KR20160017897A - 조절기어단을 구비한 삼각대의 자동수평 조절 방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 조절기어단을 구비한 삼각대의 자동수평 조절 방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 수평을 유지하고 작동되는 측량기구 및 카메라를 체결하여 사용함에 있어 삼각대와 같은 지지대를 수평을 자동인지하여 신속하게 수평을 맞추어 측량장치나 카메라를 사용할 수 있는 편의성을 증대 시키도록 한다.
이를 위해 다수개의 일반적인 다단 지지대별로 조절기어단(30)을 장착하여 통합센서단에서 인식하는 수평상태를 유지하기 위한 x, y, z 축의 수평맞춤을 위한 상태정보로 조절기어단의 정/역회전으로 각 지지대의 높낮이를 조절함으로 최단시간에 자동으로 수평하게 조절한다.
구성요소로는 삼각대의 수평단(10)과 연결되어 길이 조절이 가능한 다단 조절지지단(20); 상기의 다단 조절 지지단의 상단 체결 프레임(21)에 장착되어 구비되는 조절 기어단(30); 조절 기어단 내부에서 동력원(34)의 동력을 수평 조절 프레임(22)에 전달하는 제 1 동력 변환 장치(33), 제 2 동력 변환 장치(32); 조절 기어단의 수평 조절 부재(31)에 연결되어 상하로 이동하여 작동하는 조절지지단의 수평 조절 프레임(22)을 포함하여 이루어지는 조절기어단을 구비한 삼각대의 자동수평 조절 방법 및 그 장치를 제공한다.
이를 통해, 통상적으로 사용되는 각종 삼각대에 용이하게 적용되어 사용될 수 있어 그 사용 편의성이 현저히 향상될 수 있고, 단순한 구성으로 제작되므로 생산성이 현저히 향상될 수 있다.
또한, 정밀 측량장치 및 상당한 충격이 올 수 있는 군사용 사격장치와 같은 장치를 고정할 수 있어 일반 사용자에서 특정 군사용으로 폭넓게 확대되어 시장경쟁력이 향상될 수 있다.

Description

조절기어단을 구비한 삼각대의 자동수평 조절 방법 및 그 장치{Automatic leveling method for a tripod provided with a gear box and a control unit.}

본 발명은 조절기어단을 구비한 삼각대의 자동수평 조절 방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수평고정잠금단과 연결되어 길이 조절이 가능한 다수의 다단조절지지단 및 상기의 다단조절지지단의 상단체결프레임에 장착한다.

상기 다단조절지지단의 길이를 조절하는 조절기어단, 상기 조절기어단 내부에서 동력원의 동력을 수평조절프레임에 전달하는 제1동력변환장치인 장구형 웜기어와 제2동력변환장치인 스퍼기어를 구비하며 조절기어단의 수평조절부재에 연결되어 상하로 이동하여 작동하는 다단조절지지단의 수평조절프레임을 제공한다.

수평상태를 항상 측정하는 통합센서를 통해 통제회로에서 상기 동력원의 정/역회전의 강도와 빠르기를 처리하여 동력원으로의 동력을 통제하여 최단 시간 내 동시에 다단조절지지단의 길이를 조절하여 수평고정잠금단의 수평을 유지토록 한다.

여기서, 수평조절프레임은 상단체결프레임과 중단지지체결부재 사이에 존재하여 제2지지대의 상부 끝에 부착되어 있다.

상기의 수평조절프레임은 조절기어단의 수평조절부재에 연결되어 조절기어단의 작동에 따라 상하로 움직여서 다단조절지지단의 전체 길이를 변화시켜 수평을 조절한다.

일반적으로, 삼각대는 카메라, 망원경, 안테나 및 각종 측정 장치 등의 장착대상물이 안정적으로 고정됨으로써 작업자가 정밀작업을 효과적으로 수행할 수 있도록 구비되는 장치로서, 그 특성상 이동 및 설치가 간편해야 하고 이동시 안전성이 유지되어야 하며, 경사지 등과 같이 지면이 평탄하지 못한 곳에서도 신속한 설치 및 수평조절이 이루어져야 한다. 따라서, 이러한 삼각대의 구성은 상기 장착대상물이 탑재될 수 있는 수평고정단과 3방향에 인위적으로 각각 접히거나 펼쳐지도록 힌지 결합되는 하부받침대로 이루어져 있다.

최근에는 보다 빠른 수평유지를 위해서 지지대의 중앙부에 각축으로 고정할 수 있는 일정 고정부재를 둠으로써 신속한 펼침이 가능하기도 했다.

