KR102548097B1 - 산업용 조이스틱 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 산업용 조이스틱 장치는, 하우징; 상기 하우징의 상측에 배치되고, 사용자에 의해 그립되는 핸들; 상기 핸들과 결합되고, 전, 후, 좌, 우 방향으로 이동되는 조작부; 상기 조작부의 하측에 배치되는 자성체; 상기 하우징의 내부에 배치되고, 상기 자성체로부터 발생되는 자기장을 감지하여 상기 조작부의 전, 후, 좌, 우 방향을 감지하는 홀 센서부; 상기 하우징의 내부에 배치되고, 광을 조사하는 발광부와 광을 수광하는 수광부가 구비되는 광학 센서부; 상기 발광부와 상기 수광부 사이 배치되고, 상기 조작부에 결합되어 상기 조작부의 이동에 따라 상기 발광부와 상기 수광부 사이를 개폐하는 개폐부; 및 상기 광학 센서부와 전기적으로 연결되고, 상기 개폐부가 상기 발광부와 상기 수광부 사이를 개폐함에 따라 상기 조작부의 이동 여부를 검증하는 제어부; 를 포함할 수 있다.

Description

산업용 조이스틱 장치{JOYSTICK APPARATUS FOR INDUSTRY}

본 발명은 산업용 조이스틱 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 외부 자기장에 의해 발생되는 안전 사고를 예방하기 위한 산업용 조이스틱 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 산업용 조이스틱 장치는 굴삭기와 같은 건설장비 또는 다관절 로봇 등의 움직임을 제어하는 장치이다.

종래의 조이스틱은 사용자에 의해 그립되는 핸들의 작동 방향을 검출하기 위하여 슬라이드식 또는 회전식 가변저항 방식이 이용된다. 예를 들면, 다관절 굴삭기와 같은 중장비에 사용되는 전기식 조이스틱은 핸들의 작동 정도에 따라 저항값이 변하는 가변저항 방식이 이용되어, 핸들 작동시 작동 정도에 따라 전원으로부터 공급되는 정전압이 가변저항의 저항값에 의해 분압된 후 각각의 제어대상으로 인가되어 중장비를 제어한다.

그러나, 가변저항 방식을 이용한 조이스틱은 저항체 위에 섭동자가 마찰되면서 움직이기 때문에 저항체와 섭동자의 마모현상이 발생될 뿐만 아니라, 접촉 불량에 의한 오작동이 발생되는 문제가 있다.

한편, 자석을 이용한 비접촉방식은 접촉방식의 문제가 개선되나, 외부 자기장 영향에 의해 센서가 오작동하여 중장비의 움직임을 제어하기 위한 입력 신호를 감지하지 못하거나 오히려 입력 신호를 잘못 인식하여 안전 사고가 발생되는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 외부 자기장에 의해 발생되는 안전 사고를 예방하는 산업용 조이스틱 장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 산업용 조이스틱 장치는, 하우징; 상기 하우징의 상측에 배치되고, 사용자에 의해 그립되는 핸들; 상기 핸들과 결합되고, 전, 후, 좌, 우 방향으로 이동되는 조작부; 상기 조작부의 하측에 배치되는 자성체; 상기 하우징의 내부에 배치되고, 상기 자성체로부터 발생되는 자기장을 감지하여 상기 조작부의 전, 후, 좌, 우 방향을 감지하는 홀 센서부; 상기 하우징의 내부에 배치되고, 광을 조사하는 발광부와 광을 수광하는 수광부가 구비되는 광학 센서부; 상기 발광부와 상기 수광부 사이 배치되고, 상기 조작부에 결합되어 상기 조작부의 이동에 따라 상기 발광부와 상기 수광부 사이를 개폐하는 개폐부; 및 상기 광학 센서부와 전기적으로 연결되고, 상기 개폐부가 상기 발광부와 상기 수광부 사이를 개폐함에 따라 상기 조작부의 이동 여부를 검증하는 제어부; 를 포함할 수 있다.

이 때, 상기 산업용 조이스틱 장치는, 상기 하우징의 내부에 배치되고, 상기 홀 센서부, 상기 광학 센서부 및 상기 제어부가 장착되는 회로 기판을 더 포함할 수 있다.

이 때, 상기 광학 센서부는, 상기 회로 기판에 장착되는 장착부; 상기 장착부의 일측으로부터 수직한 방향으로 연장되고, 상기 발광부가 장착되는 발광 지지부; 및 상기 장착부의 타측으로부터 수직한 방향으로 연장되고, 상기 수광부가 장착되는 수광 지지부를 포함하고, 상기 수광부는 상기 발광부를 마주보도록 배치될 수 있다.

이 때, 상기 개폐부에는 슬릿이 형성되고, 상기 개폐부가 중립 위치에 놓이면, 상기 개폐부는 상기 발광부와 상기 수광부 사이를 차단하고, 상기 개폐부가 이동되면, 상기 개폐부는 상기 슬롯을 통해 상기 발광부와 상기 수광부 사이를 개방할 수 있다.

