KR20020010399A

KR20020010399A - 절대 중력방향의 추와 가변저항기를 이용한 구조물의기울기 검출장치

Info

Publication number: KR20020010399A
Application number: KR1020000044104A
Authority: KR
Inventors: 정광우
Original assignee: 정광우; 주식회사 탑시스템
Priority date: 2000-07-29
Filing date: 2000-07-29
Publication date: 2002-02-04

Abstract

본 발명은 절대 중력방향의 추와 가변저항기를 이용한 구조물의 기울기 검출 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 각종 건축물의 기울기를 보다 정확하게 검출할 수 있는 구조물의 기울기 검출장치를 제공코자 하는 것이다.

즉, 본 발명은 각종 구조물의 기울기 검출장치를 구성함에 있어서, 케이싱(1) 내부에 검출부(2)를 설치하되, 상기 검출부(2)는 일측에 나사식으로 결합되는 가변저항(3)에서 인출되는 축(4)상에 평기어(5)가 축고정되고, 상기 평기어(5)는 종동축(6)상에 축고정된 또 다른 평기어(7)와 기어물림되도록 하며, 상기 평기어(7)에는 피니언(8)을 일체형성하되, 상기 피니언(8)은 이와 직각방향으로 케이싱(1)의 좌우 슬라이드공(9)상에 슬라이드 가능하게 스프링(16)으로 탄력설치된 개략 T형의 슬라이드축(10)상에 형성된 랙기어(11)와 기어물림토록 하며, 슬라이드축(10)에 형성된 가이더(12)는 케이싱(1)의 대응면부에 형성된 슬라이드공(13)상에 슬라이드 안내되도록 하고, 슬라이드축(10)의 가이더(12)에는 절대 중력방향으로 설치되는 추(14)가 하단에 고정된 추지지대(15)가 연접설치되도록 하여 구조물의 기울기에 따라 절대 중력방향의 추(14)에 의해 슬라이드축(10)이 이동하면서 이와 기어물림된 가변저항(3)의 저항값을 변화시켜 이격거리와 추지지대(15)에서 슬라이드축(10) 중심점까지의 거리를 이용한 삼각함수 값을 이용하여 구조물의 기울기를 정밀하게 측정할 수 있어 구조물의 기울기 측정상 정밀도를 일층 높일 수 있고, 기울기 측정작업의 편의성도 일층 배가할 수 있는 것이다.

Description

절대 중력방향의 추와 가변저항기를 이용한 구조물의 기울기 검출 장치{The tiltmeter using by the variable resistance to the proportion with the movement of the pendulum}

통상 각종 구조물의 기울기를 검출코자 할 시는 주로 이엘 비임(EL Beam) 혹은 인클리노메터(Inclinometer)를 이용해 왔다. 이는 고성능의 틸트(tilt) 센서를 내부에 부착하여 기울기를 검출하는 방식으로, 특히 성능이 뛰어난 이엘 비임(EL Beam)의 경우에는 1축 당 2개의 틸트 센서를 이용하여 기울기를 검출하는 방식을 적용하고 있었다.

이러한 기울기 검출방식은 기울기의 분해능 내지 안정도를 위하여 고성능의 센서 및 주변 회로가 필요하였으며, 그에 따른 고 비용부담과 더불어 항상 전자적 에러의 여지가 있는 등 다수의 문제점을 안고 있어, 이를 개선할 수 있는 기울기 검출장치의 개발이 업계의 절실한 당면과제였던 것이다.

이에 본 발명에서는 각종 구조물의 기울기를 절대중력방향의 추와 상기 추의 이동에 따른 거리를 가변저항과 삼각함수를 이용하여 정밀하게 측정할 수 있는 기울기 검출장치를 제공함에 발명의 기술적 과제를 두고 본 발명을 완성한 것이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예를 보인 사시도

도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예를 보인 저면도

도 3은 본 발명의 사용상태를 보인 측단면도

■ 도면의 주요부분에 사용된 부호의 설명 ■

1:케이싱 2:검출부

3:가변저항 4:축

5:평기어 6:종동축

7:평기어 8:피니언

9:슬라이드공 10:슬라이드축

11:랙기어 12:가이더

13:슬라이드공 14:추

15:추지지대 16:스프링

본 발명을 이하의 첨부도면 도 1 내지 도 3을 참고로 하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명은 대분하여 케이싱(1)과 검출부(2)로 이루어지며, 상기 케이싱(1)은 검출부(2)를 감싸는 형태로서 상하 개방형으로 이루어져 있다.

