KR101833192B1 - 이동식 단말기를 이용한 벨트의 장력 측정 방법 - Google Patents

이동식 단말기를 이용한 벨트의 장력 측정 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 풀리와 풀리사이에 연결된 벨트의 장력을 이동식 단말기를 이용하여 측정 하는 방법으로 풀리와 풀리 사이에 연결된 벨트의 길이방향 길이를 포함하는 벨트정보를 이동식 단말기에 입력하거나 상기 이동식 단말기의 저장소에 이미 저장된 벨트 정보를 불러오는 벨트 설정단계; 벨트에 충격을 가해 발생한 진동과 소리를 상기 이동식 단말기의 음성 센서를 통해 측정하는 측정단계; 상기 측정 단계를 통해 측정된 진동 값과 상기 벨트 정보를 이용하여 벨트의 장력을 계산하는 계산단계; 상기 계산단계를 통해 계산된 장력을 이동식 단말기의 저장소에 저장하는 저장단계; 및 상기 저장단계에서 상기 이동식 단말기의 저장소에 저장된 장력이 이동식 단말기의 표시수단에 표시되는 표시단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동식 단말기를 이용한 벨트 텐션 측정 방법을 제공한다.
이러한 방법을 통해 별도의 추가 비용 없이 신속, 정학하게 벨트의 장력을 측정할 수 있다.

Description

이동식 단말기를 이용한 벨트의 장력 측정 방법{Tension measuring method for a belt using a removable terminal}
본 발명은 이동식 단말기를 이용하여 벨트의 장력을 측정하는 방법에 관한 것으로, 이동식 단말기만 있으면 간편하고 별도의 장비 구매 없이 벨트의 장력측정이 가능하도록 하는 것을 특징으로 하는 이동식 단말기를 이용한 벨트의 장력측정 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 공작기계 등의 산업기기에는 동력전달장치로 벨트를 많이 이용하고 있다. 그러나 이러한 벨트는 그 장력이 일정하지 않을 경우 진동이나 소음 등을 유발하며, 벨트가 적용되는 기기의 잦은 고장을 유발하고 수명을 단축시킨다.
따라서 벨트가 원활하게 사용되기 위해서는 벨트가 일정한 장력으로 유지되는 것이 중요하며, 이러한 장력을 유지할 수 있도록 하는 장치가 별도로 필요하거나 주기적으로 장력을 측정하여 운용에 이상이 없도록 조절하여 주는 과정이 필요하다.
종래의 기술에서 기존의 벨트의 장력을 측정하는 방법으로는 체결 또는 분리된 벨트를 양쪽으로 걸어 놓고 그 위에 하중을 가하여 직접적으로 벨트의 장력을 측정하는 방법이 있으나 이는 측정위치와 측정자에 따라 달라지고 장비의 사용 기한이 지날수록 성능이나 정확성이 떨어지며 좁은 공간에서 사용이 힘들다는 단점이 있다.
벨트를 진동시켜 발생하는 주파수를 주파수 검출장치를 이용하여 간접적으로 장력을 측정하는 방법은 측정위치나 측정자에 따라 달라지지 않으며 비교적 정확한 장력측정이 가능하나 주파수 측정장치가 매우 고가라는 단점이 있다.
관련된 선행문헌으로는 대한민국 공개특허공보 제10-1998-043901호가 개시된 적이 있었다.
1. 대한민국 공개특허공보 제10-1998-043901호 (출원일자: 1996. 12. 05) "벨트장력 검출장치"
본 발명은 종래기술의 문제점을 해결하고자 고안된 것으로 종래의 기술에서 벨트의 주파수를 이용하여 장력을 간접적으로 측정하는 경우, 고가의 주파수 검출 장치를 대신하여 저렴하고 간편한 벨트의 장력을 측정하는 방법을 제시하는데 그 목적이 있다.
이와 함께 본 발명의 기타 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 이는 본 발명의 청구범위에 기재된 사항 및 그 실시예의 개시 내용뿐만 아니라, 이들로부터 용이하게 추고할 수 있는 범위 내의 수단 및 조합에 의해 더욱 넓은 범위로 포섭될 것임을 첨언한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이동식 단말기를 이용한 벨트의 장력 측정 방법은, 풀리와 풀리 사이에 연결된 벨트의 길이방향 길이를 포함하는 벨트정보를 이동식 단말기에 입력하거나 상기 이동식 단말기의 저장소에 이미 저장된 벨트 정보를 불러오는 벨트 설정단계; 벨트에 충격을 가해 발생한 진동을 상기 이동식 단말기의 음성 센서를 통해 측정하는 측정단계; 상기 음성 센서에서 측정된 진동 값과 상기 벨트 정보를 이용하여 벨트의 장력을 계산하는 계산단계; 상기 계산단계에서 계산된 장력을 이동식 단말기의 저장소에 저장하는 저장단계; 및 상기 이동식단말기의 저장소에 저장된 장력이 이동식 단말기의 표시수단에 표시되는 표시단계;로 이루어진 것을 특징으로 한다.
