KR101684829B1 - 회전각도센서 및 이를 이용한 회전모터 - Google Patents

회전각도센서 및 이를 이용한 회전모터 Download PDF

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Abstract

본 발명은 실크 스크린을 이용하여 형성된 각도 패턴부를 통해 위상차이로 절대 회전각도를 측정하여 조향을 구동하는 회전각도센서 및 이를 이용한 회전모터에 관한 것으로, 중앙이 중공 형태인 원형판부, 상기 원형판부의 일면에 절대 회전각도의 기준이 되는 기준셀, 상기 기준셀 안측으로 상기 기준셀과 동일한 크기로 형성된 셀이 일정간격 이격되어 360도로 반복되어 형성된 제1 각도부, 및 상기 제1 각도부의 안측으로 상기 제1 각도부의 셀과 동일한 크기로 형성된 셀이 일정 간격 이격되어 360도로 반복되어 형성된 제2 각도부가 형성된 각도 패턴부, 및 상기 원형판부의 일면에 위치하여 회전되는 원형판부에 형성된 상기 기준셀, 제1 각도부, 및 제2 각도부와 각각 대응되는 위치에 발광부 및 수광부로 이루어진 센서부를 일렬로 구비한 센서모듈을 제공한다.

Description

회전각도센서 및 이를 이용한 회전모터{ROTATION ANGLE SENSOR AND ROTARY MOTOR USING IT}
본 발명은 회전각도센서 및 이를 이용한 회전모터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실크 스크린을 이용하여 형성된 각도 패턴부를 통해 위상차이로 절대 회전각도를 측정하여 조향을 구동하는 회전각도센서 및 이를 이용한 회전모터에 관한 것이다.
최근 교통체증 해소, 운전자로 인한 사고 위험 요소 제거를 위한 주요 대안으로 10년 내에 무인자동차 시대가 도래할 것이라고 예상하고 있다. 이미 구글 이외에도 BMW, GM, 폭스바겐 등이 무인 자동차 개발에 적극적으로 동참하고 있어 멀지 않은 미래에 현실화가 가능할 것이다.
현재 기술적으로 운전자가 없는 무인 자동차 구현을 위해서는 GPS를 이용한 도로 상황 인식, 레이저/레이더 등을 이용한 주변 인식, 도로 위의 차량간 통신 기술 등도 중요하지만, 그 중에서도 외부 입력에 따른 정확한 방향 회전 및 정지등과 같은 정확한 조향을 전달하는 기술 역시 중요하다.
무인화장치(steering/braking/transmission robot) 등을 외부에 추가 장착하는 방법은 쉽게 차량에 장착이 가능하고, 차량 시스템에 대한 정보 없이 특정 안전 기술 등을 시험 평가할 수 있는 장점이 있다. 무인화 장치는 주행제어를 위해서 필수적인 조향핸들 구동장치(steering robot)와 가감속 제어를 위한 구동장치(braking robot 및 transmission robot)가 필요하며, 주행 순간을 제어하기 위한 각종 센서 및 신호처리장치로 구성되어진다.
무인자동차에 적용되는 무인화 장치 중 조향핸들 구동장치로는 대부분 직접 핸들에 부착되며, 설치되는 핸들 구동장치의 구동 메카니즘은 감속기 타입 모터구동장치와 직구동모터 구동장치로 나눌 수 있다.
현재까지 주로 개발되어 있는 조향핸들 구동장치는 감속기 타입 모터구동장치로서 약 20 : 1 이상의 기어비로 인한 구동효율 및 응답속도 성능이 떨어지고, 감속기 채용으로 중량 및 부피 증가로 인해 조향핸들에 탈부착이 어려운 단점이 있다.
따라서, 작은 중량 및 부피로 조향핸들에 탈부착이 용이하고, 정확한 조향을 전달하도록 구동할 수 있도록 하는 조향핸들을 회전 및 정지할 수 있는 모터의 개발이 요구되고 있다.