이 때, 상기 광학 센서부는 상기 홀 센서부를 가운데 두고 서로 이격되어 배치되는 복수로 구비되고, 상기 복수의 광학 센서부는, 제1 발광부가 장착되는 제1 발광 지지부와 제1 수광부가 장착되는 제1 수광 지지부를 포함하는 제1 광학 센서부; 상기 홀 센서부를 가운데 두고 상기 제1 광학 센서부의 반대측에 배치되고, 제2 발광부가 장착되는 제2 발광 지지부와 제2 수광부가 장착되는 제2 광학 센서부; 상기 제1 광학 센서부와 상기 제2 광학 센서부 각각과 이격되어 배치되고, 제3 발광부가 장착되는 제3 발광 지지부와 제3 수광부가 장착되는 제3 수광 지지부를 포함하는 제3 광학 센서부; 및 상기 홀 센서부를 가운데 두고 상기 제3 광학 센서부의 반대측에 배치되고, 제4 발광부가 장착되는 제4 발광 지지부와 제4 수광부가 장착되는 제1 수광 지지부를 포함하는 제1 광학 센서부를 포함할 수 있다.

이 때, 상기 개폐부는 상기 복수의 광학 센서부와 대응되도록 복수로 구비되고, 상기 복수의 개폐부는, 상기 제1 발광 지지부와 상기 제1 수광 지지부 사이에서 이동되는 제1 개폐부; 상기 제2 발광 지지부와 상기 제2 수광 지지부 사이에서 이동되는 제2 개폐부; 상기 제3 발광 지지부와 상기 제3 수광 지지부 사이에서 이동되는 제3 개폐부; 및 상기 제4 발광 지지부와 상기 제4 수광 지지부 사이에서 이동되는 제4 개폐부를 포함하고, 상기 조작부가 전, 후의 방향으로 이동됨에 따라, 상기 제1 개폐부와 상기 제2 개폐부는 함께 이동되고, 상기 조작부가 좌, 우의 방향으로 이동됨에 따라, 상기 제3 개폐부와 상기 제4 개폐부는 함께 이동될 수 있다.

이 때, 상기 제1 개폐부에는 서로 대칭적으로 형성되는 한 쌍의 제1 슬릿이 구비되고, 상기 제2 개폐부에는 상기 한 쌍의 제1 슬릿 중 어느 하나와 대응되도록 형성되는 제2 슬릿이 구비되고, 상기 제3 개폐부에는 서로 대칭적으로 형성되는 한 쌍의 제3 슬릿이 구비되고, 상기 제4 개폐부에는 상기 한 쌍의 제3 슬릿 중 어느 하나와 대응되도록 형성되는 제4 슬릿이 구비될 수 있다.

이 때, 상기 제1 개폐부에는 제1 슬릿이 구비되고, 상기 제2 개폐부에는 상기 제1 슬릿과 대응되지 않도록 형성되는 제2 슬릿이 구비되고, 상기 제3 개폐부에는 제3 슬릿이 구비되고, 상기 제4 개폐부에는 상기 제3 슬릿과 대응되지 않도록 형성되는 제4 슬릿이 구비될 수 있다.

이 때, 상기 산업용 조이스틱 장치는, 상기 핸들과 상기 하우징 사이에 배치되는 보호 커버; 및 상기 보호 커버와 상기 회로 기판 사이에 배치되는 이물질 방지 부재를 더 포함할 수 있다.

이 때, 상기 제어부는, 상기 회로 기판이 고장나지 않는 경우, 상기 홀 센서부로부터 전달받은 전기적인 신호를 기반으로 하여 동작되는 노멀 모드; 및 상기 회로 기판이 고장난 경우, 상기 홀 센서부로부터 전달받은 전기적인 신호를 차단하는 세이프티 모드를 포함할 수 있다.

이 때, 상기 조작부는, 상기 핸들과 결합되는 로드; 상기 로드의 일측의 하측에 접촉하고, 상기 핸들의 전, 후 방향으로 이동에 따라 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전되는 제1 회전부; 상기 로드의 일측의 상측에 접촉하고, 상기 핸들의 좌, 후 방향으로이동에 따라 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전되는 제2 회전부; 및 상기 하우징의 상측에 구비되는 지지부에 안착되고, 상기 제1 회전부와 상기 제2 회전부가 걸리는 걸림부를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 산업용 조이스틱 장치는, 외부의 자기장에 의해 홀 센서부가 오작동되더라도 광학 센서부와 개폐부에 의해 조작부의 이동 여부를 검증하게 되므로, 중장비와 같은 건설 장비의 오작동에 의한 안전 사고가 예방된다.

또한, 제어부가 회로 기판의 고장여부에 따라 건설 장비의 움직임을 중단시킬 수 있으므로, 회로 기판이 고장나는 응급 상황이 발생하더라도 조이스틱의 안정성을 확보한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 산업용 조이스틱 장치를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 산업용 조이스틱 장치를 나타내는 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 산업용 조이스틱 장치가 부분적으로 분리된 모습을 나타내는 사시도이다.
도 4는 도 2의 회로 기판과 광학 센서부를 나타내는 사시도이다.
도 5는 도 2의 제1 개폐부가 회전하는 모습을 나타내는 도면이다.
도 6은 도 2의 제2 개폐부가 회전하는 모습을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 산업용 조이스틱 장치의 개폐부를 나타내는 도면이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 다양한 실시예를 보다 상세하게 설명한다. 본 발명에 따른 실시예는 다양하게 변형될 수 있다. 특정한 실시예가 도면에서 묘사되고 상세한 설명에서 자세하게 설명될 수 있다. 그러나, 첨부된 도면에 개시된 특정한 실시예는 다양한 실시예를 쉽게 이해하도록 하기 위한 것일 뿐이다. 따라서, 첨부된 도면에 개시된 특정 실시예에 의해 기술적 사상이 제한되는 것은 아니며, 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 균등물 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 구성요소들은 상술한 용어에 의해 한정되지는 않는다. 상술한 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 발명의 실시예에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 본 발명의 실시예에 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. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

