KR102657886B1 - 진동 음향 경보 기능을 가진 전자적으로 제어되는 모터-구동 디바이스 - Google Patents

진동 음향 경보 기능을 가진 전자적으로 제어되는 모터-구동 디바이스 Download PDF

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다니엘 이. 칼슨
마이클 아담 루모레
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플로우서브 피티이. 엘티디.
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Abstract

전자적으로 제어되는 모터-구동 디바이스는, 전기 모터가 진동하게 함으로써 국부적으로 지각가능한 음향 경보를 발령할 수 있으며, 이는 실시예들에서 디바이스의 공진 주파수에서의 진동을 포함할 수 있다. 실시예들은 음향 진동 경보의 진폭 및/또는 주파수 변조로서 경보와 관련된 정보를 인코드한다. 모터는 AC 모터 또는 DC 모터일 수 있다. 실시예들에서, 모터-구동 디바이스는 전자 제어 밸브 액츄에이터 또는 전자 제어 펌프이다. 디바이스는 원격 모니터링 스테이션과 통신할 수 있거나, 전자 컨트롤러가 원격 위치에 있을 수 있다.

Description

진동 음향 경보 기능을 가진 전자적으로 제어되는 모터-구동 디바이스
본 출원은, 인용에 의해 그 전체 내용이 본 명세서에 통합되는, 2018년 10월 19일에 출원 된 미국 특허 출원 번호 16/165,049의 이익을 주장한다.
본 발명은 전자적으로 제어되는 밸브 액츄에이터들 또는 펌프들과 같이 전자적으로 제어되는 전기 모터들을 구비하는 디바이스들에 관한 것으로서, 보다 구체적으로, 전자적으로 제어되는 전기 모터-구동 디바이스들의 상태를 모니터링하는 시스템들에 관한 것이다.
전기 모터들을 포함하는 디바이스들은 매우 넓은 응용분야에서 사용된다. 전기 모터의 정교한 제어가 필요한 응용분야들의 경우, 파라미터들을 저장하고, 복잡한 제어 명령들을 구현하고, 디바이스의 상태를 모니터링할 수 있는 전자 컨트롤러가 디바이스 내에 포함되는 경우가 많다. 예를 들어, 회전자(rotor)의 회전 위치의 함수로 출력 토크를 지정하는 사전-정의된 프로파일에 따라 모터에 의해 출력되는 속도 및/또는 토크를 제어하기 위해 전자 컨트롤러가 사용될 수 있다.
이러한 전자적으로 제어되는 모터-구동 디바이스는, 예를 들어, 공정 제어 시스템 내에 포함된 밸브, 또는 밸브 작동 속도 및/또는 밸브에 인가되는 힘 또는 토크의 정교한 제어가 필요한 임의의 다른 밸브를 작동시키는데 사용되는 전자적으로 제어되는 모터-구동 밸브 액츄에이터를 포함한다.
항상 그런 것은 아니지만, 전자적으로 제어되는 모터들을 구비하는 디바이스들은, 전자 컨트롤러로부터 상태 정보를 수신하고, 및/또는 컨트롤러에 명령들을 발령할 수 있는 원격 모니터링 및 제어 스테이션과 통신한다. 다른 경우들에서, 전자 컨트롤러 자체는, 전기 모터로부터 원격에 위치되어, 유사한 문제들이 생길 수 있다. 문맥상 달리 요구되지 않는 한, 원격 "모니터링 스테이션"과 관련하여 본 명세서에 제시된 개시는 또한 원격에 위치된 전자 컨트롤러에도 적용가능하다는 점을 유의해야 한다.
일반적으로, 전자 컨트롤러가 발령하는 긴급 메시지, 경보(alert) 또는 경고(warning)는, 원격 모니터링 스테이션이 수신하여 디바이스의 사용자들/운영자들에게 전달된다. 복수의 유사한 디바이스들이 원격 스테이션에 의해 동시에 모니터링되고 제어되면, 제어 스테이션에 의해 발령되는 경보는, 모니터링되는 디바이스들 중에서 어떤 것이 주의가 필요한지 여부를 운영자가 결정할 수 있게 하는 식별 및/또는 위치 정보를 포함할 수 있다.
물론, "모니터링 스테이션"은 "스마트 폰" 또는 랩톱 컴퓨터와 같은 모바일 디바이스로 경보를 발령할 수 있고, 또는 모니터링 스테이션 자체는 휴대폰, 랩톱 또는 전자 컨트롤러와 유선 또는 무선으로 통신하는 다른 컴퓨팅 디바이스일 수 있다.