한국공개특허 제1998-061323호(공개일:1998.10.07., 명칭:자동차의 조향장치)
본 발명은 일정한 패턴으로 형성된 셀의 위상차를 이용한 절대 회전각도를 검출하는 회전각도센서 및 이를 이용한 회전모터를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 실크 스크린으로 형성된 각도 패턴부를 이용하는 회전각도센서 및 이를 이용한 회전모터를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 회전각도를 검출하는 센서부의 데이터 처리를 위해 회전되지 않도록 고정된 상태에서 회전각도를 검출할 수 있도록 하는 회전각도센서 및 이를 이용한 회전모터를 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않는다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 회전각도센서는 중앙이 중공 형태인 원형판부; 상기 원형판부의 일면에 절대 회전각의 기준이 되는 기준셀, 상기 기준셀 안측으로 상기 기준셀과 동일한 크기로 형성된 셀이 일정간격 이격되어 360도로 반복되어 형성된 제1 각도부, 및 상기 제1 각도부의 안측으로 상기 제1 각도부의 셀과 동일한 크기로 형성된 셀이 일정 간격 이격되어 360도로 반복되어 형성된 제2 각도부가 형성된 각도 패턴부; 및 상기 원형판부의 일면에 위치하여 회전되는 원형판부에 형성된 상기 기준셀, 제1 각도부, 및 제2 각도부와 각각 대응되는 위치에 발광부 및 수광부로 이루어진 센서부를 일렬로 구비한 센서모듈;을 포함하되, 상기 센서모듈은 상기 기준셀을 기준으로 상기 제1 각도부 및 제2 각도부의 셀 중 빛을 반사하는 셀의 수를 측정하여 절대 회전각을 검출하는 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 상기 제2 각도부의 안측에 상기 셀과 동일한 크기로 형성된 셀이 일정 간격 이격되어 360도로 반복되어 형성된 제3 각도부; 및 상기 센서모듈은 상기 제3 각도부에 대응되는 위치에 발광부 및 수광부로 이루어진 센서부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 각도 패턴부는 실크 스크린으로 형성된 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 각도부의 셀과 셀 간격은 기 설정된 각도에 따른 상기 원형판부의 호 길이만큼 이격되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제2 각도부의 셀과 셀 간격은 기 설정된 각도에 따른 상기 원형판부의 호 길이만큼 이격되되, 상기 제1 각도부와 제2 각도부는 위상차가 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제3 각도부의 셀과 셀 간격은 기 설정된 각도에 따른 상기 원형판부의 호 길이만큼 이격되되, 상기 제3 각도부는 제1 각도부 및 제2 각도부와 위상차가 있는 것을 특징으로 한다.
상기 과제를 달성하기 위한 또 다른 본 발명의 회전각도센서를 이용한 회전모터는 고정판과 회전 하우징이 결합되되, 상기 회전 하우징이 회전되도록 내설된 회전수단을 포함하며, 상기 회전 하우징 내측에는 각도 패턴부가 형성된 원형판부를 수용하여 고정하고, 상기 회전수단에 고정되어, 상기 원형판부의 각도 패턴부와 대응되는 위치에 각각의 센서부를 구비한 센서모듈을 구비하되, 제어부는 입력된 회전각도에 따라 상기 회전수단은 상기 회전 하우징을 회전시키고, 상기 센서모듈에 측정된 각도 정보로 절대 회전각을 계측하여 상기 입력된 회전각도에 대응되는 위치에서 상기 회전 하우징을 정지시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 회전 하우징, 회전 수단, 및 고정판은 중앙이 중공된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 회전 하우징은 내측 중 바깥측 내주연으로 고정자석을 구비한 자성수단이 고정되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 회전 하우징은 차량의 주행방향을 조정하는 핸들과 고정되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 회전수단은 상기 회전 하우징 내측에 구비된 고정자석에 의해 회전 하우징을 회전 시키도록 고정자 코어를 구비하고, 상기 회전 하우징이 회전수단과 이격되어 회전될 수 있도록 사이에 베어링을 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 고정판 내측 중 안측 내주연에 제어부를 고정시켜 구비하는 것을 특징 한다.
이상에서 설명한 바와 같이,
본 발명은 실크 스크린으로 형성된 각도부들의 위상차로 절대 회전각도를 검출하여 정밀한 각도 제어가 용이하다는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 실크 스크린으로 형성된 각도부들이 돌출되거나 설치에 어려움이 없어 제조가 용이하고 장치 전체의 두께를 줄이는데 효과가 있다.
