KR101299246B1 - 탄약 운반 차량의 접속 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 탄약 운반 차량에 대한 자주포의 탄 적치대의 상대 위치를 계측하는 상기 탄약 운반 차량의 접속 장치에 있어서, 베이스 부재와, 상기 베이스 부재에 슬라이딩되도록 장착되는 슬라이딩 부재와, 일부가 상기 슬라이딩 부재에 장착되며 타부는 상기 탄약 적치대의 정렬 기준홈에 끼워질 수 있는 정렬 부재와, 상기 정렬 부재의 회전 움직임을 측정하는 제1 센서 및 제2 센서와, 상기 슬라이딩 부재의 직선 이동량을 측정하는 제3 센서를 포함하는 탄약 운반 차량의 접속 장치를 제공한다.
Figure R1020080067218
탄약 운반 차량, 탄 공급, 자주포

Description

탄약 운반 차량의 접속 장치{Connecting apparatus for ammunition carrying vehicle}
본 발명은 탄약 운반 차량의 접속 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 탄 공급의 자동화를 도모할 수 있는 탄약 운반 차량의 접속 장치에 관한 것이다.
독립하여 이동할 수 있는 능력을 가진 탄약 운반 차량은, 포, 특히 자주포에 탄약을 공급하기 위해서 주로 사용된다.
이러한 탄약 운반 차량은 내부에 탄약을 적재하고 적재된 탄약을 자주포로 보급하기 위한 탄약 적재/보급 시스템을 구비하고 있다. 탄약은 탄과 장약을 함께 부르는 용어로서, 포에 따라 탄과 장약이 분리된 상태의 탄약을 사용하거나 탄과 장약이 결합된 상태의 탄약을 사용한다.
이러한 탄약 운반 차량에서 자주포에 탄약을 공급하기 위하여, 종래에는 작업자가 탄약 운반 차량의 컨베이어 시스템을 수동으로 조작하여, 자주포의 탄 적치대의 각 적재구에 맞추어 컨베이어 시스템을 일일이 수동으로 접속해야 하는 불편함이 존재하였다.
또한, 지형이 평탄하지 않을 경우, 탄약 운반 차량과 자주포가 정확히 평행 을 이루지 아니하는 경우가 존재하는데, 이 경우 탄약 운반 차량과 자주포가 얼마만큼 기울어져 있는지, 즉 탄약 운반 차량에 대한 자주포의 상대적인 위치를 파악하기가 용이하지 않다는 문제점이 존재하였다.
또한, 탄약 운반 차량에 대한 자주포의 상대적인 위치를 정확히 파악하지 못하였을 경우, 탄약 운반 차량의 컨베이어 시스템과 자주포의 탄 적치대가 정확히 접속하지 못하여, 탄약의 공급이 원활하게 수행되지 못하는 문제점이 존재하였다.
본 발명은, 탄약 운반 차량에 대한 자주포의 탄 적치대의 상대 위치를 계측하여, 탄 공급의 자동화를 도모할 수 있는 탄약 운반 차량의 접속 장치를 제공하는 것을 주된 과제로 한다.
본 발명은, 탄약 운반 차량에 대한 자주포의 탄 적치대의 상대 위치를 계측하는 상기 탄약 운반 차량의 접속 장치에 있어서, 베이스 부재;와, 상기 베이스 부재에 슬라이딩되도록 장착되는 슬라이딩 부재;와, 일부가 상기 슬라이딩 부재에 장착되며, 타부는 상기 탄약 적치대의 정렬 기준홈에 끼워질 수 있는 정렬 부재;와, 일부가 상기 슬라이딩 부재에 장착되고, 타부는 상기 정렬 부재에 장착되어, 상기 정렬 부재의 회전 움직임을 측정하는 제1 센서 및 제2 센서;와, 일부가 상기 슬라이딩 부재에 장착되고, 타부는 상기 베이스 부재에 장착되어, 상기 슬라이딩 부재의 직선 이동량을 측정하는 제3 센서를 포함하는 탄약 운반 차량의 접속 장치를 제공한다.
