KR101391885B1 - 삼차원 변위 측정 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 각도와 거리를 계측하여 서로 직각으로 만나는 공간 좌표계의 3차원 선분을 평가하는 3차원 변위를 평가하는 장치에 관한 것으로, 위치가 변화하지 않는 임의의 고정점, 고정점으로부터 일정 거리를 두고 위치가 변화하지 않는 고정 중심, 고정 중심에 일단의 축 중심을 일치시키고, 자유로이 움직이는 타단에 구비된 이동 중심을 포함하는 발명이다. 이동 중심과 고정 중심 사이에는 전자식 길이 측정 센서가 x축과 축 중심이 일치하도록 구성하고, 고정 중심에는 제 1 각도 측정자와 제 2 각도 측정자가 y축 및 상기 z축과 각각 일치하도록 구성한다. x축과 y축 및 z축이 만나는 고정 중심을 중심으로 하는 3축 일체화 장치를 구비하되, 이 3축 일체화 장치는 각도 측정 수단을 포함한다. 이로서 3축 일체화 장치와 상기 이동 중심 간에 직선형으로 된 상기 전자식 길이 측정 센서만을 구비하여 센서간에 관절을 사용하지 않고, 3축 교차점에서 직접 각도와 길이를 계측할 수 있는 삼차원 변위 측정 장치에 관한 것이다.

Description

삼차원 변위 측정 장치{The Three Dimension Displacement Measuring Device}

본 발명은 구조물의 움직임을 계량화하기 위하여 이동하는 구조물과 이동하지 않는 고정체 사이에 길이와 각도를 측정할 수 있는 센서를 부착하여 이동체의 특정 지점의 이동량을 3차원으로 계량화하는 3차원 변위 측정장치에 관한 것이다.

본 발명의 배경이 되는 기술은 이동하거나 변형이 발생하거나 발생할 우려가 있을 경우 육면체의 한 꼭지점을 원점으로 한 대각선을 전자식 길이 측정 센서로 하여 실측하고 이 대각선과 3축이 이루는 각도를 측정하여 3차원 선분값을 계산하는 종래의 삼차원 변위 측정장치가 배경기술이 된다.

본 발명과 관련된 3차원 변위계에 대한 선행 기술 문헌으로는 대한민국 특허 등록번호 10-0655925 (등록일자 2006년12월04일) "고온고압 배관의 3차원 변위측정기 및 이를 이용한 감시방법"에는 고정축에 설치되어 수직각도와 평면각도를 측정하는 2개의 엔코더와 거리를 측정하는 변위센서를 이용하여 발전용 배관등과 같은 설비의 변형량을 3차원으로 측정하는 장치와 방법이 개시되어 있으며, 대한민국 특허 등록번호 10-0553410 (등록일자 2006년02월10일) “배관의 3축 변위 계측장치 및 모니터링 시스템”에는 전술한 특허를 배관에 적용하는 구체적인 장치와 방법이 개시되어 있다.

