特許 7028988 回転装置及び回転レーダ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-02-21

(45)【発行日】2022-03-02

(54)【発明の名称】回転装置及び回転レーダ装置

(51)【国際特許分類】

   H04B 5/02 20060101AFI20220222BHJP

【ＦＩ】

H04B5/02

【請求項の数】 15

(21)【出願番号】P 2020548697

(86)(22)【出願日】2018-05-08

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2021-07-08

(86)【国際出願番号】 CN2018086001

(87)【国際公開番号】W WO2019174114

(87)【国際公開日】2019-09-19

【審査請求日】2020-09-11

(31)【優先権主張番号】201810203416.1

(32)【優先日】2018-03-12

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(73)【特許権者】

【識別番号】520184192

【氏名又は名称】深▲せん▼市杉川机器人有限公司

【氏名又は名称原語表記】ＳＨＥＮＺＨＥＮ ３ＩＲＯＢＯＴＩＸ ＣＯ．， ＬＴＤ．

【住所又は居所原語表記】Ｆｌｏｏｒ １０， Ｚｏｎｅ Ａ， Ｄａｚｕ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ， ＮＯ． ９０１８， Ｂｅｉｈｕａｎ Ａｖｅｎｕｅ， Ｓｏｎｇｐｉｎｇｓｈａｎ Ｃｏｍｍｕｎｉｔｙ， Ｘｉｌｉ Ｓｔｒｅｅｔ， Ｎａｎｓｈａｎ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ， Ｓｈｅｎｚｈｅｎ Ｃｉｔｙ， Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ， Ｃｈｉｎａ

(74)【代理人】

【識別番号】100114557

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 英仁

(74)【代理人】

【識別番号】100078868

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 登夫

(72)【発明者】

【氏名】▲楊▼ 勇

(72)【発明者】

【氏名】宮 海▲濤▼

(72)【発明者】

【氏名】高 亭

【審査官】佐藤 敬介

(56)【参考文献】

【文献】実開平０７－０１６４１０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１７－０２０９０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０５－１７５７１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６０－２３０７２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国登録特許第０９８８５４９（ＫＲ，Ｂ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１５／０２２８４０３（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｂ ５／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

固定プラットフォームと、回転プラットフォームとを備える回転装置であって、
前記固定プラットフォームの上端と前記回転プラットフォームの下端とは、回転軸、第１の軸受及び第２の軸受によって回転可能に接続され、前記回転軸は、前記第１の軸受の内輪に貫通して接続され、前記固定プラットフォームは、前記回転軸の周りに設置される カーボンブラシと、前記第２の軸受の周りに設置される第１の磁気部材とを含み、
前記回転プラットフォームは、前記第１の磁気部材と対応して設置される第２の磁気部材と、前記カーボンブラシと対応して接続される回転子導電リングとを含み、前記回転子導電リングは、前記第１の軸受の周りに設置され、
前記第１の軸受の外輪は前記固定プラットフォームに接続され、前記第２の軸受の内輪は前記固定プラットフォームに接続され、前記第２の軸受の外輪は前記回転プラットフォームに接続されることで、前記回転プラットフォームを前記回転軸の周りに前記固定プラットフォームに対して安定的に回転可能にし、前記回転プラットフォームと前記固定プラットフォームは、対応して接続される前記カーボンブラシ及び前記回転子導電リングによって、安定した電力供給及び通信信号の持続的な伝送を実現する
ことを特徴とする回転装置。

【請求項2】

前記第１の軸受、前記第２の軸受及び前記回転プラットフォームは、同軸に設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の回転装置。

【請求項3】

前記第１の軸受は前記固定プラットフォームの下端の近傍に設けられ、前記第２の軸受は前記固定プラットフォームの上端の近傍に設けられ、前記第２の軸受の半径は前記第１の軸受の半径よりも大きい
ことを特徴とする請求項１または２に記載の回転装置。

【請求項4】

前記カーボンブラシは、ばねスリーブと、前記ばねスリーブに弾性的に固定されるブラシ本体とを含み、前記ばねスリーブは前記固定プラットフォームに接続され、前記ばねスリーブのばねは、前記ブラシ本体を強く押圧して前記ブラシ本体を前記回転子導電リングに弾性的に接触させる
ことを特徴とする請求項１に記載の回転装置。

【請求項5】

前記回転子導電リングの外面には銅箔が設けられ、前記ブラシ本体は前記銅箔に弾性的に接触している
ことを特徴とする請求項４に記載の回転装置。

【請求項6】

前記回転子導電リングは複数設けられ、前記カーボンブラシも複数設けられ、複数の前
記ブラシ本体と複数の前記回転子導電リングとは、１対１に対応して設けられている
ことを特徴とする請求項４に記載の回転装置。

【請求項7】

前記回転子導電リングは円柱状であり、複数の前記回転子導電リングは軸方向に重ねられて設けられ、前記回転プラットフォームと共に同軸に回転可能である
ことを特徴とする請求項６に記載の回転装置。

