KR100336437B1 - 전자식 각도측정기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엔코더 또는 포텐션 미터 등으로 각도감지센서로 사용하고, 이 각도감지센서로터 출력되는 신호를 전자적으로 처리하여 측정 대상의 각도 및 탄젠트 값을 디스플레이 함으로써 자동차에 있어 캠버각, 킹 핀 경사각, 토인각, 캐스트각과 건축시공시 도로 또는 구조물의 경사각 및 기울기 등의 정밀한 측정이 가능하도록 하는 전자식 각도측정기에 관한 것이다.

이를 위하여 본 발명은, 재치대의 일측 양단에는 상측으로 계단형의 단턱이 형성되고, 상기 재치대 상면에는 축의 회전에 비례한 클럭을 발생하는 각도감지센서가 설치되고, 상기 각도감지센서의 축에는 기포가 포함된 액상의 수평게이지가 형성되어 있는 작동레버가 고정 설치되고, 상기 작동레버의 일측에는 스크류 조절에 의해 작동레버를 승하강 시킬 수 있는 높이조절구가 설치되고, 상기 재치대의 타측에는 상기 각도감지센서의 출력을 전자적으로 처리하여 측정된 각도와 탄젠트 값을 표시하는 제어장치가 설치된 것에 특징이 있다.

Description

전자식 각도측정기{The electronic angle measuring instrument}

본 발명은 전자식 각도측정기에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 엔코더 또는 포텐션 미터 등으로 각도감지센서로 사용하고, 이 각도감지센서로터 출력되는 신호를 전자적으로 처리하여 측정 대상의 각도 및 탄젠트 값을 디스플레이 함으로써 자동차에 있어 캠버각, 킹 핀 경사각, 토인각, 캐스트각과 건축시공시 도로 또는 구조물의 경사각 및 기울기 등의 정밀한 측정이 가능하도록 하는 전자식 각도측정기에 관한 것이다.

일반적으로 각 분야에서 사용되는 각도 측정방법은 모두 서로가 다양한 방법으로 이루어진다. 즉, 건축 및 토건 분야에서는 측량기를 사용하여 탄젠트 값을 측정하여 각도를 인식하게 되며, 기계가공 분야에서는 컴비네이션 세트, 한계게이지 등의 공구를 주로 사용하고 있으나, 이는 정밀성이 결여될 뿐만 아니라 측정조건의 제한을 받게되며, 또한 비교측정이 불가능하게 되는 문제점이 발생되는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 롬에 펄스의 계수 값에 따라 각도 및 탄젠트 값의 데이터를 저장하고, 엔코더 또는 스텝모터 등을 이용하여 회전시 그에 비례하는 펄스를 발행하는 장치를 각도감지센서로 사용하되, 이 각도감지센서로터 출력되는 펄스를 분주 및 계수한 후, 이 계수 값에 해당되는 각도 및 탄젠트 값을 디스플레이시키는 간단한 구조의 전자식 각도측정기를 제공함으로써 자동차에 있어 캠버각, 킹 핀 경사각, 토인각, 캐스트각과 건축시공시 도로 및 구조물의 경사각 및 기울기 등의 정밀한 측정이 이루어질 수 있는 전자식 각도측정기를 제공하는데 본 발명의 목적이 있는 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 재치대의 일측 양단에는 상측으로 계단형의 단턱이 형성되고, 상기 재치대 상면에는 축의 회전에 비례한 클럭을 발생하는 각도감지센서가 설치되고, 상기 각도감지센서의 축에는 기포가 포함된 액상의 수평게이지가 형성되어 있는 작동레버가 고정 설치되고, 상기 작동레버의 일측에는 스크류 조절에 의해 작동레버를 승하강 시킬 수 있는 높이조절구가 설치되고, 상기 재치대의 타측에는 상기 각도감지센서의 출력을 전자적으로 처리하여 측정된 각도와 탄젠트 값을 표시하는 제어장치가 설치된 것에 특징이 있다.

본 발명의 다른 특징은 각도감지센서 축에 연설된 작동레버의 회전에 비례한 클럭을 발생하는 각도감지센의 출력단에 연결되어 상기 작동레버의 정역회전을 감지하고 상기 각도감지센서의 클럭을 출력하는 D 플립플롭과, 상기 D 플립플롭의 출력단에 연결되어 상기 각도감지센서의 출력 펄스를 분주하는 분주회로와, 상기 분주회로의 출력 클럭을 계수하고 그 계수된 값을 출력하는 카운터회로와, 상기 카운터회로의 계수값을 읽어들여 그에 대응하는 각도 및 탄젠트 값을 출력하고 이 값을 디스플레이부에 표시되도록 하는 구동드라이브로 이루어진 것에 특징이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 전자식 각도측정기의 사시도.

