KR860001956B1 - 작동완구의 금속 감응장치 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

작동완구의 금속 감응장치
제1도는 본 발명의 회로도.
제2도는 본 발명에 따른 다른 모우터 구동회로도.
제3도는 본 발명에 따른 픽업코일의 상태도.
제4도는 본 발명에 따른 일실시예.
제5도는 본 발명에 따른 다른 실시예이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 공진회로 2 : 기준주파수발진기
3 : 동조증폭기 4 : 교류전압검파기
5 : 레벨검출기 6,61,62- DC증폭기
7,71,72: 모우터 8 : 전압레귤레이터
9 : 릴레이 10 : 감응대상물질
PC,PC1,PC2:픽업코일 LED : 발광다이오드
X1,X2: 제1, 제2 금속감응회로.
본 발명은 소형모우터를 동력으로하여 움직이는 작동 완구의 금속감응장치에 관한 것으로, 특히 작동완구의 감응부분인 픽업코일이 감응대상물질(자성체, 비자성 비철금속 및 기타 합금체)로 만들어진 가공물에 접근함에 따라 모우터의 구동(멈춤, 정역회전등)을 유도하는 금속 감응장치에 관한 것이다.
일반적으로 어린이의 지능과 심신발달에 부합되는 놀이도구를 목적으로 하여 인간의 손에 의해 만들어진 완구에 있어서는 여러가지 종류(봉재동물완구, 장식용, 지능개발용 및 금속제작동완구등)로 발전해 왔으며, 그 중에서 인기가 날로 상승되는 작동완구는 주어진 범위내에서 스스로 움직이는 자주식(自走式)완구와 연장된 도선이나 무선조종에 의해 사용자가 원하는 장소까지 움직임을 보이는 원격조정완구등 여러가지 형태나 방법으로 개발되어 왔다.
그런데, 스위치를 켜놓은 상태에서 단순한 조작만으로 스스로 움직이는 자주식완구는 제품의 성격상 보고즐거워하는 정도에서 그치며 어린이의 조작범위가 없으므로 지능발달과 상상력 및 응용력의 배양효과가 크지 않으므로 적용연령이 낮아지는 흠이 있다. 이와는 달리 원격조종완구는 원하는 장소면 어디든지 조종하여 움직일수 있는 장점이 있으나 비교적 넓은 놀이장소가 필요하고 또 놀이의 양상이 단조로와 일시적인 집중효과후에 권태감이 뒤따르는 단점이 있었다.
그외에도 궤도주행완구가 있으나 조립식의 궤도자체의 부피가 너무커서 포장이나 이동시의 불편이 뒤따랐고, 또 가설시 장소를 많이 차지하여 궤도의 형식이 다양화가 어렵다는 단점이 있었다.
본 발명은 상기한 결점을 해결한 것으로 생활주변에서 쉽게 얻을수 있는 감응대상물질(자성체, 비자성 비철금속 및 기타 합금체)로 만들어진 동전, 선재가공물, 성형 가공물, 사슬모양의 가공물등에 작동완구의 픽업 코일이 일정거리내로 접근됨에 따라 모우터가 멈추거나 정. 역방향으로 회전하며, 또한 2개의 모우터와 2개의 금속감응회로를 설치하고 그 출력단에 인버터의 유무에 따라 감응대상물질의 형태에 대응하여 주행하게되는 작동완구를 제공함에 발명의 목적이 있다.
이하, 본 발명의 구성 및 작용, 효과를 예시도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 감응대상물질(자성체, 비자성비철금속 및 기타 합금체)의 가공물에 따라 감응되는 픽업코일(PC)과 콘덴서(C2)로 구성되는 공진회로(1)에 자체의 기준 주파수로 발진하는 기준주파수 발진기(2)의 출력신호를 증폭하는 동조증폭기(3)와 교류전압 검파기(4)를 연결하고, 교류전압 검파기(4)에는 정류된 직류전압의 레벨을 판별하는 레벨검출기(5)를 연결하며, 레벨검출기(5)의 출력단에는 DC 증폭기(6)를 연결한후 그 출력단(A)에 발광다이오드(LED)와 모우터(7)를 연결시킨 구조로 되어 있다.
