KR101304430B1 - 수직 확장장치 및 이를 포함하는 무인감시시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스크루를 이용하여 구동되는 수직 확장장치 및 이를 포함하는 무인감시시스템에 관한 것으로서, 카메라 등이 상기 수직 확장장치에 고정되어 승강운동하며, 상기 수직 확장장치는 상대 운동하도록 결합된 복수의 나사를 포함하는 스크루 유닛에 의하여 승강 운동한다.
따라서 상기 카메라의 위치는 상기 나사의 상대운동에 의하여 다단으로 연장되는 스크루 유닛 및 이송유닛에 의하여 안정적으로 제어될 수 있다.

Description

수직 확장장치 및 이를 포함하는 무인감시시스템 {VERTICAL EXPANDABLE APPARATUS AND UNMANNED SUPERVISION SYSTEM HAVING THE SAME}

본 발명은 수직방향으로 위치제어가 가능한 수직확장장치에 관한 것이다.

텔레스코핑 마스트(telescoping mast)와 같은 수직 확장장치는 최상단에 응용장치 예컨대 방송 중계 차량의 송수신 안테나, 촬영용 카메라 또는 관측 장비 등을 장착하고 이를 자유롭게 상승 또는 하강시키기 위한 장치이다.

통상, 원통 형상의 튜브를 다중으로 중첩하여 상호 관련되어 동작하도록 한 상태에서 내부에 공압 실린더나 유압실린더, 랙기어 또는 코일 스프링의 탄력을 이용하는 구동장치를 내장하여 튜브를 신장시켜 상승하도록 하거나 수축시켜 하강하도록 함으로써 최상단에 탑재한 응용장치를 승강하도록 한다.

종래의 공압 또는 유압실린더 구동방식의 수직 확장장치는 제작비용이 고가이고, 제품의 하중이 무거우며, 마스트 구동부의 씰 패킹 부분에 고장이 잦고, 코일스프링 구동방식의 수직 확장장치는 기어와 스프링 조립 구조가 복잡하여 제작이 어렵고 동시에 고장이 잦아 수시로 정비를 하게 되고 수명이 짧다.

한편, 군사 또는 경찰용으로 사용되는 무인차량에 탑재되는 무인감시장치를 지지하는데 수직 확장장치가 사용되고 있다. 그런데, 무인차량의 특성상 무인감시장치를 지지하는 수직 확장장치는 중량이 적고 위치제어, 다시 말해 무인감시장치의 수직방향의 위치가 정확하고 신속하게 이루어져야 한다.

그러나 종래의 공압이나 유압실린더 구동방식이나 코일스프링 구동방식의 수직 확장장치는 중량이 크고, 위치제어가 정확하고 신속하고 이루어지기 어려우며, 케이블이 외부에 노출되어 보호되지 못하는 문제점이 있다. 또한, 종래의 스프링을 이용한 수직 확장장치는 경사지역 및 먼지가 많이 발생하는 열악한 조건에서 운용 시 스프링 구동장치가 고정튜브-연장튜브-가동튜브의 마찰력을 극복하지 못하여 수직 확장장치가 구동되지 못하는 문제점이 있다.

이러한 점에서 착안된 것으로, 본 발명의 기술적 과제는 내구성이 향상된 수직 확장장치를 제공하기 위한 것이다.

이와 같은 본 발명의 해결 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 수직 확장장치는 케이블 드럼 하우징, 승강유닛, 스크루 유닛 및 이송유닛을 포함한다. 상기 케이블 드럼 하우징은 전원 및 신호공급용 케이블을 수납한다. 상기 승강유닛은 상기 케이블 드럼 하우징에 설치되고, 일 방향으로 회전하는 회전축을 포함한다. 상기 이송유닛은 상기 케이블 드럼 하우징에 설치되고, 상기 스크루 유닛을 감싸도록 형성되고 상기 케이블의 일단과 연결되어, 상기 스크루 유닛과 연동하여 상기 케이블을 상승 또는 하강시킨다.

본 발명과 관련된 일 실시예로서, 상기 스크루 유닛은 상기 회전축에 설치되어 상기 회전축과 연동하고 스크루 내부 마스트, 상기 스크루 내부 마스트의 내부에 배치되고 상기 스크루 내부 마스트와 연동하도록 형성되는 중조립체 및 상기 중조립체 내부에 배치되어 상기 중조립체와 연동하고, 상기 이송 유닛과 연결되는 상조립체를 포함한다.

본 발명과 관련된 일 실시예로서, 상기 스크루 내부 마스트, 상기 중조립체 및 상기 상조립체는 통공을 포함하는 원통형 구조로 형성된다. 상기 스크루 내부 마스트는 상단부에 내주를 따라 형성되는 제1 나사부를 포함하고, 상기 중조립체는 외주를 따라 형성되고 상기 제1 나사부와 결합하는 제2 나사부와 상기 중조립체의 상단부에 내주를 따라 형성되는 제3 나사부를 포함한다. 상기 스크루 내부 마스트가 회전하면, 상기 제1 나사부 및 상기 제2 나사부의 상대운동으로 인하여 상기 중조립체가 승강 또는 하강한다.

