KR100753015B1 - 전력손실을 줄이기 위한 방향성 감지 자동도어시스템 및개폐방법 - Google Patents

전력손실을 줄이기 위한 방향성 감지 자동도어시스템 및개폐방법 Download PDF

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이건봉
박종대
강필순
도태용
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한밭대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명의 전력손실을 줄이기 위한 방향성 감지 자동도어시스템 및 개폐방법은 개구부가 형성된 프레임; 좌우 또는 상하방향으로 슬라이드 이동되어 상기 프레임의 개구부를 개폐시키는 개폐도어; 상기 개폐도어를 구동시키는 구동부; 상기 프레임 외측 상부에 움직임을 인지하는 카메라와, 상기 카메라를 통해 얻은 영상을 분석하고 개폐도어로 향하는 동체의 움직임을 판단하여 상기 구동부를 구동시키는 제어부; 가 구비된 것을 특징으로 한다.
이에 따라 본 발명에 의한 방향성 감지 자동도어시스템 및 개폐방법은 자동도어로 향하는 사람의 움직임을 인식하여 자동도어의 오작동을 방지하며 불필요한 전력소모를 방지할 수 있고 안정적으로 자동도어를 개폐할 수 있으며 자동도어 개폐시 발생될 수 있는 안전사고를 미연에 방지할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 사용자의 편의에 따라 수동 또는 자동으로 문이 개폐되도록 할 수 있고 외부에서 물리적인 힘으로 자동도어를 개방하려 하는 것을 방지할 수 있으며 경보장치가 위급상황을 알릴 수 있어 보안기능을 더욱 높인 장점이 있다.
자동도어, 구동풀리, 종동풀리, 서보모터, DC모터, 마그네틱센서, 리미트센서, 적외선 센서.

Description

전력손실을 줄이기 위한 방향성 감지 자동도어시스템 및 개폐방법{Automatic Door System And Open-Shut Method For Reducing Loss Of Electric Power}
도 1은 본 발명에 의한 자동도어시스템의 사시도.
도 2는 본 발명에 의한 자동도어시스템의 내부사시도.
도 3은 본 발명에 의한 자동도어시스템의 다른 내부사시도.
도 4는 본 발명에 의한 자동도어시스템의 평면도.
도 5는 본 발명에 의한 자동도어시스템 및 개폐방법에 대한 블록도.
도 6은 본 발명에 의한 자동도어시스템의 블록도.
도 7a는 본 발명에 의한 제 1하중센서의 블록도-1.
도 7b는 본 발명에 의한 제 1하중센서의 블록도-2.
도 8은 본 발명에 의한 제 2하중센서의 블록도.
**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**
프레임 : 10 개구부 : 11
입력장치 :12 개폐도어 : 20
구동부 : 30 구동모터 : 31
구동풀리 : 32 종동풀리 : 33
구동벨트 : 34 제 1하중센서부 : 40
제 2하중센서부 : 45 제어부 : 50
카메라 : 51 센서 : 60
적외선센서 : 61 리미트센서 : 62
마그네틱센서 : 63 서보모터 : 70
경보장치 : 80
본 발명은 전력손실을 줄이기 위한 방향성 감지 자동도어시스템 및 개폐방법에 관한 것으로 복수개의 센서를 통해 자동도어로 향하는 사람의 움직임을 감지하여 자동도어가 개폐되어 불필요한 자동도어의 개방을 방지할 수 있는 전력손실을 줄이기 위한 방향성 감지 자동도어시스템 및 개폐방법에 관한 것이다.
자동도어시스템이란 직접 손을 도어에 대지 않고 도어 앞에 서면 자동으로 열리고 도어를 통과하면 자동으로 닫히는 시스템이다. 최근 들어 생활의 편의를 위해 공공기관이나 대형 건물뿐만 아니라 일반 아파트 현관 및 일반 업체에서도 자동도어시스템의 이용이 크게 증가하고 있다.
일반적으로 자동문은 사람의 접근 여부를 감지하는 센서, 센서의 감지 결과에 따라 자동도어의 개폐를 제어하는 컨트롤러, 컨트롤러의 제어에 따라 슬라이딩 도어를 이동시키기 위한 동력장치 등으로 구성된다.