본 발명은 관련된 3차원 변위 측정장치의 종래 기술은 3축의 변화를 계측하는 센서들이 동일 축 중심에 있지 않음으로서 센서의 오차가 이어지는 센서에 가중되는 구조여서 측정 정확도가 떨어지고, 도 3의 (1)에 예시된 경우에는 센서들간의 연결 관절이 7개인 것과 같이 제품의 구조상 연결 관절이 많아 현장에 설치된 상태에서 외력에 의하여 추가적으로 변형이 발생할 가능성이 많고, 센서들간의 거동을 컴퓨터로 해석하여야만 각도 변화를 알 수 있기 때문에 설치 현장에서 실제 3차원 각도를 육안으로 볼 수 없어 컴퓨터를 통하여 지시되는 지시값이 사용자가 보아온 상태와 일치하는지 여부를 쉽게 파악하기 곤란한 점이 있다. 특히, 도 3의 (1)과 같이 관절을 사용하여 센서를 연결하는 측정 장치의 경우에는 센서의 오차에다가 관절의 기계적 구조가 유발하는 오차가 이전 센서의 오차에 더하여져 측정장치의 오차가 센서를 사용하면 할수록 더 증폭되어 측정 정밀도와 정확도를 떨어뜨리게 된다. 도 3의 (2)의 경우 센서 1과 센서 2가 힌지로 연결되어 있는데 센서 2의 출력은 센서 2 자체의 오차에 센서 1이 나타내는 기계적 구조의 오차, 즉 관절 구조인 힌지의 내외 베어링 구조에 따른 오차를 더하여 오차 범위가 더 커지게 된다. 이렇게 오차가 확대된 상태에서 센서 3의 출력 오차는 센서 1의 오차에 센서 2의 오차가 부가되고, 여기에 센서 3의 오차가 증폭된 상태에서 관절 1과 관절 2의 기계적 오차가 가미되게 된다. 본 발명은 이렇게 센서에 다른 센서를 연결하는 구조를 배제하고 센서의 위치를 3차원 측정을 할 때 각 선분의 벡터 합이 되는 육면체의 대각선 부분의 일단과 대각선 자체를 길이 센서로 하여 관절을 하나도 사용하지 않은 구조로 함으로서 측정 장치의 측정 정밀도를 높이고, 장기 사용에 따른 관절부의 느슨함 등에 의하여 발생된 변형이 추가적으로 측정 정밀도를 낮추는 것을 방지하며, 사용 부재수를 줄여 원가를 절감, 산업 경쟁력을 높이고자 한다. 본 발명에 의한 일 실시도인 도 1과 종래의 기술의 일례인 도 3을 비교하면, 사용 부재수의 감소와 사용 관절의 감소가 얼마나 획기적으로 이루어져 있는지를 알 수 있다.

본 발명에서는 3차원 변위를 하나의 길이와 두 개의 각도로서 표기하되, 길이와 각도의 측정 센서의 축을 중심점에서 일치하게 하여 하나의 길이, 두 개의 각도에 대한 각각의 값이 계측장치의 물리적 형상에 따른 추가적 계산이 필요없이, 실시간으로 나타나는 길이와 각도를 벡터 합산만을 통하여 이루어지게 함으로서, 전술한 해결하려는 과제를 풀고자 한다.

본 발명의 결과 현장에 설치된 삼차원 변위계의 설치후 장기 운전에 따르는 신뢰성과 장비 자체의 측정 정확도가 획기적으로 개선되게 되었다. 물론, 장치 수의 감소로 인한 가격 절감과 시공비의 절감은 이 분야 산업체의 경쟁력을 가일층 향상시킬 수 있다. 또한, 3차원 변형량의 육안 점검을 통하여 설비 관리 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 삼차원 변형 측정 장치의 일 실시 예
도 2는 본 발명에 의한 삼차원 변형 측정 장치의 일 실시 예
도 3은 본 발명과 관련된 종래의 기술에 의한 장치의 일 실시 예
도 4는 본 발명에 3축 일체화 장치의 일 실시 예(개념도 포함)
도 5는 본 발명에 의한 3축 일체화 장치의 일 실시 예
도 6은 본 발명에 의한 중심 육면체의 일 실시 예

본 발명은 각도와 거리를 계측하여 서로 직각으로 만나는 공간 좌표계의 x, y, z 3차원 선분을 평가하는 3차원 변위를 측정하고 평가하는 장치에 관한 것이다. 본 발명에 의한 3차원은 기준이 되는 고정된 원점과 이 원점을 기준으로 한 x, y, z 축을 설정하는 것을 글로벌 좌표계(global coordinate)로 하고, 이 글로벌 좌표계의 범위 안에 다수의 삼차원 변위 측정 장치를 두어 사용할 때 이 다수의 삼차원 변위 측정 장치의 센서들로부터 얻어지는 3차원 선분의 값을 지역 좌표계에 의한 선분 값이라 할 때 통상적으로 이 지역 좌표계의 3차원 축을 글로벌 좌표계의 축과 일치시켜 선분 값을 구하여 다수의 삼차원 변위 측정 장치로부터 얻어지는 변위 값을 하나의 기계장치와 같은 점검 대상에 대하여 통일된 평가를 할 수 있도록 한다. x, y, z축은 임의의 방향으로 설정할 수 있으나 본 발명에서는 통상적으로 글로벌 좌표계에서 설정하는 수면과 평행한 평면을 y, z 축으로 하고 지구 중심을 향하는 축을 x 축으로 하여 설명하고자 한다. 그러나, 본 발명의 실시에서는 x축을 수면에 수평한 축으로 하여도, 또는 이 축이 수면에 수평이나 수직이 아니어도 실시에 어떤 문제가 있는 것은 아니나, 본 발명의 상세한 설명에 통일을 기하기 위하여 이와같이 축 방향을 설정한다. 더 쉬운 이해를 위하여 본 발명에서는 지구 중심을 향하는 수직축, 즉 x축을 전자식 길이 측정 센서(10)의 축 중심과 일치시켜 길이 축이라 하고, 이 길이 축에 수직인 평면의 축, 즉 y축과 z축을 평면 축이라 한다. 본 발명을 실시함에 있어 y축과 z축은 서로 교차 표현되어도 문제가 없다.

