KR101630391B1 - 노면표시용 문자 도색장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 분사노즐의 분사각을 입력된 축의 이동 거리에 대응하여 회전시켜 문자를 규격에 맞게 도로에 도색할 수 있으며, 볼스크류의 구동에 의해 분사노즐의 이동이 용이한 노면표시용 문자 도색장치 및 방법에 관한 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 노면표시용 문자 도색장치는, 지지프레임 및 수평프레임으로 이루어지는 프레임부; 상기 수평프레임의 x축 방향으로 설치되며 이동가능하게 설치되는 이동체; 상기 수평프레임의 y축 방향으로 설치되며, y축 구동모터에 의해 상기 이동체를 y축 방향으로 이동시키는 제1 볼스크류; 상기 이동체의 하부에 길이방향으로 설치되어 x축 구동모터에 의해 노즐어셈블리를 x축 방향으로 이동시키는 제2 볼스크류; 상기 노즐어셈블리에 설치되어 노즐회전모터에 의해 회전되고, 상기 도료저장탱크로부터 공급된 도료를 분사하는 도료분사노즐; 상기 프레임부에 설치되며, 문자를 입력받는 문자입력부; 상기 문자입력부를 통해 입력받은 문자를 도면으로 변환하며, 상기 변환된 도면에 따라 구동신호를 생성하여 제공하는 제어부; 상기 제어부의 구동신호에 따라 상기 노즐어셈블리에서 분사되는 도료의 분사를 제어하는 노즐구동부; 상기 제어부의 구동신호에 따라 각각 상기 x축 구동모터와 y축 구동모터를 구동하는 구동부; 및 상기 구동부의 구동신호에 근거하여 상기 도료분사노즐의 분사각도를 산출하며, 상기 산출된 분사각도에 따라 상기 노즐회전모터를 제어하는 노즐회전구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

노면표시용 문자 도색장치 및 방법{CHARACTER PAINTING APPARATUS FOR ROAD AND METHOD THEREOF}

본 발명은 노면표시용 문자 도색장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 분사노즐의 분사각을 입력된 축의 이동 거리에 대응하여 회전시켜 문자를 규격에 맞게 도로에 도색할 수 있으며, 볼스크류의 구동에 의해 분사노즐의 이동이 용이한 노면표시용 문자 도색장치 및 방법에 관한 것이다.

도로에는 몇 가지 규칙에 따라서 황색 또는 흰색으로 이루어진 차선이 1줄이나 2줄의 실선과 점선으로 각각 표시되고 있다. 또한, 도로상에는 차선 이외에도 유턴표시 및 좌회전표시와 같은 기호, 목적지 및 안내문 등의 글자 및 주행속도 제한 등의 숫자를 포함하는 문자가 필요에 따라 도색된다.

이러한 문자를 도색하는 장치로는 수동 조작에 의해 구동되는 도색장치가 사용된다. 수동식 노면표시 도색장치는 외주연 일측에 제공된 조작레버로 도료 용융조의 게이트 개폐에 의해 용융된 도료가 도료살포부에 수용되고, 도료살포부에는 개폐판이 설치되며, 개폐레버에 의해 개폐판을 개방하여 용융된 도료를 배출하여 도포하며, 글라스 비드 살포부에서 글라스비드가 도포되는 도료의 상부에 낙하되어 살포되도록 되어 있는 것으로, 이러한 조작은 작업자의 수동 조작에 의해 이루어진다. 그러나 상기의 노면 도색장치는 사용자의 능숙도에 따라 작업 속도가 다르고 도색된 품질도 각각 다르게 표출되는 문제점이 발생되었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 기술로서, 프로그램에 의하여 도로의 노면에 자동으로 문자를 도색하는 장치들이 제안되었다.

자동으로 문자를 도색하기 위한 장치로서, 등록특허공보 제10-0573731호(특허문헌 1)에는 노면 도색장치가 개시되어 있으며, 등록특허공보 제10-0760261호(특허문헌 2)에는 노면용 문자도색장치가 개시되어 있다.

상기의 장치들은 문자(또는 도형)를 입력하면, 입력된 문자에 따라 도료저장탱크에 저장된 도료를 분사노즐로 분사하여 도로에 상기 입력된 문자를 도색하도록 구성된 것으로, 분사노즐을 X축과 Y축으로 이동시켜 문자를 도색하게 된다.

그런데 상기의 장치들은 도로에 표시되는 문자의 형태가 규정에 어긋나는 문제점이 발생된다.

도 1은 규정에 따른 예시된 문자의 형태를 나타낸 것으로, 도로교통법 시행규칙 별표 4에는 고딕체 형태의 문자로 도색되게 구성되어 있다. 이러한 규정에 근거하여 상기 특허문헌 2에 기재된 문자도색장치는 노즐의 탭이 원형으로 이루어져 있으며, 이에 따라 문자를 도색하는 시작점과 종료점에 라운드 형상으로 도색되는 문제점이 발생된다. 이에 대해서, 특허문헌 1에는 분사노즐을 자동으로 회전시킬 수 있는 구성이 기재되어 있으나, 구체적인 기술을 제안하지 못하고 있다.

