KR20170102739A - 길이 측정 장치 및 이를 이용한 측정 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 길이 측정 장치 및 이를 이용한 측정 시스템에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 길이 측정 장치는 줄이 인입 또는 인출되는 인출구를 포함하는 케이스, 케이스에 수용되되 둘레의 일부가 케이스의 외부로 노출되어 측정 대상과 접촉하여 회전하는 제1 회전부, 제1 회전부의 회전량을 감지하는 제1 회전부, 줄이 복수 번 감기고, 줄의 인입 또는 인출에 따라 회전되는 제2 회전부, 제2 회전부의 회전량을 감지하는 제2 감지부, 제1 회전부 또는 제2 회전부의 회전량을 측정 길이로 환산하는 제어부, 그리고 측정 길이를 표시하는 표시부를 포함한다.

Description

길이 측정 장치 및 이를 이용한 측정 시스템{Apparatus for Measuring Length and System for Measuring Length using the same}
본 발명은 측정 대상물의 크기, 길이나 너비 등을 측정하는 길이 측정 장치에 관한 것으로, 보다 자세하게는 측정 대상물의 직선 길이 및 곡선 길이를 모두 측정할 수 있는 길이 측정 장치 및 이를 이용한 측정 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 줄자는 테이프 형태로 이루어지고 그 표면에 길이를 나타내는 눈금이 표시되어 있어서 일정한 공간의 폭이나 넓이를 측정하거나 측정 대상물의 크기, 길이나 너비 등을 측정하는데 사용되고 있다.
줄자는 여러 가지 형태가 있지만, 통상적인 줄자는 코일 형태로 감겨지고 표면에 눈금이 표시된 자와, 자를 보관할 수 있는 내부 공간이 형성되고, 내부 공간에 보관되는 자의 인입과 인출을 안내하는 출입구가 구성된 케이스를 포함하여 사용자가 눈금이 표시된 자를 길게 잡아당겨 자의 끝 부분과 몸체 부근의 표기된 부분에 대해 측정 대상물의 끝에 이르는 눈금을 읽음으로써 측정 대상물의 길이를 측정할 수 있었다.
하지만, 종래의 줄자는 자가 자유롭게 구부러지는 형태가 아니기 때문에 측정 대상물의 직선 길이는 측정할 수 있으나, 원통의 원주나 곡선 길이는 측정하기 어려운 문제점이 있었다.
그리고 자가 자유롭게 구부러지는 형태의 줄자는 직선 길이와 곡선 길이를 모두 측정할 수는 있었으나, 측정하고자 하는 길이가 길어지면 자가 휘어지기 때문에 정확한 길이를 측정할 수 없었다.
또한 기존의 줄자는 측정 가능한 길이가 줄의 길이로 한정되는 문제점이 있었다.
게다가, 종래의 줄자는 수동적으로 길이를 측정하는 것으로서 눈금을 읽는 사람에 따라 오차가 발생하고, 일일이 길이를 측정한 뒤 수기 또는 별도의 타이핑 과정을 통하여 측정된 수치를 기입해야 하기 때문에 번거로운 문제점이 있었다.
한국등록실용신안 제20-0111136호 (등록일 1997. 10. 09.)
따라서 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 측정 대상물의 직선 길이 및 곡선 길이를 모두 측정할 수 있는 길이 측정 장치 및 이를 이용한 측정 시스템을 제공하는 것이다.
상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 길이 측정 장치는 케이스, 상기 케이스에 수용되되 둘레의 일부가 상기 케이스의 외부로 노출되어 측정 대상과 접촉하여 회전하는 제1 회전부, 상기 제1 회전부의 회전량을 감지하는 제1 회전부, 상기 제1 회전부의 회전량을 측정 길이로 환산하는 제어부, 그리고 상기 측정 길이를 표시하는 표시부를 포함한다.
상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 길이 측정 장치는 줄이 인입 또는 인출되는 인출구를 포함하는 케이스, 상기 줄이 복수 번 감기고, 상기 줄의 인입 또는 인출에 따라 회전되는 제2 회전부, 상기 제2 회전부의 회전량을 감지하는 제2 감지부, 그리고 상기 제2 회전부의 단위 회전량을 길이로 환산하는 환산비를 미리 정해진 구간마다 단계적으로 작아지게 적용하여, 상기 제2 회전부의 회전량을 측정 길이로 환산하는 제어부를 포함한다.
상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 길이 측정 장치는 줄이 인입 또는 인출되는 인출구를 포함하는 케이스, 상기 줄의 일단이 부착되어 복수 번 감기고, 상기 케이스의 외부로 노출된 상기 줄의 타단이 상기 인출구에 걸릴 때까지 자동으로 상기 줄을 되감는 제2 회전부, 상기 줄의 인입 또는 인출에 따라 회전되는 제3 회전부, 상기 제3 회전부의 회전량을 감지하는 제2 감지부, 그리고 상기 제3 회전부의 회전량을 측정 길이로 환산하는 제어부를 포함한다. 그리고 상기 제3 회전부는 상기 줄이 1회 감겨 있고, 상기 줄은 상기 제2 회전부에서 풀리면서 상기 제3 회전부를 회전시킬 수 있다.
상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 길이 측정 장치는 줄이 인입 또는 인출되는 인출구를 포함하는 케이스, 상기 줄이 회전축을 따라 순차적으로 겹쳐지지 않게 복수 번 감기고, 상기 줄의 인입 또는 인출에 따라 회전되는 제2 회전부, 상기 제2 회전부의 회전량을 감지하는 제2 감지부, 그리고 상기 제2 회전부의 회전량을 측정 길이로 환산하는 제어부를 포함한다.
