KR101380376B1 - 포지션센서를 이용한 선박용 조종장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선박의 조타실과 엔진제어실 및 브릿지 윙에 설치하여 사용하는 각종 선박용 조종장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 기구의 간소화, 정밀도 향상 및 저항 값 조절성 개선을 제공할 수 있는 포지션센서를 이용한 선박용 조종장치를 제공코자 하는 것이다.
즉, 본 발명은 본체 상측으로 호형의 눈금판을 설치하고, 본체 내측에는 정역구동되는 스테핑모터를 설치하고, 모터축에는 눈금판과 대응하는 지시판을 결합하며, 모터축의 선단에는 N극과 S극으로 좌우 양분되는 영구자석을 설치하고, 영구자석의 전방에는 영구자석의 극성을 확인하여 정확한 위치를 확인하도록 제어회로와 전기적으로 연결된 포지션 센서를 설치하며, 눈금판에 LED 광원을 설치하고 제어회로에 의해 스테핑모터의 회전으로 변경된 위치에 해당하도록 점등되게 함으로 해서 눈금판의 정확한 식별성을 제공할 수 있도록 하고, 조종장치의 작동위치를 고정할 수 있는 고정수단을 설치하여 작동상태를 고정할 수 있도록 한 것이다.

Description

포지션센서를 이용한 선박용 조종장치{The vessel steering system which uses the position sensor}

본 발명은 선박의 조타실과 엔진제어실 및 브릿지 윙에 설치하여 사용하는 각종 선박용 조종장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 기구의 간소화, 정밀도 향상을 제공할 수 있는 포지션센서를 이용한 선박용 조종장치를 제공코자 하는 것이다.

선박의 조타실과 엔진제어실 및 브릿지 윙에는 선박의 운항에 필요한 다양한 장비들이 설치되어 있으며, 또한 조타실과 엔진제어실 및 브릿지 윙에는 연동하여 작동하는 각종 조종장치를 설치하고 있다.

상기 선박용 조종장치의 일례로는 RPM을 조절하는 머누버링 핸들이 있으며, 그 구성은 도 8, 도 9에 도시된 바와 같이 본체(102) 상측으로 호형의 게이지판(103)이 설치되고, 게이지판(103) 내측에는 작동축(104)이 본체(102)에 지지되도록 가로질러 설치되고, 본체(102)에 지지되도록 설치된 작동축(104)의 일단은 외부로 도출되며, 도출된 작동축(104)에는 게이지판(103)의 상부를 따라서 회동하는 작동핸들(105)이 결합된다.

본체(102) 내측의 아래쪽으로는 고정패널(106)이 설치되며, 고정패널(106)에는 엔진과 전기적으로 연결되는 제어회로기판(107)이 설치된다. 또한 고정패널(107)의 상측으로는 작동축(104)에 설치되어 있는 메인기어(108)와 기어 결합되는 2개의 피동기어(109) 및 작동축(104)를 구동하는 DC모터(113) 가 설치되며, 피동기어(109)에는 도그가 일체 형성된 작동구(110)를 축 설치되고, 작동구(110)의 아래쪽으로는 도그와 접하는 리미트스위치(111)가 설치되며, 게이지판(103)의 아래쪽 본체(102)에는 RPM을 미세 조절하는 파인세팅스위치와 디머스위치 및 디스플레이창을 함께 설치한 조작부(112)가 설치된 구성이다.

이러한 구성은 피동기어와 각종 스위치류 등을 구성해야 하므로 구성이 복잡하고, 또한 작동축(104)의 구동이 DC모터 및 기어 조합에 의해 이루어지는 것으로 작동 정밀도가 저하되는 문제점이 있었다.

또한 게이지판(103)에 지시바늘을 이용하여 지시되도록 한 것으로 정확한 지시 상태의 확인이 어렵고, 특히 시각적 오차가 심하게 발생하는 등의 문제점이 있었다.

이에 본 발명자는 상기한 종래 선박용 조종장치가 갖는 제반 문제점을 일소코자 본 발명을 연구 개발한 것으로서, 본 발명에서는 기구의 간소화, 정밀도 향상을 제공할 수 있는 포지션센서를 이용한 선박용 조종장치를 제공함에 기술적 과제를 두고 본 발명을 완성한 것이다.

과제 해결수단으로 본 발명에서는 본체 상측으로 호형의 눈금판을 설치하고, 본체 내측에는 정역구동되는 스테핑모터를 설치하고, 모터축에는 눈금판과 대응하는 회동판을 결합하며, 모터축의 선단에는 N극과 S극으로 좌우 양분되는 영구자석을 설치하고, 영구자석의 전방에는 영구자석의 극성 확인으로 모터축의 회전각을 정확히 인식하도록 제어회로와 전기적으로 연결된 포지션 센서를 설치한 것을 특징으로 하였다.