한편, 상기의 종래 기술들은 분사노즐의 이동(x축 및 y축)을 벨트 구동방식으로 이동시킴에 따라서, 누적 사용에 의해 벨트가 느슨하게 변형될 수 있으며, 이러한 변형에 의해 벨트와 기어의 맞물림이 정확히 치합되지 않게 되며, 결국 분사노즐의 위치 가변이 정확히 이루어지지 않으므로, 해당 노면 위치에 문자를 도색할 수 없는 문제점이 발생될 수 있다.

KR 10-0573731 B1 2006. 04. 18. KR 10-0760261 B1 2007. 09. 13.

본 발명은 상기 종래 기술이 갖는 문제를 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는, 분사노즐의 분사각을 입력된 축의 이동 거리에 대응하여 회전시켜 문자를 규격에 맞게 도로에 도색할 수 있는 노면표시용 문자 도색장치 및 방법을 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명에서 해결하고자 하는 다른 과제는 분사노즐의 위치 이동에 따라 발생될 수 있는 오류를 최소화하며, 위치 이동이 자연스럽게 이루어질 수 있는 노면표시용 문자 도색장치 및 방법을 제공하는 데 있다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 노면표시용 문자 도색장치는, 지지프레임 및 수평프레임으로 이루어지는 프레임부; 상기 수평프레임의 x축 방향으로 설치되며 이동가능하게 설치되는 이동체; 상기 수평프레임의 y축 방향으로 설치되며, y축 구동모터에 의해 상기 이동체를 y축 방향으로 이동시키는 제1 볼스크류; 상기 이동체의 하부에 길이방향으로 설치되어 x축 구동모터에 의해 노즐어셈블리를 x축 방향으로 이동시키는 제2 볼스크류; 상기 노즐어셈블리에 설치되어 노즐회전모터에 의해 회전되고, 상기 도료저장탱크로부터 공급된 도료를 분사하는 도료분사노즐; 상기 프레임부에 설치되며, 문자를 입력받는 문자입력부; 상기 문자입력부를 통해 입력받은 문자를 도면으로 변환하며, 상기 변환된 도면에 따라 구동신호를 생성하여 제공하는 제어부; 상기 제어부의 구동신호에 따라 상기 노즐어셈블리에서 분사되는 도료의 분사를 제어하는 노즐구동부; 상기 제어부의 구동신호에 따라 각각 상기 x축 구동모터와 y축 구동모터를 구동하는 구동부; 및 상기 구동부의 구동신호에 근거하여 상기 도료분사노즐의 분사각도를 산출하며, 상기 산출된 분사각도에 따라 상기 노즐회전모터를 제어하는 노즐회전구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 노즐회전구동부에서 산출되는 상기 도료분사노즐의 분사각도는, 상기 x축 구동모터를 구동하는 이동신호와 상기 y축 구동모터를 구동하는 이동신호의 크기에 의해서 산출되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 노즐어셈블리는, 상기 제2 볼스크류와 평행하게 설치되는 가이드바; 상기 가이드바에 슬라이딩되게 설치되는 슬라이더; 상기 가이드바와 상기 슬라이더를 연결하며, 그 내측에 상기 노즐회전모터가 설치되는 브래킷; 및 상기 노즐회전모터에 의해 회전되며, 그 하부에 상기 도료분사노즐이 설치되는 회전판을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 프레임부에는 비드저장탱크가 더 구비되며, 상기 노즐어셈블리의 회전판에는 상기 비드저장탱크로부터 공급된 비드를 분사하는 비드분사노즐을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 이동체의 y축 이동방향에 따라 상기 수평프레임의 하부에는 각각 로드가 설치되며, 가이더에 의해서 상기 로드와 상기 이동체가 연결되는 것을 특징으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 노면표시용 문자 도색방법은, 문자입력부(100)를 통해 문자를 입력하고 입력된 문자를 변환하는 입력문자 변환단계(S10); 상기 입력되어 변환된 문자에 대하여 구동부(400)를 구동하여 도료분사노즐(52)을 도색위치로 이동시키는 도색위치 이동단계(S20); 상기 도색위치로 이동된 후, 상기 변환된 문자에 대한 x축 이동값 및 y축 이동값에 대한 이동값을 산출하는 이동값 산출 단계(S30); 상기 산출된 x축 이동값 및 y축 이동값에 대한 벡터의 합을 산출하는 벡터값산출단계(S40); 상기 산출된 벡터값에 대하여 상기 도료분사노즐(52)을 회전하면서 상기 구동부(400)를 구동하고 상기 도료저장탱크(61)에 저장된 도료를 분사하여 도로에 문자를 도색하는 노즐 회전/이동/도색단계(S50); 및 상기 도색이 완료된 후, 상기 도료분사노즐(52)의 회전위치를 초기위치로 복귀시키는 노즐 복귀단계(S60)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 입력문자 변환단계(S10)는, 상기 문자입력부(100)를 통해 문자를 입력받는 문자입력단계(S11); 상기 문자입력단계(S11)를 통해 입력된 문자를 문자 형태로 스케치하는 스케치단계(S12); 상기 스케치된 문자 형태를 도색될 노면의 스케일로 변환하는 스케일 변환단계(S13); 상기 변환된 스케일의 문자 형태를 디스플레이부(600)에 출력하는 하는 디스플레이단계(S14); 및 상기 디스플레이되는 변환된 스케일의 문자 형태에 대한 좌/우 폭 및 상/하 길이를 편집하는 편집단계(S15)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 분사노즐의 x축 이동값과 y축 이동값에 근거하여 분사노즐의 회전을 제어하게 됨으로써, 문자의 획을 도색하는 과정에서 시작점과 종료점에 직각으로 마무리되며, 모음 "o" 또는 숫자 "0"는 굵기가 균일하게 도색될 수 있는 장점이 있다.