그리고 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 계산단계는 다음과 같은 수학식 사용하여 계산하는 것을 특징으로 한다.
Figure 112016061764397-pat00001
* T : 벨트 장력(N)
* K : 벨트 중량(Kg/m)
* l : 벨트 길이(m) (※ 벨트의 길이방향 길이)
* f : 주파수(Hz)
상기 벨트 설정 단계는 벨트의 종류, 중량 및 길이 방향 길이를 포함하는 벨트정보와 벨트의 장력 측정 횟수를 상기 이동식 단말기에 입력하는 제1입력정보 또는 상기 이동식 단말기의 저장소에 이미 저장된 상기 벨트 정보와 장력 측정 횟수를 불러오는 제2입력정보를 선택하는 선택단계와, 상기 이동식 단말기에 입력된 제1입력정보 또는 저장된 제2입력정보에 대해 수정된 벨트정보 및 장력 측정 횟수를 입력하는 단계를 포함하며, 상기 제1입력정보는 벨트 정보와 장력 측정 횟수를 사용자가 직접 입력하며 입력된 벨트 정보는 상기 이동식 단말기의 저장소에 저장하는 것을 특징으로 한다.
상기 측정단계는 상기 이동식 단말기의 음성 센서로 벨트에 충격을 가해 생긴 진동과 소리를 수신하는 수신단계, 상기 음성센서로 수신된 진동과 소리를 주파수로 변환하는 변환단계, 주변 소음으로부터 발생하는 잡신호를 제거하여 주파수를 구하는 보정단계, 상기 수신단계, 변환단계, 보정단계를 상기 벨트 설정 단계에서 입력한 장력 측정 횟수만큼 반복하여 측정하는 반복측정단계, 상기 반복 측정 단계를 걸쳐 얻어진 주파수의 평균값을 계산하는 단계와, 상기 측정된 다수의 주파수와 상기 주파수의 평균값이 상기 이동식 단말기의 표시수단에 표시되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 계산단계는 상기 벨트 설정단계에서 이동식 단말기의 저장소에 저장된 벨트의 종류, 중량 및 길이를 포함하는 벨트 정보를 불러오는 단계와, 불러온 상기 벨트 정보와 상기 수학식 1을 활용해 벨트의 장력을 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 표시단계는 상기 계산단계에서 얻어진 장력을 상기 이동식 단말기에 저장된 벨트 종류별 안전한 장력 기준범위를 이용하여 상기 계산단계를 통해 얻어진 장력이 기준범위 이내이면 안정, 기준 범위를 벗어나면 불안정으로 판단하는 판단 단계와 상기 판단 단계에서 판단된 안정/불안정 판단과 상기 계산단계에서 얻어진 장력이 표시수단에 표시되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 이동식 단말기는 음성센서를 포함하고 있는 모든 스마트 기기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면 주파수 검출 장치를 대신하여 보편적으로 사용중인 이동식 단말기의 음성센서를 통해 벨트의 주파수를 검출하므로 별도의 비용 추가 없이 신속, 정학하게 벨트의 장력을 측정할 수 있는 이점이 있다.
그리고 벨트에 충격을 가해 발생한 진동을 이용하여 벨트의 장력을 측정하므로 정확한 벨트의 장력을 측정할 수 있는 이점이 있으며, 아울러 상기 이동식 단말기를 사용하여 소리와 진동만 검출하면 되므로 별도의 준비나 측정 과정 없이 신속하게 벨트의 장력을 측정할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 관한 흐름도이다.
도 2는 도 1에 의한 이동식 단말기를 이용한 벨트의 장력 측정방법의 예시를 나타낸 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 이동식 단말기의 내부 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시에 의한 사용상태도이다.
이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다. 첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.
설명에 앞서, 본 발명은 이동식 단말기를 이용하여 벨트의 장력을 측정하는 방법에 관한 것으로, 이동식 단말기만 있으면 간편하고 별도의 장비 구매 없이 신속, 정확하게 벨트의 장력측정이 가능하도록 하는 것을 특징으로 하는 이동식 단말기를 이용한 벨트의 장력측정 방법에 관한 것이다. 여기서 말하는 벨트는 스트랩, 바인드, 밴드 등일 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 아니한다.
