KR101790571B1 - 방향타 각도 계기 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 방향타 각도 계기 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 퍼텐쇼미터와 인디케이터를 이용해 방향타의 각도를 표시하는 방향타 각도 계기 장치에 관한 것이다. 선박의 진행방향을 변경하는 방향타의 각도를 계기하는 장치는 방향타와 연결되어 방향타의 각도변화에 따라 저항값이 변화되는 퍼텐쇼미터와, 퍼텐쇼미터의 저항값 변화에 의한 전류 변화값을 연산하고, 전류 변화값에 대응하는 신호를 송신하는 트랜스미터와, 트랜스미터에 연결되어, 신호에 따라 방향타의 각도를 표시하는 하나 이상의 인디케이터를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 실시예에 따르면, 고가의 싱크로모터 대신 비교적 저렴한 퍼텐쇼미터를 사용하기 때문에 가격 경쟁력이 향상될 수 있다.

Description

방향타 각도 계기 장치{ANGLE MEASURING INSTRUMENT OF RUDDER}

본 발명은 방향타 각도 계기 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 퍼텐쇼미터와 인디케이터를 이용해 방향타의 각도를 표시하는 방향타 각도 계기 장치에 관한 것이다.

방향타(Rudder)는 프로펠러의 뒤에 설치되어 각도에 따라 물의 방향을 전환하여 선박의 진행방향을 조정하는 역할을 한다. 방향타의 각도를 실시간으로 측정하여 표시하는 방향타 각도 계기 장치는 선박의 운항을 위한 필수적인 요소이다.

종래의 방향타 각도 계기 장치는 신호를 송신하는 트랜스미터와, 신호 수신하는 인디케이터 각각에 싱크로모터를 장착하고, 트랜스미터에 위치한 싱크로모터의 위상변위가 발생되면, 이 위상변위가 트랜스미터에 연결된 인디케이터의 싱크로모터로 전달되고, 위상변위를 전달받은 싱크로모터가 위상변화하며 방향타의 각도를 표시하였다. 즉, 트랜스미터의 싱크로모터와 인디케이터의 싱크로모터는 상호 동기화되어 있다.

이와 같이 종래의 방향타 각도 계기 장치는 트랜스미터와 인디케이터의 개수만큼 싱크로모터가 요구되는데, 싱크로모터는 매우 고가이며, 트랜스미터에 형성된 싱크로모터의 사양에 따라 이에 연결할 수 있는 인디케이터의 개수에 제한이 있다는 문제점이 있었다.

따라서, 싱크로모터 대신 퍼텐쇼미터를 사용하여 생산원가가 저렴하면서, 인디케이터를 개수 제한 없이 연결할 수 있는 방향타 각도 계기 장치에 대한 요구가 생기게 되었다.

대한민국 등록특허공보 제10-1690080호

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 싱크로모터 대신 퍼텐쇼미터를 사용하여 생산원가가 저렴하면서, 인디케이터를 개수 제한 없이 연결할 수 있는 방향타 각도 계기 장치를 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예는 방향타 각도 계기 장치를 제공한다.