불행하게도, 다수의 유사한 디바이스들이 모니터링되고 있을 때, 및/또는 모니터링되는 디바이스가 모니터링 스테이션 및/또는 전자 컨트롤러로부터 멀어져 있을 때, 운영자가 긴급 경보를 수신하고 경보 디바이스에 적절한 주의를 기울이기 전에 상당한 시간이 필요할 수 있다. 경보가 발령될 때, 운영자가 모니터링 스테이션 근처에 없거나 그 순간에 적절한 모바일 디바이스가 작동되지 않을 수 있다. 경보가 수신되면, 경보를 발령한 디바이스에 운영자가 도달하기까지 시간이 필요할 수 있다. 또한, 동일한 위치에서 다수의 유사한 디바이스들이 서비스되고 있으면, 경보 디바이스가 식별되기까지 추가적인 시간이 필요할 수 있다.
역설적으로, 운영자가 경보 디바이스 근처에 위치되는 경우가 많지만, 모니터링 스테이션 근처의 누군가가 경보를 수신하고 경보 디바이스 근처에 있는 사람에게 정보를 릴레이할 때까지 주의가 필요하다는 사실을 인식하지 못할 수도 있다. 경보 디바이스는 로컬 모니터링 디스플레이를 포함하지만, 로컬 디스플레이는 근처의 운영자들의 시야 밖에 있을 수도 있다.
하나의 접근법은 전자적으로 제어되는 모터-구동 디바이스의 일부로서 지각가능한(perceptible) 경보 시스템을 포함하는 것이다. 예를 들어, 손전등(flashing light), 로컬 디스플레이, 음향 스피커 또는 가청 사이렌은 모터-구동 디바이스와 함께 배치되어 전자 컨트롤러에 의해 작동될 수 있다. 이러한 방식으로, 경보가 발령되면 근처의 운영자는 디바이스에 주의가 필요하다는 것을 즉시 인식할 수 있고, 유사한 디바이스들이 있으면, 운영자는 경보를 발령한 디바이스를 즉시 식별할 수 있다.
그러나, 이러한 접근법은 비용이 많이 들고, 디바이스 내부 또는 근처의 추가적 공간이 필요하고, 추가적인 전력이 소요되고, 경보 시스템이 작동하는지 여부를 확인하기 위해 주기적인 테스트 및 유지보수가 필요하다. 또한, 모터-구동 디바이스가 열악한 환경에 있으면, 이러한 접근법은 경보 시스템을 적절하게 설계 및/또는 보호함으로써 기능이 저하되지 않는 환경을 마련해야 한다. 이러한 경보들이 예상대로 비교적 드물면, 그러한 경보 시스템을 포함하는 추가적 비용이 엄청날 수 있는 문제점들이 있다.
본 발명은 전술한 선행기술의 문제점을 극복하기 위해 안출된 것으로서, 전자적으로 제어되는 모터-구동 디바이스의 비용, 사이즈 및/또는 전력 소비를 추가하지 않으면서 근처의 운영자가 지각할 수 있는 국부적인 경보를 발령할 수 있는 디바이스 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 전자적으로 제어되는 모터-구동 디바이스가 모터로 제어되는 디바이스의 비용, 사이즈 및/또는 전력 소비를 추가하지 않으면서 근처의 운영자들이 귀로 들을 수 있는 국부적인 경보를 전자적으로 제어되는 모터-구동 디바이스가 발령할 수 있도록 하는 디바이스 및 방법이다. 본 발명에 따르면, 전자 컨트롤러는 제어 신호들을 모터에 전달할 수 있고 및/또는 모터가 가청 주파수로 진동하게 하는 방식으로 모터에 공급되는 전류 및/또는 전압을 변조(modulation)할 수 있다. 국부적으로 지각할 수 있는 경보를 발령할 필요가 있을 때, 컨트롤러는 모터-구동 디바이스가 근처의 사람이 지각할 수 있는 진동 사운드를 발산시키는 방식으로 모터가 음향적으로 진동하도록 구성된다.
실시예들에서, 모터는 가변 주파수 드라이브를 가진 3상 AC 모터, 또는 전류 또는 전압 조정된 모터 컨트롤러를 가진 DC 모터이다.
특정 실시예들에서, 음향 진동은 변조된다. 이러한 다양한 실시예들에서, 진동은 펄스화 또는 진폭 변조되거나, 진동 주파수(가청음)로 변조된다. 일부 실시예들에서, 변조는 국부적인 음향 경보에 정보를 인코드(encode)하는데 사용되어, 근처의 운영자(직원)가 경보의 존재 및 위치뿐만 아니라 경보의 특성에 관한 정보를 수신할 수 있다.