【請求項8】

隣接する２つの前記回転子導電リングの間には、絶縁スペーサが設けられている
ことを特徴とする請求項７に記載の回転装置。

【請求項9】

前記回転プラットフォームは、回転子導電リング骨格をさらに備え、前記回転子導電リング骨格は、一側が回転プラットフォームに接続され、他側に前記回転子導電リング及び 前記第２の磁気部材が取り付けられている
ことを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の回転装置。

【請求項10】

前記回転子導電リング骨格は、接続プレート、第１の固定リングおよび第２の固定リングを含み、
前記第２の固定リングは前記第１の固定リングのまわりに環状に設置され、前記第１の固定リングは、前記回転子導電リングを取り付けるためのものであり、前記第１の軸受を介して前記回転軸と回転可能に接続されるものでもあり、前記第２の固定リングは、前記第２の磁気部材を取り付けるためのものであり、前記第２の軸受を介して前記固定プラットフォームと回転可能に接続されるものでもあり、
前記第１の固定リングと前記第２の固定リングは、それぞれ前記接続プレートの一側に突設され、前記接続プレートの他側に前記回転プラットフォームが接続される
ことを特徴とする請求項９に記載の回転装置。

【請求項11】

前記回転プラットフォームは、制御基板をさらに含み、前記制御基板は前記回転子導電リングに接続される
ことを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の回転装置。

【請求項12】

前記第１の磁気部材には、コイルが巻き付けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の回転装置。

【請求項13】

前記固定プラットフォームは、第２の制御基板をさらに含み、前記第２の制御基板は前記コイルに接続される
ことを特徴とする請求項１２に記載の回転装置。

【請求項14】

前記第１の磁気部材及び前記第２の磁気部材は、いずれもリング状であり、前記第１の磁気部材は、前記第２の磁気部材のまわりに隙間を置いて環状に設置されている
ことを特徴とする請求項１から１３のいずれか一項に記載の回転装置。

【請求項15】

固定プラットフォームと、回転プラットフォームと、レーダモジュールとを備える回転レーダ装置であって、
前記固定プラットフォームの上端と前記回転プラットフォームの下端とは、回転軸、第１の軸受及び第２の軸受によって回転可能に接続され、前記回転軸は、前記第１の軸受の内輪に貫通して接続され、前記固定プラットフォームは、前記回転軸の周りに設置されるカーボンブラシと、前記第２の軸受の周りに設置される第１の磁気部材とを含み、
前記回転プラットフォームは、前記第１の磁気部材と対応して設置される第２の磁気部材と、前記カーボンブラシと対応して接続される回転子導電リングとを含み、前記回転子導電リングは、前記第１の軸受の周りに設置され、前記回転プラットフォームには、制御基板がさらに設けられ、前記レーダモジュールは、前記制御基板によって前記回転子導電リングに接続され、
前記第１の軸受の外輪は前記固定プラットフォームに接続され、前記第２の軸受の内輪は前記固定プラットフォームに接続され、前記第２の軸受の外輪は前記回転プラットフォームに接続されることで、前記回転プラットフォームが前記回転軸の周りに前記固定プラットフォームに対して回転する時の安定性を向上させ、前記回転プラットフォームと前記固定プラットフォームは、対応して接続される前記カーボンブラシ及び前記回転子導電リングによって、安定した電力供給及び通信信号の持続的な伝送を実現し、前記レーダモジュールの安定した動作を維持する
ことを特徴とする回転レーダ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電子通信回転プラットフォームの技術分野に関し、より詳細には、回転装置及び回転レーダ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば無人機、無人自動運転車両及びスマートロボット等のスマートデバイスは、センサで周囲の環境を監視することによって関連する環境パラメータを取得することで、制御デバイスに前記環境パラメータを計算して処理させてデバイスの動作パラメータを取得し、前記スマートデバイスの動作を制御することが多い。センサ装置は回転可能なプラットフォームを備えることが多い。従来の回転プラットフォームは、回転が不安定になる場合が多く、センサの信号伝送の品質や電力供給の安定性に影響を与える。

【発明の概要】

【0003】

本発明の目的は、回転が安定した回転装置を提供することにより、上記の問題点を改善することにある。

【0004】

上記技術課題を解決のために、本発明は、以下の技術案を採用する。

【0005】

本発明は、回転装置を提供する。前記回転装置は、固定プラットフォームと回転プラットフォームを備え、
前記固定プラットフォームの上端と前記回転プラットフォームの下端とは、回転軸、第１の軸受及び第２の軸受によって回転可能に接続され、前記回転軸は、前記第１の軸受の内輪に貫通して接続され、前記固定プラットフォームは、前記回転軸の周りに設置されるカーボンブラシと、前記第２の軸受の周りに設置される第１の磁気部材とを含み、
前記回転プラットフォームは、前記第１の磁気部材と対応して設置される第２の磁気部材と、前記カーボンブラシと対応して接続される回転子導電リングとを含み、前記回転子導電リングは、前記第１の軸受の周りに設置され、
前記第１の軸受の外輪は前記固定プラットフォームに接続され、前記第２の軸受の内輪は前記固定プラットフォームに接続され、前記第２の軸受の外輪は前記回転プラットフォームに接続されることで、前記回転プラットフォームを前記回転軸の周りに前記固定プラットフォームに対して安定的に回転可能にし、前記回転プラットフォームと前記固定プラットフォームは、対応して接続される前記カーボンブラシ及び前記回転子導電リングによって、安定した電力供給及び通信信号の持続的な伝送を実現する。