본 발명의 실시예에 있어서, 선박의 진행방향을 변경하는 방향타의 각도를 계기하는 장치는 방향타와 연결되어 방향타의 각도변화에 따라 브러쉬가 회동하여 저항값이 변화되는 퍼텐쇼미터와, 퍼텐쇼미터의 저항값 변화에 의한 전류 변화값을 연산하고, 전류 변화값에 대응하는 신호를 송신하는 트랜스미터와, 트랜스미터에 연결되어, 신호에 따라 방향타의 각도를 표시하는 하나 이상의 인디케이터를 포함하며, 트랜스미터는, 전류 변화값을 연산하고, 전류 변화값에 대응하는 전압신호를 송신하는 제1연산증폭기와, 제1연상증폭기로부터 전압신호를 수신하고, 전압신호를 4mA 내지 20mA의 전류신호로 변환하여 송신하는 신호변환기가 형성된 제2연산증폭기와, 신호에 따라 브러쉬의 각도를 표시하는 각도표시부 및 누름 동작 시에 인디케이터가 0°를 표시하도록 하는 구동신호를 송신하는 영점버튼을 포함하는 영점조절부와, 조타 장치의 회동에 따라 트랜스미터에 일정 시간동안 전원을 공급하는 전원부를 포함하고, 인디케이터는, 전압신호를 수신하여 디지털신호로 변환하는 제2 ADC(analog digital converter)와, 스테핑모터와, 제2 ADC 및 스테핑모터와 연결되며, 디지털신호에 따라 스테핑모터를 구동하는 모터컨트롤러와, 스테핑모터에 연결되어 방향타의 각도값을 표시하는 표시부와, 구동신호에 따라 표시부가 0°를 표시하도록 모터컨트롤러를 제어하는 제어부와, 조타 장치의 회동에 따라 인디케이터에 일정 시간동안 전원을 공급하는 전원부를 포함하고, 표시부는, 각도 및 눈금이 표시되는 눈금판과, 스테핑모터와 연결되며, 회동에 따라 눈금을 가리키는 지시바늘과, 눈금판의 0° 지점에 형성되는 제1 포토커플러와, 눈금판의 특정 각도(n°) 지점에 형성되는 제2 포토커플러를 포함하고, 제1 포토커플러 및 제2 포토커플러는, 신호를 송신하는 발광부와, 발광부와 수평하게 이격되어 배치되며, 발광부에서 송신된 신호를 수신하는 수광부와, 수광부와 발광부에 수직하게 결합되는 판상의 이동차단부를 포함하고, 제1 포토커플러의 이동차단부는 수광부와 발광부의 일측에 결합되고, 제2 포토커플러의 이동차단부는 수광부와 발광부의 타측에 결합되며, 제어부는, 제1 포토커플러의 수광부의 신호 수신여부로 지시바늘이 눈금판의 0° 지점에 위치하는지를 판단하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 있어서, 전압신호를 집적회로를 통해 디지털신호로 변환하는 제1 ADC(analog digital converter)를 더 포함하고, 제1 ADC에 의해 변환된 디지털신호는 RS422 직렬통신방식의 신호일 수 있다.

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본 발명의 실시예에 있어서, 방향타 각도 계기 장치의 인디케이터는 표시부에 위치하며 발광소자로 형성되는 이상 알림부와, 제2 ADC에 의해 변환된 디지털신호를 외부 단말기에 송신하는 무선통신부를 더 포함하고, 이상 알림부는 문제 발생 시 점등될 수 있다.

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본 발명의 실시예에 있어서, 방향타 각도 계기 장치는 트랜스미터와 인디케이터 사이에 형성되며, 역전압을 방지하는 다이오드를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 방향타 각도 계기 장치의 제1 연산증폭기는 -10v 내지 +10v의 전압신호를 송신할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 방향타 각도 계기 장치의 퍼텐쇼미터는 내부 공간이 형성되며, 중심부에 방향타의 회동에 따라 함께 회동하는 중심축이 형성되는 하우징과, 중심축에 결합되는 하나 이상의 베어링과, 하우징의 내주면의 일영역을 따라 결합되는 저항체와, 중심축에 결합되어 중심축과 함께 회전하는 브러쉬와, 저항체의 일단과 브러쉬 또는 저항체의 타단과 브러쉬 사이에 전압이 인가하는 전원부를 포함하고, 방향타의 회동에 따라 중심축에 결합된 브러쉬가 회동하며, 저항값이 변화될 수 있다.

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본 발명의 실시예에 따르면, 고가의 싱크로모터 대신 비교적 저렴한 퍼텐쇼미터를 사용하기 때문에 가격 경쟁력이 향상될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 트랜스미터는 방향타의 각도에 관한 신호를 아날로그신호와 디지털신호로 송신할 수 있기 때문에, 항해장비(VDR, ECDIS 등)의 사양에 맞게 신호를 송신할 수 있으며, 별도로 신호 변환을 위한 컨버터가 요구되지 않는다.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방향타 각도 계기 장치를 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 방향타 각도 계기 장치의 트랜스미터를 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 방향타 각도 계기 장치의 인디케이터를 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 방향타 각도 계기 장치의 제1포토커플러를 도시하는 도면이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방향타 각도 계기 장치(1)를 도시하는 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 방향타 각도 계기 장치(1, 이하 각도 계기 장치)는 선박의 방향타와 연결되며, 퍼텐쇼미터(10), 트랜스미터(20) 및 인디케이터(30)를 포함한다.

