KR101267389B1 - Exciter test apparatus for 3-degree of freedom - Google Patents

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Abstract

전자기식 선형 액추에이터를 구비한 3 자유도 선형 가진 시험 장치에 관한 것으로, 시편의 반대방향을 향해 x축, y축 및 z축에 각각 마련된 제1 내지 제3의 전자기식 선형 액추에이터, 상기 제1 내지 제3의 전자기식 선형 액추에이터의 각각에 마련된 한 쌍의 유연 조인트, 베이스에 장착되고, 상기 제1 내지 제3의 전자기식 선형 액추에이터를 각각 고정하는 제1 내지 제3의 액추에이터 마운트, 상기 제1 내지 제3의 전자기식 선형 액추에이터의 각각의 구동부에 고정되고, 상기 한 쌍의 유연 조인트의 일 측에 결합된 암 및 상기 한 쌍의 유연 조인트의 다른 측에 결합되고, 가진하고자 하는 시편의 일부에 고정되는 연결 부재를 포함하는 구성을 마련한다.
상기와 같은 3 자유도 가진 시험 장치를 이용하는 것에 의해, 종래의 유압 액추에이터에 비하여 부대시설이 적어 적은 공간에 효율적으로 설치할 수 있고, 친환경적이며, 소음이 적고, 유압방식으로 구현하지 못하는 고정밀도의 고속 가진이 가능하다.A test apparatus having a linearity of three degrees of freedom having an electromagnetic linear actuator, comprising: first to third electromagnetic linear actuators provided on an x-axis, a y-axis, and a z-axis respectively in a direction opposite to a specimen; A pair of flexible joints provided in each of the third electromagnetic linear actuators, the first to third actuator mounts mounted on the base and respectively fixing the first to third electromagnetic linear actuators, the first to third ones. Fixed to each drive of a third electromagnetic linear actuator, coupled to an arm coupled to one side of the pair of flexible joints and to the other side of the pair of flexible joints, to a portion of the specimen to be excited A configuration including a connecting member is provided.
By using the test apparatus having three degrees of freedom as described above, there are fewer auxiliary facilities than conventional hydraulic actuators, so it can be efficiently installed in a small space, and it is environmentally friendly, low noise and high precision with high precision that cannot be realized by hydraulic method. It is possible to have

Figure R1020110044886
Figure R1020110044886

Description

3 자유도 가진 시험 장치{Exciter test apparatus for 3-degree of freedom}Exciter test apparatus for 3-degree of freedom

본 발명은 3 자유도(3-degree of freedom) 선형 가진 시험 장치에 관한 것으로, 특히 전자기식 선형 액추에이터를 구비한 3 자유도 선형 가진 시험 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a three-degree of freedom linear excitation test apparatus, and more particularly to a three-degree of freedom linear excitation test apparatus having an electromagnetic linear actuator.

일반적으로 차량에서 각 구성부품의 형상이나 각 부품간의 결합위치에 미세한 오차가 발생한 경우 차량의 주행성능과 관계없이 이상 진동이 발생한다.In general, when a small error occurs in the shape of each component or the coupling position between the components in the vehicle, abnormal vibration occurs regardless of the running performance of the vehicle.

이와 같은 이상 진동은 차량에 따라 각기 다른 고유의 진동을 갖는 한편, 그 크기에 있어서도 각 구성부품의 형상이나 각 부품 간의 결합위치에 대한 오차에 따라 각기 다른 양상을 갖게 된다.Such abnormal vibrations have inherent vibrations that differ from vehicle to vehicle, but also have different aspects depending on the shape of each component or an error in the coupling position between the components.

또한 자동차의 보증 기간이 증가함에 따라 높은 내구성을 가지는 자동차 부품의 개발 및 제작이 요구되고 있다.In addition, as the warranty period of automobiles increases, it is required to develop and manufacture automobile parts having high durability.

특히, 연소실에 배출되는 고온/고압의 배기가스를 종합하는 배기 다기관, 배기가스에 포함된 유해물질을 정화하는 촉매 컨버터, 배기가스를 대기중으로 배출하는 배기 파이프, 배기 소음을 저하시키는 소음기 등으로 구성되는 배기계 부품의 경우 높은 온도와 압력 그리고 엔진과 노면을 통해 전달되는 진동 등 열악한 환경조건에 상시 노출되어 있다.In particular, it consists of an exhaust manifold that synthesizes high-temperature / high-pressure exhaust gas discharged into the combustion chamber, a catalytic converter for purifying harmful substances contained in the exhaust gas, an exhaust pipe for exhausting the exhaust gas into the atmosphere, and a silencer that reduces exhaust noise. Exhaust system components are exposed to harsh environmental conditions such as high temperature and pressure, and vibrations transmitted through the engine and road surface.

