KR20200126499A - Winch device for wire operated according to the tension - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 텐션에 따라 동작하는 와이어 윈치 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 와이어의 텐션이 변함에 따라 와이어의 텐션을 측정하여 자동으로 와이어를 풀거나 감을 수 있도록 하는 텐션에 따라 동작하는 와이어 윈치 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a wire winch device that operates according to tension, and more particularly, a wire winch that operates according to tension that automatically unwinds or winds the wire by measuring the tension of the wire as the tension of the wire changes. It relates to the device.
일반적으로 건물과 대형선박, 대형 탱크 등의 결함 검사는 1차적으로 작업자가 육안으로 결함을 검사할 필요가 있다. 하지만 위험한 지형 또는 높은 위치, 내부 진입이 어려운 곳은 작업자의 접근이 어렵고 안전상에 위험이 발생할 수 있다는 문제점이 있다.In general, inspection of defects in buildings, large ships, and large tanks requires the operator to visually inspect defects. However, there is a problem in that it is difficult for workers to access dangerous terrain or places where it is difficult to enter a high location or inside, and a safety risk may occur.
종래에는 카메라가 설치된 드론을 작업자의 접근이 어려운 곳에 투입하여 영상을 촬영하게 되었다. 하지만 현재 무선드론의 최장 비행시간이 20~30분 정도임을 감안하면 무선드론으로는 한 번에 업무를 수행하기에는 불가능하다. 또한 결함을 검사하기 위해서 강력한 조명을 필요로 하기 때문에 무선드론에 조명장치를 설치하여 강력한 조명을 비추며 검사한다면 무선드론의 비행시간은 전술한 시간보다 더 줄어들 것이다. 실제로 벨러스터 탱크 1개의 기준 조사 시간으로는 최소 1시간 정도의 시간이 소요되는 만큼 무선드론의 배터리를 계속 바꿔가면서 업무를 수행하기에는 문제가 있다. 그래서 무선드론의 전원부족 현상을 해결하기 위해 전원과 와이어로 연결된 유선드론이 업무 수행에 사용되고 있다. 하지만 와이어로 연결된 유선드론이 움직임에 따라 연결된 선의 길이가 길어 사람이 정리해서 감거나 풀기 어렵다는 문제가 있다.Conventionally, a drone equipped with a camera was put into a place where it is difficult for a worker to access it to take an image. However, considering that the maximum flight time of a wireless drone is about 20 to 30 minutes, it is impossible to perform tasks with a wireless drone at once. In addition, since strong lighting is required to inspect defects, if a wireless drone is equipped with a lighting device to illuminate a strong light for inspection, the flight time of the wireless drone will be shorter than the above time. In fact, there is a problem in performing work while continuously changing the battery of the wireless drone as it takes at least an hour for the standard survey time of one Veloster tank. So, in order to solve the power shortage of wireless drones, wired drones connected with power and wires are being used to perform tasks. However, there is a problem in that wired drones connected by wires have a long line length as they move, making it difficult for a person to wind or unwind.
또한 종래에는 제어가 가능한 윈치드럼을 통해 유선드론의 와이어를 감거나 풀 수 있으나, 유선드론이 돌풍 또는 빠른 기동으로 인해 빠르게 움직이게 될 경우 와이어의 풀림이나 감김이 유선드론의 움직임을 정밀하게 따라가지못하는 문제가 있다. 드론의 급격한 움직임에 의해 와이어에 강한 텐션이 생성되어 드론이 추락하거나 와이어가 끊어지는 문제가 발생할 수 있다.In addition, conventionally, wires of wired drones can be wound or unwound through a controllable winch drum, but if the wired drone moves rapidly due to a gust or quick start, the unwinding or winding of the wire does not accurately follow the movement of the wired drone. there is a problem. Due to the rapid movement of the drone, a strong tension is generated in the wire, which can cause the drone to fall or break the wire.
(특허문헌 1) US9446858B2(Patent Document 1) US9446858B2
(비특허문헌 1) Fagiano, Systems of Tethered Multicopters: Modeling and Control Design. volume 50, July 2017.(Non-Patent Document 1) Fagiano, Systems of Tethered Multicopters: Modeling and Control Design. volume 50, July 2017.
본 발명의 목적은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 와이어의 텐션이 변함에 따라 와이어에 발생되는 텐션을 측정하여 자동으로 와이어를 풀거나 감을 수 있도록 하는 텐션에 따라 동작하는 와이어 윈치 장치를 제공하는데 있다.It is an object of the present invention to solve the above problems, and to provide a wire winch device that operates according to a tension capable of automatically unwinding or winding a wire by measuring the tension generated in the wire as the tension of the wire changes. .
본 발명의 다른 목적은 와이어의 감김 또는 풀림이 급격하게 변하는 경우 이에 대응하여 와이어를 감거나 푸는 드럼의 회전 속도를 조절할 수 있는 텐션에 따라 동작하는 와이어 윈치 장치를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a wire winch device that operates according to a tension capable of adjusting the rotational speed of a drum for winding or unwinding a wire in response to a sudden change in winding or unwinding of a wire.
