KR101268416B1 - 방탄소재의 방탄성능 측정장치 - Google Patents

방탄소재의 방탄성능 측정장치 Download PDF

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Abstract

방탄소재의 방탄성능 측정장치에 관한 것으로서, 지면에 수직방향으로 구비되며 상면에 피측정소재가 적재되는 지지대와; 상기 지지대를 Y축 및 Z축 방향으로 이동가능하게 지지하는 프레임부와; 상기 지지대에 대해 수평한 방향으로 이격되게 위치하며 내부에 시험용총알을 공압에 의해 수평방향으로 상기 지지대로 투척하는 총알투척부와; 상기 총알투척부에 의해 상기 지지대로 투척되는 시험용총알의 속도를 측정하는 속도측정부와; 상기 프레임부의 위치와, 상기 총알투척부의 공급여부 및 투척속도를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

방탄소재의 방탄성능 측정장치{BULLETPROOF PERFORMANCE TESTING APPARATUS FOR KNIFEPROOF MATERIAL}
본 발명은 성능 측정장치에 관한 것으로, 보다 자세히는 방탄소재의 방탄성능을 공압을 이용해 측정할 수 있는 방탄성능 측정장치에 관한 것이다.
방탄소재는 착용하고 있는 사용자에게 총알이 날아왔을 때 인체로 총알이 삽입되지 않도록 방어하는 소재이다.
이러한 방탄소재는 착용자의 생명을 좌우하게 되므로 국가에서 지정한 방탄성능을 충족하는지를 측정하여, 충족하는 제품에 대해서 방탄복으로 가공된다.
종래 방탄시험방법은 NIL-3TD-662, NATO STANAG 2920, NIJ 규격이 주로 사용된다. 이 실험에 사용되는 장치는 탄두발사장치, 탄두속도 측정장치, 시험장치지지대 등 3부분으로 구성된다. 그런데 이러한 종래 방탄시험방법은 실제 탄환을 이용하기 때문에 시험시설면에서 높은 비용과 무엇보다도 안전이 요구되기 때문에 손쉽게 설치하여 방탄성능을 테스트하기 어려움 문제가 있다.
본 발명의 목적은 상술한 문제를 해결하기 위한 것으로, 수평방향으로 투척되는 총알에 대한 방탄소재의 방탄성능을 효과적으로 측정할 수 있는 방탄소재의 방탄성능 측정장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 방탄소재의 방탄성능 측정시 측정자의 안전을 확보하여 안전하게 측정할 수 있는 방탄소재의 방탄성능 측정장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 공압을 이용하여 간편하게 방탄성능을 측정할 수 있는 방탄소재의 방탄성능 측정장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 상기 목적과 여러 가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 본 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.
본 발명의 목적은 방탄소재의 방탄성능 측정장치에 의해 달성될 수 있다. 본 발명의 방탄소재의 방탄성능 측정장치는, 지면에 수직방향으로 구비되며 상면에 피측정소재가 적재되는 지지대와; 상기 지지대를 Y축 및 Z축 방향으로 이동가능하게 지지하는 프레임부와; 상기 지지대에 대해 수평한 방향으로 이격되게 위치하며 내부에 시험용총알을 공압에 의해 수평방향으로 상기 지지대로 투척하는 총알투척부와; 상기 총알투척부에 의해 상기 지지대로 투척되는 시험용총알의 속도를 측정하는 속도측정부와; 상기 프레임부의 위치와, 상기 총알투척부의 공급여부 및 투척속도를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 따르면, 상기 총알공급부는, 공압과 자력에 의해 상기 시험용총알을 착탈가능하게 결합하는 총알결합부와; 상기 총알결합부에 공압을 형성하여 상기 시험용총알을 상기 총알결합부에 결합시키거나 이탈시키는 공압형성부와; 상기 공압형성부에 연결된 공기압축기를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 방탄소재 성능측정장치는 시험용총알이 공압에 의해 수평방향으로 투척되며 피측정재료에 충돌하고, 이에 근거하여 성능결과를 측정한다. 이에 따라 안전하고 정확한 성능시험 결과를 측정할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 방탄소재 성능측정장치는 공압에 의해 초기 속도가 제어된 상태로 투척되므로 시험의 신뢰성을 향상시키고 간편하게 시험을 수행할 수 있다.