본 발명은 각도와 거리를 계측하여 공간 좌표계의 x축(11), y축(21), z축(31)의 3차원 선분으로 평가하는 3차원 변위를 구함에 있어서, 위치가 변화하지 않는 임의의 고정점(61), 고정점으로부터 임의의 거리를 두고 위치가 변화하지 않는 고정 중심(51), 고정 중심과 중심이 일치하는 평면 축, 평면 축과 축 중심이 일치하면서 회전하는 전자식 평면 각도 측정 센서, 일단은 상기 고정 중심과 단부 중심이 일치하면서 회전하고, 축 중심이 길이 축과 일치하는 전자식 길이 측정 센서(10), 피 측정물의 임의의 위치에 고정되어 있는 이동 중심(41), 전자식 길이 측정 센서의 타단으로 상기 이동 중심과 단부 중심이 일치하면서 회전하는 이동부 베어링(42)을 포함하되, 고정 중심과 중심이 일치하면서도 전자식 평면 각도 측정 센서를 장착하고 회전할 수 있는 3축 일체화 장치(50)를 포함하는 것을 특징으로 하여 센서간에 관절을 사용하지 않고, 3축 교차점에서 직접 각도와 길이를 계측하는 삼차원 변위 측정 장치에 관한 것이다. 전자식 평면 각도 측정 센서는 y축과 z축의 회전 각도를 측정하는 것으로 제 1 각도 측정자(20)와 제 2 각도 측정자(30)를 지칭한다. 통상적으로 고정점(61)은 건축물에 본 발명에 의한 장치가 부착되는 곳이 되고, 이동 중심(41)은 본 발명에 의한 장치로서 삼차원 변위를 측정하고자 하는 피측정물에 본 발명에 의한 장치가 부착되어지는 점의 중심을 말한다. 단부가 회전한다함은 끝에 베어링이 있어 회전을 할 수 있는 구조이다. 본 발명에서 단부는 전자식 길이측정 센서의 양끝 부위를 의미하고, 단부 중심은 이 양끝의 중심을 의미한다.

본 발명은 위치가 변화하지 않는 임의의 고정점, 고정점으로부터 일정 거리를 두고 위치가 변화하지 않는 고정 중심(51), 고정 중심에 일단의 축 중심을 일치시키고, 자유로이 움직이는 타단에 구비된 이동 중심(41)을 포함한다. 이동 중심과 고정 중심 사이에는 전자식 길이 측정 센서(10)가 x축(11)과 축 중심이 일치하도록 구성하고, 고정 중심에는 제 1 각도 측정자(20)와 제2 각도 측정자(30)가 y축(21) 및 z축(31)과 각각 일치하도록 구성한다. x축과 y축 및 z축이 만나는 고정 중심을 중심으로 하는 3축 일체화 장치(50)를 구비하되, 이 3축 일체화 장치는 각도 측정 수단을 포함한다. 이로서 3축 일체화 장치와 상기 이동 중심 간에 직선형으로 된 상기 전자식 길이 측정 센서만을 구비하여 센서간에 관절을 사용하지 않고, 3축 교차점에서 직접 각도와 길이를 계측할 수 있는 삼차원 변위 측정 장치 및 변위 측정 방법에 관한 것이다.