본 발명의 또 다른 목적은 와이어를 감거나 품에 따라 발생하는 와이어의 꼬임현상을 방지할 수 있는 텐션에 따라 동작하는 와이어 윈치 장치를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a wire winch device that operates according to a tension capable of winding a wire or preventing twisting of the wire occurring depending on the product.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The object of the present invention is not limited to the above-mentioned object, and other objects that are not mentioned will be clearly understood from the following description.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일면에 따른 텐션에 따라 동작하는 와이어 윈치 장치는, 회전 방향에 따라 와이어를 풀거나 감는 드럼과, 드럼의 회전축에 타이밍벨트로 연결되어 드럼을 회전시키는 모터와, 드럼의 회전축에 타이밍벨트로 연결되어 드럼과 연동하여 회전하면서 와이어를 드럼으로 안내하는 안내부와, 드럼의 회전축에 타이밍벨트로 연결되어 드럼과 연동하여 드럼의 너비방향으로 운동하면서 와이어가 드럼에 감기거나 풀리도록 안내하는 와이어정렬부와, 안내부와 드럼의 사이에서 와이어에 텐션을 가하는 텐션부와, 안내부와 텐션부의 사이에서 안내부에 의해 안내되는 와이어의 텐션을 측정하는 측정부와, 드럼의 회전축에 연결되어 드럼의 회전축의 회전속도를 측정하는 속도엔코더와, 측정부가 측정한 텐션과 속도엔코더가 측정한 회전속도에 기초하여 모터의 회전축의 회전속도 및 회전방향을 제어하는 컨트롤러를 포함한다.A wire winch device operating according to a tension according to an aspect of the present invention for achieving the above object includes a drum that unwinds or winds a wire according to a rotation direction, and a motor that is connected with a timing belt to a rotation axis of the drum to rotate the drum. , A guide part that guides the wire to the drum while being rotated in connection with the drum by a timing belt connected to the rotating shaft of the drum, and a guide part that guides the wire to the drum while rotating in conjunction with the drum. A wire alignment unit guiding winding or unwinding, a tension unit applying tension to the wire between the guide unit and the drum, and a measuring unit measuring the tension of the wire guided by the guide unit between the guide unit and the tension unit, It includes a speed encoder connected to the rotational shaft of the drum to measure the rotational speed of the rotational shaft of the drum, and a controller that controls the rotational speed and direction of the rotational axis of the motor based on the tension measured by the measurement unit and the rotational speed measured by the speed encoder. do.
본 발명은 아래와 같은 효과를 기대할 수 있다.The present invention can expect the following effects.
본 발명은 와이어가 드럼에 감기고 풀림에 따라 와이어의 텐션과 와이어를 감는 드럼의 속도를 측정하고 자동으로 와이어가 풀리거나 감기는 속도를 조절하여 와이어에 걸리는 텐션을 조절할 수 있다.According to the present invention, the tension applied to the wire can be adjusted by measuring the tension of the wire and the speed of the drum winding the wire as the wire is wound and unwound on the drum, and automatically adjusting the speed at which the wire is unwound or wound.
또한, 본 발명은 와이어가 감기는 드럼에 와이어를 일정하게 감거나 풀수 있도록 하여 와이어가 풀리거나 감김에 따라 발생할 수 있는 와이어의 엉킴현상을 방지할 수 있다.In addition, according to the present invention, the wire can be constantly wound or unwound on the drum around which the wire is wound, thereby preventing the wire tangling phenomenon that may occur when the wire is unwound or wound.
도1과 도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 텐션에 따라 동작하는 와이어 윈치 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도3과 도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 텐션에 따라 동작하는 와이어 윈치 장치의 드럼을 설명하기 위한 도면이다.
도5 내지 도7은 본 발명의 일 실시예에 따른 텐션에 따라 동작하는 와이어 윈치 장치의 안내부를 설명하기 위한 도면이다.
도8과 도9는 본 발명의 일 실시예에 따른 텐션에 따라 동작하는 와이어 윈치 장치의 와이어정렬부를 설명하기 위한 도면이다.
도10은 본 발명의 일 실시예에 따른 텐션에 따라 동작하는 와이어 윈치 장치의 텐션부와 측정부를 설명하기 위한 도면이다.
도11은 본 발명의 일 실시예에 따른 텐션에 따라 동작하는 와이어 윈치 장치의 텐션부를 설명하기 위한 도면이다.
도12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 텐션에 따라 동작하는 와이어 윈치 장치의 제어를 설명하기 위한 순서도이다. 1 and 2 are views for explaining a wire winch device operating according to tension according to an embodiment of the present invention.
3 and 4 are views for explaining a drum of a wire winch device operating according to tension according to an embodiment of the present invention.
5 to 7 are views for explaining a guide part of a wire winch device operating according to tension according to an embodiment of the present invention.
8 and 9 are views for explaining a wire alignment unit of a wire winch device operating according to tension according to an embodiment of the present invention.
10 is a view for explaining a tension unit and a measurement unit of a wire winch device operating according to tension according to an embodiment of the present invention.
11 is a view for explaining a tension unit of a wire winch device operating according to tension according to an embodiment of the present invention.
12 is a flowchart for explaining the control of a wire winch device operating according to tension according to another embodiment of the present invention.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것으로서, 본 발명은 청구항의 기재에 의해 정의될 뿐이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Advantages and features of the present invention, and a method of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail together with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various forms different from each other, and only these embodiments make the disclosure of the present invention complete, and those skilled in the art to which the present invention pertains. As provided to completely inform the scope of the invention to the person, the invention is only defined by the description of the claims. On the other hand, terms used in the present specification are for describing exemplary embodiments, and are not intended to limit the present invention. In this specification, the singular form also includes the plural form unless specifically stated in the phrase. Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명은 와이어의 텐션을 측정하고 모터의 회전속도를 조절하여 와이어를 풀거나 감는 텐션에 따라 동작하는 와이어 윈치 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a wire winch device that measures the tension of a wire and controls the rotational speed of a motor to unwind or wind the wire.
