KR100736658B1 - Tip-over sensor for all direction - Google Patents
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Abstract
Description
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전방위 기울기 센서의 사시도,1 is a perspective view of an omnidirectional tilt sensor according to an embodiment of the present invention;
도2는 전방위 기울기 센서의 작동원리를 도시한 개념도,2 is a conceptual diagram showing the operating principle of the omnidirectional tilt sensor;
도3은 본 발명의 다른 실시예인 전방위 기울기 센서의 개념도,3 is a conceptual diagram of an omnidirectional tilt sensor according to another embodiment of the present invention;
도4는 본 발명의 또 다른 실시예인 전방위 기울기 센서의 사시도,4 is a perspective view of an omnidirectional tilt sensor according to another embodiment of the present invention;
도5는 본 발명의 또 다른 실시예인 전방위 기울기 센서의 개념도,5 is a conceptual diagram of an omnidirectional tilt sensor according to another embodiment of the present invention;
도6은 또 다른 실시예인 전방위 기울기 센서의 작동원리를 도시한 개념도,6 is a conceptual diagram illustrating an operation principle of a omnidirectional tilt sensor according to another embodiment;
도7은 경사면 입구 모서리 부분의 상세도이다.7 is a detailed view of the inclined surface inlet edge portion.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Major Parts of Drawings>
20: 전방위 기울기 센서 21: 케이스20: omnidirectional tilt sensor 21: case
22: 안착홈 23: 제1 경사면22: seating groove 23: the first slope
24: 제2 경사면 25: 도전구24: 2nd inclined surface 25: Challenge tool
26: 중심전극 27: 전선26: center electrode 27: electric wire
28: 원뿔 29: 경사면28: cone 29: slope
30: 절연체 40: 윤활유30: insulator 40: lubricant
본 발명은 전방위 기울기 센서에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 센서의 기울기에 따라 이동하는 도전구의 통전여부에 따라 경사여부를 검출하는 전방위 기울기 센서에 관한 것이다.The present invention relates to an omnidirectional inclination sensor, and more particularly to an omnidirectional inclination sensor for detecting the inclination according to the energization of the conductive sphere moving according to the inclination of the sensor.
기울기 센서는 다양한 장치에 적용되는데, 그 종류를 특별히 검출하고자 하는 특성에 따라 다음과 같이 몇 가지로 분류할 수 있다. 즉, 대상물체의 기울어진 각도를 측정하는데 사용되는 센서, 기준이 되는 각도보다 기울어졌는지를 판단하는 용도의 센서 등으로 나누어진다.The inclination sensor is applied to various devices, and may be classified into several types according to the characteristics to be specifically detected. That is, the sensor is divided into a sensor used to measure the inclination angle of the object, a sensor for determining whether the inclination is greater than the reference angle.
첫 번째 센서의 경우, 중력에 의하여 센서의 기울기와 관계없이 항상 아래쪽 방향을 가리키는 추와 연결된 가변저항의 저항값 변화를 이용하여 각도를 측정하거나, 또는 밀폐관 내에서 기울기에 따라 유동하는 도전성 액체의 접촉지점 변화에 따른 전류변화를 이용한 센서가 개발되었다.In the case of the first sensor, the angle is measured using the change of resistance value of the variable resistor connected to the weight always pointing downward, regardless of the sensor's inclination by gravity, or of the conductive liquid flowing according to the inclination in the closed tube. A sensor using the change of current according to the change of contact point was developed.
두 번째 센서는 액체에 함유된 물방울의 위치를 육안으로 확인하거나, 센서에 기울기에 따라서 구르는 구슬을 감지하는 방식 등이 이용된다. The second sensor is used to visually check the location of water droplets contained in the liquid, or to detect a rolling ball according to the tilt of the sensor.
그런데 전술한 용도 이외에도, 반복적인 운동에 대하여 일정 각도 이상으로 기울어졌다가 다른 소정의 각도 이내로 복귀하였는지를 검출하는 센서도 필요한 실정이다. 예를 들어, 차단기의 작동횟수를 측정하거나, 또는 배례횟수를 측정하는 배례용 계수장치인 만배기 등에 필요한 센서이다. 그 외에도 자동차의 트렁크 여닫이 감지, 만보기, 밥솥 문, 김치냉장고 문과 같이 일정각도를 반복 감지하는 범용기기에 다양하게 사용이 가능하다.However, in addition to the above-described applications, there is also a need for a sensor that detects whether the tilted angle is more than a predetermined angle with respect to the repetitive movement and then returned within another predetermined angle. For example, it is a sensor required for measuring the number of times of operation of the breaker, or a full manifold, which is a rhythm counter for measuring the number of times. In addition, it can be used in a variety of general-purpose devices that detect a constant angle, such as detecting the trunk of the car, pedometer, rice cooker door, kimchi refrigerator door.
