KR20040042222A - 등대저속회전장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 등명기를 저속으로 회전시키는 등대저속회전장치에 관한 것이다.

특히, 중앙으로 돌출 설치되는 중공축에 코일이 권선되는 전자석이 설치되는 베이스와, 상기 중공축을 중심으로 회전토록 설치되는 내커버를 내측에 구비하고 그 외주연으로 분할핀이 설치되는 외커버로 구성되는 커버와, 상기 베이스의 일측 단부에 설치되어 회전되는 분할핀의 통과시간을 카운트하는 감지센서 및, 상기 감지센서와 회로연결되어 상기 외커버가 일정한 저속회전을 갖도록 설치되는 콘트롤러부를 포함하는 구성으로 이루어진다.

이에따라, 본 발명은, 구조가 간단하여 이동하기 용이하고, 외커버의 저속회전시 감소되는 만큼의 파워만 보상함으로서 일정한 저속회전이 유지되도록 하는 등대저속회전장치를 제공한다.

Description

등대저속회전장치{a rotation apparatus having low speed for lighthouse}

본 발명은 등대저속회전장치에 관한 것으로서, 중앙으로 중공축이 돌출 설치되는 베이스에 코일이 권선되는 전자석이 설치되고, 상기 전자석에 베어링을 개재하여 회전되도록 설치되는 내커버를 구비하는 외커버가 그 외주연으로 분할핀을 갖으며, 상기 분할핀의 회전시 회전속도를 탐지하는 감지센서가 베이스의 일측에 설치되고, 상기 감지센서와 회로연결되어 외커버를 일정속도로 유지하는 콘트롤러부가 설치되는 구성으로 이루어져, 상기 외커버의 회전시 운동 마찰에 의해 감소되는 토크만을 보상함으로서 일정한 저속회전이 유지되도록 하는 등대저속회전장치를 제공한다.

일반적으로 등대는, 항로 표지의 하나로 바닷가나 섬 같은 곳에 탑 모양으로 높이 세워서 밤에 다니는 배에 목표, 뱃길, 위험한 곳 따위를 알려 주려고 불을 비추는 시설로, 등명기에서 야간에 강렬한 등불빛을 발하여 선박 또는 항공기에 육지의 소재, 원근, 위험한 곳 등을 명시해 준다. 항해용 등대는 섬 ·곶 ·암초 ·여울, 항만의 출입구 등에 설치되며, 주간에도 쉽게 발견할 수 있도록 탑 모양으로 건조되고, 항공등대는 항공로에 가까운 산꼭대기 ·공항 부근에 설치되는데 광력(光力)이 강하며, 항해용으로도 이용된다.

특히, 등대에 설치되는 등명기는, 전력이 가장 많이 사용되는 장치로, 구조가 복잡하여 고장이 잦고, 유지 보수하기가 어려우며, 회전기어를 사용하여 등명기를 회전시킴으로서 기어의 마모로 인해 파손이 발생하기 쉽고, 브러쉬 마모에 의한 브러쉬 모터 자체의 회전 부정확성으로 오동작이 일어나기 쉬우며, 중량이 무거워 한사람이 직접 이동하기에는 곤란한 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 운반하기 용이하도록 가볍고, 간단한 구조가 되도록 하고, 플라이 휠 효과를 최대로 이용하여 안정도가 극대화 되도록 하며, 등명기의 회전시 운동 마찰에 의해 감소되는 량만큼의 토크값만 보상함으로서 지속적으로 저속 유지가 가능하도록 하는 등대저속회전장치를 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명에 따른 등대저속회전장치를 도시한 사시도.

도 2는 본 발명에 따른 등대저속회전장치를 도시한 결합 사시도.

도 3은 본 발명에 따른 등대저속회전장치의 구성 블럭도.