여기서, 상기 베이스 부재는 상기 슬라이딩 부재가 직선으로 슬라이딩될 수 있도록 가이드부를 구비할 수 있다.
여기서, 상기 정렬 부재는 봉의 형상을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 정렬 부재는 상기 정렬 부재의 초기 위치 복귀를 위한 복귀부를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 복귀부는 적어도 하나의 제1 탄성부재에 의해 상기 슬라이딩 부재와 결합될 수 있다.
여기서, 상기 제1 탄성부재는 원통 코일 스프링일 수 있다.
여기서, 상기 정렬 부재는 상기 정렬 부재의 초기 위치 복귀를 위한 보조 복귀부를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 보조 복귀부는 롤러 형상의 접촉부를 구비하고, 상기 베이스 부재에는 상기 접촉부를 가이드하는 접촉부 가이드부가 형성될 수 있다.
여기서, 상기 접촉부 가이드부는 반구 형상의 가이드 홈을 포함하고, 상기 접촉부가 상기 가이드 홈의 내면에 접촉하여 상기 가이드 홈의 안쪽으로 움직이게 되면, 상기 접촉부는 상기 접촉부 가이드부의 중앙으로 이동할 수 있다.
여기서, 상기 제1 센서 및 상기 제2 센서의 타부들은 상기 보조 복귀부에 장착될 수 있다.
여기서, 상기 정렬 부재는 상기 슬라이딩 부재에 유니버설 커플링 구조로 장착될 수 있다.
여기서, 상기 제1 센서 및 상기 제2 센서는 상기 슬라이딩 부재에 유니버설 커플링 구조로 장착될 수 있다.
여기서, 상기 제1 센서, 상기 제2 센서 및 상기 제3 센서는 LVDT(Linear variable differential transformer) 방식의 센서일 수 있다.
여기서, 상기 정렬 부재의 삽입부의 위치를 확인할 수 있도록, 상기 베이스 부재의 부분 중 상기 탄 적치대와 마주보는 부분에는 카메라가 설치될 수 있다.
여기서, 상기 카메라의 전방에는 광투과부재가 배치되고, 상기 광투과판의 전방에는 상기 광투과부재의 청소를 위한 와이퍼가 배치될 수 있다.
여기서, 상기 슬라이딩 부재를 초기 위치로 복귀시키기 위한 제2 탄성부재가 설치될 수 있다.
여기서, 상기 제2 탄성 부재의 일단은 상기 제3 센서에 장착되고, 상기 제2 탄성부재의 타단은 상기 베이스 부재에 장착될 수 있다.
여기서, 상기 제2 탄성부재는 원통 코일 스프링일 수 있다.
여기서, 상기 정렬 기준홈들 중 3개의 정렬 기준홈들과 상기 정렬 부재와의 접속에 의하여, 상기 제1 센서, 상기 제2 센서 및 상기 제3 센서에서 얻어지는 데이터들을 사용함으로써, 상기 탄약 운반 차량에 대한 상기 탄 적치대의 상대 위치를 계측할 수 있다.
본 발명에 따른 탄약 운반 차량의 접속 장치에 의하면, 자주포의 탄 적치대에 탄 공급의 자동화를 도모할 수 있는 효과가 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예에 따른 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 접속 장치가 장착되는 탄약 운반 차량과, 상기 탄약 운반 차량으로부터 탄을 공급받는 자주포 및 자주포의 탄 적치대의 개략적인 모습을 나타내는 사시도이다.
도 1을 참조하면, 탄약 운반 차량(100)의 탄 저장부(110)로부터 컨베이어 시스템(120)을 통하여 자주포(200)의 탄 적치대(210)로 탄이 공급된다.
종래의 탄약 운반 장갑차에서는, 자주포에 탄약을 공급하기 위하여, 작업자가 탄약 운반 차량의 컨베이어 시스템을 수동으로 조작하여, 자주포의 탄 적치대의 각 적재구에 상기 컨베이어 시스템의 단부를 일일이 수동으로 접속해야 하는 불편함이 존재하였다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 관한 탄약 운반 차량(100)은, 컨베이어 시스템(120)의 단부(121)에 접속 장치(도 2의 300 참조)를 구비한다. 그리고, 탄 공급의 초기 단계에서 접속 장치(300)를 탄 적치대(210)의 정렬 기준홈(212)에 접촉하는 것만으로, 탄약 운반 차량(100)에 대한 자주포(200)의 상대 위치 및 방향을 계측한다.