종래의 센서 중 정확한 기울기 각도를 측정하는 센서의 경우, 구성 부품의 수가 많고 구조가 복잡하기 때문에, 재료비 및 조립비용이 많이 들어서 제조단가가 높은 실정이다. 따라서, 전술한 것과 같은 기울기 변화를 측정하는 용도에 적용하기에는 부적합하며, 저렴한 비용으로 적용 가능하며 구조가 간단하여 제작 및 수리가 용이한 센서의 개발이 필요하다.In the case of a sensor for measuring an accurate inclination angle of the conventional sensor, since the number of components and the structure is complicated, the manufacturing cost is high due to the high material cost and assembly cost. Therefore, there is a need for the development of a sensor that is not suitable for application to the tilt change as described above, can be applied at low cost, and the structure is simple and easy to manufacture and repair.
또한, 단순히 일정 각도와 비교하는 방식의 기울기 센서의 경우, 오작동의 문제가 있어서 적용이 곤란한 실정이다. 즉, 기준각도 부근에서 떨림이나 약간의 기울기 변화가 있는 경우에도 센서는 기울어졌다가 다시 복귀한 것으로 판단하기 때문에, 정확한 횟수를 측정하는 것이 불가능하다.In addition, in the case of the tilt sensor of the method of simply comparing with a certain angle, there is a problem of malfunction is difficult to apply. That is, even when there is tremor or slight inclination change in the vicinity of the reference angle, the sensor judges that the sensor is inclined and returned again, so that it is impossible to accurately measure the number of times.
뿐만 아니라, 기존의 센서들은 센서가 일정한 방향에 대하여만 작동이 가능하기 때문에, 한쪽 방향에 대해서만 기울기 변화를 검출할 수 있고, 결국 센서의 장착위치 및 장착방향에 제한 있는 문제점이 있다.In addition, the existing sensors can detect the change in the inclination only in one direction because the sensor can operate only in a certain direction, there is a problem that the mounting position and mounting direction of the sensor is limited.
본 발명은 상기 내용에 착안하여 제안된 것으로, 일정각도 아래로 기울었다가 다른 소정의 각도 이내로 복귀하였는지를 검출하는 전방위 기울기 센서를 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been proposed in view of the above contents, and an object thereof is to provide an omnidirectional inclination sensor that detects whether an inclination is lowered below a predetermined angle and returned within another predetermined angle.
본 발명의 다른 목적은 저렴한 비용으로 제작가능한 경제적인 전방위 기울기 센서를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an economical omnidirectional tilt sensor that can be manufactured at low cost.
본 발명의 또 다른 목적은 센서의 설치방향에 관계없이 모든 방향에 대하여 경사여부를 확인할 수 있으며, 오작동의 위험이 없는 전방위 기울기 센서를 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is to provide an omnidirectional inclination sensor which can check whether the sensor is inclined in all directions regardless of the installation direction of the sensor, and there is no risk of malfunction.
상기의 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 전방위 기울기 센서는, 전방위 기울기 센서에 있어서, 내부 중앙 하부에 안착홈이 형성된 케이스; 상기 안착홈의 입구에 결합되는 깔때기 형상의 제1 경사면; 상기 제1 경사면에 연장되어 형성되며, 수직축에 대한 경사가 상기 제1 경사면보다 크고, 도전성 재료로 이루어진 제2 경사면; 상기 케이스가 수직으로 서 있는 경우에는 안착홈에 배치되고, 상기 케이스가 기울어짐에 따라 상기 제1 경사면을 따라서 상기 제2 경사면으로 이동하는 도전구; 및 상기 도전구가 상기 제2 경사면에 위치하였을 때에는 상기 도전구를 통하여 상기 제2 경사면과 전기적으로 접촉하도록, 상기 케이스 중앙 상부에 장착된 중심전극을 포함한다.In order to achieve the above object, the omnidirectional inclination sensor of the present invention, the omnidirectional inclination sensor, a case in which a seating groove is formed in the inner center lower portion; A funnel-shaped first inclined surface coupled to the inlet of the seating groove; A second inclined surface extending from the first inclined surface and having an inclination with respect to a vertical axis greater than the first inclined surface and made of a conductive material; A conductive tool disposed in a seating groove when the case is standing vertically and moving to the second inclined surface along the first inclined surface as the case is inclined; And a center electrode mounted on an upper portion of the center of the case to electrically contact the second inclined surface through the conductive sphere when the conductive sphere is located on the second inclined surface.