즉, 케이싱(1)의 내부에는 검출부(2)를 설치하되, 검출부(2)는 일측에 나사식으로 결합되는 가변저항(3)에서 인출되는 축(4)상에 평기어(5)가 축고정되고, 상기 평기어(5)는 종동축(6)상에 축고정된 또 다른 평기어(7)와 기어물림된다.

상기 평기어(7)에는 피니언(8)이 일체형성되어 있고, 상기 피니언(8)은 이와 직각방향으로 케이싱(1)의 좌우 슬라이드공(9)상에 슬라이드 가능하게 개략 T형의 슬라이드축(10)이 형성되어, 상기 슬라이드축(10)에 형성된 랙기어(11)와 상기 피니언(8)이 기어물림되도록 한다.

그리고 상기 슬라이드축(10)에 T형으로 일체 형성된 가이더(12)는 케이싱(1)의 대응면부에 형성된 슬라이드공(13)상에 슬라이드 안내될 수 있도록 설치되어 있다.

슬라이드축(10)의 가이더(12)에는 수직방향, 즉 절대중력방향으로 설치되는추(14)가 하단에 고정된 추지지대(15)가 연접하며, 상기 슬라이드축(10)은 케이싱(1)에 일단이 고정된 스프링(16)의 타단을 고정하여 항상 추지지대(15)가 가이더(12)에 연접하는 수평방향으로 일정한 스프링 텐션을 받도록 설치된다.

상기한 본 발명의 구성에 있어서, 슬라이드축(10)의 랙기어(11)와 종동축(6)상의 피니언(8)은 1:1의 기어비로 기어물림되도록 하며, 피니언(8)과 평기어(7)는 1:10×a 의 기어비가 되도록 한다.

상기 1:10×a 의 기어비를 갖는 평기어(7)는 가변저항(3)상의 축(4)상의 평기어(5)외는 10×a:1의 기어비로 기어가 상호 맞물리도록 기어의 치수(齒數)를 설계하여 적용토록 되어 있다.

여기서 1/100°를 가지기 위해서는 상기 "a"는 1보다 큰 값을 가진다.

상기와 같이 구성될 수 있는 본 발명의 기울기 검출장치는 다음과 같이 작용하여 각종 구조물의 기울기를 정확히 검출할 수 있는 것으로서, 이를 이하에 보다 구체적으로 설명키로 한다.

상기 추(14)는 절대 중력방향의 기준이 되며, 스프링(16)에 의해서 수평축상으로 일정방향으로 힘을 갖는 슬라이드축(10)의 가이더(12)와 상기 추(14)가 고정된 추지지대(15)가 연접상태로 있어, 만약 건물을 등지고 있을 때, 건물이 오른쪽으로 기울어진다면 추(14)에 의해 슬라이드축(10)을 미는 형태로 원래의 슬라이드축(10) 위치에서 건물의 기울어지는 각도 만큼 이격이 생긴다.

상기 이격의 거리만큼 추지지대(15)가 케이싱(1)에 축삽입된 슬라이드축(10)을 밀게 되어 상기 슬라이드축(10)에 형성된 랙기어(11)에 의해 종동축(6)상의 피니언(8)을 회전시키게 되고, 상기 피니언(8)과 일체형성된 평기어(7)에 의해 가변저항(3)이 설치된 축(4)상에 축고정된 평기어(5)를 회전시키게 되므로 최종적으로 상기 추(14)에 의한 슬라이드축(10)의 슬라이드 운동은 가변저항(3)의 저항값을 변화시키게 된다.

여기서 이격 거리를 A, 추지지대(15)의 슬라이드축(10) 중심점까지의 거리를 B라고 놓았을 때, A와 B의 값을 알 수 있으므로, 삼각함수 관계에 의해서 실제 건물이 기울어지는 각도를 측정할 수 있게 되는 것이다.

또한, 구조물이 왼쪽으로 기울어졌다면, 추(14)는 왼쪽으로 기울어지기 때문에 스프링(16)의 탄성에 의해 슬라이드축(10)이 슬라이드운동을 하게 되어 슬라이드축(10)이 슬라이드한 폭, 즉 이동된 이격 거리는 위의 설명과 같이 가변저항(3)으로 전달되며, 그 기울어진 각도는 삼각함수 관계에 의해 구할 수 있는 것이다.