그러나 매번 인위적인 수평고정을 위해 상단부에 위치해 있는 유동 수포를 등을 활용해 시각에 의한 각축의 수평정도를 다리의 길이 조절로 맞추어야 하는 번거로움이 있으며, 신속성이 상당부분이 결여된 것이 현실이다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 애로사항이 혁신적으로 개선이 이루진 것으로 상당한 민첩성과 정확성을 요구하는 국방무기체계와 같은 영역 및 측량장치의 정밀성이 요구되는 삼각대에 정밀센서를 활용한 자동 수평 제어 조절 기어를 적용한 수평조절 방법과 그 장치에 관한 것이다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 사용 편의성 및 생산성을 고려하여 일반적으로 상용되고 있는 삼각대에 최단 시간 내 수평을 유지하도록 사용되어져야 하는 특정장치를 고정하는 수평 판을 다수의 각축의 조절 지지대의 길이를 동력원으로 조절함으로써 수평을 신속하게 맞출 수 있는 기어조절단과 이를 통제하는 전자회로를 제공하는 것을 해결과제로 한다.

상기의 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은 삼각대의 수평고정잠금단과 연결되어 길이 조절이 가능한 다단조절지지단, 상기의 다단조절지지단의 상단체결프레임에 장착되어 구비되는 조절기어단, 조절기어단 내부에서 동력원의 동력을 수평조절프레임에 전달하는 제1동력변환장치인 장구형 웜기어와 제2동력변환장치인 스퍼기어를 구비하며 조절기어단의 수평조절부재에 연결되어 상하로 이동하여 작동하는 다단조절지지단의 수평조절프레임을 제공한다.

여기서, 수평조절프레임은 상단체결프레임과 중단지지체결부재 사이에 존재하여 제2지지대의 상부 끝에 부착되어 있다.

상기의 수평조절프레임은 조절기어단의 수평조절부재에 연결되어 조절기어단의 작동에 따라 상하로 움직여서 다단조절지지단의 전체 길이를 변화시켜 수평을 조절한다.

이러한 다단조절지지단은 강도 및 경량성을 고려하여 카본파이버와 같은 탄소섬유 또는 알루미늄 등의 스틸재질로 구비됨이 바람직하나, 고강도 플라스틱과 같은 합성수지로 구비 될 수도 있다.

상기의 해결 수단을 통해서, 본 발명의 조절기어단을 구비한 삼각대의 자동수평 조절 방법 및 그 장치는 다음과 같은 효과를 제공한다.

첫째, 본 발명의 삼각대는 고정되어 운용되는 각종 장치들을 지지하는 다수의 다단조절지지단으로 운용할 수 있어 최단 시간 내 간편히 설치되므로, 통상적으로 사용되는 각종 삼각대에 용이하게 적용되어 사용될 수 있어 그 사용 편의성이 현저히 향상될 수 있다.

둘째, 상기 다단조절지지단의 상단체결프레임에 장착되어 구비되는 조절기어단; 조절기어단 내부에서 동력원의 동력을 수평조절프레임에 전달하는 제1동력변환장치, 제2동력변환장치; 조절기어단의 수평조절부재에 연결되어 상하로 이동하여 작동하는 조절지지단의 수평조절프레임과 같이 단순한 구성으로 제작되므로 생산성이 현저히 향상될 수 있다.

셋째, 상기 조절기어단을 구비한 삼각대의 자동수평 조절 장치는 무게에 관계없이 수평을 유지할 수 있는 강력 조절기어단이 구비되어 있어 그 소비 대상이 단지 카메라 거치뿐만 아니라, 정밀 측량장치, 상당한 충격이 올 수 있는 군사용 사격장치와 같은 일반 사용자에서 특정 군사용으로 폭넓게 확대될 수 있어 시장경쟁력이 향상될 수 있다.

넷째, 상기 다단조절지지단이 연결되어 있으며 길이 조절을 가능케 하는 조절기어단은 상기의 다단조절지지단의 상단체결프레임을 돌출힌지부에 체결되어 상기 돌출힌지부에 의해 회전가능하게 연결되어 접이 가능하게 구비되므로 이에 따라 그 부피가 최소화될 수 있어 보관 및 운반이 용이하게 이루어질 수 있기 때문에 사용자의 만족성이 향상될 수 있다.

다섯째, 상기 조절기어단을 구비한 삼각대의 자동수평 조절 방법 및 그 장치는 사용자의 필요에 따라 상기 다단조절지지단을 다수개로 설치하여 무게 및 다양한 지형지물에도 수평을 유지할 수 있어 제품의 기능성이 현저히 향상될 수 있다.