또한, 제어부에 의해 지지대의 위치와 공압이 조절되므로 다양한 시험조건으로 반복적인 시험이 가능할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 방탄성능 측정장치의 구성을 도시한 사시도이고,
도 2는 본 발명에 따른 방탄성능 측정장치의 방탄성능 측정과정의 측면구성을 도시한 예시도이다.
본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.
도 1은 본 발명에 따른 방탄성능 측정장치(1)의 구성을 도시한 사시도이고, 도 2는 방탄성능 측정장치(1)의 측정과정을 개략적으로 도시한 측면도이다.
도시된 바와 같이 본 발명에 따른 방탄성능 측정장치(1)는 상면에 피측정소재(B)가 적재되는 지지대(200)와, 지지대(200)를 Y축, Z축 방향으로 이동가능하게 지지하는 프레임부(100)와, 시험용총알(A)을 지지대(200)를 향해 투척시키는 총알투척부(300)와, 지지대(200)를 향해 투척되는 시험용총알(A)의 속도를 측정하는 속도측정부(400)와, 프레임부(100)의 위치와 총알투척부(300)의 공압을 제어하는 제어부(700)를 포함한다.
피측정소재(B)는 측정을 위한 기준크기로 절단된 후 지지대(200) 상에 적재된다. 피측정소재(B)의 하부에는 지지부재(C)가 구비된다. 지지부재(C)는 찰흙과 같은 반죽덩어리로 구비되어 시험용총알(A)의 충격에 의해 피측정소재(B)가 지지대(200)에 대해 밀리는 정도, 뚫림, 변형정도를 판단할 수 있도록 한다.
시험용총알(A)은 실제 총알의 형상과 무게에 대응되게 구비된다. 시험용총알(A)은 화약성분을 배제하여 인체에 무해하게 구비된다. 시험용총알(A)의 상부에는 자석(미도시)이 내장된다. 자석(미도시)에 의해 형성된 자력에 의해 시험용총알(A)이 총알결합부(310)에 착탈가능하게 결합된다. 시험용총알(A)는 구경에 따라 다양하게 구비될 수 있다.
프레임부(100)는 지지대(200)가 Y축, Z축 방향으로 이동가능하게 지지하고, 총알투척부(300)와 속도측정부(400)의 X축 방향 위치가 조절되게 지지한다. 프레임부(100)는 지지대(200)의 하부에 구비되며 수직방향으로 구비된 지지프레임(110)과, 지면과 수평하게 구비되어 총알투척부(300)와 속도측정부(400)가 결합되는 수평프레임(130)을 포함한다.
지지프레임(110)은 일정 면적을 갖도록 구비되며, 상면에 Z축 이송레일(111)과, Y축 이송레일(113)이 각각 구비된다. 도 2에 도시된 바와 같이 Y축 이송레일(113)은 지지대(200) 하부의 Y축 이송축(210)을 수용하여 지지대(200)가 Y축 방향으로 위치 조절되도록 한다. 또한, Y축 이송레일(113)의 하부영역은 Z축 이송레일(111) 상에 고정되어 지지대(200)가 Z축 방향으로 위치 조절되도록 한다.
여기서, Y축 및 Z축 방향 위치 조절은 이송축과 이송레일 간의 LM 가이드 방식에 의해 제어부(700)의 제어를 통해 조절된다. 즉, X축 및 Y축 방향 위치 조절은 측정자가 제어부(700)를 통해 입력한 좌표값에 의해 자동으로 조절된다.
수평프레임(130)은 지지프레임(110)에 대해 수직방향으로 일정 길이 구비된다.수평프레임(130)에는 총알투척부(300)와 속도측정부(400)가 결합되는 결합판(140)이 X축 이송레일(141)을 따라 좌우 이동가능하게 결합된다. 결합판(140)의 X축 방향 위치조절은 제어부(700)를 통해 자동으로 조절된다.
지지대(200)는 성능측정동안 피측정소재(B)와 지지부재(C)가 안정적으로 위치되도록 지지한다. 지지대(200)는 일정 면적을 갖는 판상 재료로 구비되며 지지프레임(110)에 의해 Y축 및 Z축 방향으로 위치 조절이 가능하게 구비된다. 이에 따라 시험용총알(A)의 접촉 지점을 조절할 수 있다. 따라서, 피측정소재(B)의 여러 위치에 대한 방탄성능 측정이 시행될 수 있다.
지지대(200)의 일측에는 시험용총알(A)과의 충돌에 의해 피측정소재(B)와 지지부재(C)가 지지대(200)로부터 이탈되는 것을 방지하기 위한 가이드판(220)이 수평한 방향으로 구비된다.