또한, 본 발명은 절대 회전각도를 검출하는 센서모듈이 고정되어 있어 외부와 연결된 데이터 라인의 꼬임을 방지하여 정보교환이 용이하다는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 회전각도센서를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 회전각도센서의 각도부들의 위상차의 예시를 나타낸 도면이다.
도 3은 도넛 형상의 위치별 용어 정리 위해 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 회전각도센서를 이용한 회전모터와 핸들이 결합된 모습을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 회전각도센서를 이용한 회전모터를 나타낸 분리도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 회전모터의 회전하우징을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 회전모터의 회전수단을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 회전모터의 회전수단과 결합된 센서모듈을 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 회전모터의 회전하우징과 회전수단의 결합도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 회전모터의 고정판을 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 어느 곳에서든지 동일한 부호로 표시한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 회전각도센서를 나타낸 도면으로써, 회전각도센서(100)는 원형판부(10), 각도 패턴부(20), 및 센서모듈(30)을 포함한다.
원형판부(10)는 중앙부분이 중공인 형태, 즉, 도넛 형상의 평편한 판 형태로 형성된다.
각도 패턴부(20)는 기준셀(21), 제1 각도부(22), 및 제2 각도부(23)로 형성된다. 기준셀(21)은 원형판부(10)의 일면에 절대 회전각도의 기준이 되는 사각형 형태의 셀로, 원형판부(10)의 기준이 되는 위치에 형성된다.
제1 각도부(22)는 원형판부(10)에 형성된 상기 기준셀(21)을 기준으로, 원형판부(10)의 내측으로 기준셀(21)과 동일한 크기로 형성된 셀들이 일정간격 이격되어 원형판부의 둘레에 일정한 간격을 유지하면서 반복 형성되어 360도를 이루며, 제2 각도부(23)는 제1 각도부(22)가 형성된 위치보다 안측으로 제1 각도부(22)의 셀과 동일한 크기와 방법으로 형성된 셀이 일정 간격 이격되어 제1 각도부(22)와 같이 반복 형성되어 원주형태의 360ㅀ로 이루어진다.
본 발명의 실시예에서 기준셀(21)이 제1 각도부(22) 및 제2 각도부(23)보다 바깥쪽에 위치한다고 설명하였으나, 제1 각도부(22) 및 제2 각도부(23)보다 안쪽에 위치할 수도 있다.
또한, 제1 각도부(22)의 셀과 셀 간격은 기설정된 각도에 따른 원형판부(10)의 기 설정된 호 길이씩 이격되는 것이 바람직하며, 제2 각도부(23)의 셀과 셀 간격 역시 기 설정된 각도에 따른 원형판부(10)의 호 길이씩 이격되는 것이 바람직하다.
여기서, 원호 상에 배치된 각도부들(22, 23)를 이루고 있는 셀 개수는 많을수록 각도가 세분화되어 측정되는 회전각도의 정밀도가 높아지나, 회전각도센서의 크기에 따라 셀 개수가 가변될 수 있으므로 원호 상에 배치된 셀 개수를 한정하지 아니한다.
제1 각도부(22) 및 제2 각도부(23)는 도 2와 같이 위상차를 가지고 있으며, 이를 이용하여 더욱 정밀한 절대 회전각도를 검출할 수 있다.
제2 각도부(23)은 제1 각도부(22)보다 일정하게 위상이 엇갈리도록 쉬프트(shift) 되는 것을 알 수 있다.
예컨대, 제2 각도부(23)와 제1 각도부(22)는 동일한 주기와 진폭으로 반복하되, 제2 각도부(23)와 제1 각도부(22)의 위상차는 90도이다.
본 발명의 실시예에 각도 패턴부(20)는 해당되는 셀의 크기, 셀과 셀의 간격, 각 각도부(22,23)들 사이의 간격들을 고려하여 실크 스크린을 이용하여 프린트 방식으로 형성하였다. 이와 같이 실크 스크린을 이용하여 프린트 방식으로 간단하게 셀을 프린트하면 빛을 용이하게 반사할 수 있는 일정한 크기의 셀을 형성할 수 있으며, 회전각도센서의 두께를 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 각도 팬턴부(20)가 프린트된 원형판부(10)와 광원을 발광/수광하는 센서모듈(30)을 구비함으로써, 한쪽 방향에서 회전각을 확인할 수 있으며, 슬릿을 사용하는 경우와 같이 굳이 원형판부(10)의 앞면 및 뒷면 각각에 별도의 센서를 설치할 필요가 없어 설치 공간을 단순화하는 효과가 있다.
