KR101129641B1 - 충격 가진기 - Google Patents

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Abstract

충격 가진기가 개시된다. 대상물을 충격 가진시키는 충격 가진기로서, 프레임, 대상물에 안착되도록 프레임에 설치되어 있으며, 대상물에 가해지는 충격력을 측정하는 충격측정부, 충격측정부에 대한 낙하가 가능하도록 프레임에 설치된 중량체, 중량체를 충격측정부의 상부로 인양시키고 낙하가 가능하도록 프레임에 설치된 인양부를 포함하는 충격 가진기는, 일체형으로 이동이 가능한 충격 가진기를 구성하여, 선박과 같은 대형 구조물의 가진을 용이하게 할 수 있다.
충격 가진, 중량체, 낙하

Description

충격 가진기{Impact machine}
본 발명은 충격 가진기에 관한 것으로, 보다 상세하게, 대상물에 충격을 가하여 진동시키는 충격 가진기에 관한 것이다.
선박과 같은 대형 구조물에서도 큰 진동이 발생하면 고장 및 파괴로 이어지는 경우가 종종 발생한다.
선박 등과 같이 자유 진동을 하고 있는 모든 구성체는 그 계에 대한 고유한 진동수를 가지고 있다. 따라서, 이러한 구성체에 가해지는 외력의 주기와 그 고유진동수가 동일하게 되면 공진현상이 일어나면서 큰 진폭의 진동이 발생하여 결국 구성체에 기계적 고장이나 파괴를 유발시키게 된다.
이러한 이유에서 구성체의 고유진동수를 정확히 확인하고 주된 기진원의 진동수와 일치하는 공진현상을 피하게 설계하기 위하여, 가진기의 가진 진동수를 변화시키면서 구성체의 진동을 측정하는 진동시험을 실시하고 있다.
그런데, 선박과 같은 대형 구조물을 가진시키기 위해서는 가진에 필요한 여 러 장비를 설치해야 하며, 가진에 많은 동력을 필요로 하는 어려움이 있다.
본 발명의 실시예들은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 선박과 같은 대형 구조물을 간단히 가진시켜서 고유 진동수의 측정을 용이하게 하는 충격 가진기를 제공하고자 한다.
본 발명의 일측면에 따르면, 대상물을 가진시키는 충격 가진기로서, 프레임, 상기 대상물에 안착되도록 상기 프레임에 설치되어 있으며, 상기 대상물에 가해지는 충격력을 측정하는 충격측정부, 상기 충격측정부에 대한 낙하가 가능하도록 상기 프레임에 설치된 중량체, 상기 중량체를 상기 충격측정부의 상부로 인양시키고 낙하가 가능하도록 상기 프레임에 설치된 인양부를 포함하는 충격 가진기가 제공된다.
상기 인양부는, 상기 중량체와 결합된 제1와이어, 상기 제1와이어와 결합된 연결부재, 상기 연결부재와 결합 및 분리가 가능하게 연결된 제2와이어, 상기 제2와이어를 권취하는 윈치를 포함할 수 있다.
상기 연결부재의 위치를 고정시키는 로킹부를 더 포함할 수 있다.
상기 연결부재는 돌출된 로킹암을 포함하고, 상기 로킹부는 상기 로킹암의 일측을 지지하는 지지부재와, 상기 로킹암의 타측에서 상기 로킹암을 가압하는 가압부재를 포함할 수 있다.
상기 인양부는, 상기 윈치를 회전시키는 핸들, 상기 핸들의 회전력을 증대시키고, 역회전을 방지하는 래칫기어를 포함하는 기어박스를 더 포함할 수 있다.
상기 충격측정부는, 상기 대상물에 안착되도록 상기 프레임에 설치된 베이스, 상기 베이스에 안착된 로드셀(load cell)을 포함할 수 있다.
상기 로드셀에 안착되어 있으며, 상기 중량체가 낙하되는 위치에 상응하여 배치된 탄성부재를 더 포함할 수 있다.
상기 프레임에는 상기 대상물에 대향된 관통부가 형성되어 있으며, 상기 베이스는 상기 관통부에 배치된 몸체와, 상기 몸체의 외주면에서 돌출되어 상기 프레임에 지지되는 플랜지부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 일체형으로 이동이 가능한 충격 가진기를 구성하여, 선박과 같은 대형 구조물의 가진을 용이하게 할 수 있다.
또한, 고유 진동수 측정에 필요한 최소 동력만으로 대형 구조물의 고유 진동수를 측정할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부되는 도면을 참조하여 상세하 게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 충격 가진기를 나타낸 단면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 충격 가진기는 대상물(5)에 충격을 가하여 가진시키는 장치로서, 프레임(10), 충격측정부(20), 중량체(30) 및 인양부(40)를 포함할 수 있다.
프레임(10)은 충격 가진기의 구성품들을 지지하는 부분으로, 충격 가진기가 일체로서 이동될 수 있게 한다. 이에 따라, 선체와 같은 대상물(5)에 충격 가진기를 간단히 이동시켜서 용이하게 대상물(5)을 충격 가진할 수 있다.
구체적으로, 본 실시예의 프레임(10)에는 후술할 충격측정부(20), 중량체(30) 및 인양부(40)가 설치될 수 있다. 또한, 본 실시예의 충격 가진기는 선체의 고유 진동수 측정에 필요한 충격력을 가지기 위하여, 프레임(10)은 선체에 지지되어 설치된다.
충격측정부(20)는 대상물(5)에 충격력을 전달하는 부분이다. 이를 위해, 충격측정부(20)는 대상물(5)에 안착될 수 있도록 프레임(10)에 설치되며, 후술할 중량체(30)가 낙하하여 충돌될 수 있다.
본 실시예의 충격측정부(20)는 대상물(5)인 선체에 안착되는 베이스(22)와, 베이스(22)에 안착되어 있으며 힘을 측정하는 로드셀(24)을 포함할 수 있다. 이에 따라, 중량체(30)의 낙하에 의한 충격력을 베이스(22) 통하여 선체에 전달하고, 로드셀(24)을 통하여 충격력을 측정할 수 있다.
이 때, 로드셀(24)에 안착되어 있으며, 중량체(30)가 낙하되는 위치에 상응하여 배치된 탄성부재(26)가 추가로 포함될 수 있다. 이에 따라, 낙하한 중량체(30)는 고무와 같은 탄성부재(26)에 충돌하게 되어 저주파 가진이 이루어질 수 있다.