도 4는 본 발명에 따른 등대저속회전장치의 동작 순서도.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 등대저속회전장치의 결합 상태도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호설명>

10...베이스 11...중공축

12...인입공 13...연결코드

20...전자석 30...내커버

31...영구자석 40...외커버

50...감지센서 70...커버

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 중앙의 상면에 중공축이 돌출 형성되는 원판형의 베이스와, 상기 중공축에 개재되어 전류가 유도되도록 철심에 코일이 권선되는 다수개의 전자석과, 상기 베이스의 중공축을 중심으로 회전토록 장착되고, 그 외주연으로 분할핀이 다수개 설치되는 커버와, 상기 분할핀과 대응토록 상기 베이스의 일측에 설치되어 회전되는 분할핀의 회전간격을 카운트하는 감지센서 및, 상기 감지센서와 회로연결되어 상기 커버의 회전속도를 일정속도로 조정하는 콘트롤러부를 포함하는 구성으로 이루어진다.

또한, 본 발명에 따른 상기 커버는, 상기 베이스의 중공축에 장착되는 내커버와, 상기 내커버의 상부에 고정결합되는 외커버로 구성되며, 상기 내커버는, 상기 베이스의 중공축을 중심으로 회전토록 상기 전자석에 베어링을 개재하여 결합되고, 그 내측으로 상기 전자석과 일정간격 이격되어 대응토록 내주연에 영구자석이 설치되며, 상기 외커버는, 개방되는 하부 내측으로 상기 내커버가 고정 결합되고, 하부 외주연으로 360도 분할되는 분할핀이 다수개 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 상기 콘트롤러부는, 상기 커버가 일정한 저속회전으로 유지될 수 있도록 그 기준이 되는 기준 회전값을 입력하는 입력부와, 상기 입력부를 통해 입력된 기준 회전값과 상기 감지센서에 의해 측정된 아날로그 측정값을 디지털 데이터값으로 변환하는 카운터부와, 상기 카운터부에서 입력받는 디지털 데이터값과 상기 입력부에 입력된 기준 회전값을 비교하여 그 오차 데이터를 확인하고 오차 데이터를 제어하는 마이크로프로세서와, 상기 마이크로프로세서와 연결되어 일정 포맷으로 규정된 데이터값을 원거리 관리자에게 전송하는 송신부와, 상기 마이크로프로세서에서 제어된 데이터에 의해 상기 전자석에 오차 데이터를 보상하여 전류을 인가되는 출력부 및, 상기 마이크로프로세서에 의해 제어되는 전자석의 동작상태를 표시하는 표시부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 상기 외커버는, 내측으로 상기 분할핀을 감싸도록 절곡형성되는 고리형상의 외커버링이 장착되는 걸림돌기가 외주연으로 돌출 형성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 2에서 도시된 바와 같이, 본 발명은, 중앙으로 돌출되는 중공축(11)이 형성되는 베이스(10)와, 상기 중공축(11)에 고정 설치되는 다수개의 전자석(20)과, 상기 중공축(11)의 상부에 회전토록 설치되는 내커버(30)에 고정결합되는외커버(40)로 이루어지는 커버(70)와, 상기 커버(70)의 회전시 회전간격을 측정하는 감지센서(50) 및, 상기 감지센서(50)와 회로 연결되어 상기 커버(70)의 회전속도를 일정하게 유지시키는 콘트롤러부(60)로 크게 구성된다.

상기 베이스(10)는, 중앙으로 원통형의 중공축(11)이 상부로 돌출 설치되고, 상기 중공축(11)에는 다수개의 전자석(20)이 고정 설치되며, 절곡형성되는 일측으로 상기 콘트롤러부(60)로 부터 상기 전자석(20)에 전류가 인가되도록 연결코드(13)가 인입되는 인입공(12)이 형성된다.

상기 중공축(11)에 고정 설치되는 전자석(20)은, 철심에 계자코일이 권선되어 상기 베이스(10)의 중공축(11)에 고정 설치되되, 상기 전자석(20)에 대응되는 회전 부하량에 따라 다수개 설치된다.

여기서, 상기 전자석(20)은, 0.34~0.5mm 두께의 규소강판을 두껍게 쌓아 구성되는 철심과, 상기 철심에 형성된 슬롯에 권선되는 코일로 구성되는데, 상기 철심은, 상기 철심에 형성된 공극에서 자속밀도가 균일하지 않고 토크가 맥동하여 회전변동이 발생하는 것을 저감하기 위해 슬롯을 다수개 형성하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 베이스(10)의 상부에 회전되도록 결합되는 커버(70)는, 상기 베이스(10)의 중공축(11)을 중심으로 회전되도록 상기 베이스(10)의 상부에 베어링을 개재하여 결합되는 내커버(30)와, 상기 내커버(30)가 내측에 고정설치되는 외커버(40)로 구성된다.