즉, 별도의 슬릿을 형성하지 않아도 된다.
그리고, 이와 같이 프린트 방식으로 한정하지 아니하고, 셀의 크기, 셀과 셀의 간격, 각 각도부(22,23)들 사이의 간격들을 고려하여 원형판부(10) 자체에 관통하여 형성한 후 원형판부(10)의 일면에 반사원단을 덧대어 각도 패턴부(20)를 형성할 수도 있다.
각도 패턴부(20)의 반사원단의 재질의 특징은 신호로 사용되는 것이므로, 밝고 어두움에 대한 해상도가 잘 표현되어야 한다.
본 발명의 실시예에서는 아세탈(acetal)을 사용하였으나, 본 재료로 한정하지는 아니한다.
센서모듈(30)은 원형판부(10)의 일면에 위치하여 회전되는 원형판부(10)에 형성된 기준셀(21), 제1 각도부(22), 제2 각도부(23)와 각각 대응되는 위치에 발광부 및 수광부로 이루어진 센서부(31)를 한쌍으로 일렬로 복수개 구비하고, 외부와의 정보전달을 위해 커넥터(32)를 구성한다.
센서모듈(30)의 기준이 되는 위치는 기준셀(21) 및 제1 각도부(22)가 센서부(31)들과 서로 대응되는 위치에 놓인 상태에서 시작됨이 바람직하다.
즉, 센서부(31)가 기준셀을 인식한다면 그 위치는 원하는 각도로 세팅될 수 있고, 예컨대, 90도 또는 0도로 세팅 될 수 있다.
본 발명의 도면에서는 각도 패턴부(20) 및 센서모듈(30)을 제1 각도부(22) 및 제2 각도부(23)가 구비된 형태로 도시하였으나, 추가적으로, 제2 각도부(23)의 안측에 제2 각도부(23)의 셀과 동일한 크기 및 배열로 형성된 셀이 일정간격 이격되어 360도로 반복되어 형성되는 제3 각도부(미도시)를 더 형성될 수 있다.
제3 각도부의 셀과 셀 간격은 제1 각도부(22) 및 제2 각도부(23)와 마찬가지로 기 설정된 각도에 따른 원형판부(10)의 호 길이만큼 이격되되, 제3 각도부 역시 도 2와 같이 제1 각도부(22) 및 제2 각도부(23)와 위상차가 있다.
이로써, 더욱 정밀한 절대 회전각도의 계산이 가능해진다.
물론, 센서모듈(30) 역시 제3 각도부에 대응되는 위치에 발광부 및 수광부로 이루어진 센서부(31)를 더 포함하는 것이 바람직하다.
이후, 상세한 설명은 기준셀(21), 제1 각도부(22) 및 제2 각도부(23)로 이루어진 각도 패턴부(20) 및 이에 대응되는 3개의 센서부(31)를 구비한 센서모듈(30)을 기준으로 설명하도록 한다.
센서모듈(30)의 동작원리는 다음과 같다.
각도 패턴부(20)의 기준셀(21) 상단에 위치한 센서부(31)가 기준셀(21)을 기준으로 입력된 회전각도에 따란 원형판부(10)가 회전하면서 각각의 제1 각도부(22) 및 제2 각도부(23)가 해당되는 센서모듈(30)의 센서부(31)들을 통과한다.
이때, 센서부(31)는 발광 및 수광이 동시에 이루어짐으로써 각 각도부(22, 23)에 발광신호를 전달하면 각 각도부(22, 23)는 빛을 반사하여 센서부(31)가 반사된 빛을 다시 수광하면서 통과되는 셀들의 수를 계산하게 되고 셀들의 수에 따라 절대 회전각을 검출할 수 있다.
이와 같이 구성된 회전각도센서(100)를 이용하여 회전모터(1000)를 형성할 수 있다.