또한 본 발명에서는 눈금판에 LED 광원을 설치하고 제어회로에 의해 스테핑모터의 회전으로 변경된 위치에 해당하도록 점등되게 함으로 해서 눈금판의 정확한 식별성을 제공할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에서는 조종장치의 작동위치를 고정할 수 있는 고정수단을 설치하여 작동상태를 고정할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 제공하는 포지션센서를 이용한 선박용 조종장치는 주로 선박의 조타실과 엔진제어실 및 브릿지 윙에 한조로 설치하고 제어회로를 통신가능하게 상호 연결하여 연동 작동되도록 한 것으로 하기와 같은 효과를 득할 수 있다.

감속기어 등과 같은 내부 구성없이도 지시판을 정확하게 제어할 수 있는 것으로 구성의 간소화가 가능하다.

내부 구성 간소화로 기계적인 고장 염려가 없다.

스테핑모터를 이용한 직접 구동방식으로 정밀도가 향상된다.

지시판에 LED를 설치하여 눈금판을 조명하므로 시각적 오차 없이 정확한 지시가 가능하다.

도 1은 본 발명에서 제공하는 포지션센서를 이용한 선박용 조종장치의 일 실시예를 도시한 사시도
도 2는 본 발명에서 제공하는 포지션센서를 이용한 선박용 조종장치의 저면 사시도
도 3은 본 발명의 저면도
도 4는 본 발명의 측단면도
도 5는 본 발명에 적용된 자석 및 포지션센서의 배치 상태도
도 6은 본 발명의 중요부분 발췌 확대 단면도
도 7은 본 발명의 개략적인 블록 회로도
도 8은 종래 선박용 조종장치의 일례인 머누버링 핸들의 구성을 보인 사시도
도 9는 도 1의 정면도

이하에서 본 발명에서 제공하는 포지션센서를 이용한 선박용 조종장치의 실시예를 첨부 도면에 의거하여 설명한다.

도 1, 도 2는 본 발명에서 제공하는 포지션센서를 이용한 선박용 조종장치의 일 실시예를 도시한 사시도 및 저면 사시도를 도시한 것이고, 도 3, 도 4는 본 발명의 저면도 및 측단면도 등을 도시한 것이다.

본 발명에서 제공하는 포지션센서를 이용한 선박용 조종장치(1)는 선체에 고정되는 본체(2)의 상측으로 호형의 눈금판(3)을 설치한다.

상기 눈금판(3)에는 눈금, 문자, 숫자가 병기된 상태로 인쇄되며, 눈금판(3)의 안쪽면에는 눈금, 문자, 숫자들을 조명할 수 있는 광원으로 LED(4)를 고정 설치하여 개별 점등될 수 있게 한다.

눈금판(3)의 내측으로는 본체(2)에 지지되고 좌우 대칭되도록 스테핑모터(5)를 설치하고, 스테핑모터(5)의 모터축(6)을 스테핑모터(5)의 양측으로 돌출시킨다.

즉, 모터축(6)의 일단은 본체(2)의 외부로 노출되도록 하고, 노출된 외측모터축(6a)에는 작동핸들(7)을 설치하여 수동으로 조작 가능하게 한다. 또한 외측모터축(6a)에는 도시되지는 않았지만 종래 선박용 조종장치와 같이 상기 눈금판(3)의 눈금, 문자, 숫자를 지시하는 지시바늘을 함께 고정 설치할 수도 있다.

그리고 본체(2) 내부에 위치하는 내측모터축(6b)의 타단에는 영구자석(8)을 설치한다.

상기 영구자석(8)은 N극과 S극으로 좌우 양분되는 원판 형상으로 구성하며, 내측모터축(6b)에 축방향으로 홈(6c)을 형성하고 이에 내입시켜 고정되도록 구성한다. 영구자석(8)은 다른 여러 방법으로 고정 설치할 수 있다.

내측모터축(6b)의 선단 전방으로는 포지션센서(position sensor)(9)가 배치되며, 포지션센서(9)는 본체(2)에 고정된 센서 고정판(10)에 고정된다.

상기 포지션센서(9)는 영구자석(8)의 극성을 감지하여 회전각도를 정확하게 인식할 수 있도록 한 자기식 구성의 것으로 공지된 구성품으로 구매 사용토록 한다.

본체(2)의 내부에는 상기 LED(4)와 스테핑모터(5) 및 포지션센서(9)와 전기적으로 연결된 제어회로(11)가 설치된다.

제어회로(11)는 포지션센서(9)에서 감지된 신호에 따라 LED(4)를 점등하는 역할을 행하게 되며, 또한 한조로 구성되어 타 지역(엔진제어실 및 브릿지 윙)에 설치되어 있는 조종장치(1)의 제어회로(11)와 통신가능하게 전기적으로 연결되어 양측 조종장치(1)가 동일한 작동상태를 제공토록 스테핑모터(5)를 구동시키는 기능성을 제공하게 되는 것이다.

한편 본 발명에서는 조종장치(1)의 작동위치를 고정할 수 있는 고정수단(12)이 마련된다.

