KR200484713Y1 - 무선 토크 측정 장치 - Google Patents

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KR200484713Y1
KR200484713Y1 KR2020170002444U KR20170002444U KR200484713Y1 KR 200484713 Y1 KR200484713 Y1 KR 200484713Y1 KR 2020170002444 U KR2020170002444 U KR 2020170002444U KR 20170002444 U KR20170002444 U KR 20170002444U KR 200484713 Y1 KR200484713 Y1 KR 200484713Y1
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전응식
허병행
윤종철
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모루기술 주식회사
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Abstract

본 고안은 무선 토크 측정 장치에 관한 것으로, 감지부(10)와 제1 신호처리부(20) 및 제2 신호처리부(30)를 구비하는 무선 토크 측정 장치에 있어서, 상기 제1 신호처리부(20)의 제1 송신모듈(250)은 적어도 2개의 송신모듈로 이루어지고, 상기 제2 신호처리부(30)의 수신모듈(300)은 상기 제1 송신모듈(250)에 대응하는 적어도 2개의 수신모듈로 이루어지며, 제2 신호처리부(30)의 제2 중앙연산처리장치(310)는 상기 제1 송신모듈(250)로부터 수신되어 아날로그 디지탈 변환기(230)로부터 입력되는 적어도 2개의 채널 신호에 대한 안정성을 비교판단하여, 가장 안정된 선순위 통신 신호를 주 통신 방식의 채널로 설정 및 저장하고, 상기 주 통신 방식 다음으로 안정된 후순위 통신 신호를 부 통신 방식의 채널로 설정 및 저장하며, 상기 선순위 통신 신호와, 후순위 통신 신호의 연산결과를 각각의 채널에 해당하는 제2 송신모듈(330)을 통하여 원격지 수신부(40)에 전송하는 것이다.

Description

무선 토크 측정 장치{Wireless torque measuring device}
본 고안은 무선 토크(touque) 측정 장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 적어도 2개의 통신 모듈로 이루어지는 무선 토크 계측 시스템에서 각각의 계측 시스템으로부터 얻어진 신호 중에서 가장 안정화된 계측신호를 이용하여 신뢰성이 높은 계측결과를 얻을 수 있고, 근거리 통신망 및 다이렉트 통신 기술을 이용하여 디스플레이가 내장된 수신장치에서 데이터 출력이 가능할 뿐만 아니라, 스마트폰 어플리케이션을 이용하여 토크값을 읽을 수가 있게 됨으로써, 기존 텔레메트리 방식을 이용한 토크센서와 슬립링 토크센서에 비하여 신호 노이즈 발생이 적고, 토크값 및 1분당 회전수(revolution per minute, RPM)를 원격지에서 실시간으로 확인할 수 있는 무선 토크 측정 장치에 관한 것이다.
토크센서(Torque sensor)는 어떤 회전체가 회전을 할 때 동력 전달축의 비틀림 각이나 변형된 값을 이용하여 계측하고자 하는 물체의 회전력(touque)을 측정하는 센서로서 정밀 측정 시험기, 자동차, 공구, 중공업, 로봇산업, 항공 우주 공학, 의료기, 화학, 토목 건설, 스포츠 및 레저 산업 등 산업 전반에 응용되고 있다.
이러한 토크센서가 회전축의 변위를 검출하는 방법에는 슬립링([slip ring) 방식과 텔레메트리(telemetry) 방식이 있다.
슬립링 방식은 전동기나 발동기의 회전자(回轉子)의 축에 스트레인 게이지(strain gauge)가 부착된 복수의 브릿지를 구비하는 접촉자(接解子)를 부착하여 외부로부터 전류가 공급되게 하고, 토크로 인하여 브릿지가 변형될 때, 스트레인 게이지가 브릿지의 변형을 검출하며, 검출된 신호를 외부로 보내게 되는 것이다.
