KR101845847B1 - 스마트폰을 활용한 항공용 위치제어시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스마트폰을 활용한 위치제어시스템으로서, 더욱 상세하게는 조이스틱으로 제어하는 위치를 스마트폰으로 모니터링할 수 있는 스마트폰을 활용한 위치제어시스템에 대한 것이다.
본 발명에 따른 스마트폰을 활용한 위치제어시스템은 조이스틱과 모니터링수단을 포함한다. 상기 조이스틱은 일단에 하중이 작용하면 상기 일단과 타단 사이의 일 지점을 중심으로 회전할 수 있는 스틱바를 구비한 스틱부와, 상기 스틱바의 회전의 위치를 감지하는 감지부와, 압력센서로부터 압력이 측정되면 구동되는 모터와, 상기 압력이 증가하는 방향으로 상기 스틱바가 회전하는 것을 방해하도록 상기 압력센서에서 측정되는 압력에 비례하여 상기 모터의 구동으로 압력을 가하는 가압부와, 상기 감지부에서 감지된 상기 스틱바의 위치를 스마트폰으로 송신하는 송신부를 구비하여 위치를 제어한다. 상기 모니터링수단은 상기 송신부에서 송신된 상기 스틱바의 위치를 수신하는 수신부와, 상기 수신부에 수신된 상기 위치를 저장하는 저장부와, 상기 수신부에 수신된 위치를 상기 스마트폰의 화면에 출력하는 모니터링부를 구비한다.

Description

스마트폰을 활용한 항공용 위치제어시스템{Position control system for flight using by smart phone}

본 발명은 스마트폰을 활용한 항공용 위치제어시스템으로서, 더욱 상세하게는 조이스틱으로 제어하는 위치를 스마트폰으로 모니터링할 수 있는 스마트폰을 활용한 항공용 위치제어시스템에 대한 것이다.

로봇팔 등을 제어하거나 물체의 위치를 제어하는데에도 조이스틱이 이용된다. 즉 조이스틱을 움직여서 물체나 로봇팔 등의 위치를 제어한다. 조작자가 조이스틱을 회전시키면 조이스틱이 회전된 위치를 검출하여 조이스틱이 이동한 거리에 비례하여 로봇팔 등을 움직여서 로봇팔 등을 제어한다.

공개특허 제10-1994-0000955호는 이러한 조이스틱 및 이를 이용한 위치검출방법에 대한 것이며, 공개특허 제10-1999-0061783호는 조이스틱의 조작에 의한 물체 구동방법에 대한 것이다.

그런데 종래의 경우 조이스틱을 움직여서 물체나 로봇팔 등을 제어할 때 물체가 다른 물체에 접촉하여 압력이 가해지면 조작자가 시각적으로 확인할 수 있을 뿐 감각적으로 느낄 수 없다. 그래서 조작자가 시각적으로 확인하지 못하여 계속 조이스틱을 동작시킬 경우 로봇팔 등에 과도한 압력이 작용할 수 있다. 이 경우 로봇팔 등이 과도한 하중으로 인하여 손상이 될 수 있다는 문제점이 있다.

이러한 문제를 해결하기 위하여 등록특허 제10-1488209호에서 물체에 압력이 가해진 경우 압력을 전달받아서 조작자가 조이스틱을 조작할 때 압력을 감각적으로 느낄 수 있는 조이스틱을 이용한 위치제어장치를 개시하였다.