총알투척부(300)는 지지대(200)를 향해 시험용총알(A)을 공압을 이용해 투척한다. 총알투척부(300)는 시험용총알(A)과 결합되는 총알결합부(310)와, 총알결합부(310) 내부로 공기를 주입하여 시험용총알(A)과 총알결합부(310) 사이에 공압을 형성하는 공압형성부(320)와, 공압형성부(320)로 공기를 공급하는 공기압축기(330)를 포함한다.
총알결합부(310)는 중공의 원통형상으로 구비되며, 내부에 시험용총알(A)이 결합된다. 총알결합부(310)의 내측에는 금속판(311)이 구비되어 시험용총알(A)에 삽입된 자석(미도시)과 자력에 의해 결합된다. 금속판(311)의 판면에는 공기가 공급 또는 흡입되는 공기공급공(311a)가 구비되어 공압에 의해 시험용총알(A)이 지지대(200)를 향해 투척되도록 한다.
총알결합부(310)는 금속판(311)에 시험용총알(A)이 결합되면 기밀이 유지된 상태에서 공압형성부(320)를 통해 공기가 공급되므로 공압이 형성되게 된다. 공압의 크기에 따라 시험용총알(A)이 투척되는 초기 속도가 조절될 수 있다.
공압형성부(320)는 총알결합부(310)로 공기를 공급하여 총알결합부(310)와 시험용총알(A) 사이에 공압이 형성되도록 한다. 공압형성부(320)는 제어부(700)에서 설정된 압력에 대응되도록 공기를 공급한다. 설정된 압력이 형성된 후, 시험측정 신호가 입력되면 순간적으로 공압을 제거하여 시험용총알(A)이 총알결합부(310)로부터 탈락되어 지지대(200)를 향해 투척되도록 한다. 공압의 크기가 클수록 투척되는 초기속도는 커지게 된다.
공기압축기(330)는 공압형성부(320)에 결합되어 압축공기를 공급한다.
속도측정부(400)는 공압형성부(320)와 이격되게 수평방향으로 구비되어 공압형성부(320)로부터 투척되는 시험용총알(A)의 속도를 측정한다. 속도측정부(400)는 서로 일정간격 이격되게 구비된 제1속도센서(410)와 제2속도센서(420)로 구비된다. 제1속도센서(410)는 총알결합부(310)의 일측에 구비되어 시험용총알(A)의 초기속도를 측정하고, 제2속도센서(420)는 지지대(200) 측에 구비되어 시험용총알(A)의 최종속도를 측정한다.
속도측정부(400)에서 측정된 초기속도 및 최종속도와 피측정소재(B) 표면의 손상정도를 근거로 피측정소재(B)의 방탄성능이 측정된다.
제1속도센서(410)와 제2속도센서(420)는 각각 반원형의 프레임 상에 결합된다. 제1속도센서(410)와 제2속도센서(420)는 수평프레임(130)에 대해 위치조절이 가능하게 구비된다. 이에 따라 이격간격이 조절될 수 있다.
제어부(700)는 프레임부(100)의 위치와 공압형성부(320)의 공압을 제어한다. 또한, 속도측정부(400)에서 측정된 속도를 저장한다. 제어부(700)는 입력부(미도시)를 통해 측정자가 입력된 위치로 지지대(200)가 배치될 수 있도록 프레임부(100)를 조절한다. 또한, 공기압축기(330)와 공압형성부(320)를 제어하여 설정된 공압이 형성되도록 한다. 그리고, 입력신호에 따라 정확하게 방탄성능 측정시험이 수행되도록 한다.
제어부(700)의 일측에는 모니터(미도시)가 구비되어 현재 지지대(200)의 위치와 압력값, 시험용총알(A)의 속도 등을 측정자가 모니터링할 수 있도록 한다.
이러한 구성을 갖는 본 발명에 따른 방탄소재의 방탄성능 측정장치(1)의 사용과정을 도 1 내지 도 2를 참조로 설명한다.
측정자는 방탄성능을 측정할 피측정소재(B)를 지지대(200) 위에 적재한다. 이 때, 피측정소재(B)의 위치 고정을 위해 지지대(200) 상에는 고정밴드(230)가 구비될 수 있다. 그리고, 지지대(200)의 위치를 조절하기 위해 입력부(미도시)를 통해 좌표값을 입력한다. 입력된 좌표값에 대응되게 Z축 이송레일(111)과 Y축 이송레일(113)을 따라 지지대(200)가 이동된다.
