KR20180054039A - 길이 측정 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 측정대상물의 직선 길이 및 곡선 길이를 모두 측정할 수 있는 길이 측정 장치를 제공한다. 본 발명에 따른 길이 측정 장치는 길이홈(elongated groove)을 구비하는 후크부를 포함할 수 있고, 측정 대상에 접촉하여 회전하는 회전부의 관성에 의한 회전을 간섭하는 회전 간섭부를 포함할 수 있다.

Description

길이 측정 장치{LENGTH MEASURING DEVICE}

본 발명은 길이 측정 장치에 관한 것으로, 보다 자세하게는 측정 대상물의 직선 길이 및 곡선 길이를 모두 측정할 수 있는 길이 측정 장치에 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.

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.

한편 줄이 인출된 길이를 전자적으로 측정하는 전자 줄자가 개발되었으나, 줄의 인출 정도를 감지하기 위해 줄이나 회전체에 구멍을 뚫어놓고 레이저를 조사하는 방식(포토 인터럽터)을 이용하였다. 그런데 이러한 종래 포토 인터럽터 방식은 공사 현장과 같이 분진이 발생하는 장소 등에서는 적합하지 않았으며, 길이 측정 해상도가 구멍이 뚫린 간격으로 제한되는 문제점이 있었다.

미국등록특허 제4,575,944호 (등록일 1986. 03. 18.)

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 측정대상물의 직선 길이 및 곡선 길이를 모두 측정할 수 있는 길이 측정 장치를 제공하는 것이다.

이러한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 길이 측정 장치는 인출구를 포함하는 케이스, 상기 인출구를 통해 인입되거나 인출되는 줄, 상기 줄이 인입되거나 인출됨에 따라 회전하는 제1 회전부, 상기 줄의 일단에 결합되는 후크부, 그리고 상기 제1 회전부의 회전량을 이용하여 측정 길이를 산출하는 제어부를 포함한다.

상기 후크부는, 제1 판과 제2 판을 포함하고, 상기 제2 판은 상기 제1 판의 일단에 미리 정해진 각도로 연결되며, 상기 제2 판은 상기 제1 판으로부터 연장되는 방향으로 길이홈(elongated groove)을 구비할 수 있다.

이러한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 길이 측정 장치는 케이스, 상기 케이스 외부로 노출된 둘레 일부가 측정 대상에 접촉하여 회전하는 제2 회전부, 상기 제2 회전부의 관성에 의한 회전을 간섭하는 회전 간섭부, 그리고 상기 제2 회전부의 회전량을 이용하여 측정 길이를 산출하는 제어부를 포함한다.

상기 제2 회전부는 단부에 상기 회전 간섭부를 수용하는 홈이 형성되어 있고, 상기 홈의 내벽에 요철이 형성되어 있는 회전체를 포함할 수 있다.

상기 회전 간섭부는 상기 홈의 내벽에 형성된 요철과 접촉하여 상기 회전부의 관성에 의한 회전을 간섭하는 간섭 돌기가 하나 이상 형성되어 있을 수 있다.

상기 홈의 내벽에 형성된 요철은 톱니 구조를 가지고, 탄성을 가지는 재질로 이루어질 수 있다.

상기 회전체의 단부에 자석이 삽입될 수 있는 자석 삽입홈을 가지는 돌출부가 형성되어 있고, 상기 홈은 상기 돌출부의 둘레를 따라 형성되어 있으며, 상기 간섭 돌기는 상기 회전 간섭부의 측면에 형성되어 있고, 상기 자석 및 상기 돌출부가 상기 회전 간섭부와 접촉되지 않도록 상기 회전 간섭부의 중심부에 구멍이 형성되어 있을 수 있다.

본 발명에 의하면, 줄자의 용도를 다양화하여 긴 직선 길이의 측정은 물론이고 평면의 곡선과 입체면의 거리까지도 정확하게 측정할 수 있다. 또한 후크를 줄에 영향받지 않고 측정 대상에 밀착 고정시킴으로써 정확도를 높일 수 있다. 또한 측정 대상에 접촉하여 회전하는 회전부가, 측정 대상에서 떨어진 후에도 관성에 의해 지속적으로 움직이는 것을 방지함으로써 정확도를 높일 수 있다. 또한 자기식 엔코더를 이용하여 회전체에 부착된 자석의 회전에 따른 자계 변화를 선형적으로 측정할 수 있다. 따라서 종래 회전체에 이산적으로 형성된 지시자를 카운팅하는 방식보다 정확도를 높일 수 있다. 또한 줄이 인입 또는 인출될 때, 케이스 내에서 줄이 일정한 경로로 이동하도록 가이드하는 구조를 통해 측정 정확도를 높일 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 길이 측정 장치의 개략적인 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 길이 측정 장치를 분해하여 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 길이 측정 장치의 일부 구성 요소가 하부 케이스에 장착되는 구조를 설명하기 위해 제공되는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 드럼부의 구성을 설명하기 위해 제공되는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 회전부와 가이드부의 구성을 설명하기 위해 제공되는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드 몸체를 위에서 바라본 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 회전부의 구성을 설명하기 위해 제공되는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 간섭부와 제2 회전부의 구성을 설명하기 위해 제공되는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 후크부의 세부 구성을 설명하기 위해 제공되는 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 후크부에 줄의 일단이 매듭되는 방식을 설명하기 위해 제공되는 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 후크부를 측정 대상에 고정시키고 길이 측정을 하는 것을 예시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 길이 측정 장치의 전자적 구성 요소를 나타낸 블록도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 회전부의 회전량을 검출하는 방법을 설명하기 위해 제공되는 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 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 길이 측정 장치를 분해하여 나타낸 도면이다.

