KR0185269B1 - 리니어인코더를 사용한 신장측정기의 작동제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 리니어인코더(linear encoder)를 사용한 신장측정기의 작동제어방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 신장을 계측하는 리니어인코더의 주요 구성요소인 적외선센서가 내장된 이동센서와 리니어스케일을 이용하여 신장측정장치의 구동부를 제어하는 방법 및 장치를 제공함에 특징이 있는 것이다.

가장 최근에 알려진 종래의 리니어인코더를 사용한 신장측정기의 작동제어장치의 구성은 포토센서와 머리터치대를 일체로 구비한 슬라이더를 승강제어함에 있어서, 상하한 위치제어와 리턴제어를 터치식의 리미트스위치를 사용하고 있으므로서, 작동제어의 여유가 없고 오차가 많으며, 부품의 증대, 배선작업 및 작업공수가 많으며, 특히 리니어스케일의 장착과 슬라이더의 장착에 고정도의 조립공정이 요구되어 작동에라 및 생산성이 매우 낮은 단점이 있었던 것이다.

본 발명은 이러한 단점들을 해결하고져 제공되는 것으로서, 리니어스케일이나 승강부재의 이동궤적내의 상.하단 어느일측에 각각 로우(Lo)나 하이(Hi) 펄스로 검출되는 상.하한 위치용 변형눈금부를 구비하고, 상기 승강부재에는 상기 변형눈금부의 펄스를 검출하는 하나이상의 포토센서를 구비하며, 중앙처리장치에는 상기 포토센서가 로우나 하이펄스를 검출하면은 승강장치를 자동리턴제어행정과 정지제어행정으로 제어하는 제어부를 구비하여 구성함을 특징으로 하여, 전기적배선과 부품자재비 및 제작공수의 제거효과, 중앙처리장치에서의 회로 간편화 및 응답성의 향상효과, 부품 및 회로 간편화에 따른 작동에러율의 감소효과등 및 정확한 제어작동에 의한 고정도 측정효과 및 신장측정기의 측정작동의 자동화에 따른 제반 작동효율과 제작성을 현저히 증대시키고 제품의 내구성과 신뢰도를 증대시킬 수 있는 특징을 갖는 것이다.

Description

리니어인코더를 사용한 신장측정기의 작동제어장치

제1도는 본 발명이 실시되는 일예의 비만도측정기 사시도.

제2도는 본 발명이 실시되는 일실시예 신장측정기 내부구성도.

제3도는 제2도의 구성중 승강장치의 슬라이더활주부 평단면구성도.

제4도는 제2도의 구성중 슬라이더에 장치된 센서와 리니어스케일의 접속상태도.

제5도는 제2도의 구성중 슬라이더의 배면구성도.

제6도는 제2도의 구성중 슬라이더와 스케일프레임의 접동구조확대도.

제7도는 제2도의 구성중 신장측정기의 승강장치 요부구성 발췌사시도.

제8도는 본 발명의 다른실시예 작동제어방법에 따른 리니어인코더 구성발췌도.

제9도는 본 발명에 의한 일실시예의 작동제어장치 블록다이어그램.

제10도는 본 발명에 의한 일예의 작동제어장치에 위한 신장측정 순차흐름도.

제11도는 본 발명에 의한 다른 실시예의 작동제어장치 블록다이어그램.

제12도는 본 발명에 의한 다른 실시예의 작동제어장치에 위한 신장측정기 부분의 순차흐름도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 받침대 20 : 체중계

30 : 신장측정기 31 : 골조프레임

32 : 스케일프레임 321 : 안내레일부

33 : 슬라이더 331 : 전방부재

332, 333 : 좌우측부재 334 : 중간부재

335 : 고정부재 336 : 베어링

337, 338 : 와이어 고정구멍 339 : 고정볼트

34 : 기어드모터 341 : 구동풀리

342 : 풀리홈 343 : 하부측 브라켓

345 : 상부측 브라켓 35a : 상부 아이들풀리

35b, 35c : 하부 아이들풀리 36 : 와이어

361 : 스프링 37 : 리니어스케일

371 : 하한위치용 변형눈금부 372 : 상한위치용 변형눈금부

38a : 신장측정포토센서 38b : 하한포토센서

38c : 상한포토센서 40 : 머리터치대

41 : 터치대 42 : 터치스위치

50 : 측정표시대 37a : 다른 실시예의 리니어스케일

370 : 다른 실시시예의 리니어스케일 정상눈금부

371b : 다른 실시시예의 리니어스케일 로우(Lo) 눈금부

372a : 다른 실시시예의 리니어스케일 하이(Hi) 눈금부

본 발명은 리니어인코더(linear encoder)를 사용한 신장측정기의 작동제어에 관한 것으로, 특히 신장측정기의 구성요소중에서 리니어인코더의 일 요소인 리니어스케일과 이 리니어스케일에 접선되는 슬라이더를 이용하여 신장측정장치의 구동부를 제어하는 장치를 제공함에 특징이 있는 것이다.

리니어인코더를 사용한 신장측정기는 국내실용신안공개 제96-9961호에 게재되어 있는 비만도측정기(이하 선발명이라 함)가 있다.

이 선발명에 실시된 바와 같이 리니어인코더를 신장계측기구로 채용하는 신장측정기는, 신장을 디지털신호로 계측하여 중앙처리장치에서 연산한 후 바로 디지털숫자로 표시할 수 있고, 저렴한 단가, 높은 정밀도 및 우수한 제작성을 얻을 수 있어서 널리 사용되고 있는 추세이다.