도1과 도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 텐션에 따라 동작하는 와이어 윈치 장치를 설명하기 위한 도면이다.1 and 2 are views for explaining a wire winch device operating according to tension according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 텐션에 따라 동작하는 와이어 윈치 장치는 프레임(10), 모터(20), 드럼(30), 안내부(40), 와이어정렬부(60), 텐션부(70), 측정부(80), 속도측정엔코더(90), 컨트롤러(100)를 포함할 수 있다.A wire winch device operating according to tension according to an embodiment of the present invention includes a
프레임(10)은 전술한 모터(20), 드럼(30), 안내부(40), 와이어정렬부(60), 텐션부(70), 측정부(80), 속도측정엔코더(90), 컨트롤러(100)가 설치될 수 있는 내부 수용공간을 가진다.The
모터(20)는 프레임(10)의 상부 좌측면에 설치될 수 있다.The
모터(20)의 회전축은 정회전 또는 역회전이 될 수 있다.The rotation axis of the
모터(20)의 회전축은 일단에 구동풀리(21)를 구비한다.The rotating shaft of the
구동풀리(21)는 제1타이밍벨트(22)와 연결된다.The
도3과 도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 텐션에 따라 동작하는 와이어 윈치 장치의 드럼(30)을 설명하기 위한 도면이다.3 and 4 are views for explaining the
드럼(30)은 프레임(10)의 중심부에 설치될 수 있다.The
드럼(30)은 와이어와 연결되어 있으며 회전 방향에 따라 와이어를 감거나 풀수 있다.The
복수 개의 지지대(31)는 프레임(10)의 하부면에 수직으로 설치되고 상부에 드럼(30)의 회전축이 관통될 수 있는 홀을 각각 구비한다.The plurality of
드럼(30)의 회전축 양단이 복수 개의 지지대(31)를 관통하여 복수 개의 지지대(31) 사이에 드럼이 회전가능하도록 설치될 수 있다.Both ends of the rotation shaft of the
드럼(30)의 회전축에는 제1풀리(32)와 제2풀리(33)와 제3풀리(34)가 구비된다.A
제1풀리(32)는 드럼(30)과 지지대(31) 사이의 드럼(30)의 회전축에 구비된다.The
제2풀리(33)는 지지대(31)의 외부의 드럼(30)의 회전축에 구비된다.The
제3풀리(34)는 제1풀리(32)와 지지대(31) 사이의 드럼(30)의 회전축에 구비된다.The
제1풀리(32)는 제1타이밍벨트(22)와 연결된다.The
드럼(30)의 회전축은 제1타이밍벨트(22)를 통해 모터(20)의 회전축과 연결된다.The rotation shaft of the
모터(20)가 구동됨에 따라 드럼(30)의 회전축이 연동되어 회전된다.As the
드럼(30)의 회전축은 모터(20)의 회전축의 회전방향과 동일한 방향으로 회전될 수 있다.The rotational shaft of the
드럼(30)의 회전축의 회전방향에 따라 드럼(30)이 회전되면서 드럼(30)은 와이어를 감거나 풀수 있다.As the
제2풀리(33)는 제2타이밍벨트(35)와 연결된다.The
제3풀리(34)는 제3타이밍벨트(36)와 연결된다.The
도5 내지 도7은 본 발명의 일 실시예에 따른 텐션에 따라 동작하는 와이어 윈치 장치의 안내부(40)를 설명하기 위한 도면이다.5 to 7 are views for explaining a
안내부(40)는 프레임(10)의 상부면 우측에 설치될 수 있으며 구동축(41), 기어박스(42), 종동축(43), 구동롤러(44), 회전롤러(45), 지지대(47)를 포함한다.The
구동축(41)은 일단에 구동축풀리(48)가 구비되고 타단에 기어가 구비된다.The
구동축풀리(48)는 제2타이밍벨트(35)와 연결된다.The
구동축(41)과 연결된 제2타이밍벨트(35)는 구동축(41)과 드럼(30)의 회전축을 연결한다.The
기어박스(42)는 일측과 타측에 각각 홀을 구비하고, 내부에 복수 개의 스퍼기어가 구비된다.The
구동축(41)은 기어박스(42)의 일측을 관통하여 기어박스(42)에 회전가능하도록 연결된다.The
구동축(41)의 타단에 구비된 기어는 기어박스(42)의 내부에 구비된 스퍼기어와 맞물려 연결된다.The gear provided at the other end of the
구동축(41)이 회전됨에 따라 기어박스(42)의 내부에 구비된 스퍼기어가 회전된다.As the
종동축(43)은 일단에 기어가 구비되고 타단에 구동롤러(44)가 연결된다.The driven
종동축(43)은 기어박스(42)의 타측의 홀을 관통하여 지지대(47)와 기어박스(42)에 회전가능하도록 연결된다.The driven
지지대(47)는 기어박스(42)의 외부에 설치될 수 있다.The
종동축(43)의 일단에 구비된 기어는 기어박스(42)의 내부에 구비된 스퍼기어와 맞물려 연결된다.The gear provided at one end of the driven
종동축(43)은 기어박스(42)의 내부에 구비된 스퍼기어가 회전됨에 따라 회전된다.The driven
구동롤러(44)는 지지대(47)와 기어박스(42)의 사이에 형성되며 종동축(43)이 회전됨에 따라 회전된다.The
회전롤러(45)는 지지대(47)와 기어박스(42)의 외면에 회전축의 양단이 각각 회전가능하도록 연결된다.The
회전롤러(45)는 구동롤러(44)와 평행하게 형성되고 구동롤러(44)와의 사이에 와이어가 통과되는 틈을 가질 수 있다.The
지지대(47)와 기어박스(42)의 외면에 각각 스프링플런저(46)가 설치될 수 있다.
