KR101077491B1 - 자가진단 기능을 포함하며 동작 안정성을 향상시킨 사격 및 모의훈련용 표적장치 - Google Patents

자가진단 기능을 포함하며 동작 안정성을 향상시킨 사격 및 모의훈련용 표적장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 동작 안정성을 향상시킨 사격 및 모의훈련용 표적장치에 관한 것으로서, 표적의 구동시 부하를 줄이고, 표적의 업-다운 동작시 기계적 충격이 발생하지 않으며 정확하고 안정된 동작을 제어할 수 있고, 탄알의 명중 여부를 감적하는 과정에서 센서의 파손을 방지하며, 표적장치의 고장 여부를 자가진단할 수 있는 표적장치를 제공하는 것이다.
본 발명은 내측에 공간부가 마련된 본체(110)와; 상기 본체(110) 내부에 배치되어 회전동력을 발생시키는 것으로 회전하는 모터축(121)이 전방 및 후방의 양 방향에서 돌출된 형태로 이루어진 구동모터(120)와; 상기 본체(110)를 횡방향으로 관통 연결하고 본체(110) 내측에 위치하는 어느 한 부위에는 외주연을 따라 웜(worm)(131)이 형성된 웜축(130)과; 상기 웜축(130)의 웜(131)에 맞물려 동력을 전달하는 기어로 구동모터(120)의 모터축(121) 선단에 형성된 웜휠(140)과; 상기 웜축(130)의 소정 위치에 설치된 진동센서(150)와; 상기 구동모터(120) 후방에서 모터축(121)의 회전위치를 제어하는 것으로 다수의 회전날이 상호간 일정한 이격 공간을 형성하면서 방사상으로 배치된 회전판(161), 및 상기 회전판(161)의 일측에서 회전날의 움직임을 감지하는 포토센서(162)를 포함하는 회전제어부(160)와; 상기 웜축(130)의 양측 단부에 연결되어 회전 동작하는 표적(170)과; 센서 및 각 장치의 전기신호와 원격지 관리자PC로부터 전달된 동작 제어신호를 수신하여 모터의 동작을 제어하는 등 표적장치에 대한 전체적인 제어기능을 수행하는 회로부(180)와; 상기 회로부(180)에 전기적 연결되어 표적장치의 고장 여부를 판단하는 자가진단키트(190)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

동작 안정성을 향상시킨 사격 및 모의훈련용 표적장치 {Target apparatus for training fire shooting}
본 발명은 동작 안정성을 향상시킨 사격 및 모의훈련용 표적장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 레저용 서바이벌 게임(survival game) 및 군사훈련시 사용되는 표적(Target)에 관한 것이다.
일반적으로, 레저용 서바이벌 게임 및 군사훈련시에는 사격 대상이 되는 표적이 설치되며, 이와 같은 표적은 어느 한 위치에 노출된 상태로 고정 설치되거나, 평소 은폐되어 있다가 센서의 감지동작 및 일정시간 경과시 모터의 구동에 의해 표적이 돌출되는 형태를 취하기도 한다.
도 1은 종래의 표적 구동장치를 도시한 구성도이다.
상기와 같이 종래의 표적 구동장치는 표적(10)의 양측 하단에 한 쌍의 지지대(11)가 연장 설치되고, 한 쌍의 지지대(11)는 본체(12)의 양측에 인접 설치되며, 본체(12) 내부에는 구동모터(13)가 횡방향으로 배치되어 상기 한 쌍의 지지대(11) 중 어느 한 지지대(11)에는 구동모터(13)의 회전력을 직접 전달받도록 설치된다.
상기와 같은 구성에서, 외부 센서의 감지신호 및 원격 조작신호로부터 구동모터(13)에 동작신호가 인가되면, 구동모터(13)의 구동과 함께 회전축에 연결된 어느 한 지지대(11)에 회전력이 전달되어 다운(Down) 상태의 표적(10)이 업(Up) 상태로 회동하거나, 그 반대로 업(Up) 상태의 표적(10)이 다운(Down) 상태로 회동한다.
그러나, 상기와 같은 종래의 표적 구동장치는 다음과 같은 문제점이 있었다.
첫째, 종래의 표적 구동장치는 표적(10)의 업(Up)-다운(Down) 동작시 모터의 회전력이 어느 한 지지대(11)에 집중 전달되므로 회전력을 전달받는 일측 지지대(11)에 과도한 부하가 발생하고 이는 표적 및 구동장치의 파손을 초래하는 문제점으로 작용하였다.