한편, 본 발명의 실시예에서 사용되는 구성요소에 대한 "모듈" 또는 "부"는 적어도 하나의 기능 또는 동작을 수행한다. 그리고, "모듈" 또는 "부"는 하드웨어, 소프트웨어 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합에 의해 기능 또는 동작을 수행할 수 있다. 또한, 특정 하드웨어에서 수행되어야 하거나 적어도 하나의 프로세서에서 수행되는 "모듈" 또는 "부"를 제외한 복수의 "모듈들" 또는 복수의 "부들"은 적어도 하나의 모듈로 통합될 수도 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

그 밖에도, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그에 대한 상세한 설명은 축약하거나 생략한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 산업용 조이스틱 장치를 나타내는 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 산업용 조이스틱 장치를 나타내는 분해 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 산업용 조이스틱 장치가 부분적으로 분리된 모습을 나타내는 사시도이고, 도 4는 도 2의 회로 기판과 광학 센서부를 나타내는 사시도이고, 도 5는 도 2의 제1 개폐부가 회전하는 모습을 나타내는 도면이고, 도 6은 도 2의 제2 개폐부가 회전하는 모습을 나타내는 도면이다.

도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 산업용 조이스틱 장치(100)는 하우징(110), 핸들(120), 조작부(130), 자성체(141), 홀 센서부(142), 광학 센서부(150), 개폐부(160) 및 제어부(171)를 포함한다.

상기 하우징(110)은 대략적으로 원통 형상으로 이루어진다. 다만, 상기 하우징(110)은 원통 형상으로 이루어지는 것에 한정되지 않고, 육면체와 같이 다양한 형상으로 이루어질 수 있다. 상기 하우징(110)의 내부 공간에는 회로 기판(170)이 수용된다. 이 때, 상기 하우징(110)의 상측에는 상기 하우징(110)과 볼트 결합되는 지지부(115)가 구비된다.

상기 핸들(120)은 상기 하우징(110)의 상측에 배치된다. 상기 핸들(120)은 사용자에 의해 그립된다. 상기 핸들(120)은 사용자에 의해 전, 후, 좌, 우 방향으로 이동된다. 상기 핸들(120)의 상측에는 사용자에 의해 누름 동작이 가능한 버튼(122)이 구비된다. 상기 버튼(122)은 상기 회로 기판(170)과 전기적으로 연결된다. 상기 버튼(122)의 누름 횟수에 따라, 상기 산업용 조이스틱 장치(100)의 전원 온오프 기능이 수행될 수 있다.

상기 조작부(130)는 상기 핸들(120)과 결합된다. 상기 조작부(130)는 상기 핸들(120)의 전, 후, 좌, 우 방향으로 이동됨에 따라, 상기 핸들(120)과 함께 전, 후, 좌, 우 방향으로 이동된다. 상기 조작부(130)는 로드(131), 제1 회전부(135), 제2 회전부(134) 및 걸림부(132)를 포함한다.

상기 로드(131)는 상기 핸들(120)과 결합된다. 상기 로드(131)는 상기 지지부(115)에 형성된 제1 로드 홀(115a)을 통해 상기 지지부(115)를 통과한다. 상기 로드(131)의 일측(131b)은 상기 제1 로드 홀(115a)의 내경보다 큰 외경을 가지는 구 형상으로 이루어져, 상기 지지부(115)의 하측에 걸린다.

상기 제1 회전부(135)는 상기 핸들(120)의 전, 후 방향으로 이동에 따라 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전된다. 상기 제1 회전부(135)는 상기 로드(131)의 일측(131b)의 하측에 접촉하는 제1 접촉부(135a), 상기 제1 접촉부(135a)로부터 연장된 제1 연장부(135b), 상기 제1 연장부(135b)로부터 실질적으로 수직한 방향으로 연장된 제1 결합부(135c), 상기 제1 접촉부(135a)로부터 연장되면서 상기 제1 연장부(135b)의 반대측에 형성되는 제2 연장부(135e) 및 상기 제2 연장부(135e)로부터 실질적으로 수직한 방향으로 연장된 제2 결합부(135f)를 포함한다. 상기 제1 회전부(135)는 상기 핸들(120)의 전, 후 이동에 따라, 상기 하우징(110)의 내부 공간에서 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전될 수 있다.

상기 제2 회전부(134)는 상기 핸들(120)의 좌, 후 방향으로이동에 따라 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전된다. 상기 제2 회전부(134)는 상기 로드(131)의 일측(131b)의 상측에 접촉하면서 상기 제1 접촉부(135a)와 함께 상기 로드(131)의 일측(131b)을 감싸는 제2 접촉부(134a), 상기 제2 접촉부(134a)로부터 연장된 제3 연장부(134b), 상기 제3 연장부(134b)로부터 실질적으로 수직한 방향으로 연장된 제3 결합부(134c), 상기 제2 접촉부(134a)로부터 연장되면서 상기 제3 연장부(134b)의 반대측에 형성되는 제4 연장부(134e) 및 상기 제4 연장부(134e)로부터 실질적으로 수직한 방향으로 연장된 제4 결합부(134f)를 포함한다. 상기 제2 회전부(134)는 상기 핸들(120)의 좌, 우 이동에 따라, 상기 하우징(110)의 내부 공간에서 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전될 수 있다.

상기 걸림부(132)는 상기 로드(131)의 일측(131b)의 외측에 배치된다. 그리고, 상기 걸림부(132)는 상기 지지부(115)에 형성된 안착부(115b)에 안착된다.