특히, 군사용으로 사용되어지는 포탄 사격지휘체계의 정확한 측각과 보정을 위한 장치와 같이 정밀한 수평유지와 신속한 임무수행을 위한 전투장비에 적용할 수 있어 전투력 향상에 큰 도움을 줄 수 있다.

도 1은 조절기어단을 구비한 삼각대의 자동수평 조절 장치를 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명의 다단조절지지단이 체결된 삼각대 하부 사시도
도 3은 본 발명의 다단조절지지단에 고정된 조절기어단과 제1지지대를 연결한 상태를 나타낸 사시도.
도 4는 다수의 지지대로 체결된 다단조절지지단의 사시도
도 5는 조절기어단의 내부 체결된 다수의 동력전달장치를 나타낸 투명 사시도
도 6은 통제단이 하단부에 고정되어 있는 수평고정잠금단의 하부 사시도
도 7은 본 발명의 실시의 예를 보여주는 다단조절지지단이 체결된 삼각대 하부 사시도
도 8은 조절기어단의 내부 제1, 제2동력전달장치의 동력전달방법을 나타낸 투명 사시도
도 9는 수평고정잠금단의 하단부에 부착된 통제단의 투명상태도
도 10은 제3지지대의 견고한 상하 조절을 위한 만곡가이드부의 상태를 나타낸 운영 사시도
도 11은 조절기어단을 구비한 삼각대의 자동수평 조절 방법을 나타낸 과정도

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명인 조절기어단을 구비한 삼각대의 자동수평 조절 방법 및 그 장치의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 자동수평 조절 장치를 장착한 삼각대를 나타낸 사시도이다.

도면에서 알 수 있듯 본 발명은 측량장치 또는 카메라, 사격장치 등이 올라 갈 수 있는 수평고정잠금단(10)의 하부에 존재하는 돌출힌지부(11)에 길이 조절이 가능한 다단조절지지단(20)이 연결되어 있으며 길이 조절을 가능케 하는 조절기어단(30)은 상기의 다단조절지지단(20)의 상단체결프레임(21)을 돌출힌지부에 체결한다.

상기의 조절기어단(30)을 제어하는 통제단(40)은 수평고정잠금단(10)의 일정부분에 부착되고, 수평고정잠금단(10)의 수평상태를 통합센서로 인지하여 일정신호를 발생하여 수평유지를 위한 동력과 적정한 회전방향의 신호정도를 조절기어단(30)에 전송되게 연결된다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 삼각대를 이루는 다단조절지지단(20)의 상부부분을 보여주는 사시도이다.

도 2 내지 도3, 도4, 도10 등 에서 보는 바와 같이, 본 발명의 상기의 수평고정잠금단(10)을 지지하면서 수평을 맞추기 위해 길이가 조절되는 다단조절지지단(20)은 상단체결프레임(21), 중단조절프레임(23), 하단지지고정부재(25)를 이용하여 그 다단이 나뉘어져있고, 각 다단은 제1지지대(26), 제2지지대(27), 제3지지대(28)로 구성되어있다.

보조가이드부재(24)는 제3지지대(28)의 상부 끝에 부착되어 제2지지대(27)의 외부에 형합하여 지지되면서 상기의 제2지지대(27)를 따라 상하로 움직여 전체 삼각대의 길이를 조절한다.

이러한 보조가이드부재(24)는 지지안전성을 높여주어 전체적인 삼각대의 균형을 잡아주고 더 큰 무게를 견딜 수 있도록 해준다.

수평조절프레임(22)은 상단체결프레임(21)과 중단지지체결부재(23)사이에 존재하여 제2지지대(27)의 상부 끝에 부착되어 있다.

상기의 수평조절프레임은(22)은 조절기어단(30)의 수평조절부재(31)에 연결되어 조절기어단(30)의 작동에 따라 상하로 움직여서 다단조절지지단(20)의 전체 길이를 변화시켜 수평을 조절한다.

이러한 다단조절지지단(20)은 강도 및 경량성을 고려하여 카본파이버와 같은 탄소섬유 또는 알루미늄 등의 스틸재질로 구비됨이 바람직하나, 고강도 플라스틱과 같은 합성수지로 구비 될 수도 있다.

도 5 내지 도 8, 도 9는 조절기어단(30)의 작동 및 동력원과 일정신호를 생성하는 통제단을 보여주는 투명사시도이다.

도 5에서 보는바와 같이 동력원(34)로부터 생기는 동력은 기어와 제1동력전달장치(33), 제2동력전달장치(32)등을 통해 전달되어 수평조절부재(31)를 회전시킬 수 있어야 한다.

