KR100924260B1

KR100924260B1 - 경사감지장치 및 이를 이용한 자동수평조절장치

Info

Publication number: KR100924260B1
Application number: KR1020080124024A
Authority: KR
Inventors: 노익환
Original assignee: 노익환
Priority date: 2008-12-08
Filing date: 2008-12-08
Publication date: 2009-10-30
Also published as: WO2010067972A3; US8276284B2; WO2010067972A2; US20110247225A1

Abstract

본 발명은 대상물의 기울기가 미리 정해진 정도를 초과하였는지를 감지하는 경사감지장치 및 이를 이용한 자동수평조절장치에 관한 것으로, 수평 상태에서는 유체의 수면에 따라 회동하는 경사 레버에 의해 연동되는 증폭 레버의 끝단이 케이스의 접점과 접촉하지 않는 소정의 간극만큼 이격된 상태로 있다가, 대상물이 미리 정해진 것보다 크게 기울어지면 대상물에 고정된 상기 케이스가 함께 기울어지는데, 케이스 내의 경사 레버는 수면에 의해 일정하게 수평 상태를 유지하므로, 케이스에 대해서는 경사 레버가 일방으로 회전되고, 이 경사레버의 회전 변위는 증폭 레버에 의하여 증폭되어 일측 접촉 센서와 일측 접점이 접속되어 ON상태가 되면, 측정하고자 하는 대상물이 미리 정해진 범위를 벗어나 일방으로 기울어진 것으로 정교하게 감지할 수 있는 경사감지장치 및 이를 이용한 자동수평조절장치를 제공한다.

절연 유체, 경사 레버, 증폭 레버, 접점, 전류방향전환회로

Description

경사감지장치 및 이를 이용한 자동수평조절장치 {INCLINATION SESNING APPARATUS AND APPARATUS FOR CONTROLLING POSTURE AUTOMATICALLY USING SAME}

본 발명은 경사감지장치 및 이를 이용한 자동수평조절장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 미리 정해진 범위의 수평도를 유지하고 있는지 여부를 보다 정교하고 정밀하게 감지하는 경사감지장치와, 이를 이용하여 외부 요인에 의하여 이 수평 상태가 허용 범위 밖으로 변동되면 곧바로 자동으로 바로잡을 수 있는 자동수평조절장치에 관한 것이다.

일반적으로 많은 기계들은 미리 정해진 자세를 유지하면서 작동하도록 설계되고 제작된다. 예를 들어, 최근 널리 사용되는 드럼 방식의 세탁기는 세탁물을 수용하는 챔버가 수평으로 뉘여진 상태로 유지하면서 전동기에 의해 직접적으로 회전 구동되거나 벨트를 통해 간접적으로 회전 구동된다. 그리고, 굳지 않은 콘크리트 상태를 유지하기 위하여 시멘트, 자갈, 모래 등을 배합하는 레미콘 트럭도 역시 굳지 않은 콘크리트가 수평으로 유지되는 상태를 유지하여 원활하게 콘크리트 수용부가 회전되도록 작동한다.

또한, 고급 자동차나 고속 열차는 굽은 길을 고속으로 주행할 수 있도록 운전 경로의 기울기에 따라 작용하는 원심력을 보상하는 변위를 도입하는 장치를 구비하기도 한다.

이와 같이 다양한 기계, 장치들이 설계 및 제작 단계에서 미리 정한 범위의 자세를 일정하게 유지하거나 이동 중에 원하는 기울기로 유지시키기 위해서는 실시간으로 기계, 장치들의 기울기를 측정하여야 한다. 그러나, 종래에는 대한민국 특허공보 제413952호에 따른 경사도 측량자와 같이 토목 건축 현장에서 개략적인 기울기만 측정할 수 있는 장치를 사용하거나, 대한민국 특허공보 제378267호와 같이 복잡한 유압 장치를 구비해야만 비로소 소정의 기울기 범위로 유지하도록 기울기를 감지하는 장치를 완비할 수 있었다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 자동차나 각종 기계의 자세를 일정하게 유지하기 위하여 보다 정교하면서도 정밀하게 측정하고자 하는 대상물의 기울기가 미리 정해진 범위 내에 있는지 여부를 감지하는 경사감지장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한 본 발명은 이와 같은 경사감지장치를 보다 저렴하게 제작하는 것을 다른 목적으로 한다.

그리고 본 발명은 중력에 의하여 항상 수평면을 유지하는 유체의 부력을 이 용하여 경사를 측정함으로써, 기울기를 정확하면서도 신뢰성있게 측정할 수 있도록 하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 측정하고자 하는 대상물의 기울기와의 차이를 유체의 수위에 따른 기울기 변화를 지렛대 원리를 이용하여 기울기 변화를 증폭시켜 보다 정교하고 민감하게 기울기를 측정할 수 있도록 하는 것이다.

