KR101799435B1

KR101799435B1 - 홀센서를 구비한 모션데스크 및 이의 칼럼위치 밸런싱방법

Info

Publication number: KR101799435B1
Application number: KR1020160147574A
Authority: KR
Inventors: 신창필
Original assignee: 계양전기 주식회사
Priority date: 2016-11-07
Filing date: 2016-11-07
Publication date: 2017-11-21

Abstract

본 발명은 서류나 책을 올려놓을 수 있도록 평탄한 상면을 형성한 판상부재와; 상기 판상부재가 일정 높이에서 지지되도록 하는 칼럼과; 상기 칼럼이 상기 판상부재를 지지하는 높낮이를 조절할 수 있도록 상기 칼럼의 일측에 구비되며 회전구동하는 회전축을 구비한 구동모터와, 상기 회전축의 회전에 따라 회전 구동하는 기어와, 상기 기어와 맞물리어 상기 기어의 회전 구동에 따라 상기 칼럼의 높이방향을 따라 승하강 이동하며 나사산이 형성된 이동축과, 상기 이동축의 외면에 형성된 나사산과 맞물리어 이동축이 승하강 이동되도록 하며 상기 칼럼의 내부에 고정된 판상의 지지판으로 구성되는 높낮이 조절구동부를 포함하고, 상기 회전축의 회전에 따라 상기 회전축과 함께 회전하여 상기 구동모터 둘레의 동일한 위치에서의 극성이 교번적으로 변화하는 영구자석 둘레면의 복수의 개소에는 상기 영구자석의 극성 변화를 감지하는 복수의 홀센서가 설치되며, 상기 조절구동부를 이용하여 상기 칼럼의 높낮이를 조절시에 복수의 상기 칼럼의 높이가 다르면 복수의 상기 칼럼의 높낮이가 동일하도록 상기 구동모터의 회전 속도를 변화시킬 수 있는 홀센서를 구비한 모션데스크 및 이의 칼럼위치 밸런싱방법을 제공함으로써, 모션데스크의 칼럼 높낮이를 조절시에 실시간으로 칼럼의 높이가 같도록 밸런싱이 이루어지도록 함으로써 항상 판상부재가 지면에 대하여 수평을 이룬 상태로 배치될 수 있도록 하여 신속하고 정확하게 칼럼의 높낮이가 조절되도록 할 수 있다.

Description

홀센서를 구비한 모션데스크 및 이의 칼럼위치 밸런싱방법{MOTION DESK HAVING HALL SENSOR AND COLUMN POSITION BALANCING METHOD THEREOF}

본 발명은 모션데스크에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 데스크의 높낮이를 조절할 수 있는 모션데스크에 관한 것이다.

일반적으로 데스크는 높이가 정해져 규격화된 크기로 공급되기 때문에, 성장 속도가 빨라 체형이 급격하게 변화하는 학생들인 경우 데스크가 너무 낮아 사용상에 불편한 점이 있다.

또한, 어린이나 신체조건이 작은 사용자들은 데스크가 너무 커서 오히려 사용에 불편함이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 높낮이를 조절할 수 있는 데스크가 개발되었으며, 최근에는 데스크의 높낮이를 전동 방식으로 조절할 수 있도록 하는 모션데스크가 개발되었다.

도 1은 종래의 모션데스크의 구조를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 모션데스크의 구조를 도시한 종단면도이다.

이들 도면에 도시한 바와 같이, 종래의 모션데스크는 사용자가 서류나 책을 올려놓을 수 있도록 평탄한 상면을 형성한 판상부재(10)와, 판상부재(10)가 일정 높이에서 지지되도록 하는 칼럼(20)과, 칼럼(20)의 일측에 구비되어 칼럼(20)의 높낮이를 조절함으로써 판상부재(10)가 지지되는 높이를 조절할 수 있도록 하는 높낮이 조절구동부(30)로 이루어진다.

판상부재(10)는 일정한 면적을 갖도록 형성되어 여러 종류의 서류와 책들을 상면에 올려 놓은 상태에서 독서를 하거나 글씨를 쓸수 있도록 하며, 바닥면에 대하여 수평으로 배치될 수도 있고 사용자의 편의를 위하여 바닥면에 대하여 일정 각도를 갖도록 경사지게 배치할 수도 있다.

칼럼(20)은 상기 바닥면에 대하여 수직 방향으로 상호 슬라이딩 가능하게 결합되는 복수의 지지기둥(21, 22)으로 구비되어 판상부재(10)의 양측 하면을 지지하도록 판상부재(10)에 결합되는 부재이다.

그리고, 높낮이 조절구동부(30)는 칼럼(20)을 구성하는 복수의 지지기둥(21, 22) 중에서 바닥면과 접촉된 제1지지기둥(21)에 대하여 판상부재(10)와 접촉된 제2지지기둥(22)이 인입출되도록 구동시켜 판상부재(10)의 높낮이를 조절하는 역할을 한다.