상기 걸림부(132)에는 상기 제1 연장부(135b)가 삽입되는 제1 삽입 홀(132a), 상기 제2 연장부(135e)가 삽입되는 제2 삽입 홀(132b), 상기 제3 연장부(134b)가 삽입되는 제3 삽입 홀(132c) 및 상기 제4 연장부(134e)가 삽입되는 제4 삽입 홀(132d)이 형성된다. 상기 제1 삽입 홀(132a)은 상기 제2 삽입 홀(132b)과 마주보도록 형성된다.

이 때, 상기 제1 연장부(135b)가 상기 제1 삽입 홀(132a)에 삽입되어 걸리면서 상기 제2 연장부(135e)가 상기 제2 삽입 홀(132b)에 삽입되어 걸리게 됨에 따라, 상기 제1 회전부(135)는 상기 걸림부(132)에 의해 걸린 상태에서, 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전된다.

그리고, 상기 제3 연장부(134b)가 상기 제3 삽입 홀(132c)에 삽입되어 걸리면서 상기 제4 연장부(134e)가 상기 제4 삽입 홀(132d)에 삽입되어 걸리게 됨에 따라, 상기 제2 회전부(134)는 상기 걸림부(132)에 의해 걸린 상태에서, 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전된다.

상기 자성체(141)는 상기 로드(131)의 일단(131a)에 배치된다. 상기 자성체(141)는 영구 자석이고, 이외에 전원 공급에 의해 자성을 띄는 전자석일 수 있다.

상기 홀 센서부(142)는 상기 하우징(110)의 내부에 배치된다. 그리고, 상기 홀 센서부(142)는 상기 자성체(141)를 마주보도록 상기 회로 기판(170)에 장착된다. 상기 홀 센서부(142)는 상기 자성체(141)로부터 발생되는 자기장을 감지하여 상기 조작부(130)의 전, 후, 좌, 우 방향을 감지한다.

상기 광학 센서부(150)는 상기 하우징(110)의 내부에 배치된 회로 기판(170)에 장착된다. 상기 광학 센서부(150)는 상기 홀 센서부(142)를 가운데 두고 서로 이격되어 배치되는 복수로 구비된다. 상기 복수의 광학 센서부(150)는 제1 광학 센서부(151), 제2 광학 센서부(152), 제3 광학 센서부(153) 및 제4 광학 센서부(154)를 포함한다.

상기 제1 광학 센서부(151)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 장착부(151c), 제1 발광 지지부(151d), 제1 수광 지지부(151e), 제1 발광부(151a) 및 제1 수광부(151b)를 포함한다.

상기 제1 장착부(151c)는 상기 회로 기판(170)에 장착된다.

상기 제1 발광 지지부(151d)는 상기 제1 장착부(151c)의 일측으로부터 수직한 방향으로 연장된다.

상기 제1 수광 지지부(151e)는 상기 제1 장착부(151c)의 타측으로부터 수직한 방향으로 연장되고, 상기 제1 발광 지지부(151d)와 나란하게 형성된다.

상기 제1 발광부(151a)는 상기 제1 발광 지지부(151d)에 장착되고, 광을 조사한다.

상기 제1 수광부(151b)는 상기 제1 수광 지지부(151e)에 장착되고, 상기 제1 발광부(151a)를 마주보도록 배치된다. 그리고, 상기 제1 수광부(151b)는 상기 제1 발광부(151a)로부터 조사된 광을 수광한다.

상기 제2 광학 센서부(152)는 상기 홀 센서부(142)를 가운데 두고 상기 제1 광학 센서부(151)의 반대측에 배치된다. 상기 제2 광학 센서부(152)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 제2 장착부(152c), 제2 발광 지지부(152d), 제2 수광 지지부(152e), 제2 발광부(152a) 및 제2 수광부(152b)를 포함한다.

상기 제2 장착부(152c)는 상기 회로 기판(170)에 장착된다.

상기 제2 발광 지지부(152d)는 상기 제2 장착부(152c)의 일측으로부터 수직한 방향으로 연장된다.

상기 제2 수광 지지부(152e)는 상기 제2 장착부(152c)의 타측으로부터 수직한 방향으로 연장되고, 상기 제2 발광 지지부(152d)와 나란하게 형성된다.

상기 제2 발광부(152a)는 상기 제2 발광 지지부(152d)에 장착되고, 광을 조사한다.

상기 제2 수광부(152b)는 상기 제2 수광 지지부(152e)에 장착되고, 상기 제2 발광부(152a)를 마주보도록 배치된다. 그리고, 상기 제2 수광부(152b)는 상기 제2 발광부(152a)로부터 조사된 광을 수광한다.

상기 제3 광학 센서부(153)는 상기 제1 광학 센서부(151)와 상기 제2 광학 센서부(152) 각각과 이격되어 배치된다. 상기 제3 광학 센서부(153)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 제3 장착부(153c), 제3 발광 지지부(153d), 제3 수광 지지부(153e), 제3 발광부(153a) 및 제3 수광부(153b)를 포함한다.

상기 제3 장착부(153c)는 상기 회로 기판(170)에 장착된다.

상기 제3 발광 지지부(153d)는 상기 제3 장착부(153c)의 일측으로부터 수직한 방향으로 연장된다.

상기 제3 수광 지지부(153e)는 상기 제3 장착부(153c)의 타측으로부터 수직한 방향으로 연장되고, 상기 제3 발광 지지부(153d)와 나란하게 형성된다.