도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 길이 측정 장치(1)는 줄 측정 모드, 휠 측정 모드 및 비접촉 측정 모드 중 적어도 하나 이상의 길이 측정 모드를 제공할 수 있다.

줄 측정 모드에서, 길이 측정 장치(1)는 케이스(100)로부터 인출구(100h)를 통해 줄(200)이 인출된 정도를 계산하여 측정 길이를 구할 수 있다.

휠 측정 모드에서, 길이 측정 장치(1)는 제2 회전부(500)의 회전량을 기초로 측정 길이를 구할 수 있다.

비접촉 측정 모드에서, 길이 측정 장치(1)는 비접촉 측정부(720)에서 발생시킨 레이저, 적외선 또는 초음파 등이 측정 대상으로부터 반사되어 돌아오는 시간에 기초하여 측정 길이를 구할 수 있다.

길이 측정 장치(1)는 케이스(100), 줄(200), 제1 회전부(300), 회전 드럼부(400), 제2 회전부(500), 가이드부(600) 및 회로 기판(700)을 포함할 수 있다.

케이스(100)는 하부 케이스(110)와 상부 케이스(120)로 이루어질 수 있다. 하부 케이스(110)와 상부 케이스(120)는 서로 결합되어 길이 측정 장치(1)의 각 구성 요소를 내부에 수용하고 보호할 수 있다.

줄(200)의 일단은 후크부(210)와 결합될 수 있다. 그리고 줄(200)은 타단이 회전 드럼부(400)에 부착되어 복수 번 감길 수 있다. 그리고 사용자가 후크부(210)를 잡아당기면, 회전 드럼부(400)에서 줄(200)이 풀리면서 인출구(100h)를 통해 줄(200)의 일부가 인출될 수 있다. 그리고 반대로 사용자가 후크부(210)를 놓으면, 회전 드럼부(400)에 줄(200)이 자동으로 되감기면서 인출되었던 줄(200)이 케이스(100) 내부로 인입될 수 있다.

줄(200)은 케이스(100) 내에서 일정 경로로 이동하도록 가이드부(600)에 의해 가이드 될 수 있다. 그리고 줄(200)은 인입되거나 인출될 때 제1 회전부(300)의 둘레에 접촉하여 제1 회전부(300)를 회전시킬 수 있다.

제1 회전부(300), 회전 드럼부(400), 제2 회전부(500), 가이드부(600)는 하부 케이스(110)에 장착될 수 있다. 제1 회전부(300)는 가이드부(600)에 회전 가능하게 장착된 상태로 하부 케이스(110)에 장착될 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 길이 측정 장치의 일부 구성 요소가 하부 케이스에 장착되는 구조를 설명하기 위해 제공되는 도면이다.

도 3을 참고하면, 하부 케이스(110)는 제1 샤프트(114), 제2 샤프트(115) 및 끼움부(116) 등이 형성될 수 있다. 아울러 하부 케이스(110)는 회로 기판(700)과 상부 케이스(120)를 하부 케이스(110)에 결합할 때 필요한 구조를 구비할 수 있다.

회전 드럼부(400)는 하부 케이스(110)에 형성된 제1 샤프트(114)를 회전축으로 회전 가능하게 장착될 수 있다.

제2 회전부(500)는 하부 케이스(110)에 형성된 제2 샤프트(115)를 회전축으로 회전 가능하게 장착될 수 있다.

가이드부(600)는 가이드 몸체(610), 복수 개의 핀(621, 622)을 포함할 수 있다. 가이드 몸체(610)의 하부에 끼움 결합부(616)가 형성될 수 있다. 끼움 결합부(616)는 하부 케이스(110)에 형성된 끼움부(116)에 끼움 결합될 수 있는 구조를 가질 수 있다. 예컨대 끼움 결합부(616)가 돌기 형상을 가지면, 끼움부(116)는 돌기가 끼워질 수 있는 홈 형상을 가질 수 있다. 가이드부(600)는 끼움 결합부(616)를 끼움부(116)에 끼움 결합시킴으로써 하부 케이스(110)에 장착될 수 있다. 물론 끼움 결합 외에도 가이드부(600)가 하부 케이스(110)에 고정 결합 될 수 있는 다른 결합 방식이 적용될 수도 있다.

