 클린 모드가 작동하기 위해 샤프트(1190)의 일단이 힌지(1135)에 인접하거나 힌지(1135)에 맞물리는 위치의 예를 나타낸다. 이 위치에서 샤프트(1190)의 회전에 의해 클린 모드가 작동될 수 있다.
도 18 내지 20을 참조하면, 검출 모드가 유지되지 위해 샤프트(1190)의 일단이 힌지(1135)에 맞물리지 않는 위치의 예를 나타낸다. 이러한 위치 또는 위치들에서 샤프트(1190)의 회전은 클리너(1130)의 회전과 무관하고, 검출 모드가 지속될 수 있다. 이러한 상태는 도 17을 참조하여 설명된 클린 모드의 전 또는 후일 수 있다.
도 21을 참조하면, 브라켓(1100H)은 본체(1110)의 외부 또는 외면에 고정될 수 있다. 브라켓(1100H)은 3 차원 스캐너의 외부 고정을 위한 것일 수 있다. 3차원 스캐너는 저장탱크(10: 도1 참조)의 상부 또는 저장탱크 덮개의 하부에 고정될 수 있으므로, 브라켓(1100H)은 굽어진 형상을 지닐 수 있다. 즉, 브라켓(1100H)의 일부는 본체(1110)의 측면에 고정되고, 타부는 본체(1110)의 측면에서 연장되어 본체(1110)의 하면 또는 상면으로 굽어질 수 있다.
앞선 설명에서, 가축 사료에 대한 저장상태를 측정하는 것을 상정 하였는데, 다른 응용에도 가능하다. 이를 테면, 곡물이나 자원을 저장하는 사일로 혹은 빈에서 저장상태를 측정하는 경우나 컨테이너 속 내용물의 용적을 측정하는 것에도 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있음은 물론이다. 컨테이너의 경우 선박이나 차량에 실려 이동할 때에도 내용물 용적 측정이 가능하며, 이 경우도 본 발 명의 기술적 사상이 적용될 수 있다.
또한, 3차원 스캐닝을 위한 신호원으로 레이저를 이용하였는데, 적외선 및 초음파 등 다른 종류의 신호원을 이용하는 것으로 대체할 수 있다.
앞에서 설명된 본 발명의 어떤 실시예들 또는 다른 실시예들은 서로 배타적이거나 구별되는 것은 아니다. 앞서 설명된 본 발명의 어떤 실시예들 또는 다른 실시예들은 각각의 구성 또는 기능이 병용되거나 조합될 수 있다.
상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (15)

  1. 제1 축을 중심으로 회전하는 제1 회전체;
    상기 제1 축 방향으로 상기 제1 회전체에서 연장되는 차단판;
    상기 차단판에서 상기 제1 축과 다른 제2 축을 중심으로 회전하는 제2 회전체;
    상기 차단판의 일면에 위치하고, 상기 제2 회전체에 결합된 발광부; 그리고,
    상기 차단판의 타면에 위치하고, 상기 제2 회전체에 결합된 수광부를 포함하는 3차원 스캐너.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 차단판은,
    상기 제2 회전체의 회동경로상에 형성된 슬릿을 포함하고,
    상기 제2 회전체는,
    상기 슬릿 상에서 이동하는 연결부를 구비하며,
    상기 발광부는 상기 연결부를 통해 상기 수광부와 연결되는 3차원 스캐너.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 회전체가 설치되는 하우징;
    상기 하우징에 설치되고, 상기 제1 회전체에 회전력을 제공하는 제1 구동부; 그리고,
    상기 제1 회전체 또는 상기 차단판에 설치되고, 상기 제2 회전체에 회전력을 제공하는 제2 구동부를 포함하는 3차원 스캐너.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 축은 상기 제2 축과 수직인 3차원 스캐너.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 회전체가 설치되는 하우징을 더 포함하고,
    상기 제1 회전체 또는 상기 하우징에 장착되고, 상기 차단판, 상기 제2 회전체, 상기 발광부, 그리고 상기 수광부 중 적어도 하나를 커버하는 보호덮개를 포함하는 3차원 스캐너.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 하우징의 하부에 장착되는 실린더를 더 포함하고,
    상기 보호 덮개는,
    상기 실린더의 하부에 위치하고,상기 클리너는,
    상기 실린더 또는 상기 보호덮개의 외면에 위치하는 3차원 스캐너.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제2 회전체에서 상기 제2 축방향으로 연장되는 샤프트를 더 포함하고,
    상기 클리너의 일부는 상기 샤프트의 일부에 걸림되어 회전하는 3차원 스캐너.
  8. 제 7항에 있어서,
    일단이 상기 실린더의 외부에 위치하고, 타단이 상기 실린더의 내부에 위치하며, 상기 실린더에 설치되는 힌지를 더 포함하고,
    상기 클리너는,
    상기 실린더 또는 상기 보호 덮개의 외면에 위치하고, 일부가 상기 힌지의 일단에 고정되는 3 차원 스캐너.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 힌지는, 타단에 형성되는 걸림부를 구비하고,
    상기 샤프트는, 상기 걸림부가 맞물리는 홈을 구비하는 3차원 스캐너.
  10. 제 6항에 있어서,
    상기 실린더의 일측에 설치되는 제1 힌지; 그리고,
    상기 실린더의 타측에 설치되는 제2 힌지를 더 포함하고,
    상기 제1 및 제2 힌지는,
    일단이 상기 실린더의 외부에 위치하고, 타단이 상기 실린더의 내부에 위치하고,
    상기 제1 힌지는,
    상기 제1 힌지의 타단에 형성되는 걸림부를 구비하고,
    상기 제2 힌지는,
    상기 제2 힌지의 타단에 형성되는 헤드를 구비하되,
    상기 헤드는 상기 실리더의 내면에 밀착하고, 상기 걸림부는 상기 실린더의 내측에서 돌출되는 3차원 스캐너.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 제2 회전체에서 상기 제2 축방향으로 연장되는 샤프트를 더 포함하고,
    상기 샤프트는,
    일단에 상기 걸림부와 맞물리는 홈을 구비하고,
    상기 샤프트의 일단이 상기 제2 힌지와 마주할 때 상기 샤프트의 홈은 상기 제2 힌지의 헤드로부터 이격되고,
    상기 샤프트의 일단이 상기 제1 힌지와 마주할 때 상기 샤프트의 홈은 상기 제1 힌지의 걸림부에 맞물리는 3차원 스캐너.
  12. 제 6항에 있어서,
    상기 클리너의 회동을 동반하여 상기 제1 회전체 또는 상기 제2 회전체가 회전하는 클리닝 모드; 그리고,
    상기 클리너의 회동이 멈춘 상태에서 상기 제1 회전체 또는 상기 제2 회전체가 회전하는 스캐닝 모드를 포함하는 3차원 스캐너.
  13. 제 3항에 있어서,
    상기 제2 회전체의 회전은 상기 제1 회전체의 회전과 독립된 3차원 스캐너.
  14. 제 3항에 있어서,
    상기 제2 회전체의 회전은 상기 제1 회전체의 회전에 종속된 3 차원 스캐너.
  15. 제 1항에 있어서,
    상기 하우징의 외부에 설치되는 무선 안테나를 포함하는 3차원 스캐너.
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