상기 제3 발광부(153a)는 상기 제3 발광 지지부(153d)에 장착되고, 광을 조사한다.

상기 제3 수광부(153b)는 상기 제3 수광 지지부(153e)에 장착되고, 상기 제3 발광부(153a)를 마주보도록 배치된다. 그리고, 상기 제3 수광부(153b)는 상기 제3 발광부(153a)로부터 조사된 광을 수광한다.

상기 제4 광학 센서부(154)는 상기 홀 센서부(142)를 가운데 두고 상기 제3 광학 센서부(153)의 반대측에 배치된다. 상기 제4 광학 센서부(154)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 제4 장착부(154c), 제4 발광 지지부(154d), 제4 수광 지지부(154e), 제4 발광부(154a) 및 제4 수광부(154b)를 포함한다.

상기 제4 장착부(154c)는 상기 회로 기판(170)에 장착된다.

상기 제4 발광 지지부(154d)는 상기 제4 장착부(154c)의 일측으로부터 수직한 방향으로 연장된다.

상기 제4 수광 지지부(154e)는 상기 제4 장착부(154c)의 타측으로부터 수직한 방향으로 연장되고, 상기 제4 발광 지지부(154d)와 나란하게 형성된다.

상기 제4 발광부(154a)는 상기 제4 발광 지지부(154d)에 장착되고, 광을 조사한다.

상기 제4 수광부(154b)는 상기 제4 수광 지지부(154e)에 장착되고, 상기 제4 발광부(154a)를 마주보도록 배치된다. 그리고, 상기 제4 수광부(154b)는 상기 제4 발광부(154a)로부터 조사된 광을 수광한다.

상기 개폐부(160)는 상기 복수의 광학 센서부(150)와 대응되도록 복수로 구비된다. 상기 복수의 개폐부(160)는 상기 제1 광학 센서부(151)에 대응되는 제1 개폐부(161), 상기 제2 광학 센서부(152)에 대응되는 제2 개폐부(162), 상기 제3 광학 센서부(153)에 대응되는 제3 개폐부(163) 및 상기 제4 광학 센서부(154)에 대응되는 제4 개폐부(164)를 포함한다.

상기 제1 개폐부(161)에는 제1 체결 볼트(136a)가 삽입되는 제1 체결 홀(161a)이 형성된다. 상기 제1 체결 볼트(136a)는 상기 제1 체결 홀(161a)과 상기 제1 회전부(135)의 제1 결합부(135c)에 형성된 제1 결합 홀(135d)에 삽입되어 결합됨에 따라, 상기 제1 개폐부(161)는 상기 제1 결합부(135c)에 결합된다.

이 때, 상기 제1 개폐부(161)는 상기 제1 회전부(135)의 회전에 따라, 상기 제1 발광 지지부(151d)와 상기 제1 수광 지지부(151e) 사이에서 이동된다. 즉, 상기 제1 개폐부(161)는 상기 제1 발광부(151a)와 상기 제2 수광부(151b)에 배치되어, 상기 제1 발광부(151a)와 상기 제1 수광부(151b) 사이를 개폐한다. 이 때, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제1 개폐부(161)에는 서로 대칭적으로 형성되는 한 쌍의 제1 슬릿(161c, 161d)이 구비된다. 그리고, 상기 한 쌍의 제1 슬릿(161c, 161d) 사이에는 상기 제1 발광부(151a)와 상기 제1 수광부(151b) 사이를 차단하는 차단부(161b)가 형성된다.

상기 제1 개폐부(161)가 정위치, 즉, 사용자에 의해 상기 핸들(120)이 조작되지 않은 상태에서 상기 제1 개폐부(161)가 정지된 위치에서 놓인 경우, 상기 차단부(161b)는 상기 제1 발광부(151a)와 상기 제1 수광부(151b) 사이를 차단한다.

그리고, 상기 제1 개폐부(161)가 상기 제1 발광 지지부(151d)와 상기 제1 수광 지지부(151e) 사이에서 이동되면, 상기 제1 발광부(151a)로부터 조사된 광은 상기 한 쌍의 제1 슬릿(161c, 161d) 중 어느 하나를 통해 상기 제1 수광부(151b)에 의해 수집된다.

상기 제2 개폐부(162)에는 제2 체결 볼트(136b)가 삽입되는 제2 체결 홀(162a)이 형성된다. 상기 제2 체결 볼트(136b)는 상기 제2 체결 홀(162a)과 상기 제1 회전부(135)의 제2 결합부(135f)에 형성된 제2 결합 홀(135g)에 삽입되어 결합됨에 따라, 상기 제2 개폐부(162)는 상기 제2 결합부(135f)에 결합된다.

이 때, 상기 제2 개폐부(162)는 상기 제1 회전부(135)의 회전에 따라, 상기 제2 발광 지지부(152d)와 상기 제2 수광 지지부(152e) 사이에서 이동된다. 즉, 상기 제2 개폐부(162)는 상기 제2 발광부(152a)와 상기 제2 수광부(152b)에 배치되어, 상기 제2 발광부(152a)와 상기 제2 수광부(152b) 사이를 개폐한다. 이 때, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제2 개폐부(162)에는 상기 한 쌍의 제1 슬릿(161c, 161d) 중 어느 하나와 대응되도록 형성되는 제2 슬릿(162b)이 구비된다.