따라서, 용접부의 경우 지속적인 진동 및 압력에 의해 파손되는 등 내구성에 한계가 발생하므로, 이러한 환경조건을 견딜 수 있는 내구성을 가지는 부품인지를 판별하기 위한 시험을 통해 부품에 대한 신뢰도를 확보하고 있다.Therefore, in the case of welded parts, there is a limit in durability, such as damage caused by continuous vibration and pressure, and thus the reliability of the parts is secured through a test for determining whether the parts have durability that can withstand these environmental conditions.

예를 들어, 특정의 부품에 대하여 10만㎞ 내구성 보증이 제공되는 경우 해당 부품이 장착된 완성차로 실제 도로를 10만㎞ 주행한 다음 해당 부품을 탈거하여 측정자의 육안이나 별도의 분석장치를 이용하여 내구성의 이상 유무를 판단하는 방법이 있다.For example, if a 100,000 km durability guarantee is provided for a particular part, the driver will be able to drive 100,000 km along the actual road with the complete vehicle equipped with the part, and then remove the part and use the naked eye or a separate analyzer. There is a method of determining the presence or absence of durability.

문제점과 비포장 도로 및 포장도로 등의 운행경로 및 운행시간에 따라 내구성이 불규칙적으로 나타나는 문제점이 발생하며, 완성차의 실제 도로 운행을 통해 이루어지므로 개별 부품만의 평가에 비효율적인 문제점이 발생한다.Problems and problems arise in that the durability is irregular depending on the driving route and the driving time of the unpaved road and the pavement road, and because the actual road operation of the finished car is performed, there is an inefficient problem in evaluating only the individual parts.

이러한 문제를 해결하기 위해 가진(Exciter) 시험 장치가 개발되었으며, 가진 시험 장치는 이러한 이상 진동을 인위적으로 발생, 예를 들어 모터 및 실린더 등의 구동에 의하여 편심진 량을 회전시킴으로써, 기계부품 등의 피대상물로 일정 주파수를 갖는 진동을 발생시켜 피대상물의 내구성을 시험하는 장치를 의미하며, 그 적용 분야와 목적에 따라 다양한 형태로 개발되었다.Exciter test device was developed to solve this problem, and the excitation test device artificially generates such abnormal vibration, for example, by rotating the eccentric amount by driving of motor and cylinder, It means the device to test the durability of the object by generating a vibration having a certain frequency as the object, was developed in various forms according to the application field and purpose.

예를 들어, 엔진 및 기타부품은 차량이 정차한 상태나 차량에 장착 전의 상태에 가진 시험 장치를 사용하여 특성 시험을 통해 내구성 시험을 한다.For example, engines and other parts are tested for durability through a characteristic test using a test device that is in a state where the vehicle is stopped or before being mounted on the vehicle.

이러한 가진 시험 장치에서는 자유도 변위를 일으키기 위하여, 축 방향과 다른 방향의 하중이 입력되는 선형 액추에이터가 축 방향과 다른 방향의 변위를 필요로 하며, 이 변위를 구현하기 위하여 선형 액추에이터의 구동부 또는 고정부에 회전이 가능한 조인트를 결합한다.In such an excitation test apparatus, in order to generate a degree of freedom displacement, a linear actuator in which a load in a direction different from the axial direction is input requires a displacement in a direction different from the axial direction, and in order to realize this displacement, a driving part or a fixed part of the linear actuator Join the rotatable joint.

상술한 조인트는 통상 구면베어링, 유니버설 조인트 등 소정의 간극을 포함한 회전 조인트로 구성된다.The above-described joint is usually composed of a rotary joint including a predetermined gap such as a spherical bearing and a universal joint.

또한 상기 선형 액추에이터로는 유압 액추에이터를 이용한 저속 가진 시험기이므로, 고속 가진 시험에 적용할 수 없다는 문제가 있었다.In addition, since the linear actuator is a low speed excitation tester using a hydraulic actuator, there is a problem that the linear actuator cannot be applied to a high speed excitation test.

즉 최근 가진 시험에 요구되는 고속 가진 시, 이때 발생하는 소음이 문제로 되고, 고정밀도를 유지하지 못한다는 문제가 있었다.
In other words, the high speed excitation which is required for the recent excitation test has a problem that the noise generated at this time becomes a problem and it cannot maintain high accuracy.

본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 전자식 선형 액추에이터를 이용하여 3축(x축, y축, z축) 가진 시험을 위한 기구의 소음이 적고, 유압방식으로 구현하지 못하는 고정밀도의 고속 가진이 가능한 3 자유도 가진 시험 장치를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to solve the problems described above, using the electronic linear actuator is a low noise of the instrument for testing with three axes (x-axis, y-axis, z-axis), not implemented by hydraulic method It is to provide a test device with 3 degrees of freedom which can be used for high speed and high precision.