실시예들에서, 모터-구동 디바이스 및/또는 모터-구동 디바이스의 다른 컴포넌트를 둘러싸는 하우징의 하나 이상의 공진 진동 주파수들이 식별되고, 경보가 발령될 때 모터는 이러한 하나 이상의 공진 주파수들에서 진동하므로, 결과적인 사운드는 하우징 또는 다른 구조의 공진(sympathetic vibration)에 의해 증폭된다.
다양한 실시예들에서, 전자적으로 제어되는 모터-구동 디바이스는, 모터의 전자적 제어를 가능하게 하는 모터 드라이브 기술을 포함하는 전기 모터-구동 밸브 액츄에이터 또는 펌프이다.
명확성과 예시를 위해, 본 명세서의 개시의 대부분은 "회전하는" "회전자"를 구비하는 전기 "모터들"을 참조하여 제시된다. 그러나, 문맥에서 달리 지시하는 경우를 제외하고, "모터들"에 대한 이러한 언급은 경보들의 발령과 무관하고 정보의 전송과 무관한 디바이스의 기능들을 수행하는 임의의 그리고 모든 전자적으로 제어되는 전기-기계적(electro-mechanical) 디바이스 컴포넌트들을 지칭하는 것으로 넓게 해석되어야 하므로, 동일한 전기-기계적 컴포넌트들은 전자 컨트롤러에 의해 작동되어, 디바이스 또는 관련 장비에 해를 끼치지 않으면서, 진동을 발생시키고, 들을 수 있은 음향 사운드를 발산할 수 있다. 유사하게, 본 명세서에서 모터의 회전자를 "회전"되게 하는 것과 관련된 언급들은 솔레노이드 코일에 의해 구동되는 선형 작동과 같은 전기-기계적 디바이스 컴포넌트의 임의의 기계적 작동을 나타내는 것으로 넓게 해석되어야 한다.
본 발명의 제1 측면에 따르면, 전자적으로 제어되는 모터-구동 디바이스가 제공된다. 이러한 디바이스는, 전기 모터, 및 전기 모터와의 통신을 제어하는 전자 컨트롤러를 포함한다. 전자 컨트롤러는 모터-구동 디바이스를 모니터링하도록 구성되고, 컨트롤러가 모터-구동 디바이스의 경보 상태이 존재한다고 판단하면, 전기 모터가 진동하여, 근처의 운영자가 경보 상태의 지각가능한 표시로서 귀로 들어서 지각할 수 있는 진동 출력을 발산하게 한다.
실시예들에서, 전자 컨트롤러는 경보 상태에 관한 정보를 결정하고, 근처의 운영자에 의해 해석될 수 있는 진동 출력의 변조로서 상기 정보를 인코드하도록 더 구성된다. 일부 실시예들에서, 변조는 진동 출력의 진폭 변조 및 진동 주파수 변조 의 적어도 하나를 포함한다.
임의의 전술한 실시예들에서, 전자 컨트롤러는 진동 출력의 적어도 일부가 모터-구동 디바이스의 구조적 컴포넌트의 공진 주파수와 동일한 주파수에서 생성되도록 더 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 구조적 컴포넌트는 모터의 하우징 또는 모터-구동 디바이스의 하우징이다.
임의의 전술한 실시예들에서, 모터는 AC 모터일 수 있고, 전자 컨트롤러는 가변 주파수 드라이브 기술을 통해 모터를 제어할 수 있다.
임의의 전술한 실시예들에서, 전자 컨트롤러는 모터 내에 포함된 코일들의 시간에 따른 에너지 공급(timed energization)에 의해 모터를 제어할 수 있다.
임의의 전술한 실시예들에서, 디바이스는 원격 모니터링 스테이션과 신호 통신할 수 있고, 경보 상태에 관한 정보를 원격 모니터링 스테이션에 통신하도록 더 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 원격 모니터링 스테이션은 전자 컨트롤러와 무선으로 통신하는 휴대용 전자 디바이스이다.
임의의 전술한 실시예들에서, 전자 컨트롤러는 전기 모터로부터 물리적으로 떨어져 있을 수 있다.
임의의 전술한 실시예들에서, 디바이스는 전자적으로 제어되는 밸브 액츄에이터일 수 있다.