리니어인코더를 사용하는 신장측정기의 구성은 제작원에 따라서 다소의 차이는 있으나, 공통적으로 리니어스케일은 측정기프레임의 내부에 별도로 설치되는 스케일프레임의 내부에 종방향으로 고정설치되고, 적외선센서 등을 내장한 포토센서는 리니어스케일에서 신장측정펄스를 검출할 수 있도록 측정기프레임의 전방측으로 돌출되는 머리터치대와 함께 슬라이더에 부착되어 상기 스케일프레임을 따라 상하로 승강되는 구성으로 설치된다.

상기한 포토센서와 머리터치대가 설치된 슬라이더의 승강장치는 일반적으로 기어드모터 등의 구동원과, 상기 구동원으로부터 회전력을 전달받아 슬라이더를 상하 수직방향으로 승강시키는 회전축이나 벨트 및 와이어 등의 동력전달수단에 의하여 구동되는 구성인 바, 신장측정작동의 자동화는 상기 구동원인 기어드모터를 정. 역 양방향과 정지상태로 제어하는 방법에 따라서 그 작동효율과 제작성이 좌우된다.

상기와 같은 신장측정기에서 신장측정작동을 자동화하는 제어방법에는 다음과 같은 최소한 네단계의 승강장치제어행정이 포함되어야 가능하다.

즉, 피측정자가 측정대에 올라섰을 때에 인가되는 신호로 승강장치 구동원인 기어드모터를 정방향으로 구동시키는 기동제어행정과, 이 기동제어행정에 의하여 머리터치대가 하강하다가 피측정자의 머리에 터치되었을 때에 기어드모터의 회전방향을 역방향으로 제어하는 측정리턴제어행정과, 피측정자가 측정대에 올라섰다가 터치이전에 내려가거나 외측정자의 키가 측정하한치 이하여서 머리터치대가 측정 하한위치까지 하강되었을 때 자동으로 리턴되게 기어드모터의 회전방향을 역방향으로 제어하는 자동리턴제어행정과, 상기 측정리턴제어행정이나 자동리턴제어행정에 의하여 상승되는 머리터치대를 대기위치로 정지시키는 정지제어행정등과 같은 네단계의 승강장치제어행정이 요구되는 것이다.

상기 선발명을 포함한 종래의 신장측정기들에 실시된 제어장치는 상기한 네단계의 승강장치제어행정중에서, 기동제어행정은 측정대의 발판에 설치되는 스위치나 체중계의 작동신호에 의하여 자동으로 제어하도록 구성되어 있으며, 상기 기동제어행정에 의하여 머리터치대가 하강하다가 피측정자의 머리에 터치되었을때에 기어드모터의 회전방향을 역방향으로 제어하는 측정리턴제어행정은, 머리터치대가 하강하면서 머리터치대이 저면에 설치된 터치스위치가 피측정자의 머리에 터치되면 그 터치신호를 중앙처리장치에 인가시켜 기어드모터의 회전방향을 역방향으로 제어하는 구성으로 실시하고 있으므로서 별다른 하자가 없으나, 나머지 두단계의 자동리턴제어행정과 정지제어행정은 머리터치대와 포토센서가 부착되는 슬라이더가 소정위치에 이르렀을 때 슬라이더의 상하단이 터치되는 터치식의 상하한 리미트스위치를 사용하여 제어하고 있으므로서 여러 가지 단점과 폐단이 있었던 것이다.

즉, 자동리턴제어행정과 정지제어행정을 슬라이더의 상하단이 터치되는 터치식의 상하한 리미트스위치를 사용하는 구성에 의하면, 이들 상하한 리미트스위치들을 스케일 프레임에 부착하는 공정과, 이들 각각의 리미트스위치들을 중앙처리장치에 연결하는 전기적배선공정에 있어서 상당한 부품자재비 및 제작공수가 소요됨은 물론, 설치후 배선처리가 복잡하여지는 단점이 있고, 특히 슬라이더가 상하한 리미트스위치의 리드단자에 터치되어 그 신호가 중앙처리장치에 인가되어서 기어드모터의 회전방향을 역방향으로 제어하거나 정지시키기까지의 처리과정에서 응답성이 길고 작동에러율이 높으며, 슬라이더의 리턴작동이 불규칙해지고 정지위치가 부정확해지며, 경우에 따라서는 리미트스위치나 관련부재가 파손되는 단점이 있었던 것이다.

이와 같은 단점들은 신장측정기의 측정작동을 자동화함에 있어서 신뢰도를 저하시키고 빈번한 애프터서비스를 유발하여 제조원의 원가상승을 초래하는 등의 폐단이 되었던 것이다.

본 발명은 이러한 선 발명 및 종래의 신장측정기들의 단점들을 해결하고져 제공되는 것으로서, 주요 목적은 리니어인코더를 사용한 신장측정기에 있어서 머리터치대 및 포토센서를 승강시키는 부재인 슬라이더의 자동리턴제어행정과 정지제어행정을, 신장치를 계측하는 리니어인코더의 포토센서와 리니어스케일을 이용하여 신장측정기의 승강장치를 제어할 수 있는 장치를 제공함에 있다.

또 다른 목적은 상기 일 목적으로 제공되는 신장측정기의 작동제어장치에 보다 높은 생산성 및 정밀도를 갖는 신장측정기를 구성하기 위한 제어장치를 제공함에 있다.