또한, 분사노즐의 위치 가변이 볼스크류에 의해서 이동되어 위치 이동이 정확하며 자연스럽게 이루어질 수 있으므로, 정확한 지점의 노면에 문자를 도색할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 규정에 따른 예시된 문자의 형태.
도 2는 본 발명에 따른 노면표시용 문자 도색장치의 일 실시 예를 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 노면표시용 문자 도색장치에서 프레임부의 일 실시 예를 나타낸 사시도.
도 3a는 본 발명에 따른 노면표시용 문자 도색장치에서 프레임부의 일 실시 예를 나타낸 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 노면표시용 문자 도색장치에서 프레임부의 저면측 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 노면표시용 문자 도색장치의 전체적인 개략 구성도.
도 6은 본 발명에 따른 노면표시용 문자 도색장치에서 이동체와 노즐어셈블리의 구조를 나타낸 분해 사시도.
도 7 및 도 8은 각각 본 발명에 따른 노면표시용 문자 도색장치에서 노즐회전구동부의 제어에 따라 도료분사노즐의 회전방향을 나타낸 도면.
도 9는 본 발명에 따른 노면표시용 문자 도색방법에 대한 전체적인 흐름도.
도 10은 본 발명에 따른 노면표시용 문자 도색방법에서 입력문자 변환에 대한 흐름도.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 더욱 상세하게 설명한다.

본 발명은 분사노즐의 분사각을 입력된 축의 이동 거리에 대응하여 회전시켜 문자를 규격에 맞게 도로에 도색할 수 있으며, 볼스크류의 구동에 의해 분사노즐의 이동이 용이한 노면표시용 문자 도색장치 및 방법에 관한 것이다.

도 2는 본 발명에 따른 노면표시용 문자 도색장치의 일 실시 예를 나타낸 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 노면표시용 문자 도색장치에서 프레임부의 일 실시 예를 나타낸 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 노면표시용 문자 도색장치에서 프레임부의 저면측 사시도이다. 또한, 도 5는 본 발명에 따른 노면표시용 문자 도색장치의 전체적인 개략 구성도를 나타낸 것이다.

첨부된 도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 노면표시용 문자 도색장치는 프레임부(10)를 중심으로 프레임부(10)에는 이동체(20), 제1 볼스크류(30), 제2 볼스크류(40) 및 노즐어셈블리(50)가 설치되며, 프레임부(10)의 상부측에는 문자입력부(100), 제어부(200), 노즐구동부(300), 구동부(400), 노즐회전구동부(500) 및 디스플레이부(600)가 설치된다.

상기 프레임부(10)는 노면으로부터 일정 간격 이격시키는 지지프레임(11)이 복수 개 마련되고, 상기 지지프레임(11)의 상단에 일정한 틀로 이루어지는 수평프레임(12)이 설치된다. 또한, 상기 프레임부(10)의 일측에는 상기 프레임부(10)를 수동으로 이동시키기 위한 조향손잡이(14)가 구비된다.

상기 지지프레임(11)의 하부에는 바퀴(13)가 설치되어, 본 발명에 따른 노면표시용 문자 도색장치의 이동을 용이하게 한다. 이때, 상기 바퀴(13)에는 스토퍼(도면에 미표시)가 구비되어 바퀴(13)의 구동을 제한할 수 있도록 구성된다.

설계조건에 따라서, 상기 프레임부(10)는 차량에 연결되어 이동되도록 구성될 수 있으며, 이에 따라 상기 바퀴(13)는 생략가능하다.

상기 수평프레임(12)은 상기 지지프레임(11)의 상부에 연결되며, 사각틀 형상으로 이루어질 수 있다.

상기 이동체(20)는 상기 수평프레임(12)의 x축 방향으로 평행하게 설치되며 y축 방향으로 이동가능하게 설치되는 것으로서, y축 방향으로 이동 가능하도록 상기 수평프레임(12)의 y축 프레임 하부에는 각각 로드(22)가 설치되며, 가이더(23)에 의해서 상기 로드(22)와 상기 이동체(20)가 연결되게 된다.

상기 제1 볼스크류(30, Ball screw)는 상기 수평프레임(12)의 y축 방향으로 설치되며, y축 구동모터(35)에 의해 상기 이동체(20)를 y축 방향으로 이동시키는 기능을 수행한다.

여기서, 제1 볼스크류(30, Ball screw)는 회전운동을 직선운동으로 변환하는 것으로서, 나사산이 형성된 제1 나사축(31)과 상기 제1 나사축(31)을 따라 이동하는 제1 너트하우징(32)으로 구성된다. 상기 제1 너트하우징(32)에는 그 내부에 강구가 구비되며, 제1 너트하우징(32)의 이동에 따라 그 내부에 구비된 강구가 상기 제1 나사축(31)과 접촉하거나 이동하게 된다.

이때, 상기 제1 볼스크류(30)의 나사축을 회전시켜 상기 제1 너트하우징(32)을 직선이동시키기 위해서 y축 구동모터(35)가 설치된다.