또한, 중심전극과 상기 제2 경사면 사이의 통전여부를 감지하여 상기 전방위 기울기 센서가 일정각도 이상으로 기울어졌다가, 다른 소정의 각도 이내로 복귀하였는지를 판단하는 신호처리기를 더 포함할 수도 있다.The electronic device may further include a signal processor configured to detect whether electricity is supplied between the center electrode and the second inclined surface and determine whether the omnidirectional inclination sensor is inclined by a predetermined angle or more and returned within another predetermined angle.
이때, 안착홈은 도전구가 안착 되는 오목한 홈 형상으로, 안착홈 입구 접평 면의 기울기는 제1 경사면의 기울기와 같은 것을 특징으로 한다.At this time, the seating groove has a concave groove shape in which the conductive tool is seated, and the inclination of the seating groove inlet tangent plane is the same as that of the first inclined plane.
안정적인 측정을 위하여, 상기 도전구가 이동하는 상기 케이스의 내부공간을 윤활유로 충진하는 것도 가능하다.For stable measurement, it is also possible to fill the inner space of the case in which the conductive sphere is moved with lubricating oil.
뿐만 아니라, 중심전극과 제1 경사면 사이에 장착되며, 제1 경사면과 평행한 측면을 갖는 절연성의 원뿔을 더 포함할 수 있다.In addition, it may further include an insulating cone mounted between the center electrode and the first inclined surface and having a side surface parallel to the first inclined surface.
그외에도 본 발명의 전방위 기울기 센서는 전방위 기울기 센서에 있어서, 내부 중앙 하부에 안착홈이 형성된 케이스; 상기 안착홈의 입구에 결합되는 깔때기 형상의 도전성 재료로 이루어진 경사면; 상기 안착홈 반대편에 위치한 상기 경사면 입구와 소정의 간격으로 떨어져 설치되는 원통형의 중심전극; 상기 케이스가 수직으로 서 있는 경우에는 안착홈에 배치되고, 상기 케이스가 기울어짐에 따라 상기 경사면을 따라서 반대편으로 이동하여 상기 경사면과 상기 중심전극이 서로 통전되도록 상기 경사면 입구와 상기 중심전극 사이에 걸쳐져서 안착되는 도전구; 및 상기 중심전극과 상기 경사면 사이의 통전여부를 감지하여 상기 전방위 기울기 센서가 일정각도 이상으로 기울어졌다가, 다른 소정의 각도 이내로 복귀하였는지를 판단하는 신호처리기를 포함하는 것을 특징으로 하기도 한다.In addition, the omnidirectional inclination sensor of the present invention, the omnidirectional inclination sensor, a case in which a seating groove is formed in the inner center lower portion; An inclined surface made of a funnel-shaped conductive material coupled to the inlet of the seating groove; A cylindrical center electrode installed to be spaced apart from the inlet of the inclined surface opposite the seating groove; When the case is standing vertically, it is disposed in a seating groove, and as the case is inclined, the case moves to the opposite side along the inclined surface so that the inclined surface and the center electrode are energized with each other, between the inlet of the inclined surface and the center electrode. A conductive ball that is settled by losing; And a signal processor that detects whether electricity is supplied between the center electrode and the inclined surface and determines whether the omnidirectional inclination sensor is inclined by a predetermined angle or more and returned within another predetermined angle.
이 경우에도, 상기 도전구가 이동하는 상기 케이스의 내부공간을 윤활유로 충진하거나, 중심전극과 경사면 사이에 장착되며, 경사면과 평행한 측면을 갖는 절연성의 원뿔을 더 포함하는 것도 가능하다.Even in this case, the inner space of the case in which the conductive sphere is moved may be filled with lubricating oil, or may further include an insulating cone mounted between the center electrode and the inclined surface and having a side surface parallel to the inclined surface.
뿐만 아니라, 상기 도전구가 접촉하는, 상기 경사면 입구의 모서리와 상기 중심전극의 모서리는 상기 도전구의 반경과 같은 반경을 갖는 원호로 형성되는 것 도 가능하다.In addition, the edge of the inlet of the inclined surface and the corner of the center electrode, which the conductive sphere contacts, may be formed as an arc having a radius equal to the radius of the conductive sphere.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 구체적으로 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전방위 기울기 센서의 사시도이다.1 is a perspective view of an omnidirectional tilt sensor according to an embodiment of the present invention.
