KR100808024B1 - 부하시험장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 부하시험장치는, 구동력을 제공하는 구동부와; 구동부로부터 전달되는 구동력에 의하여 구동되는, 시험 물체에 대한 등가 관성부와; 구동부의 회전축과, 등가 관성부의 회전축을 일치시켜 고정시키는 구동부 어댑터와; 등가 관성부가 회전될 수 있도록 지지하는 하우징과; 등가 관성부에 연결되어, 등가 관성부에서 발생되는 토크가 전달되는 판 스프링과; 판 스프링을 통하여 전달되는 토크를 측정하는 토크 센서부; 및 구동부와, 하우징 및 토크 센서부를 지지하는 베이스; 를 포함한다.
여기서 상기 구동부 어댑터는, 상기 구동부의 회전축에 형성되어 있는 나사 홈에 결합시키기 위한 나사가 삽입될 수 있도록 마련된 제 1 체결부; 및 상기 등가 관성부에 형성되어 있는 나사 홈에 결합시키기 위한 나사가 삽입될 수 있도록 마련된 제 2 체결부; 를 구비한다.
또한, 등가 관성부에는 구동부 어댑터와의 결합면에 압입핀이 돌출 형성되어 있으며, 구동부 어댑터에는 상기 압입핀에 대응되는 위치에 핀구멍이 형성된다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 물체의 움직임에 대하여 공력에 의해 발생되는 토크를, 움직이는 대상 물체에 연결된 스프링과 토크센서를 이용하여, 실제적인 풍동 시험 없이 측정할 수 있는 장점이 있다.

Description

부하시험장치{Apparatus for load testing}
도 1은 본 발명에 따른 부하시험장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 따른 부하시험장치에 있어서, 구동부와 등가 관성부 간의 분해 사시도를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명에 따른 부하시험장치에 있어서, 구동부와 등가 관성부의 결합 상세도를 나타낸 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
11... 구동부 12... 구동부 어댑터
13... 등가 관성부 14... 하우징
15... 판 스프링 16... 토크 센서부
17... 베이스 21... 제 1 나사 체결부
22... 핀구멍 23... 압입핀
24... 제 2 나사 체결부 25... 제 3 나사 체결부
26... 제 4 나사 체결부 31... 제 1 체결나사
32... 제 2 체결나사
본 발명은 부하시험장치에 관한 것으로서, 특히 물체의 움직임에 대하여 공력에 의해 발생되는 토크를, 실제적인 풍동 시험 없이 측정할 수 있는 부하시험장치에 관한 것이다.
일반적으로, 주행되는 물체 또는 비행되는 물체는 그 움직임에 대하여 공력에 의한 항력과 양력을 받게 된다. 또한, 상기 비행되는 물체에 형성된 날개 등에는 공력에 의한 토크가 발생된다. 이러한 항력, 양력, 토크 등은 자동차 또는 비행기 등을 설계함에 있어 중요한 요소이며, 이를 실험하기 위하여 풍동 장치를 이용한다.
여기서, 풍동 장치란 공기가 흐르는 현상이나 공기의 흐름이 물체에 미치는 힘 또는 흐름 속에 있는 물체의 운동 등을 조사하기 위해 인공적으로 공기가 흐르도록 만든 장치를 말한다.
이때 항공기용 물체에 대한 공력의 영향을 측정하는 경우, 실물과 비슷한 모형이나 실물을 이용하여 비행 물체가 받는 공기력, 모멘트 등을 실험적으로 측정한다. 보통의 풍동 장치에서는 기류를 순환시켜서 연속적인 흐름을 만드는데, 기류를 어떻게 순환시키는가에 따라 폐회로식(閉回路式)과 개방로식(開放路式)으로 분류하고, 또 측정부의 측정방법에 따라 폐쇄식과 개방식으로 나눈다.
한편, 풍동시험은 실물을 사용하여 직접 측정하는 것에 비하여 소형의 모형을 사용할 경우에는 모형을 계통적으로 변화시켜 측정결과를 해석할 수 있으므로 비용이 적게 들고, 쉽고 안전하게 실험할 수 있는 장점이 있다.
그러나, 모형과 실물 사이의 크기의 차, 속도의 차 등 여러 측정량의 차이가 측정결과에 큰 영향을 미치므로 실험결과가 때때로 실물에 의한 시험결과와 다른 경우가 있으므로 측정결과를 해석할 때 신중히 고려할 필요가 있다.