상기 제2 개폐부(162)가 정위치, 즉, 사용자에 의해 상기 핸들(120)이 조작되지 않은 상태에서 상기 제2 개폐부(162)가 정지된 위치에서 놓인 경우, 상기 제2 개폐부(162)는 상기 제2 발광부(152a)와 상기 제2 수광부(152b) 사이를 차단한다.

그리고, 상기 제2 개폐부(162)가 상기 제2 발광 지지부(152d)와 상기 제2 수광 지지부(152e) 사이에서 이동되면, 상기 제2 발광부(152a)로부터 조사된 광은 상기 제2 슬릿(162b) 중 어느 하나를 통해 상기 제2 수광부(152b)에 의해 수집된다.

상기 제3 개폐부(163)에는 제3 체결 볼트(136c)가 삽입되는 제3 체결 홀(163a)이 형성된다. 상기 제3 체결 볼트(136c)는 상기 제3 체결 홀(163a)과 상기 제2 회전부(134)의 제3 결합부(134c)에 형성된 제3 결합 홀(134d)에 삽입되어 결합됨에 따라, 상기 제3 개폐부(163)는 상기 제3 결합부(134c)에 결합된다.

이 때, 상기 제3 개폐부(163)는 상기 제2 회전부(134)의 회전에 따라, 상기 제3 발광 지지부(153d)와 상기 제3 수광 지지부(153e) 사이에서 이동된다. 즉, 상기 제3 개폐부(163)는 상기 제3 발광부(153a)와 상기 제3 수광부(153b)에 배치되어, 상기 제3 발광부(153a)와 상기 제3 수광부(153b) 사이를 개폐한다. 이 때, 상기 제3 개폐부(163)에는 서로 대칭적으로 형성되는 한 쌍의 제3 슬릿(163c, 163d)이 구비된다. 그리고, 상기 한 쌍의 제3 슬릿(163c, 163d) 사이에는 상기 제3 발광부(153a)와 상기 제3 수광부(153b) 사이를 차단하는 차단부(163b)가 형성된다.

상기 제3 개폐부(163)가 정위치, 즉, 사용자에 의해 상기 핸들(120)이 조작되지 않은 상태에서 상기 제3 개폐부(163)가 정지된 위치에서 놓인 경우, 상기 차단부(163b)는 상기 제3 발광부(153a)와 상기 제3 수광부(153b) 사이를 차단한다.

그리고, 상기 제3 개폐부(163)가 상기 제3 발광 지지부(153d)와 상기 제3 수광 지지부(153e) 사이에서 이동되면, 상기 제3 발광부(153a)로부터 조사된 광은 상기 한 쌍의 제3 슬릿(163c, 163d) 중 어느 하나를 통해 상기 제3 수광부(151b)에 의해 수집된다.

상기 제4 개폐부(164)에는 제4 체결 볼트(136d)가 삽입되는 제4 체결 홀(164a)이 형성된다. 상기 제4 체결 볼트(136d)는 상기 제4 체결 홀(164a)과 상기 제2 회전부(134)의 제4 결합부(134f)에 형성된 제4 결합 홀(134g)에 삽입되어 결합됨에 따라, 상기 제4 개폐부(164)는 상기 제4 결합부(134f)에 결합된다.

이 때, 상기 제4 개폐부(164)는 상기 제2 회전부(134)의 회전에 따라, 상기 제4 발광 지지부(154d)와 상기 제4 수광 지지부(154e) 사이에서 이동된다. 즉, 상기 제4 개폐부(164)는 상기 제4 발광부(154a)와 상기 제4 수광부(154b)에 배치되어, 상기 제4 발광부(154a)와 상기 제4 수광부(154b) 사이를 개폐한다. 이 때, 상기 제4 개폐부(164)에는 상기 한 쌍의 제3 슬릿(163c, 163d) 중 어느 하나와 대응되도록 형성되는 제4 슬릿(164b)이 구비된다.

상기 제4 개폐부(164)가 정위치, 즉, 사용자에 의해 상기 핸들(120)이 조작되지 않은 상태에서 상기 제4 개폐부(164)가 정지된 위치에서 놓인 경우, 상기 제4 개폐부(164)는 상기 제4 발광부(154a)와 상기 제4 수광부(154b) 사이를 차단한다.

그리고, 상기 제4 개폐부(164)가 상기 제4 발광 지지부(154d)와 상기 제4 수광 지지부(154e) 사이에서 이동되면, 상기 제4 발광부(154a)로부터 조사된 광은 상기 제4 슬릿(164b) 중 어느 하나를 통해 상기 제4 수광부(154b)에 의해 수집된다.

상기 제어부(171)는 상기 회로 기판(170)에 장착된다. 상기 제어부(171)는 상기 홀 센서부(142)와 상기 광학 센서부(150) 각각과 전기적으로 연결된다. 상기 제어부(171)는 상기 개폐부(160)가 발광부(151a, 152a, 153a, 154a)과 수광부(151b, 152b, 153b, 154b) 사이를 개폐함에 따라 상기 조작부의 이동 여부를 검증한다.

한편, 건설 장비가 운용되는 건설 현장에서는 상기 산업용 조이스틱 장치(100)의 외부에서 강한 자기장이 발생될 수 있다. 이런 자기장이 상기 자성체(141)의 자성에 의한 자기장보다 크게 되면, 상기 홀 센서부(142)가 상기 자성체(141)에 의한 자기장에 의해 동작되지 않고, 외부의 강한 자기장에 의해 동작되어 상기 산업용 조이스틱 장치(100)가 오작동될 수 있다. 즉, 사용자가 상기 산업용 조이스틱 장치(100)를 조작하지 않았는데도 상기 홀 센서부(142)는 외부의 강한 자기장에 의해 동작되는 문제가 발생될 수 있다. 산업용 조이스틱 장치(100)의 오작동은 결국 상기 건설 장비의 오작동으로 이어지게 되어 안전 사고가 발생될 수 있다.