본 발명과 관련된 일 실시예로서, 상기 상조립체는 외주를 따라 형성되고 상기 제3 나사부와 결합하는 제4 나사부를 포함한다. 상기 중조립체의 회전에 의하여 상기 제3 및 제4 나사부의 상대운동으로 인하여 상기 상조립체가 승강 또는 하강한다.

본 발명과 관련된 일 실시예로서, 상기 상조립체의 상단부에는 외주를 따라 돌출되는 돌출부를 포함하는 결합부재를 포함한다. 상기 돌출부는 상기 이송 유닛과 연결되어 상기 이송 유닛을 승강 또는 하강시킨다.

본 발명과 관련된 일 실시예로서, 상기 이송 유닛은 상기 승강 유닛에 고정되어 상기 이송 유닛의 외관을 형성하는 고정튜브, 상기 고정튜브의 내부에 형성되고, 통공을 포함하는 원통구조로 형성되는 연장튜브 및 상기 연장튜브의 내부에 형성되고, 통공을 포함하는 원통구조로 형성되며, 상기 스크루 유닛과 결합되어 상기 스크루 유닛과 연동하는 가동튜브를 포함한다.

본 발명과 관련된 일 실시예로서, 상기 가동튜브는 상기 가동튜브의 상부에 상기 케이블이 돌출될 수 있도록 형성되는 관통공을 포함한다. 상기 가동튜브의 상부에 상기 케이블과 연결되는 응용장치가 설치될 수 있도록 형성되는 플랜지를 포함한다.

본 발명과 관련된 일 실시예로서, 상기 가동튜브는 하부에 상기 가동튜브로부터 돌출되는 스토퍼가 형성되고 상기 연장튜브는 상부에 상기 스토퍼와 결합 가능하게 형성되는 플랜지를 포함한다. 상기 가동튜브가 승강운동하면, 상기 스토퍼와 상기 플랜지가 결합되어 상기 연장튜브가 승강 운동한다.

본 발명과 관련된 일 실시예로서, 상기 고정 튜브의 상단에는 각각 상한 및 하한 감지센서가 설치되고, 이에 대응하여 상기 가동 튜브의 하단과 상단 및 상기 연장 튜브의 하단 및 상단에는 각각 상한 및 하한 피감지소자가 설치된다.

본 발명과 관련된 일 실시예로서, 상기 승강유닛은 회전모터에 의하여 회전가능하도록 형성되는 기어, 상기 기어와 결합하여 회전 방향을 전화하는 웜기어를 포함하고, 상기 회전축은 상기 웜기어와 연동한다.

본 발명과 관련된 일 실시예로서, 상기 회전축을 서로 반대되는 방향으로 회전시켜 상기 이송 유닛을 승강 또는 하강시키기 위하여 상기 회전모터는 정역회전이 가능하다.

이와 같은 본 발명의 해결 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 무인감시시스템은 전원 및 신호공급용 케이블을 수납하는 케이블 드럼 하우징, 상기 케이블 드럼 하우징에 설치되고, 일 방향으로 회전하는 회전축을 포함하는 승강 유닛, 상기 회전축과 연동하고, 서로 결합된 복수의 나사부를 구비하며 상기 스크루의 상대운동으로 통하여 상승 또는 하강하도록 형성되는 스크루 유닛 및 상기 케이블 드럼 하우징에 설치되고, 상기 스크루 유닛을 감싸도록 형성되고 상기 케이블의 일단과 연결되어, 상기 스크루 유닛과 연동하여 상기 케이블을 상승 또는 하강시키는 이송 유닛을 포함하고, 상기 승강 유닛의 상부에 장착되고 상기 케이블과 연결되는 카메라를 구비한다.

상기와 같은 구성의 본 발명에 의하면, 나사의 상대운동에 의하여 연장되므로, 상기 케이블의 구조적인 제약이 없어 무게가 가볍고 내부 구조가 단순하다.

또한, 다단으로 연장되는 이송유닛 및 스크루 유닛을 포함하여, 구동이 안정적이다. 따라서 오염물질이 많은 장소 및 경사진 장소에서도 안정적으로 구동될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수직 확장장치의 외관을 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 수직 확장장치를 나타내는 수직 단면도.
도 3은 수직 확장장치의 일부 확대 사시도.
도 4는 승강유닛을 상세히 나타내는 사시도.
도 5는 고정 튜브를 나타내는 절단 사시도.
도 6은 연장 튜브를 나타내는 절단 사시도.
도 7은 가동 튜브를 나타내는 절단 사시도.
도 8은 스크루 내부마스트를 나타내는 절단 사시도.
도 9는 중조립체를 나타나는 절단 사시도.
도 10은 상조립체를 나타내는 절단 사시도.
도 11a 내지 도 11c는 수직 확장장치를 포함하는 무인감시시스템의 구동 개념도.