본 발명에 적용된 고정수단(12)은 내측모터축(6b)에 반원형의 회동판(13)을 설치하되, 회동판(13)의 가장자리에는 수개의 구멍(13a)을 일정간격으로 형성하며, 센서 고정판(10)의 내측으로는 회동판(13) 쪽으로 돌출되는 돌부(14)를 형성하되, 돌부(14)에는 내입홈(14a)을 형성하여 스프링(15)으로 탄성 지지되도록 볼(16)을 설치하여 회동판(13)에 형성된 구멍(13a)에 선택적으로 걸림되도록 한다.

이상과 같이 구성되는 본 발명 포지션센서를 이용한 선박용 조종장치(1)는 선박의 조타실과 엔진제어실 및 브릿지 윙에 한조로 설치하고 제어회로(11)를 통신가능하게 상호 전기적으로 연결하여 연동 작동되도록 구성한 것으로, 본 발명의 사용에 따른 작용을 이하에서 설명한다.

조타실에 설치되어 있는 조종장치(1)를 소망하는 위치로 이동시키기 위해서는 작동핸들(7)을 손으로 파지한 상태에서 밀거나 또는 당기기만 하면 된다.

상기와 같이 작동핸들(7)을 조작할 때 작동핸들(7)이 결합되어 있는 스테핑모터(5)의 모터축(6)이 함께 회동된다. 이때 본체(2) 내측에 위치하는 내측모터축(6b)의 선단에 결합되어 있는 영구자석(8)이 모터축(6)과 함께 회동되고, 센서 고정판(10)에 고정되어 포지션센서(9)에서 영구자석(8)의 극성 확인으로 모터축(6)의 회전각을 정확히 인식하게 된다.

포지션센서(9)에서 얻어진 정보들은 제어회로(11)로 제공되는데, 제어회로(11)에서는 이 정보에 따라 눈금판(3)에 설치되어 있는 해당 LED(4)를 점등시켜 사용자에게 지시값을 전달하게 되는 것이다.

또한 제어회로(11)에서는 정보들을 통신가능하게 상호 전기적으로 연결하여 연동 작동되도록 타 지역(엔진제어실 및 브릿지 윙)에 설치되어 있는 선박용 조종장치(1)의 제어회로(11)로 전달되고, 제어회로(11)는 스테핑모터(5)를 작동시켜 조타실에 설치되어 있는 것과 동일한 위치로 연동 작동되는 것이다.

이때 한편 본 발명에서는 조종장치(1)의 작동위치는 고정수단(12)에 의해 고정상태를 유지하게 된다.

즉, 본 발명에 의하면 작동핸들(7)을 손으로 파지한 상태에서 밀거나 또는 당길 때 내측모터축(6b)에 설치되어 있는 반원형의 회동판(13)이 함께 회동되는데, 회동판(13)과 대응되도록 센서 고정판(10)에 형성된 돌부(14)상에 스프링(15)으로 지지되도록 설치되어 있는 볼(16)이 회동판(13)에 형성된 구멍(13a)에 선택적으로 걸림되어 작동핸들(7)등이 임의로 회동되는 것을 방지하게 되는 것이다.

본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하고 있으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 보호 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 청구범위 뿐만 아니라 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

1:(선박용) 조종장치 2:본체
3:눈금판 4:LED
5:스테핑모터 6:모터축
6a:외측모터축 6b:내측모터축
7:작동핸들 8:영구자석
9:포지션센서 10:센서 고정판
11:제어회로 12:고정수단
13:회동판 13a:구멍
14:돌부 14a:내입홈
15:스프링 16:볼

Claims (3)

1. 선체에 본체(2)를 고정하고, 본체(2) 상측으로 호형의 눈금판(3)을 설치하며; 본체(2)의 외부에 노출되도록 설치되는 작동핸들(7)의 회동위치를 감지하에 제어회로(11)에 제공하고, 제어회로(11)는 타지역 선박용 조종장치(1)와 통신가능하게 상호 전기적으로 연결한 선박용 조종장치(1)를 구성함에 있어서;
   상기 눈금판(3)의 내측에 위치하도록 본체(2)에 지지되게 설치한 스테핑모터(5)와;
   본체(2)의 외부로 노출된 외측모터축(6a)에 설치한 작동핸들(7) 및 본체(2) 내부에 위치하는 내측모터축(6b)에 설치되는 N극과 S극으로 좌우 양분되는 원판 형상의 영구자석(8)과;
   모터축(6)의 선단 전방으로 영구자석(8)을 감지하도록 본체(2)에 고정된 센서 고정판(10)에 고정설치한 포지션센서(9)를 포함하며;
   상기 스테핑모터(5)와 포지션센서(9)는 제어회로(11)와 전기적으로 연결되며 타지역 선박용 조종장치(1)와 통신가능하게 구성하여 타지역에 설치되어 있는 조종장치(1)와 동일한 작동이 제공될 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 포지션센서를 이용한 선박용 조종장치.
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