KR20240079022A - 압전센서를 포함하는 보도블록 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 지면에 배치되는 제1 블록; 하측에 요입부가 형성되어 상기 제1 블록의 상측면에 배치될 때 상기 제1 블록과 함께 내부공간을 형성하는 제2 블록; 상기 제2 블록의 요입부에 배치되는 적어도 두 개 이상의 압전센서부; 및 상기 제1 블록에 배치되어 상기 압전센서부로부터 센싱된 신호를 전달받는 PCB;를 포함하는 압전센서를 포함하는 보도블록을 제공한다.
Description
본 발명은 구조가 개선된 압전센서를 포함하는 보도블록에 관한 것이다.
보행자가 이동을 위해 잠시 정지하는 곳, 예를 들어 횡단보도, 전철 탑승부 앞, 기차 탑승부 앞, 엘리베이터 등에는 상측면에 요철이 되어 있는 보도블럭이 배치되어 있을 수 있다.
이러한 보행자 대기 장소에서 사고예방을 위해, 보도블록에 압전센서를 내장하여 보행자의 안전을 보호하는 기술이 개발되고 있는 실정이며, 대한민국 등록특허 제10-2192593호(발명의 명칭: 압전 블록을 이용한 보행 신호등 구동 제어 시스템)등이 이러한 기술적 사상을 게재하고 있다.
그러나, 종래의 압전센서가 포함된 보도블럭의 경우, 차량이 지나가거나, 눈, 비, 낙엽, 오물 기타 소음 또는 진동에서 오작동을 할 우려가 있기 때문에 신뢰성이 떨어지는 보행자 보호 시스템으로 남을 수 밖에 없는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 신뢰성 있는 감지분석을 가질 수 있는 압전센서를 포함하는 보도블록을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명은, 지면에 배치되는 제1 블록; 하측에 요입부가 형성되어 상기 제1 블록의 상측면에 배치될 때 상기 제1 블록과 함께 내부공간을 형성하는 제2 블록; 상기 제2 블록의 요입부에 배치되는 적어도 두 개 이상의 압전센서부; 및 상기 제1 블록에 배치되어 상기 압전센서부로부터 센싱된 신호를 전달받는 PCB;를 포함하는 압전센서를 포함하는 보도블록을 제공한다.
또한, 상기 제2 블록은, 다각형 형상의 플레이트부; 상기 플레이트부 측면 각각에서 상기 제1 블록 방향으로 90°연장 형성된 측면부; 및 상기 플레이트부 상측면에 등간격으로 돌출 형성된 복수 개의 돌기부;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 블록의 상측면 가장자리에는 상기 제2 블록의 측면부가 삽입될 수 있는 체결홈부가 형성될 수 있다.
또한, 상기 제2 블록의 요입부에는 상기 압전센서부 각각이 배치될 수 있는 안치홈이 형성될 수 있다.
또한, 상기 안치홈 간의 거리는 68mm일 수 있다.
또한, 상기 안치홈은 상기 제2 블록의 가상의 대각선을 따라 형성될 수 있다.
또한, 상기 압전센서부 각각은, 상기 안치홈을 폐쇄하는 캡; 상기 캡 내부에 배치되에 변위되는 압전소자; 상기 압전소자와 상기 PCB를 연결하는 전선; 상기 압전소자의 상측에 배치되는 제1 플레이트; 및 상기 제1 플레이트 상측에 배치되는 제2 플레이트;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 플레이트는 상기 압전소자의 지름보다 큰 가상의 원을 따라 형성되는 복수 개의 에어홀이 형성되며, 상기 제2 플레이트는 상기 에어홀이 형성하는 가상의 지름보다 큰 내지름을 갖는 링 형상으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 블록과 제2 블록이 형성하는 내부공간에 배치되는 적어도 한 개 이상의 발광소자를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 블록의 일측면에는 상기 PCB에 전원을 인가하는 전선이 외부로부터 유입될 수 있는 유입홈이 형성될 수 있다.