그리고, 본 발명은 상기 경사감지장치를 이용하여 정교하면서도 높은 민감도를 가지고 자동으로 수평 자체를 유지할 수 있도록 제어하는 자동수평조절장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 유체가 일부 채워진 밀봉되며, 측정하고자 하는 대상물의 기울기가 반영되도록 고정되는 케이스와; 피봇 고정되어 회전가능한 상태로 상기 케이스 내에 설치되어, 상기 유체의 부력에 의하여 회동 가능하게 설치되는 경사 레버와; 상기 케이스의 일측이 높아지도록 기울어지면, 상기 유체의 부력에 의하여 상방 이동하는 상기 경사 레버의 일측에 고정되어 함께 상하 이동하되, 회전 중심으로부터 이격된 일측이 상기 케이스의 내벽으로부터 돌출된 제1간극조절부에 간섭되기 시작한 이후에 타측이 상기 경사 레버의 일방으로의 회전각에 비례하여 회전하는 제1증폭 레버와; 상기 케이스가 타측이 높아지도록 기울어지면, 상기 유체의 부력에 의하여 상방 이동하는 상기 경사 레버의 타측에 고정되어 함께 상하 이동하되, 회전 중심으로부터 이격된 일측이 상기 케이스의 내벽으로부터 돌출된 제2간극조절부에 간섭되기 시작한 이후에 타측이 상기 경사 레버의 타방으로의 회전각에 비례하여 회전하는 제2증폭 레버와; 상기 경사 레버가 일방으로 미리 정해진 각도보다 큰 각도만큼 회전하면 상기 제1증폭 레버의 회전에 의해 상기 케이스의 내측에 제1접점과 접촉하는 것에 의하여 상기 경사 레버가 일방으로 미리 정해진 각도보다 크게 회전하였다는 ON 신호를 출력하도록 상기 제1증폭 레버에 고정된 제1접촉 센서와; 상기 경사 레버가 타방으로 미리 정해진 각도보다 큰 각도만큼 회전하면 상기 제2증폭 레버의 회전에 의해 상기 케이스의 내측에 제2접점과 접촉하는 것에 의하여 상기 경사 레버가 타방으로 미리 정해진 각도보다 크게 회전하였다는 ON 신호를 출력하도록 상기 제2증폭 레버에 고정된 제2접촉 센서를; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 경사감지장치를 제공한다.

즉, 케이스가 직간접적으로 고정된 대상물이 미리 정해진 값보다 더 크게 한쪽으로 치우쳐 기울여지면, 케이스는 기울여지지만 그 내부의 유체의 수면(여기서, '수면'은 물의 표면을 의미하는 용어로 한정되지 않으며, 유체의 표면을 의미하는 용어로 사용하기로 한다)은 수평상태를 유지하므로, 유체의 부력에 의하여 유체의 수면과 평행한 자세를 유지하는 경사 레버가 케이스에 대하여 회전하게 되고, 이 때, 케이스에 대한 경사 레버의 회전 변위를 제1증폭 레버 및 제2증폭 레버로 증폭하여 정밀하면서도 민감도 높은 경사감지장치를 구현할 수 있게 된다.

구체적으로는, 대상물의 기울여짐에 따라 케이스가 기울어졌다고 하더라도, 상기 대상물이 허용 범위 내에서만 기울여진 것이라면, 상기 증폭레버가 수평 상태 로 유지된 상태이거나 간극조절부와 접촉하기 시작하여 (민감도를 높이기 위하여 경사 레버가 완전히 수평인 상태에서 간극조절부와 증폭레버가 접촉된 상태로 설정될 수도 있지만, 간극조절부와 증폭레버 사이에는 소정의 미세한 간극이 존재하는 것을 기준으로 이하에서 상술하기로 한다) 회전하더라도 접촉 센서와 접촉하지 않은 상태로 있게 되므로, 미리 정해진 허용 범위 내에서 수평 상태로 유지된다.

그러나, 대상물의 기울임이 미리 정해진 허용 범위를 초과하여 기울여지면, 수면에 의해 수평 상태로 유지되는 경사 레버는 대상물과 함께 회전하는 케이스에 대하여 회전하고, 경사 레버의 회전에 의하여 상기 한 쌍의 증폭 레버 중 어느 하나가 케이스의 내벽으로부터 돌출된 간극조절부와 일측이 접촉 간섭되어 회전하게 되며, 이에 따라 증폭 레버의 타측이 경사 레버의 회전각에 비례하여 회전하여, 경사 레버가 미리 정해진 각도보다 큰 각도만큼 회전하면, 증폭 레버의 타측에 위치한 접촉센서가 케이스의 내측에 위치한 접점과 접촉하여, 미리 정해진 허용 범위를 초과하여 상기 대상물이 기울여진 것을 감지할 수 있게 된다.

이를 통해, 대상물이 미리 정해진 범위 내에서 수평 상태를 유지하는 경우에는 제1증폭 레버의 일측이 제1간극조절부와 접촉하고, 동시에 제2증폭 레버의 일측이 제2간극조절부와 동시에 접촉한 상태를 유지하도록 한 상태에서, 측정하고자 하는 대상물이 일방으로 미리 정해진 기울기 편차보다 더 기울인 상태가 되면, 절대적인 수평면을 이루는 유체의 수면과 측정하고자 하는 대상물과의 기울기 차이가 발생되어, 기울기의 방향에 따라 제1증폭 레버, 제2증폭 레버 중 어느 하나의 타측 의 접촉 센서가 케이스에 고정된 접점과 접촉함으로써, 측정하고자 하는 대상물이 어느 방향으로 미리 정해진 범위를 넘어서서 기울여진 것인지를 감지할 수 있게 된다.

여기서, 측정하고자 하는 대상물의 정밀도에 따라 '미리 정해진 기울기 편차'는 제1증폭 레버 및 제2증폭 레버의 레버 비율이나 케이스에 고정된 접점의 돌출 위치 및 간극조절부의 돌출 정도(즉, 간극조절부의 끝단과 증폭레버 사이의 간극)의 조절에 의하여 다양하게 조절할 수 있다. 또한, 상기 경사 레버는 회전 중심을 케이스에 중앙부에 두고 있는 하나의 몸체로 형성되어 케이스의 기울임에 따라 어느 일방으로만 회전 가능하게 형성될 수도 있지만, 회전 중심을 중심으로 분리된 몸체로 형성되어 각각 개별적으로 회동하는 형상으로 형성될 수도 있다. 또한, 상기 케이스 내부에 회동가능하게 고정된 경사 레버는 1개로 형성되어 어느 한 방향으로의 기울임을 측정하는 데 사용될 수도 있지만, 2개 이상으로 형성되어 2개 이상의 방향에 대한 기울기를 각각 측정하는 데 사용될 수도 있다.