회전 드럼부(400)는 줄(200)이 복수 번 감겨 있고, 줄(200)이 인출되면 그에 따라 제1 샤프트(200)를 회전축으로 회전할 수 있다. 그리고 회전 드럼부(400)는 줄(200)이 인출되는 방향과 반대 방향으로 회전하려는 복원력을 가질 수 있다. 따라서 후크부(210)를 잡아당기는 힘, 즉 줄(200)에 가해지는 장력이 회전 드럼부(400)의 복원력보다 작으면, 줄(200)은 회전 드럼부(400)에 의해 자동으로 되감기면서 케이스(100) 내부로 인입된다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 드럼부의 구성을 설명하기 위해 제공되는 도면이다.

도 4를 참고하면, 회전 드럼부(400)는 커버(410), 탄성 부재(420), 회전 드럼 몸체(430)를 포함할 수 있다.

탄성 부재(420)는 줄(200)이 풀리는 방향과 반대 방향으로 회전하게 하는 복원력을 회전 드럼부(400)에 제공할 수 있다. 탄성 부재(420)는 태엽(spiral spring) 등이 이용될 수 있다.

커버(410)는 회전 드럼(430) 내부에 장착된 탄성 부재(420)를 보호하고, 탄성 부재(420)가 회전 드럼 몸체(430)로부터 이탈하지 않도록 보호하는 기능을 수행한다. 커버(410)는 회전 드럼 몸체(430)에 탄성 부재(420)가 장착된 다음에 회전 드럼 몸체(430)와 결합 될 수 있다.

회전 드럼 몸체(430)의 둘레(431)에 줄(200)이 복수 번 감길 수 있다.

베어링(440)은 회전 드럼부(400)와 제1 샤프트(200) 사이에 개재되어, 회전 드럼부(400)에 감긴 줄이 풀리거나 되감길 때 회전 드럼부(400)가 제1 샤프트(114)를 회전축으로 원활하게 회전되게 할 수 있다.

다시 도 2를 참고하면, 가이드부(600)는 가이드 몸체(610) 및 복수의 핀(621, 622)을 포함할 수 있다. 가이드부(600)는 줄(200)이 케이스(100) 내에서 일정 범위 내의 경로를 따라 이동하도록 가이드 할 수 있다. 특히 가이드부(600)는 줄(200)의 일부가 제1 회전부(300)의 둘레에 접촉된 상태로 인입 또는 인출되게 가이드할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 회전부와 가이드부의 구성을 설명하기 위해 제공되는 도면이다.

도 2 및 도 5를 참고하면, 제1 회전부(300)는 제1 회전체(310)와 자석(320)을 포함할 수 있다. 자석(320)은 제1 회전체(310)의 단부에 고정 삽입될 수 있다. 그리고 제1 회전체(310)는 둘레를 따라 요철을 가지는 가이드 홈(311)이 형성될 수 있다. 가이드 홈(311)은 줄(200)이 제1 회전체(310)의 둘레에 일정 경로로 이동하도록 가이드하는 기능을 수행한다. 그리고 가이드 홈(311)에 형성된 요철은 줄(200)이 인입되거나 인출될 때 미끄러지지 않고 제1 회전체(310)를 안정적으로 회전시킬 수 있다. 이에 의해 줄(200)이 인출된 길이와 제1 회전체(310)의 회전량은 서로 정확하게 대응될 수 있다. 따라서 제1 회전체(310)의 회전량을 기초로 측정 길이를 구할 수 있다.

자석(320)은 원기둥 형상의 영구 자석이 이용될 수 있다. 그리고 자석(320)은 제1 회전체(310)의 회전축에 대해서 수직 방향 중 일 방향으로 자화될 수 있다.

베어링(330)은 제1 회전부(300)와 가이드부(610) 사이에 개재되어, 제1 회전부(300)가 가이드부(600)에 삽입된 상태에서 원활하게 회전하게 할 수 있다.

가이드 몸체(610)는 제1 회전부(300)와 복수 개의 핀(621, 622)이 삽입될 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드 몸체를 위에서 바라본 도면이다.

도 6을 참고하면, 가이드 몸체(610)는 복수 개의 핀 삽입부(611, 612), 제1 회전부 삽입부(615), 제1 개구부(613), 제2 개구부(614) 등이 형성될 수 있다.