둘째, 기존의 표적장치에서는 탄알이 표적(10)에 명중할 경우 이를 감지하는 수단으로 압전센서 등을 표적(10) 표면에 설치하였으나, 이는 탄알이 표적(10)에 명중하는 과정에서 발생한 충격에 의해 센서가 파손될 수 있었고, 이는 표적장치의 동작 불능으로 연결되는 심각한 문제점으로 작용하였다.
셋째, 기존의 표적장치에서는 표적의 업-다운 동작 과정에서 기계적 충격이 발생하는 문제점이 있었고, 표적의 정확한 위치제어가 이루어지지 않는 문제점도 있었다.
넷째, 기존의 표적장치는 고장 여부를 점검하는 기술적 수단이 마련되지 않아 장치의 오류를 사전에 확인할 수 없었고, 유지보수에 어려움이 있었다.
따라서, 본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 표적의 구동시 부하를 줄이고, 표적의 업-다운 동작시 기계적 충격이 발생하지 않으며 정확하고 안정된 동작을 제어할 수 있고, 탄알의 명중 여부를 감적하는 과정에서 센서의 파손을 방지하며, 표적장치의 고장 여부를 자가진단할 수 있는 표적장치를 제공하는데 본 발명의 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 기술적 수단으로, 본 발명은 구동모터의 동력을 표적의 구동에 전달함에 있어서 웜 기어 연결 방식을 적용하고, 탄알의 명중 여부를 감지하는 수단으로는 진동센서를 적용하며, 모터의 회전수를 포토센서로 감지하여 표적의 정확한 업-다운 위치를 제어하고, 표적의 업-다운 동작시 그 속도를 서서히 감속하도록 하여 기계적 충격을 방지하며, 표적장치의 자가진단 수단을 마련하도록 한다.
본 발명에 따른 동작 안정성을 향상시킨 사격 및 모의훈련용 표적장치에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 구동모터의 동력을 표적에 전달함에 있어서 웜 기어 연결 방식을 적용하였기에 표적의 회동시 어느 일측 지지대에만 부하가 집중되던 종래의 문제점을 해소하고, 안정된 회전 동작이 이루어지도록 하여 표적장치의 사용수명을 연장한 효과가 있다.
둘째, 탄알의 명중 여부를 판단하는 센서가 표적에 설치되지 않고 회전축상에 진동센서의 형태로 설치되어 센서의 파손에 대한 우려를 방지한 효과도 있다.
셋째, 표적의 회전 위치를 제어함에 있어서 모터의 회전수를 회전판 및 포토센서를 이용하여 감지하였고, 그에 따라 표적의 업-다운 동작시 정확한 위치에서 표적이 정지할 수 있도록 한 효과도 있다.
넷째, 표적의 업-다운 동작시 그 회전속도를 단계적 제어하여 서서히 정지하도록 하였으며 이는 표적의 업-다운 동작시 발생하는 기계적 충격을 방지하는 효과도 있다.
다섯째, 자가진단키트를 이용하여 표적장치의 고장 여부를 사전에 확인할 수 있어 표적장치의 동작 신뢰성을 향상시키고, 유지보수가 용이하게 이루어지도록 한 효과도 있다.
도 1은 종래의 표적 구동장치를 도시한 구성도이며,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 표적장치에 대한 전체 사시도이며,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 표적장치에 대한 내부 구성 확대도이며,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 회전제어부를 도시한 정면도이며,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 회전제어부를 도시한 측면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 대해 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 표적장치에 대한 전체 사시도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 표적장치에 대한 내부 구성 확대도이다.
상기와 같이, 본 발명에 따른 표적장치는, 내측에 공간부가 마련된 본체(110)와, 상기 본체(110) 내부에 배치되어 회전동력을 발생시키는 것으로 회전하는 모터축(121)이 전방 및 후방의 양 방향에서 돌출된 형태로 이루어진 구동모터(120)와, 상기 본체(110)를 횡방향으로 관통 연결하고 본체(110) 내측에 위치하는 어느 한 부위에는 외주연을 따라 웜(worm)(131)이 형성된 웜축(130)과, 상기 웜축(130)의 웜(131)에 맞물려 동력을 전달하는 기어로 구동모터(120)의 모터축(121) 선단에 형성된 웜휠(140)과, 상기 웜축(130)의 소정 위치에 설치된 진동센서(150)와, 상기 구동모터(120) 후방에서 모터축(121)의 회전위치를 제어하는 회전제어부(160)와, 상기 웜축(130)의 양측 단부에 연결되어 회전 동작하는 표적(170)과, 센서 및 각 장치의 전기신호와 원격지 관리자PC로부터 전달된 동작 제어신호를 수신하여 모터의 동작을 제어하는 등 표적장치에 대한 전체적인 제어기능을 수행하는 회로부(180)와, 상기 회로부(180)에 전기적 연결되어 표적장치의 고장 여부를 판단하는 자가진단키트(190)를 포함하여 구성된다.