본 발명은 다수 개가 배치된 압전센서부를 통해 감지된 신호를 분석함으로써 사람이 보도블록을 밟고 있는 것을 오차없이 정확하게 감지함으로써 신뢰성 있는 안전 사고 예방을 도모할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 압전센서를 포함하는 보도블록의 사시도.
도 2는 도 1을 다른 각도로 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 압전센서를 포함하는 보도블록의 분해사시도.
도 4는 도 3을 다른 각도로 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 압전센서를 포함하는 보도블록의 절단면도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 압전센서를 포함하는 보도블록의 압전센서부의 분해사시도.
도 2는 도 1을 다른 각도로 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 압전센서를 포함하는 보도블록의 분해사시도.
도 4는 도 3을 다른 각도로 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 압전센서를 포함하는 보도블록의 절단면도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 압전센서를 포함하는 보도블록의 압전센서부의 분해사시도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예는 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
특별한 정의가 없는 한 본 명세서의 모든 용어는 당업자가 이해하는 용어의 일반적인 의미와 동일하고, 만약 본 명세서에서 사용된 용어가 당해 용어의 일반적인 의미와 충돌하는 경우에는 본 명세서에 사용된 정의에 따른다.
다만, 이하에 기술될 발명은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐 본 발명의 권리범위를 한정하기 위한 것은 아니며, 명세서 전반에 걸쳐서 동일하게 사용된 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 압전센서를 포함하는 보도블록의 사시도, 도 2는 도 1을 다른 각도로 도시한 도면, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 압전센서를 포함하는 보도블록의 분해사시도, 도 4는 도 3을 다른 각도로 도시한 도면, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 압전센서를 포함하는 보도블록의 절단면도이며, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 압전센서를 포함하는 보도블록의 압전센서부의 분해사시도이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 압전센서를 포함하는 보도블록(100)은 크게 제1 블록(110), 제2 블록(120), 압전센서부(130) 및 PCB(140)를 포함할 수 있으며, 발광소자(150)를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 블록(110)은 지면에 배치될 수 있으며, 도시된 것과 같이 육면체로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고 다면체로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 블록(110)의 일측면에는 상기 PCB(140)에 전원을 인가하는 전선(미도시)이 외부로부터 유입될 수 있는 유입홈(111)이 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 블록(110)의 상측면 가장자리에는 후술할 제2 블록(120)의 측면부(122)가 삽입될 수 있는 체결홈부(112)가 형성될 수 있다.
여기서, 상기 체결홈부(112)에는 상기 제1 블록(110)의 체결시 이물 또는 액체의 유입방지를 위한 탄성재질의 씰링부재(미도시)가 더 배치될 수도 있다.
상기 제2 블록(120)은 하측에 요입부(124)가 형성되어 상기 제1 블록(110)의 상측면에 배치될 때 상기 제1 블록(110)과 함께 내부공간을 형성할 수 있다.
구체적으로, 상기 제2 블록(120)은 다각형 형상의 플레이트부(121)와, 상기 플레이트부(121) 측면 각각에서 상기 제1 블록(110) 방향으로 90°연장 형성된 측면부(122)와, 상기 플레이트부(121) 상측면에 등간격으로 돌출 형성된 복수 개의 돌기부(123)를 포함할 수 있다.
다시 말해, 상기 요입부(124)는 상기 플레이트부(121)와 측면부(122)가 형성하는 공간으로써 형성될 수 있다.
또한, 상기 제2 블록(120)은 후술할 발광소자(150)가 발광하는 색을 외부로 투사할 수 있는 투명 또는 반투명 재질로 형성될 수 있다.
상기 제2 블록(120)의 요입부(124)에는 상기 압전센서부(130) 각각이 배치될 수 있는 안치홈(125)이 형성될 수 있으며, 이러한 안치홈(125)은 후술할 캡(131)의 형상과 대응되도록 형성될 수 있다.
후술할 압전센서부(130)의 공진주파수 감도특성을 극대화 하기 위해, 상기 안치홈(125) 간의 거리는 65mm~70mm인 것이 바람직하며, 상기 안치홈(125)은 상기 제2 블록(120)의 가상의 대각선을 따라 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 안치홈(125) 간의 거리는 68mm, 정확하게는 후술할 압전소자(132)의 중심축에서 인접하는 압전소자(132)의 중심축까지의 거리가 68mm일 수 있다.
