KR102509135B1 - 수평 및 수직 회전 구동 장치 및 이를 가지는 검안기 - Google Patents

수평 및 수직 회전 구동 장치 및 이를 가지는 검안기 Download PDF

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Abstract

무거운 검안 기구를 수평 및 수직 회전 이동시킬 수 있는 구동 장치 및 이를 가지는 검안기가 개시된다. 상기 수평 및 수직 회전 구동 장치는, 수평 방향으로 소정 길이 연장되어 있는 수평 안내 레일(12)을 포함하는 수평 안내부(10); 상기 수평 안내 레일(12)에 장착되어, 수평 안내 레일(12)을 따라 이동하는 수평 구동부(20); 상기 수평 구동부(20)에 고정 결합되어, 수평 구동부(20)를 따라 수평 이동하며, 수직 방향으로 소정 길이 연장되어 있는 수직 안내 레일(32)을 포함하는 수직 안내부(30); 및 상기 수직 안내 레일(32)에 장착되어, 수직 안내 레일(32)을 따라 이동하는 수직 구동부(40)를 포함한다.

Description

수평 및 수직 회전 구동 장치 및 이를 가지는 검안기{Horizontal and vertical rotation driving device and eye-examining device having the same}
본 발명은 수평 및 수직 회전 구동 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 무거운 검안 기구를 수평 및 수직 회전 이동시킬 수 있는 구동 장치 및 이를 가지는 검안기에 관한 것이다.
검안기는 피검자의 시력을 측정하거나 눈의 상태를 검사하는 장치로써, 피검안을 검사 또는 관찰하기 위한 광학계, 피검안을 조명하기 위한 조명 장치, 피검안을 촬영하기 위한 촬영 장치 등의 각종 검안 기구를 포함한다. 또한, 피검안을 검사하기 위해서는, 상술한 검안 기구의 위치를 변경시키면서 여러 방향에서 피검안을 검사 및 관찰할 필요가 있다. 따라서, 피검안의 주위에서, 검안 기구를 수평 또는 수직으로 직선 또는 회전 이동시키기 위한 다양한 구동 장치가 사용되고 있다. 그러나, 통상적인 검안기에 사용되는 구동 장치는, 제자리에서만 수평 또는 수직 회전하여 구동 영역이 한정적이거나, 직선 또는 회전 구동 구조가 복잡하고 공간을 많이 차지하는 단점이 있다.
특허공개 10-2013-0117970호 특허등록 10-1596780호 특허공개 10-2020-0097456호
본 발명의 목적은, 수평 및 수직 회전 구동 영역이 넓고, 수평 및 수직 회전 구동이 장비의 무게 중심에서 이루어져, 안정하게 구동될 수 있는 수평 및 수직 회전 구동 장치 및 이를 가지는 검안기를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 소형으로 제작 가능하며, 전동으로 구동되는 수평 및 수직 회전 구동 장치 및 이를 가지는 검안기를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 수평 및 수직 회전 구동 영역이 넓어 원하는 위치로 검안 기구를 용이하게 이동시킬 수 있는 수평 및 수직 회전 구동 장치 및 이를 가지는 검안기를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 수평 방향으로 소정 길이 연장되어 있는 수평 안내 레일(12)을 포함하는 수평 안내부(10); 상기 수평 안내 레일(12)에 장착되어, 수평 안내 레일(12)을 따라 이동하는 수평 구동부(20); 상기 수평 구동부(20)에 고정 결합되어, 수평 구동부(20)를 따라 수평 이동하며, 수직 방향으로 소정 길이 연장되어 있는 수직 안내 레일(32)을 포함하는 수직 안내부(30); 및 상기 수직 안내 레일(32)에 장착되어, 수직 안내 레일(32)을 따라 이동하는 수직 구동부(40)를 포함하는 수평 및 수직 회전 구동 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 수평 및 수직 회전 구동 장치는, 수평 및 수직 회전 구동이 장비의 무게 중심에서 이루어져, 안정하게 구동될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 수평 및 수직 회전 구동 장치 및 이를 가지는 검안기는 소형으로 제작 가능하며, 전동으로 구동되어 사용 편리성이 우수하며, 수평 및 수직 회전 구동 영역이 넓다.