회전기기의 토크계측에 있어서 저속기기는 회전 접촉식 (Slip Ring 방식)을 주로 사용하고 있으나 기존 슬립링 방식의 토크센서로는 정밀한 데이터를 얻기 힘든 한계가 있다.
예를 들어, 펌프와 모터 등 피측정물과 데이터 분석장비 사이에 수 km 거리의 케이블을 설치함에 따라 설치시간과 비용이 소요된다.
차량 주행시험에서 차량상태 및 부품 성능을 테스트하기 위하여 차량에 30~40개의 진동센서를 설치하고, 설치된 센서와 측정 장비를 케이블로 연결 및 시험을 수행하고, 시험 완료 후에는 케이블을 철거하게 되는데, 케이블 철거에 따른 노동력과 비용 및 과도한 시간 소요된다.
또한, 일반공중이 이용하는 시설물의 상태를 계측해야하는 경우, 예를 들면 철도차량의 주요부품인 전동기, 감속기, 브레이크 등의 상태를 감시하기 위해 진동을 수시 계측해야 할 경우 케이블이 길어지게 되면, 승객의 불편을 초래할 수 있다.
또한, 원격지에서 장비에 고장이 발생하였을 경우 신속한 유지보수를 할 수 없으며, 특히, 선박이나 차량 등이 불의의 사고로 인하여 복원력을 상실하거나 전복되었을 때 상기한 계측시스템으로는 위급상황을 통신을 통해 원격지의 관리 시스템에 송출하여 인명과 장비를 신속하게 구출하는데 한계가 있다.
이러한 문제점을 해소하기 위하여 제시된 방식이 텔레메트리 센서 원격 데이터 전송 방식이다.
텔레메트리(telemetry) 방식은 온도, 전압, 전류, 압력 등을 측정하는 장치에서 획득한 데이터를 다른 장치에 전송하여 데이터를 처리하는 것을 말한다. 즉, 제어 장치에 적용된 비접촉 전력 전송 기술을 측정 유니트에 구성하고, 제어 장치 사이에 RF 통신 기술을 이용하여 고속 회전하는 장치의 상태를 측정하는 장비이다.
텔레메트리를 이용하면, 토크센서를 회전체에 장착하고, 고속으로 회전하는 장치의 내부 온도, 토크 등과 같은 상태를 측정한 다음, 측정된 토크값을 디지털데이터로 변환하여 데이터 처리장치에 전송함으로써 고속 회전체의 상태를 원격으로 측정할 수 있다.
텔레메트리를 이용하기 위해서 데이터 처리장치는 측정장치에 명령을 전송하고, 측정장치는 수신된 명령에 따라 측정된 데이터를 데이터 처리장치에 전송해야 하는데, 효율적인 전송방식을 찾기 어렵다는 문제가 있다.
즉, 자동차, 철도 등 수송기계와 대형 디젤 엔진부의 토크 계측은 시스템을 구성하는데 비교적 많은 비용이 소요되지만, 계측을 수행함에 있어서는 송신 선로의 노이즈 등과 같은 원인에 의해 신뢰성이 있는 데이터의 수집이 어려운 문제점이 있다.
KR 10-2015-0134991 A (2015. 12. 05.)
상기 슬립링 토크 센서에서의 비용적 측면의 문제점은, 무선 토크 센서를 이용하여 해결할 수 있으며, 신뢰성이 있는 데이터 수집이 어려운 문제점은 2가지 이상의 통신 모듈을 이용하여 송신하고, 여기서 최적의 신호를 추출함으로써 해결할 수 있다.
또한, 위급 상황을 원격지에 송신하기 어려운 문제점은 무선통신 방식을 적용함으로써 해결할 수 있다.
본 고안의 목적은, 종래 토크 측정 장치에서 발견되는 문제점을 해결하여, 기존 텔레메트리 방식을 이용한 토크센서와 슬립링 토크센서에 비하여 신호 노이즈 발생이 적고 계측 대상물 및 계측 시스템으로부터 신뢰성이 높은 계측결과를 얻을 수 있는 무선 토크 측정 장치를 제공하고자 한다.