이하, 본 발명과 관련된 수직 확장장치 및 이를 포함하는 무인감시시스템에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다. 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수직 확장장치의 외관을 나타낸다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 수직 확장장치는, 케이블 드럼 하우징(rope drum housing; 100), 승강유닛(120,130), 제어 유닛(110), 이송유닛을 포함한다. 상기 이송유닛은 고정 튜브(tube; 200), 연장 튜브(210), 가동 튜브(220)를 포함한다. 상기 수직 확장장치는 회전가능한 내부 스크류 마스트(230) 및 스크루 유닛을 더 포함할 수 있으며, 상기 스크루 유닛은 중조립체(240) 및 상조립체(250)를 포함한다.

승기 케이블 드럼 하우징(rope drum housing; 100)은 케이블(225)(도 2 및 도 3참조)을 수납한다. 상기 승강유닛(120, 130)은 상기 케이블 드럼 하우징(100) 위에 설치되고 상기 케이블(225)을 상승 또는 하강시킨다. 상기 제어유닛(110)은 상기 승강유닛(120,130)의 구동을 제어한다.

상기 고정 튜브(tube; 200)는 상기 승강유닛(130) 위에 고정되고, 상기 연장 튜브(210)는 상기 고정 튜브(200) 내측에 슬라이딩 가능하게 끼워진다. 상기 가동 튜브(220)는 상기 연장 튜브(210) 내측에 슬라이드 가능하게 끼워지고, 일단에 스프링 로프(102)의 단부가 고정되며, 내부를 통하여 케이블(225)이 연장되어 타단에서 고정된다.

여기서, 상기 케이블(225)은 케이블 드럼 하우징(100)에 똬리 형태로 수납될 수 있을 정도의 유연성을 갖는다.

가동 튜브(220) 상단에는 응용장치(미도시), 가령 송수신 안테나, 촬영용 카메라 또는 무인감시장치 등이 착탈 가능하게 설치되고, 가동 튜브(220)는 제어 유닛(110)의 제어에 의한 승강유닛(120,130)의 동작에 따라 스프링로프(102)에 의해 상승하거나 하강하며, 연장 튜브(210)는 가동 튜브(220)에 관련하여 승강한다.

여기서, 연장 튜브(210)는 수직 확장장치의 신장 길이를 연장하기 위한 튜브를 말하며, 적어도 하나 이상이 설치될 수 있다. 또한, '관련하여'라는 의미는 임의의 수단에 의해 연결 또는 결합하여 동작을 함께 수행하는 것을 나타낸다.

상기 스크루 유닛이 상승하면, 상기 가동듀브(220) 및 상기 연장튜브(210)가 상승하고, 상기 가동튜브(220)에 연결된 똬리 형태로 상기 케이블 드럼 하우징(1400)에 수납되어 있던 상기 케이블(225)이 끌려올라오게 된다.

이하, 수직 확장장치의 구성에 대하여 구체적으로 검토한다.

도 2는 본 발명에 따른 수직 확장장치를 나타내는 수직 단면도이다. 도 3은 수직 확장장치의 일부 확대 사시도이다.

도 2와 3을 참조하면, 케이블 드럼 하우징(100)은, 가령 일 측에 연결구(101)가 형성되고 상부 중앙에 배출공(104)이 형성된 밀폐형 용기이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 하우징(100)의 연결구(101)로부터 케이블(225)이 노출되어 제어 유닛(110)에 연결된다.

스프링 로프(102)는 일단이 연결구(101)에 고정되고 케이블 드럼 하우징(100) 내부에 똬리 형태로 적층되어 배출공(104)을 통하여 타단이 배출되며, 그 타단은 브래킷(222)에 의해 가동 튜브(220)에 고정된다. 이때, 배출공(104)의 외측에는 가이드 관(138)이 형성되어 스프링 로프(102)는 이 가이드 관(138) 내부를 통하여 배출되며, 이에 대해서는 후술한다.

스프링 로프(102)는, 상기한 바와 같이, 가동 튜브(220) 하단에 플러그 형태로 설치된 브래킷(222)에 고정됨으로써 스프링 로프(102)의 승강에 따라 가동 튜브(220)를 승강하도록 하는 기능과, 그 내부에 제어 유닛(110)으로부터 연장되는 전원 및 신호선(미도시)을 가동 튜브(220) 상단에 설치되는 응용장치까지 연결되는 경로의 일부를 담당하는 기능을 한다.

도 4는 승강유닛(120, 130)을 상세히 나타내는 사시도이다.