그러나 종래의 자동문은 센서가 감지할 수 있는 정해진 위치에 사람이 있을 때 도어가 개방되도록 되어 자동도어를 수평으로 지나치는 경우에도 도어가 개방되었다. 따라서 불필요한 전력소모가 많았으며, 키가 작은 어린 아이나 휠체어를 탄 장애인의 경우 센서가 이를 감지하지 못하여 자동도어시스템이 제대로 작동되지 않으며 이에 따른 안전사고의 문제점이 있었다.
또한, 종래의 자동도어시스템은 출입을 통제하여 보안상태를 유지하고자 하는 경우에도 외부의 물리적인 힘에 문이 개폐될 수 있어 보안기능을 제대로 수행하지 못하는 단점이 있었다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 자동도어로 향하는 사람의 움직임을 인식하여 방향을 감지할 수 있고 자동도어의 오작동을 방지하여 불필요한 전력소모를 방지할 수 있으며 안전성을 높일 수 있도록 하는 전력손실을 줄이기 위한 방향성 감지 자동도어시스템 및 개폐방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명에 따른 다른 목적은 사용자의 편의에 따라 수동 또는 자동으로 문이 개폐되도록 할 수 있으며 보안기능을 더욱 강화할 수 있는 방향성 감지 자동도어시스템 및 개폐방법을 제공하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전력손실을 줄이기 위한 방향성 감 지 자동도어시스템은 개구부가 형성된 프레임; 좌우 또는 상하방향으로 슬라이드 이동되어 상기 프레임의 개구부를 개폐시키는 개폐도어; 상기 개폐도어를 구동시키는 구동부; 상기 프레임 외측 상부에 움직임을 인지하는 카메라와, 상기 카메라를 통해 얻은 영상을 분석하고 개폐도어로 향하는 동체의 움직임을 판단하여 상기 구동부를 구동시키는 제어부; 가 구비된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 카메라는 동체를 감지하고 개폐도어 전방으로 향하는 움직임을 인지할 수 있는 CCD 또는 CMOS 카메라로 된 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 개폐도어 전방에 구비되며 수평으로 좌우대칭되게 다수개 구비되는 제 1하중센서부; 및 상기 개폐도어와 제 1하중센서부 사이에 수평으로 다수개 구비되며 제 1하중센서부가 감지된 후 개폐도어 방향에 위치한 센서의 감지에 의해 상기 구동부를 작동시키는 제 2하중센서부; 가 더 구비된 것을 특징으로 한다.
또, 상기 제어부는 1차적으로 카메라에 감지된 움직임을 판단하여 구동부를 구동시키고 카메라에 설정된 진입방향 외의 경우에는 제 1하중센서부와 제 2하중센서부에의해 동체의 움직임을 재확인하여 구동부를 구동시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 구동부는 프레임의 내부에 구동풀리를 회전시키는 구동모터와, 구동풀리에 체결된 구동벨트와, 구동벨트와 결합되는 종동풀리가 구비되어 구동모터의 회전에 의해 구동되는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 개폐도어 소정부위에 구비되며 개폐도어가 개방된 상태에서 이동경로상에 있는 동체를 감지하여 개폐도어가 개방된 상태를 유지시키는 센서 및 근접에 의해 구동부의 작동을 정지시켜 개폐도어의 이동속도를 줄이는 센서가 더 구비 되는 것을 특징으로 한다.
또한, 강제로 개폐도어를 여닫는 것을 방지하여 잠금기능을 하는 서보모터가 더 구비되며, 서보모터가 작동시 강제로 개폐도어를 여는 경우, 경보를 알리는 경보장치가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 본 고안의 전력손실을 줄이기 위한 방향성 감지 자동도어시스템 및 개폐방법를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 의한 자동도어시스템의 사시도이고, 도 2는 본 발명에 의한 자동도어시스템의 내부사시도이며, 도 3은 본 발명에 의한 자동도어시스템의 다른 내부사시도이고, 도 4는 본 발명에 의한 자동도어시스템의 평면도이다.