본 고안의 다른 목적은, 기존의 슬립링 토크센서와 텔레메트리 방식을 이용한 토크센서에 비하여 신호 노이즈 발생이 적고, 토크값 및 1분당 회전수(revolution per minute, RPM)와 같은 회전기기의 상태를 원격지에서 실시간으로 확인할 수 있는 무선 토크 측정 장치를 제공하고자 한다.
본 고안의 또 다른 목적은, 디스플레이가 내장된 수신장치에서 데이터 출력이 가능하며, 스마트폰 어플리케이션을 이용하여 토크값을 읽을 수 있으며, 계측된 데이터를 원격지에서 수신하여 간편하게 상황을 인지할 수 있도록 하는 무선 토크 측정 장치를 제공하고자 한다.
본 고안이 이루고자 하는 목적 및 그 기술적 과제는 앞서 기재한 기술적 과제에 한정되는 것이 아니다. 따라서 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 고안이 의도하는 목적을 달성하기 위한 기술적인 특징은 가동용 전원을 공급하는 전원부와; 측정 대상물로부터 회전 변형량을 감지하기 위한 적어도 하나 이상의 센서(Sensor)를 구비하는 감지부와; 상기 감지부에서 감지되는 계측 신호를 증폭하는 증폭부와; 상기 증폭부에서 증폭된 계측 신호의 노이즈를 저감시키는 필터부와; 상기 필터부에서 필터링된 아날로그 신호를 연산처리하기 위한 디지털 신호로 변환하는 아날로그 디지털 변환기(Analog-Digital Converter, ADC)와; 상기 감지부의 작동을 제어하고, 운영체제와 응용프로그램 사이의 통신과 외부통신을 제어하기 위한 어플리케이션 프로그램 인터페이스(Application Programming Interface, API)를 구비하여 상기 아날로그 디지탈 변환기에서 출력되는 신호가 입력되어 연산처리를 수행하는 제1 중앙연산처리장치(micro controller unit, MCU)와; 상기 제1 중앙연산처리장치에서 연산되어 출력되는 신호를 변조하여 전송하는 제1 송신모듈과; 상기 제1 송신모듈에서 송신되는 신호를 수신하여 복조하는 수신모듈과; 상기 수신모듈을 제어하며, 운영체제와 응용프로그램 사이의 통신과 외부통신을 제어하기 위한 를 구비하여 수신모듈에서 출력되는 신호가 입력되어 연산처리를 수행하는 제2 중앙연산처리장치(micro controller unit, MCU)와; 상기 제2 중앙연산처리장치에서 출력되는 디지털 신호를 전송 가능한 아날로그 신호로 변환하는 디지탈 아날로그 변환기(Digital-Analog Converter, DAC)와; 상기 디지탈 아날로그 변환기에서 출력되는 신호를 원격지 단말기에 송신하는 제 2송신모듈로 이루어지는 무선 토크 측정 장치에 있어서, 상기 제1 송신모듈은 적어도 2개의 송신모듈로 이루어지고, 상기 수신모듈은 상기 제1 송신모듈에 대응하는 적어도 2개의 수신모듈로 이루어지며, 상기 제2 중앙연산처리장치는 상기 수신모듈로부터 입력되는 적어도 2개의 채널 신호에 대한 안정성을 비교판단하여, 가장 안정된 선순위 통신 신호를 주 통신 방식의 채널로 설정 및 저장하고, 상기 주 통신 방식 다음으로 안정된 후순위 통신 신호를 부 통신 방식의 채널로 설정 및 저장하며, 상기 선순위 통신 신호와, 후순위 통신 신호의 연산결과를 각각의 채널에 해당하는 제2 송신모듈을 통하여 원격지 단말기에 전송하는 것을 특징으로 한다.