상기에서 웜축(130)은 어느 일 부위에만 나선형의 웜(131)이 형성되고, 웜(131)과 웜휠(140)은 상호 맞물려 동력을 전달하는 구성으로, 구동모터(120)의 회전력이 웜휠(140)을 통해 웜(131)으로 전달되면서 웜축(130)이 어느 일 방향으로 회전 동작하는 것이다.
상기에서 진동센서(150)는 웜축(130)의 어느 한 부위에 설치되어 축에 전달되는 진동을 감지하는 것으로, 웜축(130)의 양 단부에 연결된 표적(170)으로부터 전달되는 진동을 감지한다.
상기에서 회전제어부(160)는 상기 구동모터(120)의 후방에 배치되는 것으로, 구동모터(120) 내에서 회전하는 모터축(121)이 구동모터(120)의 후방에 돌출 형성되고, 구동모터(120) 후방에 돌출된 모터축(121) 선단에는 "
Figure 112011037075738-pat00001
"와 같이 다수의 회전날이 일정한 이격 공간을 형성하면서 방사상으로 배치된 회전판(161)이 연결되며, 상기 회전판(161)의 일측에는 회전날의 움직임을 감지하는 포토센서(162)가 설치된다.
즉, 포토센서(162)는 회전판(161)의 회전날과 공간을 반복적으로 감지하면서 회전판(161) 및 모터축(121)의 정확한 회전수를 감지할 수 있는 것이며, 포토센서(162)를 통해 감지된 모터축(121) 회전수는 메인컨트롤회로모듈(183)에 전달되어 구동모터(120)의 동작 및 정지시점을 판단할 수 있는 것이고, 이는 표적(170)의 업(Up)-다운(Down) 동작시 정확한 위치를 제어할 수 있는 것이다.
상기에서 표적(170)은 표적 대상에 해당하는 표적패널(171)과, 상기 표적패널(171)의 좌우 양측으로부터 하측으로 연장 설치된 한 쌍의 지지대(172)를 포함하여 구성된 것으로, 상기 지지대(172)의 하부는 본체(110)를 횡방향으로 관통 연결하는 웜축(130)의 양 단부에 연결되어 웜축(130)의 회전시 지지대(172)를 포함한 표적패널(171)이 함께 회동하도록 한 것이다.
상기에서 회로부(180)는 구동모터(120)의 동작을 제어하는 구동회로모듈(181)과, 원격지 관리자PC 또는 외부기기와의 연결을 통해 표적장치의 동작을 제어하거나 현재 상태를 외부로 송출하기 위한 각종 유무선 신호를 송수신하는 통신회로모듈(182)과, 각각의 센서 또는 원격지 관리자PC 및 외부기기로부터 전기적 신호를 수신하면 이에 상응하는 동작 제어신호를 발생시켜 각 회로부에 제어신호를 전달하는 메인컨트롤회로모듈(183)과, 동작 전원을 각 회로 구성부 및 모터, 센서 등에 전달하는 전원회로모듈(184)을 포함하여 구성된다.
또한, 상기 메인컨트롤회로모듈(183)에는 PWM제어부가 포함되어 구동모터(120)의 회전속도를 제어할 수 있으며, 이는 구동모터(120)의 회전에 의한 표적의 업-다운 동작시 그 회전속도를 단계적 제어하여 서서히 정지하도록 하였고, 이는 표적의 업-다운 동작시 발생하는 기계적 충격을 방지하는 것이다.
또한, 상기와 같은 회로부(180)를 형성하는 구동회로모듈(181), 통신회로모듈(182), 메인컨트롤회로모듈(183), 전원회로모듈(184)은 각각 개별적 구성으로 이루어져 본체(110)에 탈부착되는 조립 구성을 갖는 것으로, 이는 어느 한 부위의 고장 발생시 해당 회로모듈의 구성만을 교체할 수 있도록 하여 유지보수 비용을 절감하도록 하였다.
상기에서 자가진단키트(190)는 각 회로부의 동작상태를 체크하여 고장여부를 판단하는 것으로, 메인컨트롤회로모듈(183)에 전기적으로 연결되어 가상의 동작신호를 인가한 다음 출력 신호값을 전달받아 고장 여부를 판단한다. 또한, 상기 자가진단키트(190)는 휴대형 모듈 타입으로 구성되어 점검시에만 연결 사용할 수 있도록 하였다.
상기와 같은 구성으로 이루어진 표적장치는 다음과 같이 동작한다.