그리고 이후의 과정에서는 상기 계측한 탄약 운반 차량(100)에 대한 자주포(200)의 상대 위치 및 방향을 이용하여, 자동으로 컨베이어 시스템(120)의 단부(121)를 탄 적치대(210)의 각 적재구(211)에 접속하도록 제어함으로써, 탄이 각 적재구(211)로 이송되는 구성을 가진다.
이하에서는, 본 발명에 관한 탄약 운반 차량(100)의 접속 장치(300)에 대해 상세히 기술하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 관한 접속 장치를 후방에서 본 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 관한 접속 장치를 전방에서 본 사시도이다. 또한, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 관한 접속 장치의 부분 중 카메라와 와이퍼를 제거 한 사시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 관한 접속 장치의 부분 중 슬라이딩 부재와 정렬 부재를 도시한 확대 사시도이다. 또한, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 관한 정렬 부재의 보조 복귀부와 베이스 부재의 접촉부 가이드의 부분을 확대하여 도시한 부분 절개 사시도이다.
본 실시예에 따른 접속 장치(300)는, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 베이스 부재(310), 슬라이딩 부재(320), 정렬 부재(330), 제1 센서(340), 제2 센서(350), 제3 센서(360), 카메라(370), 와이퍼(380)를 포함한다.
베이스 부재(310)는 도 1의 컨베이어 시스템(120)의 단부(121)에 고정되는 부분으로서, 접속 장치(300)의 지지대의 기능을 수행한다.
베이스 부재(310)는 금속으로 이루어져 있으며, 크게 제1 지지부(311), 제2 지지부(312) 및 제3 지지부(313)로 구성된다.
제1 지지부(311)는 저면에 배치됨으로써, 슬라이딩 부재(320)가 슬라이딩할 수 있도록 구성되며, 이를 위해 제1 지지부(311)의 상면에는 가이드부(311a)가 배치되게 된다.
가이드부(311a)는 슬라이딩 부재(320)의 아래쪽 홈(320a)에 끼워지도록 레일의 형상으로 형성되어, 슬라이딩 부재(320)가 가이드부(311a)를 따라 직선 방향으로 이동할 수 있도록 구성된다.
제2 지지부(312)는 제1 지지부(311)의 전방에 형성되어 있는데, 안쪽으로 접촉부 가이드부(312a)가 형성되어 정렬 부재(330)의 초기 위치 복귀를 돕는 기능을 수행한다. 접촉부 가이드부(312a)에 관해서는 후술하기로 한다.
제3 지지부(313)는 제1 지지부(311)의 후방에 설치된다. 제3 지지부(313)의 안쪽면은 제3 센서(360)의 작용부(361)가 접촉하고, 슬라이딩 부재(320)를 초기 위치로 복귀시키기 위한 제2 탄성부재(323)의 타단(323b)이 접촉하게 된다.
본 실시예에 따르면, 제1 지지부(311)와 제2 지지부(312)는 처음부터 일체로 형성되고, 제3 지지부(313)는 따로 형성된 후 제1 지지부(311)에 설치되나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따르면, 제1 지지부, 제2 지지부 및 제3 지지부는 처음부터 모두 일체로 형성될 수 있다. 또한, 제1 지지부, 제2 지지부 및 제3 지지부는 각각 따로 형성된 후, 용접이나 나사 결합으로 결합될 수도 있다.
한편, 슬라이딩 부재(320)는, 제1 지지부(311)를 따라 직선으로 이동할 수 있는 구성을 가진다. 구체적으로 슬라이딩 부재(320)는 "ㅗ"자 형상으로 형성되며, 하면에 홈(320a)이 형성되어 있다. 여기서, 홈(320a)은 가이드부(311a)에 끼워지도록 형성되어, 슬라이딩 부재(320)의 직선 운동을 가이드할 수 있도록 구성된다.