상기 감지부는 토크 센서로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 감지부는 RPM을 측정하기 위한 감지수단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 송신모듈은 블루투스(Bluetooth), 와이파이(WiFi), 그리고 RF(Radio Frequency) 모듈로부터 선택되는 것을 특징으로 한다.
상기 제2 중앙연산처리장치는 에스디(SD) 메모리 카드와 같은 저장수단을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 제2 송신모듈은 이더넷(Ethernet), 직렬통신모듈(RS-232C), 와이파이(WiFi), 블루투스로부터 어느 하나 이상이 선택되는 것을 특징으로 한다.
상기 원격지 단말기는 관리 서버, 또는 스마트 기기로 이루어져서 측정 대상물의 상태를 확인할 수 있게 되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 원격지 단말기는 디스플레이가 내장된 수신장치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 본 고안의 무선 토크 측정 장치는 감지부에서 계측되는 2개 이상의 트리거 신호로부터 선순위 통신 신호와 후순위 통신 신호를 선별하여 송신함으로써 기존 텔레메트리 방식을 이용한 토크센서와 슬립링 토크센서에 비하여 신호 노이즈 발생이 적고, 여러개의 센서를 한 개의 수신부에서 계측할 수가 있어서 신뢰성이 높은 계측결과를 얻을 수 있고, 원격지의 관리서버에서 데이터 출력이 가능하다.
또한, 근거리 통신 측정용 주파수 대역(2.4GHz ISM Band)통신기술인 블루투스를 이용하여 스마트 기기에서 데이터 출력이 가능하게 됨으로써, 토크값과 RPM을 원격지에서 실시간으로 확인할 수 있는 무선 토크 측정 장치를 제공할 수 있게 된다.
이와 같은 본 고안에 의하면, 토크 계측이 정밀하여 편차 보정이 용이하고, 제어 정밀도를 얻을 수 있으며, 전송거리의 제한으로 인하여 취급이 어렵고, 시스템 구성이 복잡하여 유지 보수가 까다로우며, 이에 따라 설비를 유지, 보수하기 위한 비용이 많이 소요되는 문제점을 해결할 수 있게 된다.
본 고안은 고속의 회전체에 비 접촉방식을 통해 다채널로 각종 센서의 데이터를 원격으로 분석함에 따라 주변 온도나 환경 및 송신선로 상의 노이즈에 의하여 발생하는 편차 보정이 용이하여 오차를 최소화하여 보다 정밀한 데이터를 획득할 수 있다.
또한, 비교적 간단한 시스템 구성을 가지고 있어서 취급과 유지보수가 쉬우면서, 데이터 전송거리를 혁신적으로 개선하여 전송거리의 제한으로부터 자유로운 효과가 있다.
도 1은 본 고안의 시스템 구성도.
도 2는 본 고안이 수행되는 순서도.
본 고안의 특징과 장점은 첨부된 도면에 의하여 설명되는 실시 예에 의하여 보다 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
다음에서 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시 예들을 상세하게 설명한다. 다만, 본 고안을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 고안의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
본 고안의 실시 예를 설명하기 전에, 다음의 실시 예에 기재되거나 도면에 도시된 구성요소들의 구성 및 배열들의 상세로 본 고안의 응용이 제한되는 것이 아니다. 본 고안은 다른 실시 예 들로 구현되고 실시될 수 있고, 다양한 방법으로 수행될 수 있다. 또한, 장치 또는 요소의 방향 등과 같은 용어들에 관하여 실시 예에 사용된 표현 및 술어는 단지 본 고안의 설명을 단순화하기 위해 사용되며, 관련된 장치 또는 요소가 단순히 특정 방향을 가져야 함을 나타내거나 의미하지 않는다. 예를 들면, "제1", "제2"와 같은 용어가 본 고안을 설명하는 실시 예와 청구항에 사용되는데, 이러한 용어가 상대적인 중요성 또는 취지를 나타내거나 의미하는 것으로 의도되지 않는다.
또한, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니되며, 고안자가 고안의 용어와 개념을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위하여 본 고안의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념에 입각하여 기재한 것으로 해석하여야 한다.