상기한 목적의 달성을 위한 본 발명의 리니어인코더를 사용한 신장측정기의 작동제어장치는, 수직의 골조프레임 내부에서 스케일프레임에 상하 승강자재롭게 설치되는 슬라이더 등의 승강부재를 구비하며, 상기 승강부재 일측에는 골조프레임의 전면측으로 돌출되어 피측정자의 머리에 터치되었을 때 그 터치신호를 중앙처리장치에 인가시킬 수 있는 머리터치대를 일체로 구비하고, 상기 스케일프레임의 내측에는 종열로 고정구비되는 리니어스케일을 구비하며, 상기 승강부재에는 리니어스케일의 눈금을 펄스로 계측하는 포토센서를 구비하여서, 상기 승강부재가 중앙처리장치의 승강제어회로에 의하여 제어되는 기어드모터로 승강되면서 머리터치대의 터치신호 여하에 따라서 포토센서가 리니어스케일의 펄스변위를 계측하여 이 계측된 펄스를 중앙처리장치에서 연산하여 신장치를 디지털숫자로 표시하는 신장측정기에 있어서, 리니어스케일이나 승강부재의 이동궤적내의 상.하단 어느 일측에 각각 로우(Lo)나 하이(Hi) 펄스로 검출되는 상.하한위치용 변형눈금부를 구비하고, 상기 승강부재에는 상기 변형눈금부의 펄스를 검출하는 하나이상의 포토센서를 구비하며, 중앙처리장치에는 상기 포토센서가 리니어스케일에서 정상펄스 및 로우나 하이펄스를 검출하는 데이터에 의해서 상기 승강부재를 자동리턴제어행정과 정지제어행정으로 제어하는 승강제어부를 구비하거나, 또는 신장측정기에 시동신호가 인가되면은 승강부재를 정지된 위치에서 리니어스케일의 하향으로 정상눈금부의 눈금을 일정개수만큼 일부 하강시킨 후에 다시 하이눈금부까지 상승되게 기어드모터를 제어하는 모터시동제어행정을 수행하는 모터시동제어부와, 이 모터시동제어행정에 의하여 상승된 승강부재를 리니어스케일의 하이눈금부에서 포토센서가 하이펄스를 검출하면은 신장측정상태로 하강 주행시키게 기어드모터를 제어하는 모터주행제어행정을 수행하는 모터주행제어부를 중앙처리장치의 승강제어부에 포함하여 구성함을 특징으로 하는 것이다.

이러한 본 발명의 구성에 의하면, 신장측정을 위하여 통상의 기동제어행정에 의하여 승강부재를 승강제어함에 있어서, 신장측정을 위한 여러단계의 승강작동을 승강부재에 부설된 포토센서에 의한 리니어스케일에서의 펄스검출 데이터에 의하여 자동으로 제어할 수 있는 것인 바, 스케일프레임의 상하단에 별도의 기계식 상하한 리미트스위치들을 채용하는 방식에 비하여, 적어도 2개이상의 리미트스위치들의 부품제거 및 이들을 스케일프레임등에 부착하는 조립공정을 제거할 수 있는 이점이 있고, 이들 각각의 리미트스위치들을 중앙처리장치에 연결하는 전기적배선에 따른 부품자재비 및 제작공수의 제거효과, 신호검출소자의 일원화에 따른 중앙처리장치에서의 회로 간편화 및 응답성의 향상효과, 부품 및 회로 간편화에 따른 작동에러율의 감소효과등 및 정확한 제어에 의한 승강부재의 리턴작동 및 정지위치의 정확성을 기할 수 있는 등 신장측정기의 측정작동의 자동화에 따른 제반 작동효율과 제작성을 현저히 증대시키고 제품의 내구성과 신뢰도를 증대시킬 수 있는 특징을 갖는 것이다.

그 이외의 목적도 효과도 도면과 이 이후의 설명에 의하여 명백하여 질 것이다.

이하 본 발명을 첨부된 일실시예들의 도면과 함께 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 발명의 일실시예에 의한 일예의 신장측정기를 구비하는 체중계 일체형비만도측정기의 사시도로서, 부호 10 은 체중계 및 신장측정기를 지탱하는 받침대이며, 부호 20 은 상기 받침대(10)내에 내장된 로드셀 체중계를 표시하고, 부호 30 은 받침대(10)의 후방에 수직으로 고정되는 골조프레임(31)에 수용되는 신장측정기이며, 부호 40 은 머리터치대이며, 부호 50 은 중앙제어장치가 내장되고 디지털표시소자가 구비된 측정표시대를 표시한다.

제2도는 상기 비만도측정기 구성중에 본 발명의 일실시예에 의한 일예의 신장측정기 구성도로서, 부호 32는 스케일프레임이고, 부호 33은 승강부재인 슬라이더, 부호 34는 기어드모터를 도시한 것이다.

스케일프레임(32)은 전방이 터진 일정길이의 ㄷ자형 찬넬부재로서, 개방부가 전면을 향하게 골조프레임(31)내의 후벽 상단에서 하단에 걸쳐 고정설치되고, 그 내벽에는 일정간격의 눈금이 상단부터 하단까지 표시되면서 최하단의 일부는 일정폭만큼 검게 처리된 하한위치용 변형눈금부(371)를 갖는 좁은폭의 띠형 리니어스케일(37)이 고정 부착되며,

스케일프레임(32)의 좌우측 부재 외주면 앞쪽에는 좁은폭의 홈으로 형성된 안내레일부(321)가 수직방향으로 전길이에 걸쳐 형성되어 있다.

이 스케일프레임(32) 전방측에는 머리터치대(40)를 전방측에 착탈식으로 부착한 슬라이더(33)가 기어드모터(34), 구동풀리(341), 와이어(36), 상.하부 아이들풀리(35a)(35b)(35c) 등의 요소로된 승강장치에 의해 승강자유롭게 설치되어 있다.