여기서 변위를 측정한다 함은 반드시 변위만을 의미하는 것으로 국한되는 것만은 아니며, 본 발명에 의한 하나의 장비로 삼차원의 길이를 측정하는 것이 가능하여서 본 발명에서 변위라 함은 변형된 크기라는 고유의 뜻 이외에도 삼차원 길이를 포함한다. 그러므로 본 발명에서 변위는 변화된 길이, 변화된 3차원 좌표라는 표현 이외에도 변화되지 않은 길이, 변화되지 않은 3차원 좌표라는 표현을 포함한다.

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3축 일체화 장치(50)는 도 4 및 도 5에 일 실시예가 도시된 바와같이 고정 중심(51)을 중심으로 하는 중심 육면체(52), 고정 중심에서 중심 육면체의 외부로 상기 y축, 상기 z축과 일치 하도록 중심 육면체와 일체화된 y축 핀(yp), z축 핀(zp), y축 핀과 z축 핀에 힌지로 조립되고, 중심 육면체의 제 1 각도면과 제 2 각도면의 외면을 감싸는 ㄷ자 형상의 제 1 각도 케이스(53)와 제 2 각도 케이스(54), 중심 육면체 내부 또는 외부에 구비된 각도 측정 수단을 포함하여, 상기 제 1 각도 케이스의 하단은 상기 전자식 길이 측정 센서(10)의 상단과 연결되고, 상기 제 2 각도 케이스의 상단은 고정자(60)와 연결된다. 중심 육면체의 내부에 각도 측정 수단을 구비하는 것은 도 6에 일 실시예가 도시된 바와 같이 중심 육면체의 내부 공간(iV)에 경사센서를 두거나 그림으로 도시하지는 아니 했지만 중심 육면체에 일체화 되어 있는 y축 핀 및 z축 핀에 엔코더의 축을 결합하고, 제 1 각도 케이스와 제 2 각도 케이스에 엔코더의 코일이 있는 케이스를 고정하여 각도를 전기적으로 측정할 수 있다. 중심육면체의 외부에 각도 측정 수단을 구비하는 것은 중심육면체의 내부를 벗어난 곳에 설치하는 것을 의미하는 것으로 중심육면체의 외부 또는 중심육면체와 연결된 전자식 길이 측정 센서의 축 중심과 일치하는 곳등에 다양하게 각도 측정 수단을 설치하여 본 발명을 실시할 수 있다.

3축 일체화 장치(50)에는 도 5에 예시된 바와 같이 제 1 각도 케이스와 제 2 각도 케이스의 외면에 분도기를 부착하고, y축 핀과 z축 핀에 각도 지침을 부착하여 육안으로 y,z축 두 평면의 각도를 측정할 수 있다. 이렇게 함으로서 본 발명에 의한 장치는 센서가 지시하는 전기적 상태값을 사용자 누구나 본 장치가 있는 자리에서 정확도를 전기적 방법을 거치지 않고 육안으로 평가하여 장치의 출력값의 정확도를 평가할 수 있다.

본 발명은 공간 좌표축인 x,y,z축이 일점에서 만나는 공통 접합점을 고정 중심(51)이라 하고, 이 고정 중심으로부터 축 중심선이 일치하는 하나의 축(본 발명에서는 x축을 예로 든다)을 길이 축으로 하여 전자식 길이 측정 센서(10)를 두고, 이 길이 축과 직각으로 만나는 두 축(본 발명에서는 y,z축을 예로 든다)이 만나는 평면의 기울기를 측정하는 경사 센서를 사용하거나, 두 축의 회전각을 측정하는 엔코더를 사용하여 제 1 각도 측정자(20, 본 발명에서는 y축을 예로 듬)와 제 2 각도 측정자(본 발명에서는 z축을 예로 들었음)로 구성한다.

두 점사이의 거리가 변화될 때 이 두 점사이의 거리를 두 점 중 한 점을 기본 좌표계의 원점으로 한 3차원 축의 선분, 즉 3차원 축을 기본으로 하는 직 육면체의 각각의 변의 길이로 산정하는 것이 3차원 변위 측정기이다. 이를 위해서는 두 점사이의 거리 벡터와 각 축과 이 거리 벡터가 이루는 각도를 알면 전술한 3차원 축의 선분을 계산할 수 있다. 이에 본 발명은 길이 벡터는 전자식 길이 측정 센서를 이용하고, 각도 측정은 경사 센서(Tilt Sensor) 또는 엔코더(Encoder)를 사용하는 것으로 하였다.