미설명부호 8은 전압레귤레이터, 9는 릴레이, 10은 감응대상물질, BAT1,BAT2는 밧데리, 61,62는 제1, 제2DC 증폭기, 71,72는 제1, 제2 모우터, PC1PC2는 픽업코일, X1,X2는 제1, 제2 금속감응회로 등을 나타낸다.
제1도는 상기한 구조로 되어 있는 본 발명에 따른 일실시예의 회로도로써, 사용자가 감속감응장치를 내장한 작동완구를 원격조정의 동작이나 자유자재의 동작을 계속하다가 감응대상물질이나 그 집단에 접근하였을때 본 발명의 금속감응장치가 동작하게 된다.
여기에서 동전이나 선재 가공물, 성형가공물, 사슬모양의 가공물등을 만들수 있는 감응대상물질(10)은 철이나 니켈등의 자성체, 등이나 아연, 은, 알미늄등의 비자성비철금속, 퍼라어트코어의 분말성형 자성체 및 기타합금체등을 말하며, 가공물의 감응대상물질(10)에 픽업코일(PC)이 일정한 거리내의 근접함에 따라 모우터(7)의 구동을 좌우하게 된다.
한편, 감응대상물질(10)로 부터 일정한 거리내에 있는 픽업코일(PC)은 콘덴서(C2)와 결합하여 공진회로 (1)로 구성되는데 이는 픽업코일(PC)과 콘덴서(C2)에 의해 정해지는 고유주파수(fr)와 기준주파수가 일치하면 공진현상을 일으키므로 전류 또는 전압이 최대가되며 이러한 주파수를 공진주파수(fo=
Figure kpo00001
라 한다.
공진회로(1)에 따른 공진곡선특성은 제3도에 나타나듯이 공진점부근에서 곡선경도에 예도(銳度)가 있으며, 먼저 제3도의 (3-2)처럼 픽업코일(PC)이 가공물의 감응대상물질(10)에 접근할때는 픽업코일(PC)의 인턱던스가 변하게 되므로 공진주파수가 변하여 동조증폭기(3)의 출력전압이 감소하는 것이고, 반대로 전술한 것처럼 변화하지 않는 것은(3-1)처럼 픽업코일(PC)에 감응대상물질(10)이 근접하지 않을때로 전압(또는 전류)이 최대로 되며, 이러한 변화에 따라 레벨검출기(5)의 출력이 논리적인 로우 또는 하이상태로 변경되어 모우터(7)를 구동시키게 된다.
그리고, 밧데리(BAT2)로부터의 전압은 전압레귤레이터(8)를 통해 안정된 전압(B+)이 각회로에 공급되고, 또한 본 발명의 회로자체에서 발생하는 기준주파수로 발진하기 위해서는 저항이나 콘덴서 및 트랜지스터로 구성되는 기준 주파수 발진기(2)나 라이머 IC와 그 주변의 시정수에 따른 발진기(2)를 채용하게되는데, 이 발진기(2)에서 발진되는 주파수는 콘덴서(C1)를 통해 동조증폭기(3)에 인가되고, 이에 따라 증폭된 신호가 동조 증폭기(3)의 출력단을 통해 동조회로(1)에 공급된다.
그러면, 동조회로(1)의 픽업코일(PC)이 감응대상물질(10)의 일정한 거리의 접근에 따라 동조증폭기(3)를 통한 기준주파수신호와 비교하게 되는데, 이는 픽업코일(PC)이 감응대상물질(10)에 접근시는 감소된 전압으로 나타나고 일정한 거리로 떨어질때는 최대의 전압이 콘덴서(C3)를 통해 교류전압 검파기(4)에 인가되며, 교류전압 검파기(4)를 통과한 전압이 정류된 전압으로서 레벨검출기(5)에 인가되어 로우 또는 하이레벨의 논리신호로 검출된다.