그리고, 상기 유체는 의도하지 않게 접촉 센서와 접점 사이를 통전시키지 않도록 절연유체일 수 있다. 또한, 상기 유체는 정지 상태에서 사용하는 경우에 비하여 이동 상태에서 사용하는 경우에는 점도가 높은 유체로 사용되는 것이 바람직하다.

또한 측정하고자 하는 대상물의 미세한 기울기도 민감하게 감지하기 위하여, 증폭 레버의 회전 중심으로부터 케이스로부터 돌출된 간극조절부와의 접촉 위치까지의 거리는 증폭 레버의 회전 중심을 중심으로 간극조절부와 반대측에 위치한 접 촉 센서까지의 거리보다 더 작게 설정된다. 이를 통해, 경사 레버의 미세한 회전 변위는 증폭 레버에 의하여 증폭되어 고정밀도가 요구되는 기계 장치의 수평도나 자세의 수평면에 대한 기울기 편차를 용이하게 측정하고자 할 수 있게 된다. 이와 동시에, 경사 레버가 완전한 수평 상태로 유지되는 한 쌍의 간극조절부와 한 쌍의 증폭레버가 서로 접촉한 상태로 유지함으로써, 상기 경사레버가 미세하게 회전하더라도 상기 증폭 레버가 회전하도록 함으로써, 대상물의 기울임 측정의 민감도를 보다 향상시킬 수 있다.

사용자가 상기 장치를 이용하여 측정하고자 하는 대상물의 경사가 어느쪽으로 치우친 것인지 쉽게 알 수 있도록, 상기 제1접촉 센서 및 상기 제2접촉 센서로부터 ON/OFF 신호를 전송받아, 상기 경사감지장치가 설치된 경사도가 미리 정해진 값보다 큰지 여부를 표시하는 표시기를 추가적으로 포함하여 구성된다.

그리고, 상기 유체가 접하는 상기 경사 레버는 저면에는 오목하게 요입형성된 요입부가 형성되어, 상기 유체에 따른 부력에 의해 경사 레버가 보다 신뢰성있게 함께 움직일 수 있도록 한다. 이 때, 유체와 경사 레버의 사이에 공기방울 등이 개재되어 잘못된 기울기로 측정되는 것을 방지하기 위하여, 공기가 통과할 수 있는 통공이 상기 경사 레버의 상하 방향으로 관통된 것이 효과적이다.

한편, 본 발명은 상기 제1접촉 센서가 ON이고 상기 제2접촉 센서가 OFF인 경우와, 상기 제1접촉 센서가 OFF이고 상기 제2접촉 센서가 ON인 경우에 상호 전류의 인가방향을 반대로 전환시키는 전류방향전환회로를; 포함하여, 측정 대상물의 기울기 방향에 따라 하나의 구동 수단에 각각 서로 방향의 전류를 인가함에 따라, 측정 대상물의 기울기가 자동으로 미리 정해진 수평 정도에 부합하게 조절될 수 있도록 한다.

한편, 본 발명은 상기 경사감지장치를 이용한 자동수평조절장치로서, 상기 전류방향전환회로와 연결되어, 상기 제1접촉 센서가 ON이고 상기 제2접촉 센서가 OFF인 경우와, 상기 제1접촉 센서가 OFF이고 상기 제2접촉 센서가 ON인 경우에 상호 전류가 반대로 인가되어 작동 방향이 변경되는 전동기, 유압구동기 등과 같은 구동수단과; 전류의 인가에 따른 상기 구동수단의 구동에 연동하여 대상물의 경사도를 수평 상태로 조절하는 수단을; 포함하여, 상기 대상물의 기울기 방향에 따라 하나의 구동 수단에 각각 서로 방향의 전류가 인가되어, 하나의 구동 수단으로 측정 대상물의 기울기가 미리 정해진 수평 상태에 부합하도록 자동으로 조절할 수 있으며, 나아가, 외부 요인에 의하여 이 수평 상태가 변동되더라도 곧바로 수평상태가 되도록 보정할 수 있는 자동수평조절장치를 제공한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은, 수평 상태에서는 유체의 수면에 따라 회동하는 경사 레버에 의해 연동되는 증폭 레버의 끝단이 케이스의 접점과 접촉하지 않는 소정의 간극만큼 이격된 상태로 있다가, 측정 상태에서는 측정하고자 하는 대상물의 기울기가 반영되도록 케이스가 고정됨에 따라, 경사 레버의 일방으로의 회전 변위가 발생되고, 이 회전 변위는 증폭 레버에 의하여 증폭되어 일측 접촉 센서와 일측 접점이 접속되어 ON상태가 되면, 측정하고자 하는 대상물이 미리 정해진 범위를 벗어나 일방으로 기울어진 것으로 정밀하고 높은 민감도로 감지할 수 있는 경사감지장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 유압 유닛과 같은 고가의 구성을 배제하면서도 증폭 레버에 의하여 높은 민감도와 정확성을 갖는 경사감지장치를 제공한다.

그리고, 본 발명은 측정하고자 하는 대상물의 정밀도에 따라 '미리 정해진 기울기 편차'를 제1증폭 레버 및 제2증폭 레버의 레버비(lever ratio: a/b)나 케이스에 고정된 접점의 돌출 위치를 조정하여 다양하게 설정할 수 있도록 함으로써, 엄격하게 수평 상태가 유지되어야 하는 기계 장치와 매우 엄격하지 않더라도 소정의 완화된 범위 내에서만 수평 상태로 유지되어야 하는 기계 장치에 대하여 모두 다양하게 적용할 수 있도록 한다.