퍼텐쇼미터(10)는 방향타와 연결되며, 방향타의 회동에 따라 저항값이 변화되는 구성요소로서, 하우징(100), 저항체(110), 브러쉬(120), 회전축(130), 베어링(140), 및 전원부(미도시)를 포함한다. 하우징(100)은 퍼텐쇼미터(10)의 외관을 형성하는 것으로, 내부에는 원기둥 형상의 내부공간이 형성되고, 중심부에는 회전축(130)이 결합된다. 회전축(130)은 하우징(100)의 외부로 돌출되도록 설치되며, 외부로 돌출된 회전축(130)에는 방향타가 결합된다. 즉, 방향타의 회동에 따라 회전축(130)도 함께 회동한다.

또한, 회전축(130)에 결합되는 베어링(140)은 회전축(130)의 회동 시 회전축(130)을 일정한 위치에 고정시키고, 회전축(130)을 지지하여 회전축(130)의 회동을 원활하게 돕는다. 브러쉬(120)도 하우징(100) 내부공간에 위치한 회전축(130)에 결합되어, 회전축(130)의 회동에 따라 함께 회동한다. 즉, 방향타가 회동하면 브러쉬(120)도 함께 회동한다.

저항체(110)는 하우징(100)의 내주면의 일영역을 따라 결합될 수 있다. 이때, 저항체(110)는 방향타의 회동범위에 맞게 설치되며, 저항체(110)는 방향타의 회동범위보다 넓게 형성되거나 같게 형성되는 것이 바람직하다. 본 발명에서 저항체(110)는 하우징(100)의 내주면 굴곡을 따라 U자 형상으로 형성될 수 있다.

전원부(미도시)는 저항체(110)의 일측, 저항체(110)의 타측 및 브러쉬(120)에 연결되어 저항체(110)의 일측과 브러쉬(120) 또는 저항체(110)의 타측과 브러쉬(120)에 항상 동일한 전압을 인가한다. 전압이 인가된 후 방향타가 회동하면, 회전축(130)에 결합된 브러쉬(120)도 회동하고, 브러쉬(120)의 위치에 따라 저항값이 변하며, 저항값이 변함에 따라 전류값도 함께 변화하게 된다. 따라서, 전류값의 변화에 따라 트랜스미터(20) 및 인디케이터(30)를 거쳐 방향타의 위치(각도)가 사용자에게 표시되는 것이다.

트랜스미터(20)는 퍼텐쇼미터(10)와 연결되어, 퍼텐쇼미터(10)로부터 수신한 전류변화값을 신호로 변환하여 타 장치에 송신하는 구성요소이다.

인디케이터(30)는 트랜스미터(20)와 연결되어, 방향타의 각도를 계기하는 구성요소로서, 다이얼방식, 디지털방식 또는 다이얼방식과 디지털방식을 모두 사용하는 방식으로 방향타의 각도를 표시한다.

본 발명의 일 실시예에 따라, 트랜스미터(20)와 인디케이터(30) 사이에 형성되는 다이오드(40)를 더 포함할 수 있다. 다이오드(40)는 과도전류를 억제하여, 인디케이터(30)에서 트랜스미터(20)로 역전압이 걸리는 것을 방지한다. 따라서, 다이오드(40)가 설치된 각도 계기 장치(1)는 트랜스미터(20)가 인디케이터(30)로부터 전달되는 역전압에 의해 손상되지 않는다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 방향타 각도 계기 장치(1)의 트랜스미터(20)를 도시하는 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 트랜스미터(20)는 제어부(210), 제1 연산증폭기(220), 제2 연산증폭기(230), 전원부(240) 및 영점조절부(250)를 포함한다.