상기 내커버(30)는, 상기 베이스(10)의 상부에 결합되어 중공축(11)을 중심으로 회전되도록 장착되는데, 이때, 중공축(11)을 일정한 위치에 고정시키고 중공축(11)의 자중과 중공축(11)에 걸리는 하중을 지지하면서 축에서 회전되는 베어링(32)을 개재하여 결합하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 내커버(30)의 내측 상부에는, 상기 외커버(40)가 베이스(10)의 중공축(11)에 결합시 발생되는 수직하중을 잡아줌으로서 회전축 방향에 작용하는 추력이 지지되도록 스러스트 베어링을 더 개재하여 설치하여도 좋다.

상기 베이스(10)에 장착되는 내커버(30)는, 그 내측으로 상기 전자석(20)과 일정간격 이격되어 대응토록 영구자석(31)이 내주연에 설치되고, 상기 내커버(30)가 외커버(40)의 내측에 인입되어 다수개의 고정볼트에 의해 고정 결합된다.

여기서, 상기 전자석과 대응되는 영구자석(31)은, 마그네틱영구자석을 사용하는 것이 바람직하고, 선택적으로 동바 혹은 다이캐스트된 알루미늄바의 구조로 된 농형회전자를 사용하여도 좋다.

상기 내커버(30)가 결합되는 외커버(40)는, 내측으로 상기 내커버(30)와 대응되는 형상으로 형성되어 그 내측으로 내커버(30)를 고정볼트에 의해 고정결합하고, 하부 외주연으로 360도 분할되는 다수개의 분할핀(41)이 설치되어 상기 베이스(10)의 일측에 설치된 감지센서(50)와 대응되도록 구성된다.

다른 실시예로, 도 5에서 도시된 바와 같이, 상기 외커버(40)는, 외주연으로 다수개의 걸림돌기(42)가 둘출형성되고, 상기 걸림돌기(42)에 장착되도록 내측으로 상기 분할핀(41)을 감싸는 절곡형상의 고리형상을 갖는 외커버링(43)을 갖도록 구성하여도 좋다.

상기 분할핀(41)과 대응토록 설치되는 감지센서(50)는, 상기 외커버(40)가중공축(11)을 중심으로 회전시, 상기 외커버(40)의 외주연에 설치된 분할핀(41)을 통과하는 시간 오차가 측정되도록 상기 베이스(10)의 일측에 고정 설치되고, 상기 외커버(40)와 베이스(10) 사이의 운동마찰에 의해 저감되는 회전속도를 조정토록 콘트롤러부(60)와 일측으로 회로연결된다.

도 1에서 도시된 바와 같이, 상기 감지센서(50)와 회로연결되는 콘트롤러부(60)는, 상기 감지센서(50)에서 측정된 시간오차와 상기 외커버(40)의 회전하는 표준 시간차를 비교하여 상기 중공축(11)에 설치된 전자석(20)과 상기 영구자석(31)에 척력과 인력이 발생토록 손실된 보상에 대한 필요한 전류를 인가하도록 구성된다.

이때, 상기 전자석(20)에 인가되는 보상 전류는 초기 설정 오차에 따라 달라 질수 있으나 오차값은 ±0.0001초로 설정하는 것이 바람직하다.

도 3에서 도시된 바와 같이, 상기 콘트롤러부(60)는, 기준이 되는 회전값이 입력되는 입력부(61)와, 상기 입력부(61)를 통해 입력된 값을 디지털로 변환하는 카운터부(62)와, 상기 카운터부(62)에서 입력받는 디지털 데이터값을 비교 분석하는 마이크로프로세서(63)와, 상기 마이크로프로세서(63)에서 분석된 데이터값을 외부로 전송하는 데이터 송신부(64)와, 상기 마이크로프로세서(63)에서 전자석으로 전류을 인가되는 출력부(65) 및, 동작상태를 표시하는 표시부(66)로 이루어진다.

