KR101618111B1 - 모터 제어 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 모터를 제어하는 제어 장치로써, 바닥판과 전면판이 수직으로 절곡되고, 상기 전면판의 양측 단부는 바닥판 방향으로 절곡되어 보강되고, 상기 바닥판은 전면판 부위를 제외한 나머지 3면이 세워져 운두부를 구성함으로써, 그 안쪽에 공간이 마련된 하부체; 상판과 양 측판 및 배면판이 하나의 판재로 재단되어 절곡되며, 상판에 2개의 표시창이 구비될 수 있도록 하고, 엘이디 불빛이 반사될 수 있도록 구멍이 천공되며, 아울러 스위치가 장착될 수 있는 스위치 통공이 마련된 상부체; 상기 상부체의 양측판 상부와 하부체의 운두부 양측면 각각에 구비되도록 하되, 일측은 걸어지도록 하는 걸이부로 구성되고, 타측은 끼움을 가능하게 하는 끼움부로 구성된 고정부; 구성된 것을 포함하며,
상기 전면판의 상단을 절곡하여 장치를 보강하고, 상기 바닥판과 상판 각각에 설치되는 PCB는 서로 마주보는 상태로 설치되는 기술적인 특징을 갖는 것으로 달성된다.

Description

모터 제어 장치{MOTOR CONTROL DEVICE}

본 발명은 모터 제어 장치에 관한 것이다.

더 상세하게는 하부체와 상부체로 구성되어 조립이 용이하며, PCB가 하부체의 바닥과 상부체의 상판 저면에 고정 설치되도록 설계되어 부품이 실장될 수 있는 공간을 확보하고, 나아가 장치의 부피를 최소화하여 휴대 및 운반이 용이하도록 하며, 설치가 용이한 모터 제어 장치에 관한 것이다.

또한 본 발명은 연극 효과를 향상시키기 위해, 무대에 설치되는 조명을 이동시키는 모터를 제어하는 것으로, 모터를 제어하는 주 제어부의 고장에 대비하여 보조 제어부가 구비될 수 있도록 구성된 모터 제어 장치에 관한 것이다.

일반적으로 모터는 전기적인 에너지를 기계적인 에너지로 변환시키는 전동기로써, 모터 축의 회전력을 이용하여 각종 기계 기구 장치의 운전을 가능케 하는 것이다.

이러한 모터는 적용되는 기계 기구에 따라 여러 방식으로 제어되고 운전되며, 특히 정교한 위치 제어를 요구하거나 위험 요소를 대비해야 하는 경우에는 별도의 제어 장치가 설계하여 사용하기도 한다.

예를 들어 공연 무대에 설치되는 조명은 연극 효과를 향상시키기 위해 공연 배우는 물론 주변 환경을 신속하게 그리고 정확하게 비추고, 안전 사고를 대비하는 모듈을 구비하고 있다.

예컨대, 국내 특허 10-0980829호의 구동 모터 원격 제어 시스템은, 다수의 무대장치를 선택 및 동작을 조작하는 제어콘솔과, 제어콘솔의 스위치 조작에 따라 무대 장치를 선택 제어하는 메인콘트롤러와, 메인콘트롤러의 제어에 따라 해당 모터를 구동 제어하는 각각의 모터콘트롤러로 구성된 무대장치의 모터 원격제어시스템에 있어서,

메인콘트롤러는 제어콘솔로부터의 각 스위칭부의 통신 라인을 접속 및 스위칭신호를 수신하기 위한 조작신호수신부, 조작신호수신부를 통해 수신된 제어콘솔의 선택신호를 수신하여 해당 모터콘트롤러로 제어신호를 출력하고, 모터콘트롤러로부터의 각 상태감지신호를 수신하는 메인중앙제어장치, 메인중앙제어장치의 제어에 의하여 선택된 모터콘트롤러로 제어신호를 전송하며, 통신상태를 감시하는 통신제어부, 통신제어부의 각 제어신호 전송 및 통신상태 감시를 위하여 모터콘트롤러로 2개의 통신라인이 배선되도록 접속하는 제1,제2통신라인접속부를 포함하는 것으로, 모터의 동작을 원격 감시 및 제어하며, 결함 발생시 이를 경보하고 대처하도록 하는 제어시스템에 관한 것이다.