또한, 본 발명은 케이스 내에 수용되는 유체를 측정하고자 하는 대상에 따라 다양한 점도를 갖도록 함에 따라 정지된 상태인 대상물 뿐만 아니라 이동중인 상태인 대상물에 대해서도 미리 정해진 범위를 벗어나는 기울기를 용이하게 감지할 수 있도록 한다.

특히, 본 발명은 또한 측정하고자 하는 대상물의 미세한 기울기도 민감하게 감지할 수 있도록, 증폭 레버의 회전 중심으로부터 케이스로부터 돌출된 간극조절부와의 접촉 위치까지의 거리는 증폭 레버의 회전 중심을 중심으로 간극조절부와 반대측에 위치한 접촉 센서까지의 거리보다 더 작게 위치시킴으로써, 고정밀도한 수평 상태가 요구되는 기계 장치에 대해서도 민감하면서도 정밀한 기울기 편차를 용이하게 측정할 수 있도록 한다.

그리고, 상기 유체가 접하는 상기 경사 레버는 저면에는 오목하게 요입형성된 요입부가 형성되어 상기 유체에 따른 부력에 의해 경사 레버가 보다 신뢰성있게 함께 움직일 수 있도록 하며, 유체와 경사 레버의 사이에 공기방울 등을 외부로 유출시키는 통공이 상기 경사 레버의 상하 방향으로 관통된 것이 효과적이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 경사감지장치(100)를 상술한다.

다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대해서는 동일하거나 유사한 도면 부호를 부여하고 이에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 경사감지장치의 구성을 도시한 단면도, 도2는 도1의 경사 레버의 주변 구성의 사시도, 도3은 도2의 절단선 Ⅲ-Ⅲ에 따른 단면도, 도4는 도1의 장치의 전류방향전환회로의 구성을 도시한 도면, 도5는 도1의 경사감지장치를 이용하여 수평상태를 조절하는 구성을 도시한 도면이다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 경사감지장치(100)는 절연 유체(77)가 일부 채워지고 밀봉되며 측정하고자 하는 대상물(10)에 고정되는 케이스(110)와, 케이스(110)에 피봇 고정되어 120d로 표시된 방향으로 회전할 수 있는 상태로 설치되어 유체의 부력에 의하여 회동 가능하게 설치되는 경사 레버(120)와, 케이스(110)가 어느 한 방향으로 기울여지면 유체의 부력에 의해 회전 하는 경사레버(120)의 양측 상면에 각각 고정되어 경사 레버(120)와 함께 상하이동하며 케이스(110)의 내벽으로부터 돌출된 간극조절부(115,115')와 간섭된 이후에는 경사 레버(120)의 회전각에 비례하여 130d 및 130d'로 표시된 방향으로 회전하는 제1증폭 레버부(130) 및 제2증폭 레버부(130')와, 경사 레버(120)의 회전각이 미리 정해진 값보다 커지면 케이스(110)의 내벽에 위치한 제1접점(119)과 제2접점(119')에 접촉하여 접속되도록 제1증폭 레버(131) 및 제2증폭레부(131')의 끝단 상면에 고정된 제1접촉 센서(140) 및 제2접촉 센서(140')와, 제1접촉 센서(140) 및 제2접촉 센서(140') 중 어느 하나가 접점(119,119') 중 어느 하나와 접속하면 다른 하나와 접속한 경우와 반대의 전류가 전동기(180)에 인가되도록 전류방향을 전환시키는 전류방향전환회로(150)와, 제1접촉 센서(140)와 제2접촉 센서(140')가 동시에 제1접점(119)과 제2접점(119)에 접속된 상태가 되지 않도록 제1증폭 레버(131)의 회전 중심으로부터 이격된 제1위치와 제2증폭 레버(131')의 회전 중심으로부터 이격된 제2위치를 상호 연결하는 연동 와이어(171,172)와, 전류방향전환회로(150)로부터 출력되어 제1접점(119)이 ON인 경우와 제2접점(119')이 ON인 경우에 서로 다른 방향으로 회전 구동되는 전동기(180)와, 측정하고자 하는 대상물(10)이 일방으로 기울어진 정도가 미리 정해진 값을 초과하여 어느 하나의 접점이 ON으로 되면, 사용자가 어느 쪽으로 기울어진 것인지를 시각적으로 확인할 수 있도록 서로 다른 색깔과 위치로 표시되는 표시기(190,190')로 구성된다.

상기 케이스(110)는 유체(77)가 담겨지는 하부 케이스(111)와, 하부 케이스(111)의 선단면을 덮는 요입부(111a)가 형성되어 내부를 밀봉 공간으로 만드는 덮개(112)와, 유체(77)가 경사 레버(120)의 길이 방향(77d)으로 출렁거리는 것을 막아 경사 레버(120)가 요동하는 것을 방지하도록 하부 케이스(111)의 바닥면으로부터 돌출된 유동 방지벽(113)과, 덮개(112)의 내측벽에 볼트 체결로 고정되어 경사 레버(120)를 회동 가능하게 고정하는 지지 본체(114)와, 경사 레버(120)의 회전각에 비례하여 증폭 레버(131,131')를 회전시키기 위하여 증폭 레버(131,131')의 일측 상방으로의 이동을 구속하도록 덮개(112)로부터 하방 돌출된 간극조절나사(115,115')와, 경사 레버(120)가 2개로 설치되는 경우에 경사 레버(120)에 수직하게 배열 고정하도록 지지 본체(114)의 하부에 연결 고정되는 지지 하부체(116)로 구성된다.