상기 입력부(61)는, 상기 커버(70)의 회전으로 감지센서에 의해 측정된 측정값을 비교하여 일정한 저속회전으로 유지될 수 있도록 기준이 되는 기준 회전값이 입력되고, 상기 카운터부(62)는, 상기 입력부(61)에서 입력된 기준 회전값과 상기감지센서를 통해 측정된 아날로그 측정값을 디지털 데이터값으로 변환한다.

또한, 상기 마이크로프로세서(63)는, 상기 카운터부(62)에서 입력받는 디지털 데이터값과 상기 입력부에 입력된 기준 회전값과 비교하여 그 오차 데이터를 제어하고, 상기 마이크로프로세서(63)와 연결되는 데이터 송신부(64)는, 처리된 오차 데이터값을 일정 포맷으로 규정된 데이터값을 원거리 관리자에게 전송한다.

상기 마이크로프로세서(63)에 연결되는 출력부(65)는, 상기 마이크로프로세서(63)에서 제어된 데이터에 따라 상기 전자석에 오차 데이터를 보상하는 전류값을 인가하고, 상기 마이크로프로세서(63)에 연결되는 표시부(66)는, 현재 동작되고 있는 기준회전값과 출력부의 동작값 및 에러코드등을 화면에 표시한다.

이와같은 구성으로 이루어진 본 발명의 작동되는 일련의 작용을 설명하면 다음과 같다.

상기 베이스(10) 중앙의 중공축(11)에 설치된 전자석(20)은, 베이스(10)의 일측에 형성된 인입공(12)을 통해 연결코드(13)로서 콘트롤러부(60)와 연결되고, 상기 중공축(11)은 베어링(32)을 개재하여 상기 중공축(11)을 중심으로 회전할 수 있도록 외커버(40)의 내측에 고정결합되는 내커버(30)가 설치되는데, 이때, 상기 콘트롤러부(60)가 외커버(40)의 부하에 대응되는 스타트 파워를 전자석(20)에 공급하면, 상기 전자석(20)은 상기 내커버(30)의 내측에 설치된 영구자석(31)과 자석끼리의 인력과 척력에 의해 상기 내커버(30)를 시계방향 혹은 반시계방향으로 회전시킨다.

이때, 상기 내커버(30)가 고정된 외커버(40)의 회전속도는, 분당 0.5~ 6 RPM으로 회전되며, 바람직하게는 분당 0.5회전 되도록 조정하는 것이 바람직하다.

계속하여, 스타트 파워에 의해 회전되는 외커버(40)는, 상기 베이스(10)와 베어링(32)에 의해 물체의 하중과 면의 상태에 의해서 결정되는 운동마찰이 발생하게 되어 회전속도가 저감하게 된다.

이때, 상기 외커버의 외주연에 설치된 분할핀(41)이 회전하면서 베이스의 일측에 설치된 감지센서(50)를 통과하면 상기 외커버(40)의 분할핀(41)이 통과하는 간격을 상기 감지센서(50)가 전기적인 신호로 바꾸어 일측에 연결된 콘트롤러부(60)에 전달하고, 상기 콘트롤러부(60)에서는, 상기 감지센서(50)에서 전달된 시간오차를 초기 설정된 표준오차와 비교하여 운동마찰에 의해 발생한 시간오차를 보상되는 파워를 상기 전자석(20)에 공급하여 상기 외커버(40)가 일정한 저속회전이 유지되도록 한다.

즉, 도 4에서 도시된 바와 같이, 사용자는 일정속도를 상기 콘트롤러부에 설정하고, 감지센서로 회전속도를 측정한 값과 상기 마이크로프로세서의 기준회전속도값을 비교 분석하여 이 때의 차이값에 따라 회전 속도를 증,감소 시키고, 회전속도의 증,감소에 의해 상기 전자석의 입력전압을 조절하여 기준회전속도를 유지시킨다. 회전속도가 과다하게 회전하는 경우와 회전이 불가능할 경우에는 일정 시간후에 오류로 판단하여 회전을 정지시키거나 동작을 정지시키도록 한다.

이와 같이 본 발명은, 구조가 간단하여 보수 및 설치가 용이하고, 30kg안팎의 중량으로 이루어져 혼자서도 용이하게 이동할 수 있을 정도로 가볍고, 초기 회전시 필요한 스타트 파워만 공급한 후 감소되는 토크 만큼만 보상함으로서 저속으로 회전속도를 일정하게 유지할 수 있는 장점이 있다.