상기 길이 측정 장치는 둘레의 일부가 상기 케이스의 외부로 노출되어 측정 대상에 접촉되어 회전 가능하게 설치되는 제1 회전부, 그리고 상기 제1 회전부의 회전량을 감지하는 제1 감지부를 더 포함할 수 있다. 상기 제어부는 상기 제1 회전부의 회전량을 측정 길이로 환산할 수 있다.
상기 길이 측정 장치는 상기 측정 대상에 가이드 선을 표시되게 하는 레이저 가이드부를 더 포함할 수 있다.
이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 길이 측정 장치 및 이를 이용한 측정 시스템에 따르면, 줄자의 용도를 다양화하여 긴 직선 길이의 측정은 물론이고 평면의 곡선과 입체면의 거리까지도 정확하게 측정할 수 있는 장점이 있다.
그리고 사용자가 줄자에 표시된 눈금으로 길이를 확인하는 것이 아니라, 측정 길이가 표시부에 자동으로 표시되기 때문에 측정 조건이 다르더라도 정확하게 길이가 측정되어 안정된 측정 결과를 획득할 수 있는 장점이 있다.
게다가, 통신부가 내장되어 사용자가 버튼을 클릭하는 것만으로도 사용자 단말로 측정 길이를 바로 전송할 수 있기 때문에 수기 또는 별도의 타이핑 과정을 통하여 측정된 길이를 기입해야 하는 번거로움을 해결할 수 있는 장점이 있다.
이와 더불어, 측정 길이의 전송 시 사용자 단말에 설치된 길이 측정 어플이 자동으로 실행되도록 하여 사용자에게 다양한 서비스를 제공할 수 있는 장점이 있다.
또한 길이 측정 장치의 줄의 인출에 따른 측정 길이 환산을 정확하게 할 수 있다.
한편, 본 발명의 효과는 상술된 것에 국한되지 않고 후술하는 본 발명의 구성으로부터 도출될 수 있는 다른 효과도 본 발명의 효과에 포함된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 길이 측정 장치의 개략적인 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 길이 측정 장치의 전자적 구성 요소를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 길이 측정 장치의 주요 구성 요소의 케이스 내부 배치 관계를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 길이 측정 장치의 전후에 가이드선이 표시된 예를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 길이 측정 장치에 띠가 감긴 형태를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 길이 측정 장치의 주요 구성 요소의 내부 배치를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 길이 측정 장치에 띠가 감긴 형태를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 길이 측정 장치에 줄이 감긴 형태를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 측정 대상의 직선 길이를 측정하는 방법을 나타낸 예시도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 측정 대상의 곡선 길이를 측정하는 방법을 나타낸 예시도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 길이 측정 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 길이 측정 장치의 개략적인 사시도이다.
도 1을 참고하면, 본 발명에 따른 길이 측정 장치(100)는 줄(131)과 후크(132)로 구성되는 줄부(130)를 포함할 수 있다. 길이 측정 장치(100)는 케이스(110)의 내부에 감겨져 있는 줄(131)이 인출구(111)를 통해 인출된 정도를 측정 길이로 환산할 수 있다. 예를 들면, 사용자가 줄(131)의 일단에 체결된 후크(132)를 인출구(111)의 반대 방향으로 잡아당기면, 줄(131)이 인출구(111)를 통해 인출되면서 내부의 회전체(도시하지 않음)를 회전시키고, 회전체의 회전량에 따라 측정 길이가 증가하게 된다. 반대로 사용자가 후크(132)를 놓으면 자동으로 줄(131)이 되감기면서 인출구(111)를 통해 케이스(110) 내부로 인입되면서 측정 길이가 감소하게 된다. 회전체는 줄이 자동으로 되감기도록 줄(131)이 인출되는 방향과 반대 방향으로 복원력을 가지도록 구현될 수 있다. 그리고 줄(131)이 케이스(110)의 내부로 완전히 들어가 버리는 것을 방지하기 위해서, 후크(132)를 "ㄱ' 형상으로 하여 인출구(111)에 걸리도록 하는 것이 바람직하다.
줄(131)이 케이스(110)의 내부에서 회전체에 감겨진 구조 및 줄(131)이 인출구(111)를 통해 인출된 정도를 측정 길이로 환산하는 방법에 대해서는 아래에서 자세히 설명한다.
길이 측정 장치(100)는 케이스(110)의 외부로 일부가 노출된 제1 회전부(161)의 회전량에 기초하여 측정 길이를 구할 수도 있다. 예를 들면, 제1 회전부(161)를 측정 대상에 접촉시키고 길이 측정 장치(100)를 한쪽 방향으로 밀거나 당기게 되면, 제1 회전부(161)가 회전되면서 측정 길이가 증가하게 된다.
한편 도 1에서는 제1 회전부(161)의 일부가 노출된 것으로 도시되어 있으나, 실시예에 따라서 제1 회전부(161)의 전체가 케이스(110)의 외부로 노출되도록 구현하는 것도 가능하다.
실시예에 따라서 제1 회전부(161)는 줄이 감기는 회전체와 일체로 형성되거나 결합되어 있을 수 있으며, 또 다른 실시예에 따르면 제1 회전부(161)는 회전체와 별도로 분리되어 동작하도록 구현될 수도 있다. 제1 회전부(161)와 회전체 사이의 구조 및 동작 관계에 대해서는 아래에서 자세히 설명한다.