상기의 동력전달장치는 기어의 형태이면서 백래쉬가 적은 장구형기어 형태를 띠는 것이 바람직하나, 경우에 따라 베벨기어 등 다른 어떠한 형태를 갖출 수도 있다.

이는 외부의 충격과 장착되는 장치의 무게에 따른 자연적인 회전이 없도록 하기 위한 90도의 꺽임 동력전달장치의 효과인 스퍼기어형인 제2동력전달장치(32)의 외부 돌림현상이 있지 못하게 정지고정상태를 유지할 수 있는 구조이다.

수평조절부재(31)는 회전하면서 상기의 수평조절프레임(22)을 상하로 이동시켜 다단조절지지단(20)의 전체 길이를 변화시켜 수평을 조절 하도록 한다.

구체적으로, 동력원(34)은 통제회로(42)로부터 받은 출력만큼 한쪽방향으로 회전하게 되면 동력전달이 이루어지면서 수평조절부재(31)를 어떠한 한 반향으로 회전시키게 될 것이다.

그 방향으로 회전이 이루어질 때 수평조절부재의 회전만큼 수평조절프레임(22)은 위나 아래로 움직이게 된다.

이때 평형을 맞추기 위한 길이 변형이 반대로라면 상기의 동력원(34)의 출력을 반대방향으로 하여 상기의 수평조절부재(31)가 반대로 회전하여 상기의 수평조절프레임이(22) 반대로 움직여 길이 변형이 제대로 이루어지도록 통제회로에 통합센서가 수평정도가 될 수 있도록 각 다단조절지지단(20)에 체결된 조절기어단(30)의 동력원(34)의 정/역회전의 강도의 빠르기를 처리하여 전원을 공급하게 한다.

도 6 내지 도 7, 도 9는 최 상부에 존재하는 수평고정잠금단(10)을 보여주고 있다.

수평고정잠금단(10)의 하부에는 상기의 다단조절지지단(20)의 상단체결프레임(21)의 상단과 연결되기 위한 돌출힌지부(11)가 존재하고 측량장치 또는 카메라, 사격장치 등을 장착하기 위한 상부체결지지부(12), 그리고 상기의 조절기어단(30)의 동력원(34)를 조절하기 위한 통제단(40)이 부착되어 있다.

구체적으로, 돌출힌지부(11)는 상단체결프레임(21)의 상부와 밀착되어 회전이 가능하도록 연결되어 있으며 이 회전을 통해 삼각대의 각도를 좁히거나 벌릴 수 있다.

이때, 회전에 필요한 반경을 확보하기 위해서 수평고정잠근단(10)의 밑면의 하나의 상단체결프레임(21)에 연결되는 두 개의 돌출힌진부(11)사이의 영역은 상기의 상단체결프레임(21)의 회전을 방해하지 않도록 하기 위해 바닥이 음각 만곡된 구성을 한다.

상부체결지지부(12)는 측량장치 또는 카메라, 사격장치와 연결되어 있을 때는 물론, 연결되어 있지 않을 때 중력에 의해 아래로 떨어지지 않도록 하기 위해 고정핀을 갖추고 있어야 하며 그 형태는 탈착이 가능하며 그 크기가 상부체결지지부(12)에 의해 뚫려있는 수평고정잠금단(10)의 구멍보다 커야 한다.

통제단(40)은 상기의 수평고정잠금단(10)에 부착되어 있으며 자이로스코프 등 수평, 방위각 및 자북을 확인 할 수 있는 통합센서(41)와 함께 장착되어야 하며 센서로부터 얻은 정보를 처리하여 적합한 동력을 동력원으로 전달 할 수 있는 통제회로(42)를 갖추고 있고, 일측의 다단조절지지단에 전원을 공급하는 전원공급원이 있다.

또한, 통제회로에는 각종 정보를 입력하거나 표시할 수 있는 표시창을 둘 수 있으며, 입력에 의한 산술계산 처리와 특정방향과 거리로 주사하여 거리를 측정할 수 있는 레이저 위치정보인식 기능을 내장할 수 있다.

도 11은 조절기어단을 구비한 삼각대의 자동수평 조절 방법을 나타낸 과정도로써 조절기어단을 구비한 삼각대의 자동수평 조절 방법의 과정은 1단계로 다수의 다단조절지지단을 펼친 통제회로에 전원을 인가하여 통합센서로부터 수평상태를 확인하는 것과 수평상태를 유지하기 위해 각 다단조절지지단에 체결된 조절기어단(30)의 동력원을 회전시키는 일정신호와 동력정도를 처리하는 2단계(200)를 처리한다.