또한, 충격 가진기의 이동 및 설치가 용이하도록, 프레임(10)에는 대상물(5)에 대향된 관통부(11)가 형성되어 있으며, 베이스(22)는 관통부(11)에 배치된 몸체와 몸체의 외주면에서 돌출되어 프레임(10)에 지지되는 플랜지부(23)를 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 충격 가진기의 베이스를 설명하는 도면이다.
도 2에 나타난 바와 같이, 베이스(22)는 이동 시에는 플랜지부(23)에 의해 프레임(10)에 지지되어 이동될 수 있다. 그리고, 선체 등에 설치될 때에는 선체의 지지된 베이스(22)는 프레임(10) 쪽으로 인입되어 프레임(10)과 플렌지부는 이격된다. 따라서, 이동 시에는 베이스(22)와 프레임(10)이 일체로 용이하게 이동되고, 가진 시에는 프레임(10)과 베이스(22)는 분리되어 선체와 프레임(10)이 같이 가진되어 발생하는 오차를 방지할 수 있다.
중량체(30)는 대상물(5)의 가진에 필요한 충격력을 낙하에 의해 발생시키는 부분으로, 충격측정부(20)에 낙하되어 충격력을 전달할 수 있다. 이를 위해, 충격 측정부(20)에 대한 낙하가 가능하도록 프레임(10)에 설치되어 있다.
본 실시예에서는 탄성부재(26)에 커버된 로드셀(24)에 중량체(30)가 정확하게 낙하되도록, 중량체(30)의 낙하경로를 안내하는 낙하 가이드부(32)가 프레임(10)에 수직하게 설치된다. 또한, 중량체(30)의 낙하경로가 선체와 수직을 이루도록, 프레임(10)에는 수평도를 조절하는 수평조절구(12)가 설치될 수 있다.
인양부(40)는 중량체(30)를 인양하고 낙하시키는 부분이다. 이를 위해, 인양부(40)는 중량체(30)를 충격측정부(20)의 상부로 인양시키도록 프레임(10)에 설치되어 있다. 그리고, 인양된 중량체(30)의 낙하가 가능하도록 인양부(40)는 중량체(30)와 분리가 가능하게 형성되어 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 충격 가진기의 인양부(40)를 설명하는 도면이다.
도 3에 나타난 바와 같이, 본 실시예의 인양부(40)는 중량체(30)와 결합된 제1와이어(41), 제1와이어(41)와 결합된 연결부재(42), 연결부재(42)와 결합 및 분리가 가능하게 연결된 제2와이어(46) 및 제2와이어(46)를 권취하는 윈치(48)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 윈치(48)로 제2와이어(46)를 권취하여, 연결부재(42) 및 제1와이어(41)를 당겨서 중량체(30)를 충격측정부(20)의 상부로 인양할 수 있다. 그리고, 제2와이어(46)와 연결부재(42)를 분리하여 인양된 중량체(30)를 낙하시킬 수 있다.
이 때, 연결부재(42)가 프레임(10)에서 원활하게 슬라이딩이 가능하도록, 프레임(10)에는 슬라이드 가이드부(44)가 추가로 설치되어 연결부재(42)의 이동경로를 안내할 수 있다. 그리고, 연결부재(42)의 슬라이드 범위를 제한하는 스토퍼(45)가 슬라이드 가이부(44)에 설치될 수 있다.
또한, 인양부(40)는 윈치(48)를 회전시키는 핸들(49)과 핸들(49)의 회전력을 증대시키는 기어박스(미도시)를 더 포함할 수 있다. 이에 따라, 작업자의 수동으로 핸들(49)을 회전시켜 중량체(30)를 인양한 후에, 중량체(30)를 낙하시켜 선체를 충격 가진시킬 수 있다. 따라서, 진동수 측정에 필요한 최소 동력만으로 대형 구조물의 진동수를 측정할 수 있다. 이 때, 작업자의 안전 및 인양의 용이함을 위하여, 기어박스(미도시)는 역회전을 방지하는 래칫기어(미도시)를 추가로 포함할 수 있다. 그러나, 인양부(40)가 수동으로 작동되는 구조로 한정되는 것은 아니며, 모터와 같은 동력장치가 인양부(40)에 사용될 수도 있다.
또한, 수직으로 이동하는 중량체(30)와 연결된 제1와이어(41)를 수평으로 잡아당길 수 있도록, 프레임(10)에 풀리(60)를 회전가능하게 설치하고 풀리(60)에 제1와이어(41)를 지지시켜 운동 방향을 변경시킬 수 있다.
한편, 중량체(30)의 낙하 위치와 타이밍을 용이하게 조절하기 위하여, 본 실시예의 충격 가진기는 연결부재(42)의 위치를 고정시키는 로킹부(50)를 더 포함할 수 있다. 이에 따라, 중량체(30)를 인양한 후에 연결부재(42)를 고정시키고 제2와이어(46)를 용이하게 분리할 수 있다. 또한, 원하는 타이밍에 연결부재(42)의 로킹을 해제시켜 중량체(30)를 낙하시킬 수 있다.
구체적으로, 본 실시예의 연결부재(42)에는 돌출된 로킹암(43)이 형성되어 있다. 그리고, 로킹암(43)의 일측을 지지하는 지지부재(52)와 로킹암(43)의 타측에서 로킹암(43)을 가압하는 가압부재(54)가 포함되어, 지지부재(52)와 가압부재(54) 사이에 로킹암(43)이 구속될 수 있다. 따라서, 원하는 타이밍에 가압부재(54)와 연결된 조절나사(56) 등을 회전시켜 가압부재(54)의 가압력을 해제하면, 연결부재(42)의 로킹을 해제시켜 중량체(30)를 낙하시킬 수 있다.
도 3에 나타난 바와 같이, 본 실시예에서는 연결부재(42)의 로킹암(43)을 롤러형태의 지지부재(52)가 아래에서 지지하고 있다. 또한, 이동이 가능한 롤러형태의 가압부재(54)가 상하로 이동하면서 로킹암(43)을 가압하여 구속 시킬 수 있다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 따른 충격 가진기에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 충격 가진기를 나타낸 단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 충격 가진기의 베이스를 설명하는 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 충격 가진기의 인양부를 설명하는 도면.
-도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명-
5: 대상물 10: 프레임
20: 충격측정부 22: 베이스
24: 로드셀 26: 탄성부재
30: 중량체 40: 인양부
41: 제1와이어 42: 연결부재
43: 로킹암 46: 제2와이어
48: 윈치 50: 로킹부
52: 지지부재 54: 가압부재
60: 풀리