【0006】

本発明の好ましい実施例において、前記第１の軸受、前記第２の軸受及び前記回転プラットフォームは、同軸に設けられている。

【0007】

本発明の好ましい実施例において、前記第１の軸受は前記固定プラットフォームの下端の近傍に設けられ、前記第２の軸受は前記固定プラットフォームの上端の近傍に設けられ、前記第２の軸受の半径は前記第１の軸受の半径よりも大きい。

【0008】

本発明の好ましい実施例において、前記カーボンブラシは、ばねスリーブと、前記ばねスリーブに弾性的に固定されるブラシ本体とを含み、前記ばねスリーブは前記固定プラットフォームに接続され、前記ばねスリーブのばねは、前記ブラシ本体を強く押圧して前記ブラシ本体を前記回転子導電リングに弾性的に接触させる。

【0009】

本発明の好ましい実施例において、前記回転子導電リングの外面には銅箔が設けられ、前記ブラシ本体は前記銅箔に弾性的に接触している。

【0010】

本発明の好ましい実施例において、前記回転子導電リングは複数設けられ、前記カーボンブラシも複数設けられ、複数の前記ブラシ本体と、複数の前記回転子導電リングとは、１対１に対応して設けられている。

【0011】

本発明の好ましい実施例において、前記回転子導電リングは円柱状であり、複数の前記回転子導電リングは軸方向に重ねられて設けられ、前記回転プラットフォームと共に同軸に回転可能である。

【0012】

本発明の好ましい実施例において、隣接する２つの前記回転子導電リングの間には、絶縁スペーサが設けられている。

【0013】

本発明の好ましい実施例において、前記回転プラットフォームは、回転子導電リング骨格をさらに備え、前記回転子導電リング骨格は、一側が回転プラットフォームに接続され、他側に前記回転子導電リング及び前記第２の磁気部材が取り付けられている。

【0014】

本発明の好ましい実施例において、前記回転子導電リング骨格は、接続プレート、第１の固定リングおよび第２の固定リングを含み、
前記第２の固定リングは前記第１の固定リングのまわりに環状に設置され、前記第１の固定リングは、前記回転子導電リングを取り付けるためのものであり、前記第１の軸受を介して前記回転軸と回転可能に接続されるものでもあり、前記第２の固定リングは、前記第２の磁気部材を取り付けるためのものであり、前記第２の軸受を介して前記固定プラットフォームと回転可能に接続されるものでもあり、
前記第１の固定リングと前記第２の固定リングは、それぞれ前記接続プレートの一側に突設され、前記接続プレートの他側に前記回転プラットフォームが接続される。

【0015】

本発明の好ましい実施例において、前記回転プラットフォームは、制御基板をさらに含み、前記制御基板は前記回転子導電リングに接続される。

【0016】

本発明の好ましい実施例において、前記第１の磁気部材には、コイルが巻き付けられている。

【0017】

本発明の好ましい実施例において、前記固定プラットフォームは、第２の制御基板をさらに含み、前記第２の制御基板は前記コイルに接続される。

【0018】

本発明の好ましい実施例において、前記第１の磁気部材及び前記第２の磁気部材は、いずれもリング状であり、前記第１の磁気部材は、前記第２の磁気部材のまわりに隙間を置いて環状に設置されている。

【0019】

本発明の他の目的は、レーダモジュールが安定的に動作できる回転レーダ装置を提供することにある。

【0020】

上記技術課題を解決のために、本発明は、以下の技術案を採用する。

【0021】

前記回転レーダ装置は、固定プラットフォームと、回転プラットフォームと、レーダモジュールとを備え、
前記固定プラットフォームの上端と前記回転プラットフォームの下端とは、回転軸、第１の軸受及び第２の軸受によって回転可能に接続され、前記回転軸は、前記第１の軸受の内輪に貫通して接続され、前記固定プラットフォームは、前記回転軸の周りに設置されるカーボンブラシと、前記第２の軸受の周りに設置される第１の磁気部材とを含み、
前記回転プラットフォームは、前記第１の磁気部材と対応して設置される第２の磁気部材と、前記カーボンブラシと対応して接続される回転子導電リングとを含み、前記回転子導電リングは、前記第１の軸受の周りに設置され、前記回転プラットフォームには、制御基板がさらに設けられ、前記レーダモジュールは、前記制御基板によって前記回転子導電リングに接続され、
前記第１の軸受の外輪は前記固定プラットフォームに接続され、前記第２の軸受の内輪は前記固定プラットフォームに接続され、前記第２の軸受の外輪は前記回転プラットフォームに接続されることで、前記回転プラットフォームが前記回転軸の周りに前記固定プラットフォームに対して回転する時の安定性を向上させ、前記回転プラットフォームと前記固定プラットフォームは、対応して接続される前記カーボンブラシ及び前記回転子導電リングによって、安定した電力供給及び通信信号の持続的伝送を実現し、前記レーダモジュールの安定した動作を維持する。