도 2는 본 발명에 따른 전자식 각도측정기에 있어 작동레버의 일부 절개

확대 사시도.

도 3은 본 발명에 따른 전자식 각도측정기의 동작상태도.

도 4는 본 발명에 따른 전자식 각도측정기의 블록도.

도 5는 본 발명에 따른 전자식 각도측정기의 상세 블록도.도 6a는 본 발명에 따른 전자식 각도측정기의 측정예시도.도 6b는 본 발명에 따른 전자식 각도측정기의 측정순서도.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 각도측정기 2 : 재치대 3a, 3b : 단턱

10 : 각도감지센서 11 : 축 12 : 수평게이지

13 : 작동레버 15 :스크류 14 : 높이조절구

20 : D 플립플롭 30 : 분주회로 33 : 리셋스위치

31, 32 : 제 1, 제 2 분주기 40 : 카운터회로

41~43 : 제 1 내지 제 3 업/다운카운터 50 : 구동드라이브

51 : 표시전환스위치 60 : 디스플레이부 70 : 제어장치

이하 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 전자식 각도측정기(1)의 사시도로서, 재치대(2)의 일측 양단에는 상측으로 계단형의 단턱(3a)(3b)이 형성되어 있고, 상기 재치대(2) 상면 소정위치에는 각도감지센서(10)가 안치되며, 이 각도감지센서(10)의 축(11)에는기포가 포함된 액상의 수평게이지(12)가 형성되어 있는 작동레버(13)가 설치되고, 상기 작동레버(13)의 일측에는 스크류 조절에 의한 작동레버(13)를 승하강 시킬 수 있는 높이조절구(14)가 설치되며, 상기 재치대(2)의 타측에는 각도감지센서(10)의 출력을 전자적으로 처리하여 측정된 현재의 각도와 탄젠트 값을 디스플레이부(60)에 표시하는 제어장치(70)가 설치된다.

도 2는 본 발명에 따른 전자식 각도측정기(1) 작동레버(13)의 일부 확대 절개사시도로서, 상기 작동레버(13)의 종단부에는 높이조절구(14)가 설치되며, 상기 높이조절구(14)의 내부에는 스크류(15)가 내장되어 이 스크류(15)의 조절에 따라 작동레버(13)가 승하강되도록 구성되어 있다.

도 3은 본 발명에 따른 전자식 각도측정기(1)의 블록도로서, 축(11)의 회전에 비례한 클럭을 발생하는 각도감지센서(10)의 출력단에는 상기 각도감지센서 (10)의 축(11)과 연설된 작동레버(13)의 정역회전 상태를 감지하고 상기 각도감지센서 (10)의 데이터 값을 출력하는 D 플립플롭(20)이 접속된다.

그리고 상기 D 플립플롭(20)의 출력단에는 각도감지센서 (10)의 출력 펄스를 분주하여 출력하는 분주회로(30)가 연결되고, 상기 분주회로(30)의 출력단에는 분주된 각도감지센서(10)의 데이터 클럭을 계수하고 그 계수된 값을 출력하는 카운터회로(40)가 접속된다.

또한 상기 카운터회로(40)의 출력단에는 상기 각도감지센서(10)의 출력값에 따라 그에 대응하는 각도 및 탄젠트 값의 데이터가 내장되고, 그 각도 및 탄젠트 값이 표시되도록 출력하는 롬(ROM)의 구동드라이브(50)가 연결되며, 상기 구동드라이브(50)의 출력단에는 각도감지센서(10)의 출력값에 따른 각도를 표시하는 디스플레이부(60)가 접속되어 있다.

여기서 각도감지센서(10)는 엔코더 또는 스텝모터 등을 사용하며, 디스플레이부(60)는 세븐 세그멘트 또는 액정표시판(LCD) 등을 사용할 수 있다.

도 4는 본 발명에 따른 전자식 각도측정기의 상세 블록도로서, 상기 분주회로(30)는 제 1 및 제 2 분주기(31)(32)로 이루어지며, 리셋스위치(33)의 조작에 의해 초기화시키도록 되어 있다.