Claims (8)

  1. 대상물을 충격 가진시키는 충격 가진기로서,
    프레임;
    상기 대상물에 안착되도록 상기 프레임에 설치되어 있으며, 상기 대상물에 가해지는 충격력을 측정하는 충격측정부;
    상기 충격측정부에 대한 낙하가 가능하도록 상기 프레임에 설치된 중량체; 및
    상기 중량체를 상기 충격측정부의 상부로 인양시키고 낙하가 가능하도록 상기 프레임에 설치된 인양부를 포함하며,
    상기 충격측정부는,
    상기 대상물에 안착되도록 상기 프레임에 설치된 베이스; 및
    상기 베이스에 안착된 로드셀(load cell)을 포함하는 것을 특징으로 하는 충격 가진기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 인양부는,
    상기 중량체와 결합된 제1와이어;
    상기 제1와이어와 결합된 연결부재;
    상기 연결부재와 결합 및 분리가 가능하게 연결된 제2와이어; 및
    상기 제2와이어를 권취하는 윈치를 포함하는 것을 특징으로 하는 충격 가진기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 연결부재의 위치를 고정시키는 로킹부를 더 포함하는 충격 가진기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 연결부재는 돌출된 로킹암을 포함하고,
    상기 로킹부는 상기 로킹암의 일측을 지지하는 지지부재와, 상기 로킹암의 타측에서 상기 로킹암을 가압하는 가압부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 충격 가진기.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 인양부는,
    상기 윈치를 회전시키는 핸들; 및
    상기 핸들의 회전력을 증대시키고, 역회전을 방지하는 래칫기어를 포함하는 기어박스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 충격 가진기.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 충격측정부는,
    상기 로드셀에 안착되어 있으며, 상기 중량체가 낙하되는 위치에 상응하여 배치된 탄성부재를 더 포함하는 충격 가진기.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 프레임에는 상기 대상물에 대향된 관통부가 형성되어 있으며,
    상기 베이스는 상기 관통부에 배치된 몸체와, 상기 몸체의 외주면에서 돌출되어 상기 프레임에 지지되는 플랜지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 충격 가진기.
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