상기한 도 1 또는 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 이동식 단말기를 이용한 벨트의 장력 측정 방법은 설정단계(S10), 측정단계(S20), 장력 계산단계(S30), 저장단계(S40) 및 표시단계(S50)를 포함하여 이루어진다.
먼저, 상기 설정단계(S10)는 상기 이동식 단말기에 벨트의 길이방향 길이, 종류 및 중량을 포함하는 제1입력정보를 또는 상기 이동식 단말기의 저장소에 이미 저장된 상기 벨트 정보와 장력 측정 횟수를 불러오는 제2입력정보를 선택하는 선택단계(S102)를 포함한다. 이때, 상기 제1입력정보는 벨트 정보와 측정 횟수를 사용자가 상기 이동식 단말기의 입력수단을 통해 직접 입력하며 입력된 상기 제1입력정보는 상기 이동식 단말기 내부의 저장소에 저장되어 후에 제2입력정보로 취급될 수 있다. 단, 상기 장력 측정 횟수는 사용자가 설정할 수 있으며 여러 번 측정할수록 벨트의 주파수에 대해 신뢰도를 높일 수 있다.
또한, 상기 선택단계(S102)에서 입력된 제1입력정보 또는 제2입력정보에 대해 벨트정보 및 장력 측정 횟수를 수정하여 입력하는 수정단계(S108)를 포함하고 있으며, 상기 각각의 단계는 이동식 단말기의 입력수단을 통해 사용자의 선택을 전달받아 선택될 수 있다.
다음으로, 상기 측정단계(S20)는 벨트에 충격을 가해 발생한 진동을 상기 이동식 단말기의 음성 센서를 통해 장력을 측정하는 단계이다. 이때, 벨트에 충격을 가하는 방법은 망치나 단단한 막대 등으로 벨트를 두드려 가볍게 진동시키는 방법으로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 음성 센서는 음파, 진동수, 주파수를 검출할 수 있는 검출수단일 수 있으며, 상기 벨트의 진동과 소리는 상기 이동식 단말기의 음성 수신부로 수신되어 신호전달 회로를 통해 상기 음성 센서로 전달될 수 있다.
더 자세하게는, 상기 측정단계(S20)는 상기 이동식 단말기의 음성센서로 벨트에 충격을 가해 생긴 진동과 소리를 수신하는 수신단계(S202)와, 상기 음성센서로 수신된 벨트의 진동과 소리를 이동식 단말기의 연산처리장치 또는 마이크로프로세서를 통해 주파수로 변환하는 변환단계(S204)와, 주변 소음으로부터 발생하는 잡신호를 제거하여 주파수를 구하는 보정단계(S206)와, 상기 수신단계(S202), 변환단계(S204), 보정단계(S206)를 상기 벨트 설정 단계에서 입력한 횟수만큼 반복하여 측정하는 반복 측정단계(S207)와, 상기 반복 측정단계(S207)를 걸쳐 얻어진 주파수의 평균값을 계산하는 단계(S208)와, 상기 측정된 다수의 주파수와 상기 주파수의 평균값이 상기 이동식 단말기의 표시수단에 표시되는 단계(S210)를 포함할 수 있다.
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상기 변환단계(S204)에서 상기 음성센서는 벨트의 진동과 소리뿐만 아니라 주파수도 측정 가능한 센서일 수 있으므로 상기 음성센서가 주파수를 측정하는 센서일 경우, 상기 측정단계에서 상기 변환단계(S204)는 생략될 수 있으며, 주파수는 측정된 상기 벨트의 진동과 소리를 상기 연산처리장치 또는 마이크로프로세서를 통해 고속 푸리에 변환(FFT: fast fourier transform)연산을 수행하여 측정될 수 있다.
또한, 상기 보정단계(S206)에는 잡신호를 제거해주는 로직연산을 수행하는 단계가 포함될 수 있고 주변의 잡신호를 제거하므로 소음이 심한 공장, 정비소 등 주변 소음이 많은 환경에서도 이동식 단말기를 이용한 벨트의 장력측정이 가능하다.