두 점을 사이에 두고 두 점이 삼차원 이동을 자유롭게 하기 위해서는 두 점이 각각 자유로운 삼차원 회전을 하여야 한다. 또한, 이 두 점은 하나의 막대로서 연결이 되어야 공업적으로 계측 가능한 3차원 측정 장치가 된다. 이는 양단이 자유로이 회전하는 베어링 구조이면서 적어도 일단에서는 고정된 공간 좌표축과 이 막대가 이루는 각도를 측정할 수 있는 구조의 막대가 되어야만 된다. 이를 위해서는 막대의 일단에서 고정된 중심점을 유지하면서도 회전하는 막대의, 적어도 두 개 이상의 각도를 계측할 수 있는 방법이 개발되어야 한다.

이를 위해서 본 발명은 고정된 중심점으로 고정 중심(51)을 설정하고, 본 고정 중심은 x,y,z축이 만나는 교차점에 설정하였다. 이 고정 중심은 건축물 또는 공장과 같은 고정된 공간을 기본으로 하는 공간 좌표의 일점에 있어야 하므로, 건축물등에 고정되도록 설치되어야 한다. 이를 위해서는 통상적으로 건축물의 골조(H-Beam등)에 본 고정 중심이 고정되어야 하며, 이는 기계 장치를 건축물이나 대형 기계에 체결, 또는 고정하는 기술을 이용하면 된다.

하나의 중심점이 건축물에 고정되면서도 이 중심점을 기준으로 한 막대가 회전하면서 회전 각도를 측정하기 위해서는 다음과 같이 실시한다. 도 4의 (2)와 같은 중심 육면체(52)의 중심에 고정 중심(51)을 두고, 이 고정 중심을 지나는 3축이 중심 육면체의 외부 표면과 만나는 곳에 두 개의 y축 핀과 두 개의 z축 핀을 만들어 중심 육면체와 용접등의 기계적 방법으로 일체화하고, 이 축을 중심으로 회전하는 힌지(Hinge)를 포함하는 ㄷ자형 구조체를 제 1 각도 케이스(53)와 제 2 각도 케이스(54)로 하여 이 중심 육면체의 외부에 조립한다. 제 1 각도 케이스와 제 2 각도 케이스의 힌지가 없는 판에는 각각 전자식 길이 측정 센서(10)의 상단과 고정자(60)의 하단이 접합된다. 도 4의 (1)은 제 2 각도 케이스가 조립되지 않은 상태로서 본 발명의 상세한 실시를 위하여 부분 조립상태를 도시하였다. 또한, 여기에 보이는 z축핀(zp) 또한 핀이 조립되지 않은 상태의 부분 조립상태이다. 고정자는 건물등에 접합된 고정점(61)과 고정 중심(51)을 연결하는 구조체로써 도 2의 (2)에 예시된 바와 같이 통상의 파이프나 환봉, 각관등을 사용하되, 길이 조절을 위하여 길이 조절이 가능한 구조로 하면 현장에서 설치하기에 편리하다.

중심 육면체 내부에 고정 중심과 일치하는 2방향 경사 센서를 구비하거나, y축 핀과 z축 핀이 제 1 각도 케이스와 제 2 각도 케이스에 대하여 상대 운동을 하도록 한 엔코더를 설치할 경우 y, z축이 이루는 평면의 경사도를 측정할 수 있게 된다. 중심 육면체의 외부 표면은 도 4의 (2)에 예시된 바와 같이 제 1 각도면(1S)과 제 2 각도면(2S)으로 구성되는데, 제 1 각도면과 제 2 각도면의 중심에 y축 핀 및 z축 핀을 일체화 시킨다. 이렇게 될 경우 중심육면체와 y축 핀 및 z축 핀은 동일한 회전각을 유지하면서 동작하게 된다.