본 발명의 다른 목적은 시험대상인 시편에 입력되는 축 하중을 정확히 측정 할 수 있는 3 자유도 가진 시험 장치를 제공하는 것이다.
Another object of the present invention is to provide a test apparatus having three degrees of freedom capable of accurately measuring the axial load input to a test specimen.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 3 자유도 가진 시험 장치는 시편의 반대방향을 향해 x축, y축 및 z축에 각각 마련된 제1 내지 제3의 전자기식 선형 액추에이터, 상기 제1 내지 제3의 전자기식 선형 액추에이터의 각각에 마련된 한 쌍의 유연 조인트, 베이스에 장착되고, 상기 제1 내지 제3의 전자기식 선형 액추에이터를 각각 고정하는 제1 내지 제3의 액추에이터 마운트, 상기 제1 내지 제3의 전자기식 선형 액추에이터의 각각의 구동부에 고정되고, 상기 한 쌍의 유연 조인트의 일 측에 결합된 암 및 상기 한 쌍의 유연 조인트의 다른 측에 결합되고, 가진하고자 하는 시편의 일부에 고정되는 연결 부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a test apparatus having three degrees of freedom according to the present invention includes first to third electromagnetic linear actuators provided on the x-axis, y-axis, and z-axis, respectively, in the opposite direction of the specimen. A pair of flexible joints provided in each of the three electromagnetic linear actuators, the first to third actuator mounts mounted on the base, respectively fixing the first to third electromagnetic linear actuators, the first to third Fixed to each drive of the electromagnetic linear actuator of 3, coupled to an arm coupled to one side of the pair of flexible joints and to the other side of the pair of flexible joints, and to a portion of the specimen to be excited It characterized in that it comprises a connecting member.

또 본 발명에 따른 3 자유도 가진 시험 장치에 있어서, 상기 시편에 인가되는 축 하중을 계측하는 다축 로드 셀, 상기 베이스에 장착되고, 상기 다축 로드 셀의 높이를 조절하는 다축 로드 셀 마운트를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The test apparatus having three degrees of freedom according to the present invention further includes a multi-axis load cell for measuring the axial load applied to the specimen, and a multi-axis load cell mount mounted on the base and adjusting the height of the multi-axis load cell. Characterized in that.

또 본 발명에 따른 3 자유도 가진 시험 장치에 있어서, 상기 베이스는 에어 마운트에 의해 지지되는 것을 특징으로 한다.In the test apparatus having three degrees of freedom according to the present invention, the base is supported by an air mount.

또 본 발명에 따른 3 자유도 가진 시험 장치에 있어서, 상기 유연 조인트는 상기 구동부 또는 고정부를 지지하는 스트럿바, 상기 스트럿바의 장착되어 길이 방향으로 조정되는 커플링, 상기 선형 액추에이터에 의한 축 하중을 받는 판 스프링 및 상기 판 스프링과 커플링을 결합하는 커넥터를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the test apparatus having three degrees of freedom according to the present invention, the flexible joint includes a strut bar for supporting the driving unit or the fixing unit, a coupling to which the strut bar is mounted and adjusted in the longitudinal direction, and an axial load by the linear actuator. It characterized in that it comprises a leaf spring and a connector for coupling the leaf spring and the coupling.

또 본 발명에 따른 3 자유도 가진 시험 장치에 있어서, 상기 판 스프링은 상기 선형 액추에이터에 의한 축 하중을 받는 제1 판 스프링 및 상기 제1 판 스프링과 직각으로 마련된 제2 판 스프링을 포함하고, 상기 커넥터는 상기 제1 판 스프링과 제2 판 스프링을 결합하는 제1 커넥터 및 상기 제2 판 스프링과 커플링을 결합하는 제2 커넥터를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the test apparatus having three degrees of freedom according to the present invention, the leaf spring includes a first leaf spring subjected to an axial load by the linear actuator and a second leaf spring provided perpendicular to the first leaf spring. The connector may include a first connector coupling the first leaf spring and the second leaf spring and a second connector coupling the second leaf spring and the coupling.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 3 자유도 가진 시험 장치에 의하면, 전자식 선형 액추에이터를 구비하므로, 종래의 유압 액추에이터에 비하여 부대시설이 적어 적은 공간에 효율적으로 설치할 수 있다는 효과가 얻어진다.As described above, according to the three-degree-of-freedom test apparatus according to the present invention, since the electronic linear actuator is provided, the effect of having less installation facilities and efficient installation in a smaller space than the conventional hydraulic actuator is obtained.