본 발명의 제2 측면은, 전자적으로 제어되는 모터-구동 디바이스가 국부적으로 지각가능한 음향 경보를 발산하는 방법을 제공한다. 방법은, 전기 모터 및 전기 모터와 제어 통신하고 전기-기계적 출력을 제공하기 위해 전기 모터를 작동시키는 전자 컨트롤러를 포함하는 디바이스를 제공하는 단계; 전자 컨트롤러에 의해 디바이스의 상태를 모니터링하는 단계; 및 디바이스의 경보 상태를 전자 컨트롤러에 의해 검출할 때, 전자 컨트롤러에 의해 근처의 운영자가 음향적으로 지각할 수 있는 진동 출력을 전기 모터가 생성하는 방식으로 진동하도록 작동시키는 단계를 포함한다.
실시예들은 경보 상태에 관한 정보를 전자 컨트롤러에 의해 결정하는 단계; 및 근처의 운영자에 의해 식별되고 해석될 수 있는 진동 출력의 변조로서 상기 정보를 전자 컨트롤러에 의해 인코드하는 단계를 더 포함한다. 일부 실시예들에서, 변조는 진동 출력의 진폭 변조 및 진동 주파수 변조의 적어도 하나를 포함한다.
임의의 전술한 실시예에서, 모터-구동 디바이스의 구조적 컴포넌트의 공진 주파수와 동일한 주파수에서 진동 출력이 생성되게 하는 전자 컨트롤러를 더 구비할 수 있다. 일부 실시예들에서, 구조적 컴포넌트는 모터의 하우징 또는 모터-구동 디바이스의 하우징이다.
임의의 전술한 실시예들에서, 모터는 AC 모터일 수 있고, 전자 컨트롤러는 가변 주파수 드라이브 기술을 통해 모터를 제어할 수 있고, 또는, 모터는 DC 모터일 수 있고, 전자 컨트롤러는 모터 내에 포함된 코일들의 시간에 따른 에너지 공급에 의해 모터를 제어할 수 있다.
임의의 전술한 실시예들은, 경보 상태에 관한 정보를 전자 컨트롤러에 의해 원격 모니터링 스테이션으로 통신하는 단계를 더 포함할 수 있다. 임의의 실시예들에서, 원격 모니터링 스테이션은 전자 컨트롤러와 무선 통신하는 휴대용 전자 디바이스이다.
임의의 전술한 실시예들에서, 디바이스는 전자적으로 제어되는 밸브 액츄에이터일 수 있다.
본 명세서에 설명된 특징들과 이점들은 모든 것을 포함하는 것은 아니며, 특히 많은 추가적인 특징들과 이점들은 첨부된 도면들, 상세한 설명 및 청구범위의 관점에서 당업자에게 명백할 것이다. 더욱이, 본 명세서에서 사용된 언어는 주로 가독성 및 교육 목적을 위해 선택되었고, 본 발명의 주제의 범위를 제한하지 않는다는 점에 유의해야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자적으로 제어되는 밸브 액츄에이터를 예시하는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 방법의 흐름도이다.
본 발명은 전기로 제어되는 전기 모터-구동 디바이스가 모터로 제어되는 디바이스의 비용, 사이즈 및/또는 전력 소비를 추가하지 않으면서, 근처의 운영자들이 귀로 들을 수 있는 국부적인 경보를 발령할 수 있는 디바이스 및 방법이다. 본 발명에 따르면, 전자 컨트롤러는 제어 신호들을 모터에 전달할 수 있고, 및/또는 모터가 귀로 들을 수 있는 주파수로 진동하게 하는 방식으로 모터에 공급되는 전류 및/또는 전압을 변조할 수 있다. 국부적으로 지각할 수 있는 경보를 발령해야 하는 경우, 컨트롤러는 모터-구동 디바이스가 근처의 운영자가 지각할 수 있는 진동 사운드를 발산하는 방식으로 모터가 음향적으로 진동하도록 구성된다.
명확성과 예시를 위해, 본 명세서의 대부분은 "회전하는" "회전자들"을 가진 전기 "모터"를 참조하여 제시된다. 그러나, 문맥에서 달리 지시하는 경우를 제외하고, "모터"에 대한 이러한 언급은 경보의 발령과 관련이 없고 정보의 전송과 관련이 없는 디바이스의 기능들을 수행하는 전자적으로 제어되는 모든 전기-기계적 디바이스 컴포넌트들을 지칭하는 것으로 넓게 해석되어야 하고, 동일한 전기-기계적적 컴포넌트들은 전자 컨트롤러에 의해 작동되어 진동을 일으킬 수 있고, 디바이스 또는 관련 장비에 해를 끼치지 않고 귀로 들을 수 있는 음향 사운드를 발산할 수 있다. 유사하게, 모터의 회전자를 "회전"시키는 것에 대한 본 명세서의 언급은 솔레노이드 코일에 의해 야기되는 선형 작동과 같이, 전기-기계적 디바이스 컴포넌트의 임의의 기계적 작동을 나타내는 것으로 넓게 해석되어야 한다.