회전모터(1000)를 설명하기 전에, 본 발명의 실시예에 따른 회전모터를 이루기 위한 회전 하우징(110), 회전 수단(200), 고정판(300)은 중앙이 중공된 것으로, 위치에 따른 용어 오해를 방지하고, 본 발명의 설명을 명확하게 하기 위해 도 3과 같이 중앙이 중공이 형상에서 A는 내측이라고 정의하고, B는 내측 중 바깥측 내주연이라고 정의하며, C는 내측 중 안측 내주연이라고 정의하고 설명을 이어 가도록 한다.
도 4 내지 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 회전모터를 나타낸 도면들로써, 본 발명의 실시예에 따른 회전모터(1000)는 고정판(300)과 회전 하우징(110)이 결합되되, 회전 하우징(110)이 회전되도록 내설된 회전수단(200)을 포함한다.
도 4 및 5에 도시된 바와 같이, 회전 하우징(110)은 원형판부(10), 각도 패턴부(20), 자성수단(120)을 구비한다.
회전 하우징(110)의 내측에는 각도 패턴부(20)가 형성된 원형판부(10)를 수용하여 고정하고, 내측 중 바깥측 내주연(B)으로 고정자석(121)을 구비한 자석수단(120)을 구비한다.
더욱 상세하게 회전 하우징(110)은 내측 중 바깥측 내주연(B)으로 고정자석(121)을 구비한 자석수단(120)이 고정되고, 내측(A)에 각도 패턴부(20)가 형성된 원형판부(10)를 수용하여 고정한다.
회전 하우징(110)에 결합된 자석수단(120) 및 원형판부(10)는 고정되어 회전 하우징(110)이 회전할 때 같이 회전 될 뿐 회전 하우징(110)과 분리되어 회전되지 않는다.
도 6에 도시된 바와 같이, 회전수단(200)은 고정자 코어(210), 코어고정 브라켓(220), 센서모듈(30), 베어링(230), 및 결합부재(240)를 포함한다.
고정자 코어(210)는 회전 하우징(110) 내측에 구비된 고정자석(121)의 반발력에 의해 회전 하우징(110)을 회전 시키도록 각각에 코일이 감아 형성한다.
본 발명의 도면에서 고정자 코어(210)에 감기는 코일(미도시)은 생략하였다.
고정자 코어(210)의 두께에 따라 회전 하우징(110)의 회전력을 조절할 수 있다.
코어고정 브라켓(220)은 고정자 코어(210) 내측(A) 중 안측 내주연(C)으로 고정자 코어(210)와 결합되어 고정자 코어(210)를 고정시키고, 상면 또는 하면에 센서모듈(30)을 고정시킨다.
센서모듈(30)은 원형판부(10)에 대응되는 센서부(31)와 외부로 정보를 전달하는 커넥터(32)를 구비하고, 도 7과 같이 코어고정 브라켓(220)에 고정된다.
센서모듈(30)은 회전수단(200)이 회전하우징(110)과 결합될 때, 원형판부(10)가 구비된 방향에 위치시키는 것이 바람직하다.
이때, 회전수단(200)은 회전 하우징(110) 내측에 수용되어 결합된다.
또한, 센서모듈(30)의 센서부(31)들은 회전 하우징(110) 내측에 고정된 원형판부(10)의 각도 패턴부(20)와 서로 맞닿는 위치에 있어야 하므로 코어고정 브라켓(220)의 외주면으로 돌출되도록 설치되는 것이 바람직하다.
여기서, 각도 패턴부(20)와 센서부(31)는 직접 접촉되는 것이 아니라 센서부(31)가 각도 패턴부(20)에 반산되는 빛을 수광할 수 있는 위치임이 바람직하다.
코어고정 브라켓(220) 내측 중 안측 내주연(C)으로 베어링(230)을 결합하여 베어링(230) 내측 중 안측 내주연으로 회전수단(200)과 회전 하우징(110)을 결합해주는 결합부재(240)에 의해 회전수단(200)과 회전 하우징(110)이 결합된다.
베어링(230)은 내륜(231), 외륜(232) 및 볼(미도시)로 형성되며, 볼은 내륜과 외륜 사이에 위치한다.
베어링(230)의 외륜(232)은 코어고정 브라켓(220)과 고정되어 회전되지 않고 결합부재(240)와 결합된 내륜(231)이 회전 하우징(110)의 회전에 의해 회전된다.