그런데 이러한 종래의 제어 시스템은 통신 라인에 대한 결함에 대해서는 절환을 통해 대처할 수 있지만 모터콘트롤러의 고장에 대해서는 해결이 불가능한 문제가 있다. 또한 이러한 시스템은 여러 장치 예컨대 조명등, 무대 커튼 등을 한꺼번에 원격 제어하고, 다수의 통신 라인을 구비함으로써 시스템의 부피가 크고, 따라서 휴대가 불편한 문제가 있다.

본 발명은, 이와 같은 종래의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 휴대 및 이동이 간편하도록 구성하고, 주 제어부의 고장에 대비하여 보조 제어부를 구비하며, 또한 제작이 용이하고 조립이 간편하도록 구성된 모터 제어 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 케이스의 상부 및 하부 각각에 PCB가 설치되도록 구성하되, PCB가 서로 마주보는 상태로 설치되어 실장되는 부품의 연결 작업이 용이하고, 공간을 활용할 수 있도록 한 모터 제어 장치를 제공하는 데 있다.

또한 본 발명은 전면판에 외부 컨트롤러와 연결되는 단자를 구비하며, 이 외부 컨트롤러를 통해 제어 기능의 다양성을 꾀할 수 있는 모터 제어 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명은 모터를 제어하는 제어 장치로써, 바닥판과 전면판이 수직으로 절곡되고, 상기 전면판의 양측 단부는 바닥판 방향으로 절곡되어 보강되고, 상기 바닥판은 전면판 부위를 제외한 나머지 3면이 세워져 운두부를 구성함으로써, 그 안쪽에 공간이 마련된 하부체; 상판과 양 측판 및 배면판이 하나의 판재로 재단되어 절곡되며, 상판에 2개의 표시창이 구비될 수 있도록 하고, 엘이디 불빛이 반사될 수 있도록 구멍이 천공되며, 아울러 스위치가 장착될 수 있는 스위치 통공이 마련된 상부체; 상기 상부체의 양측판 상부와 하부체의 운두부 양측면 각각에 구비되도록 하되, 일측은 걸어지도록 하는 걸이부로 구성되고, 타측은 끼움을 가능하게 하는 끼움부로 구성된 고정부; 구성된 것을 포함하며,

상기 전면판의 상단을 절곡하여 장치를 보강하고, 상기 바닥판과 상판 각각에 설치되는 PCB는 서로 마주보는 상태로 설치되는 기술적인 특징을 갖는 것으로 달성된다.

본 발명은 적어도 2개의 PCB를 배치하여 주 제어부와 보조 제어부가 구성되고, 여기에 별도로 설계된 제 2조작부가 연결될 수 있도록 구성하여 모터의 제어 기능의 다양성을 꾀하며, 나아가 PCB가 서로 마주보게 배치되어 공간 활용이 가능하며, 그에 따라 부피를 줄일 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명은 하부체와 상부체 만으로 케이스를 구성하여 조립 및 제작이 용이하고, 고정부를 두어 설치가 간편한 발명이다.

도 1은 본 발명에 따른 모터 제어 장치의 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 모터 제어 장치의 하부체의 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 모터 제어 장치의 상부체의 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 모터 제어 장치의 단면도,
도 5는 본 발명에 따른 모터 제어 장치의 동작 과정을 나타낸 블록도,
도 6은 본 발명에 따른 모터 제어 장치의 다른 실시 예의 일측면도,
도 7은 본 발명에 따른 모터 제어 장치의 또 다른 실시 예의 평단면도,

본 발명을 실시 예들을 설명함에 있어서, 동일부호는 동일한 구성을 의미하고, 중복되거나 발명의 의미를 한정적으로 해석되게 할 수 있는 부가적인 설명은 본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 생략될 수 있다.