그리고, 본 명세서에 기재된 설명과 도면에 도시된 내용들은 본 고안의 가장 바람직한 하나의 실시 예에 관련된 것이고, 본 고안의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형된 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
따라서 본 고안은 제시되는 실시 예에 한정되지 않으며, 본 고안이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여, 본 고안의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위에 기재된 기술사상의 균등한 범위 내에서 다양한 수정 및 변경이 가능하다.
다음에서 본 고안의 실시 예를 설명한다.
도 1은 본 고안의 시스템 구성도를 나타내고 있다.
이 도면을 참조하면, 본 고안의 실시 예에 따르는 무선 토크 측정 장치는 감지부(10), 제1신호처리부(20), 제2 신호처리부(30) 및 수신부(40)로 구성된다.
상기 감지부(10)는 측정 대상물이 되는 회전기기의 물리적 환경요소를 전기적 신호로 변환시키기 위하여 하나 이상의 센서(Sensor)를 구비한다.
상기 물리적 환경요소는 토크, RPM, 온도 등을 포함한다. 이를 위하여 상기 감지부(10)는 스트레인 게이지를 포함하는 토크센서, RPM을 측정하기 위한 센서, 또는 온도센서를 포함할 수 있다.
상기 스트레인 게이지는 토크를 측정하기 위해서 두 축간에 토션바를 설치하여 전달되는 토크에 따라서 토션바의 비틀림 변위로 토크를 측정하는 것이다.
상기 RPM을 측정하기 위한 센서는 회전기기의 회전수를 펄스로 카운터하는 광학식 엔코더, 포토 인터럽터 등이 포함될 수 있다.
상기 온도센서는 검출된 온도를 전기 신호로 변환하여 전송하는 것으로서, 서미스터, 백금, 니켈, 열전쌍 등이 적용된다.
상기 감지부(10)는 DC 7.5~39V 1A의 가동용 전원이 공급된다.
상기 제1 신호처리부(20)는 증폭부(200), 필터부(210), 아날로그 디지탈 변환기(220), 제1 중앙연산처리장치(230) 및 제1 송신모듈(240)로 구성된다.
상기 증폭부(200)는 상기 감지부(10)에서 감지된 미약한 계측신호를 증폭시킨다.
상기 증폭기(200)는 통상 감지부(10)로부터 입력된 트리거 신호가 증폭될 때 잡음도 크게 증폭되며, 상기 필터부(210)는 상기 증폭부(200)에서 증폭된 트리거 신호의 노이즈를 저감시킨다.
아날로그 디지탈 변환기(230)는 상기 필터부(210)에서 필터링된 아날로그 신호가 제1 중앙연산처리장치(240)에서 연산처리될 수 있도록 디지털 신호로 변환시키며, 16bit 데이터를 처리한다.
상기 제1 중앙연산처리장치(240)는 상기 감지부(10)의 작동을 제어하고, 운영체제와 응용프로그램 사이의 통신과 외부통신을 제어하기 위한 어플리케이션 프로그램 인터페이스인 API(application programming interface)를 구비하여 상기 아날로그 디지탈 변환기(230)에서 출력되는 신호가 입력되어 연산처리를 수행한다.
상기 제1 송신모듈(250)은 상기 MCU(240)에서 연산되어 출력되는 신호를 변조하여 제2 신호처리부(30)에 전송하며, 근거리 통신인 블루투스(251), 이더넷(Ethernet) 기반의 무선 인터넷인 와이파이(252), 그리고, 주파수를 이용한 광대역 통신 방식으로 장거리 무선통신이 가능한 RF 모듈(253)로 구성된다.
상기 블루투스 모듈(251)은 주파수 도약 확산 스펙트럼 방식([frequency hopping spread spectrum)을 사용하여 주파수를 고정하지 않고 시간에 따라 변화시켜 송신한다.