제1 회전부 삽입부(615)는 제1 회전부(300)가 회전 가능하게 삽입될 수 있는 형태로 가이드 몸체(610) 상에 형성될 수 있다.

복수 개의 핀 삽입부(611, 612)는 제1 회전부 삽입부(615)와 일정한 거리 이격되어 복수 개의 핀(621, 622)이 각각 삽입 고정될 수 있는 형태로 형성될 수 있다. 이에 의해 제1 회전부(300)와 복수 개의 핀(621, 622)은 가이드 몸체(610)에 삽입된 상태에서 서로 일정한 거리가 이격된다.

줄(200)은 가이드 몸체(610) 내에서 도 6에 나타낸 경로로 이동할 수 있다. 회전 드럼부(400)에서 풀린 줄(200)은 제2 개구부(614)를 통해 가이드 몸체(610)로 인입되고, 제1 개구부(613)를 통해 가이드 몸체(610) 외부로 인출된다. 제1 개구부(613)와 제2 개구부(614)의 홀 크기를 줄(200)의 직경보다 2배 정도로 하는 것이 바람직하나, 실시예에 따라 그 크기는 다르게 구현할 수도 있다.

가이드 몸체(610)는 상부가 개방된 구조를 가지는 것이 바람직하다. 이에 의해 도 5에 예시한 것과 같이 가이드 몸체(610)의 상방에서 제1 회전부(300)와 복수 개의 핀(621, 622)을 용이하게 가이드 몸체(610)에 삽입할 수 있다.

다시 도 5를 참고하면, 가이드부(600)는 가이드 몸체(610)에 인입된 줄(200)이 가이드 몸체 상부를 통해 이탈되지 않도록 가이드 몸체 상부에 결합되는 스토퍼(630)를 더 포함할 수 있다.

핀 삽입부(611, 612)에 삽입 고정된 복수 개의 핀(621, 622)은 제1 회전부(300)에 일정 거리만큼 이격되고, 제1 핀(621), 제1 회전부(300)의 중심, 제2 핀(622)으로 형성되는 각도가 둔각(obtuse angle)이 되게 가이드 몸체(610)에 배치될 수 있다.

제1 회전부(300)의 둘레 중에서 줄(200)이 접촉되는 부분은 제1 핀(621), 제1 회전부(300)의 중심, 제2 핀(622)으로 형성되는 둔각의 반대 방향 부분이 되도록 할 수 있다. 이에 의해 복수 개의 핀(621, 622)은 가이드 몸체(610)로 인입된 줄(200)을 제1 회전부(300)의 둘레에 밀착되게 하면서도 가이드 몸체(610)와는 닿지 않게 하거나 최소한으로 닿도록 할 수 있다. 이와 같은 구성을 통해 가이드 몸체(610)를 플라스틱 등과 같은 재질로 만들어도 줄(200)에 의한 마모를 억제할 수 있다.

한편 실시예에 따라 제1 핀(621), 제1 회전부(300)의 중심, 제2 핀(622)으로 형성되는 둔각의 반대 방향 부분에 추가로 핀이 제1 회전부(300)와 이격되면서 가이드 몸체(610)에 삽입 배치되게 할 수도 있다.

회전 드럼부(400)에 감겨있던 줄은 가이드부(600)에 의해 다음과 같은 경로로 이동하면서 인입구(110h)를 통해 인출될 수 있다. 줄(200)은 제2 개구부(614)를 통해 가이드 몸체(610)로 인입된 후 제1 회전부(300)와 제1 핀(621) 사이를 통과한다. 그리고 줄(200)은 제1 회전부(300)의 둘레에 접촉된 상태로 제1 회전부(300)를 마찰력에 의해 회전시키면서 이동할 수 있다. 다음으로 줄(200)은 제1 회전부(300)와 핀(621) 사이를 통과하여 제1 개구부(613)를 통해 케이스(100) 밖으로 인출된다. 한편 인입되는 줄(200)은 인출될 때와 반대 방향으로 해당 경로를 따라 이동하여 회전 드럼부(400)에 되감긴다.

제1 개구부(613)는 케이스(100)에 형성되는 인출구(100h)에 삽입될 수 있는 형태를 가질 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 회전부의 구성을 설명하기 위해 제공되는 도면이다.

도 3 및 도 7을 참고하면, 제2 회전부(500)는 제2 회전체(510) 및 자석(520)을 포함할 수 있다.

자석(520)은 제2 회전체(510)의 단부에 고정 삽입될 수 있다.

제2 회전체(510)의 둘레(511)를 탄성 재질을 가지는 소재, 예컨대 고무, 실리콘 등과 같은 폴리머(Polymer)로 구현하여, 측정 대상과의 접지력을 높일 수 있다.