길이 측정 장치(100)는 레이저와 같은 광을 조사하여 측정 대상 물체에 가이드 선을 표시할 수 있는 레이저 가이드부(150)를 포함할 수 있다. 도 1에서 레이저 가이드부(150)를 하나만 도시하였으나, 실시예에 따라서 제1 회전부(161)를 기준으로 케이스(110)의 반대편에 추가로 설치될 수도 있다.
길이 측정 장치(100)는 비접촉 측정부(140)에서 레이저, 적외선 또는 초음파 등을 발생시켜서 반사되어 돌아오는 시간에 기초하여 측정 길이를 구하는 기능을 포함할 수도 있다.
길이 측정 장치(100)는 측정 길이를 시각적으로 표시하기 위한 디스플레이부(121)를 포함할 수 있다.
길이 측정 장치(100)는 사용자로부터 길이 측정 장치(100)의 동작과 관련된 명령을 입력받기 위한 버튼부(123)를 더 포함할 수 있다. 버튼부(123)는 기계적 구조로 구현되는 것 외에 터치 패드 등과 같이 사용자가 해당 부위를 손가락 등으로 접촉하는 것을 감지할 수 있는 방식으로 구현하는 것도 가능하다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 길이 측정 장치의 전자적 구성 요소를 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 길이 측정 장치의 주요 구성 요소의 케이스 내부 배치 관계를 나타낸 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참고하면, 길이 측정 장치(100)는 케이스(110), 입출력부(120), 줄부(130), 비접촉 측정부(140), 레이저 가이드부(150), 제1 회전부(161), 제2 회전부(162), 감지부(180), 제어부(191), 저장부(193), 통신부(195), 전원부(197) 및 자이로 감지부(199)를 포함할 수 있다.
케이스(110)는 길이 측정 장치(100)의 각 구성 요소를 내부에 수용하여 보호하는 기능을 수행하며, 줄(131)이 외부로 인출될 수 있는 인출구(111)를 포함할 수 있다. 케이스(110)의 디자인은 실시예에 따라 달라질 수 있다.
입출력부(120)는 길이 측정 장치(100)의 동작과 관련된 명령을 사용자로부터 입력받거나, 길이 측정 장치(100)의 동작과 관련된 정보를 사용자에게 출력하는 기능을 수행할 수 있다.
구체적으로 입출력부(120)는 디스플레이부(121), 버튼부(123), 스피커부(125) 및 마이크부(127)를 모두 포함하거나 일부를 포함할 수 있다.
디스플레이부(121)는 길이 측정 장치(100)의 동작과 관련된 정보를 시각적으로 표시하는 기능을 수행하며, 이를 위해 LED, LCD, OLED 등의 디스플레이 모듈로 구현될 수 있다. 구체적으로 디스플레이부(121)는 길이 측정 장치(100)에서 측정된 측정 길이를 표시할 수 있으며, 현재의 동작 모드에 대한 정보를 표시할 수도 있다.
버튼부(123)는 사용자로부터 길이 측정 장치(100)의 동작 모드 설정을 위한 명령을 입력받을 수 있다. 예컨대 사용자가 버튼부(123)를 한 번 누르면 줄(131)에 의한 길이 측정 모드(이하 줄 측정 모드), 두 번 누르면 제1 회전부(161)의 회전량에 의한 길이 측정 모드(이하 휠 측정 모드), 세 번 누르면 비접촉 측정부(140)에 의한 길이 측정 모드(이하 비접촉 측정 모드) 등이 선택된 것으로 구현할 수 있다. 물론 여기서 예시한 것 외에도 버튼부(123)는 실시예에 따라 길이 측정 장치(100)의 동작과 관련된 각종 명령을 사용자로부터 입력받을 수 있게 구현될 수 있다.
한편 제1 회전부(161)를 통해 사용자로부터 명령을 입력 받도록 구현하는 것도 가능하다. 예컨대 버튼부(123)를 누르면 디스플레이부(121)에 초기 메뉴가 표시되고, 사용자가 제1 회전부(161)를 회전시키면서 하위 메뉴를 선택할 수 있도록 구현하는 것도 가능하다. 가령 버튼부(123)를 1회 누르면, 3가지 길이 측정 모드 중 하나가 표시되고, 사용자가 제1 회전부(161)를 회전시킴에 따라 제어부(191)는 디스플레이부(121)에 표시되는 길이 측정 모드가 변경되게 할 수 있다. 이후 사용자가 특정 길이 측정 모드가 디스플레이부(121)에 표시된 상태에서 다시 버튼부(123)를 누르면 해당 모드가 선택되고, 길이 측정 장치(100)는 선택된 모드로 동작하게 할 수 있다. 물론 여기서 설명한 것 외에도 버튼부(123)와 제1 회전부(161)를 사용자가 선택적으로 조작하면, 그에 대응하는 사용자 명령을 입력받도록 구현하는 것이 가능하다.
도 1에서는 버튼부(123)를 구성하는 버튼이 케이스(110)의 중앙부에 배치된 것으로 예시하였으나, 그 외 다른 위치에 배치되는 것도 가능하다. 아울러 버튼 형식이 아닌 다른 방식, 예컨대 사용자의 손에 의한 터치 등을 감지할 수 있는 터치 모듈이나 기계적 스위치 등으로 버튼부(123)를 대체하는 것도 가능하다. 또한 버튼부(123)는 다수의 문자키, 숫자키 또는 기능키를 포함한 키패드 형태로 구현하는 것도 가능하다.