첨부된 도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 y축 구동모터(35)의 회전축에는 구동기어(36)가 설치되고, 상기 제1 나사축(31)에는 상기 구동기어(36)와 맞물려 회전하는 종동기어(33)가 설치된다.

이에 따라, 상기 y축 구동모터(35)의 구동에 의해 상기 나사축(31)이 회전하게 되고, 상기 나사축(31)의 회전에 의해서 상기 제1 너트하우징(32)이 상기 나사축(31)을 따라 직선운동하게 된다. 이에, 상기 제1 너트하우징(32)이 상기 이동체(20)와 결합됨에 따라서 상기 이동체(20)가 y축 방향으로 이동되게 된다.

설계조건에 따라서, 상기 y축 구동모터(35)의 회전축과 상기 제1 나사축(31)은 동일 축상에 위치하도록 구성될 수 있으며, 이러한 구성에 의해서 상기 구동기어(36) 및 종동기어(33)는 생략 가능하다.

또한, 상기 y축 구동모터(35)는 체인에 의해 상기 이동체(20)를 y축 방향으로 이동시키도록 구성될 수 있다.

도 3a는 본 발명에 따른 노면표시용 문자 도색장치에서 프레임부의 일 실시 예를 나타낸 사시도이다.

첨부된 도 3a를 참조하면, 수평프레임(12)에는 가이드기어(38)가 y축 방향에 각각 설치되며, 상기 y축 구동모터(35)의 구동기어에는 체인(37)이 결합되어 있고, 상기 체인(37)은 상기 가이드기어(38)에 안내되어 상기 이동체(20)에 연결되도록 구성된다.

이에 따라, 상기 y축 구동모터(35)의 구동력은 상기 체인(37)으로 전달되며, 상기 체인(37)의 이동에 의해서 이동체(20)가 y축 방향으로 이동되게 된다.

상기 제2 볼스크류(40)는 상기 이동체(20)의 하부에 길이방향으로 설치되어 x축 구동모터(45)에 의해 노즐어셈블리(50)를 x축 방향으로 이동시키는 기능을 수행한다.

상기 제2 볼스크류(40)도 상기 제1 볼스크류(30)와 마찬가지로, 회전운동을 직선운동으로 변환하는 것으로서, 나사산이 형성된 제2 나사축(41)과 상기 제2 나사축(41)을 따라 이동하는 제2 너트하우징(42)으로 구성된다.

첨부된 도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 x축 구동모터(45)의 회전력을 상기 기 제2 나사축(41)으로 전달하기 위해서, 상기 x축 구동모터(45)의 회전축에는 구동기어(46)가 설치되며, 상기 제2 나사축(41)에는 상기 구동기어(46)와 맞물려 회전하는 종동기어(43)가 설치된다.

설계조건에 따라서, 상기 x축 구동모터(45)의 회전축과 상기 제1 나사축(41)은 동일 축상에 위치하도록 구성될 수 있으며, 이러한 구성에 의해서 상기 구동기어(46) 및 종동기어(43)는 생략 가능하다.

또한, 상기 도 3a에 도시된 방식과 마찬가지로 상기 x축 구동모터(45)와 체인의 구성으로도 상기 노즐어셈블리(50)를 x축 방향으로 이동시킬 수 있도록 구성될 수 있음은 물론이다.

상기 제2 볼스크류(40)를 구성함에 있어서, 상기 x축 구동모터(45)의 회전력에 의해서 상기 제2 너트하우징(42)을 직선 이동시켜야 하는 데, 상기 x축 구동모터(45)의 회전력에 의해서 상기 제2 너트하우징(42)이 회전을 방해하여 직선운동이 가능하도록 하는 구성이 요구된다.

도 6은 본 발명에 따른 노면표시용 문자 도색장치에서 이동체와 노즐어셈블리의 구조를 나타낸 사시도이다.

첨부된 도 6을 참조하면, 노즐어셈블리(50)는 상기 제2 볼스크류(40)의 제2 나사축(41)과 평행하게 설치되는 가이드바(53)와 상기 가이드바(53)에 슬라이딩되게 설치되는 슬라이더(54), 상기 슬라이더(54)와 상기 제2 볼스크류(40)의 제2 너트하우징(42)을 연결하며 그 내측에 상기 노즐회전모터(51)가 설치되는 브래킷(55) 및 상기 노즐회전모터(51)에 의해 회전되며, 그 하부에 상기 도료분사노즐(52)이 설치되는 회전판(56)을 포함하여 구성된다. 이 구성에서 상기 도료분사노즐(52)의 선단은 노면과 10 내지 15㎝ 유지하도록 구성된다.

이에 따라, 상기 x축 구동모터(45)의 회전력에 의해서 상기 제2 너트하우징(42)은 상기 브래킷(55)에 의해 회전이 방해되어 직선 이동이 가능하게 된다.

이때, 상기 회전판(56)에는 비드저장탱크(71)로부터 공급된 비드를 분사하는 비드분사노즐(72)이 더 구비될 수 있다.

설계조건에 따라서, 상기 브래킷(55)은 상하 이동가능하도록 구성될 수 있으며, 상기 브래킷(55)은 상하 이동에 따라 상기 도료분사노즐(52)의 선단에서부터 노면과의 거리를 가변시킬 수 있도록 구성될 수 있다.