피측정소재(B)의 준비가 완료되면 측정자는 시험용총알(A)을 총알결합부(310)에 결합시킨다. 시험용총알(A) 내부의 자석에 의해 시험용총알(A)은 총알결합부(310) 내부에 고정된다. 시험용총알(A)의 고정이 완료되면 측정자는 공압형성 신호를 입력하고, 제어부(700)의 제어에 의해 시험용총알(A)과 총알결합부(310) 사이에 공압이 형성된다.
설정된 공압이 형성되면, 측정자는 시험 시작 신호를 입력한다. 시험 시작 신호가 입력되면 순간적으로 공압이 사라지며 시험용총알(A)가 총알결합부(310)로부터 분리되어 투척된다. 시험용총알(A)의 투척과 함께 제1속도센서(410)와 제2속도센서(420)는 시험용총알(A)의 속도를 측정한다.
시험용총알(A)이 피측정소재(B) 상에 투척되고, 시험용총알(A)의 충돌에 의한 충격에 의해 피측정소재(B)와 지지부재(C) 표면이 손상된다. 피측정소재(B) 표면의 찢김 또는 뚫림 정도를 측정하고, 지지부재(C)의 밀림과 변형정도, 제1속도센서(410)와 제2속도센서(420)에서 측정한 속도와, 시험용총알(A)의 무게에 의한 충격량 등을 고려하여 최종적으로 피측정소재(B)에 대한 방탄성능을 측정한다.
이러한 방탄성능은 동일한 피측정소재(B)에 대해 동일한 시험조건으로 반복적으로 수행하여 신뢰성 있는 결과를 제공한다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 방탄소재 성능측정장치는 시험용총알이 수평방향으로 투척되며 피측정재료에 충돌하고, 이에 근거하여 성능결과를 측정한다. 이에 따라 안전하고 정확한 성능시험 결과를 측정할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 방탄소재 성능측정장치는 공압에 의해 초기 속도가 제어된 상태로 투척되므로 시험의 신뢰성을 향상시키고 간편하게 시험을 수행할 수 있다.
또한, 제어부에 의해 지지대의 위치와 공압이 조절되므로 다양한 시험조건으로 반복적인 시험이 가능할 수 있다.
이상에서 설명된 본 발명의 방탄소재의 방탄성능 측정장치의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
1 : 방탄성능 측정장치 100 : 프레임부
110 : 지지프레임 111 : Z축 이송레일
113 : Y축 이송레일 120 : 지지레그
130 : 수평프레임 140 : 결합판
160 : 제어부지지프레임 200 : 지지대
210 : Y축 이송축 220 : 가이드판
300 : 총알투척부 310 : 총알결합부
320 : 공압형성부 330 : 공기압축기
400 : 속도측정부 410 : 제1속도센서
420 : 제2속도센서 600 : 총알
700 : 제어부

Claims (2)

  1. 방탄소재의 방탄성능 측정장치에 있어서,
    지면에 수직방향으로 구비되며 상면에 피측정소재가 적재되는 지지대와;
    상기 지지대를 Y축 및 Z축 방향으로 이동가능하게 지지하는 프레임부와;
    상기 지지대에 대해 수평한 방향으로 이격되게 위치하며 내부에 시험용총알을 공압에 의해 수평방향으로 상기 지지대로 투척하는 총알투척부와;
    상기 총알투척부에 의해 상기 지지대로 투척되는 시험용총알의 속도를 측정하는 속도측정부와;
    상기 프레임부의 위치와, 상기 총알투척부의 공급여부 및 투척속도를 제어하는 제어부를 포함하며,
    상기 프레임부는,
    상기 지지대 하부에 구비되어 Y축 이송레일과 Z축 이송레일을 구비한 지지프레임과,
    상기 지지프레임에 대해 수직방향으로 일정길이 구비되어, 상기 총알투척부와 상기 속도측정부가 결합된 결합판이 X축 이송레일을 따라 결합되는 수평프레임을 구비하는 것을 특징으로 하는 방탄소재의 방탄성능 측정장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 총알투척부는,
    공압과 자력에 의해 상기 시험용총알을 착탈가능하게 결합하는 총알결합부와;
    상기 총알결합부에 공압을 형성하여 상기 시험용총알을 상기 총알결합부에 결합시키거나 이탈시키는 공압형성부와;
    상기 공압형성부에 연결된 공기압축기를 포함하는 것을 특징으로 하는 방탄소재의 방탄성능 측정장치.
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