즉, 송신 측과 수신 측에서 주파수 위치를 변화시켜 통신하여 송신하는 데이터는 주파수를 편이 변조시켜 도약 패턴으로 주파수를 도약하여 외관상 주파수 대역폭을 넓혀 송신하고, 반대로 수신한 신호는 복조 과정을 거쳐 데이터를 검출함으로써 전송 과정에 어떤 간섭파가 존재하는 경우, 간섭파에 반사된 송신파는 폐기되어 재송신되고, 반사되지 않으면 영향을 받지 않게 되어 노이즈가 많은 환경에서도 무선연결 데이터의 안정한 전송이 보장될 수 있게 한다.
제2 신호처리부(30)는 수신모듈(300), 제2 중앙연산처리장치(310), 디지탈 아날로그 변환기(320) 및 제2 송신모듈(330)로 이루어진다.
상기 수신모듈(300)은 상기 제1 송신모듈(250)의 블루투스(251), 와이파이(252) 및 RF 모듈(253)에 각각 대응하여 블루투스(301), 와이파이(302) 및 RF 모듈(303)로 구성되어 상기 제1 송신모듈(300)에서 송신되는 신호를 수신하여 복조한다.
상기 제2 중앙연산처리장치(310)는 상기 수신모듈(300)을 제어하며, 운영체제와 응용프로그램 사이의 통신과 외부통신을 제어하기 위한 API를 구비하여 수신모듈에서 출력되는 신호가 입력되어 연산처리를 수행한다.
상기, 제2 중앙연산처리장치(310)는 복수의 수신모듈(300)에서 수신되는 각각의 신호를 비교하여 전송할 데이터에 관한 소정의 신호를 선택하는 비교부를 구비하며, 상기 선택된 신호에 기초하여 제2 송신모듈(330)을 제어한다.
또한, 상기 제2 중앙연산처리장치(310)는 수신모듈(300)에서 입력되는 데이터를 관리하며, 입력된 데이터를 미리 설정된 데이터 값과 비교하여, 측정 대상인 회전기기에 관한 데이터를 처리하며, 연산된 결과를 저장할 수 있도록 SD 메모리 카드를 포함하는 메모리(340)가 더 구비된다.
상기 디지탈 아날로그 변환기(320)는 상기 제2 중앙연산처리장치에서 출력되는 디지털 신호를 전송 가능한 아날로그 신호로 변환하며, 16bit 데이터를 처리한다.
상기 제2 송신모듈(330)은 상기 디지탈 아날로그 변환기(320)에서 출력되는 신호를 원격지의 수신부(40)에 송신한다.
상기 수신부(40)는 제2송신모듈(330)에서 송출되는 데이터를 수신하여 디스플레이하는 관리서버(400) 및 사용자 단말기(410)를 포함하여 구성된다.
상기 사용자 단말기(410)는 스마트 기기, 또는 디스플레이가 내장된 수신장치(420)를 더 포함하여 구성된다.
상기 제2 송신모듈(330) 및 수신부(40)는 저전력 메쉬네트워크로서 지그비(Zigbee), 또는 지-웨이브(Z-wave)가 적용될 수도 있다.
바람직하게, 상기 수신부(40)는 아이폰에 사용되는 애플의 운영체제(IOS), 안드로이드, 윈도우폰, 그리고, 블랙베리 등의 오퍼레이팅 시스템(OS)를 가지는 대부분의 스마트 폰, 스마트 워치, 스마트 밴드, 윈도우즈 8 이상, 리눅스 3.4 이상의 OS를 가지는 디바이스, 테블릿 등에서 주기적으로 오는 신호를 통해 특정 앱을 수행하거나 특정 웹 화면을 디스플레이할 수 있는 블루투스, 또는 저전력 블루투스(Bluetooth Low Energy, BLE)가 적용된다.
이와 같이 구성되는 본 고안이 작동되는 과정을 도 2를 참조하며 설명한다.
도 2는 본 고안이 수행되는 순서도를 나타내고 있다.