한편, 기울어진 각도의 분해능은 상기한 피니언(8)과 평기어(7,5)의 기어비에 따라 분해능이 결정된다. 총 1:100의 기어비에서 1/100°의 분해능이 나오게 되므로, 이것은 "a"가 "1"보다 클 때이다.

그리고 평기어(5)의 회전정도에 따라 가변저항(3)의 저항 값이 변하기 때문에, 이 저항의 변화량은 전압을 변화시켜, 이를 사람이 쉽게 인지할 수 있도록 10진수의 숫자 또는 16진수의 정보형태로 처리되도록 제어회로를 구성한다.

이러한 본 발명의 기울기 검출장치는 1축의 기울기를 검출한다. 추(14)의 원호 운동에 따른 함축 거리는 이미 알고있는 추지지대(15)의 길이를 이용한 삼각함수 관계에 따라 함축 거리가 나오게 되며, 이것은 제어회로의 알고리즘을 구성할 때 보상하거나 분해능 이하의 것은 무시하도록 설계된다.

그러므로 본 발명을 각종 구조물의 X축과 Y축에 각각 설치하면, X축과 Y축의 2축의 구조물 기울기를 정확하게 측정할 수 있게 되는 것이다.

이상에서 상세히 살펴 본 바와 같이 본 발명에서 제공하는 기울기 검출장치는 각종 구조물의 기울기를 검출함에 있어서, 절대 중력방향의 추(14)와 가변저항(3)을 이용하여 각종 구조물의 기울기에 따라 절대 중력방향의 추(14)에 의해 이동하는 슬라이드축(10)의 슬라이드 운동이 가변저항(3)의 저항값을 변화시켜 이격거리와 추지지대(15)에서 슬라이드축(10) 중심점까지의 거리를 이용한 삼각함수 값을 이용하여 구조물의 기울기를 정밀하게 측정할 수 있도록 함으로써 기울기 측정의 정밀도를 일층 높일 수 있으며, 기울기 측정작업의 편의성도 일층 배가할 수 있는 것이다.

그리고 본 발명은 그 구조상 전자적 에러률을 최소화할 수 있으며, 염가의 기울기 검출장치를 제공할 수 있는 등 그 기대되는 효과가 다대한 발명이다.

Claims

각종 구조물의 기울기를 검출할 수 있는 기울기 검출장치를 구성함에 있어서;

상기 검출장치는 케이싱(1) 내부에 검출부(2)를 설치하되, 상기 검출부(2)는 일측에 나사식으로 결합되는 가변저항(3)에서 인출되는 축(4)상에 평기어(5)가 축고정되고, 상기 평기어(5)는 종동축(6)상에 축고정된 또 다른 평기어(7)와 기어물림되며,

상기 평기어(7)에는 피니언(8)을 일체형성하되, 상기 피니언(8)은 이와 직각방향으로 케이싱(1)의 좌우 슬라이드공(9)상에 슬라이드 가능하게 스프링(16)으로 탄력설치된 개략 T형의 슬라이드축(10)상에 형성된 랙기어(11)와 기어물림토록 하며,

상기 슬라이드축(10)에 형성된 가이더(12)는 케이싱(1)의 대응면부에 형성된 슬라이드공(13)상에 슬라이드 안내되도록 하고,

상기 슬라이드축(10)의 가이더(12)에는 절대 중력방향으로 설치되는 추(14)가 하단에 고정된 추지지대(15)가 연접설치된 것을 특징으로 하는 절대 중력방향의 추와 가변저항기를 이용한 구조물의 기울기 검출 장치.
제 1 항에 있어서;

상기 슬라이드축(10)의 랙기어(11)와 종동축(6)상의 피니언(8)은 1:1의 기어비를 가지며, 상기 피니언(8)과 평기어(7)는 1:10×a 의 기어비로 구성되고, 상기 평기어(7)는 가변저항(3)의 축(4)상에 축고정된 평기어(5)와 10×a:1의 기어비를 갖도록 하되, 상기 "a"는 1보다 큰 값을 가지는 것을 특징으로 하는 절대 중력방향의 추와 가변저항기를 이용한 구조물의 기울기 검출 장치.