【0022】

本発明の実施例の有益な効果は、以下の通りである。

【0023】

本発明の実施例は回転装置及び回転レーダ装置を提供する。回転装置は、固定プラットフォーム及び回転プラットフォームを備え、固定プラットフォームの上端と回転プラットフォームの下端とは、回転軸、第１の軸受及び第２の軸受を介して回転可能に接続され、回転軸は、第１の軸受の内輪に貫通して接続される。回転プラットフォームと固定プラットフォームは、上下に設けられた第１の軸受と第２の軸受により、回転プラットフォームの回転する際の安定性を改善する。また、回転プラットフォームと固定プラットフォームは、数および装着位置が１対１に対応するカーボンブラシと回転子導電リングによって、安定した電気エネルギー及び通信情報の転送を維持し、回転装置の動作安定性を確保する。さらに、本発明の実施例は回転レーダプラットフォームを提供する。回転レーダプラットフォームには、回転プラットフォームにレーダモジュールが取り付けられ、回転レーダプラットフォームは対応して設置された回転子導電リング及びカーボンブラシによって、レーダモジュールに対して安定した電力供給及び通信信号の伝送を行う。

【図面の簡単な説明】

【0024】

本発明の実施例の技術案をより明確に説明するために、以下、実施例に必要な図面を簡単に説明する。以下の図面は本発明のいくつかの実施例を示すものに過ぎず、出願範囲を限定するものとみなされるべきではなく、当業者にとって、創造的な努力をせずに、これらの図面から他の関連図面を得ることもできる。

【0025】

図示から、本発明の上記及び他の目的、特徴及び利点はより明確になる。全ての図面において、同じ参照番号は同じ部分を示し、わざと実際の寸法に合わせて縮尺通りに作成するわけではなく、本発明の主旨を示すことに重点を置く。

【図1】本発明の第１の実施例に係る回転装置の分解構造の模式図である。

【図2】本発明の第１の実施例に係る回転装置の構造断面図である。

【図3】本発明の第１の実施例に係るカーボンブラシの構造模式図である。

【図4】本発明の第１の実施例に係るカーボンブラシと回転子導電リングとの接続模式図である。

【図5】本発明の第１の実施例に係る回転子導電リング骨格の構造模式図である。

【図6】本発明の第１の実施例に係る回転プラットフォームの通信フローチャートである。

【図7】本発明の第２の実施例に係る回転レーダ装置の構造模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

本発明の実施例の目的、技術案、および利点をより明確にするために、以下、本発明の実施例における図面を参照しながら本発明の実施例の技術案を明確かつ完全に説明する。当然のことながら、ここで説明する実施例は、本発明の一部の実施例に過ぎず、すべての実施例ではない。一般的に、ここで添付図面で説明または示される本発明の実施例の構成要素は、様々な異なる構成で設置及び設計されてもよい。

【0027】

したがって、添付図面に提供される本発明の実施例についての以下の詳細な説明は、本発明の保護範囲を限定するものではなく、本発明の特定の実施例を表すものに過ぎない。当業者は本発明の実施例に基づいて、創造的な努力をせずに得られる他のすべての実施例も、本発明の保護範囲に属する。

【0028】

なお、以下の図面において類似した符号および文字は類似した項目を表し、一度にある図面において定義された項目は以降の図面においてさらに定義して説明される必要はない。

【0029】

なお、本発明の説明において、「内」、「外」などの用語によって示される方位または位置関係は、図示に基づいた方位または位置関係、または、開示された製品が使用されるときに慣習的に置かれる方位または位置関係であり、本発明を容易に説明するとともに説明を簡単にするためのものに過ぎず、係る装置または素子が特定の方位を有し、または特定の方位で構成し動作しなければならないことを明示または暗示することではないので、本発明を限定するものと理解されるべきではない。さらに、「第１の」、「第２の」などの用語は、単に説明を区別するために使用され、相対的な重要性を明示または暗示するものと理解されるべきではない。

【0030】

さらに、「水平」、「垂直」などの用語は、部品が完全に水平または鉛直であることを要求するものではなく、やや傾斜していてもよいことを意味する。例えば、「水平」とは、単にその方向が「垂直」よりも水平であることを意味し、構造上で完全に水平である必要がなく、やや傾斜していてもよいことを意味する。

【0031】

なお、本発明の説明において、明確に定義及び限定されない限り、「設置」、「接する」、「接続」という用語は、広い意味で理解されるべきである。例えば、固定接続であってもよく、取外し可能な接続、または一体的な接続であってもよい。機械的接続でもよく、電気的接続でもよい。直接的に接続されていてもよく、中間媒体を介して間接的に接続されていてもよく、二つの部材の内部が連通していてもよい。当業者は、本発明における上記の用語の特定の意味を具体的な状況に応じて理解してもよい。