즉, 회전하우징(110) 및 결합부재(240), 베어링(230)의 내륜(23)이 회전되고, 회전수단(200) 중 베어링(230)의 내륜(231)을 제외한 고정자 코어(210), 코어고저 브라켓(220), 센서모듈(30), 및 베어링의 외륜(233)는 고정된다.
고정판(300)은 회전수단(200)을 고정시켜주는 부재로 회전수단(200)의 코어고정 브라켓(220)을 고정판(300)에 나사결합으로 고정시키고, 회전모터를 설치하고자 할 때, 고정판(300)은 움직이지 않는 고정위치에 고정되며, 회전 하우징은 회전하고자하는 회전체에 고정된다.
제어부(400)는 고정판(300) 내측 중 안측 내주연으로 체결되고, 입력된 회전각도에 따라 상기 회전수단(200)이 상기 회전 하우징(110)을 회전시키고, 상기 센서모듈(30)에 측정된 각도 정보로 절대 회전각도을 계측하여 상기 입력된 회전각도에 대응되는 위치에서 상기 회전 하우징(110)을 정지시키도록 제어한다.
여기서, 센서모듈(30)이 측정한 각도 정보를 제어부에 전달하기 위해 센서모듈(30)의 커넥터(32)를 통해 제어부(400)와 전기적으로 연결한다.
여기서, 제어부(400)에 입력된 정보는 각도 정보이며, 각도 정보를 통해 조향정보를 알 수 있다.
예컨대, 플러스(+)이면 시계방향, 마이너스(-)이면 시계반대방향을 의미할 수 있다.
제어부(400)는 무선 또는 유선 통신으로 외부로부터 정보를 전달 받아 원격으로 회전각도를 조절할 수 있다.
이와 같이 구성된 회전모터(1000)는 회전 하우징(110)의 상단이 차량의 주행방향을 조정하는 핸들(1)과 같이 회전되는 회전체에 고정되어, 회전체의 회전에 따라 회전 하우징(110)이 회전되거나, 회전 하우징(110)의 회전에 의해 회전체가 회전되어 각도가 조정될 수 있다.
본 발명의 실시예에서는 도 10에 도시한 바와 같이, 회전모터(1000)가 핸들(1)과 결합하여 할 수 있음을 나타낸다.
여기서, 회전모터(1000)와 핸들과 결합할 때, 서로 체결될 수 있도록 별도의 브라켓(미도시)이 구비될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 회전모터(1000)와 핸들(1)이 결합하여 무인으로 외부에서 입력되는 회전 각도에 따라 핸들을 회전시켜 조향을 조절할 수 있다.
본 발명의 실시예에서는 사용분야를 자동차의 무인 조향 제어에 사용하였으나, 사용분야를 한정하지 아니하고 정확한 회전이 요구되는 분야와 같이 다양한 분야에서 활용할 수 있음이 바람직하다.
이와 같이 구성된 본 발명의 효과는 다음과 같다.
본 발명은 실크 스크린으로 형성된 각도부들의 위상차로 절대 회전각도를 검출하여 정밀한 조향 제어가 용이하다는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 실크 스크린으로 형성된 각도부들이 돌출되거나 설치에 어려움이 없어 제조가 용이하고 장치 전체의 두께를 줄이는데 효과가 있다.
또한, 본 발명은 절대 회전각도를 검출하는 센서모듈이 고정되어 있어 회전모터를 핸들에 장착하여 정보교환이 용이하다는 효과가 있다.
상기와 같은 회전각도센서 및 이를 이용한 회전모터는 위에서 설명된 실시예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시예들은 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다.