상기 슬라이더(33)는 제2-6도에 도시한 바와같이, 머리터치대(40)를 부착하는 전방부재(331)와, 이 전방부재(331)의 후방으로 연장되어 상기 스케일프레임(32)의 단면폭 보다 넓게 형성되는 좌, 우측 부재(332)(333)와, 상기 좌, 우측부재(332)(333)들의 내측에 연장하여 스케일프레임(32)의 내측으로 인입되는 중간부재(334)로 구성되고, 상기 중간부재(334)의 상단 일측에는 적외선 발광 및 수광센서가 마주보게 세팅된 신장측정포토센서(38a)가 리니어스케일(37)의 눈금부를 감싸듯이 고정부착되며, 하단일측에는 적외선센서가 내장된 하한포토센서(38b)가 상기 하한 변형눈금부(371)를 검출하게 설치되며, 우측부재(333)의 외측면에는 적외선센서가 내장된 상한포토센서(38c)가 스케일프레임(32)의 우측면상단에 설치된 상한플레이트(372)와 접속되게 설치되어 각각의 포토센서들은 후술하는 중앙처리장치와 전기적으로 연결된다.

슬라이더(33)의 좌, 우측부재(332)(333)의 후단에는 스케일프레임(32)의 좌우측 부재 외주면 앞쪽에 형성된 안내레일부(321)의 홈에 밀접하게 접동하는 수개의 베어링(336)들이 피봇형으로 축설되어, 슬라이더(33)가 스케일프레임(32)에서 전후방측으로 이탈하지 않으면서 상하로는 승강 자유롭게 활주되는 구성으로 형성되어 있으며, 상기 우측부재(333)의 후단중간은 후방으로 다소 연장된 와이어 고정부재(335)가 형성되고, 그 상하방에는 2개의 구멍(337)(338)들이 형성되며, 이 2개의 구멍(337)(338)들 사이에는 고정볼트(339)가 나사조임식으로 설치되어 있다.

기어드모터(34)는 스케일프레임(32)의 전방측 하단에서 브라켓(343)에 의해 수직방향으로 고정설치되고, 그 출력측에는 스케일프레임(32)의 좌우촉보다 큰 직경의 풀리홈(342)을 갖는 구동풀리(341)가 축설되며, 상부 아이들풀리(35a)는 스케일프레임(32)의 상단에서 브라켓(345)에 의해 축설되며 하부 아이들풀리(35b)(35c)들은 스케일프레임(32)의 좌우측 부재의 하단 외측에 각각 피봇형으로 축설되어 있다.

이러한 구성의 스케일프레임(32), 슬라이더(33), 기어드모터(34), 구동풀리(341), 상하부 아이들풀리(35a)(35b)(35c) 요소들은 제2, 5, 7도 등에 도시한 바와같이, 가느다란 금속재 와이어(36)를 구동풀리(341)의 풀리홈(342) 전방부에 감아서 일측 자유단은 좌측 하부 아이들풀리(35b)를 감아돌려 상방으로 올려서 상부 아이들풀리(35a)를 감아 돌려 내리면서 슬라이더(33)의 와이어 고정부재(335)의 상측 구멍(337)을 통하여 외측으로 뽑아서 고정볼트(339)의 축봉을 일측으로 감아 돌아 하측 구멍(338)을 통해 다시 내측으로 뽑아 하방으로 일정길이 내린후 고정볼트(339)를 조여 고정하고, 타측 자유단은 우측 하부 아이들풀리(35c)를 감아돌려 상방으로 올려서 스프링(361)으로 상기 슬라이더(33)의 와이어 고정부재(335)를 거쳐 내려온 타측단과 연결하여 무한궤도로 형성시킨 구성이다.

상기한 구성에서 와이어(36)의 양단을 결속하여 무한궤도로 형성하는 스프링(361)은 구동풀리(341)와 각각의 상하부 아이들풀리(35a)(35b)(35c)에 감겨진 와이어장력을 적정압으로 조절하는 기능을 하도록 구비된 것이다.

이와 같은 슬라이더의 승강장치에 의하면 기어드모터(34)의 회전에 따라서, 기어드모터(34)가 시계방향으로 회전하면 슬라이더(33)는 하강되고, 기어드모터(34)가 시계반대방향으로 회전하면 슬라이더(33)는 상승하는 구성이다.

상기와 같은 승강장치에 의해 작동되는 슬라이더(33)의 전방부재(331)에 고정되어 골조프레임(31)의 전방측에서 상하로 승강 제어되는 머리터치대(40)의 구성은,하단 내부가 장방형으로 홈이 파여져 동일한 형상의 갑형 터치대(41)가 상하로 유동자재케 내삽되고, 머리터치대(40)의 장방형 홈 상단에는 전후방으로 각각 3개의 터치스위치(42)가 터치대(41)의 밑판 내상면에 노브가 밀접되게 지지대에 고정설치되어 있고, 이 터치스위치(42)들은 중앙제어장치에 전기적으로 연결되어 있다.

이와 같은 구성의 비만도측정기는 제9도에 표시한 바와같은 중앙처리장치(CPU)에 의하여 그 승강작동에 제어되고, 측정된 신장치가 연산처리되어 표시된다.