상기 계산단계(S30)는 상기 벨트 설정단계(S10)에서 이동식 단말기의 저장소에 저장된 벨트의 종류, 중량 및 길이를 포함하는 벨트 정보를 불러오는 단계와, 불러온 상기 벨트의 정보와 하기 수학식을 활용하여 벨트의 장력을 계산하는 단계(S302)를 포함하며, 상기 장력 계산단계(S30)에서 벨트의 장력은 상기 이동식 단말기 내부의 연산처리장치 또는 마이크로프로세서를 이용하여 계산될 수 있다.
Figure 112016061764397-pat00002
* T : 벨트 장력(N)
* K : 벨트 중량(Kg/m)
* l : 벨트 길이(m) (※ 벨트의 길이방향 길이)
* f : 주파수(Hz)
상기 수학식을 통해 알 수 있는 것처럼 벨트의 장력은 벨트의 중량(Kg), 벨트의 길이방향 길이(m)의 제곱, 주파수(Hz)의 제곱에 비례하며, 주파수만 알 수 있다면 벨트의 장력을 구할 수 있다. 이때, 연산에 필요한 변수들은 상기 설정단계(S10)에서 상기 이동식 단말기 내부 저장소에 저장된 벨트 정보를 사용할 수 있다.
다음으로, 상기 저장 단계(S40)는 상기 이동식 단말기의 연산처리장치 또는 마이크로프로세서를 이용해 계산된 장력을 상기 이동식 단말기 내부의 저장소에 저장하는 단계이다.
마지막으로, 상기 표시 단계(S50)는 상기 이동식단말기의 저장소에 저장된 벨트 종류별 안전한 장력 기준범위를 이용하여 상기 계산단계(S30)를 통해 얻어진 장력이 기준범위 이내면 안정, 기준범위를 벗어나면 불안정으로 판단하는 판단단계(S502)와, 상기 판단단계(S502)에서 판단된 안정/불안정 판단과 상기 계산단계에서 얻어진 장력이 표시수단에 표시되는 단계(S506)를 포함한다. 이때, 상기 측정된 장력은 아날로그 숫자와 N(뉴턴) 단위로 상기 이동식 단말기의 표시수단에 표시될 수 있다.
여기서 안전한 장력 기준범위는 벨트의 장력이 장비 운용에 지장이 없는지를 판단하는 범위로, 사용자가 상기 이동식 단말기 내부의 저장소에 이미 저장된 벨트의 장력 데이터에서 상기 이동식단말기의 입력 수단을 통해 설정할 수 있으며, 안정/불안정 판단을 함께 제공함으로써 사용자의 편의성을 증가시키고자 한다.
본 발명에서 말하는 상기 이동식 단말기는 음성센서와 연산처리장치 또는 마이크로프로세서를 포함하고 있는 모든 기기를 말하며 전형적으로는 스마트폰(고기능 휴대전화), 태블릿 PC, 그 밖의 PC 등일 수 있다.
또한, 본 발명은 이동식 단말기를 이용한 벨트의 장력 측정 방법에 구동되는 어플, 음성센서, 연산처리장치 또는 마이크로프로세서가 내장된 이동식 단말기로도 적용이 가능하다.
실제 사용 예는 다음과 같다.
도 3과 도 4를 참조하면, 벨트의 정보는 사전에 설정단계(S10)에서 이동식 단말기에 입력되고 사용자는 벨트의 주위에 상기 이동식 단말기(1)를 가까이 가져간다. 이후 벨트에 가벼운 진동을 가하면, 벨트에서 발생한 진동과 소리(22)는 상기 이동식 단말기의 음성센서(13)에 의해 검출된다. 검출된 진동은 상기 이동식 단말기에서 주파수로 표현되고 상기 주파수와 설정단계(S10)에서 입력된 벨트의 정보와 함께 작성된 수학식에 대입된다. 계산 결과 측정된 장력을 상기 이동식 단말기의 표시수단(11)에 안전/불안정판단과 함께 표시한다.
이러한 방법으로 벨트의 장력을 측정할 수 있으므로 별도의 장비가 필요 없고 사용자의 측정시간을 단축하며 보다 정확하게 벨트의 장력을 측정할 수 있어 효율적이다.