회전롤러(45)의 회전축과 연결된 지지대(47)와 기어박스(42)의 외면에 회전축이 움직일 수 있는 홈이 형성되어 있어, 회전롤러(45)의 회전축은 구동롤러(44)의 회전축이 있는 방향으로 움직이는 것이 가능하다.A groove is formed on the outer surface of the
복수 개의 스프링플런저(46)는 회전롤러(45)의 회전축 일단과 지지대(47) 사이와, 회전롤러의 회전축 타단과 기어박스(42)의 외면 사이에 각각 형성될 수 있다.The plurality of
복수 개의 스프링플런저(46)는 탄성력을 이용하여 회전롤러(45)의 회전축을 구동롤러(44)의 회전축 방향으로 밀어주는 구성이다.The plurality of
드럼(30)의 회전축이 회전함에 따라 드럼(30)의 회전축과 연동되어 구동축(41)이 회전된다.As the rotating shaft of the
구동축(41)이 회전됨에 따라 기어박스(42)의 스퍼기어를 통해 연결된 종동축(43)이 회전된다.As the
종동축(43)이 회전됨에 따라 구동롤러(44)는 회전된다.As the driven
회전롤러(45)는 구동롤러(44)와의 사이에 통과된 와이어에 의해 구동롤러(44)와 연결된다.The rotating
회전롤러(45)는 구동롤러(44)가 회전하여 와이어가 구동롤러(44)와 회전롤러(45)의 사이를 통과함에 따라 회전된다.The rotating
안내부(40)는 드럼(30)과 연동하여 와이어를 프레임(10) 내부의 드럼(30)으로 안내되도록 할 수 있다.The
안내부(40)는 드럼(30)과 연동하여 구동롤러(44)가 회전됨에 따라 구동롤러(44)와 회전롤러(45)의 사이를 통과한 와이어가 드럼(30)에 감길 수 있도록 안내하거나 프레임(10)의 외부로 풀려질 수 있도록 안내한다.The
도8과 도9는 본 발명의 일 실시예에 따른 텐션에 따라 동작하는 와이어 윈치 장치의 와이어정렬부(60)를 설명하기 위한 도면이다.8 and 9 are views for explaining the
와이어정렬부(60)는 프레임(10) 하부에 설치될 수 있다.The
와이어정렬부(60)는 회전나사축(61)과 이동정렬바(62)와 복수 개의 지지바(65)를 포함한다.The
와이어정렬부(60)는 드럼(30)과 안내부(40) 사이에서 안내부(40)를 통과한 와이어가 드럼(30)에 감기는 위치를 조절할 수 있다.The
회전나사축(61)은 프레임(10)의 하부에 수직으로 고정된 복수 개의 지지대(64) 각각을 관통하여 회전가능하도록 설치된다.The
회전나사축(61)은 수나사가 외면에 구비된다.The
회전나사축(61)은 일단에 회전나사축풀리(63)가 설치된다.The
회전나사축풀리(63)는 제3타이밍벨트(36)가 걸리고 제3타이밍벨트(36)와 연결된다.The rotary
회전나사축(61)은 구비된 회전나사축풀리(63)를 통해 제3타이밍벨트(36)와 연결된다.The
회전나사축(61)과 연결된 제3타이밍벨트(36)는 회전나사축(61)과 드럼(30)의 회전축을 연결한다.The
회전나사축풀리(63)는 제3타이밍벨트(36)가 걸리고 제3타이밍벨트(36)와 연결된다. The rotary
회전나사축(61)은 구비된 회전나사축풀리(63)를 통해 제3타이밍벨트(36)와 연결된다.The
회전나사축(61)과 연결된 제3타이밍벨트(36)는 회전나사축(61)과 드럼(30)의 회전축을 연결한다.The
드럼(30)의 회전축이 회전함에 따라 제3타이밍벨트(36)가 회전되면 와이어정렬부(60)의 회전나사축(61)이 연동되어 회전된다.When the
이동정렬바(62)는 일단에 암나사가 내면에 구비된 암나사홀(66)이 구비된다.The moving
이동정렬바(62)의 암나사홀(66)은 회전나사축(61)의 수나사와 대응된다.The
이동정렬바(62)는 타단에 정렬롤러(67)가 구비된다.The moving
이동정렬바(62)는 구비된 암나사홀(66)의 암나사 홈과 회전나사축(61)의 외면에 구비된 수나사 곡선이 맞물려 회전나사축(61)과 연결된다.The moving
복수 개의 지지바(65)는 나사회전축(61)과 평행하도록 형성된다.The plurality of support bars 65 are formed to be parallel to the
복수 개의 지지바(65)는 이동정렬바(62)의 일측을 관통하여 복수 개의 지지대(64) 각각에 연결될 수 있다.The plurality of support bars 65 may pass through one side of the moving
복수 개의 지지바(65)는 회전나사축(61)이 회전됨에 따라 이동정렬바(62)가 회전나사축(61)의 회전방향을 따라 회전되지 않도록 이동정렬바(62)를 지지한다.The plurality of support bars 65 support the
복수 개의 지지바(65)는 이동정렬바(62)가 드럼(30)의 너비방향으로 회전나사축(61)을 따라 직선 운동될 수 있도록 이동정렬바(62)를 지지한다. The plurality of support bars 65 support the
정렬롤러(67)는 안내부(40)를 통해 안내되어진 와이어가 걸리고 드럼(30)이 회전됨에 따라 와이어를 드럼(30)으로 안내한다.The
회전나사축(61)의 회전방향에 따라 이동정렬바(62)가 구비한 암나사홀(66)이 회전나사축(61)에 감기거나 풀리게 되고 이동정렬바(62)는 드럼(30)의 너비방향으로 회전나사축(61)을 따라 운동된다.Depending on the rotation direction of the
정렬롤러(67)는 이동정렬바(62)가 드럼(30)의 너비방향으로 회전나사축(61)을 따라 운동됨에 따라, 드럼(30)에 와이어가 정렬되게 감기거나 풀릴 수 있도록 안내한다.The
도10과 도11은 본 발명의 일 실시예에 따른 텐션에 따라 동작하는 와이어 윈치 장치의 텐션부(70)를 설명하기 위한 도면이다.10 and 11 are views for explaining a
텐션부(70)는 프레임(10)의 하부 측면에 설치될 수 있다.The
텐션부(70)는 안내부(40)와 드럼(30) 사이에서 와이어에 텐션을 생성한다.The
텐션부(70)는 지지대(71), 지지바(72), 롤러(73), 텐션스프링(74)을 포함한다.The
지지대(71)는 프레임(10)에 고정되어 일측에 지지바(72)가 회전 가능하도록 연결된다. The
롤러(73)는 지지바(72)의 양단에 회전이 가능하도록 연결될 수 있다.The
지지대(71)는 프레임(10)의 내부 측면에 설치되며 지지대(71)의 일단에 지지바(72)의 중심이 회전가능하도록 연결될 수 있다.The