중앙처리장치(CPU)는 체중계(20)와 신장측정기(30)의 작동요소들 및 측정표시대(50) 등의 신장측정기를 구성하는 전체 요소들을 제어하는 것으로, 받침대에 설치된 체중계(20)에 피측정자가 올라서서 하중이 걸리면 이 하중측정데이터를 디지털로 변환하는 측정데이터변환부와, 변환된 데이터를 체중치로 연산하여 연산된 체중치가 적정의 체중측정상태인지를 판단하여서 적정의 체중측정상태이면 신장측정기 승강제어부에 작동신호를 인가시키고, 동시에 연산된 체중치를 비만도연산부에 인가시키면서 체중치표시부에는 디지털숫자로 표시하며, 부적정의 체중측정상태이면 이후의 작동제어를 중지하고 체중계를 대기상태로 환원시키는 체중치연산부 등의 공지의 제어회로가 구비되고, 상기 체중치연산부에서 작동신호가 인가되면 신장측정기의 기어드모터(34)를 시계방향으로 시동시키는 모터기동제어부와, 시동된 모터에 의해 슬라이더(33)가 하강되어서 머리터치대(40)의 터치스위치(42)에서 터치신호가 인가되거나, 머리터치대(40)가 터치되지 않고 상기 슬라이더(33)에 설치된 하한포토센서(38b)가 상기 하한위치용 변형눈금부(371)에서 로우(Lo)펄스를 검출하는 신호를 신장측정기 펄스카운트부에서 인가받으면 기어드모터(34)의 회전방향을 역방향으로 변환제어하는 모터리턴제어부와, 모터리턴제어부에 의해 슬라이더(33)가 상승될때에 상한포토센서(38c)가 상한플레이트(372)에 접속되어 하이(Hi) 펄스를 검출하는 신호를 신장측정기 펄스카운트부에서 인가받으면 기어드모터(34)의 회전을 정지시키는 모터정지제어부 등의 단계별 모터기동제어회로를 구비하는 신장측정기 승강제어부와, 상기 신장측정기의 리니어스케일(37)을 따라 승강하는 하한포토센서(38b) 및 상한센서(38c)들에서 검출되는 펄스를 카운트하여 로우(Lo)나 하이(Hi) 펄스가 검출되면은 그 신호를 상기 신장측정기 승강제어부에 인가시키고, 동시에 신장측정포토센서(38a)에서 검출되는 펄스를 카운트하여 신장치연산부에 인가시키는 신장측정기 펄스카운트부와, 상기 신장측정기 펄스카운트부에서 카운트된 펄스를 신장치로 연산하여 연산된 신장치를 비만도연산부에 인가시키면서 동시에 신장치표시부에는 디지털숫자로 표시하는 신장치연산부 등의 제어회로가 구비되는 구성이다.

이와 같은 본 발명에 의한 일실시예의 신장측정기를 구비하는 비만도측정기는 제10도의 순차흐름도와 같이 작동제어된다.

중앙처리장치에 전원이 공급되면 체중계(20)와 신장측정기(30)는 기본프로그램에 의하여 대기상태로 된다.

피측정자가 체중계(20)에 올라서면 체중계의 체중측정소자가 감응되고, 그 감응된 데이터는 중앙처리장치(CPU)의 측정데이터변환부에 인가된다.

측정데이터변환부에서는 인가된 체중측정데이터를 디지털신호로 전환하여 체중치연산부에 인가시키고, 체중치연산부는 인가된 데이터를 체중치로 연산하여 연산된 체중치가 적정의 체중측정상태인지를 판단하여서 적정의 체중측정상태이면 신장측정기 승강제어부의 모터기동제어부에 기어드모터 시동신호를 인가시키고, 동시에 연산된 체중치를 비만도연산부에 인가시키면서 체중치표시부에는 디지털숫자로 표시하며, 부적정의 체중측정상태이면 이후의 작동제어를 중지하고 체중계를 대기상태로 환원시킨다.

적정의 체중측정상태에서 작동신호가 신장측정기 승강제어부의 모터기동제어부에 인가되면, 모터기동제어부에서는 기어드모터(34)를 시계방향으로 회전 기동시켜, 전술한 동력전달구성에 의하여 슬라이더(33)가 하강되는 승강장치 기동제어행정이 수행된다.

슬라이더(33)가 하강되면 전방측에 부착된 머리터치대(40)와 후방측 고정부재(335)에 설치된 신장측정포토센서(38a), 하한포토센서(38b), 상한센서(38c)들이 동시에 하강하게 되는 바, 피측정자가 골조프레임(31)의 전면측에 머리를 기댄 상태이면 머리터치대(40)가 하강하면서 하단부재인 터치대(41)가 피측정자의 머리상단에 접촉하게 된다.

피측정자의 머리상단에 터치대(41)가 접촉되면 터치대(41)가 눌리면서 그 상면에 설치된 터치스위치(42)의 노브를 누르게 되어 터치신호를 중앙처리장치(CPU)의 신장측정기 승강제어부의 모터리턴제어부에 인가시킨다.

신장측정기 승강제어부의 모터리턴제어부에 터치신호가 인가되면은 상술한 바와 같이 기어드모터(34)의 회전방향을 즉시 역방향으로 제어하여 슬라이더(33)를 상승시키는 승강장치 측정리턴제어행정이 수행된다.

이와 같이 슬라이더(33)가 초기위치에서 하강하다가 터치신호에 의하여 상승되면은 슬라이더(33)의 고정부재(335)에 설치된 신장측정포토센서(38a)도 동일한 행정으로 리니어스케일(37)을 따라 하강하였다가 상승하는 신장측정궤적을 가지므로, 신장측정기 펄스카운트부에서는 이 신장측정궤적을 리니어스케일(37)상에서 신장측정포토센서(38a)가 검출한 눈금변위 펄스를 카운트하여 신장치연산부에 신장측정데이터를 인가시킨다.

신장치연산부에서는 카운트된 신장측정데이터가 인가되면은 이를 신장치로 연산하여 비만도연산부에 인가시키면서 동시에 신장치표시부에 신장치를 디지털숫자로 표시한다.

한편 터치신호에 의한 모터리턴제어부의 측정리턴제어행정으로 상승되는 슬라이더(33)가 거의 상한위치에 다다르면, 슬라이더 우측부재(333)의 상단에 설치된 상한센서(38c)가 스케일프레임(32)의 우측면상단에 설치된 상한플레이트(372)와 접속되게 설치되어 하이(Hi) 펄스를 검출하고, 이 검출된 신호는 신장측정기 펄스카운트부가 카운트하여 그 신호를 신장측정기 승강제어부의 모터정지제어부에 인가하여서 기어드모터(34)의 회전을 정지시키는 승강장치 정지제어행정을 수행하여 슬라이더(33)를 측정대기위치로 정지시키게 된다.