스피커부(125)는 길이 측정 장치(100)의 동작과 관련된 정보를 소리로 출력하는 기능을 수행한다. 구체적으로 디스플레이부(121)는 길이 측정 장치(100)에서 측정된 측정 길이 또는 현재의 동작 모드에 대한 정보를 음성으로 출력할 수도 있다.
마이크부(127)는 사용자로부터 길이 측정 장치(100)의 동작과 관련된 각종 명령이나 정보를 음성으로 입력받는 기능을 수행할 수 있다.
줄부(130)는 줄(131)과 후크(132)로 구성될 수 있다.
줄(131)은 일단이 제2 회전부(162)에 부착되어 복수 번 감기고, 케이스(110)에 형성된 인출구(111)를 통해 외부로 인출될 수 있다. 그리고 사용자가 줄(131)의 타단에 체결된 후크(132)를 인출구(111)의 반대 방향(도 2에서 A 방향)으로 잡아당기면, 제2 회전부(162)를 회전시키면서 인출구(111)를 통해 인출된다.
비접촉 측정부(140)는 레이저, 적외선 또는 초음파 등을 발생시켜서 반사되어 돌아오는 신호를 수신할 수 있다. 이에 의해 길이 측정 장치(100)로부터 이격되어 있는 측정 대상까지의 거리를 원격으로 측정할 수 있다.
레이저 가이드부(150)는 레이저를 측정 대상 물체에 조사하여 가이드선(210, 220)을 표시되게 할 수 있다. 도 2와 같이 레이저 가이드부(150)를 제1 회전부(161)를 중심으로 양쪽에 배치하면, 도 4에 예시한 것과 같이 길이 측정 장치(100)의 전후로 가이드선(210, 220)이 표시될 수 있다. 가이드선(210, 220)을 따라 길이 측정 장치(100)를 이동시킴으로써 정확한 길이 측정이 가능해진다.
제1 회전부(161)는 케이스(110)의 외부로 일부 또는 전부가 노출되어, 측정 대상에 접촉된 상태에서 C 방향 또는 D 방향으로 회전하도록 구성될 수 있다. 예컨대 사용자가 케이스(110)를 파지하고 A 방향으로 이동시키면, 측정 대상에 접촉된 제1 회전부(161)는 C 방향으로 회전하게 된다. 반대로 사용자가 길이 측정 장치(100)를 B 방향으로 이동시키면, 제1 회전부(161)는 D 방향으로 회전하게 된다.
제2 회전부(162)는 줄(131)이 잡아당겨지면 해당 방향으로 회전을 하되, 인장 스프링 또는 태엽과 같은 탄성 부재(도시하지 않음)를 구비하여, 줄(131)의 인출을 저지하는 방향으로 복원력을 가지도록 구성될 수 있다. 이에 따라 사용자가 길이 측정을 마치고 후크(132)를 놓으면, 제2 회전부(162)는 B 방향으로 회전하면서 줄(131)이 다시 감겨지면서 내부로 인입되게 할 수 있다.
감지부(180)는 제1 감지부(181)와 제2 감지부(182)를 포함할 수 있다.
제1 감지부(181)와 제2 감지부(182)는 포텐시오미터 센서(potentiometer sensor), 로터리 인코더(rotary encorder) 등과 같은 회전 감지 센서로 구현될 수 있으며, 각각 제1 회전부(161)와 제2 회전부(162)의 회전량을 감지할 수 있다. 이를 위해 제1 감지부(181)와 제2 감지부(182)는 각각 제1 회전부(161)와 제2 회전부(162)의 회전축에 설치될 수 있다.
저장부(193)는 길이 측정 장치(100)의 동작과 관련된 각종 정보, 데이터 및 프로그램을 기록하고, 제어부(191)의 요청에 따라 제공할 수 있다.
통신부(195)는 길이 측정 장치(100)와 외부 장치 사이에 유선 또는 무선 통신 방식을 통해 각종 정보 및 데이터를 교환하도록 지원할 수 있다. 여기서, 유선 통신 방식은 USB(Universal Serial Bus) 케이블 등을 이용한 통신 방식을 포함할 수 있으며, 무선 통신 방식은 와이파이(Wi-Fi), 블루투스(bluetooth), 지그비(zigbee), 적외선 통신(IrDA, Infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband) 또는 RFID(Radio Frequency Identification), NFC 등과 같은 근거리 통신 방식이나 3G(3rd Generation), 4G(4th Generation) 또는 LTE(Long Term Evolution) 등과 같은 이동 통신 방식을 포함할 수 있다.
전원부(197)는 길이 측정 장치(100)의 각 구성 요소의 동작에 필요한 전원을 공급하는 기능을 수행하며, 배터리로 구현될 수 있다.
자이로센서부(199)는 길이 측정 장치(100)의 자세 및 이동 궤적 등을 측정하는 기능을 수행할 수 있다.
제어부(191)는 길이 측정 장치(100)의 전체적인 동작을 제어한다. 구체적으로 제어부(191)는 줄 측정 모드의 경우는 줄(131)의 인출 정도를 측정 길이로 환산할 수 있다. 또한 제어부(191)는 휠 측정 모드의 경우는 제1 회전부(161)의 회전량을 측정 길이로 환산할 수 있으며, 비접촉 측정 모드의 경우는 비접촉 측정부(140)에서 레이저, 적외선 또는 초음파 등이 발생되어 다시 수신된 시간 등을 측정 길이로 환산할 수 있다.