제2 회전체(510)의 단부에 자석 삽입홈(5131)을 가지는 돌출부(513)가 형성되어 있을 수 있다. 자석(520)은 자석 삽입홈(5131)에 삽입되어 고정될 수 있으며, 제2 회전체(510)와 동일한 회전축을 가지고 회전할 수 있다.

제2 회전체(510)는 단부에 회전 간섭부(도시하지 않음)를 수용하기 위한 홈(512)이 형성될 수 있다. 홈(512)은 돌출부(513)의 둘레를 따라 형성될 수 있다. 그리고 홈(512)의 내벽(5121)에는 톱니 구조를 가지는 요철이 형성될 수 있다. 홈(512)의 내벽(5121)에 형성된 요철 부분도 탄성 재질을 가지는 소재, 예컨대 고무, 실리콘 등과 같은 폴리머(Polymer)로 구현될 수 있다.

회전 간섭부는 홈(512)에 수용되어 제2 회전부(500)의 관성에 의한 회전을 간섭하는 기능을 수행할 수 있다. 회전 간섭부에 대해서는 아래에서 보다 자세히 설명한다.

베어링(530)은 제2 회전부(500)와 제2 샤프트(115) 사이에 개재되어, 제2 회전부(500)가 측정 대상에 접촉하여 회전할 때 제2 샤프트(115)를 회전축으로 원활하게 회전될 수 있도록 한다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 간섭부와 제2 회전부의 구성을 설명하기 위해 제공되는 도면이다.

도 8을 참고하면, 회전 간섭부(800)는 하나 이상의 간섭 돌기(810)를 구비할 수 있다. 그리고 회전 간섭부(800)는, 길이 측정 장치(1)가 조립되었을 때, 회로 기판(700)의 상부에 장착된 제2 자기식 엔코더(743)(도 2 참조)의 아래에 위치하면서, 제2 회전부(500)의 홈(512)에 수용되도록 회로 기판(700)의 하부에 장착될 수 있다.

회전 간섭부(800)가 홈(512)에 수용된 상태에서, 간섭 돌기(810)는 홈(512)의 내벽(5121)에 톱니 구조로 형성된 요철과 접촉하여 제2 회전부(500)의 관성에 의한 회전을 간섭할 수 있다. 도 8에서는 3개의 간섭 돌기(810)가 회전 간섭부(800)의 측면에 형성된 것으로 도시하였으나, 그 개수는 실시예에 따라 증감될 수 있다.

한편 회전 간섭부(800)가 홈(512)에 수용된 상태에서, 제2 회전부(500)의 돌출부(513)와 자석(520)은 회전 간섭부(800)의 중앙부에 형성된 구멍(820)에 접촉되지 않게 수용될 수 있다.

이와 같은 구조를 통해 제2 회전부(500)는 측정 대상과 접촉된 상태에서 회전하다가, 측정 대상으로부터 떨어지면 관성에 의한 회전을 간섭받아 멈출 수 있다. 따라서 제2 회전부(500)가 측정 대상과 접촉한 상태에서 회전한 정도를 측정 길이로 정확하게 계산할 수 있다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 후크부의 세부 구성을 설명하기 위해 제공되는 도면이다.

도 9를 참고하면, 후크부(210)는 후크(2110)와 후크 커버(2120)를 포함할 수 있다.

후크(2110)는 제1 판(2111)과 제2 판(2112)을 포함할 수 있다. 제1 판(2111)과 제2 판(2112)은 미리 정해진 각도, 예컨대 90°로 연결될 수 있으며, 그 각도는 조정 가능하다.

제2 판(2112)은 제1 판(2111)으로부터 연장되는 방향으로 길이홈(elongated groove)(2113)을 구비할 수 있다. 길이홈(2113)은 제1 판(2111)과 제2 판(2112)이 연결되는 부분과 수직 방향으로 형성될 수 있다. 길이홈(2113)의 폭과 깊이는 줄(200)의 직경과 사실상 동일하거나 약간 큰 정도로 형성될 수 있다.

이에 의해 후크부(210)를 측정 대상에 고정할 때, 줄(200)의 일부는 길이홈(2113)에 삽입되어 길이홈(2113)의 폭과 깊이만큼 움직임이 제한될 수 있다. 또한 줄(200)의 일부가 길이홈(2113)에 완전하게 삽입됨으로써, 제2 판(2112)의 측정 대상에 밀착될 수 있다.

제2 판(2112)은 줄(200)이 측정 대상의 둘레를 1회 감은 후 걸릴 수 있는 걸림홈(2114)이 형성될 수 있다. 측정 대상의 둘레를 측정할 때 걸림홈(2114)을 이용할 수 있다. 예를 들어 사용자는 걸림홈(2114)을 이용하여 혼자 자신의 허리 둘레를 간단하게 측정할 수 있다.