도1을 참조하면, 본 발명의 전방위 기울기 센서(20)는 케이스(21), 안착홈(22), 제1 경사면(23), 제2 경사면(24), 도전구(25), 중심전극(26)을 포함한다.Referring to FIG. 1, the
케이스(21)는 내부 중앙에 안착홈(22)이 형성되는데, 전방위 기울기 센서(20)가 수직으로 서있는 경우, 안착홈(22)의 입구가 위로 향하게 된다.The
도1에 도시된 바와 같이 제1 경사면(23)은 안착홈(22)의 입구에 결합되는 깔때기 형상의 경사면이고, 제2 경사면(24)은 제1 경사면(23)에 연장되어 형성되는 도전성 재료로 이루어진 경사면으로서, 수평축에 대한 경사각도가 상기 제1 경사면(23)의 경사각도보다 작은 것이 특징이다.As shown in FIG. 1, the first
도전구(25)는 도전성 재료로 이루어진 구이며, 전술한 바와 같이 케이스(21)가 수직으로 서 있는 경우에는 안착홈(22)에 배치되고, 케이스(21)가 기울어짐에 따라 제1 경사면(23)을 따라서 제2 경사면(24)으로 이동한다.The
기울어져 있던 전방위 기울기 센서가 소정의 각도 이내의 기울기로 돌아오면, 도전구(25)는 다시 제1 경사면(23)을 따라서 이동하여 안착홈(22)에 배치하게 된다.When the inclined omnidirectional inclination sensor returns to the inclination within a predetermined angle, the
중심전극(26)은 케이스(21) 중앙 상부에 장착되는데, 도전구(25)가 제2 경사면(24)에 위치하였을 때에는 도전구(25)를 통하여 제2 경사면(24)과 전기적으로 접촉한다.The
전술한 바와 같이 전방위 기울기 센서(20)의 경사에 따라서 도전구(25)는 안착홈(22) 또는 제2 경사면(24)에 위치하게 되는데, 이때 중심전극(26)과 제2 경사면(24)에 각각 전선(27a, 27b)을 연결하여 전선 끝단(A,B)에서의 통전여부를 검사하면, 두 전선(27a, 27b) 사이는 도전구(25)의 위치에 따라서 통전 또는 단전된다. As described above, according to the inclination of the
이와 같이 전방위 기울기 센서(20)의 통전 여부를 확인하여 센서(20)의 경사 여부를 확인하는 것이 본 발명의 전방위 기울기 센서(20)의 기본 동작원리이다.As described above, the basic operation principle of the
전방위 기울기 센서(20)의 동작원리를 자세히 설명하면 다음과 같다. The operation principle of the
도2는 전방위 기울기 센서의 작동원리를 도시한 개념도이다.2 is a conceptual diagram showing the operating principle of the omnidirectional tilt sensor.
도2를 참조하면, 전방위 기울기 센서(20)가 수직으로 서있는 경우(a 단계)에 도전구(25)는 안착홈(22)에 배치된다.Referring to FIG. 2, when the
중심전극(26)과 제2 경사면(24)에 전선(27a, 27b)이 각각 연결된 경우, 중심전극(26)에 연결된 A 단과 제2 경사면(24)에 연결된 B 단은 서로 단전된 상태이다.When the
다음 단계(b 단계)는 전방위 기울기 센서(20)가 일정각도만큼 기울어진 상태를 의미한다. 이때, 제1 경사면(23)이 수평축과 이루는 각도를 α라고 하고, 제2 경사면(24)이 수평축과 이루는 각도를 β라고 하면, 전방위 기울기 센서(20)가 수직에 대하여 α만큼 기울어지면서 제1 경사면(23)은 수평을 이루게 된다.The next step (b step) means a state in which the
전방위 기울기 센서(20)가 수직에 대하여 α이상으로 기울어지면, 안착홈(22)에 배치되었던 도전구(25)가 제1 경사면(23)을 따라서 제2 경사면(24)방향으로 구르게 되고, 이때에도 A 단과 B 단은 여전히 단전된 상태이다.When the
제1 경사면(23)을 따라서 구르기 시작한 도전구(25)가 제2 경사면(24)에 위 치하게 되는 경우(c 단계)에 이르면 중심전극(26)과 제2 경사면(24)은 전기적으로 접촉되어, A 단과 B 단은 서로 통전 가능하게 되며 제어부(30)는 A 단과 B 단의 통전여부에 의하여 기울기센서(20)가 기울어졌는지를 확인하게 된다.The
전방위 기울기 센서(20)가 소정의 각도만큼 돌아오는 경우(d 단계), 즉 전방위 기울기 센서(20)가 수직에 대하여 β 만큼 기울어지면, 도전구(25)는 제2 경사면(24)으로부터 다시 구르기 시작하고, 결국 최초의 기립 상태(a 단계)로 돌아온다.When the
이때, 도전구(25)가 제2 경사면(24)과 중심전극(26) 사이에서 이탈하면서 A 단과 B 단은 다시 단전상태가 되고, 이것은 전방위 기울기 센서가 일정각도(α) 이상으로 기울어졌다가, 다시 다른 소정의 각도(β)이내로 복귀하였음을 의미한다.At this time, while the
이와 같이 전방위 기울기 센서(20)가 기울어지면서 통전이 되는 각도, 즉 제1 경사면(23)이 수평면과 이루는 각도를 통전각 이라 하고, 전방위 기울기 센서(20)가 원상복귀되면서 단전이 되는 각도, 즉 제2 경사면(24)이 수평면과 이루는 각도를 단전각 이라고 하면, 통전각과 단전각에 의하여 전방위 기울기 센서(20)의 통전여부가 결정된다.The angle at which the