도 5에 예시된 y축 핀(yp)과 z축 핀(zp)은 괭이 형태로 보이는 각도 치침을 볼트를 이용하여 전술한 y, z축 핀에 고정하기 위하여 볼트 머리가 나타나 있는 상태이다. 도 5에는 제 1 각도 케이스와 제 2 각도 케이스에 분도기가 접합되어 있음을 알 수 있다.

전자식 길이 측정 센서는 통상적으로 케이스 안에 미끄럼운동을 하는 축이 있는 구조인데 이를 경사지게 설치하였을 경우에는 축에 휨이 발생하여 장치의 수명에도 좋지않고 장치의 측정 정밀도도 떨어지게 되므로 본 발명에 따른 전자식 길이 측정 센서는 도 2에서 보이는 바와 같이 미끄럼 운동을 하는 축과 평행 운동을 하는 처짐 방지 보강 축을 별도로 전자식 길이 측정 센서의 케이스의 외부에 두 개 내지 세 개를 두어 처짐을 방지할 경우 정밀도가 더 높아지게 된다. 마찬가지로 고정자도 하나의 구조의 직선형 구조재를 사용하는 것보다는 단면이차 모멘트를 높이는 구조로 하기 위하여 작은 단면의 부재를 3개정도 사용하여 제작하는 것이 좋다. 이는 작은 직선 파이프 3개를 정 삼각형 단면이 되도록 배열하고, 이들을 서로 연결하여 제작하는 방안과 같은 구조로 할 수 있음을 의미한다. 이는 기계공학의 처짐 방지 분야에 관한 기술이므로 관련 자료를 참고하면 쉽게 실시할 수 있다.

전자식 평면 각도 측정 센서 및 전자식 길이 측정 센서는 전자장치이므로 전기 신호가 출력된다. 이 전기 데이터는 실시간으로 전자식 길이 측정 센서 및 전자식 평면 각도 측정 센서로부터 전달되는데 입력되는 데이터를 송신, 수신하여 평가하고, 분석, 저장하며 및 필요시 재송신할 수 있는 마이크로 컨트롤러(Micro Controller)를 각 삼차원 변위 측정 장치마다 부착하거나 본 장치의 주변에 두거나, 데이터 로거(Data Logger)에 수집하여 중앙 처리 컴퓨터로 처리할 수 있다. 중앙 처리 컴퓨터를 사용할 경우 마이크로 컨트롤러는 필요 없게 된다. 마이크로 컨트롤러를 이용한 데이터 저장 수단은 SD카드와 같은 소형 데이터 저장용 메모리를 사용하면 된다.

입력되는 데이터를 송신, 수신하여 평가하고, 분석하는 것은 입력되는 데이터를 마이크로 컨트롤러 또는 컴퓨터에서 처리하는 것으로 실시간으로 입력되는 순간 입력치가 일정 기간 입력된 데이터의 평균을 구한 평균값과 비교하여 갑자기 평균값에 비하여 어느 정해진 값 이상이나 이하가 된다는 것과 같은 특이 사항이 있을 경우에는 별도의 파일 이름으로 메모리에 저장하고, 이러한 데이터의 저장은 하나의 한정된 메모리에서 무한으로 연속하여 실시간으로 입력되는 데이터를 저장할 수 없으므로 메모리의 저장 용량 범위 내에서 선입선출 방식으로 파일을 저장하도록 한다.

이러한 장치를 이용하여 삼차원 변위를 측정하는 방법은 다음과 같다.

본 발명에 의한 3차원 변위 측정 방법은 각도와 거리를 계측하여 서로 직각으로 만나는 공간 좌표계의 x축(11), y축(21), z축(31)의 3차원 선분을 평가하는 3차원 변위를 평가하는 분야의 한 기술로서, 위치가 변화하지 않는 임의의 고정점(61), 상기 고정점으로부터 일정 거리를 두고 위치가 변화하지 않는 고정 중심(51), 상기 고정 중심에 일단의 축 중심을 일치시키고, 자유로이 움직이는 타단에 구비된 이동 중심(41)을 포함한 장치를 바탕으로 상기 이동 중심과 상기 고정 중심 사이에는 전자식 길이 측정 센서(10)가 상기 x축(11)과 축 중심이 일치하도록 구성하는 단계, 상기 고정 중심에는 제 1 각도 측정자(20)와 제2 각도 측정자(30)가 상기 y축 및 상기 z축과 각각 일치하도록 구성하는 단계, 상기 x축과 상기 y축 및 상기 z축이 만나는 고정 중심은 3축 일체화 장치(50)를 구비하는 단계로 구성된다.