본 발명을 예시하는 실시예로서, 전자적으로 제어되는 전기 모터-구동 밸브 액츄에이터에 관한 실시예의 블록도가 도 1에 제시되어 있다. 이 실시예에서, 액츄에이터(100)는 전자 컨트롤러(104)에 의해 제어되는 전기 모터(102)를 포함한다. 모터(102)는 전기-기계적적 출력을 생성하도록 제어될 수 있고 가청 사운드 또는 톤(tone)을 발산하도록 진동될 수 있는 당업계에 공지된 임의의 적절한 모터일 수 있다.
다양한 유형의 모터(102)가 본 발명의 범위에 포함된다. 단상 또는 다상 유도 모터를 포함하는 거의 모든 AC 또는 DC 모터가 포함될 수 있다.
위에서 언급된 바와 같이, "모터"(102)는 솔레노이드 액츄에이터와 같은 선형 액츄에이터를 포함하여 진동을 유발할 수 있는 임의의 전기-기계적 컴포넌트일 수 있다.
전자 컨트롤러(104)는 원하는 토크 및/또는 속도로 회전자의 회전과 같은 전기-기계적적 출력을 발생시키고, 모터(102)가 진동하여 귀로 들을 수 있는 음향 진동을 발산하도록 하기 위해 AC 또는 DC 모터(102)를 기계적으로 작동 및 제어할 수 있는 당업계에 알려진 임의의 컨트롤러일 수 있다.
도 1의 실시예에서, 전자 컨트롤러(104)에 의한 기계적 작동시 모터(102)에 의해 생성되는 힘 또는 토크는 "기어 트레인"(108)을 통해 밸브 스템(106)에 인가된다. 또한, 전자 컨트롤러(104)는, 전자 컨트롤러(104)로부터 상태 및 경보 메시지들을 수신하고 전자 컨트롤러(104)에 명령을 발령하는 원격 모니터링 스테이션(110)과 유선 또는 무선 통신한다. 유사한 실시예들에서, 전자 컨트롤러(104) 자체는 유사한 발령들을 생성할 수 있는 전기 모터(102)로부터 원격으로 위치된다. 문맥 상 달리 요구되지 않는 한, 원격 "모니터링 스테이션"과 관련하여 본 명세서에 제시된 개시는 또한 원격에 위치된 전자 컨트롤러들에도 적용가능하다는 점을 유의해야 한다.
다양한 실시예들에서, "모니터링 스테이션"(110)은 "스마트 폰" 또는 랩톱 컴퓨터와 같은 모바일 디바이스에 정보를 중계 및/또는 경보를 발령할 수 있다. 일부 실시예들에서, 모니터링 스테이션(110)은 임의의 위치에 고정된다. 다른 실시예들에서, 모니터링 스테이션(110) 자체는 전자 컨트롤러(104)와 유선 또는 무선 통신하는 이동 전화, 랩탑 또는 다른 컴퓨팅 디바이스이다.
예를 들어, 액츄에이터(100) 내부의 허용할 수 없을 정도로 높은 온도 또는 어떤 종류의 전기적 또는 기계적 결함과 같은 경보 상태이 발생하면, 전자 컨트롤러(104)는 경보를 발령한다. 실시예들에서, 경보의 특성, 경보의 시간, 및 경보를 발령한 디바이스((하나 이상의 그러한 디바이스가 모니터링 스테이션(110)과 통신하면)에 관한 식별 정보를 포함할 수 있는 경보에 관한 정보는 원격 모니터링 스테이션(110)으로 통신된다.
실시예들에서, 동시에 또는 특정 기간 이후에, 전자 컨트롤러(104)는 모터가 적어도 하나의 진동 "톤"의 형태로 국부적으로 청각 경보(112)를 발산하게 한다. 특히, 전자 컨트롤러(104)는 모터(102)에 신호들을 전송하고 및/또는 모터(102)에 공급되는 전압 및/또는 전류를 변조하여 모터(102)가 진동하도록 한다.
특정 실시예들에서, 음향 진동은 변조된다. 예를 들어, 도 1의 실시예에서, 진동의 진폭은 펄스화(116)되어, 귀로 들을 수 있는 경보가 일련의 "신호음"으로서 들린다. 유사한 실시예들에서, 진동은 진폭 변조되고 및/또는 주파수(가청 피치 또는 톤) 변조된다. 일부 실시예들에서, 변조는 상태, 유지보수 및/또는 결함 정보와 같은 정보를 국부적인 음향 경보에 인코드하는데 사용되어, 근처의 운영자가 경보의 존재와 위치를 감지하는 것 외에도 정보를 수신하도록 한다. 예를 들어, 특정 패턴의 "신호음"이 사용되어, 과열(overheating) 경보(예, 일련의 긴 신호음들), 기계적 오류(일련의 짧은 신호음들), 및 전자적 오류(교호하는 길고 짧은 신호음들)를 구분할 수 있다.