【0032】

本発明の他の特徴および利点は、以下の明細書に記載され、その一部が明細書から明らかとなり、または本発明の実施例を実施することによって理解される。本発明の目的及び他の利点は、本明細書、特許請求の範囲、及び図面に特段に示された構造によって実現及び達成されることができる。

【0033】

第１の実施例
本出願人は検討の上、従来の無人機の雲台、自動車の移動レーダプラットフォームなどの回転プラットフォームは、情報の収集と伝送中にデータ伝送と電気エネルギーの供給を行う際に、スリップリングを用いてエネルギー及び情報の伝送を行うことが多い一方、スリップリングを用いて電力供給と通信情報の伝送を行う際に、回転プラットフォームの安定性に対する要求が極めて高いことに気づいた。回転プラットフォームは、回転中に頻繁に起動したり停止したりする可能性があるので、回転プラットフォームの安定性が悪いと、情報収集の品質が悪く、電力供給及び通信が不安定になる問題がある。

【0034】

図１は本発明の第１の実施例に係る回転装置の分解構造の模式図である。図２は本発明の第１の実施例に係る回転装置の構造断面図である。図１及び図２に示すように、上述した問題を解決するために、本発明の第１の実施例は回転装置１００を提供する。回転装置１００は、固定プラットフォーム１１０、回転プラットフォーム１２０、及び接続アセンブリ１３０を備える。

【0035】

接続アセンブリ１３０は、回転軸１３２及び第１の軸受１３４を含み、固定プラットフォーム１１０の上端と回転プラットフォーム１２０の下端とは、回転軸１３２を介して回転可能に接続される。さらに、回転軸１３２は、第１の軸受１３４の内輪に貫通して接続され、第１の軸受１３４の外輪は、固定プラットフォーム１１０に接続される。回転プラットフォーム１２０は、外力に駆動され、回転軸１３２および第１の軸受１３４の周りに固定プラットフォーム１１０に対して回転運動可能である。

【0036】

回転装置１００の回転プラットフォーム１２０には、一般的に画面取得装置、音声取得装置またはその他の機能性装置が搭載されている。そのため、画面取得装置等の情報収集装置は、情報収集を行う際に回転装置１００の回転安定性に対する要求が高く、回転プラットフォーム１２０および回転装置１００が安定している場合に限って、収集される情報の精度や信頼性を確保することができる。

【0037】

回転装置１００の動作時の安定性を実現するために、本実施例に係る接続アセンブリ１３０は、第２の軸受１３６をさらに含む。第２の軸受１３６の内輪は、固定プラットフォーム１１０に接続され、第２の軸受１３６の外輪は、回転プラットフォーム１２０に接続される。

【0038】

さらに、第１の軸受１３４は、固定プラットフォーム１１０の下端の近傍に設けられ、第２の軸受１３６は、固定プラットフォーム１１０の上端の近傍に設けられている。

【0039】

一実施形態として、本実施例における第１の軸受１３４は含油軸受であり、第２の軸受１３６は玉軸受である。

【0040】

ここで、含油軸受は、多孔質軸受（Ｐｏｒｏｕｓ Ｂｅａｒｉｎｇ）とも称され、金属粉末を主原料として粉末冶金法で作られた焼結体であり、そもそも多孔質である。そして、含油軸受は、製造の過程において気孔の数、大きさ、形状及び分布等を比較的自由に調節できるという技術的利点を有し、定格荷重が高く、許容回転数が高い。玉軸受は、転がり軸受の一種であり、内輪と外輪との間に球状の合金鋼球が介在し、転がり運動により動力伝達時の摩擦力を低減し、機械的動力の伝達効率を向上させる。玉軸受は大きな重負荷に耐えることができず、軽工業機械においてよく使われ、定格荷重が低く、許容回転数が高い。

【0041】

また、第２の軸受１３６は、第１の軸受１３４の半径より大きい半径を有し、第２の軸受１３６の内輪及び外輪と固定プラットフォーム１１０及び回転プラットフォーム１２０との接触面積を増加させることによって、回転装置１００の動作安定性を向上させる。

【0042】

また、第１の軸受１３４及び第２の軸受１３６は、本実施例で使用された含油軸受及び玉軸受以外にも、回転装置１００の安定な動作を可能にする組合せ軸受や、球面軸受等の他の種類の軸受を選択してもよい。

【0043】

一実施形態として、本実施例では、第１の軸受１３４、第２の軸受１３６及び回転プラットフォーム１２０は、同軸に設置される。

【0044】

図１に示すように、電力供給および通信伝送を実現するために、固定プラットフォーム１１０は、回転軸１３２の周りに設置されるカーボンブラシ１１２及び第１の磁気部材１１４を含み、第１の磁気部材１１４と回転軸１３２との間の距離は、カーボンブラシ１１２と回転軸１３２との間の距離よりも遠い。図３は本発明の第１の実施例に係るカーボンブラシの構造模式図である。図３に示すように、一実施形態として、カーボンブラシ１１２は、ばねスリーブ１１２１及びばねスリーブ１１２１に弾性的に固定されるブラシ本体１１２３を含む。