10 : 전자식 길이 측정 센서
20 : 제 1 각도 측정자
30 : 제 2 각도 측정자
50 : 3축 일체화 장치
60 : 고정자
41 : 이동 중심
51 : 고정 중심
61 : 고정점

Claims (5)

1. 각도와 거리를 계측하여 공간 좌표계의 x축(11), y축(21), z축(31)의 3차원 선분으로 평가하는 3차원 변위를 구함에 있어서,
   
   위치가 변화하지 않는 임의의 고정점(61);
   상기 고정점으로부터 임의의 거리를 두고 위치가 변화하지 않는 고정 중심(51);
   평면 축과 축 중심이 일치하면서 회전하는 전자식 평면 각도 측정 센서;
   일단은 상기 고정 중심과 단부 중심이 일치하면서 회전하고, 축 중심이 길이 축과 일치하는 전자식 길이 측정 센서(10);
   피 측정물의 임의의 위치에 고정되어 있는 이동 중심(41);
   상기 고정 중심과 중심이 일치하면서도 상기 전자식 평면 각도 측정 센서를 장착하고 회전할 수 있는 3축 일체화 장치(50);를 포함하는 것을 특징으로 하되,
   
   상기 3축 일체화 장치(50)는
   
   상기 고정 중심(51)을 중심으로 하는 중심 육면체(52);
   상기 고정 중심에서 상기 중심 육면체의 외부로 상기 y축, 상기 z축과 일치 하도록 상기 중심 육면체와 일체화된 y축 핀(yp), z축 핀(zp);
   상기 y축 핀과 z축 핀에 힌지로 조립되고, 상기 중심 육면체의 제 1 각도면과 제 2 각도면의 외면을 감싸는 ㄷ자 형상의 제 1 각도 케이스(53)와 제 2 각도 케이스(54);를 포함하는 갓을 특징으로 하여,
   
   3축 교차점에서 직접 각도와 길이를 계측하는 삼차원 변위 측정 장치
2. 제 1 항에 있어서, 상기 3축 일체화 장치(50)는
   
   상기 중심 육면체 내부 또는 외부에 구비된 각도 측정 수단;을 포함하여, 상기 제 1 각도 케이스의 하단은 상기 전자식 길이 측정 센서(10)의 상단과 연결되고, 상기 제 2 각도 케이스의 상단은 고정자(60)와 연결되는 것을 특징으로 하여,
   
   3축 교차점에서 직접 각도와 길이를 계측하는 삼차원 변위 측정 장치
3. 제 2 항에 있어서, 상기 3축 일체화 장치(50)는
   
   상기 제 1 각도 케이스와 상기 제 2 각도 케이스의 외면에 분도기를 부착하고, 상기 y축 핀과 상기 z축 핀에 각도 지침을 더 포함하는 것을 특징으로 하여,
   
   3축 교차점에서 직접 각도와 길이를 계측하는 삼차원 변위 측정 장치
4. 제 1 항에 있어서,
   
   실시간으로 상기 전자식 길이 측정 센서 및 상기 전자식 평면 각도 측정 센서로부터 실시간으로 입력되는 데이터를 송신, 수신하여 평가하고, 분석, 저장하며 및 필요시 재 송신할 수 있는 마이크로 콘트롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 하여,
   
   3축 교차점에서 직접 각도와 길이를 계측하는 삼차원 변위 측정 장치
5. 제 4 항에 있어서,
   
   상기 평가는 입력되는 데이터의 순간 입력치가 일정 기간 입력된 데이터의 평균을 구한 평균값과 비교하여 특이 사항이 있을 경우에는 별도 저장하고,
   상기 저장은 실시간으로 입력되는 데이터를 선입선출 방식으로 저장하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하여,
   
   3축 교차점에서 직접 각도와 길이를 계측하는 삼차원 변위 측정 장치

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