제1 판(2111)과 제2 판(2112)의 연결부 중앙에 구멍(2115)이 형성될 수 있다. 그리고 제1 판(2111)에는 복수 개의 구멍(2116, 2117, 2118)이 형성될 수 있다. 복수 개의 구멍(2116, 2117, 2118)은 줄(200)의 일단을 후크(2110)에 결합시키기 위한 것으로, 제1 판(2111)에 형성되는 구멍의 개수나 위치 등이 다를 수 있다. 또한 제1 판(2111)의 측면에 홈을 형성하여 줄의 매듭을 위한 구멍을 대체할 수도 있다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 후크부에 줄의 일단이 결합된 방식을 설명하기 위해 제공되는 도면이다.

도 10을 참고하면, 줄(200)의 일단이 구멍(2115)을 통과한 다음, 제1 판(2111) 상에 형성된 구멍(2116, 2117, 2118)을 이용하여 매듭된 예를 나타내고 있다. 물론 줄(200)의 일단을 후크(2110)에 결합시키기 위해 다른 방법을 이용할 수도 있다.

다시 도 9를 참고하면, 후크 커버(2120)는 고무, 실리콘 등의 탄성 재질의 폴리머 소재로 형성되어, 제1 판(2111)에 끼워질 수 있다. 후크 커버(2120)는 제1 판(2111) 상에 형성된 구멍(2116, 2117, 2118)과 줄(200)이 매듭된 부분을 가림으로써 길이 측정 장치(1)의 디자인 상에 장점을 제공할 수 있다. 또한 제1 판(2111)이 측정 대상에 걸릴 때 접지력과 마찰력을 증가시킴으로써, 후크부(210)를 측정 대상에 보다 안정되게 고정시킬 수 있다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 후크부를 측정 대상에 고정시키고 길이 측정을 하는 것을 예시한 도면이다.

도 11을 참고하면, 줄 측정 모드에서 사용자는 후크부(210)를 측정 대상(50)의 모서리에 고정시킨 후 길이 측정 장치(1)를 손으로 파지한 채 잡아당기는 방식으로 길이 측정을 할 수 있다.

이때 제1 판(2111)은 측정 대상(50)에 걸리고, 제2 판(2112)은 측정 대상(50)에 안착된다. 특히

그리고 후크 커버(2120)는 제1 판(2111)이 측정 대상에 걸릴 때 접지력과 마찰력을 증가시킬 수 있다. 또한 후크 커버(2120)의 외부로 노출된 제1 판(2111)의 타단은 측정 대상(50) 측으로 구부러지게 형성됨으로써 후크부(210)를 측정 대상(50)에 보다 안정적으로 고정시킬 수 있다.

다시 도 2를 참고하면, 회로 기판(700)은 디스플레이부(711), 버튼부(713), 비접촉 측정부(720), 레이저 가이드부(730), 제1 자기식 엔코더(741), 제2 자기식 엔코더(743) 등을 포함하여, 길이 측정 장치(1)의 동작에 필요한 각종 전자적 구성 요소들이 장착될 수 있다.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 길이 측정 장치의 전자적 구성 요소를 나타낸 블록도이다.

도 12를 참고하면, 길이 측정 장치(1)는 입출력부(710), 비접촉 측정부(720), 레이저 가이드부(730), 제1 자기식 엔코더(741), 제2 자기식 엔코더(743), 저장부(750), 통신부(760), 전원부(770), 자이로 센서부(780) 등을 포함할 수 있다.

입출력부(710)는 디스플레이부(711), 버튼부(713), 스피커부(715) 및 마이크부(717)를 모두 포함하거나 일부를 포함할 수 있다.

디스플레이부(711)는 길이 측정 장치(1)의 동작과 관련된 정보를 시각적으로 표시하는 기능을 수행하며, 이를 위해 LED, LCD, OLED 등의 디스플레이 모듈로 구현될 수 있다. 구체적으로 디스플레이부(711)는 길이 측정 장치(1)에서 측정된 측정 길이를 표시할 수 있으며, 현재의 동작 모드에 대한 정보를 표시할 수도 있다.

버튼부(713)는 사용자로부터 길이 측정 장치(100)의 동작과 관련된 명령을 입력받는 기능을 수행한다. 한편 제2 회전부(500)를 통해 사용자로부터 명령을 입력받도록 구현하는 것도 가능하다. 버튼부(713)는 기계적 구조로 구현되는 것 외에 터치 패드 등과 같이 사용자가 해당 부위를 손가락 등으로 접촉하는 것을 감지할 수 있는 방식으로 구현하는 것도 가능하다. 버튼부(713)의 개수나 배치 위치 등은 실시예에 따라 다양하게 변경 가능하다.

스피커부(715)는 길이 측정 장치(1)의 동작과 관련된 정보를 소리로 출력하는 기능을 수행한다. 구체적으로 스피커부(715)는 길이 측정 장치(1)에서 측정된 측정 길이 또는 현재의 동작 모드 등에 대한 정보를 음성이나 신호음 등으로 출력할 수도 있다.