또, 본 발명에 따른 3 자유도 가진 시험 장치에 의하면, 폐유 등의 방출이 없어 친환경적이며, 소음이 적고, 특히, 유압방식으로 구현하지 못하는 고정밀도의 고속 가진이 가능하다는 효과도 얻어진다.In addition, according to the test apparatus having three degrees of freedom according to the present invention, there is also an effect that there is no emission of waste oil and the like, which is environmentally friendly, low in noise, and in particular, high speed and high precision excitation which cannot be realized by the hydraulic method is obtained.

또, 본 발명에 따른 3 자유도 가진 시험 장치에 의하면, 저렴한 제품 공급이 가능하여 부품시험 제반시설 보급에 적합하다는 효과도 얻어진다.In addition, according to the test apparatus having three degrees of freedom according to the present invention, it is possible to supply a low-cost product and also obtain an effect that it is suitable for supplying all parts testing facilities.

또, 본 발명에 따른 3 자유도 가진 시험 장치에 의하면, 하부 다축 로드셀을 구비하여 시험대상인 시편에 입력되는 축 하중을 정확히 측정할 수 있다는 효과도 얻어진다.
In addition, according to the test apparatus having three degrees of freedom according to the present invention, an effect of accurately measuring the axial load input to the test target specimen provided with the lower multi-axis load cell is also obtained.

도 1은 본 발명에 따른 3 자유도 가진 시험 장치의 사시도,
도 2는 도 1에 도시된 유연 조인트의 구조를 나타내는 사시도,1 is a perspective view of a test apparatus having three degrees of freedom according to the present invention;
Figure 2 is a perspective view showing the structure of the flexible joint shown in FIG.

본 발명의 상기 및 그 밖의 목적과 새로운 특징은 본 명세서의 기술 및 첨부 도면에 의해 더욱 명확하게 될 것이다.
These and other objects and novel features of the present invention will become more apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.

이하, 본 발명의 구성을 도 1 및 도 2에 따라서 설명한다.Hereinafter, the structure of this invention is demonstrated according to FIG. 1 and FIG.

도 1은 본 발명에 따른 3 자유도 가진 시험 장치의 사시도 이고, 도 2는 도 1에 도시된 유연 조인트의 구조를 나타내는 사시도 이다.
1 is a perspective view of a test apparatus having three degrees of freedom according to the present invention, Figure 2 is a perspective view showing the structure of the flexible joint shown in FIG.

본 발명에 따른 3 자유도 가진 시험 장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 시편의 반대방향을 향해 x축, y축 및 z축에 각각 마련된 제1 내지 제3의 전자기식 선형 액추에이터(10,11,12), 베이스(20)에 장착되고, 상기 제1 내지 제3의 전자기식 선형 액추에이터(10,11,12)를 각각 고정하는 제1 내지 제3의 액추에이터 마운트(30,31,32), 상기 제1 내지 제3의 전자기식 선형 액추에이터(10,11,12)의 각각에 마련된 한 쌍의 유연 조인트(40,40'), 상기 제1 내지 제3의 전자기식 선형 액추에이터(10,11,12)의 각각의 구동부(13)에 고정되고, 상기 한 쌍의 유연 조인트(40,40')의 일 측에 결합된 암(50) 및 상기 한 쌍의 유연 조인트(40,40')의 다른 측에 결합되고, 가진하고자 하는 시편(60)의 일부에 고정되는 연결 부재(140)를 포함하여 구성된다.The test apparatus having three degrees of freedom according to the present invention includes the first to third electromagnetic linear actuators 10 and 11 provided on the x-axis, the y-axis, and the z-axis, respectively, as shown in FIG. 1. 12, first to third actuator mounts (30,31,32) mounted to the base (20) and fixing the first to third electromagnetic linear actuators (10, 11, 12), A pair of flexible joints 40, 40 'provided in each of the first to third electromagnetic linear actuators 10, 11 and 12, the first to third electromagnetic linear actuators 10, 11, Fixed to each drive 13 of 12 and coupled to one side of the pair of flexible joints 40 and 40 'and the other of the pair of flexible joints 40 and 40'. It is configured to include a connecting member 140 coupled to the side, and fixed to a portion of the specimen 60 to be excited.