이에 따라, 풍동 장치 내의 압력을 높이기도 하고, 밀도가 큰 기체를 사용하거나 실물을 넣을 만큼 큰 풍동 시설을 건설하기도 한다. 따라서, 풍동 시험을 수행하기 위해서는 공간적인 제약과 함께, 설치비의 부담이 크게 발생되는 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 여건을 감안하여 창출된 것으로서, 물체의 움직임에 대하여 공력에 의해 발생되는 토크를, 움직이는 대상 물체에 연결된 스프링과 토크센서를 이용하여, 실제적인 풍동 시험 없이 측정할 수 있는 부하시험장치에 관한 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 부하시험장치는,
구동력을 제공하는 구동부와;
상기 구동부로부터 전달되는 구동력에 의하여 구동되는, 시험 물체에 대한 등가 관성부와;
상기 구동부의 회전축과, 상기 등가 관성부의 회전축을 일치시켜 고정시키는 구동부 어댑터와;
상기 등가 관성부가 회전될 수 있도록 지지하는 하우징과;
상기 등가 관성부에 연결되어, 상기 등가 관성부에서 발생되는 토크가 전달되는 판 스프링과;
상기 판 스프링을 통하여 전달되는 토크를 측정하는 토크 센서부; 및
상기 구동부와, 하우징 및 토크 센서부를 지지하는 베이스; 를 포함하는 점에 그 특징이 있다.
여기서 상기 구동부 어댑터는, 상기 구동부의 회전축에 형성되어 있는 나사 홈에 결합시키기 위한 나사가 삽입될 수 있도록 마련된 제 1 체결부; 및 상기 등가 관성부에 형성되어 있는 나사 홈에 결합시키기 위한 나사가 삽입될 수 있도록 마련된 제 2 체결부; 를 구비하는 점에 그 특징이 있다.
또한, 상기 구동부 어댑터 및 상기 등가 관성부에 형성된 제 1 및 제 2 나사 체결부는 상기 등가 관성부의 회전축에 대하여 소정의 각도로 경사지게 형성되는 점에 그 특징이 있다.
또한, 상기 등가 관성부에는 상기 구동부 어댑터와의 결합면에 압입핀이 돌출 형성되어 있으며, 상기 구동부 어댑터에는 상기 압입핀에 대응되는 위치에 핀구멍이 형성되어 있는 점에 그 특징이 있다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 물체의 움직임에 대하여 공력에 의해 발생되는 토크를, 움직이는 대상 물체에 연결된 스프링과 토크센서를 이용하여, 실제적인 풍동 시험 없이 측정할 수 있는 장점이 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 부하시험장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 부하시험장치는 구동력을 제공하는 구동부(11)와; 상기 구동부(11)로부터 전달되는 구동력에 의하여 구동되는, 시험 물체에 대한 등가 관성부(13)와; 상기 구동부(11)의 회전축(11a)과, 상기 등가 관성부(13)의 회전축(13a)을 일치시켜 고정시키는 구동부 어댑터(12)와; 상기 등가 관성부 (13)가 회전될 수 있도록 지지하는 하우징(14)과; 상기 등가 관성부(13)에 연결되어, 상기 등가 관성부(13)에서 발생되는 토크가 전달되는 판 스프링(15)과; 상기 판 스프링(15)을 통하여 전달되는 토크를 측정하는 토크 센서부(16); 및 상기 구동부(11)와, 하우징(14) 및 토크 센서부(16)를 지지하는 베이스(17); 를 포함한다.
그러면, 이와 같은 구성을 갖는 부하시험장치의 동작에 대하여 설명해 보기로 한다. 먼저, 상기 등가 관성부(13)는 시험 물체의 관성 모멘트를 반영할 수 있도록 모사한 것이다. 즉, 비행체의 날개에서 공력에 의해 발생되는 토크를 검출하고자 하는 경우에 상기 등가 관성부(13)는 날개의 관성 모멘트를 모사하게 된다. 따라서, 상기 등가 관성부(13)의 형상은 비행체의 몸체와, 그 몸체에 결합되어 있는 날개의 형상을 감안하여 동일한 관성 모멘트를 모사할 수 있도록 형성되어야 한다.
또한, 상기 등가 관성부(13)는 상기 하우징(14)에 의해 회전될 수 있도록 지지되며, 상기 등가 관성부(13)는 구동부 어댑터(12)를 통하여 상기 구동부(11)에 체결된다. 그 체결 구조를 도 2 및 도 3을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 도 2는 본 발명에 따른 부하시험장치에 있어서, 구동부와 등가 관성부 간의 분해 사시도를 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 부하시험장치에 있어서, 구동부와 등가 관성부의 결합 상세도를 나타낸 도면이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 구동부 어댑터(12)에는 제 1 나사 체결부 (21)와 제 4 나사 체결부(26)가 마련되어 있으며, 또한 핀구멍(22)이 형성되어 있다. 그리고, 상기 등가 관성부(13)의 회전축(13a)에는 상기 제 1 나사 체결부(21)에 대응되는 위치에 제 2 나사 체결부(24)가 마련되어 있으며, 또한 상기 핀구멍(22)과의 대응되는 결합면에 압입핀(23)이 돌출 형성되어 있다. 한편, 상기 구동부(11)의 회전축(11a)에는 상기 제 4 나사 체결부(26)에 대응되는 위치에 제 3 나사 체결부(25)가 마련되어 있다.