상기 2단계에서 전송된 일정신호와 동력으로 다단조절지지단의 상하 조절을 실시하는 3단계(300)로 상기 1단계에서 3단계를 수평상태와 일치토록 반복하고, 일치시에는 동력을 정지시키는 과정으로 처리한다.

또한, 수평상태를 강제적으로 재수정을 위한 reset 신호를 통제회로에 주어 상기 1단계에서 4단계를 실행하는 특징을 포함한다.

상기 1~4단계는 한번의 수평유지를 통해 사용되어지는 삼각대에 한해 운용되며 함정과 같이 실시간에 유동성 있는 장소에서 사용되기 위해서는 외부 상시전원을 공급받아 1~3단계를 지속적으로 할 수 있게 한다.

이상 살펴본 바와 같이 본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며 본 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

따라서 본 발명의 진정한 기술적인 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

10 : 수평고정잠금단
11 : 돌출힌지부
12 : 상부체결지지부
20 : 다단조절지지단
21 : 상단체결프레임
22 : 수평조절프레임
23 : 중단지지체결부재
24 : 보조가이드부재
24-A : 만곡가이드부
25 : 하단지지고정부재
26 : 제1지지대
27 : 제2지지대
28 : 제3지지대
30 : 조절기어단
31 : 수평조절부재
32 : 제2동력전달장치
33 : 제1동력전달장치
34 : 동력원
40 : 통제단
41 : 통합센서
42 : 통제회로

Claims (6)

1. 조절기어단을 구비한 삼각대의 자동수평 조절 장치에 있어서,
   카메라 또는 측량장치 또는 사격장치를 올려 상부체결지지부의 잠금으로 체결하는 수평고정잠금단(10); 및
   상기 수평고정잠금단의 돌출힌지부와 연결하고 중심부에 조절기어단(30)과 다수의 지지대를 구비하는 다단조절지지단(20); 및
   상기 조절기어단은 통제회로(42)에서 보내진 일정신호로 동력원(34)을 통해 수평조절부재(31)의 회전으로 수평조절프레임(22)과 체결된 제2지지대(27)를 상하로 조절하고,
   상기 수평고정잠금단(10)의 일정부분에 고정된 통합센서(41)로 수평상태를 확인하고, 수평유지하기 위한 일정신호를 처리하는 통제회로(42)를 구비하는 통제단(40);을 특징으로 하는 조절기어단을 구비한 삼각대의 자동수평 조절 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 수평고정잠금단(10)는 나사결합되는 카메라 또는 측량장치 또는 사격장치 고정구에 의해 클램핑되도록 내측에 일부가 개구되어 형성된 고정홀이 구비됨을 특징으로 하는 조절기어단을 구비한 삼각대의 자동수평 조절 장치.
3. 청구항 1에 있어서,
   다단조절지지단(20)은 중단지지체결부재로 체결한 다수의 지지대로 구비됨을 특징으로 하는 조절기어단을 구비한 삼각대의 자동수평 조절 장치.
4. 청구항 1에 있어서,
   조절기어단(30)은 동력원(34)으로부터 생성된 회전력을 전달하기 위해 다수의 일정기어비로 하는 스퍼기어를 통해 장구형 웜기어인 제1동력전달장치(33)로 전달하고 장구형 웜기어의 나사산에 맞는 일정 경사각과 피치간 곡률 음각을 갖는 제2동력전달장치(32)을 외부보호케이스에 일체화된 특징으로 하는 조절기어단을 구비한 삼각대의 자동수평 조절 장치.
5. 조절기어단을 구비한 삼각대의 자동수평 조절 방법에 있어서,
   다수의 다단조절지지단을 펼친 통제회로에 전원을 인가하여 통합센서로부터 수평상태를 확인하는 1단계(100); 및
   수평상태를 유지하기 위해 각 다단조절지지단에 체결된 조절기어단(30)의 동력원을 회전시키는 일정신호와 동력정도를 계산 및 처리하는 2단계(200); 및
   상기 2단계에서 전송된 일정신호와 동력으로 다단조절지지단의 상하 조절을 실시하는 3단계(300);
   상기 1단계에서 3단계를 수평상태와 일치토록 반복하고, 일치시에는 동력을 정지시키는 4단계(400); 를 특징으로 하는 조절기어단을 구비한 삼각대의 자동수평 조절 방법.
6. 청구항 5에 있어서,
   수평상태를 강제적으로 재수정을 위한 reset 신호를 통제회로에 주어 상기 1단계에서 4단계를 실행하는 reset 기능(401)의 특징을 포함하는 조절기어단을 구비한 삼각대의 자동수평 조절 방법.
   

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