텐션스프링(74)은 일측이 지지바(72)의 일측과 연결되고 타측이 프레임(10) 측면에 연결될 수 있다.The
텐션스프링(74)은 일측에 연결된 지지바(72)를 프레임(10)과 연결된 타측 방향으로 당긴다.The
롤러(73)는 안내부(40)와 드럼(30)사이의 와이어가 걸려 있으며 와이어의 움직임을 따라 회전된다.The
지지바(72)는 롤러(73)에 걸려있는 와이어의 움직임에 따라 지지대(71) 상에서 회전될 수 있다.The
드럼(30)이 회전됨에 따라 와이어가 감기거나 풀리게 되면 와이어의 텐션이 변하게 될 수 있다. As the
롤러(73)는 지지바(72)에 가해지는 텐션스프링(74)의 당기는 힘을 지지바(72)를 통해 제공 받는다. The
롤러(73)는 제공받은 힘을 와이어에 텐션으로 제공하여 드럼(30)과 안내부(40) 사이의 와이어의 텐션이 일정하게 유지되도록 한다.The
도10은 본 발명의 일 실시예에 따른 텐션에 따라 동작하는 와이어 윈치 장치의 측정부(80)를 설명하기 위한 도면이다.10 is a view for explaining the measuring
측정부(80)는 프레임(10)의 상부 우측면에 설치되어 안내부(40)와 텐션부(70)의 사이에서 안내부(40)에 의해 안내되는 와이어의 텐션을 로드셀을 통해 감지하고 측정한다(S100).The
측정부(80)는 지지롤러(82)와 텐션롤러(81)와 엔코더롤러(83) 및 로드셀을 포함한다. The
지지롤러(82)와 엔코더롤러(83)는 상호 간에 이격거리를 두고 배치되어 안내부(40)를 통과하여 드럼(30)으로 안내되는 와이어가 걸리고, 텐션롤러(81)는 지지롤러(82)와 엔코더롤러(83)의 사이에 배치되어 와이어가 걸린다.The
즉, 와이어는 지지롤러(82)와 텐션롤러(81)와 엔코더롤러(83)에 지그재그로 걸린다. 로드셀은 텐션롤러(81)의 회전축에 설치되어 와이어가 텐션롤러(81)를 프레임(10)의 상부 우측면으로 미는 힘인 텐션을 측정한다(S100).That is, the wire is caught in a zigzag between the
와이어는 텐션이 증가함에 따라 텐션롤러(81)를 프레임(10)의 상부 우측면으로 미는 힘이 증가하게 되고, 텐션이 감소함에 따라 텐션롤러(81)를 프레임(10)의 상부 우측면으로 미는 힘이 감소하게 된다.As the tension increases, the force of pushing the
텐션롤러(81)는 와이어의 텐션에 따라 텐션롤러(81)에 걸리는 와이어의 텐션을 로드셀을 이용해 측정한다(S100).The
엔코더롤러(83)는 걸려있는 와이어가 드럼(30)에 감기고 풀림에 따라 회전되는 방향과 횟수에 기초하여 드럼(30)에서 풀어진 와이어의 길이를 측정할 수 있다.The
도2와 도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 텐션에 따라 동작하는 와이어 윈치 장치의 속도측정엔코더(90)를 설명하기 위한 도면이다.2 and 4 are diagrams for explaining the
속도측정엔코더(90)는 드럼(30)의 측면에 회전축과 연결되도록 설치된다.The
속도측정엔코더(90)는 드럼(30)의 회전축의 회전속도를 측정한다(S200).The
여기서, 드럼(30)의 회전축의 회전속도는 드럼(30)의 회전축의 회전속력과 드럼(30)의 회전축의 회전방향을 포함한다.Here, the rotational speed of the rotational shaft of the
도2와 도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 텐션에 따라 동작하는 와이어 윈치 장치의 컨트롤러(100)를 설명하기 위한 도면이다.2 and 4 are views for explaining a
컨트롤러(100)는 프레임(10)의 하부면이자 드럼(30)의 측면에 설치되고, 측정부(80)와 속도측정엔코더(90)와 연결도록 형성된다.The
컨트롤러(100)는 측정부(80)가 측정한 텐션과 속도측정엔코더(90)가 측정한 회전속도에 기초하여 모터(20)의 회전축의 회전속도를 제어한다(S300).The
단, 컨트롤러(100)는 측정부(80)가 측정한 텐션이 기설정된 텐션 범위에 속하는 텐션인 경우, 드럼(30)의 회전축이 회전상태이면 모터(20)의 회전축의 회전속도를 정속도로 하여 회전상태가 유지되도록 모터(20)를 제어한다(S300).However, when the tension measured by the measuring
컨트롤러(100)는 측정부(80)가 측정한 텐션이 기설정된 텐션 범위에 속하는 텐션인 경우, 드럼(30)의 회전축이 정지상태이면 모터(20)의 회전축의 정지상태가 유지되도록 모터(20)를 제어한다(S300).When the tension measured by the
컨트롤러(100)는 드럼(30)의 회전축이 정지되어 있는 경우, 측정부(80)가 측정한 텐션이 기설정된 텐션을 초과하면 모터(20)의 회전축이 역방향으로 회전속도가 증가되도록 모터(20)를 제어한다(S300).When the rotation shaft of the
예컨데, 와이어의 일단이 연결된 드론이 정지상태에서 프레임(10)과 멀어지는 방향으로 움직이는 경우, 드론과 연결된 와이어의 텐션이 증가하게 된다. 컨트롤러(100)는 와이어의 텐션이 감소되도록 드럼(30)에 감긴 와이어를 풀어주는 방향으로 회전될 수 있게 모터(20)를 제어한다. 여기서, 드럼(30)에 감긴 와이어를 풀어주는 회전방향이 모터(20)의 회전축이 역방향으로 회전하는 방향이므로, 컨트롤러(100)는 모터(20)의 회전축이 역방향으로 속도가 증가되도록 모터(20)를 제어한다.For example, when a drone to which one end of a wire is connected moves in a direction away from the
컨트롤러(100)는 드럼(30)의 회전축이 정지되어 있는 경우, 측정부(80)가 측정한 텐션이 기설정된 텐션 미만이면 모터(20)의 회전축이 정방향으로 회전속도가 증가되도록 모터(20)를 제어한다(S300).When the rotational shaft of the