구체적인 설명에 앞서, 본 명세서상에 비록 단수적 표현으로 기재되어 있을지라도 국어 사용에 있어서 단수/복수를 명확하게 구분 짓지 않고 사용되는 환경과 당해 분야에서의 통상적인 용어 사용 환경에 비추어, 발명의 개념에 반하지 않고 해석상 모순되거나 명백하게 다르게 뜻하지 않는 이상 복수의 표현을 포함하는 의미로 사용된다. 또한, 본 명세서에 기재되었거나 기재될 수 있는 '포함한다', '갖는다', '구비한다', '포함하여 이루어진다' 등은 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 구성요소 또는 그들 조합의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

설명에 앞서 본 발명의 제어 장치는 모터를 제어하는 것으로, 모터의 회전 속도 및 회전 방향을 제어하고, 나아가 주 제어부의 고장에 대비하여 보조 제어부가 갖추어진 것으로, 모든 기계 기구 장치에 적용되는 모터를 제어하는 것이나, 본 발명에서는 무대 조명을 이동시키는 모터를 제어하는 것으로 설명된다.

먼저, 본 발명에 첨부된 도 1은 본 발명에 따른 모터 제어 장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 모터 제어 장치의 하부체의 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 모터 제어 장치의 상부체의 사시도를 도시한 것이다.

또한 첨부된 도 4는 본 발명에 따른 모터 제어 장치의 단면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 모터 제어 장치의 동작 과정을 나타낸 블록도를 나타낸 것이며, 도 6은 본 발명에 따른 모터 제어 장치의 다른 실시 예의 일측면도를 나타낸 것이다.

도 7 은 본 발명에 따른 모터 제어 장치의 또 다른 실시 예를 나타낸 일측면도이다.

도면에서, 본 발명의 모터 제어 장치(10)는 하부체(100)와 상부체(200)로 케이스가 구성되고, 이들 내부에 PCB를 설치하여 구성하되, 기본적으로 통신 허브를 구비하여 무선 제어가 가능하도록 하며, 여기에 입력된 모터 제어신호를 처리하는 주 제어부와 보조 제어부를 구비하고, 주 제어부의 이상 동작 시 보조 제어부가 동작하여 모터를 제어토록 하는 것이다.

여기서, 상기 주 제어부는 후술하는 상부체(200)의 상판(220)에 구비되는 스위치 조작 등을 통해 입력된 모터 제어 신호를 중앙통신허브를 통해 제1중앙 컴퓨터가 수집하고, 이 제 1중앙 컴퓨터와 통신 허브로 연결되며, 모터제어신호를 수신 처리하는 제 1이더넷 콘트롤러를 구비하되, 상기 제 1이더넷 콘트롤러를 통해 수신되는 모터제어신호에 따라 모터 구동을 위한 구동모터데이터를 생성하는 제 1중앙처리장치와, 와치독 그리고 구동모터데이터를 모터구동을 위해 전기 신호로 변환하여 출력하는 D/A컨버터로 구성된다.

상기 보조 제어부 또한 주 제어부와 동일 유사한 구성으로, 중앙 통신 허브와 연결된 제2중앙 컴퓨터와, 제 2이더넷 콘트롤러와 제2중앙처리장치로 구성된 것으로, 상기 제1, 2중앙컴퓨터는 함께 신호를 수집하며, 제 1중앙컴퓨터의 이상 시 제 2중앙컴퓨터가 동작한다.

마찬가지로, 제1, 2중앙처리장치도 제 1중앙처리장치에 이상이 발생하면 제 2중앙처리장치가 동작하며, 와치독은 제 1중앙처리장치의 정상 작동 유무를 감지하는 것이다.