도 4를 참조하면, 상기 회전모터(120)의 모터 축에 기어 박스(121)가 결합되고, 상기 기어박스(121)에 승강유닛(130)이 설치되어 있다. 예를 들어, 상기 회전모터(120)는 정역 회전이 가능한 BLDC(Brushless Direct Current) 모터로 형성될 수 있다. 상기 기어 박스(121)는 상기 회전모터(120)의 회전력을 변환하여 상기 스크루 내부마스트(230), 상기 중조립체(240) 및 상기 상조립체(250)에 전달한다.

상기 승강유닛(130) 내부에는 배출공(104)이 형성된 회전축(134)이 배치된다. 상기 배출공(104)은 상기 가이드관(138)과 연결되어 상기 케이블(225)이 상기 상조립체(250)의 내부로 연장될 수 있다. 즉, 상기 회전축(134)은 상기 승강유닛(130)에 의하여 회전하고 상기 케이블(225)은 이를 따라 상승운동 하게 된다.

상기 승강유닛(130)의 내부에는 기어(131), 웜기어(132) 및 승강기어(133)가 구비된다. 상기 기어(131)는 상기 기어박스(121)에 의하여 회전 운동한다. 상기 웜기어(132)는 상기 기어(131)와 결합하여 상기 기어(131)의 회전 방향을 변환한다. 상기 웜기어(132)는 상기 회전축(134)과 결합하여 회전 운동시킨다.

상기 회전축(134)에는 상기 스크루 내부마스트(230)가 고정된다. 즉, 상기 회전축(134)이 회전하면 상기 스크루 내부마스트(230)도 같은 방향으로 회전하게 된다.

도 5는 고정 튜브를 나타내는 절단 사시도이다.

도 2, 도 3 및 도 5를 참조하면, 고정 튜브(200)는 기어박스(130) 위에 하단이 고정 설치된다. 상기 고정 튜브(200)의 하단 내측을 따라 지지 링(201)이 끼워진다. 또한, 상기 고정 튜브(200)의 상단에는 링형 플랜지(203)가 끼워진다. 상기 고정 튜브(200)의 상단면을 덮고 고정 튜브(200) 내측보다 약간 돌출되도록 설치된다. 상기 플랜지(203) 내측에는 연장 튜브(210)의 표면과 접촉하여 실링하는 고무패킹(205)과 상기 고무패킹(205)을 고정 지지하는 패킹지지링(204)이 설치된다.

상기 플랜지(203), 상기 고무패킹(205), 및 상기 패킹 지지링(204)의 내측면을 따라 일정간격으로 다수의 안내 홈(208)이 형성된다. 이는 후술하는 연장 튜브(210)의 안내 레일이 슬라이드 되도록 안내하는 역할을 한다.

또한, 상기 플랜지(203) 표면 일측에 제1 감지센서(206)와 이에 대응하는 이면에 제2 감지센서(207)가 설치된다. 상기 제1 감지센서(206)는 가동 튜브(220)의 상기 플랜지(223) 이면에 설치된 제1 피감지소자(227)(도 2 및 도 8참조)와 쌍을 이루어 상기 연장 튜브(210)의 하한을 감지한다. 상기 제2 감지센서(207)는 상기 연장 튜브(210)의 하단부에 설치된 제2 피감지소자(217)(도 7참조)와 쌍을 이루어 상기 연장 튜브(210)의 상한을 감지한다.

바람직하게, 감지센서(206, 207)로는 고주파발진형, 정전용량형, 또는 자기리드형 등을 포함하는 근접센서가 적용될 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 자기리드형이 일 예로 사용되며, 상기 제1 및 제2 감지센서(206, 207)는 컨덕터 소자가 되고 상기 제1 및 제2 피감지소자(217,227)는 마그넷 소자가 될 수 있다.

상기 제1 및 제2 감지센서(206, 207)에 연결되는 도선을 보호하기 위해 고정 튜브(200)의 외측면에는 플랫 관(202)이 높이 방향으로 설치될 수 있다.

도 6은 연장 튜브를 나타내는 절단 사시도이다.

도 2, 도 3 및 도 6을 참조하면, 상기 고정 튜브(200) 내측에는 상기 연장 튜브(210)가 끼워진다. 상기 연장 튜브(210)의 적용 여부와 개수 등은 선택적이다.

상기 연장 튜브(210)는 상기 고정 튜브(200)와 실질적으로 유사한 구조를 구비하고, 하단 내측에는 지지 링(211)이 설치된다. 상기 고정 튜브(200)는 상기 지지 링(211)이 고정 튜브(200)의 지지 링(201) 위에 배치될 수 있도록 외측으로 돌출될 수 있다.