마이크부(717)는 사용자로부터 길이 측정 장치(1)의 동작과 관련된 각종 명령이나 정보를 음성으로 입력받는 기능을 수행할 수 있다.

비접촉 측정부(720)는 레이저, 적외선 또는 초음파 등을 발생시켜서 측정 대상으로부터 반사되어 돌아올 때까지 시간을 측정할 수 있다. 비접촉 측정부(720)에서 측정된 시간을 기초로 제어부(790)는 측정 대상과 길이 측정 장치(1) 사이의 거리에 해당하는 측정 길이를 구할 수 있다.

레이저 가이드부(730)는 레이저를 조사하여 측정 대상에 가이드선을 표시할 수 있다. 가이드선을 따라 길이 측정 장치(1)를 측정 대상에서 이동시킴으로써 정확한 길이 측정이 가능해진다.

제1 자기식 엔코더(741)는 줄(200)의 인입 또는 인출에 따라 제1 회전부(300)가 회전할 때 자석(320)이 회전하며 발생하는 자계 변화를 검출하여 제1 회전부(300)의 회전량을 계산할 수 있다.

제2 자기식 엔코더(743)는 제2 회전부(500)가 측정 대상과 접촉하여 회전할 때 자석(520)이 회전하며 발생하는 자계 변화를 검출하여 제2 회전부(500)의 회전량을 계산할 수 있다.

제1 자기식 엔코더(741)와 제2 자기식 엔코더(743)에서 제1 회전부(300)와 제2 회전부(500)의 회전량을 계산하는 방법에 대해서는 아래에서 자세히 설명한다.

저장부(750)는 길이 측정 장치(1)의 동작과 관련된 각종 정보, 데이터 및 프로그램을 기록하고, 제어부(790)의 요청에 따라 제공할 수 있다.

통신부(760)는 도 1에 나타낸 전원 데이터 포트(720)를 통해 외부 장치와 유선 통신 방식으로 각종 정보 및 데이터를 교환할 수 있다. 물론 길이 측정 장치(1)는 외부 장치와 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. 전원부(197)는 전원 데이터 포트(720)를 통해 외부 전원을 공급받아 배터리를 충전하는 기능을 포함할 수도 있다.

관성 센서부(780)는 가속도 센서, 자이로 센서, 지자기 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 물체의 움직임 또는 자세를 측정할 수 있다. 따라서 관성 센서부(780)는 길이 측정 장치(100)의 움직임, 자세 및 이동 궤적 등을 측정하는 기능을 수행할 수 있다.

제어부(790)는 길이 측정 장치(1)의 전체적인 동작을 제어한다. 구체적으로 제어부(790)는 줄 측정 모드의 경우는 줄(200)의 인출 정도를 측정 길이로 환산할 수 있다. 또한 제어부(790)는 휠 측정 모드의 경우는 제2 회전부(500)의 회전량을 측정 길이로 환산할 수 있으며, 비접촉 측정 모드의 경우는 비접촉 측정부(720)에서 레이저, 적외선 또는 초음파 등이 발생되어 다시 수신된 시간 등을 측정 길이로 환산할 수 있다.

제어부(790)는 측정 길이를 디스플레이부(711)를 통해 표시하거나, 스피커부(715)를 통해 소리로 출력할 수 있다. 또한 제어부(790)는 측정 길이를 통신부(760)를 통해 외부 장치로 전송할 수도 있다.

제어부(790)는 측정 길이를 저장부(750)에 기록하는 것도 가능하다. 제어부(790)는 측정 길이를 저장할 때 마이크부(717)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(790)는 음성 문자 인식 프로그램을 이용하여 사용자로부터 음성으로 입력된 태그 정보를 자동으로 문자로 변환하고, 측정 길이에 태그하여 저장시키는 것이 바람직하다. 한편 제어부(790)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 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 회전부의 회전량을 검출하는 방법을 설명하기 위해 제공되는 도면이다.

도 13을 참고하면, 자석(320)에서 방출되는 자력을 감지할 수 있도록 제1 자기식 엔코더(741)는 제1 회전부(300)의 상부에 위치하도록 회로 기판(700)에 장착될 수 있다. 그리고 앞서 설명한 것과 같이 자석(320)은 제1 회전부(300)의 회전축과 수직 방향 중 일 방향으로 자화되어 있다. 따라서 제1 회전체(310)에 고정 삽입된 자석(320)이 회전하면서 변화시키는 자계를 감지함으로써, 제1 자기식 엔코더(741)는 제1 회전부(300)의 회전량을 계산할 수 있다.