여기서, 상기 도료분사노즐(52)의 선단에서부터 노면과의 거리에 따라 노면에 도색되는 폭이 가변된다. 즉, 상기 도료분사노즐(52)의 선단에서부터 노면과의 거리가 이격될수록 도색되는 폭이 넓어지면서 흐려지며, 반대로 상기 도료분사노즐(52)의 선단에서부터 노면과의 거리가 가까울수록 도색되는 폭이 좁아지면서 짙어진다.

다음으로, 프레임부(10)의 상부측에 설치되는 구성에 대해서 설명한다.

상기 프레임부(10)의 상부측에는 함체(도면 부호 미표시) 내부에 도료저장탱크(61), 히터(62), 연료탱크(63), 비드저장탱크(71) 및 컴프레셔(80) 등이 구비되며, 문자입력부(100), 제어부(200), 노즐구동부(300), 구동부(400), 노즐회전구동부(500) 및 디스플레이부(600)가 함체에 부착 설치될 수 있다.

상기 도료저장탱크(61)는 도료가 수용되며, 히터(62)는 상기 도료저장탱크(61)에 열을 가하여 상기 도료저장탱크(61)에 수용된 도료가 용융상태를 유지하도록 한다. 연료탱크(63)는 상기 히터(62)에서 가열에 사용되는 연료가 저장된다.

상기 비드저장탱크(71)는 글라스비드가 수용되며, 상기 비드저장탱크(71)에 수용된 글라스비드는 비드분사노즐(72)을 통해 분사된다. 여기서, 비드분사노즐(72)은 도료분사노즐(52)의 진행방향 후방에 설치되어 도료가 분사되어 도색된 상부에 분사된다.

상기 컴프레셔(80)는 도료분사노즐(52) 및 비드분사노즐(72)에서 각각 분사되는 도료 및 비드의 양을 제어한다.

상기 문자입력부(100)는 사용자의 조작에 따라 입력된 문자(또는 도형)를 입력받는 것으로서, 키보드 또는 마우스 등으로 구성될 수 있다.

상기 제어부(200)는 상기 문자입력부(100)를 통해 입력받은 문자를 도면으로 변환하며, 상기 변환된 도면에 따라 구동신호를 생성하여 제공하는 기능을 수행한다. 즉, 상기 제어부(200)는 프로그램을 이용하여 상기 문자입력부(100)를 통해 입력받은 문자를 규정에서 정한 문자 형태로 스케치하고, 상기 스케치된 문자를 도색되는 노면의 스케일로 변환하여 특정 파일(예를 들면, CAD 프로그램에서 읽기 가능한 DXF 파일 등)로 저장한다. 이때, 상기 제어부(200)는 상기 스케치된 문자가 디스플레이부(600)에서 출력되도록 제어한다. 설계조건에 따라서, 상기 디스플레이부(600)에서 출력되는 문자는 사용자의 조작에 의해 편집가능하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 노면에 표시되어야 하는 문자의 좌/우 넓이 및 상/하 길이 등을 편집할 수 있도록 구성될 수 있다. 이에 따라 본 발명의 노면표시용 문자 도색장치는 규정에서 정한 문자의 형태에 부합하도록 도색작업을 수행할 수 있는 장점이 있다.

상기 노즐구동부(300)는 상기 제어부(200)의 구동신호에 따라 상기 노즐어셈블리(50)에서 분사되는 도료의 분사를 제어하는 것으로서, 도료분사노즐(52) 및 비드분사노즐(72) 각각에 대해 도료 및 비드의 분사 시점과 종료 시점을 제어한다.

여기서, 상기 도료분사노즐(52) 및 비드분사노즐(72)의 분사량을 조절하기 위해서 컴프레셔(80)가 설치될 수 있다.

상기 구동부(400)는 상기 제어부(200)의 구동신호에 따라 각각 상기 x축 구동모터(45)와 y축 구동모터(35)의 구동을 제어하는 것으로서, 특정 파일로 변환된 입력 문자의 스케일에 따라 상기 노즐구동부(300)가 이동되어야 하는 위치로 이동제어하기 위해, 상기 x축 구동모터(45)와 y축 구동모터(35)의 구동을 제어한다.

여기서, 상기 x축 구동모터(45)와 y축 구동모터(35)는 정/역회전이 가능한 모터로 구성될 수 있으며, 바람직하게는 정밀 제어가 가능한 서보모터(servo motor) 등으로 구성될 수 있다.

상기 노즐회전구동부(500)는 상기 구동부(400)의 구동신호에 근거하여 상기 도료분사노즐(52)의 분사각도를 산출하며, 상기 산출된 분사각도에 따라 노즐회전모터(51)를 제어하는 기능을 수행한다.

즉, 도료분사노즐(52)의 선단 단면은 직사각형 형태로 이루어진다. 따라서, 상기 노즐회전구동부(500)는 문자가 도색되는 도료분사노즐(52)의 진행방향으로 넓은 면적이 향하도록 회전되게 상기 노즐회전모터(51)를 제어한다. 여기서, 상기 노즐회전모터(51)는 스텝모터(step motor)로 구성될 수 있다.

스텝 모터는 펄스 모양의 전압에 의해 일정 각도 회전하는 모터로서, 회전 각도는 입력 펄스 신호의 수에 비례하고, 회전 속도는 입력 펄스 신호의 주파수에 비례하는 것이 특징이다.