본 실시예에 따르면, 제1 지지부(311)의 가이드부(311a)가 슬라이딩 부재(320)의 홈(320a)에 끼워지도록 구성되나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따르면, 슬라이딩 부재와 제1 지지부가 상호간에 슬라이딩 운동을 할 수 있으면, 그 형식에 특별한 제한이 없다. 예를 들어, 본 실시예와는 역으로 제1 지지부(311)에 홈이 형성되고, 슬라이딩 부재(320)에 가이드부가 형성될 수도 있다.
슬라이딩 부재(320)는 제2 탄성부재(323)에 의해 초기 위치로 복귀될 수 있게 된다. 제2 탄성부재(323)는 그 일단(323a)이 제3 센서(360)에 장착되고, 타단(323b)은 제3 지지부(313)에 장착되어, 슬라이딩 부재(320)의 움직임에 따라 탄 성 위치 에너지를 저장하게 된다.
제2 탄성부재(323)는 원통 코일 스프링으로 이루어지나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따른 제2 탄성부재는 슬라이딩 부재(320)를 초기 위치로 복귀시킬 수 있으면 되고, 그 형상에 특별한 제한은 없다.
정렬 부재(330)는 그 일단이 탄 적치대(210)의 정렬 기준홈(212)에 접속됨으로써, 컨베이어 시스템(120)을 탄 적치대(210)의 적재구(211)에 위치시키는데 있어 도움을 줄뿐만 아니라, 탄약 운반 차량(100)에 대한 탄 적치대(210)의 상대적인 위치를 파악하여 탄 공급의 자동화를 이루는 기능을 수행한다.
정렬 부재(330)는 제1봉(331), 제2봉(332), 복귀부(333) 및 보조 복귀부(334)를 포함하여 이루어진다.
제1봉(331)은 원형의 봉 형상을 가지고, 접속 장치(300)의 최전방에 위치하고 있으며, 그 일단에 위치한 삽입부(331a)가 탄 적치대(210)의 정렬 기준홈(212)에 접촉하여 끼워질 수 있도록 구성된다.
본 실시예에 따른 정렬 기준홈(212)의 단면의 형상은 원, 반원, 4분의 1 원의 형상을 가지는데, 삽입부(331a)의 단부는 그러한 정렬 기준홈(212)에 용이하게 끼워지도록 형성되게 된다.
제2봉(332)은 제1봉(331)의 후방에 위치하며, 슬라이딩 부재(320)에 장착되도록 구성된다. 즉, 제2봉(332)의 일단은 슬라이딩 부재(320)의 일면(321)에 장착되되, 유니버설 커플링 구조(332a)로 장착된다. 또한, 제2봉(332)의 타단은 보조 복귀부(334)에 장착된다.
복귀부(333)는 정렬 부재(330)에 하중이 작용하지 않을 경우에, 정렬 부재(330)가 초기 위치로 복귀될 수 있도록 구성된다. 즉, 정렬 부재(330)가 탄 적치대(210)에 접촉하지 않는 순간에는 정렬 부재(330)가 곧은 자세로 유지되어야 그 위치 및 자세의 제어가 용이하게 되는데, 그 경우 복귀부(333)는 정렬 부재(330)의 자세의 유지를 수행하게 된다.
이를 위해, 도 5에 도시된 바와 같이, 복귀부(333)는 제1 탄성부재(333a)(333b)에 의해 슬라이딩 부재(320)에 장착됨으로써, 초기 위치로 복귀가 가능하게 된다. 즉, 복귀부(333)는 슬라이딩 부재(320)에 두 개의 제1 탄성부재(333a)(333b)로 지지되는데, 그러한 구성으로 인하여, 제1봉(331)에 하중이 작용하지 않을 경우, 정렬 부재(330)의 위치가 초기 위치로 복귀된다.
상세하게는, 복귀부(333)는 두 개의 원판형 부재(333c)(333d)와 보조봉(333e)을 구비하고 있는데, 두 개의 원판형 부재(333c)(333d)는 각각 제1 탄성부재(333a)(333b)들을 매개로 하여 슬라이딩 부재(320)의 일면(321)에 장착되며, 보조봉(333e)은 두 개의 원판형 부재(333c)(333d) 사이를 연결하는 기능을 수행한다.