제어부(191)는 측정 길이를 디스플레이부(121)를 통해 표시하거나, 스피커부(125)를 통해 소리로 출력할 수 있다. 또한 제어부(191)는 측정 길이를 통신부(195)를 통해 외부 장치로 전송할 수도 있다.
제어부(191)는 측정 길이를 저장부(193)에 기록하는 것도 가능하다. 제어부(191)는 측정 길이를 저장할 때 마이크부(127)를 통해 사용자로부터 입력된 음성 정보를 태그(tag)로 달아 놓을 수도 있다. 측정 대상을 특정할 수 있는 단어를 태그로 측정 길이에 적용시킴으로써, 나중에 해당 측정 대상의 측정 길이를 확인하는 것이 용이해지며, 다수의 길이 측정 데이터를 관리하는 것이 용이해진다.
제어부(191)는 음성 문자 인식 프로그램을 이용하여 사용자로부터 음성으로 입력된 태그 정보를 자동으로 문자로 변환하고, 측정 길이에 태그하여 저장시키는 것이 바람직하다. 한편 제어부(191)는 측정 길이와 해당 측정 길이의 태그 정보를 함께 외부 장치로 전송할 수도 있다. 물론 태그 정보를 음성으로 저장하고, 외부 장치에서 문자로 변환하도록 구현하는 것도 가능하다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 길이 측정 장치에 띠가 감긴 형태를 나타낸 도면이다.
도 5에 예시한 것과 같이, 줄(131)이 제2 회전부(162)에 복수 번 감겨서 적층되어 있다. 따라서 제2 회전부(162)가 1 회전할 때마다 풀리는 줄(131)의 길이는 점차적으로 짧아지게 된다.
제2 회전부(162)의 지름(dcoil)이 32mm이고, 줄(131)의 두께(t)가 2mm이면, 줄(131)이 제2 회전부(162)에 n번 감겼을 때의 감긴 줄(131)의 두께까지 고려한 환산 지름(d'coil)과 환산 둘레(l)는 아래 표 1과 같다. 표 1에서는 15번 줄(131)이 감겼을 때까지 나타내었다.
감긴 횟수(n) 환산 지름(d'coil) 환산 둘레(l)
1 36mm 113.1mm
2 40mm 125.7mm
3 44mm 138.2mm
4 48mm 150.8mm
5 52mm 163.4mm
6 56mm 175.9mm
7 60mm 188.5mm
8 64mm 201.1mm
9 68mm 213.6mm
10 72mm 226.2mm
11 76mm 238.8mm
12 80mm 251.3mm
13 84mm 263.9mm
14 88mm 276.5mm
15 92mm 289.0mm
도 5에서 길이(b)는 후크(132)가 인출구(110)에 걸려 있는 초기 상태에서 줄(131)이 제2 회전부(162)에 감겨있지 않은 부분의 길이를 나타낸다.
길이(b)까지 반영하여 줄(131)이 인출구(111) 밖으로 인출된 길이(f), 제2 회전부(162)의 누적 회전 각도(j) 및 길이 회전 환산비(k)를 구해보면 아래 표 2와 같다. 여기서 k=f/h로 구해진다. 표 2에서 길이(b)는 50mm인 것으로 가정하였다.
번호(i) 길이(fi) 회전각도(h) 누적 회전 각도(ji) 환산비(ki)
1 50mm 62.3° 62.3° 0.803
289.0mm 360° 422.3° 0.803
2 276.5mm 360° 782.3° 0.768
3 263.9mm 360° 1142.3° 0.733
4 251.3mm 360° 1502.3° 0.698
5 238.8mm 360° 1862.3° 0.663
6 226.2mm 360° 2222.3° 0.628
7 213.6mm 360° 2582.3° 0.593
8 201.1mm 360° 2942.3° 0.558
9 188.5mm 360° 3302.3° 0.524
10 175.9mm 360° 3662.3° 0.489
11 163.4mm 360° 4022.3° 0.454
12 150.8mm 360° 4382.3° 0.419
13 138.2mm 360° 4742.3° 0.384
14 125.7mm 360° 5102.3° 0.349
15 113.1mm 360° 5462.3° 0.314
번호(i=1)는 2개의 부분으로 나누어져 있다. 길이(fi)가 50mm인 부분은 초기 상태에서 줄(131)이 제2 회전부(162)에 감겨있지 않은 부분에 해당하고, 길이(fi)가 289.0mm인 부분은 줄(131)이 가장 외곽에 감겨 있던 부분(표 1에서 감긴 횟수 15에 해당하는 부분)이 풀린 것에 해당한다. 따라서 초기 상태에 가장 외곽에 감겨 있던 부분까지 줄(131)이 풀리면, 제2 회전부(162)의 누적 회전 각도(ji)는 422.3°가 된다. 그리고 제2 회전부(162)가 1°회전할 때마다 0.803mm 씩 줄(131)이 인출되게 된다.
이후 순차적으로 번호(i=2)에 해당하는 구간부터 번호(i=15)에 해당하는 구간까지 환산비(ki)를 표 2에 예시한 것과 같이 단계적으로 작아지게 적용하면서 아래 수학식 1에 나타낸 것과 같이 제2 회전부(162)의 회전량을 측정 길이로 환산할 수 있다.