도 7은 본 발명에 따른 노면표시용 문자 도색장치에서 노즐회전구동부의 제어에 따라 도료분사노즐의 회전방향을 나타낸 도면이다.

첨부된 도 7의 (a)를 참조하면, "ㄱ"자를 도색함에 있어서 도료분사노즐(52)이 x축 방향으로 진행해야 하는 경우, 노즐회전구동부(500)는 x축 방향(여기서, y축 방향의 이송신호는 0인 상태가 된다.)으로 넓은 면적이 향하도록 도료분사노즐(52)을 회전한다. x축 방향의 도색이 완료되면, 노즐회전구동부(500)는 y축 방향으로 진행되어야 한다. 첨부된 도 7의 (b)를 참조하면, 노즐회전구동부(500)는 y축 방향(여기서, x축 방향의 이송신호는 0인 상태가 된다.)으로 넓은 면적이 향하도록 도료분사노즐(52)을 회전하고, y축 방향으로 진행하면서 도료분사노즐(52)을 통해 도료를 분사하여 도색하게 된다.

도 8은 본 발명에 따른 노면표시용 문자 도색장치에서 노즐회전구동부의 제어에 따라 도료분사노즐의 회전방향을 나타낸 도면이다.

첨부된 도 8을 참조하면, "0"자를 도색함에 있어서 도료분사노즐(52)은 x축 방향의 이송신호와 y축 방향의 이송신호가 동시에 존재하게 된다.

이때, 도료분사노즐(52)의 진행방향은 x축 방향의 이송신호와 y축 방향의 이송신호 각각에 대한 벡터의 합으로 표시될 수 있다. 즉, x축 방향의 이송신호의 벡터값(Vx)과 y축 이송방향의 벡터값(Vy)의 합으로 나타내는 방향이 도료분사노즐(52)의 진행방향(D)이 되며, 이에 노즐회전구동부(500)는 상기 진행방향으로 넓은 면적이 향하도록 도료분사노즐(52)을 회전한다.

상기와 같은 구성에 따라서, 노면에 도색되는 문자의 굵기는 일정하게 유지되어 도색될 수 있는 장점이 있다.

다음으로, 본 발명에 따른 노면표시용 문자 도색방법에 대해서 설명한다.

도 9는 본 발명에 따른 노면표시용 문자 도색방법에 대한 전체적인 흐름도를 나타낸 것이다.

첨부된 도 9를 참조하면, 본 발명에 따른 노면표시용 문자 도색방법은 입력문자 변환단계(S10), 도색위치로 이동단계(S20), 이동값 산출 단계(S30), 벡터 합 산출단계(S40), 노즐 회전/이동/도색단계(S50) 및 초기위치로 노즐회전단계(S60)를 포함하여 이루어진다.

1. 입력문자 변환단계(S10)

입력문자 변환단계(S10)는 문자입력부(100)를 통해 입력된 문자를 변환하는 단계로서, 입력된 문자는 도로에 도색되는 스케일로 변환되어 디스플레이부(600)에 출력된다.

도 10은 본 발명에 따른 노면표시용 문자 도색방법에서 입력문자 변환에 대한 흐름도로서, 입력문자 변환단계(10)는 상기 문자입력부(100)를 통해 문자를 입력받는 문자입력단계(S11); 상기 문자입력단계(S11)를 통해 입력된 문자를 문자 형태로 스케치하는 스케치단계(S12); 상기 스케치된 문자 형태를 도색될 노면의 스케일로 변환하는 스케일 변환단계(S13); 상기 변환된 스케일의 문자 형태를 디스플레이부(600)에 출력하는 디스플레이단계(S14); 및 상기 디스플레이되는 변환된 스케일의 문자 형태에 대한 좌/우 폭 및 상/하 길이를 편집하는 편집단계(S15)를 포함하여 이루어진다.

여기서, 상기 편집단계(S15)는 문자가 도색되는 도로의 폭에 따라 문자가 도색되는 문자의 좌/우 폭(장평), 문자와 문자 사이의 거리(자간) 및 상하 길이에 대하여 실제 도로에 적용되어야 하는 크기로 편집하는 것으로서, 표준화된 규격의 도로에 문자를 도색하는 경우에는 생략 가능하다.

2. 도색위치로 이동단계(S20)

도색위치로 이동단계(S20)는 상기 입력되어 변환된 문자에 대하여 구동부(400)를 구동하여 도료분사노즐(52)을 도색위치로 이동시키는 단계이다.

즉, 변환된 문자에 대한 도색 시작점으로 구동부(400)의 x축 구동모터(45)와 y축 구동모터(35)를 구동하여 도료분사노즐(52)의 위치를 도색될 문자의 시작 위치로 이동시키는 단계이다.

3. 이동값 산출 단계(S30)

이동값 산출 단계(S30)는 상기 도색위치로 이동된 후, 상기 변환된 문자에 대한 x축 이동값 및 y축 이동값에 대한 이동값을 산출하는 단계이다.

문자는 형태에 따라 좌에서 우측으로 진행되는 경우, 위에서 아래로 진행되는 경우, 일정 중심축을 기준으로 진행되는 경우, 타원(또는 원) 형태로 진행되는 경우 및 사선 방향으로 진행되는 경우 등 다양한 방식으로 도색되어야 한다.

이에, 입력된 문자에 대한 좌에서 우 방향의 x축 이동값과 우에서 아래 방향으로의 y축 이동값을 각 문자에 적용하여 상기 도료분사노즐(52)의 위치를 제어하게 된다.