상기 제어부(171)는 상기 개폐부(160)가 상기 발광부(151a, 152a, 153a, 154a)과 상기 수광부(151b, 152b, 153b, 154b) 사이를 개방하는 경우, 상기 수광부(151b, 152b, 153b, 154b)로부터 전기적인 신호를 전달받아 상기 조작부(130)가 사용자에 의해 실제로 조작된 것을 검증한다.

그리고, 상기 제어부(171)는 상기 홀 센서부(142)로부터 전달받은 전기적인 신호를 기반으로 하여, 상기 건설 장비를 작동을 위한 입력 신호를 발생시킨다.

그리고, 상기 제어부(171)는 상기 개폐부(160)가 상기 발광부(151a, 152a, 153a, 154a)과 상기 수광부(151b, 152b, 153b, 154b) 사이를 차단하는 경우, 상기 조작부(130)가 사용자에 의해 실제로 조작되지 않는 것을 검증한다. 이 때, 상기 제어부(171)는 상기 홀 센서부(142)로부터 전기적인 신호를 전달받더라도, 상기 건설 장비를 작동을 위한 입력 신호를 발생시키지 않는다. 이와 같이, 외부의 강한 자기장에 의해 상기 산업용 조이스틱 장치(100)의 오작동이 발생되는 것이 방지된다.

한편, 상기 제어부(171)는 상기 회로 기판(170)이 고장이 나지 않는 경우, 상기 홀 센서부(142)로부터 전달받은 전기적인 신호를 기반으로 하여 동작되는 노멀 모드 및 상기 회로 기판(170)이 고장난 경우, 상기 홀 센서부(142)로부터 전달받은 전기적인 신호를 차단하는 세이프티 모드를 포함한다.

여기서, 상기 회로 기판(170)의 고장은 상기 회로 기판(170) 자체의 고장만을 의미하는 것이 아니라, 상기 회로 기판(170)에 장착된 상기 홀 센서부(142) 또는 상기 광학 센서부(150)와 같이 전자 부품의 고장도 포함된다.

이와 같이, 상기 회로 기판(170)이 고장나더라도, 상기 제어부(171)는 상기 세이프티 모드로 전환되어 상기 산업용 조이스틱 장치(100)의 오작동에 의한 안전 사고가 예방된다.

그리고, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 핸들(120)과 상기 하우징(110) 사이에는 보호 커버(125)가 구비된다. 상기 보호 커버(125)는 주름 형상으로 이루어진다. 상기 보호 커버(125)는 고무 재질로 이루어진다.

또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 보호 커버(125)와 상기 회로 기판(170) 사이에는 이물질 방지 부재(116)가 구비된다.

상기 이물질 방지 부재(116)에는 상기 로드(131)가 관통하는 관통 홀(116a)이 형성된다. 상기 이물질 방지 부재(116)는 건설 현장과 같이 외부 환경에서 상기 고무 재질의 보호 커버(125)가 파손되더라도, 물 또는 먼저와 같은 이물질이 상기 회로 기판(170)을 손상시키는 것을 저감할 수 있다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 산업용 조이스틱 장치의 개폐부를 나타내는 도면이다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예 따른 산업용 조이스틱 장치의 개폐부(160')는 제1 개폐부(161'), 제2 개폐부(162'), 제3 개폐부(163') 및 제4 개폐부(164')를 포함하고, 상기 개폐부(161')를 제외한 상기 산업용 조이스틱의 구성요소에 대한 설명은, 전술한 설명으로 대체한다.

상기 제1 개폐부(161')는, 전술한 실시예의 한 쌍의 슬릿과 달리, 하나의 제1 슬릿(161b')이 구비된다.

또한, 상기 제2 개폐부(162')는, 상기 제1 슬릿(161b')과 대응되지 않도록 형성되는 제2 슬릿(162b')이 구비된다.

그리고, 상기 제3 개폐부(163')는, 전술한 실시예의 한 쌍의 슬릿과 달리, 하나의 제3 슬릿(163b')이 구비된다.

또한, 상기 제4 개폐부(164')는, 상기 제3 슬릿(163b')과 대응되지 않도록 형성되는 제4 슬릿(164b')이 구비된다.

이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.

100: 산업용 조이스틱 장치 110: 하우징
120: 핸들 130: 조작부
141: 자성체 142: 홀 센서부
150: 광학 센서부 160: 개폐부
171: 제어부

Claims (11)