번호(i=1)에 해당하는 구간은 앞에서 살펴본 것과 같이 2개의 부분으로 나누어져 있으므로, f1=339.0mm(=50mm+289.0mm), j1=422.3°로 적용하고, 아래 수학식 1을 적용하면 측정 길이(ffinal)를 정확하게 계산할 수 있다.
Figure pat00001
여기서 A는 제2 감지부(182)에서 측정된 제2 회전부(162)의 회전량이다. 예컨대 휠 측정 모드로 설정하고 제2 회전부(162)를 측정 대상에 접촉시킨 상태에서 회전시키면서 측정 동작을 멈출 때까지 측정된 총 회전량을 의미한다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 길이 측정 장치의 주요 구성 요소의 내부 배치를 나타낸 도면이고, 도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 길이 측정 장치에 띠가 감긴 형태를 나타낸 도면이다.
제2 실시예에 따르면, 앞에서 수학식 1로 설명한 것과 같은 복잡한 계산을 하지 않고도 줄(131)의 인입 또는 인출에 따른 길이 측정을 정확하게 할 수 있다.
제2 실시예에 따른 길이 측정 장치는 전자적 구성 요소는 제1 실시예에 따른 길이 측정 장치와 동일한 구성 요소를 가질 수 있다. 다만 제2 실시예에 따른 길이 측정 장치는 제3 회전부(163)를 추가로 구비하고, 제2 감지부(182)를 제3 회전부(163)의 회전량을 측정할 수 있도록, 제3 회전부(163)의 회전축에 설치할 수 있다.
줄(131)은 제2 회전부(162)에 일단이 부착되어 복수 번 감긴 후, 제3 회전부(163)에 1회 감긴 구조를 가질 수 있다. 따라서 줄(131)의 타단에 체결된 후크(132)를 잡아당기면, 줄(131)은 제2 회전부(162)와 제3 회전부(163)를 동시에 회전시키면서 인출구(111)를 통해 케이스(110) 밖으로 인출될 수 있다.
앞서 설명한 것과 같이 제2 회전부(162)는 줄(131)이 적층되어 감겨져 있기 때문에 줄(131)이 풀리면서 제2 회전부(162)가 1회전할 때마다 인출되는 길이가 작아진다. 이에 반하여 제3 회전부(163)는 1회전할 때마다 인출되는 줄(131)의 길이가 동일하게 유지된다.
따라서 제2 회전부(162)가 아닌 제3 회전부(163)의 회전량을 제2 감지부(182)가 감지하도록 하고, 이를 환산하여 측정 길이를 계산하면 수학식 1과 같은 복잡한 계산을 하지 않아도 된다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 길이 측정 장치에 줄이 감긴 형태를 나타낸 도면이다.
제3 실시예에 따른 길이 측정 장치는 전자적 구성 요소는 제1 실시예에 따른 길이 측정 장치와 동일한 구성 요소를 가질 수 있다. 다만 제3 실시예에 따른 길이 측정 장치는 제1 실시예에서 제2 회전부(162)의 구조를 도 9에 예시한 것과 같이 변형하여 적용할 수 있다.
제3 실시예에서 제2 회전부(162)는 줄(131)이 회전축을 따라 순차적으로 겹쳐지지 않게 복수 번 감길 수 있는 실패(bobbin) 형태로 구현될 수 있다. 물론 줄(131)이 인출된 후에 자동으로 되감겨질 수 있도록, 제2 회전부(162)는 줄(131)이 인출되는 방향의 반대로 복원력을 가지게 구성될 수 있다.
제3 실시예에 따른 길이 측정 장치는 줄(131)이 제2 회전부(162)의 회전축을 따라 순차적으로 겹쳐지지 않게 제2 회전부(162)에 감기고 풀릴 수 있도록, 제1 기어(164), 제2 기어(165), 체인(166), 이동부재(167), 고정바(168) 및 회전바(169)를 더 포함할 수 있다.
제1 기어(164)는 제2 회전부(162)의 회전축에 설치되어, 제2 회전부(162)가 회전하면 함께 회전을 하게 된다.
제2 기어(165)는 체인(166)을 통해 제1 기어(164)와 연결되어 있고, 회전바(169)의 회전축에 설치된다. 제2 기어(165)는 제1 기어(164)가 회전하면 함께 회전하면서 회전바(169)를 회전시킨다.
회전바(169)는 둘레에 나사산이 형성되어 있고, 제2 기어(165)의 회전에 따라 회전한다.
회전바(169)의 회전축과 제2 회전부(162)의 회전축은 평행한 방향을 가진다.
이동부재(167)는 회전바(169)가 관통하는 제1 홀(167a), 고정바(168)가 관통하는 제2 홀(167b) 및 줄(131)이 관통하는 제3 홀(167c)을 가질 수 있다.
제1 홀(167a)은 회전바(169)에 형성된 나사산과 맞물리도록 형성된 나사산을 가질 수 있다. 제1 홀(167a)에 형성된 나사산은 이동바(169)가 회전하면 이동부재(167)를 회전바(169)의 회전축 방향으로 이동시키는 기능을 수행한다.
제2 홀(167b)은 이동부재(167)가 흔들리지 않고 안정되게 회전바(169)를 따라 이동할 수 있도록 가이드 하는 기능을 수행한다. 도 9에서는 제2 홀(167b)이 제1 홀(167a)의 양측에 형성된 것으로 도시하였으나, 실시예에 따라 제1 홀(167a)의 일측에만 형성되어도 된다.