이에, 본 발명에서는 상기 이동값 산출 단계(S30)를 통해 문자의 형태에 따라 도색 과정에 대한 이동값을 산출하여 도료분사노즐(52)을 회전시키게 된다.

4. 벡터 합 산출단계(S40)

벡터 합 산출단계(S40)는 상기 산출된 x축 이동값 및 y축 이동값에 대한 벡터의 합을 산출하는 단계이다.

좌에서 우측으로 진행되는 경우 및 위에서 아래로 진행되는 경우에는 진행 방향에 따라 어느 하나의 특정 값(x축 이동값 또는 y축 이동값)만 존재하게 되며, 해당 진행 방향에 따라 도료분사노즐(52)을 회전하여 진행하면서 도료를 분사하는 것으로 도색이 이루어진다.

그러나 일정 중심축을 기준으로 진행되어야 하는 경우(원), 타원과 원이 중복되어 있는 경우 및 사선 방향으로 진행되는 경우 등과 같이, x축 이동값과 y축 이동값이 동시에 존재해야 하는 문자의 경우에는, 도료분사노즐(52)의 회전방향도 x축 이동값과 y축 이동값에 따라 가변되어야 한다.

따라서, x축 이동값과 y축 이동값과 동시에 존재하는 문자를 도색하는 과정에서는 순차적으로 도료분사노즐(52)의 회전방향을 순차적으로 가변(회전)시켜야 규정된 형태의 문자로 도색될 수 있다.

즉, 상기 벡터 합 산출단계(S40)는 도료분사노즐(52)의 진행 방향에 따른 회전방향을 검출하고, 검출된 회전방향으로 도료분사노즐(52)을 회전시키기 위한 것이다.

이에, 상기 벡터 합 산출단계(S40)는 도색되는 과정에서 도료분사노즐(52)의 이동에 따라 실시간으로 검출되어 가변되도록 구성된다.

5. 노즐 회전/이동/도색단계(S50)

노즐 회전/이동/도색단계(S50)는 도료저장탱크(61)에 저장된 도료를 분사하여 도로에 문자를 도색하는 단계이다.

부연하면, 노즐 회전/이동/도색단계(S50)는 상기 벡터 합 산출단계(S40)와 연계되어 구동되는 것으로서, 구동부(400)의 구동을 통해 도료분사노즐(52)을 이동시키면서, 노즐구동부(300)의 제어에 의해 도료의 분사와 정지가 반복되어 도료의 살포가 이루어지며, 상기 벡터 합 산출단계(S40)에서 산출된 벡터의 합에 따라 노즐회전구동부(500)를 회전하여 상기 도료분사노즐(52)을 회전시키는 일련이 과정이다.

이에 따라, 도로에 입력된 문자의 도색이 이루어지되, 규정에서 정한 문자의 형태로 도색될 수 있다.

6. 초기위치로 노즐 복귀단계(S60)

초기위치로 노즐 복귀단계(S60)는 상기 도색이 완료된 후, 상기 도료분사노즐(52)의 회전위치를 초기위치로 복귀시키는 단계이다.

설계조건에 따라서, 도료분사노즐(52)의 회전은 360°이상 회전 가능하게 구현될 수 있다. 그러나 이러한 구성은 도료 공급에 따른 구조가 복잡하며, 복잡한 구조에 따라 도료 공급시 도료가 유출될 가능성이 있다.

따라서, 초기위치로 노즐 복귀단계(S60)는 도료분사노즐(52)의 회전을 최대 360°회전가능하게 구성하되, 문자에서 1개의 획이 도색되면 도료분사노즐(52)의 회전위치를 초기위치로 복귀시킨 후, 다음 획을 도색하도록 함이 바람직하다.

상기 초기위치로 노즐 복귀단계(S60)를 수행한 이후, 다음 획을 도색하여야 하는 경우에는 이동값 산출 단계(S30)로 이동하여 반복 수행에 따라 문자를 도색하게 된다.

본 발명에 의하면, 분사노즐의 x축 이동값과 y축 이동값에 근거하여 분사노즐의 회전을 제어하게 됨으로써, 문자의 획을 도색하는 과정에서 시작점과 종료점에 직각으로 마무리되며, 모음 "o" 또는 숫자 "0"는 굵기가 균일하게 도색될 수 있고, 분사노즐의 위치 가변이 볼스크류에 의해서 이동되어 위치 이동이 정확하며 자연스럽게 이루어질 수 있으므로, 정확한 지점의 노면에 문자를 도색할 수 있는 장점이 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시 예와 실질적으로 균등한 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리범위가 미치는 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능하다.