예컨데, 와이어의 일단이 연결된 드론이 정지상태에서 프레임(10)과 가까워지는 방향으로 움직이는 경우, 드론과 연결된 와이어의 텐션이 감소하게 된다. 컨트롤러(100)는 와이어의 텐션이 증가되도록 드럼(30)에 감긴 와이어를 감아주는 방향으로 회전될 수 있게 모터(20)를 제어한다. 여기서, 드럼(30)에 감긴 와이어를 감아주는 회전방향이 모터(20)의 회전축이 정방향으로 회전하는 방향이므로, 컨트롤러(100)는 모터(20)의 회전축이 정방향으로 속도가 증가되도록 모터(20)를 제어한다.For example, when a drone to which one end of the wire is connected moves in a direction closer to the
컨트롤러(100)는 드럼(30)의 회전축이 역방향으로 회전되는 경우, 측정부(80)가 측정한 텐션이 기설정된 텐션을 초과하면 모터(20)의 회전축이 역방향으로 회전하는 속도가 감소되도록 모터(20)를 제어한다(S300).When the rotation axis of the
컨트롤러(100)는 드럼(30)의 회전축이 역방향으로 회전되는 경우, 측정부(80)가 측정한 텐션이 기설정된 텐션 미만이면 모터(20)의 회전축이 역방향으로 회전하는 속도가 증가되도록 모터(20)를 제어한다(S300).When the rotation axis of the
컨트롤러(100)는 드럼(30)의 회전축이 정방향으로 회전되는 경우, 측정부(80)가 측정한 텐션이 기설정된 텐션을 초과하면 모터(20)의 회전축이 정방향으로 회전하는 속도가 증가되도록 모터(20)를 제어한다(S300).When the rotation axis of the
컨트롤러(100)는 드럼(30)의 회전축이 정방향으로 회전되는 경우, 측정부(80)가 측정한 텐션이 기설정된 텐션 미만이면 모터(20)의 회전축이 정방향으로 회전하는 속도가 감소되도록 모터(20)를 제어한다(S300).When the rotation axis of the
안내부(40)의 구동롤러(44)는 컨트롤러(100)가 모터(20)의 회전축을 정방향으로 회전되도록 제어함에 따라 정방향으로 회전되도록 제어된다(S400).The driving
안내부(40)의 구동롤러(44)는 컨트롤러(100)가 모터(20)의 회전축을 역방향으로 회전되도록 제어함에 따라 역방향으로 회전되도록 제어된다(S400).The driving
안내부(40)의 구동롤러(44)는 컨트롤러(100)가 모터(20)의 회전축의 회전속도가 증가되도록 제어함에 따라 회전속도가 증가되도록 제어된다(S400).The driving
안내부(40)의 구동롤러(44)는 컨트롤러(100)가 모터(20)의 회전축의 회전속도가 감소되도록 제어함에 따라 회전속도가 감소되도록 제어된다(S400).The driving
와이어정렬부(60)의 이동정렬바(62)는 컨트롤러(100)가 모터(20)의 회전축이 정방향으로 회전되도록 제어함에 따라 드럼의 너비방향으로 운동되는 방향이 제어된다(S400).The moving
와이어정렬부(60)의 이동정렬바(62)는 컨트롤러(100)가 모터(20)의 회전축의 회전속도가 증가되도록 제어함에 따라 드럼의 너비방향으로 운동하는 속도가 증가되도록 제어된다(S400).The moving
와이어정렬부(60)의 이동정렬바(62)는 컨트롤러(100)가 모터(20)의 회전축의 회전속도가 감소되도록 제어함에 따라 드럼의 너비방향으로 운동하는 속도가 감소되도록 제어된다(S400).The moving
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will appreciate that the present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features thereof. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not limiting. The scope of the present invention is indicated by the scope of the claims to be described later rather than the detailed description, and all changes or modified forms derived from the scope of the claims and their equivalent concepts should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
10: 프레임,
20: 모터, 21: 구동풀리, 22: 제1타이밍벨트,
30: 드럼, 31: 지지대, 32: 제1풀리, 33: 제2풀리, 34: 제3풀리, 35: 제2 타이밍벨트, 36: 제3타이밍벨트,
40: 안내부, 41: 구동축, 42: 기어박스, 43: 종동축, 44: 구동롤러, 45: 회전롤러, 46: 스프링플런저, 47: 지지대, 48: 구동축풀리,
60: 와이어정렬부, 61: 회전나사축, 62: 이동정렬바, 63: 회전나사축폴리, 64: 지지대, 65: 지지바, 66: 암나사홀, 67: 정렬롤러,
70: 텐션부, 71: 지지대, 72: 지지바, 73: 롤러, 74: 텐션스프링,
80: 측정부, 81: 텐션롤러, 82: 지지롤러, 83: 엔코더롤러,
90: 속도측정엔코더,
100: 컨트롤러.10: frame,
20: motor, 21: drive pulley, 22: first timing belt,
30: drum, 31: support, 32: first pulley, 33: second pulley, 34: third pulley, 35: second timing belt, 36: third timing belt,
40: guide, 41: drive shaft, 42: gearbox, 43: driven shaft, 44: drive roller, 45: rotary roller, 46: spring plunger, 47: support, 48: drive shaft pulley,
60: wire alignment part, 61: rotating screw shaft, 62: moving alignment bar, 63: rotating screw shaft pulley, 64: support, 65: support bar, 66: female threaded hole, 67: alignment roller,
70: tension part, 71: support, 72: support bar, 73: roller, 74: tension spring,
80: measuring unit, 81: tension roller, 82: support roller, 83: encoder roller,
90: speed measuring encoder,
100: controller.