도 1 내지 3은 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 수평 및 수직 회전 구동 장치의 사시도, 저면 사시도 및 분해 사시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수평 및 수직 회전 구동 장치를 가지는 검안기의 구조 및 동작을 설명하기 위한 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명을 상세히 설명한다. 본 명세서에서 수직 및 수평은 일반적으로 지면에 대하여 수직 및 수평을 의미하지만, 지면에 대하여 실질적으로 수직 및 수평인 경우를 포함하여, 서로 다른 2개의 방향을 포괄적으로 나타낸다. 도 1 내지 3은 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 수평 및 수직 회전 구동 장치의 사시도, 저면 사시도 및 분해 사시도이다. 도 1 내지 3에 도시된 바와 같이, 본 발명예에 따른 수평 및 수직 회전 구동 장치는 수평 안내부(10, guider), 수평 구동부(20), 수직 안내부(30) 및 수직 구동부(40)를 포함한다.
상기 수평 안내부(10)는 수평 방향으로 소정 길이 연장되어 있는 수평 안내 레일(12, guiding rail)을 포함한다. 상기 수평 안내 레일(12)은 검안 기기(70, 도 4 참조)의 수평 이동 궤적을 따라 형성되어 있고, 상기 수평 안내 레일(12)에 수평 구동부(20)가 장착되고, 수평 안내 레일(12)을 따라 수평 구동부(20)가 수평 방향으로 이동한다. 상기 수평 안내 레일(12)은 검안 기기(70)의 수평 이동 궤적을 따라 소정의 곡률로 휘어진 형태를 가질 수 있다. 상기 수평 안내 레일(12)의 일단, 예를 측면 양 측면에는 수평 구동부(20)가 슬라이딩 이동 가능하도록 끼워져, 수평 구동부(20)가 안정적으로 안내 및 이동될 수 있도록 하며, 수평 안내 레일(12)로부터 수평 구동부(20)가 이탈하는 것을 억제하기 위한 가이딩 홈(12a, guiding)이 형성되어 있을 수 있다. 또한, 수평 안내 레일(12)의 양 끝단에는 수평 구동부(20)의 수평 이동 영역을 제한하여, 수평 구동부(20)가 수평 안내 레일(12)의 외부로 이탈하는 것을 방지하기 위한 스토퍼(14, stopper)가 장착되어 있을 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 수평 안내 레일(12)의 일단, 바람직하게는 저면에는 수평 안내 레일(12)의 궤적을 따라 제1 기어(16)가 장착되어 있을 수 있다.
상기 수평 구동부(20)는 수평 안내 레일(12)에 장착되어, 수평 안내 레일(12)을 따라 이동한다. 상기 수평 구동부(20)는 검안 기기(70), 수직 안내부(30) 및 수직 구동부(40)가 결합되는 수평 구동 본체(22) 및 상기 수평 구동 본체(22)에 장착되며, 상기 수평 안내 레일(12)에 슬라이딩 이동 가능하도록 결합되는 슬라이딩 결합부(24)를 포함한다. 상기 슬라이딩 결합부(24)는 상기 수평 구동 본체(22)에 대하여 회전 가능하도록 장착되며, 상기 수평 안내 레일(12) 양측면에 형성된 가이딩 홈(12a)에 끼워져 슬라이딩 이동하는 레일 바퀴일 수 있다. 상기 레일 바퀴가 각각의 가이딩 홈(12a)에 1개 이상, 바람직하게는 2개 이상 장착되면, 수평 구동부(20)가 안정적으로 이동할 수 있으므로 바람직하다. 또한, 상기 수평 구동부(20)는 수평 구동 본체(22)에 장착되고, 모터 등의 구동부(28)에 의하여 구동되며, 상기 수평 안내 레일(12)에 장착된 제1 기어(16)와 기어 결합되는 제2 기어(26)를 더욱 포함할 수 있다. 상기 제2 기어(26)는 고정된 제1 기어(16)에 기어 결합되어 있으므로, 구동부(28)가 동작하여 제2 기어(26)를 회전시키면, 제2 기어(26) 및 그에 결합된 수평 구동 본체(22)가 제1 기어(16)를 따라 이동한다. 따라서, 구동부(28)를 정회전 또는 역회전시킴에 따라, 수평 구동부(20)가 수평 안내 레일(12)을 따라 이동한다. 도 2에 도시된 예에서, 제2 기어(26)는 피니언(pinion) 기어의 역할을 하고, 제1 기어(16)는 래크(rack) 기어의 역할을 한다. 상기 수평 구동부(20)의 수평 구동 본체(22)에는 수평 구동부(20)의 위치를 감지하기 위한 위치 감지 센서(29)가 장착되어 있을 수 있고, 상기 위치 감지 센서(29)를 이용하여 수평 구동부(20)의 위치를 감지하고, 그에 따라 구동부(28)를 구동하여 수평 구동부(20)를 원하는 위치로 이동시킬 수 있다.