이러한 높낮이 조절구동부(30)는 칼럼(20)을 구성하는 복수의 지지기둥(21, 22)의 일측에 구비된 구동모터(31)와, 구동모터(31)의 회전에 따라 회전 구동하는 기어(32)와, 기어(32)와 맞물리어 기어(32)의 회전에 따라 상하 방향으로 이동하면서 제2지지기둥(22)이 제1지지기둥(22)에 대하여 인입출 되도록 하는 나사산이 형성된 이동축(33) 및 이동축(33)이 회전 가능하게 결합되는 관통공이 구비되어 제1지지기둥(22)의 내부에 고정되는 지지판(34)으로 구성된다.

그리고, 구동모터를 구동시켜 데스크의 높낮이를 조절시에 판상부재(10)가 이동하다가 외부의 장애물에 의하여 이동이 구속시에 구동모터(31)의 손상을 방지하기 위하여 구동모터(31)의 동작을 정지시키기 위하여 칼럼(20)의 일측에 피에조 센서(미도시)가 구비되어 있다.

그런데, 이러한 구성을 갖는 종래의 모션데스크는 구동모터(31)를 이용하여 모션데스크의 칼럼(20) 높낮이를 조절시에 칼럼(20)의 높이가 상이하더라도 보정이 전혀 이루어지지 않아 판상부재(10)가 일측으로 기울어진 상태에서 칼럼(20)의 높낮이가 조절되는 경우에는 초기 영점 조절을 새롭게 한 상태에서 다시 칼럼(20)의 높낮이를 조절해야 한다는 불편한 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 모션데스크의 칼럼 높낮이를 조절시에 실시간으로 칼럼의 높이가 같도록 밸런싱이 이루어지도록 함으로써 항상 판상부재가 지면에 대하여 수평을 이룬 상태로 배치될 수 있도록 하여 신속하고 정확하게 칼럼의 높낮이가 조절될 수 있도록 하는 홀센서를 구비한 모션데스크 및 이의 칼럼위치 밸런싱방법을 제시하는 것을 그 목적으로 한다.

상기 과제의 해결을 위하여, 본 발명은 서류나 책을 올려놓을 수 있도록 평탄한 상면을 형성한 판상부재와; 상기 판상부재가 일정 높이에서 지지되도록 하는 칼럼과; 상기 칼럼이 상기 판상부재를 지지하는 높낮이를 조절할 수 있도록 상기 칼럼의 일측에 구비되며 회전구동하는 회전축을 구비한 구동모터와, 상기 회전축의 회전에 따라 회전 구동하는 기어와, 상기 기어와 맞물리어 상기 기어의 회전 구동에 따라 상기 칼럼의 높이방향을 따라 승하강 이동하며 나사산이 형성된 이동축과, 상기 이동축의 외면에 형성된 나사산과 맞물리어 이동축이 승하강 이동되도록 하며 상기 칼럼의 내부에 고정된 판상의 지지판으로 구성되는 높낮이 조절구동부를 포함하고, 상기 회전축의 회전에 따라 상기 회전축과 함께 회전하여 상기 구동모터 둘레의 동일한 위치에서의 극성이 교번적으로 변화하는 영구자석 둘레면의 복수의 개소에는 상기 영구자석의 극성 변화를 감지하는 복수의 홀센서가 설치되며, 상기 조절구동부를 이용하여 상기 칼럼의 높낮이를 조절시에 복수의 상기 칼럼의 높이가 다르면 복수의 상기 칼럼의 높낮이가 동일하도록 상기 구동모터의 회전 속도를 변화시키는 것을 특징으로 하는 홀센서를 구비한 모션데스크를 제시한다.

여기서, 상기 홀센서는 한 쌍으로 구비되어 상기 영구자석의 둘레 방향을 따라 90°의 위상차를 갖는 위치에 각각 설치될 수 있다.

그리고, 상기 홀센서는 상기 영구자석의 극성 변화를 감지하여 상기 판상부재의 일측에 설치되어 상기 높낮이 조절구동부를 제어하는 컨트롤러와 전기적으로 연결될 수 있다.

