[发明专利]旋转距离测量设备

说明书

本发明涉及旋转距离测量设备。根据本发明的距离测量设备可以包括：距离测量单元；电机；以及旋转无线收发器，该旋转无线收发器包括由电机旋转的转子芯、定子芯、分别围绕转子芯和定子芯缠绕的电力线圈和信号线圈，该电力线圈和信号线圈被配置为经由围绕定子芯缠绕的电力线圈向围绕转子芯缠绕的电力线圈无线地供应电力并且经由围绕转子芯缠绕的信号线圈向围绕定子芯缠绕的信号线圈无线地传输从距离测量单元输出的信号。转子芯和定子芯可以具有圆形平面的形状从而转子芯和定子芯彼此面对，垂直于电机旋转轴线的平面被置入它们之间。

相关申请的交叉引用

本申请根据35U.S.C.§119(a)要求于2017年3月16日提交的韩国专利申请No.10-2017-0033115的优先权，其全部内容在此通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及一种旋转距离测量设备，并且更加具体地涉及一种用于在旋转的同时测量距离的距离测量设备的结构。

背景技术

由于老年人口增加，健康时尚和避免辛勤的工作，对诸如机器人清洁器的家务助理机器人的需求已经增加并且服务机器人市场已经增长。基于自主驱动的服务机器人辨识室内配置环境，创建室内地形图，检测障碍物，并且根据自主确定移动。因此，在服务机器人中采用了包括用于距离测量的距离测量传感器的各种传感器。

用于测量距离的传感器的示例包括使用红外线的红外传感器、使用超声波的超声波传感器，和TOF传感器。红外传感器能够通过使用PSD(位置敏感检测器)测量距目标物体的距离，PSD经由光源发射红外光，接收从目标物体的表面反射的入射光并且根据三角测量原理通过输出电流计算光接收点。TOF传感器包括光源诸如发射非常短的红外脉冲的LED，和用于检测从物体反射的反射光的光接收传感器，并且通过测量从当光被从光源发射时的时间到当从物体反射的光返回光接收传感器时的时间的间隔而计算距物体的距离。

图1是用于测量距离的距离测量设备的顶视图，并且涉及使用三角测量原理的红外传感器或者使用三角测量的TOF传感器。

该距离测量设备可以包括用于发射红外线或者红外脉冲的光发射单元，和用于检测由光发射单元发射并且然后由目标物体反射的光的光接收单元。

光发射单元可以包括用于产生可视光束外侧的红外线的光源诸如激光二极管，和用于作为平行光输出该光线的准直透镜。光接收单元可以包括用于以预定尺寸和形状输出入射光的光接收透镜、用于接收从发光源发射的激光束的波长带的带通滤波器，和用于检测入射光并且将其作为电信号输出的检测器。在三角测量方法中，反射和入射光形成的位置根据距离改变，从而使用三角测量方法的距离测量设备的检测器能够通过使用入射光的位置测量距物体的距离。

同时，因为服务机器人进行运动，所以如果安装的距离测量装置仅仅测量沿着固定方向的距离，则要求大量的距离测量装置来测量沿着各种方向的距离。对此加以考虑地，用于在旋转的同时在360度或者预定角度范围中测量距离的距离测量装置正被研发。

图2示出用于在旋转的同时测量距离的传统旋转距离测量设备的结构。

在图2所示的旋转距离测量设备中，包括光发射单元和光接收单元的图1的距离检测体在由电机旋转的同时发射激光束并且通过在物体上反射并且在检测器上形成的入射光获得信号。并且距离检测体向被固定而不旋转的主PCB传输信号，以基于该信号计算距离。

距离检测体接收通过带安装在外侧上的电机的旋转力。轴承被设置在旋转体和电机板之间以减小滚动摩擦并且在固定的电机板上支撑旋转体从而旋转体在恒定轨道中稳定地旋转。

以柱形形状缠绕的成对的感应线圈(旋转感应线圈和固定感应线圈)被布置在该设备的中心处从而电力能够被从主PCB无线地施加到旋转体。在旋转体上构造的旋转PCB通过LED将与由距离检测体获得的距离有关的信号转换成光并且通过设置在该设备的中心处的通道将其传输到主PCB。主PCB可以经由检测器检测光并且获得距离信息。