실시예들에서, 모터(102)를 둘러싸는 하우징, 액츄에이터 하우징(114), 및/또는 액츄에이터(100)의 다른 컴포넌트의 하나 이상의 공진 진동 주파수들이 식별되고, 경보(112)가 발령될 때 모터(102)는 하나 이상의 공진 주파수들을 진동시켜 결과적인 사운드(112)가 하우징(114) 또는 다른 구조의 공동에 의해 증폭된다.
도 2를 참조하면, 실시예들에서, 본 발명의 방법은, 모터 하우징, 디바이스 하우징(114) 또는 전자적으로 제어되는 모터-구동 디바이스(100)의 다른 컴포넌트의 하나 이상의 공진 주파수들(100)을 결정하는 단계(200); 모터(102)가 진동되어 식별된 공진 주파수들에서 가청 톤을 발산하게 함으로써 전자 컨트롤러가 국부적인 가청 경보들을 발령하도록 구성하는 단계(202); 및 경보 상태이 발생하는지 여부를 탐지하기 위해 정상 작동 동안 디바이스(100)를 모니터링하는 단계(204)를 포함한다.
경보 상태이 발생하면, 본 실시예의 방법은, 진동 경보(112)에 적용가능한 진폭 및/또는 주파수 변조 패턴(116)으로서 경보 상태에 관한 정보를 전자 컨트롤러(104)에 의해 인코드하는 단계(206); 및 결정된 변조 패턴(116)에 따라 변조되는 하나 이상의 가청 진동 톤들(112)을 생성하기 위해 하나 이상의 결정된 공진 주파수들에서 모터(102)를 진동시키는 단계(208)를 더 포함한다. 실시예들에서, 가청 진동 경보는 경보에 대한 적절한 응답이 수신될 때까지 계속되거나 반복되고, 그 시점에서 경보가 재설정되는 단계(210)를 포함하고, 디바이스(100)는 다른 경보 상태이 검출되지 않는 한 정상 작동을 재개한다.
본 발명의 실시예들에 대한 전술한 설명은 예시 및 설명의 목적으로 제시되었다. 이 개시의 모든 페이지와 그 안의 모든 내용은 특징화되거나 식별되거나 참조부호가 매겨져 있더라도 명세서의 형식이나 배치에 관계없이 모든 목적을 위해 본 명세서의 실질적인 부분으로 간주된다. 본 명세서는 포괄적이거나 개시된 정확한 형태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 본 개시에 비추어 많은 수정 및 변형이 가능하다.
본 출원은 한정된 수의 형태로 도시되었지만, 본 발명의 범위는 이들 형태에 한정되지 않고 그 정신을 벗어나지 않고 다양한 변경 및 수정이 가능하다. 본 명세서에 제시된 개시 내용은 본 발명의 범위 내에 속하는 모든 가능한 특징 조합을 명시적으로 개시하지 않는다. 다양한 실시예에 대해 본 명세서에 개시된 특징은 일반적으로 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 자기 모순이 아닌 임의의 조합으로 교환되고 결합될 수 있다. 특히, 이어지는 종속 청구항에 제시된 제한은 종속 청구항이 논리적으로 서로 호환되지 않는 한, 본 개시의 범위를 벗어나지 않고 임의의 수 및 임의의 순서로 대응하는 독립 청구항과 결합될 수 있다.
100...액츄에이터 102...모터
104...전자 컨트롤러 108...기어 트레인
110...모니터링 스테이션 112...청각 경보
114...하우징

Claims (21)

  1. 전자적으로 제어되는 모터-구동 디바이스로서,
    전기 모터; 및
    상기 전기 모터와의 통신을 제어하도록 구성된 전자 컨트롤러를 구비하고,
    상기 전자 컨트롤러는,
    상기 모터-구동 디바이스를 모니터링하도록 구성되고;
    상기 컨트롤러가 상기 모터-구동 디바이스의 경보(alert) 상태가 존재한다고 판단하면, 상기 경보 상태의 지각할 수 있는 표시로서 근처의 운영자에 의해 청각적으로 지각될 수 있는 진동 출력을 발산하기 위해 상기 전기 모터를 진동시키도록 구성되고,
    상기 모터-구동 디바이스의 구조적 컴포넌트의 식별된 공진 주파수와 동일한 주파수에서 상기 진동 출력의 적어도 일부가 생성되어, 상기 진동 출력이 상기 구조적 컴포넌트의 공진(sympathetic vibration)에 의해 증폭되도록 구성되는, 모터-구동 디바이스.