상기 연장 튜브(210)의 외측면에 높이 방향 전체에 걸쳐 수직으로 연장하는 안내 레일(219)이 다수 설치된다. 상기한 바와 같이, 상기 안내 레일(219)은 고정 튜브(200)의 플랜지(203)에 형성된 안내 홈(208)에 끼워진 상태에서 연장 튜브(210)가 승강시 회전하는 것을 방지함과 동시에 이동을 안내하는 역할을 한다.

상단에는 링형 플랜지(213)가 끼워지는데, 상단면을 덮고 연장 튜브(210) 내측보다 약간 돌출되도록 설치된다. 플랜지(213) 내측에는 내부의 가동 튜브(220)의 표면과 접촉하여 실링하는 고무패킹(215)과 고무패킹(215)을 고정 지지하는 패킹 지지링(214)이 설치된다.

또한, 상기한 바와 같이, 플랜지(213), 고무패킹(215), 및 패킹 지지링(214) 전체의 내측면을 따라 일정간격으로 다수의 안내 홈(218)이 형성되는데, 이는 후술하는 가동 튜브(220)의 안내 레일이 슬라이드 되도록 안내하는 역할을 한다.

한편, 상기한 바와 같이, 하단 부근 외측면에는 피감지소자(217)가 설치되어 연장 튜브(210)가 상승 중 상한에 도달한 경우 고정 튜브(200)의 감지센서(207)에 접근한 피감지소자(217)를 감지하여 상한에 도달하였음을 알린다.

도 7은 가동 튜브를 나타내는 절단 사시도이다.

도 2, 도 3 및 도 7을 참조하면, 연장 튜브(210) 내측에는 가동 튜브(220)가 끼워진다. 상기한 바와 같이, 가동 튜브(220)의 하단 내측에는 지지링(221)이 설치되는데, 지지 링(221)이 연장 튜브(210)의 지지 링(211) 위에 놓이도록 외측으로 약간 돌출된다. 또한, 지지 링(221)의 중앙에는 관통공이 형성된 브래킷(222)이 설치되어 스프링 로프(102)의 단부가 브래킷(222)에 끼워져 고정된다.

가동 튜브(220)의 외측면에는 높이 방향 전체에 걸쳐 수직으로 연장하는 안내 레일(228)이 다수 설치된다. 상기한 바와 같이, 상기 안내 레일(228)은 상기 연장 튜브(210)의 플랜지(213)에 형성된 안내 홈(218)에 끼워진 상태에서 가동튜브(220)가 승강시 회전하는 것을 방지함과 동시에 이동을 안내하는 역할을 한다.

또한, 상기 가동 튜브(220)의 외측면 하단 부근에서 인접하는 상기 안내 레일(228) 사이에 원주방향을 따라 스토퍼(229)가 돌출된다. 이러한 구성에 의하면, 상기 가동 튜브(220)의 상승 시 안내 레일(228)이 연장 튜브(210)의 안내 홈(218)에 의해 안내되어 슬라이드 되는 중, 스토퍼(229)가 플랜지(213)의 안내 홈(218) 사이 부분에 걸리게 되고 이에 따라 연장 튜브(210)가 상기 가동 튜브(220)에 의해 끌려 상승하게 된다.

상기 가동 튜브(220)의 상단에는 중앙에 관통공이 형성된 원판형 플랜지(223)가 끼워지고, 이면에는 가동 튜브(220) 내부에 수용되는 케이블(225)을 고정하는 케이블 고정 브래킷(224)이 설치된다. 상기 케이블 고정 브래킷(224)에 고정된 케이블(225)의 단부에는 응용장치와의 연결을 위한 커넥터(226)가 결합한다. 상기 케이블(225)은 가동 튜브(220) 상기 로프(102)의 타단으로부터 상기 로프(102)를 통하여 연장되어 상기 케이블 드럼 하우징(100)의 상기 연결구(101)를 통하여 배출되어 제어 유닛(110)까지 연장된다(도 1 참조).

한편, 상기 플랜지(223)의 이면 가장자리에는 제1 피감지소자(227)가 설치되고, 상기한 설명한 바와 같이, 성기 고정 튜브(200)의 제1 감지센서(206)는 이를 감지하여 상기 가동 튜브(220)가 하한에 도달하였음을 알린다.

상기 플랜지(223)에 상부에는 여러 가지의 응용장치, 가령 송수신 안테나, 촬영용 카메라 또는 관측 장비 등이 탑재될 수 있다.

도 8은 스크루 내부마스트를 나타내는 절단 사시도이다.

도 2, 도 3 및 도 8을 참조하면, 스크루 내부 마스트(230)는 상기 연장튜브(210) 및 상기 가동튜브(220)를 상하방향으로 움직이도록 형성된다. 상기 스크루 내부 마스트(230)는 통공을 포함하고, 제1 방향으로 연장된 원통 구조로 형성된다. 상기 스크루 내부 마스트(230)는 결합부재(231) 및 제1 나사부(232)를 포함한다.