여기서, 완전히 수평인 상태에서 상기 간극조절나사(115,115')는, 높은 민감도로 대상물의 기울기를 감지하고자 하는 경우에는 경사 레버(120)가 완전히 수평 상태일 때 수평 상태로 있는 증폭 레버(131,131')에 간극조절나사(115,115')의 끝단이 접촉된 상태로 유지될 수도 있지만, 간극조절나사(115,115')는 증폭레버(131,131')가 수평인 상태로부터 미리 정해진 거리(s)만큼 그 끝단이 이격되게 설치되도록 조정 가능하다. 이 때, 간극조절나사(115,115')는 케이스(110)에 암나사부(미도시)에 맞물린 체결 상태로 회전시킴으로써 도면부호 115d로 표시된 방향으로 증폭 레버(131,131')와의 간극(s)이 조절된다. 그리고 나서, 설정된 간극(s)을 유지하기 위하여, 간극조절나사(115,115')의 수나사와 암나사부 사이의 틈새는 밀봉(115b)된다.

그리고, 지지 하부체(116)는 경사 레버(120)가 2개로 수직하게 배열 설치되 는 경우에 사용되는 것으로, 도2에 도시된 바와 같이, 4개의 나사를 관통공(116b)를 관통하여 지지 본체(114)의 저면에 형성된 나사홈(미도시)에 체결하여 고정된다. 그리고, 또 다른 경사 레버가 도면부호 116a로 표시된 피봇핀 수용공에 삽입되는 피봇핀에 회동 가능하게 결합될 수 있다.

또한, 유동방지벽(113)에는, 도1 및 도5에 도시된 바와 같이, 케이스(110) 내부의 유체가 출렁거리는 것을 방지하면서도 경사 레버(120)의 길이 방향으로의 유동이 큰 저항없이 가능하도록 상대적으로 큰 유체 통로공(113a)이 관통 형성된다.

도면 중 미설명 부호인 114a는 덮개(112)와 지지 본체(114)를 일체로 고정하기 위하여 형성된 나사구멍이다.

상기 경사 레버(120)는 회전 본체(114)에 회동 가능하게 피봇 고정되며, 수평 상태로 수면이 유지되는 유체(77)의 부력에 의하여 케이스(110)의 기울임에도 불구하고 수평 상태를 유지하므로, 대상물과 함께 회전하는 케이스(110)에 대하여 상대적인 회전 변위를 보여준다. 이 때, 유체(77)의 부력에 의한 영향을 직접적이면서 그대로 받게 하기 위하여 유체(77)와 접하는 경사 레버(120)의 저면에는 도3에 도시된 바와 같이 요입부(122)가 형성되며, 경사 레버(120)와 유체(77)의 사이에 기포가 위치하는 것에 의하여 경사 레버(120)가 유체(77)의 수면과 일치하지 않게 되는 것을 방지하도록 경사 레버(120)를 관통하는 통공(121)이 상하방향으로 관통된다.

상기 증폭 레버부(130,130')는 경사 레버(120)의 회전중심으로부터 이격된 경사 레버(120)의 양끝단부에 회동 가능하게 고정된 증폭 레버(131,131')와, 증폭 레버(131,131')를 회동가능하게 고정하는 고정부(132,132')로 구성된다. 이 때, 경사 레버(120)가 상방으로 이동하면, 상방으로 이동하는 측의 증폭 레버(131,131')가 간극조절나사(115,115')와 접촉 간섭된 이후에 경사 레버(120)의 회전 변위에 따른 회전각으로 회전하도록, 증폭 레버(131,131')가 수평 상태인 경우에는 증폭 레버(131,131')의 회전중심(131a,131a')으로부터 소정 거리(a)만큼 이격된 위치의 간극조절나사(115,115')는 소정의 간극(s)만큼 증폭 레버(131,131')로부터 이격되거나 보다 높은 민감도를 얻기 위하여 접촉된 상태로 유지된다. 이에 따라, 경사 레버(120)가 일방으로 회전하면, 증폭 레버(131,131')의 외측은 간극조절나사(115,115')에 의하여 상방으로의 이동이 제한되므로, 증폭 레버(131,131')의 내측의 접촉 센서(140,140')는 도2에 표시된 레버비(b/a)만큼 증폭된 변위만큼 회전한다.

상기 접촉 센서(140,140')는 증폭 레버(131,131')의 간극조절나사(115,115')와의 접촉점(115a)의 반대측인 내측 상면에 각각 2개씩 형성된다. 제1증폭 레버(131)의 내측 끝단에는 회전중심(131a)으로부터 동일한 거리만큼 떨어진 위치에 2개의 제1접촉 센서(140a,140b)가 위치하며, 제2증폭 레버(131')의 내측 끝단에도 회전중심(131a')으로부터 동일한 거리만큼 떨어진 위치에 2개의 제2접촉 센서(140a',140b')가 위치한다. 이를 통해, 경사 레버(120)가 어느 한 방향으로 미리 정해진 값보다 큰 각도만큼 회전하면, 제1증폭 레버(131) 또는 제2증폭 레버(131')의 접촉 센서(140,140') 중 어느 한 쌍은 케이스(110)의 내면에 고정된 접 점(119,119')와 접속된 ON상태가 되고, 접촉 센서(140,140') 중 다른 한 쌍은 케이스(110)의 내면에 고정된 접점(119,119')과 접속하지 않은 OFF상태가 되어, 이들 신호를 출력하게 된다.

상기 전류방향전환회로(150)는 도4에 도시된 바와 같이 전원(160)으로부터 공급되는 전류의 방향은 일정하지만 접속센서(140,140') 중 어느 한 쌍에만 ON으로 접속함에 따라 전동기(180)로 출력되는 전류의 방향이 전환되도록 구성된다.