이러한 구성의 본 발명은, 스위치 또는 터치 스크린에 모터제어신호를 입력하는 단계와, 입력된 모터제어신호를 제1, 2중앙컴퓨터가 수집하는 수집단계와, 통신 허브를 통해 상기 제1중앙 컴퓨터에 수집된 모터제어신호를 제 1이더넷 콘트롤러에서 수신 처리하는 단계와, 상기 제1이더넷 콘트롤러에서 수시 처리된 모터제어신호를 제1중앙처리장치에서 구동모터데이터를 생성하는 단계 및 D/A컨버터에서 전기신호로 변환 출력하여 모터를 제어하는 단계로 구성되며, 상기 제1중앙컴퓨터의 이상 동작 시에는 보조 제어부 즉 제2중앙컴퓨터에 수집된 모터제어신호가 제2이더넷 콘트롤러에 수신되고, 다시 제2중앙처리장치 및 D/A컨버터를 통해 모터를 제어하는 것이다.

이를 위해 본 발명의 제어 장치(10)는 적어도 2개 이상의 PCB가 장착될 수 있는 공간을 갖도록 설계되고, 조립성 및 제작성을 감안하여 이루어진 것으로, 하부체(100)와, 이 하부체에 덮어지는 상부체(200)로 구성된다.

하부체 (100)

본 발명에 따른 하부체(100)는, 도 2와 같이 바닥판(120)과 전면판(140)으로 구성되도록 하되, 이를 하나의 철판을 재단하여 절곡된 것이다.

다시 말해, 상기 하부체(100)는 바닥판(120)과, 운두부(122)와, 전면판(140)과 보강판(142) 및 받침판(160)으로 구성되는데, 이들은 하나의 철판을 재단 - 절단 - 절곡하여 제작된 것이다.

물론, 필요에 따라서는 일부의 구성이 용접 작업을 통해 융착될 수 있음은 당연한 것이다.

상기 바닥판(120)은 전면판(140)이 절곡된 정면 부위를 제외한 나머지 3면에 운두부(122)가 세워져 내부에 PCB가 설치되는 공간(126)이 마련되도록 하되, 바닥판(120)에 안착봉(124)에 세워져 그 위에 PCB가 놓인 상태에서 설치 고정되도록 하는 구성이다.

상기 바닥판(120)과 수직으로 절곡된 전면판(140)은 상부와 하부 각각에 컨트롤 박스 등과 전기적으로 연결될 수 있도록 하며, 아울러 통신 케이블이 연결될 수 있도록 하는 각종 단자가 끼워져 설치되는 장홈(144)이 형성되고, 상단부에는 받침판(160)이 절곡된 구성이다.

상기 받침판(160)은 결합되는 상부체(200)를 받쳐 보강이 이루어지도록 함과 아울러 상판과 볼트가 취부되어 고정되도록 하는 것으로, 도면과 같이 전면판(140)의 일부가 직각으로 절곡되어 구성되는 것이다.

한편, 본 발명에서, 하부체(100)의 구성을 전면판(140)과 바닥판(120)으로만 구성하는 것은, 조립이 용이하도록 하기 위함이다. 즉 3면이 개방됨으로써 바닥판(120) 즉 안착봉(124)에 PCB의 고정 설치가 용이하고, 납땜과 같은 조립 작업이 용이한 것이다. 또한 다른 하나의 PCB가 상부체의 상판 저면에 고정됨으로써 PCB들 사이에 공간을 확보함으로, 각 PCB에 실장되는 부품 예를 들어 제1, 2중앙컴퓨터를 구성하는 칩, 제1,2 이더넷 컨트롤러, 제1,2중앙처리장치 등이 서로 중첩됨 없이 실장될 수 있도록 하는 것이다.

상기 보강판(142)은 전면판의 양측 일부를 절곡하여 구성하되, 도면과 같이 운두부의 안쪽에 위치한다. 이러한 보강판(142)은 사용 중 또는 운반 중 전면판(140)이 휘어지는 특히 양측에서 가해지는 외력으로부터 내부 기판과 부속품을 보호하기 위한 것으로 본 발명의 모터 제어 장치(10)는, 후술하는 상부체(200)의 측판(240)과, 운두부(122) 그리고 보강판(142)이 3중으로 내부 회로를 보호하는 것이다.