상기 결합부재(231)는 상기 스크루 내부 마스트(230)의 하단부에 형성되고, 상기 결합부재(231)는 상기 회전축(134)과 고정된다. 따라서 상기 회전축(134)이 회전하면 상기 스크루 내부 마스트(230)도 회전하게 된다.

상기 제1 나사부(232)는 상기 스크루 내부 마스트(230)의 상단부의 내주를 따라 형성된다. 상기 제1 나사부(232)는 상기 중조립체(240)와 조립되어 상기 중조립체(240)를 회전시킨다.

도 9는 중조립체를 나타나는 절단 사시도이다.

도 2, 도 3 및 도 9를 참조하면, 상기 중조립체(240)는 상기 스크루 내부 마스트(230)에 의하여 상하방향으로 움직이며, 상기 상조립체(250)를 상하방향으로 움직이도록 형성된다. 상기 중조립체(240)는 상기 스크루 내부 마스트(230)의 통공에 배치된다.

상기 중조립체(240)는 통공을 포함하고, 상기 제1 방향으로 연장된 원통 구조로 형성된다. 상기 중조립체(240)는 제2 나사부(241), 제3 나사부(242) 및 제1 스토퍼(243)를 포함한다.

상기 제3 나사부(242)는 상기 중조립체(240)의 상단부의 내주를 따라 형성된다. 상기 제1 스토퍼(243)는 상기 중조립체(240)의 하단부의 외주를 따라 형성된다. 상기 제2 나사부(241)는 상기 중조립체(240)의 외주를 따라 형성되고, 상기 제3 나사부(242)와 상기 제1 스토퍼(243)와 중첩되지 않도록 부분적으로 형성된다. 상기 제2 나사부(241)는 4선식 나사로 형성될 수 있다.

상기 제2 나사부(241)는 상기 제1 나사부(232)와 결합한다. 즉, 상기 스크루 내부 마스트(230)가 회전하면, 상기 제1 나사부(232)와 상기 제2 나사부(241)의 상대운동으로 인하여, 상기 중조립체(240)가 상승 운동한다. (이동을 운동으로)

상기 중조립체(240)는 상승운동 하여 점차적으로 상기 스크루 내부 마스트(230)의 외부로 돌출되게 된다. 상기 스토퍼(243)가 상기 제1 나사부(242)의 하단에 접하면, 상기 상승운동이 중단된다. 즉, 상기 제1 스토퍼(243)는 상기 중조립체(240)가 상기 스크루 내부 마스트(230)와 분리되지 않도록 최고 상승점을 설정한다. 다만, 상기 스크루 내부 마스트(230)의 회전에 의하여 상기 중조립체(240)는 회전운동을 하고, 상기 상조립체(250)를 회전운동 시킨다.

도 10은 상조립체를 나타내는 절단 사시도이다.

도 2, 도 3 및 도 10을 참조하면, 상기 상조립체(250)는 상기 중조립체(240)의 회전운동에 의하여 상하방향으로 움직인다. 상기 상조립체(250)는 상기 중조립체(240)의 통공에 배치된다.

상기 상조립체(250)는 상기 케이블(225)이 관통될 수 있도록 형성된 통공을 포함하고, 상기 제1 방향으로 연장된 원통 구조로 형성된다. 상기 상조립체(250)는 제4 나사부(251), 제2 스토퍼(253) 및 결합부재(252)를 포함한다.

상기 제2 스토퍼(253)는 상기 상조립체(250)의 하단부에 외주를 따라 형성된다. 상기 제4 나사부(251)는 상기 상조립체(250)의 외주를 따라 형성되며, 이는 4선식 나사로 형성될 수 있다. 다만 상기 제2 스토퍼(253) 및 상기 결합부재(252)와 중첩되지 않도록 형성된다.

상기 제4 나사부(251)는 상기 제3 나사부(242)와 결합한다. 즉, 상기 중조립체(240)가 승강운동을 중단하고 회전운동을 하면, 상기 제3 및 제4 나사부(242, 251)의 상대운동으로 인하여, 상기 상조립체(250)가 승강 운동한다.

상기 결합부재(252)는 상기 상조립체(250)의 상단부에 형성된다. 상기 결합부재(252)는 상기 결합부재(252)의 외주를 따라 돌출되는 돌출부(252')를 포함한다. 상기 돌출부(252')는 상기 가동튜브(220)와 고정되도록 형성된다. 즉, 상기 상조립체(250)의 운동에 의하여 상기 가동튜브(220)가 연동되도록 한다.

상기 상조립체(250)는 상승운동 하여 점차적으로 상기 중조립체(240)의 외부로 돌출되게 된다. 상기 스토퍼(253)가 상기 제3 나사부(242)의 하단에 접하면, 상기 상승운동이 중단된다. 즉, 상기 스토퍼(253)는 상기 상조립체(250)가 상기 중조립체(240)와 분리되지 않도록 최고 상승점을 설정한다.