그리고 상기 카운터회로(40)는 12비트의 제 1 내지 제 3 업/다운카운터 (41~43)로 구성되고 일정 단위별로 시프트되어 구동드라이브(50)에 전송토록 되어 있으며, 이 구동드라이브(50)는 하나 이상의 롬(ROM)으로 이루어지고 상기 각도감지센서(10)의 출력값에 따라 그에 대응하는 각도 및 탄젠트 값의 데이터와, 표시전환스위치(51)의 조작에 의해 측정된 각도 및 탄젠트 값을 디스플레이(60)에 표시되도록 출력하는 프로그램이 내장되어 있다.

이와 같이 이루어진 본 발명의 전자식 각도측정기는 먼저, 미도시된 파워스위치를 온상태로 조작하게 되면 미도시된 배터리 또는 전원부에서 시스템의 각 부분에 구동전원을 공급하게 된다.

이러한 상태에서 도 3에서와 같이 각도측정기(10)를 측정대상에 안치 및 부착한 다음 작동레버(13)를 승하강시켜 수평게이지(12)의 기포를 중앙에 위치되도록 하여 작동레버(13)와 측정 대상과 서로 수평이 되도록 한다. 이때 상기 작동레버(13)가 승하강되면 이와 고정된 축(11)이 회전하게 되며, 이 축(11)이 회전할 경우 각도감지센서(엔코더)(10)로 부터 축(11)이 회전한 거리에 비례하는 펄스를 도 4 및 도 5에 도시된 D 플립플롭(20)으로 출력하게 된다.

여기서 작동레버(13)가 정회전(반시계방항)할 경우에는 각도감지센서(10)의 ⓐ단자로 펄스를 출력하게 되며, 역회전(시계방향)할 경우에는 상기 정회전시 출력되는 펄스에 대해 위상이 90도 지연된 펄스를 ⓑ단자로 출력하게 된다.

따라서 상기 D 플립플롭(20)은 각도감지센서(10)로부터 출력되는 펄스의 위상차에 의해 작동레버(13)의 정역회전을 감지하게 되며, 이 각도감지센서(10)로부터 출력되는 펄스를 후단의 분주회로(30)인 제 1, 제 2 분주기(31)(32)로 입력됨으로써 작동레버(13)가 정회전시 D 플립플롭(20)으로부터 출력되는 펄스는 제 1 분주기(31)에서, 그리고 역회전시 출력되는 펄스는 제 2 분주기(32)에서 소정 주기로 각각 분주하여 카운터회로(40)로 전송한다.

그러므로 상기 카운터회로(40)의 제 1 내지 제 3 업/다운카운터(41~43)에서는 전단의 분주회로(30)인 제 1 분주기(31)로부터 출력되는 펄스는 작동레버(13)의 정회전시 출력되는 펄스이므로 계수시 가산하여 증가(UP)하고, 제 2 분주기(32)로부터 출력되는 펄스는 작동레버(13)의 역회전시 출력되는 펄스이므로 계수시 감산(DOWN)하여 구동드라이브(50)에 전송하게 된다.

한편, 상기 카운터회로(40)로부터 출력되는 펄스의 계수값을 구동드라이브 (50)에서 읽어들여 저장되어 있는 데이터 즉, 카운터회로(40)의 펄스 계수값에 해당하는 각도를 디스플레이부(60)를 통해 출력함으로써 측정자는 디스플레이부(60)에 표시되는 수치의 각도를 확인하게 되며, 표시전환스위치(51)를 온상태로 접속할경우 디스플레이부(60)에는 카운터회로(40)의 펄스 계수값에 해당하는 특정대상과 작동레버(13) 사이의 탄젠트 값을 표시하게 되는 것이다.

그리고 도 2에서 보는 바와같이 임의의 기울기를 갖는 측정대상(A) 위에 본 발명의 각도측정기(1)를 안치한 상태에서 작동레버(13)를 수평으로 유지하여 고정시킬 경우 높이조절구(14) 내부에 유입되어 있는 스크류(15)를 조절함에 따라 작동레버(13)를 승하강시켜 고정할 수 있도록 한 것이다.