이동부재(167)는 회전바(169)의 회전에 따라 이동하면서 줄(131)이 제2 회전부(162)의 회전축에 순차적으로 감기도록 가이드 하는 기능을 수행한다. 이동부재(167)는 제3 홀(167c)에 줄(131)이 마찰력 없이 인입 또는 인출될 수 있도록 롤러와 같은 수단을 구비할 수 있다.
제1 기어(164)와 제2 기어(165)의 기어비에 따라 제2 회전부(162)가 1 회전할 때 이동부재(167)가 회전바(169)를 따라 이동하는 정도가 달라지므로, 제1 기어(164)와 제2 기어(165)의 기어비는 회전바(169)의 회전에 따라 이동부재(167)가 이동하면서 줄(131)이 겹쳐지지 않고 순차적으로 제2 회전부(162)에 감기도록 가이드하는데 적합하도록 기어비가 선택될 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 측정 대상의 직선 길이를 측정하는 방법을 나타낸 예시도이다.
도 9를 참고하면, 사용자가 후크(132)를 측정 대상(51)의 모서리에 고정시킨 후 케이스(110)를 손으로 파지한 채 잡아당기면, 줄의 인출에 따라 줄이 감겨 있는 내부의 회전체가 회전되고, 회전체의 회전량을 감지하여 측정 대상(51)의 직선 길이를 측정할 수 있게 된다. 물론 그 외에도 다양한 방법으로 줄(131)을 인출하여 측정 대상의 길이를 측정하는 것이 가능하다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 측정 대상의 곡선 길이를 측정하는 방법을 나타낸 예시도이다.
도 10을 참고하면, 줄(131)을 케이스(110) 내부로 인입시켜서 후크(133)가 인출구(111)에 걸린 상태에서, 케이스(110)를 파지하고 측정 대상(52)의 시작 지점에서부터 끝 지점까지 제1 회전부(161)의 둘레 일부를 접촉시키고 밀거나 당기게 되면, 제1 회전부(161)가 회전되면서 회전 정도를 감지하여 곡선 길이를 측정할 수 있게 된다. 도 10에서와 같이 측정 대상(52)이 안으로 들어가 있는 경우에도 곡선 길이를 정확하게 측정할 수 있는 장점이 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 길이 측정 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 11을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 길이 측정 시스템은 길이 측정 장치(100) 및 사용자 단말(200)을 포함하여 구성된다. 길이 측정 장치(100)는 앞서 설명한 다양한 실시예에 따른 장치가 이용될 수 있다.
사용자 단말(200)은 개인용 컴퓨터(PC), 스마트폰(Smart Phone), 태블릿(Tablet) PC, 개인 휴대 정보 단말기(Personal Digital Assistant, PDA)나 웹 패드(Web Pad) 등과 같이 메모리 수단을 구비하고 마이크로 프로세서를 탑재하여 연산 능력을 갖춘 이동 통신 기능을 구비한 단말기로 이루어질 수 있으며, 다양한 어플리케이션이 설치되어 사용자에게 다양한 서비스를 제공할 수 있다.
특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 단말(200)은 길이 측정 장치(100)에서 전송된 사용자 신호에 따라 자동으로 실행되어 측정 길이를 수신할 수 있는 길이 측정 어플(210)이 설치될 수 있다. 수신된 측정 길이는 길이 측정 어플(210)에 자동으로 입력되거나 저장될 수 있다.
예컨대, 사용자가 길이 측정 장치(100)에 구비된 입출력부(120)를 통해 측정 길이를 사용자 단말(200)로 전송 요청하면, 사용자 단말(200)의 길이 측정 어플(210)은 자동으로 실행되고, 길이 측정 어플(210)은 측정 길이를 입력받을 수 있는 복수의 셀을 표시하여 사용자에게 측정 길이가 입력되는 셀을 선택 받을 수 있도록 구성될 수 있다. 또한, 길이 측정 장치(100)의 입출력부(120)가 복수의 버튼으로 이루어진 경우, 각 버튼이 핫 키(Hot key)로 작용하여 길이 측정 어플(210)이나 길이 측정 어플(210)의 해당하는 셀에 측정 길이가 자동 입력되게 할 수 있다.
그리고, 길이 측정 장치(100)가 측정 대상의 측정 각도를 감지하는 자이로센서부(199)를 포함한 경우, 사용자 단말(200)은 길이 측정 장치(100)로부터 측정 길이와 함께 자이로센서부(199)에서 감지된 측정 각도를 입력받고, 측정 각도에 따라 측정 길이가 길이 측정 어플(210)에 자동으로 입력되도록 한다. 이때, 자이로센서부(199)에서 감지된 측정 대상의 측정 각도를 이용하여 직선과 곡선을 자동으로 인식할 수 있다.