도면 부호 180은 조립 부재이다.

이 조립 부재는 도 7과 같이 캡(182)과 나사부(184)와 이탈 방지부(186)로 구성된다.

상기 캡(182)은 운두부의 내측면에 용접 고정되고, 이 캡(182)의 내측 중앙에 형성된 암나사부와 일직선으로 구멍(188)이 천공되는 구성이다. 상기 구멍은 운두부(122)와 측판(240) 각각에 형성되며, 이 구멍에 이탈 방지부가 끼워진 상태에서 이 이탈 방지부의 안쪽으로 나사부가 끼워져 상기 암나사부에 체결되는 것으로 조립이 완료된다.

한편, 상기 캡(182)은 나사부를 고정시킬 뿐만 아니라, 보강판(142)을 받쳐줌으로써, 충격에 의해 전면판(140)이 안쪽으로 밀리거나 휘어지는 현상을 방지함으로써 제어 장치를 보호할 수 있다.

또한, 상기 이탈 방지부(186)는 고무재로 구성된다. 이 고무재의 이탈 방지부는 내경이 나사부보다 약간 작게 구성되어 나사부를 끼웠을 때 늘어나면서 나사부는 물론, 구멍에 완전히 밀착됨으로, 장기간 사용 시 나사가 풀림을 방지할 수 있고, 나아가 충격을 완충시키는 역할도 한다.

상부체 (200)

상기 상부체(200)는 첨부된 도 3과 같이 상판(220)과, 양쪽 측판(240) 그리고 배면판(260)으로 구성되도록 하되, 이 상부체 또한 하나의 철판을 재단-절단-절곡하여 제작되는 것이다.

상기 상판(220)에는 도면과 같이 2개의 표시창이 마련될 수 있도록 표시창 구멍(222)이 천공되는데, 이 표시창 중 하나는 주 제어부의 조작 과정이 표시되고, 다른 하나는 보조 제어부의 조작 과정이 표시될 수 있다.

또한 상기 상판(220)에는 스위치가 설치되는 통공(224)과, 엘이디 불빛이 표시될 수 있도록 하는 구멍(226)도 함께 천공되는 구성이다.

한편, 상기 측판(240)과 배면판(260) 각각에는 방열을 위한 다수의 장공이 천공되어 있다.

고정부(300)

본 발명에 따른 고정부(300)는 무대 기계 또는 컨트롤 박스에 고정 설치될 수 있도록 하는 것으로, 도면과 같이 상부체(200)의 측판(240) 상부와, 하부체의 운두부(122) 외측면 각각에 구비된다.

여기서 상기 고정부(300)는 나사 또는 못에 걸어질 수 있는 걸이부(304)와, 걸어진 상태에서 움직임을 방지할 수 있는 협지부(302)로 구성되며, 도면과 같이 일측 다시 말해, 표시창이 위로 갈 수 있도록 걸어지는 면에 상기 걸이부가 형성되고, 반대측에 절개부를 갖는 상기 협지부가 구비되어 이 절개부에 못이나 나사가 끼워지도록 하는 구성이다.

제 2조작부 (400)

상기 제 2조작부(400)는 첨부된 도 6과 같이 PCB로 구성된 것으로, 이 PCB에 스위치와 단자가 실장된 구조로, 이 단자와 상기 전면판에 구비되는 단자를 케이블(12)로 연결하여 연동되도록 하는 것이다.

본 발명에서는 상기 제 2조작부의 기본 구성은 증분형 엔코더(Incremental Encoder) 절체(410), 앱솔루트 엔코더 CW-CCW(Clock Wise - Count Clock Wise) 절체(420), 앱솔루트 엔코더 리셋(430), 조그(Jog) 스위치 사용 여부 선택(440), 모터 CW-CCW(Clock Wise - Count Clock Wise) 절체(450)가 가능하도록 한 것이다.