상기 과제의 해결을 위하여, 본 발명은 복수의 상기 홀센서에서 각각 상기 영구자석의 극성 변화를 감지하는 제1단계와; 상기 홀센서에서 감지된 상기 영구자석의 극성 변화에 따라 복수의 상기 홀센서의 파형 변화를 2진수로 표현하는 제2단계와; 2진수로 표현된 상기 홀센서의 파형 변화를 10진수로 전환하여 표시하는 제3단계와; 10진수로 표시된 상기 홀센서의 파형 변화의 패턴에 따라 상기 구동모터의 회전 방향이 시계 방향인지 반시계 방향인지 확인하는 제4단계와; 상기 구동모터의 회전 방향에 따라 상기 칼럼의 초기 위치에 대한 상기 칼럼의 이동 위치를 추정하는 제5단계와; 추정된 상기 칼럼의 위치를 이용하여 상기 구동모터의 회전수와 상기 기어의 직경 및 상기 이동축의 외면에 형성된 나사산의 피치를 이용하여 상기 칼럼의 실제 위치를 환산하는 제6단계와; 환산된 상기 칼럼의 이동 위치를 비교하여 상기 칼럼의 이동 위치가 상이할 경우에 칼럼의 높이를 조절하는 구동모터의 회전 속도를 변화시키는 제7단계를; 포함한 것을 특징으로 하는 홀센서를 구비한 모션데스크의 칼럼위치 밸런싱방법을 제공한다.

여기서, 상기 판상부재의 높이를 높이고 있는 경우에 상기 칼럼의 높이가 상이할 경우에는 높이가 낮은 칼럼의 높이를 조절하는 구동모터의 회전속도를 증대시킬 수 있다.

그리고, 상기 판상부재의 높이를 낮추고 있는 경우에 상기 칼럼의 높이가 상이할 경우에는 높이가 높은 칼럼의 높이를 조절하는 구동모터의 회전속도를 증대시킬 수 있다.

또한, 상기 칼럼의 상이한 높이를 조절하여 상기 칼럼의 높이가 동일하다고 판단되면 상기 구동모터의 회전속도가 동일하도록 조절할 수 있다.

본 발명은 모션데스크의 칼럼 높낮이를 조절시에 실시간으로 칼럼의 높이가 같도록 밸런싱이 이루어지도록 함으로써 항상 판상부재가 지면에 대하여 수평을 이룬 상태로 배치될 수 있도록 하여 신속하고 정확하게 칼럼의 높낮이가 조절될 수 있도록 하는 효과가 있다.

도 1은 종래의 모션데스크의 구조를 도시한 사시도이고,
도 2는 도 1의 모션데스크의 구조를 도시한 종단면도이며,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 홀센서를 구비한 모션데스크의 구조를 도시한 사시도이고,
도 4는 도 3의 홀센서를 구비한 모션데스크의 높낮이가 조절되는 상태를 도시한 종단면도이며,
도 5는 도 3의 홀센서를 구비한 모션데스크의 홀센서가 설치된 구조를 개략적으로 도시한 개략도이고,
도 6은 도 3의 홀센서를 구비한 모션데스크의 구동모터가 시계 방향으로 회전구동시에 한 쌍의 홀센서에서의 파형을 도시한 그래프이며,
도 7은 도 3의 홀센서를 구비한 모션데스크의 구동모터가 반시계 방향으로 회전구동시에 한 쌍의 홀센서에서의 파형을 도시한 그래프이고,
도 8은 도 3의 홀센서를 구비한 모션데스크의 판상부재가 승강이동시 밸런싱되는 상태를 개략적으로 도시한 개략도이며,
도 9는 도 3의 홀센서를 구비한 모션데스크의 판상부재가 하강이동시 밸런싱되는 상태를 개략적으로 도시한 개략도이다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 홀센서를 구비한 모션데스크의 구조를 도시한 사시도이고, 도 4는 도 3의 홀센서를 구비한 모션데스크의 높낮이가 조절되는 상태를 도시한 종단면도이며, 도 5는 도 3의 홀센서를 구비한 모션데스크의 홀센서가 설치된 구조를 개략적으로 도시한 개략도이고, 도 6은 도 3의 홀센서를 구비한 모션데스크의 구동모터가 시계 방향으로 회전구동시에 한 쌍의 홀센서에서의 파형을 도시한 그래프이며, 도 7은 도 3의 홀센서를 구비한 모션데스크의 구동모터가 반시계 방향으로 회전구동시에 한 쌍의 홀센서에서의 파형을 도시한 그래프이고, 도 8은 도 3의 홀센서를 구비한 모션데스크의 판상부재가 승강이동시 밸런싱되는 상태를 개략적으로 도시한 개략도이며, 도 9는 도 3의 홀센서를 구비한 모션데스크의 판상부재가 하강이동시 밸런싱되는 상태를 개략적으로 도시한 개략도이다.