예들 들어, 통전각(α)이 80°, 단전각(β)이 30°이면 전방위 기울기 센서(20)를 80°이상 기울이면 통전되고, 다시 30°이내로 세워야만 단전된다.For example, when the conduction angle α is 80 ° and the disconnection angle β is 30 °, it is energized when the
본 발명의 전방위 기울기 센서를 차단기의 작동횟수를 검출하는데 적용하면, 차단기의 차단바에 전방위 기울기 센서를 장착하고, 수평으로 서있던 차단기의 차단바가 수직에 대하여 단전각 위로 올라갔다가 통전각 아래로 내려온 경우를 감지 하여 차단기 작동회수를 검출하게 된다. When the omnidirectional tilt sensor of the present invention is applied to detect the operation frequency of the breaker, the omnidirectional tilt sensor is mounted on the breaker bar of the breaker, and the breaker bar of the breaker standing horizontally rises above the short-circuit angle with respect to the vertical and falls below the conduction angle. By detecting it, the breaker operation count is detected.
이때, 단순히 차단바가 위아래로 흔들리거거나, 차단바를 약간 올리다가 내린 경우는 동작횟수에 포함되지 않으므로 차단바의 정확한 개방횟수를 검출할 수 있다. At this time, if the blocking bar is simply shaken up or down, or if the blocking bar is slightly raised and lowered, it is not included in the number of operations, so that the correct number of openings of the blocking bar can be detected.
다른 응용방법은 불교의 배례의식에서 배례횟수를 검출하는 것으로서, 본 발명의 전방위 기울기 센서를 응용하면, 전방위 기울기 센서를 절을 하는 수행자의 몸에 수직으로 부착하고, 수행자가 절을 하여 허리를 구부리는 경우를 전방위 기울기 센서를 이용하여 감지하는 것이다.Another application method is to detect the number of times of baptism in Buddhist rituals, and when applying the omnidirectional tilt sensor of the present invention, the omnidirectional tilt sensor is vertically attached to the body of the bowed man, and the bowel bends the waist by bowing. Is to detect the case using the omni-directional inclination sensor.
이때, 전방위 기울기 센서는 수직방향에 대하여 통전각 아래로 기울어진 경우에 통전되고, 단전각 위로 복귀한 경우에만 단전되므로, 전방위 기울기 센서의 통전여부를 확인하여 절한 횟수, 즉 배례횟수를 카운트할 수 있다.At this time, the omnidirectional inclination sensor is energized when it is inclined below the conduction angle with respect to the vertical direction, and is disconnected only when it is returned above the shorten angle. Therefore, it is possible to count the number of cuts, that is, the number of times of baptism by checking whether the omnidirectional inclination sensor is energized. have.
이 경우에도 차단기와 마찬가지로 수행자가 단순히 허리를 약간 구부린 경우또는 구부린 상태에서 상하좌우로 약간 움직인 경우에는 센서가 동작하지 않으므로, 정확한 배례횟수 카운트가 가능하다. In this case, like the breaker, the sensor does not operate when the performer simply bends the waist slightly or moves slightly up, down, left, and right, so that the exact number of times of baptism is possible.
즉, 통전과 단전이 이루어져야 1배를 마친 것으로 인식되므로, 사용자가 허리를 약간 숙이거나, 한번 허리를 숙인 상태에서 다른 동작(예를 들어, 구름동작)을 하거나, 허리를 완전히 펴지않은 상태와 같이 불완전한 배례의식은 카운트되지 않는 효과가 있다.In other words, it is recognized as having completed 1 times when energization and disconnection have been made, such as when the user leans slightly at the waist, performs a different motion (for example, a cloud motion) while bowing lower back, or does not extend the waist completely. Incomplete baptisms do not count.