10: 프레임부 11: 지지프레임
12: 수평프레임 13: 바퀴
14: 조향손잡이 20: 이동체
22: 로드 23: 가이더
30: 제1 볼스크류 31: 제1 나사축
32: 제1 너트하우징 33: 종동기어
35: y축 구동모터 36: 구동기어
37: 체인 38: 가이드기어
40: 제2 볼스크류 41: 제2 나사축
42: 제2 너트하우징 43: 중동기어
45: x축 구동모터 46: 구동기어
50: 노즐어셈블리 51: 노즐회전모터
52: 도료분사노즐 53: 가이드바
54: 슬라이더 55: 브래킷
56: 회전판 61: 도료저장탱크
62: 히터 63: 연료탱크
71: 비드저장탱크 72: 비드분사노즐
80: 컴프레셔
100: 문자입력부 200: 제어부
300: 노즐구동부 400: 구동부
500: 노즐회전구동부 600: 디스플레이부

Claims (7)

1. 도료가 저장된 도료저장탱크(61)가 구비되어 노면을 이동하면서 상기 도료를 분사하여 도색하는 장치에 있어서,
   지지프레임(11) 및 수평프레임(12)으로 이루어지는 프레임부(10);
   상기 수평프레임(12)의 x축 방향으로 설치되며 이동가능하게 설치되는 이동체(20);
   상기 수평프레임(12)의 y축 방향으로 설치되며, y축 구동모터(35)에 의해 상기 이동체(20)를 y축 방향으로 이동시키는 제1 볼스크류(30);
   상기 이동체(20)의 하부에 길이방향으로 설치되어 x축 구동모터(45)에 의해 노즐어셈블리(50)를 x축 방향으로 이동시키는 제2 볼스크류(40);
   상기 노즐어셈블리(50)에 설치되어 노즐회전모터(51)에 의해 회전되고, 상기 도료저장탱크(61)로부터 공급된 도료를 분사하는 도료분사노즐(52);
   상기 프레임부(10)에 설치되며, 문자를 입력받는 문자입력부(100);
   상기 문자입력부(100)를 통해 입력받은 문자를 도면으로 변환하며, 상기 변환된 도면에 따라 구동신호를 생성하여 제공하는 제어부(200);
   상기 제어부의 구동신호에 따라 상기 노즐어셈블리(50)에서 분사되는 도료의 분사를 제어하는 노즐구동부(300);
   상기 제어부의 구동신호에 따라 각각 상기 x축 구동모터(45)와 y축 구동모터(35)를 구동하는 구동부(400); 및
   상기 구동부(400)의 구동신호에 근거하여 상기 도료분사노즐(52)의 분사각도를 산출하며, 상기 산출된 분사각도에 따라 상기 노즐회전모터(51)를 제어하는 노즐회전구동부(500);
   를 포함하여 구성되고,
   상기 도료분사노즐(52)의 선단 단면은 직사각형 형태로 이루어지고,
   상기 노즐회전구동부(500)는 상기 도료분사노즐(52)의 진행방향으로 넓은 면적이 향하도록 회전되게 상기 노즐회전모터(51)를 제어하며,
   상기 노즐회전구동부(500)에서 산출되는 상기 도료분사노즐(52)의 분사각도는, 상기 x축 구동모터(45)를 구동하는 이동신호와 상기 y축 구동모터(35)를 구동하는 이동신호의 크기에 의해서 산출되되,
   상기 노즐회전구동부(500)는 x축 방향의 이송신호와 y축 방향의 이송신호 각각에 대한 벡터의 합을 진행방향으로 하여 상기 도료분사노즐(52)을 회전시키고,
   상기 노즐어셈블리(50)는,
   상기 제2 볼스크류(40)와 평행하게 설치되는 가이드바(53);
   상기 가이드바(53)에 슬라이딩되게 설치되는 슬라이더(54);
   상기 가이드바(53)와 상기 슬라이더(54)를 연결하며, 그 내측에 상기 노즐회전모터(51)가 설치되는 브래킷(55); 및
   상기 노즐회전모터(51)에 의해 회전되며, 그 하부에 상기 도료분사노즐(52)이 설치되는 회전판(56);
   을 포함하며,
   상기 제어부(200)는,
   상기 문자입력부(100)를 통해 입력받은 문자를 규정에서 정한 문자 형태로 스케치하고, 상기 스케치된 문자를 도색되는 노면의 스케일로 변환하여 파일로 저장하며, 상기 스케치된 문자가 디스플레이부(600)에서 출력되도록 제어하고,
   상기 디스플레이부(600)에서 출력되는 문자는 사용자의 조작에 의해 문자의 좌우 넓이 및 상하 길이 등을 편집할 수 있도록 구성되고,
   상기 프레임부(10)의 상부에는 함체가 설치되고,
   상기 함체 내부에는,
   도료가 수용되는 도료저장탱크(61);
   상기 도료저장탱크(61)에 열을 가하여 상기 도료저장탱크(61)에 수용된 도료의 용융상태를 유지시키는 히터(62);
   상기 히터(62)에서 가열에 사용되는 연료가 저장되는 연료탱크(63);
   글라스비드가 수용되는 비드저장탱크(71); 및
   상기 도료분사노즐(52)에서 분사되는 도료의 양을 제어하는 컴프레셔(80);
   가 설치되는 것을 특징으로 하는 노면표시용 문자 도색장치.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 프레임부(10)에는 비드저장탱크(71)가 더 구비되며, 상기 노즐어셈블리(50)의 회전판(56)에는 상기 비드저장탱크(71)로부터 공급된 비드를 분사하는 비드분사노즐(72);
   을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 노면표시용 문자 도색장치.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 이동체(20)의 y축 이동방향에 따라 상기 수평프레임(12)의 하부에는 각각 로드(22)가 설치되며, 가이더(23)에 의해서 상기 로드(22)와 상기 이동체(20)가 연결되는 것을 특징으로 하는 노면표시용 문자 도색장치.
   
6. 삭제
7. 삭제

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