그러나 등록특허 제10-1488209호에 개시된 위치제어장치의 경우 조작자가 손에 전달되는 감각으로 위치를 제어할 수 있지만 그 위치를 시각적으로 확인하기가 어려웠다. 더욱이 원거리에 떨어져 있을 경우 그 위치를 알 수 없다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것이다. 본 발명은 스마트폰을 활용하여 스마트폰에서 조이스틱이 제어하는 위치를 실시간으로 확인할 수 있는 스마트폰을 활용한 항공용 위치제어시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 스마트폰을 활용한 위치제어시스템은 조이스틱과 모니터링수단을 포함한다. 상기 조이스틱은 일단에 하중이 작용하면 상기 일단과 타단 사이의 일 지점을 중심으로 회전할 수 있는 스틱바를 구비한 스틱부와, 상기 스틱바의 회전의 위치를 감지하는 감지부와, 압력센서로부터 압력이 측정되면 구동되는 모터와, 상기 압력이 증가하는 방향으로 상기 스틱바가 회전하는 것을 방해하도록 상기 압력센서에서 측정되는 압력에 비례하여 상기 모터의 구동으로 압력을 가하는 가압부와, 상기 감지부에서 감지된 상기 스틱바의 위치를 스마트폰으로 송신하는 송신부를 구비하여 위치를 제어한다. 상기 모니터링수단은 상기 송신부에서 송신된 상기 스틱바의 위치를 수신하는 수신부와, 상기 수신부에 수신된 상기 위치를 저장하는 저장부와, 상기 수신부에 수신된 위치를 상기 스마트폰의 화면에 출력하는 모니터링부를 구비한다.

또한, 상기의 스마트폰을 활용한 위치제어시스템에 있어서, 상기 가압부는 상기 압력센서에서 측정되는 압력에 비례하여 상기 스틱바의 회전각도를 제한하는 것이 바람직하다.

또한, 상기의 스마트폰을 활용한 위치제어시스템에 있어서, 상기 스틱부는 상기 스틱바는 상기 일지점에 볼이 형성되고, 상기 스틱바의 상기 일단에 삽입되고 상기 타단이 노출되며, 상기 스틱바가 상기 볼을 중심으로 회전할 수 있도록 상기 볼에 결합되는 하우징을 더 구비하는 것이 바람직하다.

또한, 상기의 스마트폰을 활용한 위치제어시스템에 있어서, 상기 감지부는 상기 스틱바의 타단에 결합된 자석과, 상기 자석의 위치를 감지할 수 있도록 상기 하우징에 창착된 복수의 마그네틱 센서를 구비하는 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면 스틱바의 위치를 스마트폰의 화면에 출력하는 모니터링수단을 구비함으로 인하여 스마트폰에서 스틱바의 위치를 확인할 수 있다. 그래서 장소에 구애받지 않고 위치제어시스템의 제어 위치를 파악할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 스마트폰을 활용한 항공용 위치제어시스템의 일 실시예의 개념도,
도 2는 도 1의 실시예의 스틱바의 위치좌표가 스마트폰에 표시되는 개념도,
도 3은 도 1의 실시예의 조이스틱의 사시도,
도 4는 도 3의 배면도,
도 5은 도 3의 일부를 절개한 사시도,
도 6은 도 3의 분리사시도,
도 7은 도 3의 분리정면도이다.

도 1 내지 도 7을 참조하여 본 발명에 따른 스마트폰을 활용한 위치제어시스템의 일 실시예를 설명한다.

스마트폰을 활용한 위치제어시스템은 조이스틱(1)과, 모니터링수단(40)을 포함한다.

조이스틱(1)은 스틱부(10)와, 감지부(20)와, 모터(25)와, 가압부(30) 및 송신부(미도시)를 구비한다.

스틱부(10)는 스틱바(11)와, 하우징(17)을 구비한다. 스틱바(11)는 일단(12)과 타단(13)의 사이에 볼(14)이 형성되어 있다. 그리고 볼(14)과 일단(12)의 사이에는 돌기된 지지편(15)을 구비한다.