【0045】

ここで、カーボンブラシ１１２（Ｃａｒｂｏｎ ｂｒｕｓｈ）は、電気ブラシとも呼ばれ、摺動接触部材の一種として多くの電気機器に広く使用されている。カーボンブラシ製品に適用される材質には、主に、黒鉛、樹脂含浸黒鉛、金属（銅、銀を含む）黒鉛がある。カーボンブラシは、電動機、発電機、またはその他の回転機械の固定部分と回転部分との間でエネルギーや信号を伝達する装置であり、一般的には純粋な炭素と凝固剤で製造され、その外形がブロック状であることが多く、金属ブラケット（即ち、ばねスリーブ１１２１）に係止され、金属ブラケットの内部に設けられたばねにより回転軸に強く押圧され、電動機が回転している時、電気エネルギーまたは信号を整流子を介してコイルに伝送するようになっている。

【0046】

ここで、ばねスリーブ１１２１は、一端が固定プラットフォーム１１０に接続され、他端がばねとして設けられるとともにブラシ本体１１２３に接続されて回転プラットフォーム１２０と協働する。

【0047】

一実施形態として、本実施例では、カーボンブラシ１１２の数は複数であり、複数のカーボンブラシ１１２が固定プラットフォーム１１０の内部に間隔をあけて取り付けられる。

【0048】

一実施形態として、本実施例の第１の磁気部材１１４はケイ素鋼板であり、リング状である。

【0049】

ケイ素鋼板は、炭素含有率が極めて低いケイ素鉄軟磁性合金であり、一般的にケイ素含有量が０．５～４．５％であり、熱間、冷間圧延により製造される。ケイ素を添加することにより、鉄の抵抗率と最大透磁率を高め、保磁力、コアロス（鉄損）、磁気時効を低減することができる。主には、各種の変圧器、電動機、発電機のコアを製造するために用いられる。

【0050】

第１の磁気部材１１４、即ちケイ素鋼板には、コイルが更に巻き付けられる。回転プラットフォーム１２０の回転速度及び方向は、コイル内の電流の大きさ及び方向を制御することによって制御する。

【0051】

コイル内の電流の大きさ及び方向を制御するために、一実施形態として、本実施例では、固定プラットフォーム１１０に第２の制御基板１１６が設けられ、コイルと第２の制御基板１１６とが電気的に接続される。

【0052】

図１及び図２に示すように、回転プラットフォーム１２０は、カーボンブラシ１１２と対応して設置された回転子導電リング１２２、及び第１の磁気部材１１４と対応して設置された第２の磁気部材１２４を含む。

【0053】

回転子導電リング１２２は、電気接触による摺動接続の適用範疇に属し、２つの相対回転機構の間で画像、データ信号及び動力伝達を実現する精密な送電装置であり、無制限に連続回転しつつ、固定位置から回転位置まで電力やデータを伝送する必要がある場所に適用される。

【0054】

図４は本発明の第１の実施例に係るカーボンブラシと回転子導電リングとの接続模式図である。図３および図４に示すように、回転子導電リング１２２の外面には銅箔が施され、ばねスリーブ１１２１のばねはブラシ本体１１２３を強く押圧してブラシ本体１１２３と銅箔とを弾性的に接触させる。

【0055】

本実施例では、ブラシ本体１１２３と銅箔との接触部分の材質はカーボンクリスタルである。

【0056】

好ましくは、本実施例の回転子導電リング１２２は、円筒形の回転子導電リングである。

【0057】

なお、他の実施例において、回転子導電リング１２２として、特定の条件に応じてディスク状又は他のタイプの回転子導電リングを選択してもよい。

【0058】

なお、固定プラットフォーム１１０と回転プラットフォーム１２０との間で電気エネルギ及び通信情報を同時に伝送するために、回転子導電リング１２２は複数あってもよい。回転子導電リング１２２が複数ある場合に、複数の回転子導電リング１２２は、その軸方向に沿って組み合わされて重ねられて、回転プラットフォーム１２０の回転に伴って同軸に回転する。

【0059】

さらに、回転子導電リング１２２の数が１より大きい場合には、各回転子導電リング１２２とその対応するカーボンブラシ１１２とが邪魔されずに安定的にエネルギーおよび情報を伝送するのを保証するために、隣接する２つの回転子導電リング１２２の間に絶縁スペーサ１２８が設けられている。

【0060】

一実施形態として、本実施例における絶縁スペーサ１２８は、ゴム系絶縁材料（例えば、ＮＲ、ＳＢＲ、ＩＩＲ等の絶縁性に優れた無極性ゴム）で製造される。同時に、軟質の絶縁スペーサ１２８は、回転子導電リング１２２に対して緩衝、支持および保護の役割を果たすこともできる。