제1 연산증폭기(220)는 퍼텐쇼미터(10)의 저항값 변화에 의한 전류 변화값을 연산하고, 그에 대응하는 전압신호를 생성하며, 생성된 전압신호를 증폭하여 송신하는 구성요소이다. 더욱 상세하게는, 제1 연산증폭기(220)는 퍼텐쇼미터(10)와 연결된 제어부(210)로부터 퍼텐쇼미터(10)에서 송신된 전류값을 수신하고, 초기 전류값과 나중 전류값의 차이인 전류변화값을 연산하며, 그에 대응하는 전압신호를 생성하고, 전압신호를 증폭하여 인디케이터(30)와 제2 연산증폭기(230)에 송신한다. 이때, 제1 연산증폭기(220)는 -10v 내지 +10v의 전압신호를 생성한다. -10v 내지 +10v가 아닌 전압신호는 ADC(Analog Digital Converter)에 의한 신호 변환 시에 해상도가 떨어져 데이터 값의 정확도가 떨어진다.

제2 연산증폭기(230)는 제1 연산증폭기(220)로부터 전압신호를 수신하여, 전압신호를 전류신호와 디지털신호로 변환하는 구성요소로서, 신호변환기(231) 및 제1 ADC(232, Analog Digital Converter)를 포함한다. 신호변환기(231)는 전압신호를 전류신호로 변환하는 것으로, 4mA 내지 20mA의 전류신호로 변환한다. 4mA 내지 20mA의 전류신호는 노이즈에 의한 영향도 적으며 선로 손실이 적기 때문에, 먼 거리에 있는 인디케이터(30) 또는 각종 항해 장비에 방향타의 각도에 대한 신호를 오차 없이 송부할 수 있다. 더욱이, 4mA미만의 전류신호로 변환하는 경우, 신호변환기(231)의 고장 또는 신호변환기(231)와 인디케이터(30) 간의 단선을 구별하기 어려우며, 20mA를 초과하는 전류신호로 변화하는 경우, 폭발이 일어날 수 있다.

제1 ADC(232)는 전압신호를 디지털신호로 변환하는 것으로, 내부에 형성된 집적회로를 통해 RS422직렬통신방식에 맞는 디지털신호로 변환한다. 이때, 제2 연산증폭기(230)는 직렬전송방식으로 연결된 각종 항해장비에 디지털신호를 전달할 수 있다. 더욱 상세하게, 제2 연산증폭기(230)는 신호변환기(231) 또는 제1 ADC(232)를 통해 변화된 신호를 ECDIS(Electronic Chart Display & Information System)와 VDR(Voyage Data Recorder)에 송신한다.

전원부(240)는 트랜스미터(20)의 동작을 위하여 전원을 공급하는 것으로, 제어부(210)를 통해 방향타를 제어하는 조타장치의 회동이 인식되면 일정시간 동안 전원을 공급할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따라, 트랜스미터(20)는 영점조절부(250)를 더 포함할 수 있다. 영점조절부(250)는 퍼텐쇼미터(10)와 인디케이터(30)간의 영점을 일치시키는 구성요소로서, 각도표시부(251)와 영점버튼(252)을 포함할 수 있다.

각도표시부(251)는 브러쉬(120)의 현재 각도 즉, 방향타가 현재 위치한 각도를 나타내는 것으로서, 퍼텐쇼미터(10)로부터 전달받은 전류 변화값을 각도로 변환하여 표시하는 회로로 구성되며, 제어부(210)와 연결된다.

영점버튼(252)은 트랜스미터(20)와 연결된 각 인디케이터(30)의 지시바늘(351)이 눈금판(352)의 0°를 가리키도록 구동신호를 송신하는 것으로서, 제1 연산증폭기(220)와 연결되어 인디케이터(30)로 구동신호를 송신할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따라, 구동신호는 스테핑모터(340)를 역회전시키는 신호일 수 있다. 이때, 지시바늘(351)이 눈금판(352)의 0°을 가리키는 경우, 지시바늘(351)이 더 이상 회동하지 못하도록 지시바늘(351)의 회동을 방해하는 돌출부가 눈금판(352)에 형성되고, 돌출부에 의해 지시바늘이 회동하지 못하면 스테핑모터(340)는 정지하도록 설계된다.