이러한 정상적인 신장측정작동외에 체중계(20)에 올라선 피측정자의 신장이 머리터치대(40)의 하한위치 이하이거나, 또는 체중계(20)에 피측정자가 올라선후 머리터치대(40)가 하강하여 머리를 터치하기 이전에 피측정자의 머리가 골조프레임(31)에서 이탈하거나 외측으로 벗어난 경우, 또는 체중계(20)에 사람이외의 하중물이 올려져 있는 경우 등의 비정상적인 신장측정상태에서는 슬라이더(33)가 다음과 같은 자동리턴제어행정으로 제어된다.

상기와 같은 비정상적인 신장측정상태에서는 머리터치대(40)가 계속 하강하여도 터치대(41)가 눌려지지않고 따라서 터치신호도 신장측정기 승강제어부에 인가되지 않는 상태이므로 슬라이더(33)가 거의 하한위치에 다다르면, 전술한 바와 같이 슬라이더(33)의 고정부재(335) 하단에 설치된 하한포토센서(38b)가 리니어스케일(37)의 하단부에 형성한 하한위치용 변형눈금부(371)에서 로우(Lo) 펄스를 검출하게 된다.

신장측정기 펄스카운트부에 로우(Lo) 펄스가 인가 카운트되면은 이 신호를 신장측정기 승강제어부의 모터리턴제어부에 인가하게 되고, 모터리턴제어부에서는 즉시 기어드모터(34)의 회전방향을 역전시키는 승강장치 자동리턴제어행정을 수행하여 슬라이더(33)를 자동으로 상승시키게 되며, 자동으로 상승되는 슬라이더(33)는 상한위치에 다다르면 전술한 측정리턴제어행정에 의한 상승작동과 동일한 작동으로, 상한위치에서 모터정지제어부에 의한 승강장치 정지제어행정에 의하여 초기위치로 대기정지시키게 된다.

상기와 같은 각 단계의 승강제어작동이 진행되는 동안에 비만도연산부에서는 체중치연산부에서 인가된 체중치데이터와 신장치연산부에서 인가된 체중치데이터를 비교 연산하여 설정된 비만도환공식에 의하여 비만도(肥滿度)를 환산하여 측정표시대(50)의 비만도표시부에 디지털숫자로 표시하게 된다.

상기와 같은 구성의 본 발명의 일실시예 리니어인코더를 사용한 신장측정기의 작동제어장치는, 슬라이드(33)의 승강구동원인 기어드모터(34)를 중앙제어장치에 구비된 신장측정기 승강제어부의 모터기동, 리턴, 정지제어부와 슬라이더(33)에 구비된 포토센서(38a)(38b)(38c)들 및 리니어스케일(37)에 형성한 하한위치용 변형눈금부(371)를 스케일프레임(32)에서 각 단계별로 상하 승강 및 리턴, 정지작동을 제어시켜 신장치를 측정하는 것인 바, 종래의 터치식의 리미트스위치를 사용하는 선 발명에 비하여, 신장측정기를 자동화하는데 중요요소인 승강장치의 자동리턴제어행정과 정지제어행정을 수행함에 있어서 적어도 2개이상의 리미트스위치들의 부품제거 및 이들을 스케일프레임등에 부착하는 조립공정을 제거할 수 있는 이점이 있고, 이들 각각의 리미트스위치들을 중앙처리장치에 연결하는 전기적배선에 따른 부품자재비 및 제작공수의 제거효과, 신호검출소자의 일원화에 따른 중앙처리장치에서의 회로 간편화 및 응답성의 향상효과, 부품 및 회로 간편화에 따른 작동에러율의 감소효과 등 및 정확한 제어에 의한 승강부재의 리턴작동 및 정지위치의 정확성을 기할 수 있는 등 신장측정기의 측정작동의 자동화에 따른 제반 작동효율과 제작성을 현저히 증대시키고 제품의 원가를 낮추며 내구성과 신뢰도는 대폭 증대시킬 수 있는 특징을 갖는 것이다.

상기와 같은 본 발명의 일실시예는 상기와 같은 특징이 있음에도 포토센서가 적어도 2개이상 소요되고, 그 배선이나 조립공정이 많으며, 신장치의 측정정도를 높이기 위하여서는 슬라이더와 스케일프레임에 각각 설치하는 포토센서들 및 리니어스케일의 조립공정에 고정도(高精度)의 조립공정이 요구될 수 있다.

특히나 슬라이더(33)가 대기상태로 정지되어 있는 위치는 항상 일정하지 않고, 슬라이더(33)와 일체로 고정부착되는 머리터치대(40)의 하단과 받침대(10) 상면과의 길이는 조립시에 길이기준계를 사용하여 기준높이를 정밀하게 조정 설치하여야 하고, 리니어스케일(37)도 상하한위치를 고려하여 정확한 높이로 설치하여야 하는 등 각 측정부품들의 조립작업에 공수가 많이 소요되어 생산성이 떨어질 수 있다.

따라서 보다 개선된 방법으로 신장측정포토센서와 리니어스케일로 조립되는 리니어인코더의 조립공정 및 머리터치대의 조립공정이 용이하고, 또한 이들에 의한 승강작동제어가 용이한 제어장치가 제공될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예는 슬라이더에 기본적으로 설치되는 신장측정포토센서와 리니어스케일에 변형눈금부를 부가하는 구성과, 중앙제어장치에 상기 신장측정포토센서가 검출하는 눈금변위를 연속적이면서 복합적으로 파악하여, 검출되는 펄스상태에 따라서 기어드모터를 직접 제어하는 구성을 부가함을 특징으로 한다.