아울러 이상의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1: 이동식 단말기기
11: 표시수단
12: 음성 수신부
13: 음성 센서
14: 마이크로프로세서 또는 연산처리장치
15: 저장소
16: 입력수단
2: 벨트
22: 벨트의 진동 및 소리

Claims (7)

  1. 이동식 단말기(1)를 이용한 벨트 장력을 측정하는 방법에 있어서,
    풀리와 풀리 사이에 연결된 벨트의 길이방향 길이를 포함하는 벨트정보를 이동식 단말기(1)에 입력하거나 상기 이동식 단말기의 저장소(15)에 이미 저장된 벨트 정보를 불러오는 벨트 설정단계(S10);
    벨트에 충격을 가해 발생한 진동과 소리를 상기 이동식 단말기의 음성 센서(13)를 통해 측정하는 측정단계(S20);
    상기 측정단계(S20)를 통해 측정된 진동 값과 상기 벨트 정보를 이용하여 벨트의 장력을 계산하는 계산단계(S30);
    상기 계산단계(S30)를 통해 계산된 장력을 이동식 단말기의 저장소(15)에 저장하는 저장단계(S40); 및
    상기 저장단계(S40)에서 상기 이동식 단말기의 저장소(15)에 저장된 장력이 이동식 단말기의 표시수단(11)에 표시되는 표시단계(S50);를 포함하는 것을 특징으로 하며,
    상기 벨트 설정 단계(S10)는
    벨트의 종류, 중량 및 길이 방향 길이를 포함하는 벨트정보와 벨트의 장력 측정 횟수를 상기 이동식 단말기(1)에 입력하는 제1입력정보 또는 상기 이동식 단말기의 저장소(15)에 이미 저장된 상기 벨트 정보와 장력 측정 횟수를 불러오는 제2입력정보를 선택하는 선택단계(S102)와, 상기 선택단계(S102)에서 입력된 제1입력정보 또는 저장된 제2입력정보에 대해 벨트정보 및 장력 측정 횟수를 수정하여 입력하는 단계(S108)를 포함하며,
    상기 제1입력정보는 벨트 정보와 장력 측정 횟수를 사용자가 상기 이동식단말기의 입력수단(16)을 통해 직접 입력하며 입력된 벨트 정보를 상기 이동식 단말기의 저장소(15)에 저장하며,
    상기 측정단계(S20)는
    상기 이동식 단말기의 음성 센서(13)로 벨트에 충격을 가해 생긴 진동과 소리를 수신하는 수신단계(S202), 상기 음성 센서(13)로 수신된 진동과 소리를 주파수로 변환하는 변환단계(S204), 주변 소음으로부터 발생하는 잡신호를 제거하여 벨트의 진동 주파수를 구하는 보정단계(S206), 상기 수신단계(S202), 변환단계(S204), 보정단계(S206)를 상기 벨트 설정 단계(S10)에서 입력한 장력 측정 횟수만큼 반복하여 측정하는 반복 측정단계(S207), 상기 반복 측정 단계를 걸쳐 얻어진 벨트의 진동 주파수의 평균값을 계산하는 단계(S208)와, 상기 진동 주파수의 평균값이 상기 이동식 단말기의 표시수단(11)에 표시되는 단계(S210)를 포함하며,
    상기 이동식 단말기(1)는 상기 벨트 설정단계(S10) 내지 상기 표시 단계(S50)를 따라 구동되는 어플, 상기 음성센서(13)와 마이크로프로세서 또는 연산처리장치(14)를 포함하고 있는 모든 스마트 기기를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동식 단말기를 이용한 벨트 장력 측정 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 계산단계(S30)는 하기 수학식 1을 사용하여 계산하는 것을 특징으로 하는 이동식 단말기를 이용한 벨트 장력 측정 방법.

    (수학식 1)
    Figure 112017094024898-pat00003

    * T : 벨트 장력(N)
    * K : 벨트 중량(Kg/m)
    * l : 벨트 길이(m) (※ 벨트의 길이방향 길이)
    * f : 주파수(Hz)
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 계산단계(S30)는
    상기 벨트 설정단계(S10)에서 이동식 단말기의 저장소(15)에 저장된 벨트의 종류, 중량 및 길이를 포함하는 벨트 정보를 불러오는 단계와,
    불러온 상기 벨트 정보와 상기 수학식 1을 활용해 벨트의 장력을 계산하는 단계(S302)를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동식 단말기를 이용한 벨트 장력 측정 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 표시단계(S50)는
    상기 계산단계(S30)를 통해 계산된 장력을 상기 이동식 단말기의 저장소(15)에 저장된 벨트 종류별 안전한 장력 기준범위를 이용하여 상기 계산된 장력이 기준범위 이내이면 안정, 기준 범위를 벗어나면 불안정으로 판단하는 판단 단계(S502)와
    상기 판단 단계(S502)에서 판단된 안정/불안정 판단과 상기 계산단계(S30)를 통해 계산된 장력이 표시수단(11)에 표시되는 단계(S506)를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동식 단말기를 이용한 벨트 장력 측정 방법.
  7. 삭제
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