본 발명의 일 실시예에 따라, 구동신호는 각도를 나타내는 지시바늘(351)이 눈금판(352)에 표시된0°을 가리킬 때까지 펄스신호를 생성하는 신호일 수 있다. 제어부(310)는 구동신호를 수신하면, 지시바늘(351)이 0°에 도달할 때까지 펄스신호를 생성하도록 모터컨트롤러(330)를 제어한다. 이때, 지시바늘(351)이 0°에 도달하였는지는 0°를 나타내는 눈금판(352)에 형성된 근접센서를 통해 알 수 있다.

따라서, 사용자는 각도표시부(251)가 0°을 표시하고 있을 때, 영점버튼(252)을 눌러, 트랜스미터(20)와 연결된 각 인디케이터(30)의 영점을 조절할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따라, 트랜스미터(20)의 영점(zero)셋팅은 방향타 조립 시 발생할 수 있는 유격을 감안하여 최종 조립 마무리 시 영점을 전기적 신호로 셋팅할 수 있다.도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 방향타 각도 계기 장치(1)의 인디케이터(30)를 도시하는 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 인디케이터(30)는 제어부(310), 제2 ADC(320), 모터컨트롤러(330), 스테핑모터(340), 표시부(350), 전원부(360)를 포함한다.

제2 ADC(320)는 트랜스미터(20)의 제1 연산증폭기(220)로부터 발생한 전압신호를 디지털신호로 변환하는 구성요소이다. 더욱 상세하게는, 제2 ADC(320)는 트랜스미터(20)와 연결된 제어부(310)로부터 트랜스미터(20)에서 송신된 전압신호를 수신하고, 디지털신호로 변환하여 다시 제어부(310)로 송신한다.

제어부(310)는 변환된 디지털신호를 모터컨트롤러(330)를 전달하여 디지털신호에 따라 스테핑모터(340)가 구동되도록 한다. 본 발명의 일 실시예에 따라, 제2 ADC(320)는 모터컨트롤러(330)와 직접적으로 연결될 수 있다.

모터컨트롤러(330)는 디지털신호에 따라 그에 대응되는 개수의 펄스 신호를 생성하여 스테핑모터(340)를 구동한다. 스테핑모터(340)는 펄스신호에 따라 회동하고, 스테핑모터(340)에 결합된 표시부(350)의 지시바늘(351)도 함께 회동한다. 이때, 스테핑모터(340)는 270°를 초과하여 회동하지 못하도록 내부에 회동을 방해하는 돌기가 형성될 수 있다. 표시부(350)는 지시바늘(351) 이외에도 지시바늘(351)이 회동하는 범위에 위치하며, 각도 및 눈금이 표시되는 눈금판(352) 및 제1포토커플러(353)을 포함한다. 즉, 사용자는 지시바늘(351)이 가리키는 눈금판(352)의 각도로, 방향타의 각도를 인식할 수 있다.

제1포토커플러(353)는 지시바늘(351)의 위치를 파악하기 위한 구성요소로서, 눈금판(352)의 0° 지점에 형성된다. 도 4를 참조하여 설명하면, 제1포토커플러(353)는 수광부(3532), 발광부(3531), 이동차단부(3533)로 구성되고, 수광부(3532)와 발광부(3531)는 서로 이격되어 평행하게 형성된다. 수광부(3532)와 발광부(3531) 사이의 이격공간에 지시바늘(351)이 위치하게 되는 경우, 발광부(3531)에서 수광부(3532)로 송신되는 신호가 차단될 수 있다. 즉, 제어부(310)는 신호가 차단됨으로써, 지시바늘(351)이 0° 지점에 위치하였는지 여부를 판단할 수 있다.

이동차단부(3533)는 지시바늘(351)이 제1포토커플러(353)를 벗어나 일측으로 이동되는 것을 방지하는 구성요소로서, 수광부(3532)와 발광부(3531)의 일측에 판상으로 형성된다. 즉, 지시바늘(351)은 0° 지점에서 한쪽 방향으로만 이동이 가능하다.