한편, 도 1에서 상기 제1의 전자기식 선형 액추에이터(10)는 x축에 배치되고, 상기 제2의 전자기식 선형 액추에이터(11)는 x축에 직각 방향인 y축에 배치되며, 상기 제3의 전자기식 선형 액추에이터(12)는 xy 평면에 수직인 z축에 배치된다. 도 1에서 알 수 있는 바와 같이, 시편(60)은 x축, y축, z축의 교점인 위치에 배치되며, 각각의 전자기식 선형 액추에이터(10,11,12)의 각각의 구동부(13)는 시편의 반대방향을 향하게 배치된다.Meanwhile, in FIG. 1, the first electromagnetic linear actuator 10 is disposed on the x-axis, and the second electromagnetic linear actuator 11 is disposed on the y-axis perpendicular to the x-axis. Electromagnetic linear actuator 12 is disposed on the z-axis perpendicular to the xy plane. As can be seen in FIG. 1, the specimen 60 is disposed at the intersection of the x-axis, y-axis, and z-axis, and each drive 13 of each electromagnetic linear actuator 10, 11, 12 is It is arranged facing away from the specimen.

따라서, 각각의 구동부(13)를 시편(60)에서 멀어지게 함으로써, 당해 축 방향 힘에 대해 직각방향으로 전해지는 힘에 의한 충분한 변위를 일으키게 된다. 예를 들어, x축 방향 축 방향 힘 전달과 동시에 직각방향 힘인 y, z축 방향 힘이 작용할 때, y, z 방향으로 시편(60)이 움직이는 만큼 유연한 변위가 필요하다.Therefore, by moving each drive part 13 away from the test piece 60, sufficient displacement by the force transmitted in the direction orthogonal to the said axial force is produced. For example, when the y- and z-axis forces, which are orthogonal forces, are applied simultaneously with the transmission of the axial force in the x-axis direction, a smooth displacement is required as the specimen 60 moves in the y and z directions.

상술한 바와 같은 전자기식 선형 액추에이터에 대해서는 '2010 대한전기학회 전기기기 및 에너지변환 시스템부문회 추계학술대회 논문집, 2010.10, " 피로내구 시험용 전자기식 선형 액추에이터의 추력 및 체적 최적화 연구", 손 율규, 백 수황, 권 병일 저'에 기재되어 있으므로, 그 구체적인 구성에 대한 설명은 생략한다.For the electromagnetic linear actuator as described above, "A Study on Thrust and Volume Optimization of Electromagnetic Linear Actuator for Fatigue Durability Test", 2010.10. Since it is described in [Sulfur, Kwon, Byung-il], the detailed structure is abbreviate | omitted.

또, 각각의 전자기식 선형 액추에이터(10,11,12)는 높이 조절이 가능한 제1 내지 제3의 액추에이터 마운트(30,31,32)에 의해 고정된다. 즉, 제1의 전자기식 선형 액추에이터(10)는 제1의 액추에이터 마운트(30)에 장착되고, 제2의 전자기식 선형 액추에이터(11)는 제2의 액추에이터 마운트(31)에 장착되고, 수직방향(z축)의 제3의 전자기식 선형 액추에이터(12)는 제3의 액추에이터 마운트(32)에 장착되며, 이 제3의 액추에이터 마운트(32)는 베이스(20)에 마련된 수직 액추에이터 고정 구조물(80)에 고정된다. 상기 수직 액추에이터 고정 구조물(80)은 고유진동수 회피 및 충분한 강성을 보장하는 재질로 형성된다. In addition, each of the electromagnetic linear actuators 10, 11, 12 is fixed by the first to third actuator mounts 30, 31, 32 whose height is adjustable. That is, the first electromagnetic linear actuator 10 is mounted on the first actuator mount 30, the second electromagnetic linear actuator 11 is mounted on the second actuator mount 31, and is in a vertical direction. The third electromagnetic linear actuator 12 of the (z-axis) is mounted to the third actuator mount 32, and the third actuator mount 32 is a vertical actuator fixing structure 80 provided in the base 20. It is fixed to). The vertical actuator fixing structure 80 is formed of a material to avoid natural frequency and ensure sufficient rigidity.

한편, 상기 제1 내지 제2의 액추에이터 마운트(30,31) 및 수직 액추에이터 고정 구조물(80)은 베이스(20)에 용접 또는 볼트 체결 등의 통상의 결합 수단에 의해 고정되며, 특정 방법에 한정되는 것은 아니다. 또 상기 제3의 액추에이터 마운트(32)도 수직 액추에이터 고정 구조물(80)에 용접 또는 볼트 체결 등의 수단에 의해 고정된다. Meanwhile, the first to second actuator mounts 30 and 31 and the vertical actuator fixing structure 80 are fixed to the base 20 by conventional coupling means such as welding or bolting, and are limited to a specific method. It is not. In addition, the third actuator mount 32 is also fixed to the vertical actuator fixing structure 80 by means of welding or bolting.