보다 구체적으로 도4를 참조하여 설명하면, X로 표시된 지점에서는 항상 (+)의 전극이고 Y로 표시된 지점에서는 항상 (-)전극이 전원(160)으로부터 통전된다. 이 때, 측정하고자 하는 대상물이 좌측 하방으로 기울어지면, 도1에 도시된 바를 기준으로 경사 레버(120)의 좌측이 상방으로 이동하고 경사 레버(120)의 우측은 하방으로 케이스(120)에 대하여 경사 레버(120)가 상대 회전된다. 이에 따라, 경사 레버(120)의 좌측에 위치한 제1증폭 레버(131)가 제1간극조절나사(115)와 미리 정해진 간극(s)만큼 이동한 후 그 끝단과 일측(115a)이 간섭된 이후에는, 경사 레버(120)의 회전변위에 비례하여 제1증폭 레버(131)가 회전하기 시작하여, 경사 레버(120)의 회전 변위보다 b/a배만큼 더욱 더 큰 각도만큼의 회전 변위가 제1증폭 레버(131)의 타측(내측)에 발생된다. 이 때, 경사 레버(120)의 회전각이 미리 정해진 허용 범위를 초과하면, 제1증폭 레버(131)의 타측에 위치한 제1접촉 센서(140a,140b)가 한 쌍의 제1접점(119)와 접속되어 ON상태가 되고, 제2증폭 레버(131')의 타측(내측)에 위치한 제2접촉 센서(140a',140b')는 제2접점(119')과 접속하지 않는 OFF상태가 된다. 따라서, 도4에 도시된 전류방향전환회로(150)에서 모 터(180)에 인가되는 전류의 방향은 지점X'에는 (+)전극이 지점 Y'지점에는 (-)전극의 전류가 통전된다.

이에 반하여, 측정하고자 하는 대상물이 우측 하방으로 기울어지면, 도1에 도시된 바를 기준으로 경사 레버(120)의 우측이 상방으로 이동하고 경사 레버(120)의 좌측은 하방으로 케이스(120)에 대하여 경사 레버(120)가 상대 회전된다. 이에 따라, 경사 레버(120)의 우측에 위치한 제2증폭 레버(131')가 제2간극조절나사(115')와 미리 정해진 간극만큼 이동한 후 그 끝단과 일측(115a)이 간섭되며, 그 이후에는, 경사 레버(120)의 회전변위에 비례하여 제2증폭 레버(131')가 회전하기 시작하여, 경사 레버(120)의 회전 변위보다 b/a배만큼 더욱 더 큰 각도만큼의 회전 변위가 제2증폭 레버(131')의 타측(내측)에 발생된다. 이 때, 경사 레버(120)의 회전각이 미리 정해진 범위를 초과하는 경우에는, 제2증폭 레버(131')의 타측에 위치한 제2접촉 센서(140a',140b')가 한 쌍의 제2접점(119')와 접속되어 ON상태가 되고, 제1증폭 레버(131)의 타측(내측)에 위치한 제1접촉 센서(140a,140b)는 제1접점(119)과 접속하지 않는 OFF상태가 된다. 따라서, 도4에 도시된 전류방향전환회로(150)에서 모터(180)에 인가되는 전류의 방향은 지점X'에는 (-)전극이 지점 Y'지점에는 (+)전극의 전류가 통전된다.

다시 말하면, X로 표시된 지점에서는 항상 (+)의 전극이고 Y로 표시된 지점에서는 항상 (-)전극인 전류가 전원(160)으로부터 통전되지만, 제1접촉 센서(140) 가 ON이 되는 경우와 제2접촉 센서(140')가 ON이 되는 경우에는 각각 모터에 통전되는 전류의 인가 방향이 뒤바뀌게 된다. 이를 통해, 별도의 제어 수단을 구비하지 않고 스위치의 배선을 도5에 도시된 바와 같이 구성함으로써, 측정하고자 하는 대상물의 한쪽으로 치우친 기울인 상태를 전동기나 유압 장치 등으로 구성되는 하나의 구동수단(180)으로 바로잡을 수 있게 된다.

상기 증폭 레버(131,131')의 회전중심(131a,131a')에는 증폭 레버(131,131')와 함께 회전하는 한 쌍의 풀리(135)가 고정된다. 도1 및 도2에 도시된 바와 같이, 제1증폭 레버(131)와 함께 회전하는 하나의 풀리(135)의 하측과 제2증폭 레버(131')와 함께 회전하는 하나의 풀리(135')의 하측에 양 단부가 고정된 연동 와이어(172)가 설치된다. 그리고, 제1증폭 레버(131)와 함께 회전하는 또 다른 하나의 풀리(135)의 상측과 제2증폭 레버(131')와 함께 회전하는 또 다른 하나의 풀리(135')의 상측에 양 단부가 고정된 또 다른 연동 와이어(171)가 설치된다. 이 때, 연동 와이어(171,172)는 팽팽한 상태로 유지된다. 이를 통해, 제1증폭 레버(131)와 제2증폭 레버(131')는 연동 와이어(171)에 의하여 항상 동일한 방향으로 회전하게 되며, 이에 따라, 접촉 센서(140,140') 중 어느 한 쌍이 ON인 상태에서 접촉 센서(140,140')중 다른 한 쌍이 동시에 ON인 상태로 되는 것을 방지하여, 보다 신뢰성있는 작동 환경을 구현할 수 있게 된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 경사감지장치(100)를 이용하여 도5에 도시된 바와 같이 측정하고자 하는 대상물(10)에 고정되어 설치된 자동 수평조절장치가 구성될 수 있다. 이 때, 대상물(10)의 수평 상태로 유지시키는 구동 수단인 하나의 전동기(180)는 대상물(10)의 높이를 조절하는 조절나사봉을 회전시킬 수 있도록 설치된다. 본 실시예에 따른 자동수평조절장치는 구동 수단으로서 전동기(180)를 예로 들어 설명하였지만, 대상물(10)의 수평 상태로 유지하기 위한 구동 수단은 유압 장치 등의 다른 어떠한 변위 조절용 구동 수단이 사용될 수 있다.