본 발명의 실시예에 따르는 수직 확장장치는 기어와 복수의 나사부의 결합으로 복수의 구조가 다단으로 운동하므로, 구조가 간단하고 저가의 제작비용으로 제작할 수 있으며, 무게가 가볍다. 또한, 구동력이 향상되어 경사지역 및 오염물질이 많은 지역에서의 운용에 유리하다.

이러한 구조를 갖는 수직 확장장치에 무인 카메라를 장착한 무인감시시스템의 동작에 대해 설명한다.

도 11a 내지 도 11c는 수직 확장장치를 포함하는 무인감시시스템의 구동 개념도이다.

도 2 및 도 11a 내지 도 11c를 참조하면, 상기 수직 확장장치의 상기가동튜브(220)의 상부에 상기 케이블(225)과 연결되는 카메라(10)가 설치된다. 상기 카메라(10)는 사람이 조작하지 아니하여도 구동될 수 있도록 형성되는 무인감시 카메라를 사용할 수 있다. 상기 카메라(10)를 상방향으로 신장하고자 하는 경우, 회전모터(120)에 전원을 인가하여 정회전하도록 하면, 회전모터(120)의 회전력은 기어박스(130) 내의 기어(131) - 웜기어(132)를 회전시킨다. 상기 웜기어(134)의 회전에 의하여 상기 회전축(134)이 회전한다.

상기 회전축(134)이 회전하면, 상기 회전축(134)의 상부에 설치되어 있는 상기 내부 스크루 마스트(230)가 회전한다. 상기 내부 스크루 마스트(230)의 상부에 형성되어 있는 제1 나사부(232)와 결합된 상기 중조립체(240)의 제2 나사부(241)가 상대운동 한다. 즉, 상기 중조립체(240)가 승강운동하게 된다. 상기 제1 나사부(232)의 하부에 상기 제1 스토퍼(243)가 접하면, 상기 중조립체(240)의 승강운동은 중단되고, 상기 중조립체(240)는 상기 내부 스크루 마스트(230)와 함께 회전운동하게 된다.

상기 중조립체(240)가 회전운동하면 상기 중조립체(240)의 제3 나사부(242)와 결합하는 상기 상조립체(250)의 제4 나사부(251)가 상대운동 한다. 즉, 상기 상조립체(250)가 승강운동하게 된다. 상기 상조립체(250)의 승강운동은 상기 제2 스토퍼(253)가 상기 제3 나사부(242)의 하단에 접할 때까지 구동된다.

상기 검토한 바와 같이, 상기 상조립체(250)는 상기 가동튜브(220)와 결합되어 있다. 따라서 상기 중조립체(240)가 승강운동하면, 상기 가동튜브(220)가 승강운동 하여, 상기 가동튜브(220)에 일단이 고정된 상기 케이블(225)이 상승된다.

상기 가동튜브(220)의 하단부가 상기 연장튜브(210)의 상단부에 도달하여, 상기 연장튜브(210)가 승강 운동한다. 상기 제2 감지센서(207)가 상기 제2 피감지소자(217)를 감지하여 상기 연장튜브(210)가 상한에 접근하였음을 상기 제어유닛(110)에 알린다. 상기 제어유닛(110)은 상기 회전모터(120)의 회전을 정지한다.

상기 카메라(10)를 하향으로 이송하고자 하는 경우, 상기 회전모터(120)를 역회전시켜 상기 회전축(134)이 회전하도록 한다. 상기 회전축(134)에 의하여 상기 스크루 내부 마스트(230), 중조립체(240) 및 상조립체(250)가 회전하고 하강운동을 한다. 상기 상조립체(250)가 하강하면, 상기 연장튜브(210) 및 상기 가동튜브(220)가 하강 운동한다.

상기 연장튜브(210)가 하한에 도달하면, 고정튜브(200)의 제1 감지센서(206)는 상기 가동튜브(220)의 제1 피감지소자(227)를 감지하여, 이를 제어 유닛(110)에 알린다. 상기 제어유닛(110)은 상기 회전모터(120)의 회전을 정지한다.

따라서 상기 수직 확장장치에 상기 카메라(10)를 설치하여 원하는 높이만큼 위치를 조절할 수 있으며, 상기 수직 확장장치의 내부에는 다단으로 형성되어 있어, 경사진 곳에서도 안정적으로 상기 카메라(10)를 이송시킬 수 있다.