Claims (10)
상기 드럼의 회전축에 타이밍벨트로 연결되어 상기 드럼을 회전시키는 모터;
상기 드럼의 회전축에 타이밍벨트로 연결되어 상기 드럼과 연동하여 회전하면서 상기 와이어를 상기 드럼으로 안내하는 안내부;
상기 드럼의 회전축에 타이밍벨트로 연결되어 상기 드럼과 연동하여 상기 드럼의 너비방향으로 운동하면서 상기 와이어가 상기 드럼에 감기거나 풀리도록 안내하는 와이어정렬부;
상기 안내부와 상기 드럼의 사이에서 상기 와이어에 텐션을 가하는 텐션부;
상기 안내부와 상기 텐션부의 사이에서 상기 안내부에 의해 안내되는 상기 와이어의 텐션을 측정하는 측정부;
상기 드럼의 회전축에 연결되어 상기 드럼의 회전축의 회전속도를 측정하는 속도엔코더; 및
상기 측정부가 측정한 텐션과 상기 속도엔코더가 측정한 회전속도에 기초하여 상기 모터의 회전축의 회전속도 및 회전방향을 제어하는 컨트롤러;
를 포함하는 텐션에 따라 동작하는 와이어 윈치 장치.A drum for unwinding or winding the wire according to the direction of rotation;
A motor connected to the rotation shaft of the drum with a timing belt to rotate the drum;
A guide part connected to the rotating shaft of the drum by a timing belt to guide the wire to the drum while rotating in association with the drum;
A wire alignment unit connected to the rotating shaft of the drum by a timing belt to guide the wire to be wound or unwound in the drum while moving in the width direction of the drum in connection with the drum;
A tension part for applying tension to the wire between the guide part and the drum;
A measuring unit for measuring the tension of the wire guided by the guide unit between the guide unit and the tension unit;
A speed encoder connected to the rotational shaft of the drum and measuring a rotational speed of the rotational shaft of the drum; And
A controller controlling a rotational speed and a rotational direction of the rotational shaft of the motor based on the tension measured by the measurement unit and the rotational speed measured by the speed encoder;
Wire winch device operating according to the tension comprising a.
상기 안내부를 통해 안내되는 상기 와이어가 걸리는 지지롤러; 및
상기 와이어에 걸리는 텐션을 측정하는 텐션롤러;를 더 포함하는 것
인 텐션에 따라 동작하는 와이어 윈치 장치.The method of claim 1, wherein the measuring unit,
A support roller on which the wire guided through the guide part is caught; And
Further comprising a; tension roller for measuring the tension applied to the wire
Wire winch device that operates according to the tension.
상기 드럼의 회전축이 정지되어 있는 경우에 있어서,
상기 측정부가 측정한 텐션이 기설정된 텐션을 초과하면 상기 모터의 회전축이 역방향으로 회전하는 속도가 증가되도록 상기 모터를 제어하고,
상기 측정부가 측정한 텐션이 기설정된 텐션 미만이면 상기 모터의 회전축이 정방향으로 회전하는 속도가 증가되도록 상기 모터를 제어하는 것
인 텐션에 따라 동작하는 와이어 윈치 장치.The method of claim 1, wherein the controller,
In the case where the rotating shaft of the drum is stopped,
When the tension measured by the measuring unit exceeds a preset tension, the motor is controlled to increase the speed at which the rotation shaft of the motor rotates in the reverse direction,
If the tension measured by the measuring unit is less than a preset tension, controlling the motor to increase the speed at which the rotation shaft of the motor rotates in the forward direction
Wire winch device that operates according to the tension.
상기 드럼의 회전축이 역방향으로 회전되는 경우에 있어서,
상기 측정부가 측정한 텐션이 기설정된 텐션을 초과하면 상기 모터의 회전축이 역방향으로 회전하는 속도가 감소되도록 상기 모터를 제어하고,
상기 측정부가 측정한 텐션이 기설정된 텐션 미만이면 상기 모터의 회전축이 역방향으로 회전하는 속도가 증가되도록 상기 모터를 제어하는 것
인 텐션에 따라 동작하는 와이어 윈치 장치.The method of claim 1, wherein the controller,
In the case that the rotating shaft of the drum rotates in the reverse direction,
When the tension measured by the measuring unit exceeds a preset tension, the motor is controlled so that the speed at which the rotation shaft of the motor rotates in the reverse direction is reduced,
If the tension measured by the measuring unit is less than a preset tension, controlling the motor to increase the speed at which the rotation shaft of the motor rotates in the reverse direction
Wire winch device that operates according to the tension.
상기 드럼의 회전축이 정방향으로 회전되는 경우,
상기 측정부가 측정한 텐션이 기설정된 텐션을 초과하면 상기 모터의 회전축이 정방향으로 회전하는 속도가 증가되도록 상기 모터를 제어하고,
상기 측정부가 측정한 텐션이 기설정된 텐션 미만이면 상기 모터의 회전축이 정방향으로 회전하는 속도가 감소되도록 상기 모터를 제어하는 것
인 텐션에 따라 동작하는 와이어 윈치 장치.The method of claim 1, wherein the controller,
When the rotating shaft of the drum is rotated in the forward direction,
When the tension measured by the measuring unit exceeds a preset tension, the motor is controlled to increase the speed at which the rotation shaft of the motor rotates in the forward direction,
When the tension measured by the measuring unit is less than a preset tension, controlling the motor to reduce the speed at which the rotation shaft of the motor rotates in the forward direction
Wire winch device that operates according to the tension.