제8도는 상기한 본 발명의 다른 실시예 신장측정기 작동제어방법에 사용하는 개선된 니니어인코더장치 구성도이다.

이 개선된 리니어인코더장치는 기존에 슬라이더(30)에 설치되는 신장측정포토센서(38a)는 그대로 이용하고, 리니어스케일(37a)에는 통상의 정상적인 눈금, 예를 들어 1mm 간격의 눈금이 일정길이만큼 형성된 정상눈금부(370a)와, 그 상하단에 상기 정상눈금간격보다 적어도 2배이상 넓은, 예를 들어 2mm 이상의 간격을 갖는, 또는 전혀 눈금이 없는 하이(Hi) 눈금부(372a)나, 검게 칠해진 로우(Lo) 눈금부(371a)를 구비하여 구성된다.

중앙제어장치는 상기 일실시예의 중앙처리장치에 비하여 신장측정기 승강제어부의 구성중 모터기동제어부의 구성을 모터시동제어부와 모터주행제어부로 세분화하고, 모터리턴제어부와 모터정지제어부의 작동인가가 하나의 포토센서에 수행되는 점에서만 상이하다.

즉, 신장측정기 승강제어부의 구성중 모터기동제어부의 구성이, 체중계나 받침대측에서 신장측정시작신호가 인가되면은, 슬라이더(33)를 정지위치에서 하향으로 정상눈금부(370)의 눈금을 일정개수만큼 일부 하강시킨 후에 다시 하이(Hi) 눈금부(372a)까지 상승되게 기어드모터를 제어하는 모터시동제어행정을 수행하는 모터시동제어부와, 이 모터시동제어부의 제어에 의하여 일부 하강되었다 상승된 슬라이더(33)를 하이(Hi) 눈금부(372a)에서 하이펄스가 검출되면은 정상적인 신장측정상태로 하강 주행시키게 기어드모터를 제어하는 모터주행제어행정을 수행하는 모터주행제어부로 구성된다.

또한 모터리턴제어부는 모터주행제어부에 의하여 하강되는 슬라이더의 머리터치대(40)가 피측정자의 머리에 터치되어 터치신호가 인가될 때 및 신장측정포토센서(38a)가 상기 로우(Lo)눈금부(371a)에서 로우펄스를 검출할 때에도 슬라이드(33)를 상승시키는 모터리턴제어행정을 수행하는 기능을 구비하며, 모터정지제어부도 슬라이더가 측정리턴제어행정이나 자동리턴제어행정에 의하여 모터리턴제어부에 의해 상승되어서, 신장측정포토센서(38a)가 상기 하이 눈금부(372a)에서 하이펄스를 검출할 때에 슬라이드(33)를 정지시키는 모터정지제어행정을 수행하는 기능을 구비하며, 신장측정기 포토센서 펄스카운트부는 상기 리니어스케일(37a) 상에서 신장측정포토센서(38a) 가 검출하는 정상눈금변위 펄스나, 로우펄스, 하이펄스가 검출되면은 각각의 변화 시점에서 이를 카운트하여 소정의 제어부에 작동신호를 인가시키는 기능을 구비하는 구성이다.

이와 같이 하나의 신장측정포토센서(38a)와, 정상눈금부(370)외에 상기 신장측정포토센서(38a)가 검출할 수 있는 위치에 리니어스케일(37a)의 상하단에서 각각 하이 눈금부(372a)와 로우 눈금부(371a)를 구비하고, 중앙처리장치는 슬라이더가 모터시동제어부의 작동제어로 시동 승강한 후에 신장측정포토센서(38a)가 검출하는 펄스상태에 따라서 신장치 및 상하한위치를 파악한 데이터로 다시 슬라이드를 작동 제어하는 구성에 의하므로서, 적어도 세 개의 포토센서를 구비하는 상기 일실시예의 구성에 비하여 부품의 절감, 기구설치 및 배선공정 등의 조립공수를 대폭 절감할 수 있으면서,특히 머리터치대와 슬라이더 및 리니어스케일을 조립 장착함에 있어서, 리니어스케일의 장착위치를기준높이에서 적정범위의 오차를 두고 설치하여도, 슬라이더가 상기 모터시동제어부의 시동제어행정으로 초기시동될 때에 하이 눈금부(372a)를 지나서 정상눈금부(370)를 일정 개수 하강할 때를 기준높이로 세팅하면 머리터치대의 기준높이를 고정도(高精度)로 세팅할 수 있는 특징이 있는 것이다.

따라서 상기 일실시예의 구성과 같이 슬라이더 및 머리터치대의 시동위치를 항상 일정높이로 정확히 세팅하여 고정시켜야 되는 구성에 비하여 머리터치대와 슬라이더 및 리니어스케일의 조립공정을 단순공정으로 성력화할 수 있는 장점과, 사용중에 슬라이더의 정지위치 및 시동위치의 편차를 용이하게 교정할 수 있는 장점도 있는 것이다.

상기한 장점들은 궁극적으로 신장측정기의 측정작동을 자동화함에 있어서 제반 하자요인을 제거하여 작동효율과 제작성을 현저히 증대시키고 제품의 내구성과 신뢰도를 대폭 증대시켜 품질을 제고시킬 수 있는 것이다.

상기와 같은 본 발명을 실시함에 있어서 일부 구성요소나 형상 및 규격은 일실시예들에 한정되지 않고 본 발명의 범위내에서 변경될 수 있다.