즉, 제3도의 (3-2)는 픽업코일(PC)이 감응대상물질(10)에 접근했을때 로레벨검출기(5)의 출력신호인 로우레벨의 신호가 DC 증폭기(6)의 트랜지스터(TR1)에 공급되고, 이로부터 트랜지스터(TR1)는 턴오프상태로 모우터(7)의 구동이 멈추고 모우터(7)의 구동상태를 알려주는 발광다이오드(LED)는 점멸된다.
이와는 달리 제3도의 (3-1) 처럼 픽업코일(PC)이 감응대상물질(10)로부터 벗어날때는 레벨검출기(5)의 출력이 하이레벨의 신호로서 DC 증폭기(6)의 트랜지스터(TR1)에 인가되고, 이로부터 트랜지스터(TR1)는 턴온상태로서 모우터(7)는 정방향으로 회전하고 발광다이오드(LED)는 점등되어 모우터(7)의 구동상태를 알려준다.
따라서, 전술한 모우터(7)의 정방향회전과 멈춤은 작동완구의 픽업코일(PC)이 감응대상물질(10)의 일정거리내 접근유무에 따라 작동완구가 정방향으로 동작 또는 멈추게된다.
제1도의 DC 증폭기(6)의 출력단(A)에 제2도와 같은 모우터 구동회로를 설치하면 다음과 같다. DC 증폭기(6) 까지의 신호관계는 제1도에서 설명한 것과 동일하고, 또 DC 증폭기(6)의 출력이 하이상태일때는 릴레이(9)가 구동되어 접점(a)와 (c) 또는 접점(b)와 (d)로 각각 연결되므로 밧데리(BAT1)의 전압이 모우터(7)에 공급되며 이에따라 모우터(7)는 정방향으로 회전한다.
반대로 DC 증폭기(6)의 출력이 로우상태일때는(가공물의 감응대상물질에 접근시) 트랜지스터(TR1)가 턴오프상태로 릴레이(9)가 구동되지 않으므로 접점(a)와 (d) 또는 접점(b)와 (c)로 각각 연결되어 밧데리(BAT1)의 전압이 역으로 모우터(7)에 공급되고, 이에 따라 모우터(7)은 역방향으로 회전한다.
따라서, 전술한 모우터(7)의 정. 역 방향회전은 작동물완구의 픽업코일(PC)이 가공물의 감응대상물질(10)의 일정거리내 접근유무에 따라 작동완구가 정방향 또는 역방향으로 동작하게 된다.
경우에 따라 작동완구내에 본 발명의 금속 감응장치를 병렬로 2개로 설치하여 응용하면 제4도와 제5도처럼 실시하게된다.
제4도는 본 발명에 따른 응용실시에로서 작동완구가 감응대상물질(10)위로 주행하게 되는데, 이때 감응대상물질(10)의 궤도를 벗어나면 좌우에 있는 픽업코일(PC1)(PC2) 중 한개가 이를 감지하고, 이에 따라 제1, 제2 금속감응회로(X1)(X2)중 한개도 동작되며 그후에 모우터(71)(72)중 한개가 멈추므로 작동완구가 감응대상물질(10)의 궤도에 재진입하여 정상주행하게 된다. 즉, 정상주행하는 작동완구가 궤도의 좌측으로 벗어나면 픽업코일(PC1)에서 감응되어 좌측의 제1금속감응회로(X1)의 출력신호가 하이레벨로 인버터(IV1)에 인가되고, 이에 따라 제2DC 증폭기(62)에 로우레벨로 인가되므로 제2 모우터(72)를 턴오프시키고 정지하므로 작동완구를 우측으로 고정시켜 감응대상물질(10)의 궤도로 다시 진입하게 된다.
궤도에 진입후에는, 제1, 제2모우터(71)(72)는 정상 회전을 하므로 작동완구는 감응대상물질(10)의 궤도위로 주행하게 되는데, 이와 달리 우측으로벗어나면 전술한 동작이 역으로 동작되므로 작동완구를 좌측으로 고정시켜 감응대상물질(10)의 궤도로 다신 진입하게 되며, 또 감응대상물질(10)로 가공된 열이 끝나는 지점에서 픽업코일(PC1)(PC2)이 양쪽 모두 감응하여 제1, 제2모우터(71)(72)의 구동이 멈추게 되므로 작동완구가 멈추게된다.