이와 같은 구성으로 이루어진 본 발명은, 프레스 작업을 통해 하부체(100)와 상부체(200)를 제작하고, PCB를 각각 고정 설치한 다음 상부체와 하부체를 결합하여 조립하며, 고정부를 이용하여 컨트롤 박스 또는 공연 현장에 고정하여 모터를 제어하는 것이다.

먼저, 작업자가 상판(220)에 구비된 스위치 또는 별도로 연결되는 터치 스크린 또는 제 2조작부에서 모터제어신호가 입력되면, 먼저 주 제어부가 동작하여 모터를 제어하며, 주 제어부의 제1중앙컴퓨터에 이상 동작이 발생하면, 보조 제어부 즉 제2중앙 컴퓨터에서 수집된 신호를 바탕으로 모터를 제어함으로써 비상 사태에 대비할 수 있는 것이다.

10 : 모터제어장치 100 : 하부체
140 : 전면판 200 : 상부체
220 : 상판 240 : 측판
300 : 고정부 304 : 걸이구

Claims (4)

1. 모터를 제어하는 제어 장치로써,
   바닥판과 전면판이 수직으로 절곡되고, 상기 전면판의 양측 단부는 바닥판 방향으로 절곡되어 보강되고, 상기 바닥판은 전면판 부위를 제외한 나머지 3면이 세워져 운두부를 구성함으로써, 그 안쪽에 공간이 마련된 하부체;
   상판과 양 측판 및 배면판이 하나의 판재로 재단되어 절곡되며, 상판에 2개의 표시창이 구비될 수 있도록 하고, 엘이디 불빛이 반사될 수 있도록 구멍이 천공되며, 아울러 스위치가 장착될 수 있는 스위치 통공이 마련된 상부체;
   상기 상부체의 양측판 상부와 하부체의 운두부 양측면 각각에 구비되며, 일측은 걸어지도록 하는 걸이부로 구성되고, 타측은 절개부로 구성된 협지부로 이루어진 고정부;가 구비된 것을 포함하며,
   상기 전면판의 상단을 절곡하여 받침판을 마련하되, 이 받침판을 결합되는 상기 상부체를 받쳐 보강이 이루어지도록 하며, 상기 바닥판과 상판 각각에 설치되는 PCB는 서로 마주보는 상태로 설치되는 것을 포함하며,
   상기 하부체의 전면판에 구비되는 단자와 연결되는 제 2조작부를 구비하여, 모터의 제어 기능이 더 추가될 수 있도록 하되,
   상기 제 2조작부는 증분형 엔코더(Incremental Encoder) 절체와, 앱솔루트 엔코더 CW-CCW(Clock Wise - Count Clock Wise) 절체와, 앱솔루트 엔코더 리셋과, 조그(Jog) 스위치 사용 여부 선택 및 모터 CW-CCW(Clock Wise - Count Clock Wise) 절체 기능이 구비되고,
   상기 하부체의 운두부 내측면에 캡이 용접되고, 이 캡의 중앙에 형성된 나사부와 일직선으로 구멍을 천공하되 이 구멍은 운두부와 측판 각각을 관통하여 형성되며, 상기 구멍의 안쪽에 고무재로 이루어진 이탈 방지부가 구비되도록 하되, 나사부가 이탈 방지부의 안쪽으로 끼워진 상태에서 상기 캡에 나사결합되는 것으로 상부체와 하부체가 조립되도록 하는 것을 포함하는 모터 제어 장치.
   
2. 제 1항에 있어서, 상기 하부체의 전면판에 전기적으로 또는 통신 케이블이 연결되는 단자가 끼워질 수 있는 통공이 형성되며, 상부체의 양 측판과 배면판 각각에 방열을 위한 장공이 형성된 것을 포함하는 모터 제어 장치.
   
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