하우징(17)은 스틱바(11)의 일단(12)이 외부로 노출되고 타단(13)이 내부로 삽입될 수 있도록 관통공이 형성된다. 또한 하우징(17)은 관통공에서 스틱바(11)를 감쌀 수 있도록 돌기(18)가 외부로 돌출된다. 스틱바(11)는 볼(14)을 중심으로 회전할 수 있도록 볼(14)이 관통공에 결합된다. 스틱바(11)가 회전될 수 있어야 되므로 돌기(18)와 스틱바(11)의 사이에는 일정한 간격이 있어야 한다. 그래서 조작자가 스틱바(11)의 일단(12)을 잡고 이동시키면 스틱바(11)가 볼(14)을 중심으로 회전하여 타단(13)이 이동된다.

감지부(20)는 스틱바(11)가 볼(14)을 중심으로 회전하면 그 회전 각도를 측정하는 역할을 한다. 이를 위하여 감지부(20)는 자석(21)과 복수의 마그네틱센서(23)를 구비한다. 자석(21)은 스틱바(11)의 타단(13)에 결합된다.

마그네틱센서(23)는 자석(21)의 위치를 감지할 수 있도록 하우징(17)의 바닥에 설치된다. 본 실시예의 경우 네 개의 마그네틱센서(23a, 23b, 23c, 23d)가 설치되어 자석(21)의 위치를 감지한다. 즉 스틱바(11)가 회전하면 자석(21)의 위치가 달라지므로 자기장이 변화한다. 네 개의 마그네틱센서(23a~23d)는 자기장을 측정하여 자석(21)의 위치를 감지할 수 있다. 그래서 스틱바(11)의 타단(13)의 이동거리 및 스틱바(11)의 회전 각도를 계산할 수 있다. 감지부(20)에서 스틱바(11)의 타단(13)의 이동거리가 계산되면 스틱바(11)의 이동거리에 비례하여 물체나 로봇팔 등을 이동시킬 수 있다. 이때 만약 물체나 로봇팔 등이 이동하여 다른 물체에 접촉하면 압력센서(미도시)에 의하여 그 압력이 측정된다. 그래서 스틱바(11)가 계속 회전하면 그 압력은 계속 증가하게 된다.

모터(25)는 상기 압력센서에 의하여 압력이 측정되면 구동된다. 즉 모터(25)은 압력센서로부터 압력이 전달되면 구동된다.

가압부(30)는 압력이 증가하는 방향으로 스틱바(11)가 회전하는 것을 방해하도록 상기 압력센서에서 측정되는 압력에 비례하여 모터(25)의 구동으로 스틱바(11)에 압력을 가할 뿐만 아니라, 상기 압력센서에서 측정되는 압력에 비례하여 스틱바(11)의 회전각도를 제한하는 역할을 한다.

이를 위하여 가압부(30)는 제1기어(31)와, 제2기어(33)와, 스프링(35)과, 환형링(37)을 구비한다.

제1기어(31)는 돌기(18)를 감싸며 돌기(18)와 나사결합한다. 그래서 제1기어(31)를 회전하면 제1기어(31)는 돌기(18)를 따라서 화살표 1 또는 화살표 3의 방향으로 이동할 수 있다.

제2기어(33)는 모터(25)에 의하여 회전하도록 결합되며, 제1기어(31)와 이물림을 한다. 그래서 제2기어(33)가 회전하면 제1기어(31)가 회전하여 돌기(18)를 따라 이동한다.

스프링(35)은 일단이 스틱바(11)의 지지편(15)에 지지되도록 지지편(15)과 제1기어(31)의 사이에 장착된다.

환형링(37)은 제1기어(31)의 상부에서 슬라이딩을 할 수 있게 제1기어(31)의 상부에 위치하여 스프링(35)의 타단을 지지한다. 그래서 제1기어(31)가 상승하면 환형링(37)이 상승하여 스프링(35)이 수축된다. 그리고 제1기어(31)가 하강하면 환형링(37)이 하강하여 스프링(35)이 원래의 모양으로 복귀한다.

송신부는 감지부(20)에서 감지된 스틱바(11)의 위치를 스마트폰으로 송신한다. 이때 조이스틱(1)과 스마트폰은 블루투스 통신으로 데이터를 주고받을 수 있으며, 와이파이나 기타 통신으로 데이터를 주고받을 수 있다.