이와 같이 구성된 상태에서, 대상물(10)의 수평도가 미리 정해진 범위를 초과하여 경사감지장치(100)의 증폭 레버(131,131')의 회전에 의하여 접촉 센서(140,140')중 한 쌍이 접점(119,119')과 접속되어 ON상태가 되면(도5의 상태에서는 제1증폭 레버(131)의 제1접촉 센서(140)가 제1접점(119)과 ON상태가 된다), 전류방향전환회로(150)를 통해 전원(160)으로부터 전동기(180)를 어느 일방으로 회전시키는 전류가 전달되어, 전동기(180)와 연동 회전하는 나사봉 형태의 지지대(99)가 하방으로 이동하여 대상물(10)을 수평 상태(접촉 센서(140,140')중 어느 것도 ON이 되지 않아 전류가 전동기(180)에 전달되지 않는 상태)가 되도록 한다. 즉, 이와 같은 상태는 기계 장치의 초기 설치 당시에 하나의 전동기로 기울기 편차를 조정할 수 있다는 장점을 가질 뿐만 아니라, 외부 요인에 의하여 이미 설치되거나 작동중이거나 이동하는 기계 장치의 수평 상태가 변동되더라도, 이를 감지하여 곧바로 전동기를 통하여 기울어진 상태를 수평 상태로 곧바로 보정할 수 있게 된다.

이하, 본 발명의 다른 실시예를 상술한다. 다만, 본 발명의 다른 실시예의 요지를 명확하게 하기 위하여, 본 발명의 일 실시예와 중복되거나 대응되는 구성에 대해서는 동일하거나 200번대의 도면 부호를 부여하고, 이에 대한 구성은 전술한 일 실시예에 대한 기재 사항으로부터 당업자에게 자명하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 경사감지장치의 경사 레버의 주변 구성을 도시한 사시도, 도7은 도6의 절단선 Ⅶ-Ⅶ에 따른 단면도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 경사감지장치는 전술한 일 실시예의 경사감지장치(100)와 2개의 경사 레버(120,220)이 설치된다는 점에서 차이가 있다. 이 때, 중앙부에 2개의 회전축을 구비하기 위하여, 경사 레버(120)의 하부에 위치하는 제2경사 레버(220)는 중앙부에 위치한 회전중심(220a)이 도1의 지지 하부체(116)의 피봇핀 수용공(116a)과 정렬된 상태로 피봇핀(미도시)이 관통하는 것에 의해 회전 지지된다. 제2경사 레버(220)의 중앙부에는 경사 레버(120)의 회전 변위를 수용하면서 보다 얇은 두께로 되도록 요입 형성된 상방레버 수용부(220b)가 위치한다.

그리고, 경사 레버(120)와 마찬가지로, 유체(77)의 부력에 의한 영향을 보다 잘 받도록 하기 위하여 유체(77)와 접하는 제2경사 레버(220)의 저면에는 도7에 도시된 바와 같이 요입부(222)가 형성되며, 제2경사 레버(220)와 유체(77)의 사이에 기포가 개재되는 것에 의하여 제2경사 레버(220)가 유체(77)의 수면과 일치하지 않게 되는 것을 방지하기 위하여 경사 레버(120)를 관통하는 통공(121)이 상하방향으로 관통된다.

이와 같이 구성된 경사감지장치의 전류방향전환회로는 도4에 도시된 회로가 병렬로 구성됨으로써 가능해진다.

이상과 같이 구성됨에 따라, 본 발명에 따른 경사감지장치(100)는 수평 상태에서는 유체의 수면에 따라 회동하는 경사 레버(120,220)에 의해 연동되는 증폭 레버(131,131'...)의 끝단이 케이스의 접점(119,119')과 접촉하지 않는 소정의 간극만큼 이격된 상태로 있다가, 측정 상태에서는 측정하고자 하는 대상물(10)의 기울기가 반영되도록 케이스(110)가 고정되어 경사 레버(120,220)의 일방으로의 회전 변위가 발생되고, 이 회전 변위는 증폭 레버(131,131'...)에 의하여 증폭되어 일측 접촉 센서(140,와 일측 접점이 접속되어 ON상태가 되면, 측정하고자 하는 대상물이 미리 정해진 범위를 벗어나 일방으로 기울어졌는지 여부를 저렴한 장치로 보다 정밀하고 높은 민감도로 감지할 수 있게 된다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구 범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 경사감지장치의 구성을 도시한 단면도

도2는 도1의 경사 레버의 주변 구성의 사시도

도3은 도2의 절단선 Ⅲ-Ⅲ에 따른 단면도

도4는 도1의 장치의 전류방향전환회로의 구성을 도시한 도면

도5는 도1의 경사감지장치를 이용하여 수평상태를 조절하는 구성을 도시한 도면

도6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 경사감지장치의 경사 레버의 주변 구성을 도시한 사시도

도7은 도6의 절단선 Ⅶ-Ⅶ에 따른 단면도

도8은 도6의 장치의 전류방향전환회로의 구성을 도시한 도면

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

100: 경사감지장치 110: 케이스

120: 경사 레버 130: 제1증폭 레버

130': 제2증폭 레버 140: 제1접촉 센서

140': 제2접촉 센서 160: 전원공급부

170: 연동 와이어 180: 전동기

Claims

유체가 일부 채워진 밀봉되며, 측정하고자 하는 대상물의 기울기가 반영되도록 고정되는 케이스와;