또한, 회전을 일정하게 유지함으로서, 회전의 속도가 빠르게 회전하거나 너무 느리게 회전하여 발생할 수 있는 모터의 이상을 방지할 수 있고, 상기 콘트롤러부에서 멀리 떨어진 사용자에게 상기 커버의 회전속도와 커버에 전달되는 전류값, 전압값 등을 전송해주어 원격조정도 가능한 장점이 있다.

더하여, 상기 감지센서를 감쌀 수 있는 외커버링을 장착하여 장기간의 사용시 발생하는 먼지의 적층을 방지하여 시간오차를 정확하게 측정할 수 있도록 하는 장점이 있다.

본 발명은 특정한 실시 예에 관련하여 도시하고 설명 하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진자는 극히 용이하게 알수 있음을 밝혀 두고자 한다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의하면, 구조가 간단하여 보수 및 설치가 용이하고, 가벼워 이동하기 편하며, 초기 회전시 필요한 스타트 파워만 공급한 후 감소되는 토크 만큼만 보상함으로서 플라이 휠 효과를 극대화 시켜 등명기의 저속회전에 적합한 속도가 지속적으로 유지되는 효과가 있는 것이다.

Claims (4)

1. 중앙의 상면에 중공축(11)이 돌출 형성되는 원판형의 베이스(10);

   상기 중공축(11)에 개재되어 전류가 유도되도록 철심에 코일이 권선되는 다수개의 전자석(20);

   상기 베이스(10)의 중공축(11)을 중심으로 회전토록 장착되고, 그 외주연으로 다수개의 분할핀(41)이 설치되는 커버(70);

   상기 분할핀(41)과 대응토록 상기 베이스(10)의 일측에 설치되어 회전되는 분할핀(41)의 회전간격을 카운트하는 감지센서(50) 및;

   상기 감지센서(50)와 회로연결되어 감지센서(50)에서 측정된 데이터값을 기준회전값과 비교하여 상기 커버(70)의 회전속도가 일정하게 유지되도록 제어하는 콘트롤러부(60)를 포함하는 구성으로 이루어지는 등대저속회전장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 커버(70)는, 상기 베이스(10)의 중공축(11)에 장착되는 내커버(30)와, 상기 내커버(30)의 상부에 고정 결합되는 외커버(40)로 구성되고, 상기 내커버(30)는, 상기 베이스(10)의 중공축(11)을 중심으로 회전토록 상기 전자석(20)에 베어링(32)을 개재하여 결합되고, 그 내주연으로 상기 전자석(20)과 대응토록 영구자석(31)이 일정간격 이격되어 설치되며, 상기 외커버(40)는, 개방되는 하부 내측으로 상기 내커버(30)가 고정 결합되고, 외주연으로 360도 분할되는분할핀(41)이 다수개 설치되는 것을 특징으로 하는 등대저속회전장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 콘트롤러부(60)는, 상기 커버(70)가 일정한 저속회전으로 유지될 수 있도록 그 기준이 되는 회전값이 입력되는 입력부(61);

   상기 입력부(61)를 통해 입력된 기준 회전값과 상기 감지센서(50)에 의해 측정된 아날로그 측정값을 디지털 데이터값으로 변환하는 카운터부(62);

   상기 카운터부(62)에서 입력받는 디지털 데이터값과 상기 입력부에 입력된 기준 회전값을 비교하여 그 오차 데이터를 확인, 제어하는 마이크로프로세서(63);

   상기 마이크로프로세서(63)에서 처리된 데이터를 일정 포맷의 규정된 데이터값으로 원거리 관리자에게 전송하는 송신부(64);

   상기 마이크로프로세서(63)에서 제어된 데이터에 의해 상기 전자석(20)에 오차 데이터를 보상하는 전류을 인가되는 출력부(65) 및;

   상기 마이크로프로세서(63)에 의해 제어되는 전자석의 동작상태를 표시하는 표시부(66)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 등대저속회전장치.
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 외커버(40)는, 상기 분할핀(41)을 감싸도록 내주연이 절곡 형성되는 고리형상의 외커버링(43)을 상기 외커버(40)에 고정시키는 걸림돌기(42)가 외주연으로 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 등대저속회전장치.