예를 들어, 상기 제2 블록(120)의 플레이트부(121)가 사각형상을 가질 때, 첫번째 안치홈(125)은 두 대각선의 교차점에 형성되고, 나머지 안치홈(125)은 교차점에서 모서리 방향으로 등간격을 가지며 형성될 수 있다.
상기 압전센서부(130)는 정확하고 신뢰성 있는 센싱을 위해, 적어도 두 개 이상이 상기 제2 블록(120)의 요입부(124)에 배치될 수 있으며, 예를 들어, 도시된 것과 같이 세 개의 압전센서부(130)가 배치될 수 있다.
이러한 압전센서부(130) 각각은 캡(131), 압전소자(132), 전선(133), 제1 플레이트(134) 및 제2 플레이트(135)를 포함할 수 있다.
상기 캡(131)은 상기 안치홈(125)을 폐쇄하는 하우징으로서,상기 압전소자(132), 전선(133), 제1 플레이트(134) 및 제2 플레이트(135)와 소정간격 이격될 수 있도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 캡(131)은 일측면이 후술할 터미널(136)이 전선(133)과 연결되기 위해 외부로 노출되는 개구가 형성될 수 있다.
상기 압전소자(132)는 상기 캡(131) 내부에 배치되에 변위될 수 있으며, 이를 위해 외부로부터 전원을 공급받는 터미널(136)을 포함할 수 있다.
상기 터미널(136)은 상기 압전소자(132)에 전원을 인가할 수 있으며, 납땜 또는 에폭시 등으로 상기 압전소자(132)에 고정될 수 있다.
상기 압전소자(132)는 제1 지름으로 형성될 수 있으며, PZT(lead zirconate titanate)로써 형성될 수 있다.
상기 압전소자(132)의 (-) 단자는 측면에서 납땜이 되는 구조로 구현될 수 있다.
상기 전선(133)은 상기 압전소자(132)와 후술할 PCB(140)를 연결할 수 있다.
상기 제1 플레이트(134)는 상기 압전소자(132)의 상측에 배치될 수 있으며, 상기 압전소자(132)의 변위에 따라 공기를 유입시키는 복수 개의 에어홀이 형성될 수 있다.
상기 제1 플레이트(134)의 중앙부는 상기 압전소자(132)가 배치되어 상기 압전소자(132)와 함께 변위될 수 있다.
상기 에어홀은 상기 압전소자(132)의 제1 지름보다 큰 가상의 원을 따라 형성될 수 있으며, 다시 말해, 상기 에어홀은 복수 개가 상호 등견격 이격되어 환형을 그리면서 상기 중앙부의 외측으로 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 에어홀은 상기 제1 플레이트(134)의 중앙부 외측으로 48개가 형성될 수 있다.
상기 제1 플레이트(134)는 제1 지름보다 큰 제2 지름으로 형성될 수 있으며, 예를 들어, 인청동(phosphor bronze)으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 플레이트(134)는 에폭시가 도포되어 상기 압전소자(132) 및 제2 플레이트(135)에 고정될 수 있다.
상기 제2 플레이트(135)는 상기 제1 플레이트(134) 상측에 배치되며, 상기 제1 플레이트(134)로부터 유입된 공기가 수용되도록 상기 에어홀이 형성하는 가상의 지름보다 큰 내지름을 갖는 링 형상으로 형성될 수 있다.
즉, 상기 제2 플레이트(135)의 중공부는 상기 에어홀과 연통될 수 있는 크기로 형성될 수 있다.
상기 제2 플레이트(135)는 제2 지름으로 형성될 수 있으며, 예를 들어, 인청동(phosphor bronze)으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제2 플레이트(135)는 에폭시가 도포되어 상기 제2 블록(120)의 안치홈(125)에 고정될 수 있다.
또한, 진동의 간섭이 없도록 상기 캡(131)은 내부에 수용되는 상기 제2 플레이트(135)와 소정 간격 이격되도록 형성될 수 있으며, 예를 들어, 상기 캡(131)의 내측면과 제2 플레이트(135) 사이의 간격은 0.2mm인 것이 바람직하다.