상기 수직 안내부(30)는 상기 수평 구동부(20)의 수평 구동 본체(22)에 고정 결합되어, 수평 구동부(20)를 따라 수평 이동하며, 수직 구동부(40)의 수직 이동을 가이드한다. 도 1 내지 3에 도시된 바와 같이, 상기 수직 안내부(30)와 수평 구동 본체(22)는 결합 블록(60)에 의해 결합되어 있을 수 있다. 상기 수직 안내부(30)는 검안 기기(70, 도 4 참조)의 수직 이동 궤적을 따라 수직 방향으로 소정 길이 연장되어 있는 수직 안내 레일(32, guiding rail)을 포함한다. 상기 수평 구동부(20)와 유사한 형태로, 상기 수직 구동부(40)가 수직 안내 레일(32)에 장착되고, 수직 안내 레일(32)을 따라 수직 방향으로 이동한다. 상기 수직 안내 레일(32)은 검안 기기(70)의 수직 이동 궤적을 따라 소정의 곡률로 휘어진 형태를 가질 수 있다. 상기 수직 안내 레일(32)의 일단, 예를 측면 전면 및 후면에는 수직 구동부(40)가 슬라이딩 이동 가능하도록 끼워져, 수직 구동부(40)가 안정적으로 안내 및 이동될 수 있도록 하며, 수직 안내 레일(32)로부터 수직 구동부(20)가 이탈하는 것을 억제하기 위한 가이딩 홈(32a)이 형성되어 있을 수 있다. 또한, 수평 안내 레일(32)의 양 끝단에도 수직 구동부(40)의 수직 이동 영역을 제한하여, 수직 구동부(40)가 수직 안내 레일(32) 외부로 이탈하는 것을 방지하기 위한 스토퍼(도시되지 않음)가 장착되어 있을 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 수직 안내 레일(32)의 일단, 바람직하게는 저면에는 수직 안내 레일(32)의 궤적을 따라 제3 기어(36)가 장착되어 있을 수 있다.