이 도면을 참조하면, 전원이 공급되면, 감지부(10)에서 감지되는 토크와 회전수의 트리거 신호가 감지된다.(S10)
상기 감지부(10)에서 감지된 트리거 신호는 미세한 전기적 신호로서 제1 신호처리부(20)의 제1 중앙연산처리장치(240)에서 연산에 사용될 수 있도록 증폭부(210)에서 증폭되고, 필터부(210)에서 노이즈를 제거하기 위한 필터링 과정을 수행한 다음, 아날로그 디지탈 변환기(230)에서 아날로그 신호가 디지털 신호로 변환되고, 제1 중앙연산처리장치(240)에서 취합되어 연산되는 디코딩 과정(S20)이 이루어지게 된다.
위와 같이 디코딩 과정(S20)을 마친 트리거 신호는 3개의 송신 채널로 이루어진 각각의 제1 송신모듈(250), 즉 2.4GHZ 통신대역의 블루투스모듈(251), 4.9GHZ 통신대역의 WiFi 모듈(252), 2.4GHZ 통신대역의 RF 모듈(253)을 통하여 제2 신호처리부(30)로 송신된다.(S30)
제2 신호처리부(30)로 전송되는 신호는 상기 제1 송신모듈(250), 즉 블루투스모듈(251), WiFi 모듈(252), RF 모듈(253)에 대응하는 3개의 수신 채널로 이루어지는 2.4GHZ 통신대역의 블루투스모듈(301), 4.9GHZ 통신대역의 WiFi 모듈(302), 2.4GHZ 통신대역의 RF 모듈(303)에 각각 수신된다.(S40)
상기 수신모듈(300)을 통하여 출력되는 신호는 제2 중앙연산처리장치(320)에 입력되어 각 채널에 할당된 데이터의 안정성을 비교하는 연산을 수행한다.(S50)
즉, 블루투스 모듈(301), WiFi 모듈(302), RF 모듈(303)을 통하여 입력된 각각의 신호 중에서 가장 안정된 신호를 나타내는 채널을 주 통신 방식의 채널로 설정하고(S60), 다음으로 안정한 통신방식을 부 통신 방식의 송신 채널로 설정하며(S70), 그리고, 가장 미약한 채널의 신호는 무시하는 과정(S80)을 수행한다.
그리고, 상기 과정(S60, S70)에서 선택된 두 개의 통신 데이터를 모두 메모리(340)에 저장하고, 선택된 해당 통신 채널을 이용하여 수신부(40)에 디스플레이(S90)한다.
상기한 실시 예에 의한 무선 토크 측정 장치는
근거리 통신 측정용 주파수 대역(2.4GHz ISM Band) 통신기술(Bluetooth)을 이용하여 디스플레이가 내장된 수신장치에서 데이터 출력이 가능할 뿐만 아니라, 스마트폰 어플리케이션을 이용하여 토크값을 읽을 수가 있게 됨으로써, 기존 텔레메트리 방식을 이용한 토크센서와 슬립링 토크센서에 비하여 신호 노이즈 발생이 없으며, 여러개의 센서를 한 개의 수신부에서 계측할 수가 있게 된다.
지금까지 본 고안에 대하여 그 바람직한 실시 예를 중심으로 살펴보았다.
본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 고안의 가장 바람직한 하나의 실시 예에 관련된 것이고, 본 고안의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형된 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
따라서 본 고안은 제시되는 실시 예에 한정되지 않으며, 본 고안이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 본 고안의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위에 기재된 기술사상의 균등한 범위 내에서 다양한 수정 및 변경이 가능한 실시 예가 있을 수 있다.