즉, 상기 높이조절구(14)의 스크류(15)를 조절하여 임의의 각도를 수평으로 설정하여 기준각도를 설정한 후, 타 측정대상의 각도를 측정하게 되면 기준으로 설정된 측정대상과 측정대상과의 비교 측정이 가능하게 되는 것이다.도 6a는 본 발명에 따른 전자식 각도측정기의 측정예시도이며, 도 6b는 측정순서도로서 사용방법을 설명하면 다음과 같다.즉, 도 6a의 (가)에서와 같이 임의의 경사면(I)을 갖는 특정 구조물의 측정대상(A)이 일정한 기울기를 갖는 지면(G)위에 설치된 상태에서 상기 측정대상(A)에 형성된 경사면(I)의 경사각도를 측정한다.먼저 도 6a의 (나)에서와 같이 지면(G)위에 각도측정기(1)를 설치(단계 101)한 상태에서 스크류(15)를 조정하여 높이조절구(14)를 승.하강시켜 이와 연결된 작동레버(13)에 설치된 수평게이지(12)가 중앙에 기포가 위치되도록 하여 영점을 설정(단계 102)한다.이와 같이 지면(G)을 기준으로 하여 영점을 설정하는 이유는 지면(G)이 경사각을 가질경우 그 지면 위에 안치된 측정대상(A)의 경사각도를 측정할 수 없슴으로 인해 정확한 측정을 위해 기준면의 경사각이 0°가 되도록 하기 위한 것이다.그 다음 도 6a의 (다)에서와 같이 각도측정기(1)를 측정대상(A)의 경사면(I)위에 설치(단계 103)한 후, 작동레버(13)를 회동시켜 수평게이지(12)의 중앙에 기포가 위치되도록 하면(단계 104) 상기 작동레버(13)가 회동된 만큼의 각도가 디스플레이부 (60)에 나타나게 되며, 이때 디스플레이부(60)에 표시된 값이 측정대상 (A)에 형성된 경사면(I)의 경사각도(단계 105)가 되는 것이다.이와 같은 작동방법에 의해 지면에 설치된 벽면의 기울기 측정하여 건축분야는 물론, 측정대상을 자동차에 적용할 경우 캠버각, 킹 핀 경사각, 토인각, 캐스트각 등에 적용시 정밀한 각도 측정이 가능한 것이다.

이상에서 상술한 바와 같이 본 발명은 롬에 펄스의 계수 값에 따라 각도 및 탄젠트 값의 데이터를 저장하고, 엔코더 또는 포텐션 미터 등을 이용하여 회전시 그에 비례하는 펄스를 발행하는 장치를 각도감지센서로 사용하되, 이 각도감지센서로터 출력되는 펄스를 분주 및 계수한 후, 이 계수 값에 해당되는 각도 및 탄젠트 값을 디스플레이시키는 간단한 구조의 전자식 각도측정기를 제공함으로써 자동차 휠 얼라이먼트의 경사각 측정, 건축시공시 도로 및 구조물의 경사각 및 기울기 등의 정밀한 측정이 이루어지게 되는 것이다.

Claims (2)

1. 재치대(2)의 일측 양단에는 상측으로 계단형의 단턱(3a)(3b)이 형성되고,

   상기 재치대(2) 상면에는 축(11)의 회전에 비례한 클럭을 발생하는 각도감지센서(10)가 설치되고,

   상기 각도감지센서(10)의 축(11)에는 기포가 포함된 액상의 수평게이지(12)가 형성되어 있는 작동레버(13)가 고정 설치되고,

   상기 작동레버(13)의 일측에는 스크류(15) 조절에 의해 작동레버(13)를 승하강 시킬 수 있는 높이조절구(14)가 설치되고,

   상기 재치대(2)의 타측에는 상기 각도감지센서(10)의 출력을 전자적으로 처리하여 측정된 각도와 탄젠트 값을 표시하는 제어장치(70)가 설치된 것을 특징으로 하는 전자식 각도측정기.
2. 제 1항에 있어서 상기 제어장치(70)는,

   상기 축(11)에 연설된 작동레버(13)의 회전에 비례한 클럭을 발생하는 각도감지센서(10)의 출력단에 연결되어 상기 작동레버(13)의 정역회전을 감지하고 상기 각도감지센서(10)의 클럭을 출력하는 D 플립플롭(20)과,

   상기 D 플립플롭(20)의 출력단에 연결되어 상기 각도감지센서(10)의 출력 펄스를 분주하는 분주회로(30)와,

   상기 분주회로(30)의 출력 클럭을 계수하고 그 계수된 값을 출력하는 카운터회로(40)와,

   상기 카운터회로(40)의 계수값을 읽어들여 그에 대응하는 각도 및 탄젠트 값을 출력하고 이 값을 디스플레이부(60)에 표시되도록 하는 구동드라이브(50)로 이루어진 것을 특징으로 하는 전자식 각도측정기.