  2. 청구항 1에서,
    상기 전자 컨트롤러는 상기 경보 상태에 관한 정보를 결정하고, 근처의 운영자에 의해 해석될 수 있는 진동 출력의 변조(modulation)로서 상기 정보를 인코드(encode)하도록 더 구성되는, 모터-구동 디바이스.
  3. 청구항 2에서,
    상기 변조는 상기 진동 출력의 진폭 변조 및 진동 주파수 변조의 적어도 하나를 포함하는, 모터-구동 디바이스.
  4. 청구항 1에서,
    상기 구조적 컴포넌트는 상기 모터의 하우징 또는 상기 모터-구동 디바이스의 하우징인, 모터-구동 디바이스.
  5. 청구항 1에서,
    상기 모터는 AC 모터이고, 상기 전자 컨트롤러는 가변 주파수 드라이브 기술을 통해 상기 모터를 제어하는, 모터-구동 디바이스.
  6. 청구항 1에서,
    상기 전자 컨트롤러는 상기 모터 내에 포함된 코일들의 시간에 따른 에너지 공급에 의해 모터를 제어하는, 모터-구동 디바이스.
  7. 청구항 1 내지 6 중 어느 한 항에서,
    상기 모터-구동 디바이스는, 원격 모니터링 스테이션과 신호 통신하고, 상기 경보 상태에 관한 정보를 상기 원격 모니터링 스테이션과 통신하도록 더 구성되는, 모터-구동 디바이스.
  8. 청구항 1에서,
    상기 전자 컨트롤러는 상기 전기 모터로부터 물리적으로 떨어져 있는, 모터-구동 디바이스.
  9. 청구항 1에서,
    상기 모터-구동 디바이스는 전자적으로 제어되는 밸브 액츄에이터인, 모터-구동 디바이스.
  10. 전자적으로 제어되는 모터-구동 디바이스가 국부적으로 지각할 수 있는 음향 경보(acoustic alert)를 발산하는 방법으로서,
    전기 모터, 및 상기 전기 모터와 제어 통신하는 전자 컨트롤러를 구비하는, 모터-구동 디바이스를 제공하는 단계;
    전기-기계적 출력을 제공하기 위해 상기 전자 컨트롤러에 의해 상기 전기 모터를 작동시키는 단계;
    상기 전자 컨트롤러에 의해 상기 디바이스의 상태를 모니터링하는 단계; 및
    상기 전자 컨트롤러가 상기 디바이스의 경보 상태를 감지할 때, 근처의 운영자가 음향적으로 지각할 수 있는 진동 출력을 생성하는 방식으로 상기 모터가 진동하도록 상기 전자 컨트롤러를 작동시는 단계;
    상기 전자 컨트롤러에 의해, 상기 모터-구동 디바이스의 구조적 컴포넌트의 식별된 공진 주파수와 동일한 주파수에서 진동 출력을 생성시켜, 상기 진동 출력이 상기 구조적 컴포넌트의 공진(sympathetic vibration)에 의해 증폭되는 단계를 포함하는, 모터-구동 디바이스의 음향 경보 발산 방법.
  11. 청구항 10에서,
    상기 전자 컨트롤러에 의해 상기 경보 상태에 관한 정보를 결정하는 단계; 및
    근처의 운영자에 의해 식별되고 해석될 수 있는 상기 진동 출력의 변조로서 상기 정보를 상기 전자 컨트롤러에 의해 인코드하는 단계를 더 포함하는, 모터-구동 디바이스의 음향 경보 발산 방법.
  12. 청구항 11에서,
    상기 변조는 상기 진동 출력의 진폭 변조 및 진동 주파수 변조의 적어도 하나를 포함하는, 모터-구동 디바이스의 음향 경보 발산 방법.
  13. 청구항 10에서,
    상기 구조적 컴포넌트는 상기 모터의 하우징 또는 상기 모터-구동 디바이스의 하우징인, 모터-구동 디바이스의 음향 경보 발산 방법.
  14. 청구항 10에서,
    상기 모터는 AC 모터이고, 상기 전자 컨트롤러는 가변 주파수 드라이브 기술을 통해 모터를 제어하는, 모터-구동 디바이스의 음향 경보 발산 방법.
  15. 청구항 10에서,
    상기 모터는 DC 모터이고, 상기 전자 컨트롤러는 상기 모터에 포함된 코일의 시간에 따른 에너지 공급에 의해 상기 모터를 제어하는, 모터-구동 디바이스의 음향 경보 발산 방법.