도1을 참조하면, 제1 경사면(23)과 제2 경사면(24)은 수직축에 대하여 대칭을 이루는 깔대기 형상으로 되어 있기 때문에, 전방위 기울기 센서(20)가 어느 방 향으로 기울어져도 동일한 동작을 한다.Referring to FIG. 1, since the first
즉, 전방위 기울기 센서(20)가 어느 위치, 어떤 방향으로 장착되던지 전방위 기울기 센서(20)는 동일하게 작동하는 것이다.That is, the
전술한 바와 같은 전방위 기울기 센서(20)의 동작여부를 확인하기 위하여, 중심전극(26)과 제2 경사면(24) 사이의 통전여부를 감지하여 전방위 기울기 센서(20)가 일정각도 이상으로 기울어졌다가, 다른 소정의 각도 이내로 복귀하였는지를 판단하는 신호처리기(미도시)를 더 포함할 수 있다.In order to check whether the
이와 같은 전방위 기울기 센서(20)의 통전 횟수를 검출하는 신호처리기는 일반적으로 마이컴 또는 하나의 칩 형태로 이루어질 수 있다.The signal processor for detecting the number of energizations of the
도1을 참조하면, 안착홈(22)은 도전구(25)가 안착 되는 오목한 홈 형상으로, 안착홈(22) 입구 접평면의 기울기는 제1 경사면(23)의 기울기와 같을 수 있다.Referring to FIG. 1, the mounting
이것은 전방위 기울기 센서(20)가 기울어질 때 도전구(25)가 즉각 반응하여 제2 경사면(24) 방향으로 구르도록 하기 위한 것이다.This is for the
도3은 본 발명의 다른 실시예인 전방위 기울기 센서의 개념도이다.3 is a conceptual diagram of an omnidirectional tilt sensor according to another embodiment of the present invention.
도3을 참조하면, 도전구(25)가 이동하는 케이스(21)의 내부공간이 윤활유(40)로 충진될 수 있다.Referring to FIG. 3, the inner space of the
도전구(25)의 이동공간이 비워져 있으면, 케이스(21)의 기울기에 따라 민감하게 반응하는 장점이 있다. 하지만, 민감하게 반응하는 장점이 있는 반면에 케이스(21)에 가해지는 외부의 충격에 의하여 도전구(25)가 튀게 되는 문제점이 있다. 즉, 기울기 변화에 따라서 통전과 단전이 발생하는 것이 아니라, 순간적인 충격에 의하여 단전이 발생하게될 가능성이 있게 된다. If the moving space of the
즉, 도2에 도시된 바와 같이 도전구(25)가 제2 경사면(24)과 중심전극(26) 사이에 위치하는 경우(c 단계), 도전구(25)는 외부의 충격에 의하여 일시적으로 제2 경사면(24)과 중심전극(26)으로부터 이탈하여 순간적으로 단락될 가능성이 있다.That is, as shown in FIG. 2, when the
따라서, 신호처리기에서 소프트웨어적으로 별도의 신호처리를 하여 충격에 의한 노이즈를 제거하여 주거나, 필터와 같은 하드웨어적인 방법으로 문제를 해결하여야 하는 불편함이 있다.Accordingly, there is an inconvenience in that the signal processor performs a separate signal processing in software to remove noise due to an impact or to solve a problem by a hardware method such as a filter.
이와 같은 문제점을 방지하기 위하여, 도3에 도시된 바와 같이 도전구의 이동공간을 윤활유(40)와 같은 액상의 물질로 충진하면, 이동공간 내부의 충진물질인 윤활유(40)와 도전구(25) 사이의 밀도차가 작아져서, 도전구(25)의 움직임이 부드러워진다. 비록, 기울기 변화에 따른 반응 시간은 약간 느려질 수 있으나, 외부 충격에 의하여 도전구가 튀는 현상을 없어지게 되는 장점이 있다.In order to prevent such a problem, as shown in FIG. 3, when the moving space of the conductive sphere is filled with a liquid material such as the lubricating
따라서, 외부충격에 의한 전방위 기울기 센서의 순간적인 단락을 예방하여 안정적인 기울기 검출이 가능하여지며, 별도의 신호처리 과정을 거치지 않아도 노이즈에 해당하는 신호가 제거된 정상적인 동작신호를 손쉽게 얻을 수 있는 장점이 있다.Therefore, stable tilt detection is possible by preventing instantaneous short-circuit of the omnidirectional tilt sensor due to external shock, and it is easy to obtain a normal operation signal without noise signal without additional signal processing. have.