먼저, 수직 상태로 세워진 표적(170)에 탄알이 명중하면 그 진동이 웜축(130)에 설치된 진동센서(150)로 전달되어 탄알이 명중되었음을 감지하게 되고, 진동센서(150)는 전기신호를 메인컨트롤회로모듈(183)에 전달하고, 메인컨트롤회로모듈(183)은 구동회로모듈(181)에 동작신호를 전달하여 구동모터(120)를 구동시킨다.
구동모터(120)의 정방향 회전 동작으로 웜휠(140)이 회전하면, 웜휠(140)과 치합된 웜(131)에 회전력이 전달되고, 웜축(130)은 일 방향으로 회전한다.
이때, 수직 상태로 세워진 표적(170)이 웜축(130)의 회전과 함께 뒤로 눕게되는데, 구동모터(120)의 후방에서 모터축(121) 선단에 설치된 회전판(161)이 함께 회전하면서 포토센서(162)는 회전판(161) 및 모터축(121)의 정확한 회전수를 체크하면서 감지신호를 메인컨트롤회로모듈(183)에 전달하고, 설정된 회전수에 도달하면 메인컨트롤회로모듈(183)은 구동회로모듈(181)에 제어신호를 전달하여 구동모터(120)의 동작을 정지시킨다.
또한, 누워있는 표적(170)이 원위치로 복귀하는 동작은, 원격지 관리자PC 또는 외부기기 등으로부터 전달된 유무선 제어신호에 의해 구동모터(120)의 역방향 회전 동작으로 이루어지는 것으로, 구동모터(120)에 의해 웜휠(140)이 회전하면, 웜휠(140)과 치합된 웜(131)에 회전력이 전달되고, 웜축(130)은 일 방향으로 회전하는 과정으로 동작한다.
이때, 구동모터(120)의 후방에서 모터축(121) 선단에 설치된 회전판(161)이 함께 회전하면서 포토센서(162)는 회전판(161) 및 모터축(121)의 정확한 회전수를 체크하면서 감지신호를 메인컨트롤회로모듈(183)에 전달하고, 설정된 회전수에 도달하면 메인컨트롤회로모듈(183)은 구동회로모듈(181)에 제어신호를 전달하여 구동모터(120)의 동작을 정지시킨다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 기술적 사상을 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있는 것이다.
110 : 본체 120 : 구동모터
121 : 모터축 130 : 웜축
131 : 웜 140 : 웜휠
150 : 진동센서 160 : 회전제어부
161 : 회전판 162 : 포토센서
170 : 표적 171 : 표적패널
172 : 지지대 180 : 회로부
181 : 구동회로모듈 182 : 통신회로모듈
183 : 메인컨트롤회로모듈 184 : 전원회로모듈
190 : 자가진단키트

Claims (4)

  1. 삭제
  2. 내측에 공간부가 마련된 본체(110)와; 상기 본체(110) 내부에 배치되어 회전동력을 발생시키는 것으로 모터축(121)이 전방 및 후방의 양 방향에서 돌출된 형태로 이루어진 구동모터(120)와; 상기 본체(110)를 횡방향으로 관통 연결하고 어느 한 부위에는 외주연을 따라 웜(worm)(131)이 형성된 웜축(130)과; 상기 웜축(130)의 웜(131)에 치합되어 동력을 전달하는 것으로 구동모터(120)의 모터축 선단에 형성된 웜휠(140)과; 상기 웜축(130)의 어느 한 위치에 설치되어 표적(170)으로부터 전달되는 진동을 감지하는 진동센서(150)와; 상기 웜축(130)의 양측 단부에 연결되어 웜축(130)과 함께 회전 동작하는 표적(170)과; 원격지 관리자PC 또는 각각의 센서 및 장치를 통해 수신된 제어신호로부터 구동모터(120)에 동작신호를 인가하며, 표적장치의 전체적인 제어를 담당하는 회로부(180)와; 각 회로부의 동작상태를 체크하여 고장여부를 판단하는 것으로, 메인컨트롤회로모듈(183)에 전기적으로 연결하여 가상의 동작신호를 인가한 다음 출력 신호값을 전달받아 고장 여부를 판단하는 휴대형 모듈 타입의 자가진단키트(190);를 포함하여 구성되는 것으로,
    상기 구동모터(120)의 후방에는, 구동모터(120)로부터 돌출 형성된 모터축(121) 선단에 결합되며 다수의 회전날이 상호간 일정한 이격 공간을 형성하면서 방사상으로 배치된 "
    Figure 112011061887039-pat00002
    " 형상의 회전판(161), 및 상기 회전판(161)의 일측에서 회전날의 움직임을 감지하는 포토센서(162)를 포함하는 회전제어부(160);가 더 형성된 것을 특징으로 하는 동작 안정성을 향상시킨 사격 및 모의훈련용 표적장치.



  3. 삭제
  4. 삭제
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