이들 도면에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 홀센서를 구비한 모션데스크는, 서류나 책을 올려놓을 수 있도록 평탄한 상면을 형성한 판상부재(100)와; 상기 판상부재(100)가 일정 높이에서 지지되도록 하는 칼럼(200)과; 상기 칼럼(200)이 상기 판상부재(100)를 지지하는 높낮이를 조절할 수 있도록 상기 칼럼(200)의 일측에 구비되며 회전구동하는 회전축을 구비한 구동모터와, 상기 회전축의 회전에 따라 회전 구동하는 기어(320)와, 상기 기어(320)와 맞물리어 상기 기어(320)의 회전 구동에 따라 상기 칼럼(200)의 높이방향을 따라 승하강 이동하며 나사산이 형성된 이동축(330)과, 상기 이동축(330)의 외면에 형성된 나사산과 맞물리어 이동축(330)이 승하강 이동되도록 하며 상기 칼럼(200)의 내부에 고정된 판상의 지지판(340)으로 구성되는 높낮이 조절구동부(300)를; 포함하고, 상기 회전축의 회전에 따라 상기 회전축과 함께 회전하여 상기 구동모터 둘레의 동일한 위치에서의 극성이 교번적으로 변화하는 영구자석 둘레면의 복수의 개소에는 상기 영구자석의 극성 변화를 감지하는 복수의 홀센서(400)가 설치되며, 조절구동부(300)를 이용하여 칼럼(200)의 높낮이를 조절시에 복수의 칼럼(200)의 높이가 다르면 복수의 칼럼(200)의 높낮이가 동일하도록 구동모터(310)의 회전 속도를 변화시키는 것을 특징으로 한다.

판상부재(100)는 일정한 면적을 갖도록 형성되어 여러 종류의 서류와 책들을 상면에 올려 놓은 상태에서 독서를 하거나 글씨를 쓸수 있도록 하며, 바닥면에 대하여 수평으로 배치될 수도 있고 사용자의 편의를 위하여 바닥면에 대하여 일정 각도를 갖도록 경사지게 배치할 수도 있다.

판상부재(100)가 경사지게 배치될 수 있는 경우에는 판상부재(100)가 칼럼(200)의 상단부에 힌지 결합됨으로써 사용자가 임의로 판상부재(100)와 바닥면이 이루는 각도를 조절할 수 있도록 함으로써 사용자의 편의성을 향상시킬 수 있는 효과를 갖도록 한다.

이러한 판상부재(100)의 하면 일측에는 높낮이 조절구동부(300)를 제어하는 컨트롤러(110)가 구비되는데, 컨트롤러(110)는 높낮이 조절구동부(300)를 구성하는 구동모터(310)가 정회전 또는 역회전 되도록 하여 판상부재(100)의 높이를 높이거나 혹은 낮추도록 한다.

그리고, 컨트롤러(110)는 구동모터(310)의 회전축이 회전 구동하는 속도를 제어하여 판상부재(100)의 높낮이가 조절되는 속도를 조절하는 기능도 포함될 수 있다.

또한, 컨트롤러(110)는 후술할 홀센서(400)와 전기적으로 연결되어 홀센서(400)에서 판상부재(100)의 속도 변화가 감지되면 구동모터(310)의 구동을 정지시키는 기능도 포함된다.

칼럼(200)은 바닥면에 대하여 수직 방향으로 상호 슬라이딩 가능하게 결합되는 복수의 지지기둥(210, 220)으로 구비되어 판상부재(100)의 양측 하면을 지지하도록 판상부재(100)에 결합되는 부재이다.

이러한 칼럼(200)은 바닥면에 접촉되어 직립되게 배치되는 제1지지기둥(210)과, 제1지지기둥(210)에 대하여 슬라이딩 이동 가능하게 결합되어 선택적으로 제1지지기둥(210)의 내외부로 인입출되게 설치되는 제2지지기둥(220)으로 구성된다.

제2지지기둥(220)의 길이는 제1지지기둥(210)의 길이보다는 짧은 길이를 갖도록 형성되어 제2지지기둥(220)이 제1지지기둥(210)의 내부에 완전히 수용될 수 있도록 하는 것이 판상부재(100)의 높이를 가변시킬 수 있는 범위를 최대화 한다는 측면에서 바람직하다.

그리고 상술한 바와 같이 판상부재(100)가 바닥면과 이루는 각도가 조절되도록 구비되는 모션데스크의 경우에는 제2지지기둥(220)의 상단에 판상부재(100)가 힌지 결합될 수 있다.

높낮이 조절구동부(300)는 칼럼을 구성하는 복수의 지지기둥(210, 220) 중에서 바닥면과 접촉된 제1지지기둥(210)에 대하여 판상부재(100)와 접촉된 제2지지기둥(220)이 인입출되도록 구동시켜 판상부재(100)의 높낮이를 조절하는 역할을 한다.

이러한 높낮이 조절구동부(300)는 칼럼을 구성하는 복수의 지지기둥(210, 220)의 일측에 구비된 구동모터(310)와, 구동모터(310)의 회전에 따라 회전 구동하며 내면에 나사산이 형성된 기어(320)와, 기어(320)와 맞물리어 기어(320)의 회전 구동에 따라 회전 구동하면서 상하 방향으로 이동하도록 기어(320)의 내면에 형성된 나사산과 맞물리어 제2지지기둥(220)이 제1지지기둥(210)에 대하여 인입출 되도록 하며 외면에 나사산이 형성된 이동축(330)과, 제1지지기둥(210)의 내부 일측에 고정 설치되며 회전 구동하면서 상하 방향으로 이동하는 이동축(330)을 지지하는 판상의 지지판(340)을 포함하여 구성되어 있다.