도전구의 이동공간을 채워주는 액상의 물질은 윤활유와 같이 도전구의 이동을 부드럽게 하여주는 물질이 적당하며, 윤활유 이외에 방청유 등을 사용하여 도전구 및 중심전극 등의 부식을 방지할 수도 있다.The liquid material that fills the moving space of the conductive sphere is a material that smoothes the movement of the conductive sphere, such as lubricating oil. In addition to the lubricating oil, rust preventive oil may be used to prevent corrosion of the conductive sphere and the center electrode.
도4는 본 발명의 또 다른 실시예인 전방위 기울기 센서의 사시도이다.4 is a perspective view of an omnidirectional tilt sensor according to another embodiment of the present invention.
도4를 참조하면, 본 발명의 전방위 기울기 센서(20)는 중심전극(26)과 제1 경사면(24) 사이에 장착되며, 제1 경사면(23)과 평행한 측면을 갖는 절연성의 원뿔(28)을 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4, the
도전구(25)는 제1 경사면(23)을 따라서 안착홈(22)과 제2 경사면(24)을 왕복하는데, 도전구(25)가 제1 경사면(23)을 따라서 이동하는 도중에 갑작스런 충격에 의하여 반대쪽의 제1 경사면으로 튀는 경우가 생길 수 있다.The
이와 같이 도전구(25)가 흔들리면서 제1 경사면에(23) 충격이 가해지는 현상이 반복되면, 제1 경사면(23)이 파손될 수 있으므로 전방위 기울기 센서(20)의 내구성 증진과 안정적인 기울기 검출을 위하여 절연성 원뿔(28)을 장착하는 것이다.As described above, when the impact of the
도5는 본 발명의 또 다른 실시예인 전방위 기울기 센서의 개념도이고, 도6은 또 다른 실시예인 전방위 기울기 센서의 작동원리를 도시한 개념도이다.5 is a conceptual diagram of an omnidirectional tilt sensor according to another embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a conceptual diagram illustrating an operation principle of an omnidirectional tilt sensor according to another embodiment.
도5를 참조하면, 본 발명의 전방위 기울기 센서는 케이스(21), 경사면(29), 중심전극(26), 도전구(25), 신호처리기(미도시)를 포함한다.Referring to FIG. 5, the omnidirectional tilt sensor of the present invention includes a
앞서 설명한 전방위 기울기 센서의 첫 번째 실시예와 비교하여 보면, 차이점은 다음과 같다.Compared with the first embodiment of the omnidirectional tilt sensor described above, the difference is as follows.
본 발명의 또 다른 실시예인 전방위 기울기 센서는, 첫 번째 실시예의 제1 경사면에 해당하는 경사면(29)의 입구(29a)와 소정의 간격(d)으로 중심전극(26)이 떨어져서 설치되는데, 중심전극(26)은 원통형으로 도전구가 경사면(29) 입구(29a)와 중심전극 사이에 걸쳐져서 안착 되면서 중심전극(26)에 전기적으로 연결된 A 단과 경사면(29)에 전기적으로 연결된 B 단 사이에 통전이 이루어진다.In another embodiment of the present invention, the omnidirectional inclination sensor is provided with the
첫 번째 실시예에서는 도전구가 제2 경사면과 원기둥모양의 중심전극 밑면과 접촉하도록 되어있다. 이때, 도전구는 제2 경사면과 중심전극 밑면과 점접촉을 하게 되며, 이미 전술한 바와 같이 외부 충격에 의하여 도전구가 순간적으로 튀면서 단전되는 현상이 발생한다.In the first embodiment, the conductive sphere is in contact with the second inclined plane and the bottom of the cylindrical center electrode. In this case, the conductive sphere is in point contact with the second inclined surface and the bottom surface of the center electrode, and as described above, the conductive sphere bounces instantaneously due to an external impact, thereby causing a power failure.