또 제1 내지 제3의 전자기식 선형 액추에이터(10,11,12)의 구동부(13)에는 암(50)이 고정되며, 상기 암(50)에는 시편(60)을 향하여 힘을 전달할 수 있도록 한 쌍의 유연 조인트(40,40')가 연결된다. 도 1에서는 제2 내지 제3의 전자기식 선형 액추에이터(11,12)에서도 구동부 및 유연 조인트의 결합 관계가 제1의 전자기식 선형 액추에이터(10)와 동일하므로, 설명의 편의상 제1의 전자기식 선형 액추에이터(10)에만 부호를 부여하여 도시하였다.In addition, an arm 50 is fixed to the driving unit 13 of the first to third electromagnetic linear actuators 10, 11, 12, and the arm 50 is configured to transmit a force toward the test piece 60. A pair of flexible joints 40, 40 'are connected. In FIG. 1, since the coupling relationship between the driving unit and the flexible joint is the same as that of the first electromagnetic linear actuator 10 also in the second to third electromagnetic linear actuators 11 and 12, the first electromagnetic linear actuator is provided for convenience of description. Only the actuator 10 is shown with the code | symbol.

상기 유연 조인트(40)는 연결 부재(140)를 사용하여 변위를 일으키며 거동하고, 최소 2축 방향 변위를 가지게 하기 위해 한 쌍의 유연 조인트(40,41)가 마련된 것이다. 즉, 상기 유연 조인트(40)의 다른 끝은 연결 부재(140)에 연결되어 집중된 힘을 전달할 수 있도록 구성된다. 상기와 같은 연결 부재(140)는 단순히 힘 전달부품 역할뿐만 아니라 단축 하중을 계측할 수 있는 로드 셀 기능도 구비한다. 이러한 유연 조인트(40)의 구성에 대해서는 후술한다.The flexible joint 40 has a pair of flexible joints 40 and 41 in order to behave by causing displacement using the connecting member 140 and to have a minimum biaxial displacement. That is, the other end of the flexible joint 40 is connected to the connecting member 140 is configured to transmit the concentrated force. The connection member 140 as described above not only serves as a force transmission component but also has a load cell function capable of measuring a uniaxial load. The structure of this flexible joint 40 is mentioned later.

한편, 3축 방향의 연결 부재(140)는 가진하고자 하는 시편(60)의 일부분에 고정되며, 시편(60) 중 가진하고자 하는 부분을 제외한 고정부분은 시편 고정 지그(61)에 고정된다. On the other hand, the connecting member 140 in the three-axis direction is fixed to a portion of the specimen 60 to be excited, and the fixed portion other than the portion to be excited of the specimen 60 is fixed to the specimen fixing jig 61.

또한 본 발명에 따른 3 자유도 가진 시험 장치에는 시편(60)에 인가되는 축 하중을 계측하도록 시편 고정 지그(61)의 하부 마련된 다축 로드 셀(70)과 베이스(20)에 장착되고, 상기 다축 로드 셀(70)의 높이를 조절하는 다축 로드 셀 마운트(71)가 구비된다. 상기 다축 로드 셀(70)의 높이는 다축 로드 셀 마운트(71)에 마련된 모터에 의해 구동되는 볼 스크류로 조절되거나, 공압 에어 실린더로 조절된다. 상기 다축 로드 셀 마운트(71)도 베이스(20)에 용접 또는 볼트 체결 등의 통상의 결합 수단에 의해 고정된다. In addition, the test apparatus having three degrees of freedom according to the present invention is mounted to the multi-axis load cell 70 and the base 20 provided below the specimen fixing jig 61 to measure the axial load applied to the specimen 60, the multi-axis The multi-axis load cell mount 71 for adjusting the height of the load cell 70 is provided. The height of the multi-axis load cell 70 is controlled by a ball screw driven by a motor provided in the multi-axis load cell mount 71, or by a pneumatic air cylinder. The multi-axis load cell mount 71 is also fixed to the base 20 by conventional coupling means such as welding or bolting.

한편 상기 베이스(20)는 시험 장치의 가진 주파수와 공진 주파수를 회피하며, 충분한 강성을 보장하는 재질로 형성되며, 사용자가 필요 시, 간이 설치를 위해 에어 마운트에 의해 지지되는 구조로 하여도 좋다.On the other hand, the base 20 is formed of a material that avoids the excitation frequency and resonant frequency of the test apparatus, and ensures sufficient rigidity, and may be a structure supported by the air mount for the user to install, if necessary.

다음에, 도 1에 도시된 3 자유도 가진 시험 장치에서 암(50)과 연결 부재(140) 사이에 마련된 유연 조인트(40) 구조에 대해 도 2에 따라 설명한다.Next, the structure of the flexible joint 40 provided between the arm 50 and the connecting member 140 in the test apparatus having three degrees of freedom shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG. 2.