본 발명의 일 실시예에 따라, 제어부(310)는 지시바늘(351)이 0° 지점에 위치되지 않은 것으로 판단되면, 모터컨트롤러(330)로 펄스신호 생성명령을 송신하여, 지시바늘(351)이 0° 지점에 위치하도록 스테핑모터(340)를 구동할 수 있다.본 발명의 일 실시예에 따라, 눈금판(352)의 특정 각도(n°) 지점에 제2포토커플러(354)가 형성될 수 있다. 제2포토커플러(354)는 이동차단부의 위치를 제외하고는 제1포토커플러(353)와 동일하게 형성된다. 제2포토커플러(354)의 이동차단부는 수광부와 발광부의 타측에 판상으로 형성된다. 따라서, 지시바늘(351)은 제1포토커플러(353)에 의해 0° 지점에서 일측으로 이동이 불가능하고, 제2포토커플러(354)에 의해 n°지점에서 타측으로 이동이 불가능하기 때문에, 0° 내지 n°내에서만 가능하다.

전원부(360)는 인디케이터(30)의 동작을 위하여 전원을 공급하는 것으로, 제어부(310)를 통해 방향타를 제어하는 조타장치의 회동이 인식되면 일정시간 동안 전원을 공급할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따라, 인디케이터(30)는 표시부(350)에 위치하며 문제 발생을 알리는 이상 알림부(370) 및 외부의 단말기로 디지털신호를 무선으로 송신하는 무선통신부(380)를 더 포함할 수 있다.

이상 알림부(370)는 발광소자로 형성되고, 인디케이터(30)에 문제가 발생하는 경우, 점등될 수 있다. 더욱 상세하게 이상 알림부(370)는 인디케이터(30)에 전원 문제가 발생하는 경우, 내부의 휴즈(fuse)가 단락되면서 점등될 수 있다. 따라서, 사용자는 이상이 발생한 인디케이터(30)를 직관적으로 알 수 있다.

무선통신부(380)는 디지털신호를 무선신호인 RF신호로 변환하여, 외부 단말기로 송신하는 구성요소이다. 이때, 외부 단말기는 인디케이터(30)의 무선통신부(380)로부터 RF신호를 수신하는 통신부, 제어부의 신호에 따라 방향타의 각도를 표시하는 방향타각도표시부 및 통신부와 방향타각도표시부를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다. 즉, 외부 단말기의 제어부는 통신부를 통해 RF신호를 수신하며, RF신호에 대응되는 방향타의 각도를 인식하고, 표시부를 통해 방향타의 각도를 표시한다. 인디케이터(30)에 무선통신부(380)가 형성됨으로써, 사용자는 인디케이터(30)와 멀리 떨어져 있는 상황에서도 외부 단말기를 통해 방향타의 각도를 알 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 고가의 싱크로모터 대신 비교적 저렴한 퍼텐쇼미터(10)를 사용하기 때문에 가격 경쟁력이 향상될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 트랜스미터(20)는 방향타의 각도에 관한 신호를 아날로그신호와 디지털신호로 송신할 수 있기 때문에, 항해장비(VDR, ECDIS 등)의 사양에 맞게 신호를 송신할 수 있으며, 별도로 신호 변환을 위한 컨버터가 요구되지 않는다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

1 : 방향타 각도 계기 장치
10 : 퍼텐쇼미터
20 : 트랜스미터
30 : 인디케이터
40 : 다이오드

Claims (10)