그러면, 이와 같은 구성을 갖는 상기 구동부(11)와, 구동부 어댑터(12) 및 등가 관성부(13)의 체결 과정에 대하여 설명해 보기로 한다. 먼저, 상기 구동부 어댑터(12)를 상기 구동부(11)에 결합시키고, 상기 제 3 나사 체결부(25)와 제 4 나사 체결부(26)를 제 2 체결 나사(32)를 통하여 체결시킨다.
그리고, 상기 구동부(11)와 구동부 어댑터(12)가 결합된 상태에서, 상기 구동부 어댑터(12)에 마련된 핀구멍(22)을 상기 등가 관성부(13)에 돌출 형성된 압입핀(23)의 위치에 맞추어 결합시킨다. 이어서, 상기 제 1 나사 체결부(21)와 제 2 나사 체결부(24)를 제 1 체결 나사(31)를 통하여 체결시킨다. 이에 따라, 상기 구동부(11)와, 구동부 어댑터(12) 및 등가 관성부(13)가 단단하게 결합되게 된다.
이때, 상기 구동부 어댑터(12) 및 상기 등가 관성부(13)에 형성된 제 1 및 제 2 나사 체결부(21)(24)는 상기 등가 관성부(13)의 회전축에 대하여 소정의 각도로 경사지게 형성됨으로써, 회전상태에 대한 체결력을 증진시킬 수 있으며, 상기 제 1 체결 나사(31)를 통하여 체결 작업을 용이하게 수행할 수 있게 된다.
이와 같은 체결을 통하여, 상기 구동부(11)의 구동력에 의하여 상기 등가 관성부(13)가 구동된다. 이에 따라, 상기 등가 관성부(13)에서는 회전 운동에 따른 토크가 발생되며, 그 발생된 토크 성분은 상기 판 스프링(15)을 통하여 전달된다. 여기서, 상기 판 스프링(15)은 공력에 의한 상기 등가 관성부(13)의 토크 발생을 모사하게 되는 것이다.
그리고, 상기 판 스프링(15)을 통하여 전달되는 토크는 상기 토크 센서부 (16)에서 측정된다. 즉, 상기 토크 센서부(16)에서 측정되는 토크 성분을 참조하여 상기 등가 관성부(13) 예컨대, 비행체의 날개 부분에서 공력에 의해 발생되는 토크 성분을 검출할 수 있게 되는 것이다.
이상의 설명에서와 같이 본 발명에 따른 부하시험장치에 의하면, 물체의 움직임에 대하여 공력에 의해 발생되는 토크를, 움직이는 대상 물체에 연결된 스프링과 토크센서를 이용하여, 실제적인 풍동 시험 없이 측정할 수 있는 장점이 있다.

Claims (4)

  1. 구동력을 제공하는 구동부;
    상기 구동부로부터 전달되는 구동력에 의하여 구동되는, 시험 물체에 대한 등가 관성부;
    상기 구동부의 회전축과 상기 등가 관성부의 회전축을 일치시켜 고정시키는 구동부 어댑터;
    상기 등가 관성부가 회전될 수 있도록 지지하는 하우징;
    상기 등가 관성부에 연결되며, 상기 등가 관성부에서 발생되는 토크를 전달시키는 판 스프링;
    상기 판 스프링을 통하여 전달되는 토크를 측정하는 토크 센서부; 및
    상기 구동부, 하우징 및 토크 센서부를 지지하는 베이스를 포함하고,
    상기 구동부 어댑터와 상기 등가 관성부의 회전축은 나사에 의하여 체결될 수 있도록 상기 나사가 삽입되는 제1체결부 및 제2체결부가 각각 형성되고,
    상기 제1체결부 및 제2체결부는 상기 등가 관성부의 회전축에 대하여 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 부하시험장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 등가 관성부의 회전축에는 상기 구동부 어댑터와의 결합면에 압입핀이 돌출 형성되어 있으며, 상기 구동부 어댑터에는 상기 압입핀에 대응되는 위치에 핀구멍이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 부하시험장치.
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