상기 측정부가 측정한 텐션이 기설정된 텐션 범위에 속하는 텐션인 경우,
상기 드럼의 회전축이 회전상태이면 상기 모터의 회전축의 회전속도를 정속도로 하여 상기 회전상태가 유지되도록 제어하고,
상기 드럼의 회전축이 정지상태이면 상기 모터의 회전축의 정지상태가 유지되도록 제어하는 것
인 텐션에 따라 동작하는 와이어 윈치 장치.The method of claim 1, wherein the controller,
When the tension measured by the measurement unit is a tension that falls within a preset tension range,
When the rotating shaft of the drum is in a rotating state, the rotational speed of the rotating shaft of the motor is set to a constant speed, and the rotating state is maintained,
Controlling to maintain the stopped state of the rotation shaft of the motor when the rotation shaft of the drum is stopped
Wire winch device that operates according to the tension.
일단이 상기 드럼의 회전축에 타이밍벨트로 연결되고, 타단에 기어를 구비한 구동축;
내부에 스퍼기어를 구비하고 일측과 타측에 각각 홀을 구비하며, 상기 구동축이 일측의 상기 홀을 관통하여 상기 구동축에 구비된 기어가 상기 스퍼기어와 맞물려 회전가능하도록 연결되는 기어박스;
일단에 기어를 구비하고, 일단이 상기 기어박스의 타측의 상기 홀을 관통하여 일단에 구비된 기어가 상기 스퍼기어에 맞물리게 연결되며 상기 스퍼기어가 회전됨에 따라 회전이 가능한 종동축;
상기 종동축의 타단에 연결되며 상기 종동축이 회전됨에 따라 회전되는 구동롤러; 및
상기 구동롤러와 평행하게 형성되며, 상기 구동롤러와의 사이에 상기 와이어가 통과되는 틈을 가지는 회전롤러;를 더 포함하는 것
인 텐션에 따라 동작하는 와이어 윈치 장치.The method of claim 1, wherein the guide unit,
A drive shaft having one end connected to the rotation shaft of the drum with a timing belt and having a gear at the other end;
A gearbox having a spur gear therein, each having a hole on one side and the other side, wherein the drive shaft penetrates the hole on one side so that the gear provided on the drive shaft is rotatably engaged with the spur gear;
A driven shaft having a gear at one end, and having one end passing through the hole on the other side of the gearbox so that the gear provided at one end is connected to mesh with the spur gear and is rotatable as the spur gear rotates;
A driving roller connected to the other end of the driven shaft and rotated as the driven shaft rotates; And
A rotating roller formed parallel to the driving roller and having a gap through which the wire passes between the driving roller and the rotating roller; further comprising
Wire winch device that operates according to the tension.
상기 컨트롤러가 상기 모터의 회전축의 회전방향을 제어함에 따라 상기 구동롤러의 회전방향이 정방향 또는 역방향으로 회전되도록 제어되며,
상기 컨트롤러가 상기 모터의 회전축의 회전속도를 제어함에 따라 상기 구동롤러의 회전속도가 증가 또는 감소되도록 제어되는 것
인 텐션에 따라 동작하는 와이어 윈치 장치.The method of claim 7,
As the controller controls the rotation direction of the rotation shaft of the motor, the rotation direction of the driving roller is controlled to rotate in a forward or reverse direction,
Controlled to increase or decrease the rotational speed of the driving roller as the controller controls the rotational speed of the rotational shaft of the motor
Wire winch device that operates according to the tension.
상기 드럼의 회전축과 타이밍벨트로 연결되어 상기 회전축과 연동하며, 외면에 수나사가 형성된 회전나사축;
상기 회전나사축의 수나사와 대응되는 암나사가 내면에 구비된 암나사홀을 일단에 구비하여 상기 회전나사축과 연결되며, 상기 회전나사축의 회전방향에 따라 상기 드럼의 너비방향으로 운동을 하는 이동정렬바;
상기 이동정렬바의 타단에 설치되고 상기 와이어가 일측에 걸리는 정렬롤러; 및
상기 나사회전축과 평행하게 형성되며, 상기 회전나사축이 회전됨에 따라 상기 이동정렬바가 상기 회전나사축의 회전방향을 따라 회전되지 않도록 지지하는 지지바;
를 더 포함하는 것인 텐션에 따라 동작하는 와이어 윈치 장치.The method of claim 1, wherein the wire alignment unit,
A rotation screw shaft connected to the rotation shaft of the drum by a timing belt, interlocking with the rotation shaft, and having a male screw formed on an outer surface thereof;
A moving alignment bar having a female screw hole provided on an inner surface of the female screw corresponding to the male screw of the rotary screw shaft at one end, connected to the rotary screw shaft, and moving in the width direction of the drum according to the rotational direction of the rotary screw shaft;
An alignment roller installed at the other end of the movable alignment bar and the wire is caught on one side; And
A support bar formed parallel to the screw shaft and supporting the moving alignment bar so as not to rotate along the rotational direction of the rotary screw shaft as the rotary screw shaft rotates;
Wire winch device operating according to the tension that further comprises.
상기 컨트롤러가 상기 모터의 회전축의 회전방향을 제어함에 따라 상기 이동정렬바는 상기 드럼의 너비방향으로 운동되는 방향이 제어되고,
상기 컨트롤러가 상기 모터의 회전축의 회전속도를 제어함에 따라 상기 이동정렬바는 드럼의 너비방향으로 운동하는 속도가 증가 또는 감소되도록 제어되는 것
인 텐션에 따라 동작하는 와이어 윈치 장치.
The method of claim 9,
As the controller controls the rotation direction of the rotation shaft of the motor, the movement alignment bar is controlled in a direction in which the moving alignment bar moves in the width direction of the drum,
As the controller controls the rotational speed of the rotational shaft of the motor, the movement alignment bar is controlled to increase or decrease the speed of movement in the width direction of the drum.
Wire winch device that operates according to the tension.
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2019
- 2019-04-30 KR KR1020190050203A patent/KR102182106B1/en active IP Right Grant
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