상기 유연 조인트(40)는 구동부에서 전달하는 축방향 하중에는 최대한의 강성을 가지며, 축 방향 이외에서 입력되는 다른 방향의 하중에 유연성을 가지기 위해 마련되며, 서로 직각방향의 판 스프링을 연결한 구조를 구비한다.The flexible joint 40 has the maximum rigidity in the axial load transmitted from the drive unit, is provided to have flexibility in the load in the other direction input from the axial direction, and has a structure in which the leaf springs are connected at right angles to each other. Equipped.

이러한 유연 조인트(40)는 도 2에 도시된 바와 같이, 지지부재로서 기능하는 스트럿바(strut bar, 41), 상기 스트럿바(41)의 장착되어 유연 조인트(40)의 길이 방향으로 조정되는 커플링(42), 상기 선형 액추에이터(10)에 의한 축 하중을 받는 판 스프링(43) 및 상기 판 스프링(43)과 커플링(42)을 결합하는 커넥터(44)를 구비한다.As shown in FIG. 2, the flexible joint 40 has a strut bar 41 functioning as a supporting member, a couple of the strut bar 41 mounted and adjusted in the longitudinal direction of the flexible joint 40. A ring 42, a leaf spring 43 subjected to axial load by the linear actuator 10, and a connector 44 coupling the leaf spring 43 and the coupling 42.

또한 상기 판 스프링(43)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 스트럿바(41)의 양측에 마련된다. 상기 판 스프링(43)은 암(50)과 연결 부재(140)의 각각에 의한 축 하중을 받는 제1 판 스프링(431) 및 상기 제1 판 스프링(431)과 직각으로 마련된 제2 판 스프링(432)으로 이루어진다. 도 2의 구조에서는 제1 판 스프링(431)이 수평 방향으로 마련되고 제2 판 스프링(432)이 수직 방향으로 마련된 구조를 나타내었지만 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 판 스프링(431)이 수직 방향으로 마련되고 제2 판 스프링(432)이 수평 방향으로 마련된 구조를 채용할 수도 있다. In addition, the leaf spring 43 is provided on both sides of the strut bar 41, as shown in Figs. The leaf spring 43 may include a first leaf spring 431 subjected to an axial load by each of the arm 50 and the connecting member 140, and a second leaf spring provided at a right angle with the first leaf spring 431. 432). 2 illustrates a structure in which the first leaf spring 431 is provided in the horizontal direction and the second leaf spring 432 is provided in the vertical direction, but is not limited thereto. The first leaf spring 431 may be in the vertical direction. It is also possible to adopt a structure provided with a second leaf spring 432 in the horizontal direction.

또 상기 커넥터(44)는 상기 제1 판 스프링(431)과 제2 판 스프링(432)을 결합하는 제1 커넥터(441) 및 상기 제2 판 스프링(432)과 커플링(42)을 결합하는 제2 커넥터(442)로 이루어진다. 이러한 커넥터(44)의 구조는 특별히 한정되는 것은 아니며, 제 1 및 제2 판 스프링(431,432)과 커플링(42)을 결합할 수 있는 구조이면 된다. 즉, 도 2에서는 제 1 및 제2 판 스프링(431,432)의 양측을 고정하는 구조를 나타내었지만, 어느 한쪽만을 고정하여 결합할 수 있는 구조로 하여도 좋다.In addition, the connector 44 couples the first connector 441 and the second plate spring 432 and the coupling 42 to couple the first leaf spring 431 and the second leaf spring 432. And a second connector 442. The structure of this connector 44 is not specifically limited, What is necessary is just a structure which can couple | couple the 1st and 2nd leaf spring 431,432 and the coupling 42. As shown in FIG. That is, although the structure which fixes both sides of the 1st and 2nd leaf spring 431,432 was shown in FIG. 2, you may make it the structure which can couple and couple only one.

상술한 바와 같은 판 스프링(43)은 대략 평판 형상의 2매의 스프링 강이 적층된 구조이며, 이 평판의 중앙 부분에는 슬롯이 형성된 구조를 사용한다. 그러나, 이러한 구조는, 예를 들어 스프링 강의 탄성력, 판 스프링에 인가되는 하중 등을 고려하여 적층되는 판 스프링의 수를 가감할 수 있으며, 슬롯의 크기도 조정 가능하다. The leaf spring 43 as described above has a structure in which two spring steels having a substantially flat plate shape are laminated, and a structure in which a slot is formed in the center portion of the flat plate is used. However, such a structure can add or subtract the number of leaf springs laminated in consideration of, for example, the elastic force of the spring steel, the load applied to the leaf spring, and the size of the slot is also adjustable.