모니터링수단(50)은 수신부(51)와, 저장부(53) 및 출력부(55)를 구비한다. 수신부(51)는 송신부에서 송신된 스틱바(11)의 위치를 수신한다. 저장부(53)는 수신부(51)에서 수신된 스틱바(11)의 위치를 저장한다. 본 실시예의 경우 저장부(53)에서 스틱바(11)의 위치를 저장하므로 스틱바(11)의 위치의 이력이 저장부(53)에 저장된다. 그래서 모니터링수단(50)은 자동차의 블랙박스 역할을 할 수 있다. 즉 저장부(53)에 저장된 데이터를 확인하면 스틱바(11)의 제어 내용을 확인할 수 있다. 출력부(55)는 수신부(51)에서 수신된 스틱바(11)의 위치를 스마트폰의 화면에 도 2와 같이 출력한다. 스틱바(11)의 위치는 조이스틱(1)에 의해 제어되는 물체의 위치를 의미한다. 그래서 사용자는 스마트폰의 화면을 통해서 조이스틱(1)에 의해 제어되는 물체의 위치를 파악할 수 있다.

본 실시예에 의하면 스마트폰으로 스틱바(11)의 위치 즉 조이스틱(1)에 의해 제어되는 물체의 위치를 파악할 수 있으므로 원격에 떨어져 있어도 조이스틱(1)에 의해 제어되는 물체의 위치를 알 수 있다. 한편 본 실시예의 스마트폰을 활용한 위치제어시스템은 건설장비 등은 물론 항공기 등에도 적용될 수 있다. 즉 항공기 등에 적용할 경우 항공기의 자세를 조이스틱(1)으로 제어할 수 있으며, 조이스틱(1)에 의해 제어되는 항공기의 자세를 스마트폰으로 확인할 수 있다.

1 : 조이스틱 10 : 스틱부
11 : 스틱바 12 : 일단
13 : 타단 14 : 볼
15 : 지지편 17 : 하우징
18 : 돌기 20 : 감지부
21 : 자석 23 : 마그네틱센서
25 : 모터 30 : 가압부
31 : 제1기어 33 : 제2기어
35 : 스프링 37 : 환형링
50 : 모니터링수단 51 : 수신부
53 : 저장부 55 : 모니터링부

Claims (4)

1. 일단에 하중이 작용하면 상기 일단과 타단 사이의 일 지점을 중심으로 회전하도록 상기 일 지점에 볼이 형성된 스틱바와 상기 스틱바의 상기 일단에 삽입되고 상기 타단이 노출되며 상기 스틱바가 상기 볼을 중심으로 회전할 수 있도록 상기 볼에 결합되는 하우징을 구비하는 스틱부와, 상기 스틱바의 타단에 결합된 자석과 상기 자석의 위치를 감지할 수 있도록 상기 하우징에 장착된 복수의 마그네틱 센서를 구비하여 상기 스틱바의 회전의 위치를 감지하는 감지부와, 압력센서로부터 압력이 측정되면 구동되는 모터와, 상기 압력이 증가하는 방향으로 상기 스틱바가 회전하는 것을 방해하도록 상기 압력센서에서 측정되는 압력에 비례하여 상기 스틱바의 회전각도를 제한할 수 있게 상기 모터의 구동으로 압력을 가하는 가압부와, 상기 감지부에서 감지된 상기 스틱바의 위치를 스마트폰으로 송신하는 송신부를 구비하여 위치를 제어하는 조이스틱과,
   상기 송신부에서 송신된 상기 스틱바의 위치를 수신하는 수신부와, 상기 수신부에 수신된 상기 스틱바의 위치를 저장하는 저장부와, 상기 수신부에 수신된 상기 스틱바의 위치를 상기 스마트폰의 화면에 출력하는 모니터링부를 구비하는 모니터링수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트폰을 활용한 위치제어시스템.
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