상기 PCB(140, printed circuit board)는 상기 제1 블록(110)에 배치되어 상기 압전센서부(130)로부터 센싱된 신호를 전달받을 수 있다.
예를 들어, 상기 PCB(140)는 상기 제1 블록(110)의 하측면에 배치될 수 있으며, 이러한 경우, 상기 전선(133)이 상기 PCB(140)에 연결될 수 있도록 상기 제1 블록(110)에는 연통홀이 형성될 수 있다.
이러한 PCB(140)는 외부로부터 전원을 인가받아 상기 압전센서부(130)에 전원을 공급할 수도 있다.
또한, 예를 들어 상기 압전센서부(130)가 세 개로 구성될 때, 상기 PCB(140)는 한 개의 압전센서부(130)를 송신부로, 나머지 두 개의 압전센서부(130)를 수신부로 하여 사람이 보도블록(100) 위에 올라왔다는 것을 감지할 수 있다.
구체적으로, 상기 PCB(140)는 기입력되거나 현재 파악되는 최적의 공진주파수를 선정하고, 이러한 공진주파수를 갖도록 상기 압전센서부(130)에 펄스전원을 인가한다.
이 경우, 하나의 압전센서부(130)는 송신펄스 3 개를 보내고, 나머지 두 개의 압전센서부(130)는 1개의 송신펄스로부터 3개의 수신펄스를 생성하여 총 9개의 수신펄스를 생성하여 상기 PCB(140)에 송신할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 압전센서를 포함하는 보도블록(100)을 밟지 않은 상태에서 하나의 압전센서부(130, 송신단)가 3 개의 펄스를 보내면, 3 개의 펄스 진동에 의해 나머지 두 개의 압전센서부(130, 수신단)은 3 배의 진동펄스인 9 개의 펄스를 발생시킨다.
본 발명의 실시예에 따른 압전센서를 포함하는 보도블록(100)을 밟으면, 펄스의 진동폭이 감소하므로, 나머지 두 개의 압전센서부(130)(수신단)는 감소된 3개의 펄스를 발생시킨다.
이러한 특성을 상기 PCB(140)가 수신하여 펄스수 및/또는 진동폭을 분석함으로써, 정확하게 사람이 보도블럭을 밟았는지를 판단할 수 있다.
상기 발광소자(150)는 적어도 한 개 이상이 상기 제1 블록(110)과 제2 블록(120)이 형성하는 내부공간에 배치될 수 있으며, 이러한 발광소자(150)는 전선(151)으로 상기 PCB(140)에 연결되어 전원을 공급받거나, 여러 색을 선택적으로 발광할 수 있다.
이러한 발광소자(150)는 예를 들어, LED로써 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 PCB(140)는 평상시에 상기 발광소자(150)를 노란색이 발광되도록 제어할 수 있으며, 사람이 본 발명의 실시예에 따른 압전센서를 포함하는 보도블록(100)을 밟으면 상기 발광소자(150)를 적색이 기설정된 시간 주기로 점등되도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 PCB(140)는 실장된 알람부를 포함하여, 사람이 본 발명의 실시예에 따른 압전센서를 포함하는 보도블록(100)을 밟으면 기설정된 경고음성을 출력하도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 PCB(140)는 차량이 지나갈 때, 상기 발광소자(150)를 적색이 발광되도록 제어할 수 있다.
요컨대, 본 발명은 다수 개가 배치된 압전센서부(130)를 통해 감지된 신호를 분석함으로써 사람이 보도블록(100)을 밟고 있는 것을 오차없이 정확하게 감지함으로써 신뢰성 있는 안전 사고 예방을 도모할 수 있다.
이상, 상기 설명에 의해 당업자라면 본 발명의 기술적 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이며, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위 및 그와 균등한 범위에 의하여 정해져야 한다.