도시된 바와 같이, 전력손실을 줄이기 위한 방향성 감지 자동도어시스템은 개구부(11)가 형성된 프레임(10), 슬라이드 이동되어 상기 프레임(10)의 개구부(11)를 개폐시키는 개폐도어(20), 상기 개폐도어(20)를 구동시키는 구동부(30), 상기 개폐도어(20) 전방에 수평으로 좌우대칭되게 다수개 구비되는 제 1하중센서부(40), 상기 개폐도어(20)와 제 1하중센서부(40) 사이에 수평으로 다수개 구비되며 중앙에 위치한 센서가 하중을 감지한 후 소정의 시간이 경과하면 상기 구동부(30)를 작동시키는 제 2하중센서부(45), 상기 프레임(10) 외측 상부에 움직임을 인지하는 카메라(51)와, 상기 카메라(51)를 통해 얻은 영상을 분석하고 개폐도어(20)로 향하는 동체의 움직임을 판단하여 상기 구동부(30)를 구동시키는 제어부(50)로 구성된다.
상기 프레임(10)은 방향성 감지 자동도어시스템의 기본 골격을 이루고 개구부(11)가 형성되며 외부 소정부위에 비밀번호를 입력하거나 수동으로 상기 개폐도어(20)를 작동되도록 하는 입력장치(12)가 구비된다.
상기 개폐도어(20)는 상기 프레임(10)의 개구부(11)를 개폐시키며 좌우 또는 상하방향으로 슬라이드 이동된다. 도 1, 도 2, 도 3의 개폐도어(20)는 좌우방향으로 슬라이드 이동되는 일실시예를 나타낸 도면이다.
상기 구동부(30)는 구동풀리(32)를 회전시키는 구동모터(31)와 구동풀리(32)에 체결된 구동벨트(34)와, 구동벨트(34)와 결합되는 종동풀리(33)가 구비되어 구동모터(31)의 회전에 의해 상기 개폐도어(20)를 좌우 또는 상하방향으로 슬라이딩되도록 구동하는 역할을 한다. 또한, 상기 구동모터(31)는 자물쇠 역할을 수행하고, 개폐도어(20)을 구동할 수 있는 모터이면 사용가능하며 DC모터 등을 예로 들 수 있다.
상기 제 1하중센서부(40)는 상기 개폐도어(20) 전방에 구비되어 수평으로 다수개의 센서가 구비된다.
상기 제 2하중센서부(45)는 상기 개폐도어(20)와 제 1하중센서부(40) 사이에 수평으로 다수개 구비되며 중앙에 위치한 센서의 감지에 의해 소정의 시간이 지나면 상기 구동부(30)를 작동시킨다.
상기 제 1하중센서부(40), 제 2하중센서부(45)는 개폐도어(20)의 크기에 따라 개수를 조절할 수 있으며 기계식, 전자식 반도체식의 것을 사용해도 무방하다.
상기 카메라(51)는 고정, 설치되어 변경되지 않는 배경영상을 인지하고 영상 내에 동체의 움직임에 따른 변경사항이 있을 경우, 배경영상을 제외한 동체의 영상만을 상기 제어부(50)로 전송한다. 상기 카메라(51)는 동체를 감지하고 개폐도어(20) 전방으로 향하는 움직임을 인지할 수 있는 CCD, CMOS 카메라 등이 사용될 수 있다.
상기 제어부(50)는 상기 카메라(51)를 통해 얻은 영상을 분석하여 동체의 움직임이 개폐도어(20)를 향하는 것으로 판단되면 상기 구동부(30)를 구동시켜 개폐도어(20)를 개방하도록 한다.
상기 제 1하중센서부(40), 제 2하중센서부(45)와 제어부(50)를 통해 동체의 움직임을 인식하고 방향성을 감지하여 동체가 개폐도어(20)로 향할 경우에만 개폐도어(20)가 개폐되므로 오작동을 방지할 수 있어 불필요한 전력소모를 방지할 수 있다.
상기 센서(60)는 상기 개폐도어(20)와 프레임(10) 내측 소정부위에 구비되며 개폐도어(20)가 개방된 상태에서 이동경로상에 있는 동체를 감지하여 개폐도어(20)가 개방된 상태를 유지하여 안전사고를 미연에 방지할 수 있도록 하거나, 전자기의 작용에 의해 스위칭 역할로서 근접에 의해 구동부(30)의 작동을 정지시켜 개폐도어(20)의 이동속도를 줄일 수 있도록 하고 개폐도어(20)와 프레임(10)의 물리적인 충격을 막으며 보다 안정적으로 개폐도어(20)를 개폐할 수 있도록 한다. 개폐도어(20)가 개방된 상태를 유지하도록하는 센서(60)로 적외선센서(61), 리미트센서(62) 등이 예시될 수 있으며 개폐도어(20)와 프레임(10)의 물리적인 충격을 막는 센서(60)로 마그네틱센서(63) 등이 예시될 수 있다.