제2 자기식 엔코더(743)도 제1 자기식 엔코더(741)와 동일하게 제2 회전부(500)의 회전량을 계산할 수 있다.

한편 본 발명에 따른 길이 측정 장치(1)는 앞서 설명한 구조를 가지기 때문에 다음과 같은 순서대로 간단하게 조립할 수 있다. 먼저 하부 케이스(110)에 제1 회전부(300), 제2 회전부(500), 회전 드럼부(400), 가이드부(600) 등을 장착한다. 그리고 길이 측정 장치(1)의 전자적 구성 요소 등이 실장되어 있는 회로 기판(700)을 하부 케이스(110) 위에 장착한 후, 마지막으로 상부 케이스(120)를 하부 케이스(110)와 결합한다.

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 (12)

1. 인출구를 포함하는 케이스,
   상기 인출구를 통해 인입되거나 인출되는 줄,
   상기 줄이 인입되거나 인출됨에 따라 회전하는 제1 회전부,
   상기 줄의 일단에 결합되는 후크부, 그리고
   상기 제1 회전부의 회전량을 이용하여 측정 길이를 산출하는 제어부
   를 포함하고,
   상기 후크부는,
   제1 판과 제2 판을 포함하고,
   상기 제2 판은 상기 제1 판의 일단에 미리 정해진 각도로 연결되며,
   상기 제2 판은 상기 제1 판으로부터 연장되는 방향으로 길이홈(elongated groove)을 구비하는 길이 측정 장치.
2. 제 1 항에서,
   상기 후크부를 측정 대상에 고정할 때, 상기 줄의 일부는 상기 길이홈에 삽입되어 상기 길이홈의 폭과 깊이만큼 움직임이 제한되는 길이 측정 장치.
3. 제 1 항에서,
   상기 줄의 일단은,
   상기 제1 판과 상기 제2 판의 연결부 중앙에 형성된 구멍을 통과하여 상기 제1 판 상에서 매듭져 있는 길이 측정 장치.
4. 제 1 항에서,
   상기 제1 판은,
   상기 줄이 측정 대상의 둘레를 1회 감은 후 걸릴 수 있는 걸림홈이 형성되는 길이 측정 장치.
5. 제 1 항에서,
   상기 후크부는,
   상기 제1 판에 끼워질 수 있는 폴리머 소재로 형성된 후크 커버
   를 더 포함하는 길이 측정 장치.
6. 제 5 항에서,
   상기 후크부를 측정 대상에 고정할 때,
   상기 제1 판은 상기 측정 대상에 걸리고, 상기 제2 판은 상기 측정 대상에 안착되며,
   상기 후크 커버의 외부로 노출된 상기 제1 판의 타단은 상기 측정 대상 측으로 구부러져 있는 길이 측정 장치.
7. 케이스,
   상기 케이스 외부로 노출된 둘레 일부가 측정 대상에 접촉하여 회전하는 제2 회전부,
   상기 제2 회전부의 관성에 의한 회전을 간섭하는 회전 간섭부, 그리고
   상기 제2 회전부의 회전량을 이용하여 측정 길이를 산출하는 제어부
   를 포함하는 길이 측정 장치.
8. 제 7 항에서,
   상기 제2 회전부는
   단부에 상기 회전 간섭부를 수용하는 홈이 형성되어 있고, 상기 홈의 내벽에 요철이 형성되어 있는 회전체를 포함하고,
   상기 회전 간섭부는 상기 홈의 내벽에 형성된 요철과 접촉하여 상기 회전부의 관성에 의한 회전을 간섭하는 간섭 돌기가 하나 이상 형성되어 있는 길이 측정 장치.
9. 제 8 항에서,
   상기 홈의 내벽에 형성된 요철은 톱니 구조를 가지고, 탄성을 가지는 재질로 이루어지는 길이 측정 장치.
10. 제 8 항에서,
    상기 회전체의 단부에 자석이 삽입될 수 있는 자석 삽입홈을 가지는 돌출부가 형성되어 있고,
    상기 홈은 상기 돌출부의 둘레를 따라 형성되어 있으며,
    상기 간섭 돌기는 상기 회전 간섭부의 측면에 형성되어 있고,
    상기 자석 및 상기 돌출부가 상기 회전 간섭부와 접촉되지 않도록 상기 회전 간섭부의 중심부에 구멍이 형성되어 있는 길이 측정 장치.
11. 제 10 항에서,
    상기 회전부가 회전할 때 상기 자석이 회전하며 발생하는 자계 변화를 검출하여 상기 회전부의 회전량을 계산하는 자기식 엔코더
    를 더 포함하는 길이 측정 장치.
12. 제 11 항에서,
    상부에는 상기 자기식 엔코더가 장착되고, 하부에는 상기 회전 간섭부가 장착되는 회로 기판을 더 포함하는 길이 측정 장치.

Images