【0061】

なお、カーボンブラシ１１２は、回転子導電リング１２２と同数であり、１対１に対応している。なお、他の好適な実施例では、カーボンブラシ１１２の数と回転子導電リング１２２の数をそれぞれ１つとしてもよい。

【0062】

第２の磁気部材１２４は、ケイ素鋼板に対応して設けられた永久磁石である。第２の磁気部材１２４もリング状であり、第１の磁気部材１１４は第２の磁気部材１２４のまわりに隙間を置いて環状に設置されている。

【0063】

第２の磁気体１２４、即ち永久磁石の役割は、磁界を発生させることである。永久磁石とは、磁化後に開回路状態で高い残留磁化レベルを長期間に保持でき、磁界を発生させる磁石である。一実施形態として、本実施例では、永久磁石はフェライトであってもよいし、他の実施例ではアルニコ系永久磁石合金または鉄クロムコバルト系永久磁石合金等であってもよい。

【0064】

なお、本実施例の永久磁石は、極対数が複数であり、他の実施例において、永久磁石は極対数が一対であってもよい。

【0065】

図１及び図２に示すように、回転子導電リング１２２と第２の磁気部材１２４の装着及び固定を容易に実現するために、一実施形態として、本実施例において、回転プラットフォーム１２０は、回転子導電リング骨格１２６をさらに含む。

【0066】

回転子導電リング骨格１２６は、接続プレート１２６１、第１の固定リング１２６２、及び第２の固定リング１２６３を含む。ここで、第１の固定リング１２６２及び第２の固定リング１２６３はいずれも接続プレート１２６１の同じ側に突設され、接続プレート１２６１の他側は回転プラットフォーム１２０に接続されるために用いられる。

【0067】

第２の固定リング１２６３は、第１の固定リング１２６２のまわりに環状に設置される。

【0068】

第１の固定リング１２６２の第１の内周面１０１は、第１の軸受１３４を介して回転軸１３２と接続されるために用いられ、回転軸１３２は固定プラットフォーム１１０と回転可能に接続される。第１の固定リング１２６２の第１の外周面１０２は、回転子導電リング１２２を装着するために用いられる。

【0069】

第２の固定リング１２６３の第２の内周面１０３は、第２の軸受１３６を介して固定プラットホーム１１０と回転可能に接続されるために用いられ、第２の固定リング１２６３の第２の外周面１０４は、第２の磁気部材１２４を装着するために用いられる。

【0070】

なお、回転子導電リング１２２及び第２の磁気部材１２４は、それぞれ回転子導電リング骨格１２６を介して回転プラットフォーム１２０に固定される。これによって、通電状態のコイルと第１の磁気部材１１４とは変化する磁界を形成し、その磁界で第２の磁気部材１２４を回転させるように駆動することができる。さらに、回転子導電リング骨格１２６により回転プラットフォーム１２０及び回転子導電リング１２２を、固定プラットフォーム１１０に対して回転させることができる。

【0071】

回転装置１００内の他の素子が回転子導電リング１２２の電力供給及び通信機能に影響を与えることを防止するために、回転子導電リング骨格１２６の材料は、プラスチック、ゴムなどの絶縁材料であってよい。

【0072】

具体的には、本実施例における回転子導電リング骨格１２６の材質は、フッ素を含有するプラスチックである。フッ素プラスチックは、耐熱性、耐寒性、絶縁性、及び高周波電気特性に優れるとともに、耐候性、自己潤滑性、低摩擦係数等の利点を有する。

【0073】

図１に示すように、情報のフィードバックをさらに実現するために、回転プラットフォーム１２０は、制御基板１２９をさらに含み、制御基板１２９は、回転子導電リング骨格１２６と回転プラットフォーム１２０との間に設置され、回転子導電リング１２２に接続される。

【0074】

図６は、本発明の第１の実施例に係る回転プラットフォームの通信フローチャートである。図６に示すように、制御基板１２９は、回転子導電リング１２２を介して電力供給及び情報伝送を行って情報を処理することができる。即ち、回転子導電リング１２２に制御情報を伝送するとともに、回転子導電リング１２２によって固定プラットフォーム１１０から返信されたフィードバック情報を取得する。さらに、制御基板１２９は、制御情報及びフィードバック情報に基づいて回転プラットフォーム１１０を精確に制御することができる。ここで、制御情報及びフィードバック情報はいずれも電流を介して伝達される。

【0075】

制御基板１２９は、さらに、回転子導電リング１２２及びカーボンブラシ１１２を介して第１の磁気部材１１４と接続され、第１の磁気体１１４の電流状態を制御することにより回転プラットフォーム１１０の回転制御を行う。