상기 센서(60)는 필요에 따라 둘 이상의 센서를 장착해도 무방하며, 도 2와 도 3은 적외선센서(61), 리미트센서(62), 마그네틱센서(63)를 장착한 모습을 나타낸 내부사시도이다.
상기 서보모터(70)는 상기 구동모터(31)와 함께 잠금기능을 수행하며 강제로 개폐도어(20)를 여닫는 것을 방지한다.
상기 경보장치(80)는 서보모터(70)가 작동시 강제로 개폐도어(20)를 여는 경우, 경보를 알리는 장치로 보안기능을 담당한다.
상기 구동모터(31), 서보모터(70)의 잠금장치와 경보장치(80)를 통해 보안시스템을 구현할 수 있게 된다.
도 5는 본 발명에 의한 자동도어시스템 및 개폐방법에 대한 블록도이다.
전력손실을 줄이기 위한 방향성 감지 자동도어시스템 및 개폐방법은 상기 프레임(10) 외부에 구비된 입력장치(12)를 통해 비밀번호를 입력하면 보안시스템이 해지되어 자동도어시스템이 가동되고, 상기 제 1하중센서부(40), 제 2하중센서부(45)에 의해 하중이 감지되면 각 판단기준에 의해 자동으로 개폐도어(20)가 개폐된다. 입력장치(12)를 통해 자동개폐시스템를 해지하면 보안시스템를 유지하게 되며, 구동모터(31)가 1차 잠금기능을 하고 역회전을 금지하는 서보모터(70)가 자동문의 열림을 방지하여 2차 잠금기능을 한다. 또한 서보모터(70)가 작동하는 보안상태시 개폐도어(20)를 강제로 개방할 경우, 경보장치(80)가 작동되어 경도음이 발생되고 경고등이 점등된다.
도 6은 본 발명에 의한 자동도어시스템의 블록도이다.
프레임(10) 외측 상부에 구비된 카메라(51)가 동체의 움직임을 감지하는 단계(S101)를 거쳐; 제어부(50)가 동체의 방향을 파악하여 개폐도어(20)로 향하는 움직임인지를 판단하는 단계(S102)를 거치고; 상기 제어부(50)가 동체의 움직임이 개폐도어(20)를 향하는 것이라고 판단될 경우, 구동부(30)를 작동시켜 개폐도어(20)를 개방하는 단계(S103)를 거치고; 만약 제어부(50)의 설정범위 밖의 움직임일 경우, 제 1하중센서부(40)와 제 2하중센서부(45)에 의해 동체의 움직임을 재확인하는 단계(S104)거쳐; 동체의 움직임이 개폐도어(20)를 향하는 것이라고 판단되면 개폐도어(20)을 개방(S103)하고, 개폐도어(20)를 향한 움직임이 아닐 경우 대기상태를 유지한다.
도 7a는 본 발명에 의한 제 1하중센서의 블록도-1이며, 도 7b는 본 발명에 의한 제 1하중센서의 블록도-2이고, 도 8은 본 발명에 의한 제 2하중센서의 블록도이다. 상기 도 7a, 도 7b, 도 8은 동체의 움직임에 따른 센서의 인지 및 개폐도어(20)의 개폐여부를 도시하였다.
전력손실을 줄이기 위한 방향성 감지 자동도어의 개폐방법은 제 1하중센서부(40)와 제 2하중센서부(45)를 이용하는 경우, 개폐도어(20) 전방에 수평으로 좌우대칭되게 다수개 구비되는 제 1하중센서부(40)에 의해 하중이 감지된 후 개폐도어(20)와 제 1하중센서부(40) 사이에 수평으로 다수개 구비되는 제 2하중센서부(45)의 중앙에 위치한 센서에 의해 하중이 감지되고 소정의 시간이 경과하면 구동부(30)를 작동시켜 개폐도어(20)를 개방하는 단계; 또는 제 2하중센서부(45)에 의해 하중이 감지된 후 제 2하중센서부(45)의 중앙에 위치한 센서에 의해 하중이 감지되 고 소정의 시간이 경과하면 구동부(30)를 작동시켜 개폐도어(20)를 개방하는 단계;를 포함하여 이루어진다.