100: 압전센서를 포함하는 보도블록 110: 제1 블록
111: 유입홈 112: 체결홈부
120: 제2 블록 121: 플레이트부
122: 측면부 123: 돌기부
124: 요입부 125: 안치홈
130: 압전센서부 131: 캡
132: 압전소자 133: 전선
134: 제1 플레이트 135: 제2 플레이트
136: 터미널 140: PCB
150: 발광소자 151: 전선
111: 유입홈 112: 체결홈부
120: 제2 블록 121: 플레이트부
122: 측면부 123: 돌기부
124: 요입부 125: 안치홈
130: 압전센서부 131: 캡
132: 압전소자 133: 전선
134: 제1 플레이트 135: 제2 플레이트
136: 터미널 140: PCB
150: 발광소자 151: 전선
Claims (10)
- 지면에 배치되는 제1 블록;
하측에 요입부가 형성되어 상기 제1 블록의 상측면에 배치될 때 상기 제1 블록과 함께 내부공간을 형성하는 제2 블록;
상기 제2 블록의 요입부에 배치되는 적어도 두 개 이상의 압전센서부; 및
상기 제1 블록에 배치되어 상기 압전센서부로부터 센싱된 신호를 전달받는 PCB;를 포함하는 압전센서를 포함하는 보도블록.
- 제1항에 있어서,
상기 제2 블록은,
다각형 형상의 플레이트부;
상기 플레이트부 측면 각각에서 상기 제1 블록 방향으로 90°연장 형성된 측면부; 및
상기 플레이트부 상측면에 등간격으로 돌출 형성된 복수 개의 돌기부;를 포함하는 압전센서를 포함하는 보도블록.
- 제2항에 있어서,
상기 제1 블록의 상측면 가장자리에는 상기 제2 블록의 측면부가 삽입될 수 있는 체결홈부가 형성되는 압전센서를 포함하는 보도블록.
- 제1항에 있어서,
상기 제2 블록의 요입부에는 상기 압전센서부 각각이 배치될 수 있는 안치홈이 형성되는 압전센서를 포함하는 보도블록.
- 제4항에 있어서,
상기 안치홈 간의 거리는 68mm인 압전센서를 포함하는 보도블록.
- 제4항에 있어서,
상기 안치홈은 상기 제2 블록의 가상의 대각선을 따라 형성되는 압전센서를 포함하는 보도블록.
- 제4항에 있어서,
상기 압전센서부 각각은,
상기 안치홈을 폐쇄하는 캡;
상기 캡 내부에 배치되에 변위되는 압전소자;
상기 압전소자와 상기 PCB를 연결하는 전선;
상기 압전소자의 상측에 배치되는 제1 플레이트; 및
상기 제1 플레이트 상측에 배치되는 제2 플레이트;를 포함하는 압전센서를 포함하는 보도블록.
- 제7항에 있어서,
상기 제1 플레이트는 상기 압전소자의 지름보다 큰 가상의 원을 따라 형성되는 복수 개의 에어홀이 형성되며,
상기 제2 플레이트는 상기 에어홀이 형성하는 가상의 지름보다 큰 내지름을 갖는 링 형상으로 형성되는 압전센서를 포함하는 보도블록.
- 제1항에 있어서,
상기 제1 블록과 제2 블록이 형성하는 내부공간에 배치되는 적어도 한 개 이상의 발광소자를 더 포함하는 압전센서를 포함하는 보도블록.
- 제1항에 있어서,
상기 제1 블록의 일측면에는 상기 PCB에 전원을 인가하는 전선이 외부로부터 유입될 수 있는 유입홈이 형성되는 압전센서를 포함하는 보도블록.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020220161888A KR20240079022A (ko) | 2022-11-28 | 2022-11-28 | 압전센서를 포함하는 보도블록 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020220161888A KR20240079022A (ko) | 2022-11-28 | 2022-11-28 | 압전센서를 포함하는 보도블록 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20240079022A true KR20240079022A (ko) | 2024-06-04 |
Family
ID=91466083
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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KR1020220161888A KR20240079022A (ko) | 2022-11-28 | 2022-11-28 | 압전센서를 포함하는 보도블록 |
Country Status (1)
Country | Link |
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KR (1) | KR20240079022A (ko) |
-
2022
- 2022-11-28 KR KR1020220161888A patent/KR20240079022A/ko not_active Application Discontinuation
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