구동모터(310)는 전원이 공급되는 회전축의 단부에 고정된 기어가 회전 구동하며, 컨트롤러(110)에 의하여 그 회전 속도가 제어됨으로써 판상부재(100)의 높낮이가 조절되는 속도를 조절할 수 있도록 한다.

이러한 구동모터(310)는 판상부재(100)의 양측에 구비되는 복수의 칼럼(200)에 각각 구비되며, 구동모터(310)가 동작하는 회전속도는 각각 제어될 수 있도록 한다.

그리고, 복수의 구동모터(310)가 회전하는 회전속도가 각각 제어되도록 함으로써 칼럼(200)의 높낮이를 조절시에 칼럼(200)의 높이가 상이하게 되면, 칼럼(200)의 높이가 동일하도록 어느 하나의 구동모터(310)의 회전 속도를 높이거나 낮춤으로써 칼럼(200)이 동일한 높이로 배치된 상태에서 판상부재(100)의 높낮이가 조절될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

기어(320)는 일측이 회전축의 단부에 고정된 기어와 맞물리어 구동모터(310)의 회전에 따라 회전 구동하며, 이러한 구동력을 이동축(330) 측으로 전달할 수 있도록 내면에는 나사산이 형성되어 이동축(330)의 외면에 형성된 나사산과 맞물이게 설치된다.

구동모터(310)의 회전축 단부에 고정된 기어와 이동축(330)의 외면에 설치되는 기어(320)의 직경이나 나사산의 개수를 조절함으로써 이동축(330)의 회전 속도를 증감시킬 수 있음은 물론이다.

지지판(340)의 중심에는 이동축(330)이 삽입되어 이동축(330)이 상하 이동시에 유동이 발생하지 않도록 하는 관통공(341)이 형성되어 있다.

한편, 구동모터(310)의 내부에 구비되어 구동모터(310)의 회전축의 회전에 따라 상기 회전축과 함께 회전하여 구동모터(310) 둘레의 동일한 위치에서의 극성이 교번적으로 변화하는 영구자석 둘레면의 복수의 개소에는 상기 영구자석의 극성 변화를 감지하는 복수의 홀센서(400)가 구비되어 있다.

홀센서(400)는 자력을 감지하는 홀효과를 감지하는 역할을 하는 전자부품으로서, 감지부와 증폭부 및 보호회로 등이 모두 내장되어 감지된 자력을 전압으로 변경해서 출력함으로써 복수개가 영구자석의 둘레에 배치됨으로써 구동모터(310)의 회전 방향이나 회전 속도를 감지하는데 사용된다.

이러한 홀센서(400)는 크게 스위치 타입과 선형 출력 타입으로 구분되는데, 스위치 타입의 경우에는 자석이 센서가 감지하는 임계값에 도달 했을때, High 또는 Low Status로 변하는 타입으로서 저렴하고 사용하기 편리하다는 장점이 있으며, 선형 출력 타입의 경우에는 자석이 센서가 감지하는 값에 따라 출력을 선형적인 아날로그 전압으로 출력하는 타입으로서 스위치 타입에 비하여 단가가 다소 비싸다는 단점이 있다.

본 발명에 따른 홀센서를 이용한 모션데스크의 경우에 홀센서(400)는 한 쌍으로 구비되어 상기 영구자석의 둘레 방향을 따라 90°의 위상차를 갖는 위치에 각각 설치되는 것이 바람직하다.

도 5에 도시한 바와 같이, 홀센서(400)가 상기 영구자석의 둘레 방향을 따라 90°의 위상차를 갖는 위치에 각각 설치됨으로써 어느 하나의 홀센서(400, A)는 영구자석이 1/4 회전시에 영구자석의 극성 변화를 감지하게 되고, 다른 하나의 홀센서(400, B)는 영구자석이 1/2 회전시에 영구자석의 극성 변화를 감지하게 된다.

그리고, 이러한 위상차에 따라서 홀센서(400)에서 극성 변화를 감지하는 주기가 다르기 때문에 도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이, 어느 하나의 홀센서(A)가 나타내는 파형과, 다른 하나의 홀센서(B)가 나타내는 파형의 위상차가 생기게 된다.

그리고, 이러한 위상차를 2진수로 표현시에 어느 하나의 홀센서(A)가 갖는 값을 2¹에 표현하고, 다른 홀센서(B)가 갖는 값을 2⁰에 표현한 후에 이를 10진수로 변환하게 되면 구동모터(310)의 회전 방향에 따라 일정한 숫자 패턴을 형성하게 된다.