위에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 전력손실을 줄이기 위한 방향성 감지 자동도어의 개폐방법을 통해 동체가 개폐도어(20)의 수평방향을 지나치거나 개폐도어(20)에서 멀어지는 방향으로 움직이는 경우에 동체의 방향성을 감지하여 개폐도어(20)로 향하는 방향인지 판단할 수 있어 불필요한 개폐도어(20)의 개방을 방지할 수 있다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의한 방향성 감지 자동도어시스템 및 개폐방법은 자동도어로 향하는 사람의 움직임을 인식하여 자동도어의 오작동을 방지하며 불필요한 전력소모를 방지할 수 있고 안정적으로 자동도어를 개폐할 수 있으며 자동도어 개폐시 발생될 수 있는 안전사고를 미연에 방지할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 사용자의 편의에 따라 수동 또는 자동으로 문이 개폐되도록 할 수 있고, 외부의 물리적인 힘으로 자동도어를 개폐하려하는 것을 방지할 수 있으며 경보장치가 위급상황을 알릴 수 있어 보안기능을 더욱 높인 장점이 있다.

Claims (12)

  1. 개구부가 형성된 프레임;
    좌우 또는 상하방향으로 슬라이드 이동되어 상기 프레임의 개구부를 개폐시키는 개폐도어;
    상기 개폐도어를 구동시키는 구동부;
    상기 프레임 외측 상부에 움직임을 인지하는 카메라;
    상기 개폐도어 전방에 구비되며 상기 개폐도어와 평행하게 다수개의 센서가 일렬로 구비되는 제 1하중센서부, 및 상기 개폐도어와 제 1하중센서부 사이에 상기 개폐도어와 평행하게 다수개의 센서가 일렬로 구비되는 제 2하중센서부;
    상기 제 1하중센서부 또는 제 2하중센서부의 특정 센서에 의해 하중이 감지된 후 상기 제 2하중센서부의 중앙에 위치한 센서에 의해 하중이 감지되고, 상기 카메라에 의해 인식된 동체의 움직임이 상기 개폐도어 방향으로 향하는 것으로 판단되면 상기 구동부를 작동시켜 개폐도어를 개방하는 제어부; 가 구비되는 것을 특징으로 하는 전력손실을 줄이기 위한 방향성 감지 자동도어시스템.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제 2하중센서부의 중앙에 위치한 센서에 의해 소정 시간 이상 하중이 감지되면 상기 구동부를 작동시켜 개폐도어를 개방하는 것을 특징으로 하는 방향성 감지 자동도어시스템.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 구동부는 프레임의 내부에 구동풀리를 회전시키는 구동모터와, 구동풀리에 체결된 구동벨트와, 구동벨트와 결합되는 종동풀리가 구비되어 구동모터의 회전에 의해 구동되는 것을 특징으로 하는 전력손실을 줄이기 위한 방향성 감지 자동도어시스템.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 개폐도어 소정부위에 구비되며 개폐도어가 개방된 상태에서 이동경로상에 있는 동체를 감지하여 개폐도어가 개방된 상태를 유지시키는 센서가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 전력손실을 줄이기 위한 방향성 감지 자동도어시스템.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 개폐도어와 프레임 내측 소정부위에 각각 구비되며, 근접에 의해 구동부의 작동을 정지시켜 개폐도어의 이동속도를 줄이는 센서가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 전력손실을 줄이기 위한 방향성 감지 자동도어시스템.
  8. 제 1항에 있어서,
    강제로 개폐도어를 여닫는 것을 방지하여 잠금기능을 하는 서보모터가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 전력손실을 줄이기 위한 방향성 감지 자동도어시스템.
  9. 제 8항에 있어서,
    서보모터가 작동시 강제로 개폐도어를 여는 경우, 경보를 알리는 경보장치가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 전력손실을 줄이기 위한 방향성 감지 자동도어시스템.
  10. 삭제
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