10: 감지부 20: 제1 신호처리부
30: 제2 신호처리부 40: 수신부
200: 증폭부 210: 필터부
230: 아날로그 디지탈 변환기 240: 제1 중앙연산처리장치
250: 제1 송신모듈 251: 블루투스 모듈
252: 와이파이 모듈 253: RF모듈
300: 수신모듈 301: 블루투스 모듈
302: 와이파이 모듈 303: RF모듈
310: 제2 중앙연산처리장치 320: 디지탈 아날로그 변환기
330: 제2 송신모듈 340: 메모리
400: 관리서버 410: 사용자 단말기
420: 수신장치

Claims (8)

  1. 가동용 전원을 공급하는 전원부와;
    측정 대상물로부터 회전 변형량을 감지하기 위한 적어도 하나 이상의 토크센서(Sensor)를 구비하는 감지부와;
    상기 감지부에서 감지되는 계측 신호를 증폭하는 증폭부와;
    상기 증폭부에서 증폭된 계측 신호의 노이즈를 저감시키는 필터부와;
    상기 필터부에서 필터링된 아날로그 신호를 연산처리하기 위한 디지털 신호로 변환하는 아날로그 디지털 변환기(Analog-Digital Converter, ADC)와;
    상기 감지부의 작동을 제어하고, 운영체제와 응용프로그램 사이의 통신과 외부통신을 제어하기 위한 어플리케이션 프로그램 인터페이스(Application Programming Interface, API)를 구비하여 상기 아날로그 디지탈 변환기에서 출력되는 신호가 입력되어 연산처리를 수행하는 제1 중앙연산처리장치(micro controller unit, MCU)와;
    상기 제1 중앙연산처리장치에서 연산되어 출력되는 신호를 변조하여 전송하는 제1 송신모듈과;
    상기 제1 송신모듈에서 송신되는 신호를 수신하여 복조하는 수신모듈과;
    상기 수신모듈을 제어하며, 운영체제와 응용프로그램 사이의 통신과 외부통신을 제어하기 위한 어플리케이션 프로그램 인터페이스를 구비하여 수신모듈에서 출력되는 신호가 입력되어 연산처리를 수행하는 제2 중앙연산처리장치(micro controller unit, MCU)와;
    상기 제2 중앙연산처리장치에서 출력되는 디지털 신호를 전송 가능한 아날로그 신호로 변환하는 디지탈 아날로그 변환기와;
    상기 디지탈 아날로그 변환기에서 출력되는 신호를 원격지 단말기에 송신하는 제 2송신모듈로 이루어지는 무선 토크 측정 장치에 있어서,
    상기 제1 송신모듈은 적어도 2개의 송신모듈로 이루어지고,
    상기 수신모듈은 상기 제1 송신모듈에 대응하는 적어도 2개의 수신모듈로 이루어지며,
    상기 제2 중앙연산처리장치는,
    상기 수신모듈로부터 입력되는 적어도 2개의 채널 신호에 대한 안정성을 비교판단하여,
    가장 안정된 선순위 통신 신호를 주 통신 방식의 채널로 설정 및 저장하고,
    상기 주 통신 방식 다음으로 안정된 후순위 통신 신호를 부 통신 방식의 채널로 설정 및 저장하며,
    상기 선순위 통신 신호와, 후순위 통신 신호의 연산결과를 각각의 채널에 해당하는 제2 송신모듈을 통하여 원격지 단말기에 전송하되,
    상기 제2 중앙연산처리장치는,
    상기 선순위 통신 신호와 후순위 통신 신호를 저장하는 메모리를 더 구비하고,
    상기 원격지 단말기는,
    관리서버 또는 스마트 기기로 이루어지고, 디스플레이가 내장된 수신장치를
    포함하는 것을 특징으로 하는 무선 토크 측정 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 감지부는,
    RPM을 측정하기 위한 감지수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 토크 측정 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 송신모듈은,
    블루투스(Bluetooth), 와이파이(WiFi), 그리고 무선주파수 모듈(Radio Frequency, RF)로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 무선 토크 측정 장치.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2 송신모듈은,
    이더넷(Ethernet), 직렬통신모듈(RS-232C), 와이파이(WiFi), 블루투스(Bluetooth)로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 무선 토크 측정 장치.

  7. 삭제
  8. 삭제
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