이러한 패턴을 분석하면 구동모터(310)의 회전 방향뿐만 아니라 회전수를 인식할 수 있으며, 그에 따라 판상부재(100)의 초기위치에 대하여 이동한 후의 판상부재(100)의 상대적인 위치를 추정할 수 있게 된다.

이러한 판상부재(100)의 초기위치에 대한 이동한 후의 판상부재(100)의 상대적인 위치를 추정하는 더욱 상세한 과정은 후술할 홀센서를 구비한 모션데스크의 칼럼위치 밸런싱방법에서 설명하기로 한다.

그리고, 이러한 홀센서(400)는 상기 판상부재(310)의 일측에 설치되어 상기 높낮이 조절구동부(300)를 제어하는 컨트롤러(110)와 전기적으로 연결됨으로써 홀센서(400)에서 감지된 영구자석의 극성 변화에 따른 전기적인 신호를 컨트롤러(110) 측으로 전달함으로써 판상부재(310)의 초기 위치에 대한 상대적인 위치를 컨트롤러(110)가 추정할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

이러한 구성을 갖는 본 발명에 따른 홀센서를 구비한 모션데스크의 높낮이가 조절되는 과정은 다음과 같다.

사용자가 모션데스크에 구비된 판상부재(100)의 높이를 높일 경우에 컨트롤러(410)를 이용하여 구동모터(310)를 정회전시키면, 구동모터(310)의 회전축에 구비된 기어와 맞물려 있는 기어(320)가 회전구동하게 된다.

이러한 기어(320)의 회전에 의하여 기어(320)의 내면에 형성된 나사산에 나사 결합되어 있는 이동축(330)이 상측 방향으로 승강이동하면서 제1기둥부재(210)에 슬라이딩 가능하게 결합되어 있는 제2기둥부재(220)를 외부로 인출하게 된다.

제2기둥부재(220)가 인출되면서 제2기둥부재(220)의 단부에 고정 결합되어 있는 판상부재(100)가 승강 이동하여 판상부재(100)의 높이가 높아지게 된다.

반대로, 사용자가 모션데스크에 구비된 판상부재(100)의 높이를 낮출 경우에는 컨트롤러(410)를 이용하여 구동모터(310)를 역회전시키면, 구동모터(310)의 회전축에 구비된 기어와 맞물려 있는 기어가 회전구동하면서 이동축(330)을 회전시키게 된다.

이러한 기어(320)의 회전에 의하여 기어(320)의 내면에 형성된 나사산에 나사 결합되어 있는 이동축(330)이 하측 방향으로 하강이동하면서 제1기둥부재(210)에 슬라이딩 가능하게 결합되어 있는 제2기둥부재(220)를 내부로 인입하게 된다.

제2기둥부재(220)가 인입되면서 제2기둥부재(220)의 단부에 고정 결합되어 있는 판상부재(100)가 하강 이동하여 판상부재(100)의 높이가 낮아지게 된다.

한편, 이러한 구성을 갖는 본 발명에 따른 홀센서를 구비한 모션데스크의 칼럼 위치를 추정하는 방법은 다음과 같다.

우선, 구동모터(310)의 회전에 따라 복수의 상기 홀센서(400)에서 각각 상기 영구자석의 극성 변화를 감지하게 되고, 홀센서(400)에서 감지된 상기 영구자석의 극성 변화에 따라 복수의 홀센서(400)의 파형 변화를 아래와 같이 2진수로 표현하게 된다.

그리고, 2진수로 표현된 홀센서(400)의 파형 변화를 아래와 같이 10진수로 전환하여 표시하게 된다.

2진수 및 10진수로 표시된 숫자 패턴은 구동모터(310)가 시계방향 회전인지 반시계방향 회전인지에 따라 달라지게 되며, 이러한 10진수로 표시된 홀센서(400)의 파형 변화의 패턴에 따라 구동모터(310)의 회전 방향이 시계 방향인지 반시계 방향인지 확인를 진행하게 된다.

- 아 래 -

(시계 방향 회전)

	AB	AB	AB	AB	AB
2진수	10	11	01	11	10
10진수	2	3	1	0	2

(반시계 방향 회전)

	AB	AB	AB	AB	AB
2진수	01	11	10	00	10
10진수	1	3	2	0	2

상기한 표를 살펴보면 구동모터(310)가 시계 방향으로 회전시에는 10진법으로 표시된 숫자의 패턴이 2 → 3 → 1 → 0 → 2 의 패턴으로 변화하게 되며, 반대로 구동모터(310)가 반시계 방향으로 회전시에는 10진법으로 표시된 숫자의 패턴이 1 → 3 → 2 → 0 → 2 의 패턴으로 변화하게 됨을 알 수 있다.