  16. 청구항 10에서,
    상기 전자 컨트롤러에 의해, 상기 경보 상태에 관한 정보를 원격 모니터링 스테이션과 통신하는 단계를 더 포함하는, 모터-구동 디바이스의 음향 경보 발산 방법.
  17. 청구항 16에서,
    상기 모터-구동 디바이스는 전기적으로 제어되는 밸브 액츄에이터인, 모터-구동 디바이스의 음향 경보 발산 방법.

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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020185927A1 (en) * 2019-03-12 2020-09-17 Whelen Engineering Company, Inc. Volume scaling and synchronization of tones
CN115250643A (zh) * 2021-02-25 2022-10-28 创科无线普通合伙 向使用者发出通知的动力工具及方法
CN113693296A (zh) * 2021-08-30 2021-11-26 深圳桐源芯动力科技有限公司 一种电子烟及其控制方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090284206A1 (en) * 2008-05-17 2009-11-19 Diehl Ako Stiftung & Co. Kg Motor controller for controlling an electric motor
WO2016014430A1 (en) * 2014-07-23 2016-01-28 Regal Beloit America, Inc. Systems and methods for communicating with electric motors

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5726911A (en) * 1996-08-22 1998-03-10 Csi Technology, Inc. Electric motor monitor
US6529135B1 (en) * 1999-10-12 2003-03-04 Csi Technology, Inc. Integrated electric motor monitor
US7034711B2 (en) * 2001-08-07 2006-04-25 Nsk Ltd. Wireless sensor, rolling bearing with sensor, management apparatus and monitoring system
US20040203503A1 (en) * 2002-05-31 2004-10-14 Rollins Thomas James Portable electronic apparatus
JP2006067726A (ja) * 2004-08-27 2006-03-09 Minebea Co Ltd モータ状態報知方法及びモータ駆動装置
US7551411B2 (en) * 2005-10-12 2009-06-23 Black & Decker Inc. Control and protection methodologies for a motor control module
EP1952665B1 (en) * 2005-10-27 2014-07-30 Nokia Corporation Vibration motor as a transducer of audio
CN101303393B (zh) * 2007-05-08 2011-01-05 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 马达运行的监控系统及其监控方法
US8224492B2 (en) * 2008-09-30 2012-07-17 Lakomiak Jason E Auto-configuring condition monitoring system and method
US8442688B2 (en) * 2010-01-28 2013-05-14 Holcim (US), Inc. System for monitoring plant equipment
US8648709B2 (en) * 2010-05-12 2014-02-11 Proxisafe Ltd. Event warning system and method thereof
US8556795B2 (en) * 2010-11-23 2013-10-15 Minnetronix Inc. Portable controller with integral power source for mechanical circulation support systems
DE102011104382A1 (de) * 2011-06-16 2012-12-20 Daimler Ag Brennkraftmaschinenventiltriebvorrichtung für ein Kraftfahrzeug
US8988208B2 (en) * 2012-03-12 2015-03-24 George J. Carson Tire temperature emergency warning heat indicator/transmitter with cooling solution
JP2014123789A (ja) * 2012-12-20 2014-07-03 Funai Electric Co Ltd 情報端末、及び、通信システム
US10470971B2 (en) * 2013-03-15 2019-11-12 Sambhu Choudhury Garment with remote controlled vibration array
US9189932B2 (en) * 2013-11-06 2015-11-17 Andrew Kerdemelidis Haptic notification apparatus and method
MX2016009933A (es) * 2014-02-07 2017-01-23 Nidec Motor Corp Sistemas, dispositivos, y metodos para monitoreo de motor.
EP3157457B1 (en) * 2014-06-18 2019-03-20 DENTSPLY SIRONA Inc. 2-wire ultrasonic magnetostrictive driver
KR101735607B1 (ko) * 2015-09-09 2017-05-15 엘지전자 주식회사 모터 구동장치, 이를 구비하는 홈 어플라이언스, 및 이동 단말기
US10027262B2 (en) * 2016-09-13 2018-07-17 Ford Global Technologies, Llc Pseudorandom PWM variation based on motor operating point
US20180082563A1 (en) * 2016-09-21 2018-03-22 Breianna Cristella Car seat monitor

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090284206A1 (en) * 2008-05-17 2009-11-19 Diehl Ako Stiftung & Co. Kg Motor controller for controlling an electric motor
WO2016014430A1 (en) * 2014-07-23 2016-01-28 Regal Beloit America, Inc. Systems and methods for communicating with electric motors

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