피봇 고정되어 회전가능한 상태로 상기 케이스 내에 설치되어, 상기 유체의 부력에 의하여 회동 가능하게 설치되는 경사 레버와;

상기 케이스의 일측이 높아지도록 기울어지면, 상기 유체의 부력에 의하여 상방 이동하는 상기 경사 레버의 일측에 고정되어 함께 상하 이동하되, 회전 중심으로부터 이격된 일측이 상기 케이스의 내벽으로부터 돌출된 제1간극조절부에 간섭되기 시작한 이후에 타측이 상기 경사 레버의 일방으로의 회전각에 비례하여 회전하는 제1증폭 레버와;

상기 케이스가 타측이 높아지도록 기울어지면, 상기 유체의 부력에 의하여 상방 이동하는 상기 경사 레버의 타측에 고정되어 함께 상하 이동하되, 회전 중심으로부터 이격된 일측이 상기 케이스의 내벽으로부터 돌출된 제2간극조절부에 간섭되기 시작한 이후에 타측이 상기 경사 레버의 타방으로의 회전각에 비례하여 회전하는 제2증폭 레버와;

상기 경사 레버가 일방으로 미리 정해진 각도보다 큰 각도만큼 회전하면 상기 제1증폭 레버의 회전에 의해 상기 케이스의 내측에 제1접점과 접촉하는 것에 의하여 상기 경사 레버가 일방으로 미리 정해진 각도보다 크게 회전하였다는 ON 신호를 출력하도록 상기 제1증폭 레버에 고정된 제1접촉 센서와;

상기 경사 레버가 타방으로 미리 정해진 각도보다 큰 각도만큼 회전하면 상기 제2증폭 레버의 회전에 의해 상기 케이스의 내측에 제2접점과 접촉하는 것에 의하여 상기 경사 레버가 타방으로 미리 정해진 각도보다 크게 회전하였다는 ON 신호를 출력하도록 상기 제2증폭 레버에 고정된 제2접촉 센서를;

포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 경사감지장치.
제 1항에 있어서,

상기 제1증폭 레버의 회전 중심으로부터 상기 제1간극조절부와의 접촉 위치까지의 거리는 상기 제1증폭 레버의 회전 중심으로부터 상기 제1접점과의 접촉 위치까지의 거리보다 더 작고;

상기 제2증폭 레버의 회전 중심으로부터 상기 제2간극조절부와의 접촉 위치까지의 거리는 상기 제2증폭 레버의 회전 중심으로부터 상기 제2접점과의 접촉 위치까지의 거리보다 더 작은 것을 특징으로 하는 경사감지장치.
제 1항에 있어서,

상기 유체는 절연 유체인 것을 특징으로 하는 경사감지장치.
제 1항에 있어서,

상기 제1간극조절부는 상기 제1증폭레버가 수평인 상태로부터 미리 정해진 거리(s)만큼 이격될 수 있도록 조정 가능한 것을 특징으로 하는 경사감지장치.
제 1항에 있어서,

상기 제1증폭 레버와 상기 제2증폭 레버의 회전이 상호 연동되도록 상기 제1증폭 레버의 회전중심으로부터 이격된 제1위치와 상기 제2증폭 레버의 회전중심으로부터 이격된 제2위치를 연결하되, 상기 제1증폭 레버의 상기 제1접촉 센서와 상기 제2증폭 레버의 상기 제2접촉 센서가 동시에 ON이 되는 경우가 발생하지 않도록 연결하는 연동 와이어를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 경사감지장치.
제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제1접촉 센서 및 상기 제2접촉 센서로부터 ON/OFF 신호를 전송받아, 상기 경사감지장치가 설치된 경사도가 미리 정해진 값보다 큰지 여부를 표시하는 표시기를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 경사감지장치.
제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 유체가 접하는 상기 경사 레버는 저면에는 오목하게 요입형성된 요입부가 형성되고, 상하 방향으로 관통된 통공이 형성된 것을 특징으로 하는 경사감지장치.
제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 케이스의 바닥면에는 상기 경사 레버의 길이방향으로의 출렁거리는 유동을 막으면서 길이 방향으로의 유체의 이동을 허용하도록 상기 경사레버의 유체 통로공이 형성되고 길이방향으로 차단하게 배열되는 유동방지벽이 형성된 것을 특징으로 하는 경사감지장치.
제 6항에 있어서,

상기 제1접촉 센서가 ON이고 상기 제2접촉 센서가 OFF인 경우와, 상기 제1접촉 센서가 OFF이고 상기 제2접촉 센서가 ON인 경우에 상호 전류의 인가방향을 반대로 전환시키는 전류방향전환회로를;

추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 경사감지장치.
제 9항에 따른 경사감지장치를 이용한 자동수평조절장치로서,

상기 전류방향전환회로와 연결되어, 상기 제1접촉 센서가 ON이고 상기 제2접촉 센서가 OFF인 경우와, 상기 제1접촉 센서가 OFF이고 상기 제2접촉 센서가 ON인 경우에 상호 전류가 반대로 인가되어 작동 방향이 변경되는 구동수단과;

전류의 인가에 따른 상기 구동수단의 구동에 연동하여 대상물의 경사도를 수평 상태로 조절하는 수단을;

포함하여, 상기 구동수단의 구동에 의하여 상기 대상물의 경사도를 미리 정해진 범위 내의 수평 상태로 자동 조절하는 것을 특징으로 하는 경사감지장치.