즉, 10진법으로 표시된 숫자가 2 → 3 → 1 → 0 → 2 의 패턴으로 변화하면 구동모터(310)가 시계 방향으로 회전되므로 판상부재(100)가 승강 이동하여 높이가 높아지게 되며, 반대로 10진법으로 표시된 숫자가 1 → 3 → 2 → 0 → 2 의 패턴으로 변화하면 구동모터(310)가 반시계 방향으로 회전되어 판상부재(100)가 하강 이동하여 높이가 낮아지게 되는 것이다.

그 후, 숫자 패턴에 따라 구동모터(310)의 회전 방향을 감지하게 되고, 감지된 구동모터(310)의 회전 방향에 따라 칼럼(200)의 초기 위치에 대한 칼럼(200)의 이동 위치를 추정하게 된다.

칼럼(200)의 이동 위치를 추정하는 방법은 구동모터(310)의 회전수와 기어(320)의 직경 및 이동축(330)의 외면에 형성된 나사산의 피치를 이용하여 칼럼(200)의 실제 위치를 환산하는 방법을 이용하여 추정하게 된다.

즉, 10진법으로 표시된 숫자의 패턴에 따라 구동모터(310)가 시계 방향으로 회전한 것이라면 판상부재(100)가 승강이동한 상태이므로 칼럼(200)의 초기위치에 이동거리를 더하게 되면 칼럼(200)의 최종 위치가 되고, 반대로 10진법으로 표시된 숫자의 패턴에 따라 구동모터(310)가 반시계 방향으로 회전한 것이라면 판상부재(100)가 하강이동한 상태이므로 칼럼(200)의 초기위치에 이동거리를 뺌으로써 칼럼(200)의 최종 위치가 정확하게 계산된다.

그리고, 칼럼(200)이 이동한 거리는 상술한 바와 같이 구동모터(310)의 회전수와 기어(320)의 직경 및 이동축(330)의 외면에 형성된 나사산의 피치를 이용하여 실제 칼럼(200)이 이동한 거리를 계산할 수 있게 된다.

한편, 칼럼(200)의 높낮이를 조절시에 칼럼(200)의 높이가 상이하여 판상부재(100)가 일측으로 기울어진 상태에서는 판상부재(100)가 지면에 대하여 수평을 이루도록 칼럼(200)의 높이를 동일하게 밸런싱하는 과정을 거치게 된다.

밸런싱하는 과정은 우선, 홀센서(400)의 파형 변화를 10진수로 표현한 숫자 패턴을 통하여 칼럼(100)의 높이가 높아지고 있는지 낮아지고 있는지를 파악하게 된다.

그리고, 구동모터(310)의 회전수와 기어(320)의 직경 및 이동축(330)의 외면에 형성된 나사산의 피치를 이용하여 칼럼(200)의 이동 거리를 환산한 후에 초기위치에서 더하거나 빼서 실제의 칼럼(200)의 위치를 추정한다.

상술한 과정에 의하여 칼럼(200)의 실제 위치가 추정되면 양측의 칼럼(200) 위치를 비교한 후에 칼럼(200)의 위치가 상이할 경우에 칼럼(200)의 높이를 조절하는 구동모터(310)의 회전 속도를 변화시킴으로써 밸런싱이 이루어지게 된다.

이러한 과정은 실시간으로 이루어짐으로써 칼럼(200)의 높낮이를 조절하게 되면 항상 복수의 칼럼(200)이 상호 동일한 높이에서 높낮이가 조절될 수 있도록 하여 판상부재(100)가 수평을 이루도록 하는 것이 바람직하다.

그리고, 도 8에 도시한 바와같이, 칼럼(200)의 높낮이를 밸런싱함에 있어서 판상부재(100)의 높이를 높이고 있는 경우에 칼럼(200)의 높이가 상이할 경우에는 높이가 낮은 칼럼(200)의 높이를 조절하는 구동모터(200)의 회전속도를 증대시킴으로써 칼럼(200)의 높낮이가 밸런싱되도록 하는 것이 바람직하다.

반대로, 도 9에 도시한 바와 같이, 판상부재(100)의 높이를 낮추고 있는 경우에 칼럼(200)의 높이가 상이할 경우에는 높이가 높은 칼럼(200)의 높이를 조절하는 구동모터(200)의 회전속도를 증대시킴으로써 칼럼(200)의 높낮이가 밸런싱되도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 칼럼(200)의 상이한 높이를 조절하여 칼럼(200)의 높이가 동일하다고 판단되면 구동모터(200)의 회전속도가 동일하도록 조절함으로써 높이의 밸런싱이 완료된 후에는 판상부재(100)가 수평을 이룬 상태에서 높낮이가 지속적으로 조절될 수 있도록 한다.

본 발명에 따른 홀센서를 구비한 모션데스크는 모션데스크의 칼럼 높낮이를 조절시에 실시간으로 칼럼의 높이가 같도록 밸런싱이 이루어지도록 함으로써 항상 판상부재가 지면에 대하여 수평을 이룬 상태로 배치될 수 있도록 하여 신속하고 정확하게 칼럼의 높낮이가 조절될 수 있도록 할 수 있다.