상기 수직 구동부(40)는 수평 구동부(20)와 유사한 방식으로 수직 안내부(30)의 수직 안내 레일(32)에 장착되어, 수직 안내 레일(32)을 따라 이동한다. 상기 수직 구동부(40)는 검안 기기(70, 도 4 참조)가 결합되는 수직 구동 본체(42) 및 상기 수직 구동 본체(42)에 장착되며, 상기 수직 안내 레일(32)에 슬라이딩 이동 가능하도록 결합되는 슬라이딩 결합부(44)를 포함한다. 상기 슬라이딩 결합부(44)는 상기 수직 구동 본체(42)에 대하여 회전 가능하도록 장착되며, 상기 수직 안내 레일(32) 양측면에 형성된 가이딩 홈(32a)에 끼워져 슬라이딩 이동하는 레일 바퀴일 수 있다. 상기 레일 바퀴가 각각의 가이딩 홈(32a)에 1개 이상, 바람직하게는 2개 이상 장착되면, 수직 구동부(40)가 안정적으로 이동할 수 있으므로 바람직하다. 또한, 상기 수직 구동부(40)는 수직 구동 본체(42)에 장착되고, 모터 등의 구동부(48)에 의하여 구동되며, 상기 수직 안내 레일(32)에 장착된 제3 기어(36)와 기어 결합되는 제4 기어(46)를 더욱 포함할 수 있다. 상기 제4 기어(46)는 고정된 제3 기어(36)에 기어 결합되어 있으므로, 구동부(48)가 동작하여 제4 기어(46)를 회전시키면, 제4 기어(46) 및 그에 결합된 수직 구동 본체(42)가 제3 기어(36)를 따라 이동한다. 따라서, 구동부(48)를 정회전 또는 역회전시킴에 따라, 수직 구동부(40)가 수직 안내 레일(32)을 따라 상하 방향으로 이동한다. 도 2에 도시된 예에서, 제4 기어(46)는 피니언(pinion) 기어의 역할을 하고, 제3 기어(36)는 래크(rack) 기어의 역할을 한다. 도 1 내지 3에 도시된 예에서, 상기 수직 구동부(40)의 슬라이딩 결합부(44)는 수직 구동 본체(42)의 좌우 양쪽에 각각 설치되고, 좌우 양쪽에 각각 설치된 슬라이딩 결합부(44)가 수직 안내 레일(32)의 좌측 및 우측을 각각 고정하는 것으로 도시되어 있으나, 상기 수평 구동부(20)의 슬라이딩 결합부(24)와 마찬가지로, 수평 안내 레일(12)의 한면에 한 쌍만 설치되어 있을 수도 있다. 상기 수직 구동부(40)의 수직 구동 본체(42)에는 수직 구동부(40)의 위치를 감지하기 위한 위치 감지 센서(49)가 장착되어 있을 수 있고, 위치 감지 센서(49)를 이용하여 수직 구동부(40)의 위치를 감지하고, 그에 따라 구동부(48)를 구동시켜 수직 구동부(40)를 원하는 위치로 이동시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수평 및 수직 회전 구동 장치를 가지는 검안기의 구조 및 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 1 내지 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 검안기는 상기 수평 및 수직 회전 구동 장치에 장착되어 수평 및 수직 구동되는 검안 기기(70)를 포함한다. 예를 들면, 상기 검안 기기(70)은 지지대(80)를 통하여 상기 수직 구동부(40)의 수직 구동 본체(42)에 결합되어 있을 수 있다. 여기서, 상기 수직 구동부(40)의 위치에 따라, 상기 검안 기기(70)와 수직 구동부(40) 사이의 각도가 변경될 수 있도록, 예를 들면, 상기 수직 구동부(40)가 상승하면 검안 기기(70)가 피검안이 위치하는 하방으로 기울어질 수 있도록, 상기 지지대(80)와 검안 기기(70) 및 수직 구동 본체(42)는 회전축(82)을 중심으로 서로 회전할 수 있도록 피봇(pivot)식으로 결합되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 검안기에 있어서는, 필요에 따라, 상기 수직 안내 레일(32)에 일단이 결합되어 있으며, 타단이 검안 기기(70)에 결합되어, 상기 검안 기기(70)를 지지하고 있으며, 길이가 가변되는 완충 레버(50, damping lever, shock absorber)를 더욱 포함할 수 있다. 상기 완충 레버(50)에 의해 상기 검안 기기(70)가 지지되고, 수직 안내 레일(32)에 결합된다. 상기 검안 기기(70)의 일단이 상기 완충 레버(50)에 의해 완충적으로 지지됨으로써, 상기 검안 기기(70)의 각도 조절이 가능하고, 사용자가 작은 힘을 가하여 검안 기기(70)를 제어할 수 있고, 검안 기기(70)의 급격하게 기울어지거나 이동하는 것을 방지할 수 있다. 여기서, 상기 수직 구동부(40)의 높이에 따라, 상기 검안 기기(70)와 수직 안내부(30) 사이의 각도가 변경될 수 있도록, 상기 완충 레버(50)와 검안 기기(70) 및 수직 안내부(30)는 회전축(52)을 중심으로 서로 회전할 수 있도록 피봇(pivot)식으로 결합되어 있는 것이 바람직하다(도 2 참조).