1. 선박의 진행방향을 변경하는 방향타의 각도를 계기하는 장치에 있어서,
   상기 방향타와 연결되어 상기 방향타의 각도변화에 따라 브러쉬가 회동하여 저항값이 변화되는 퍼텐쇼미터와,
   상기 퍼텐쇼미터의 저항값 변화에 의한 전류 변화값을 연산하고, 전류 변화값에 대응하는 신호를 송신하는 트랜스미터와,
   상기 트랜스미터에 연결되어, 상기 신호에 따라 방향타의 각도를 표시하는 하나 이상의 인디케이터를 포함하며,
   상기 트랜스미터는, 상기 전류 변화값을 연산하고, 상기 전류 변화값에 대응하는 전압신호를 송신하는 제1 연산증폭기와, 상기 제1 연산증폭기로부터 상기 전압신호 수신하고, 상기 전압신호를 4mA 내지 20mA의 전류신호로 변환하여 송신하는 신호변환기가 형성된 송신하는 제2 연산증폭기와, 상기 신호에 따라 상기 브러쉬의 각도를 표시하는 각도표시부 및 누름 동작 시에 상기 인디케이터가 0°를 표시하도록 하는 구동신호를 송신하는 영점버튼을 포함하는 영점조절부와, 조타 장치의 회동에 따라 일정 시간동안 상기 트랜스미터에 전원을 공급하는 전원부를 포함하고,
   상기 인디케이터는, 상기 전압신호를 수신하여 디지털신호로 변환하는 제2 ADC(analog digital converter)와, 스테핑모터와, 상기 제2 ADC 및 상기 스테핑모터와 연결되며, 상기 디지털신호에 따라 상기 스테핑모터를 구동하는 모터컨트롤러와, 상기 스테핑모터에 연결되어 방향타의 각도값을 표시하는 표시부와, 상기 구동신호에 따라 상기 표시부가 0°를 표시하도록 모터컨트롤러를 제어하는 제어부와, 상기 조타 장치의 회동에 따라 상기 인디케이터에 일정 시간동안 전원을 공급하는 전원부를 포함하고,
   상기 표시부는, 각도 및 눈금이 표시되는 눈금판과, 상기 스테핑모터와 연결되며, 회동에 따라 상기 눈금을 가리키는 지시바늘과, 상기 눈금판의 0° 지점에 형성되는 제1 포토커플러와, 상기 눈금판의 특정 각도(n°) 지점에 형성되는 제2 포토커플러를 포함하고,
   상기 제1 포토커플러 및 상기 제2 포토커플러는, 신호를 송신하는 발광부와, 상기 발광부와 수평하게 이격되어 배치되며, 상기 발광부에서 송신된 신호를 수신하는 수광부와, 상기 수광부와 상기 발광부에 수직하게 결합되는 판상의 이동차단부를 포함하고, 상기 제1 포토커플러의 이동차단부는 상기 수광부와 상기 발광부의 일측에 결합되고, 상기 제2 포토커플러의 이동차단부는 상기 수광부와 상기 발광부의 타측에 결합되며,
   상기 제어부는, 상기 제1 포토커플러의 수광부의 신호 수신여부로 상기 지시바늘이 상기 눈금판의 0°지점에 위치하는지를 판단하는 것을 특징으로 하는, 방향타 각도 계기 장치.
   
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3. 제1항에 있어서,
   제2 연산증폭기는,
   상기 전압신호를 집적회로를 통해 디지털신호로 변환하는 제1 ADC(analog digital converter)를 더 포함하고,
   상기 제1 ADC에 의해 변환된 디지털신호는 RS422 직렬통신방식의 신호인 것을 특징으로 하는, 방향타 각도 계기 장치.
   
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 인디케이터는,
   상기 표시부에 위치하며 발광소자로 형성되는 이상 알림부와,
   상기 제2 ADC에 의해 변환된 디지털신호를 외부 단말기에 송신하는 무선통신부를 더 포함하고,
   상기 이상 알림부는 문제 발생 시에 점등되는 것을 특징으로 하는, 방향타 각도 계기 장치.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 트랜스미터와 상기 인디케이터 사이에 형성되며, 역전압을 방지하는 다이오드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 방향타 각도 계기 장치.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 제1 연산증폭기는, -10v 내지 +10v의 전압신호를 송신하는 것을 특징으로 하는, 방향타 각도 계기 장치.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 퍼텐쇼미터는,
   내부 공간이 형성되며, 중심부에 방향타의 회동에 따라 함께 회동하는 중심축이 형성되는 하우징과,
   상기 중심축에 결합되는 하나 이상의 베어링과,
   상기 하우징의 내주면의 일영역을 따라 결합되는 저항체와,
   상기 중심축에 결합되어 중심축과 함께 회전하는 브러쉬와,
   상기 저항체의 일단과 상기 브러쉬 또는 상기 저항체의 타단과 상기 브러쉬 사이에 전압이 인가하는 전원부를 포함하고,
   상기 방향타의 회동에 따라 중심축에 결합된 브러쉬가 회동하며, 저항값이 변화되는 것을 특징으로 하는, 방향타 각도 계기 장치.
   
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