이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.

100 : 판상부재 110 : 컨트롤러
200 : 칼럼 210 : 제1지지기둥
220 : 제2지지기둥 300 : 높낮이 조절구동부
310 : 구동모터 320 : 기어
330 : 이동축 340 : 지지판
400 : 홀센서

Claims

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서류나 책을 올려놓을 수 있도록 평탄한 상면을 형성한 판상부재(100)와;
상기 판상부재(100)가 일정 높이에서 지지되도록 하는 복수의 칼럼(200)과;
상기 칼럼(200)이 상기 판상부재(100)를 지지하는 높낮이를 조절할 수 있도록 상기 칼럼(200)의 일측에 구비되며 회전구동하는 회전축을 구비한 구동모터(310)와, 상기 회전축의 회전에 따라 회전 구동하는 기어(320)와, 상기 기어(320)와 맞물리어 상기 기어(320)의 회전 구동에 따라 상기 칼럼(200)의 높이방향을 따라 승하강 이동하며 나사산이 형성된 이동축(330)과, 상기 이동축(330)의 외면에 형성된 나사산과 맞물리어 이동축(330)이 승하강 이동되도록 하며 상기 칼럼(200)의 내부에 고정된 판상의 지지판(340)으로 구성되는 높낮이 조절구동부(300)를; 포함하고,
상기 회전축의 회전에 따라 상기 회전축과 함께 회전하여 상기 구동모터 둘레의 동일한 위치에서의 극성이 교번적으로 변화하는 영구자석 둘레면의 복수의 개소에는 상기 영구자석의 극성 변화를 감지하는 복수의 홀센서(400)가 설치되며,
상기 조절구동부(300)를 이용하여 상기 칼럼(200)의 높낮이를 조절시에 복수의 상기 칼럼(200)의 높이가 다르면 복수의 상기 칼럼(200)의 높낮이가 동일하도록 상기 구동모터(310)의 회전 속도를 변화시키는 홀센서를 구비한 모션데스크를 이용한 칼럼위치 밸런싱방법으로서,
복수의 상기 홀센서(400)에서 각각 상기 영구자석의 극성 변화를 감지하는 제1단계와;
상기 홀센서(400)에서 감지된 상기 영구자석의 극성 변화에 따라 복수의 상기 홀센서(400)의 파형 변화를 2진수로 표현하는 제2단계와;
2진수로 표현된 상기 홀센서(400)의 파형 변화를 10진수로 전환하여 표시하는 제3단계와;
10진수로 표시된 상기 홀센서(400)의 파형 변화의 패턴에 따라 상기 구동모터(310)의 회전 방향이 시계 방향인지 반시계 방향인지 확인하는 제4단계와;
상기 구동모터(310)의 회전 방향에 따라 상기 칼럼(200)의 초기 위치에 대한 상기 칼럼(200)의 이동 위치를 추정하는 제5단계와;
추정된 상기 칼럼(200)의 위치를 이용하여 상기 구동모터(310)의 회전수와 상기 기어(320)의 직경 및 상기 이동축(330)의 외면에 형성된 나사산의 피치를 이용하여 상기 칼럼(200)의 실제 위치를 환산하는 제6단계와;
환산된 상기 칼럼(200)의 이동 위치를 비교하여 상기 칼럼(200)의 이동 위치가 상이할 경우에 칼럼(200)의 높이를 조절하는 구동모터(310)의 회전 속도를 변화시키는 제7단계를;
포함한 것을 특징으로 하는 홀센서를 구비한 모션데스크의 칼럼위치 밸런싱방법.
제4항에 있어서,
상기 판상부재(100)의 높이를 높이고 있는 경우에 상기 칼럼(200)의 높이가 상이할 경우에는 높이가 낮은 칼럼(200)의 높이를 조절하는 구동모터(200)의 회전속도를 증대시키는 것을 특징으로 하는 홀센서를 구비한 모션데스크의 칼럼위치 밸런싱방법.
제4항에 있어서,
상기 판상부재(100)의 높이를 낮추고 있는 경우에 상기 칼럼(200)의 높이가 상이할 경우에는 높이가 높은 칼럼(200)의 높이를 조절하는 구동모터(200)의 회전속도를 증대시키는 것을 특징으로 하는 홀센서를 구비한 모션데스크의 칼럼위치 밸런싱방법.
제4항에 있어서,
상기 칼럼(200)의 상이한 높이를 조절하여 상기 칼럼(200)의 높이가 동일하다고 판단되면 상기 구동모터(200)의 회전속도가 동일하도록 조절하는 것을 특징으로 하는 홀센서를 구비한 모션데스크의 칼럼위치 밸런싱방법.