예를 들어 일실시예의 상한플레이트등은 불투명의 재질로하여 그 설치위치를 좌우 어느 일측에 설치하여서도 동일한 효과를 얻을 수 있는 것이며, 상하한위치용 변형눈금부의 구성도 상하 어느일측이나 전부를 로우펄스인 검은 눈금이나 또는 하이펄스인 투명눈금으로 형성할 수 있는 것이며, 또한 본 발명의 상기한 구성과 작용효과는 본 출원인의 선발명과, 기존의 비만도측정장치에 연관하여 기술하였으나, 반드시 이에 국한되는 것은 아니며, 본 발명의 구성에 의한 단독적인 신장측정장치 및 여타의 리니어인코더를 이용한 길이측정장치의 작동제어장치에도 범용성 있게 응용할 수 있음은 자명한 것이다.

Claims (3)

1. 수직의 골조프레임 내부에서 스케일프레임에 상하 승강자재롭게 설치되는 승강부재를 구비하며, 상기 승강부재 일측에는 골조프레임의 전면측으로 돌출되어 피측정자의 머리에 터치되었을 때 그 터치신호를 중앙처리장치에 인가시킬 수 있는 머리터치대를 일체로 구비하고, 상기 승강부재 내측에는 골조프레임의 내부에 종열로 고정구비되는 리니어스케일의 눈금을 펄스로 계측하는 포토센서를 구비하여서, 상기 승강부재가 중앙처리장치의 기동제어회로로 제어되는 기어드모터로 승강되면서 머리터치대의 터치신호 여하에 따라서 포토센서가 리니어스케일의 펄스변위를 계측하여 이 계측된 펄스를 중앙처리장치에서 연산하여 신장치를 디지털숫자로 표시하는 신장측정기에 있어서, 리니어스케일과 승강부재 이동궤적내의 상.하단 일측에 각각 로우(Lo) 또는 하이(Hi) 펄스로 검출되는 상. 하한위치용 변형눈금부를 각각 구비하고, 상기 승강부재에는 상기 변형눈금부의 펄스를 검출하는 하나 이상의 포토센서를 구비한 리니어인코더로 구성하며, 중앙처리장치에는 상기 포토센서가 정상펄스와 로우 또는 하이펄스를 검출하면은 이를 카운트하여 그 신호를 각각 신장측정기 승강제어부측으로 인가하는 신장측정기 포토센서 펄스카운터부와, 상기 신장측정기 승강제어부에는 신장측정기 포토센서 펄스카운터부에서 인가되는 신호에 의하여 승강장치를 자동리턴제어행정과 정지제어행정으로 각각 제어하는 모터리턴제어부와 모터기동제어부를 각각 구비하여 구성함을 특징으로 한 리니어인코더를 사용한 신장측정기의 작동제어장치.
2. 제1항에 있어서 리니어인코더의 구성을, 슬라이더(30)에 설치되는 하나의 신장측정포토센서(38a)와, 상기 신장측정포토센서(38a)가 펄스를 검출할 수 있는 일정길이의 리니어스케일(37a)을 한조로 조합하여 구성하되, 리니어스케일(37a)에는 정상적인 눈금이 일정길이만큼 형성된 정상눈금부(370a)와, 상기 정상눈금간격보다 적어도 배이상 넓거나 검게 칠해진 로우(Lo) 눈금부(371a)와, 전혀 눈금이 없는 하이(Hi) 눈금부(372a)를 상, 하단에 각각 일정길이 구비함을 특징으로 한 리니어인코더를 사용한 신장측정기의 작동제어장치.
3. 수직의 골조프레임 내부에서 스케일프레임에 상하 승강자재롭게 설치되는 승강부재를 구비하며, 상기 승강부재 일측에는 골조프레임의 전면측으로 돌출되어 피측정자의 머리에 터치되었을 때 그 터치신호를 중앙처리장치에 인가시킬 수 있는 머리터치대를 일체로 구비하고, 상기 승강부재는 리니어인코더의 슬라이더로 형성되어 중앙처리장치의 기동제어회로로 제어되는 기어드모터로 승강되면서, 머리터치대의 터치신호여하에 따라서 하나의 포토센서가 정상눈금부와 로우(Lo) 눈금부와 하이(Hi) 눈금부를 접속하면서 리니어스케일에서 계측된 펄스를 중앙처리장치에서 연산하여 신장치를 디지털숫자로 표시하는 신장측정기의 중앙처리장치를 구성함에 있어서, 신장측정기에 시동신호가 인가되면은 승강부재를 정디된 위치에서 리니어스케일의 하향으로 정상눈금부의 눈금을 일정개수만큼 일부 하강시킨 후에 다시 하이눈금부까지 상승되게 기어드모터를 제어하는 모터시동제어행정을 수행하는 모터시동제어부와, 이 모터시동제어행정에 의하여 상승된 승강부재를 리니어스케일의 하이눈금부에서 포토센서가 하이펄스를 검출하면은 신장측정상태로 하강 주행시키게 기어드모터를 제어하는 모터주행제어행정을 수행하는 모터주행제어부와. 상기 모터주행제어행정에 의하여 승강부재가 하강되어서 포토센서가 로우 눈금부에서 로우펄스를 검출하면은 승강부재가 즉시 상승되게 기어드모터를 제어하는 모터리턴제어행정을 수행하는 모터리턴제어부와, 상기 모터주행제어행정에 의하여 승강부재가 하강되어서 포토센서가 로우 눈금부에서 로우펄스를 검출하면은 승강부재가 즉시 상승되게 기어드모터를 제어하는 모터리턴제어행정을 수행하는 모터리턴제어부와, 상기 모터리턴제어행정으로 승강부재가 상한 위치로 상승되어서 포토센서가 하이눈금부에서 하이펄스를 검출하면은 승강부재가 정지되게 기어드모터를 제어하는 모터정지제어행정을 수행하는 모터정지제어부를 구비하여 구성함을 특징으로 하는 리니어인코더를 사용한 신장측정기의 작동제어장치.