상술한 바와 같이, 간극이 없는 제1 판 스프링(431) 및 제2 판 스프링(432)을 마련하는 것에 의해 축 방향 하중에는 최대한의 강성을 가지며, 축 방향 이외에서 입력되는 다른 방향의 하중에 대해 유연성을 갖게 된다.
As described above, by providing the first leaf spring 431 and the second leaf spring 432 without a gap, the axial load has the maximum rigidity, and with respect to the load in the other direction inputted outside the axial direction. You have flexibility.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.
Although the present invention has been described in detail with reference to the above embodiments, it is needless to say that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications may be made without departing from the spirit of the present invention.

본 발명에 따른 3 자유도 가진 시험 장치는 부품 또는 부품의 조립체의 내구성의 이상 유무를 판단하는 기술에 적용된다.
The test apparatus with three degrees of freedom according to the present invention is applied to a technique for determining the abnormality of durability of a part or an assembly of parts.

10,11,12 : 제1 내지 제3의 전자기식 선형 액추에이터
20 : 베이스
30,31,32 : 제1 내지 제3의 액추에이터 마운트
40 : 유연 조인트
50 : 암
60 : 시편
70 : 다축 로드 셀
80 : 수직 액추에이터 고정 구조물
140 : 연결 부재10,11,12: first to third electromagnetic linear actuators
20: base
30,31,32: first to third actuator mounts
40: flexible joint
50: cancer
60: Psalm
70: multi-axis load cell
80: vertical actuator fixed structure
140: connecting member

Claims (5)

시편의 반대방향을 향해 x축, y축 및 z축에 각각 마련된 제1 내지 제3의 전자기식 선형 액추에이터,
상기 제1 내지 제3의 전자기식 선형 액추에이터의 각각에 마련된 한 쌍의 유연 조인트,
베이스에 장착되고, 상기 제1 내지 제3의 전자기식 선형 액추에이터를 각각 고정하는 제1 내지 제3의 액추에이터 마운트,
상기 제1 내지 제3의 전자기식 선형 액추에이터의 각각의 구동부에 고정되고, 상기 한 쌍의 유연 조인트의 일 측에 결합된 암,
상기 한 쌍의 유연 조인트의 다른 측에 결합되고, 가진하고자 하는 시편의 일부에 고정되는 연결 부재,
상기 시편에 인가되는 축 하중을 계측하는 다축 로드 셀,
상기 베이스에 장착되고, 상기 다축 로드 셀의 높이를 조절하는 다축 로드 셀 마운트를 포함하는 것을 특징으로 하는 3 자유도 가진 시험 장치.First to third electromagnetic linear actuators provided on the x-axis, y-axis, and z-axis, respectively, in the opposite direction of the specimen,
A pair of flexible joints provided in each of the first to third electromagnetic linear actuators,
First to third actuator mounts mounted to a base and respectively fixing the first to third electromagnetic linear actuators,
An arm fixed to each drive of the first to third electromagnetic linear actuators and coupled to one side of the pair of flexible joints,
A coupling member coupled to the other side of the pair of flexible joints and fixed to a portion of the specimen to be excited,
Multi-axis load cell for measuring the axial load applied to the specimen,
And a multi-axis load cell mount mounted to the base to adjust the height of the multi-axis load cell. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 베이스는 에어 마운트에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 3 자유도 가진 시험 장치.The method of claim 1,
And the base is supported by an air mount. 제1항에 있어서,
상기 유연 조인트는
상기 구동부 또는 고정부를 지지하는 스트럿바,
상기 스트럿바의 장착되어 길이 방향으로 조정되는 커플링,
상기 선형 액추에이터에 의한 축 하중을 받는 판 스프링 및
상기 판 스프링과 커플링을 결합하는 커넥터를 포함하는 것을 특징으로 하는 3 자유도 가진 시험 장치.The method of claim 1,
The flexible joint
Strut bar for supporting the drive or fixed portion,
A mounted longitudinally adjusted coupling of the strut bar,
A leaf spring subjected to an axial load by the linear actuator and
And a connector for coupling the leaf spring and the coupling. 제4항에 있어서,
상기 판 스프링은 상기 선형 액추에이터에 의한 축 하중을 받는 제1 판 스프링 및 상기 제1 판 스프링과 직각으로 마련된 제2 판 스프링을 포함하고,
상기 커넥터는 상기 제1 판 스프링과 제2 판 스프링을 결합하는 제1 커넥터 및 상기 제2 판 스프링과 커플링을 결합하는 제2 커넥터를 포함하는 것을 특징으로 하는 3 자유도 가진 시험 장치.5. The method of claim 4,
The leaf spring includes a first leaf spring subjected to the axial load by the linear actuator and a second leaf spring provided at right angles to the first leaf spring,
And the connector includes a first connector coupling the first leaf spring and the second leaf spring and a second connector coupling the second leaf spring and the coupling.
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