본 발명에 따른 수평 및 수직 회전 구동 장치는 수평 안내 레일(12) 및 수직 안내 레일(32)의 2중 레일 구조를 사용하므로, 소형의 디센터된 팬(pan) 구동(수평 이동) 및 틸트(tilt) 구동 (수직 이동) 구조를 구현할 수 있다. 기존의 검안기는 팬 및 틸트 구조의 크기가 크고, 구동되는 장치의 무게 중심 또는 구동 중심과 검안기의 무게 중심이 달라 구동이 불안정한 단점이 있다. 반면, 본 발명의 장치는 팬(pan) 구동이 피검안으로부터 검안 기기(70)가 이격되면서 동작하고, 틸트 구동 구조가 소형화되고, 검안기의 무게 중심에 있으므로, 검안기 구조가 효율적이고, 수평 및 수직 회전 구동이 안정하게 수행되는 장점이 있다. 또한, 본 발명에 따른 수평 및 수직 회전 구동 장치는 센서(29, 49)로 수평 구동부(20) 및 수직 구동부(40)의 위치를 확인하여 전동으로 구동될 수 있으며, 완충 레버(50)를 사용하여, 검안 기기(70)를 안정하게 구동시킬 수 있다.
이상 첨부된 도면과 예시적인 실시예들을 참조하여 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 도면에 도시된 내용 및 상술한 실시예들로 한정되지 않는다. 하기 청구항에서 이해를 돕기 위하여 도면 부호를 표기하였으나, 하기 청구항의 범위는 도면 부호 및 도면에 도시된 내용에 한정되지 않고, 예시적인 실시예의 변형들, 등가의 구성들 및 기능들을 모두 포괄하도록 해석되어야 한다.

Claims (8)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 수평 방향으로 소정 길이 연장되어 있는 수평 안내 레일(12)을 포함하는 수평 안내부(10);
    상기 수평 안내 레일(12)에 장착되어, 수평 안내 레일(12)을 따라 이동하는 수평 구동부(20);
    상기 수평 구동부(20)에 고정 결합되어, 수평 구동부(20)를 따라 수평 이동하며, 수직 방향으로 소정 길이 연장되어 있는 수직 안내 레일(32)을 포함하는 수직 안내부(30);
    상기 수직 안내 레일(32)에 장착되어, 수직 안내 레일(32)을 따라 이동하는 수직 구동부(40); 및
    지지대(80)를 통하여 상기 수직 구동부(40)에 결합되어 있는 검안 기기(70)를 포함하며,
    상기 수직 안내 레일(32)의 일단에는 수직 구동부(40)가 슬라이딩 이동 가능하도록 끼워지는 가이딩 홈(32a)이 형성되어 있고, 상기 수직 구동부(40)는 수직 구동 본체(42) 및 상기 수직 구동 본체(42)에 장착되며, 상기 수직 안내 레일(32)에 슬라이딩 이동 가능하도록 결합되는 슬라이딩 결합부(44)를 포함하며,
    상기 지지대(80)는 상기 수직 구동부(40)의 수직 구동 본체(42)에 결합되어 있고, 상기 지지대(80)와 검안 기기(70) 및 수직 구동 본체(42)는 회전축(82)을 중심으로 서로 회전할 수 있도록 피봇(pivot)식으로 결합되어 있으며,
    상기 수직 안내 레일(32)에 일단이 결합되어 있으며, 타단이 검안 기기(70)에 결합되어, 상기 검안 기기(70)를 지지하고 있으며, 길이가 가변되는 완충 레버(50)를 더욱 포함하며,
    상기 수평 안내 레일(12)은 검안 기기(70)의 수평 이동 궤적을 따라 소정의 곡률로 밖으로 볼록하게 휘어진 형태를 가지며, 상기 수직 안내 레일(32)은 검안 기기(70)의 수직 이동 궤적을 따라 소정의 곡률로 밖으로 볼록하게 휘어진 형태를 가지는 것인, 검안기.
  7. 삭제
  8. 삭제
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