하지만, 도5에 도시된 것과 같이 경사면 입구(29a)와 중심전극(26)의 내측 모서리(26a) 사이에 도전구(25)가 걸쳐져서 안착되는 경우, 동일한 점접촉이라고 하더라도, 도전구(25)와 접촉되는 부분이 모서리에 해당하므로 도전구(25)의 표면이 모서리(29a, 26a)에 미세하게 눌리면서 전기적 도통성이 좋아지는 장점이 있다.However, as illustrated in FIG. 5, when the
또한 도2를 참조하면, 첫 번째 실시예는 제2 경사면(24)과 중심전극(26) 사이에 도전구(25)가 위치하면서 통전되는 것이 기본 작동원리이고, 제2 경사면(24)과 수평면이 이루는 각도(β), 즉 단전각(β)에 따라 센서가 동작하는 각도가 결정된다.Also, referring to FIG. 2, in the first embodiment, the basic operating principle is that the
또 다른 실시예인 전방위 기울기 센서는, 도6에 도시된 바와 같이, 도전구(25)의 중심으로부터의 중력방향의 수직선이 경사면 입구의 모서리를 지나는 위치에서 도전구(25)가 안착홈(2)으로 구르기 시작하면서 단전이 발생한다.In another embodiment, the omnidirectional inclination sensor, as shown in FIG. 6, the
이때, 중력방향의 수직선이 경사면 입구의 모서리를 지나는 각도는 경사면 입구와 중심전극(26)의 간격(d)에 의하여 결정된다. 예를 들어 도6의 (a)에서와 같이 그 간격(d1)이 좁은 경우에 비하여, (b)와 같이 간격(d2)이 넓은 경우에는 케이스(21)가 더 세워진 상태에서 단전이 발생함을 알 수 있다. 이와 같이 경사면 입구(29a)와 중심전극(26) 사이의 간격(d)을 조정하여 단전이 발생하는 각도를 조정 하는 것이 가능하다.At this time, the angle at which the vertical line in the direction of gravity passes the edge of the inclined surface inlet is determined by the distance d between the inclined surface inlet and the
또한, 케이스가 서 있는 상태에서 오작동 방지를 위하여 중심전극(26)과 경사면(29) 사이에 절연체(30)를 삽입하여 주는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable to insert the
이외에도 경사면 입구의 형상을 도전구의 반경과 같은 반경을 갖는 원호형상으로 가공하여 도전구와의 접촉성능을 개선하는 것도 가능하다.In addition, it is also possible to improve the contact performance with the conductive sphere by processing the shape of the inclined surface inlet into an arc shape having the same radius as the conductive sphere.
도7은 경사면 입구 모서리 부분의 상세도인데, 도7에 도시된 바와 같이, 도전구(25)가 접촉하는, 경사면 입구의 모서리(29a)와 중심전극의 모서리(26a)를 도전구의 반경에 해당하는 원호로 형성하는 것이 가능하다.Fig. 7 is a detailed view of the inclined inlet edge portion, and as shown in Fig. 7, the
이것은 도전구와 접촉되는 부위를 점접촉이 아니 면접촉으로 바꾸어 줌으로써 접촉성을 개선하여 외부충격에 의하여 순간적으로 단전되는 현상을 방지하기 위한 것이다.This is to prevent the phenomenon of instantaneous power cut-off by external impact by improving contactability by changing the contact area with the conductive sphere instead of point contact.
전술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 전방위 기울기 센서는 대상물체가 일정각도 아래로 기울었다가 소정의 각도 이내로 복귀하였는지를 간단하게 검출할 수 있다.As described above, the omnidirectional inclination sensor according to the exemplary embodiment of the present invention may easily detect whether the object is inclined below a certain angle and returned within a predetermined angle.
기존의 기울기 센서는 수은을 사용하고 있는 것이 주류를 이루고 있는데, 수은은 강력한 산업폐기물로 환경오염의 문제를 내포하고 있는데 반하여, 본 발명의 전방위 기울기 센서는 인체에 무해하고 환경 친화적인 효과가 있다.Conventional inclination sensor has been the mainstream to use mercury, mercury is a powerful industrial waste containing the problem of environmental pollution, whereas the omnidirectional tilt sensor of the present invention is harmless to the human body and has an environmentally friendly effect.
또한, 간단한 구조이어서 제작 및 수리가 용이하므로 경제적으로 비용이 절 감되는 효과가 있다.In addition, since it is a simple structure and easy to manufacture and repair, there is an effect of reducing the cost economically.
뿐만 아니라, 소형으로 제작이 가능하여 다양한 위치에 장착이 용이하여 적용성이 우수한 효과가 있다.In addition, since it can be manufactured in a small size, it is easy to install at various positions, and thus has an excellent applicability.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 전방위 기울기 센서를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.What has been described above is only one embodiment for implementing the omni-directional inclination sensor according to the present invention, the present invention is not limited to the above-described embodiment, the subject matter of the present invention as claimed in the following claims Without departing, those skilled in the art to which the present invention pertains to the technical spirit of the present invention to the extent that various modifications can be made.
Claims (9)
Priority Applications (1)
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