1. 하우징;
   상기 하우징의 상측에 배치되고, 사용자에 의해 그립되는 핸들;
   상기 핸들과 결합되고, 전, 후, 좌, 우 방향으로 이동되는 조작부;
   상기 조작부의 하측에 배치되는 자성체;
   상기 하우징의 내부에 배치되고, 상기 자성체로부터 발생되는 자기장을 감지하여 상기 조작부의 전, 후, 좌, 우 방향을 감지하는 홀 센서부;
   상기 하우징의 내부에 배치되고, 광을 조사하는 발광부와 광을 수광하는 수광부가 구비되는 광학 센서부;
   상기 발광부와 상기 수광부 사이 배치되고, 상기 조작부에 결합되어 상기 조작부의 이동에 따라 상기 발광부와 상기 수광부 사이를 개폐하는 개폐부;
   상기 광학 센서부와 전기적으로 연결되고, 상기 개폐부가 상기 발광부와 상기 수광부 사이를 개폐함에 따라 상기 조작부의 이동 여부를 검증하는 제어부; 및
   상기 하우징의 내부에 배치되고, 상기 홀 센서부, 상기 광학 센서부 및 상기 제어부가 장착되는 회로 기판을 포함하고,
   상기 광학 센서부는,
   상기 회로 기판에 장착되는 장착부;
   상기 장착부의 일측으로부터 수직한 방향으로 연장되고, 상기 발광부가 장착되는 발광 지지부; 및
   상기 장착부의 타측으로부터 수직한 방향으로 연장되고, 상기 수광부가 장착되는 수광 지지부를 포함하고,
   상기 수광부는 상기 발광부를 마주보도록 배치되고,
   상기 광학 센서부는 상기 홀 센서부를 가운데 두고 서로 이격되어 배치되는 복수로 구비되고,
   상기 복수의 광학 센서부는,
   제1 발광부가 장착되는 제1 발광 지지부와 제1 수광부가 장착되는 제1 수광 지지부를 포함하는 제1 광학 센서부;
   상기 홀 센서부를 가운데 두고 상기 제1 광학 센서부의 반대측에 배치되고, 제2 발광부가 장착되는 제2 발광 지지부와 제2 수광부가 장착되는 제2 광학 센서부;
   상기 제1 광학 센서부와 상기 제2 광학 센서부 각각과 이격되어 배치되고, 제3 발광부가 장착되는 제3 발광 지지부와 제3 수광부가 장착되는 제3 수광 지지부를 포함하는 제3 광학 센서부; 및
   상기 홀 센서부를 가운데 두고 상기 제3 광학 센서부의 반대측에 배치되고, 제4 발광부가 장착되는 제4 발광 지지부와 제4 수광부가 장착되는 제1 수광 지지부를 포함하는 제1 광학 센서부를 포함하고,
   상기 개폐부는 상기 복수의 광학 센서부와 대응되도록 복수로 구비되고,
   상기 복수의 개폐부는,
   상기 제1 발광 지지부와 상기 제1 수광 지지부 사이에서 이동되는 제1 개폐부;
   상기 제2 발광 지지부와 상기 제2 수광 지지부 사이에서 이동되는 제2 개폐부;
   상기 제3 발광 지지부와 상기 제3 수광 지지부 사이에서 이동되는 제3 개폐부; 및
   상기 제4 발광 지지부와 상기 제4 수광 지지부 사이에서 이동되는 제4 개폐부를 포함하고,
   상기 조작부가 전, 후의 방향으로 이동됨에 따라, 상기 제1 개폐부와 상기 제2 개폐부는 함께 이동되고,
   상기 조작부가 좌, 우의 방향으로 이동됨에 따라, 상기 제3 개폐부와 상기 제4 개폐부는 함께 이동되고,
   상기 제1 개폐부에는 서로 대칭적으로 형성되는 한 쌍의 제1 슬릿이 구비되고,
   상기 제2 개폐부에는 상기 한 쌍의 제1 슬릿 중 어느 하나와 대응되도록 형성되는 제2 슬릿이 구비되고,
   상기 제3 개폐부에는 서로 대칭적으로 형성되는 한 쌍의 제3 슬릿이 구비되고,
   상기 제4 개폐부에는 상기 한 쌍의 제3 슬릿 중 어느 하나와 대응되도록 형성되는 제4 슬릿이 구비되는 산업용 조이스틱 장치.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1 항에 있어서,
   상기 개폐부에는 슬릿이 형성되고,
   상기 개폐부가 중립 위치에 놓이면, 상기 개폐부는 상기 발광부와 상기 수광부 사이를 차단하고,
   상기 개폐부가 이동되면, 상기 개폐부는 상기 슬릿을 통해 상기 발광부와 상기 수광부 사이를 개방하는, 산업용 조이스틱 장치.
   
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 제1 항에 있어서,
   상기 제2 슬릿은 상기 제1 슬릿과 대응되지 않도록 형성되고,
   상기 제4 슬릿은 상기 제3 슬릿과 대응되지 않도록 형성되는, 산업용 조이스틱 장치.
   
9. 제1 항에 있어서,
   상기 핸들과 상기 하우징 사이에 배치되는 보호 커버; 및
   상기 보호 커버와 상기 회로 기판 사이에 배치되는 이물질 방지 부재를 더 포함하는, 산업용 조이스틱 장치.
   
10. 제1 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 회로 기판이 고장나지 않는 경우, 상기 홀 센서부로부터 전달받은 전기적인 신호를 기반으로 하여 동작되는 노멀 모드; 및
    상기 회로 기판이 고장난 경우, 상기 홀 센서부로부터 전달받은 전기적인 신호를 차단하는 세이프티 모드를 포함하는, 산업용 조이스틱 장치.
    
11. 제1 항에 있어서,
    상기 조작부는,
    상기 핸들과 결합되는 로드;
    상기 로드의 일측의 하측에 접촉하고, 상기 핸들의 전, 후 방향으로 이동에 따라 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전되는 제1 회전부;
    상기 로드의 일측의 상측에 접촉하고, 상기 핸들의 좌, 후 방향으로 이동에 따라 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전되는 제2 회전부; 및
    상기 하우징의 상측에 구비되는 지지부에 안착되고, 상기 제1 회전부와 상기 제2 회전부가 걸리는 걸림부를 포함하는, 산업용 조이스틱 장치.
    

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