상기와 같이 설명된 수직 확장장치 및 이를 포함하는 무인감시 시스템은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

Claims (12)

1. 전원 및 신호공급용 케이블을 수납하는 케이블 드럼 하우징;
   상기 케이블 드럼 하우징에 설치되고, 상기 케이블이 통과할 수 있도록 형성되는 중공을 포함하며, 내면에 제1 나사부가 형성되는 회전축;
   상기 회전축의 중공에 배치되고 상기 케이블을 감싸도록 형성되며, 외면에 상기 제1 나사부와 결합하는 제2 나사부가 형성되어 상기 회전축의 회전에 따라 상기 제1 나사부와 승강 또는 하강 운동을 하는 스크루 유닛;
   상기 회전축을 감싸도록 형성되고, 상기 케이블과 연결되는 외부장치가 고정되며, 상기 스크루 유닛과 연결되어 승강 또는 하강 운동을 하여 상기 외부장치를 이송시키는 이송유닛을 포함하고,
   상기 스크루 유닛은,
   상기 회전축의 중공에 배치되고, 외면에 제2 나사부가 형성되며, 내면에 제3 나사부가 형성되는 중조립체; 및
   상기 중조립체의 내면에 형성되고 상기 제3 나사부와 결합하는 제4 나사부를 포함하고, 상기 제3 나사부가 회전하며 승강 또는 하강 운동을 하는 상조립체를 포함하는 것을 특징으로 하는 수직 확장장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 중조립체는 상기 제2 나사부가 형성되는 길이만큼 상승하고, 상기 상조립체는 상기 제4 나사부가 형성되는 길이만큼 상승하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 수직 확장장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 제1 나사부는 상기 회전축 상단부에 형성되고, 상기 제3 나사부는 상기 중조립체의 상단부에 형성되며,
   상기 중조립체는 상기 중조립체의 하단부에 형성되어 상기 제1 나사부에 걸려 상기 중조립체의 상승을 차단하는 제1 스토퍼를 포함하고,
   상기 상조립체는 상기 상조립체의 하단부에 형성되어 상기 제3 나사부에 걸려 상기 상조립체의 상승을 차단하는 제2 스토퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 수직 확장장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 상조립체의 상단부에는 외주를 따라 돌출되는 돌출부를 포함하는 결합부재를 포함하고,
   상기 돌출부는 상기 이송유닛과 연결되어 상기 이송유닛을 승강 또는 하강시키는 것을 특징으로 하는 수직 확장장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 케이블 드럼 하우징 위에 설치되고, 상기 케이블을 상승 또는 하강시키도록 형성되는 승강유닛을 더 포함하고,
   상기 이송유닛은,
   상기 승강유닛에 고정되어 상기 이송유닛의 외관을 형성하는 고정튜브;
   상기 고정튜브의 내부에 형성되고, 통공을 포함하는 원통구조로 형성되는 연장튜브; 및
   상기 연장튜브의 내부에 형성되고, 통공을 포함하는 원통구조로 형성되며, 상기 스크루 유닛과 결합되어 상기 스크루 유닛과 연동하는 가동튜브를 포함하는 것을 특징으로 하는 수직 확장장치.
7. 제6항에 있어서, 상기 가동튜브는,
   상기 가동튜브의 상부에 상기 케이블이 돌출될 수 있도록 형성되는 관 통공을 포함하고,
   상기 가동튜브의 상부에 상기 케이블과 연결되는 응용장치가 설치될 수 있도록 형성되는 플랜지를 포함하는 것을 특징으로 하는 수직 확장장치.
8. 제6항에 있어서,
   상기 가동튜브는 하부에 상기 가동튜브로부터 돌출되는 스토퍼가 형성되고,
   상기 연장튜브는 상부에 상기 스토퍼와 결합 가능하게 형성되는 플랜지를 포함하며,
   상기 가동튜브가 승강운동하면, 상기 스토퍼와 상기 플랜지가 결합되어 상기 연장튜브가 승강운동 하는 것을 특징으로 하는 수직 확장장치.
9. 제6항에 있어서,
   상기 고정 튜브의 상단에는 각각 상한 및 하한 감지센서가 설치되고,
   이에 대응하여 상기 가동 튜브의 하단과 상단 및 상기 연장 튜브의 하단 및 상단에는 각각 상한 및 하한 피감지소자가 설치되는 것을 특징으로 하는 수직 확장장치.
10. 제6항에 있어서,
    상기 승강유닛은 회전모터에 의하여 회전 가능하도록 형성되는 기어와, 상기 기어와 결합하여 회전 방향을 전화하는 웜기어를 포함하고,
    상기 회전축은 상기 웜기어와 연동하는 것을 특징으로 하는 수직 확장장치.
11. 제10항에 있어서,
    상기 회전축을 서로 반대되는 방향으로 회전시켜 상기 이송유닛을 승강 또는 하강시키기 위하여 상기 회전모터는 정역회전이 가능한 것을 특징으로 하는 수직 확장장치.
12. 제6항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 수직 확장장치; 및
    상기 승강유닛의 상부에 장착되고 상기 케이블과 연결되는 카메라를 포함하는 무인감시시스템.

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