1 : 핸들 100 : 회전각도센서
10 : 원형판부 20 : 각도 패턴부
21 : 기준셀 22 : 제1 각도부
23 : 제2 각도부 30 : 센서모듈
31 : 센서부 32 : 커넥터
1000 : 회전모터 110 : 회전 하우징
120 : 자성수단 121 : 고정자석
200 : 회전수단 210 : 고정자 코어
220 : 코어고정 브라켓 230 : 베어링
240 : 결합부재 300 : 고정판
400 : 제어부

Claims (12)

  1. 중앙이 중공 형태인 원형판부;
    상기 원형판부의 일면에 절대 회전각도의 기준이 되는 기준셀, 상기 기준셀 안측으로 상기 기준셀과 동일한 크기로 형성된 셀이 일정간격 이격되어 360도로 반복되어 형성된 제1 각도부, 및 상기 제1 각도부의 하측으로 상기 제1 각도부의 셀과 동일한 크기로 형성된 셀이 일정 간격 이격되어 360도로 반복되어 형성된 제2 각도부가 형성된 각도 패턴부; 및
    상기 원형판부의 일면에 위치하여 회전되는 원형판부에 형성된 상기 기준셀, 제1 각도부, 및 제2 각도부와 각각에 대응되는 발광부 및 수광부가 동시에 이루어진 하나의 센서부를 일렬로 복수개 나열하여 구비한 센서모듈;을 포함하되,
    상기 센서모듈은 상기 기준셀을 기준으로 상기 제1 각도부 및 제2 각도부의 셀 중 빛을 반사하는 셀의 수를 측정하여 절대 회전각도를 검출하되,
    상기 각도패턴부는 실크 스크린으로 형성된 것을 특징으로 하는 회전각도센서.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 각도부의 안측에 상기 셀과 동일한 크기로 형성된 셀이 일정 간격 이격되어 360도로 반복되어 형성된 제3 각도부; 및
    상기 센서모듈은 상기 제3 각도부에 대응되는 위치에 발광부 및 수광부로 이루어진 센서부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 회전각도센서.
  3. 삭제
  4. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 제1 각도부의 셀과 셀 간격은 기 설정된 각도에 따른 상기 원형판부의 호 길이만큼 이격되는 것을 특징으로 하는 회전각도센서.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 각도부의 셀과 셀 간격은 기 설정된 각도에 따른 상기 원형판부의 호 길이만큼 이격되되, 상기 제1 각도부와 제2 각도부는 위상차가 있는 것을 특징으로 하는 회전각도센서.
  6. 청구항 2에 있어서,
    상기 제3 각도부의 셀과 셀 간격은 기 설정된 각도에 따른 상기 원형판부의 호 길이만큼 이격되되, 상기 제3 각도부는 제1 각도부 및 제2 각도부와 위상차가 있는 것을 특징으로 하는 회전각도센서.
  7. 고정판과 회전 하우징이 결합되되, 상기 회전 하우징이 회전되도록 내설된 회전수단을 포함하며,
    상기 회전 하우징 내측에는 각도 패턴부가 형성된 원형판부를 수용하여 고정하고,
    상기 회전수단에 고정되어, 상기 원형판부의 각도 패턴부의 각각에 대응되는 발광부 및 수광부가 동시에 이루어진 하나의 센서부를 일렬로 복수개 나열하여 구비한 센서모듈을 구비하되,
    제어부는 입력된 회전각도에 따라 상기 회전수단은 상기 회전 하우징을 회전시키고, 상기 센서모듈에 측정된 각도 정보로 절대 회전각도를 계측하여 상기 입력된 회전각도에 대응되는 위치에서 상기 회전 하우징을 정지시키되,
    상기 각도 패턴부는 실크 스크린으로 형성된 것을 특징으로 하는 회전모터.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 회전 하우징, 회전 수단, 및 고정판은 중앙이 중공된 것을 특징으로 하는 회전모터.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 회전 하우징은 내측 중 바깥측 내주연으로 고정자석을 구비한 자성수단이 고정되는 것을 특징으로 하는 회전모터.
  10. 청구항 7에 있어서,
    상기 회전 하우징은 차량의 주행방향을 조정하는 핸들과 고정되는 것을 특징으로 하는 회전모터.
  11. 청구항 7에 있어서,
    상기 회전수단은 상기 회전 하우징 내측에 구비된 고정자석에 의해 회전 하우징을 회전 시키도록 고정자 코어를 구비하고, 상기 회전 하우징이 회전수단과 이격되어 회전될 수 있도록 사이에 베어링을 구비하는 것을 특징으로 하는 회전모터.
  12. 청구항 7에 있어서,
    상기 고정판 내측 중 안측 내주연에 제어부를 고정시켜 구비하는 것을 특징으로 하는 회전모터.

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