한편, 다른 응용실시예는 제5도에 나타나 있듯이 가공물의 감응대상물질(10)을 일정한 거리로 띄우고 궤도를 만든후 그 범위내에서 작동완구를 주행시킨다. 즉 좌우로 나열되어 있는 감응대상물질(10)의 궤도 범위내에서 작동완구를 주행시키는데, 이때 좌측이나 우측에 있는 감응대상물질(10)로 접근하면 좌우측에 있는 픽업코일(PC1)(PC2) 중에서 한쪽이 이를 감지하여 제1, 제2 금속감응회로(X1)(X2) 중 한개가 구동하지 않게된다. 먼저 좌측으로 접근하면 제1 금속감응회로(X1)가 작동이 멈추어 제 2DC 증폭기(62)를 통해 로우레벨의 신호가 제2 모우터(72)에 공급되는데, 이때 제1모우터(71)는 계속 정방향으로 회전되고 제2모우터(72)는 멈추게 되므로 감응대상물질(10)의 궤도내로 되돌아 와주행하고, 또 우측으로 접근하면 전술한 동작이 역으로 동작되어 제1모우터(71)는 멈추고 제2 모우터(72)는 정방향으로 회전하므로 감응대상물질(10)의 궤도내로 되돌아와서 정상주행을 하게되며, 이렇게 정상주행을 하다가 감응대상물질(10)로 구성된 장벽을 접촉하면 픽업코일(PC1)(PC2)이 모두 감지하게 되어 제1, 제2 모우터(71)(72)의 구동이 멈추게 되므로 작동완구는 멈추게된다.
상기한 바와 같이 본 발명은 손쉽게 만들수있는 감응대상물질(자성체, 비자성 비철금속 및 기타합금체)로 만들어진 가공물에 작동완구의 픽업코일이 일정거리내의 접근유무에 따라 모우터의 구동이 정. 역방향 회전 또는 정지되므로서 좁은 공간에서 감응대상물질의 여러가지형태에 따라 작동완구의 동작이 다채롭게 응용되는 장점이 있다.

Claims (4)

  1. 감응대상물질(자성체, 비자성비철금속 및 기타합금체)의 가공물에 따라 감응되는 픽업코일(PC)과 콘덴서(C2)로 구성되는 공진회로(1)에 자체의 기준주파수로 발진하는 기준주파수 발진기(2)의 출력신호는 증폭하는 동조증폭기(3)와 교류전압 검파기(4)를 연결하고, 교류전압검파기(4)에는 검파된 직류전압의 레벨을 판별하는 레벨검출기(5)를 연결하며, 레벨검출기(5)의 출력단에는 DC 증폭기(6)를 연결한후 그 출력단(A)에 모우터(7)를 연결시켜서 모우터의 구동을 정방향으로 회전시키거나 정지시킴을 특징으로하는 작동완구의 금속감응장치.
  2. 제1항에 있어서, DC 증폭기(6)의 출력단에 릴레이, 모우터를 연결시켜서 모우터의 구동을 정. 역방향으로 회전시킴을 특징으로하는 작동완구의 금속감응장치.
  3. 제1항에 있어서, DC 증폭기(6)와 동일한 구조로 되어 있는 다수의 DC 증폭기의 출력단에 다수의 모우터를 연결시켜서 다수의 픽업코일의 감응유무에 따라 좌우로 배열된 감응대상물질 범위내로 작동완구를 주행시키게되는 것을 특징으로하는 작동완구의 금속감응장치.
  4. 제1항에 있어서, DC 증폭기(6)와 동일한 구조로 되어 있는 다수의 DC 증폭기의 출력단에 다수의 인버터와 다수의 모우터를 연결시켜서 다수의 픽업코일의 감응유무에 따라 일렬로 배열된 감응대상물질위로 작동완구를 주행시키게되는 것을 특징으로하는 작동완구의 금속감응장치.
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