【0076】

本実施例に係る回転装置１００の動作原理は、以下の通りである。

【0077】

本実施例は回転装置１００を提供する。コイルに電力を供給することにより、第２の磁気部材１２４を固定プラットフォーム１１０に対して回転させるように駆動し、回転プラットフォーム１２０を固定プラットフォーム１１０に対して回転させるに駆動する。回転プラットフォーム１２０は、第１の軸受１３４と第２の軸受１３６とにより協働的に支持されているため、回転プラットフォーム１２０の回転がより安定になる。また、制御基板１２９は、カーボンブラシ１１２及びカーボンブラシ１１２に弾性的に接続される回転子導電リング１２２によって、安定した通信情報の伝送を実現することができ、さらに、回転子導電リング１２２、カーボンブラシ１１２によってコイル内の電流の大きさおよび方向を制御し、回転プラットフォーム１２０の回転速度と角度を調整することができる。

【0078】

また、この回転装置１００は、第２の制御基板１１６によって外部制御システムや警報システム等と接続されることができ、電力エネルギー及び通信情報の入出力を可能にする。

【0079】

第２の実施例
図７に示すように、図７は本発明の第２の実施例に係る回転レーダ装置の構造模式図である。

【0080】

回転レーダ装置２００と回転装置１００との異なる点は、回転レーダ装置２００が制御基板１２９に接続されるレーダモジュール２１０をさらに備えるとともに、回転プラットフォーム１２０の外側にレーダモジュール２１０を固定するためのレーダ固定領域が設けられていることにある。

【0081】

本実施例において言及していない回転装置１００の他の構成は、第１の実施例に開示された回転装置１００の構成と同様であるため、ここでは説明を省略する。

【0082】

レーダモジュール２１０は、レーダ固定領域に取り付けられる。レーダモジュール２１０は、回転プラットフォーム１２０の回転中に複数の角度での環境情報を収集して制御基板１２９に伝送することで、環境情報の伝送を実現する。また、レーダーモジュール２１０及び回転プラットフォーム１２０に関連する制御情報も、制御基板１２９により生成される。上記制御情報は、ケイ素鋼板の電流を制御することにより回転プラットフォーム１２０の回転を制御するための回転制御情報を含む。回転制御情報は、カーボンブラシ１１２及び回転子導電リング１１４によって第１の磁気部材１１４に送信される。

【0083】

前述したように、本発明は回転装置及び回転レーダ装置を提供する。回転装置は、固定プラットフォーム及び回転プラットフォームを備え、固定プラットフォームの上端と回転プラットフォームの下端とは、回転軸、第１の軸受及び第２の軸受を介して回転可能に接続され、回転軸は、第１の軸受の内輪に貫通して接続されている。回転プラットフォームと固定プラットフォームは、上下に設けられた第１の軸受と第２の軸受により、回転プラットフォームの回転する際の安定性を改善する。また、回転プラットフォームと固定プラットフォームは、数および装着位置が１対１に対応するカーボンブラシと回転子導電リングによって、安定した電気エネルギー及び通信情報の転送を維持し、回転装置の動作安定性を確保する。さらに、本発明の実施例は回転レーダプラットフォームを提供する。回転レーダプラットフォームには、回転プラットフォームにレーダモジュールが取り付けられ、回転レーダプラットフォームは対応して設置された回転子導電リング及びカーボンブラシによって、レーダモジュールに対して安定した電力供給及び通信信号の伝送を行う。

【0084】

以上は、本発明の好適な実施例であり、本発明を限定するものではない。当業者にとっては、本発明が様々な変更及び変形を有することが可能である。本発明の趣旨及び原則内で行われた任意の修正、同等置換、改良等も、本発明の保護範囲内に含まれる。

【産業上の利用可能性】

【0085】

本発明に係わる回転装置は、回転プラットフォームと固定プラットフォームとが回転軸によって回転可能に接続され、回転プラットフォームと固定プラットフォームとの間に第１の軸受及び第２の軸受が設けられるので、回転装置の回転バランスを向上させることができる。また、回転プラットフォームと固定プラットフォームとは、数量及び装着位置が１対１に対応するカーボンブラシと回転子導電リングによって、安定した電気エネルギー及び通信情報の伝送を実現し、回転装置の動作安定性を確保する。

【0086】

関連出願の参照
本出願は、２０１８年０３月１２日に中国特許庁に出願された、出願番号がＣＮ２０１８１０２０３４１６．１で発明名称が「回転装置及び回転レーダ装置」である中国特許出願に基づき優先権を主張し、その全体を参照により本出願に組み込む。

【符号の説明】

【0087】

１００…回転装置、１１０…固定プラットフォーム、１１２…カーボンブラシ、１１２１…ばねスリーブ、１１２３…ブラシ本体、１１４…第１の磁気部材、１１６…第２の制御基板、１２０…回転プラットフォーム、１２２…回転子導電リング、１２４…第２の磁気部材、１２６…回転子導電リング骨格、１２６１…接続プレート、１２６２…第１の固定リング、１０１…第１の内周面、１０２…第１の外周面、１２６３…第２の固定リング、１０３…第２の内周面、１０４…第２の外周面、１２８…絶縁スペーサ、１２９…制御基板、１３０…接続アセンブリ、１３２…回転軸、１３４…第１の軸受、１３６…第２の軸受、２００…回転レーダ装置、２１０…レーダモジュール

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】