예를 들면, 사용자의 신체 수치를 측정하고자 할 경우, 길이 측정 장치(100)를 통해 사용자의 목 둘레를 측정하여 사용자 단말(200)로 전송하면, 길이 측정 어플(210)이 실행되어 사용자의 신체 수치를 측정하기 위한 화면인 사용자의 다리 길이, 목 둘레, 어깨 너비를 측정하기 위한 화면 및 측정된 길이를 입력하기 위한 복수의 셀이 표시되고, 자이로센서부(199)에서 감지된 측정 각도(수평 방향)에 따라 사용자의 신체 중 목 둘레의 수치인 것을 자동으로 감지하여 목 둘레의 수치가 해당 셀에 자동으로 입력되어 표시되거나 저장될 수 있다. 그리고, 길이 측정 장치(100)로 사용자의 다리 길이를 측정하면, 자이로센서부(199)에서 감지된 측정 각도(수직 방향)에 따라 사용자의 신체 중 다리 길이의 수치인 것을 자동으로 감지하여 다리 길이의 수치가 해당 셀에 자동으로 입력되어 표시되거나 저장될 수 있다. 한편, 측정된 길이 수치와 길이 측정 시의 각도 정보(길이 측정 장치(100)의 이동 궤적 정보 등)를 함께 저장함으로써 측정 대상의 길이 정보뿐만 아니라 둘레의 모양 정보도 획득하는 것이 가능하다.
그리고 마이크부(127)에서 입력된 사용자의 음성 신호에 따라 길이 측정 어플(210)에 측정 길이가 자동으로 입력되도록 한다. 즉, 사용자의 음성 신호에 따라 복수의 셀 중 해당 셀에 측정 길이가 자동으로 입력되어 표시되거나 저장되게 할 수 있다. 길이 측정 장치(100)에서 측정이 완료된 후, 사용자가 길이 측정 장치(100)에 구비된 버튼부(123)를 눌러서 전송을 선택하면, 해당 측정 길이가 어느 위치에 해당되는 값인지를 사용자의 음성 신호로 태그할 수 있다. 예컨대, 측정 길이를 사용자 단말(200)로 전송 시 “허리”라는 사용자의 음성 신호를 함께 전송하면, 길이 측정 어플(210)은 음성 인식 프로그램을 이용하여 허리를 인식하여 허리에 해당되는 셀에 측정 길이가 자동으로 입력되어 저장될 수 있도록 한다.
한편, 길이 측정 장치(100)는 GPS 송수신부나 압력 감지부(미도시) 등과 같은 구성요소를 더 포함할 수 있다. 예컨대, GPS 송수신부는 측정된 장소에 대한 위치 정보를 수신하여 저장부(193)에 저장되거나 사용자 단말(200)에 전송되도록 하여 사용자가 측정 길이와 함께 측정 위치 정보를 확인 가능하게 한다.
이상에서 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등한 것으로 인정되는 범위의 모든 변경 및 수정을 포함한다.

Claims (7)

  1. 케이스,
    상기 케이스에 수용되되 둘레의 일부가 상기 케이스의 외부로 노출되어 측정 대상과 접촉하여 회전하는 제1 회전부,
    상기 제1 회전부의 회전량을 감지하는 제1 회전부,
    상기 제1 회전부의 회전량을 측정 길이로 환산하는 제어부, 그리고
    상기 측정 길이를 표시하는 표시부
    를 포함하는 길이 측정 장치.
  2. 줄이 인입 또는 인출되는 인출구를 포함하는 케이스,
    상기 줄이 복수 번 감기고, 상기 줄의 인입 또는 인출에 따라 회전되는 제2 회전부,
    상기 제2 회전부의 회전량을 감지하는 제2 감지부, 그리고
    상기 제2 회전부의 단위 회전량을 길이로 환산하는 환산비를 미리 정해진 구간마다 단계적으로 작아지게 적용하여, 상기 제2 회전부의 회전량을 측정 길이로 환산하는 제어부
    를 포함하는 길이 측정 장치.
  3. 줄이 인입 또는 인출되는 인출구를 포함하는 케이스,
    상기 줄의 일단이 부착되어 복수 번 감기고, 상기 케이스의 외부로 노출된 상기 줄의 타단이 상기 인출구에 걸릴 때까지 자동으로 상기 줄을 되감는 제2 회전부,
    상기 줄의 인입 또는 인출에 따라 회전되는 제3 회전부,
    상기 제3 회전부의 회전량을 감지하는 제2 감지부, 그리고
    상기 제3 회전부의 회전량을 측정 길이로 환산하는 제어부
    를 포함하는 길이 측정 장치.
  4. 제 2 항에서,
    상기 제3 회전부는 상기 줄이 1회 감겨 있고,
    상기 줄은 상기 제2 회전부에서 풀리면서 상기 제3 회전부를 회전시키는 길이 측정 장치.
  5. 줄이 인입 또는 인출되는 인출구를 포함하는 케이스,
    상기 줄이 회전축을 따라 순차적으로 겹쳐지지 않게 복수 번 감기고, 상기 줄의 인입 또는 인출에 따라 회전되는 제2 회전부,
    상기 제2 회전부의 회전량을 감지하는 제2 감지부, 그리고
    상기 제2 회전부의 회전량을 측정 길이로 환산하는 제어부
    를 포함하는 길이 측정 장치.
  6. 제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에서,
    둘레의 일부가 상기 케이스의 외부로 노출되어 측정 대상에 접촉되어 회전 가능하게 설치되는 제1 회전부, 그리고
    상기 제1 회전부의 회전량을 감지하는 제1 감지부
    를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 제1 회전부의 회전량을 측정 길이로 환산하는 길이 측정 장치.
  7. 제 6 항에서,
    상기 측정 대상에 가이드 선을 표시되게 하는 레이저 가이드부를 더 포함하는 길이 측정 장치.
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KR20220007431A (ko) * 2020-07-10 2022-01-18 한국전력공사 회전식 길이 측정장치

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