본 실시예에 따르면, 제1 탄성부재(333a)(333b)는 원통 코일 스프링으로 이루어지나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따른 제1 탄성부재는 정렬 부재(330)를 초기 위치로 복귀시킬 수 있으면 되고, 그 형상에 특별한 제한은 없다. 예를 들어, 제1 탄성부재는 판 스프링으로 이루어질 수도 있다.
본 실시예에 따르면, 제1 탄성부재(333a)(333b)는 두 개의 원통 코일 스프링으로 이루어지나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따른 제1 탄성 부재는 하나의 원통 코일 스프링으로 이루어져도 된다.
한편, 보조 복귀부(334)는 제1봉(331)과 제2봉(332)을 연결하는 기능을 수행하면서, 복귀부(333)를 도와 정렬 부재(330)의 초기 위치의 복귀를 돕는 기능을 수행한다.
이를 위해 보조 복귀부(334)는 롤러 형상의 접촉부(334a)를 구비하고 있는데, 도 6에 도시된 바와 같이, 정렬 부재(330)의 초기 위치 복귀 동작 중에, 접촉부(334a)는 접촉부 가이드부(312a)의 가이드 홈(312a_1)에 접촉하여 움직이게 된다.
도 7a 및 도 7b는 보조 복귀부(334)를 이용하여, 정렬 부재(330)의 초기 위치로의 복귀 작용이 이루어지는 모습을 도시한 개략적인 단면도이다.
즉, 도 7a에 도시된 바와 같이, 접촉부 가이드부(312a)의 가이드 홈(312a_1)은 반구 형상의 홈으로 형성되어 있다. 접촉부(334a)가 가이드 홈(312a_1)의 내면에 접촉하여 전방으로 움직이게 되면, 접촉부(334a)는 가이드 홈(312a_1)을 따라 움직여 점차로 접촉부 가이드부(312a)의 중앙으로 이동하게 되는데, 그렇게 되면, 최종적으로 도 7b에 도시된 바와 같이, 접촉부(334a)는 접촉부 가이드부(312a)의 중앙에 위치하게 된다. 따라서, 보조 복귀부(334)를 구비한 정렬 부재(330)는 초기 위치로 복귀하게 된다.
본 실시예에 따르면, 정렬 부재(330)는 제1봉(331), 제2봉(332), 복귀부(333) 및 보조 복귀부(334)가 따로 형성된 후, 조립되어 구성되나 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따른 정렬 부재(330)를 이루고 있는 구성요소 들은 처음부터 일부 또는 전부가 일체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1봉(331), 제2봉(332) 및 보조 복귀부(334)는 주조 등의 제조 방법에 의해 처음부터 일체로 형성될 수 있다. 다른 예로 제1봉과 제2봉이 처음부터 일체로 형성될 수 있다.
한편, 제1 센서(340) 및 제2 센서(350)는 정렬 부재(330)의 회전 움직임을 측정하는데, 일부는 슬라이딩 부재(320)에 장착되고, 타부는 정렬 부재(330)의 보조 복귀부(334)에 장착되게 된다. 여기서, 제1 센서(340) 및 제2 센서(350)가 슬라이딩 부재(320)에 장착되는 방식은, 측정을 위한 회전이 용이하도록 유니버설 커플링 구조(341)(351)를 이용한다.
제1 센서(340) 및 제2 센서(350)는 변위를 측정하는 LVDT (Linear Variable Differential Transformer) 방식의 센서를 사용한다.
여기서, LVDT 방식의 센서란, 기계적 변위가 1차 측 코일과 2차 측 코일 사이에서 발생하는 자속의 변화, 즉, 상호 인덕턴스를 변화시키는 트랜듀서(transducer)인데, LVDT 방식의 센서는 환경 변화에 대한 영향을 적게 받으면서 우수한 특성을 가지고 있어, 산업분야, 대학 및 연구실 등에서 대단히 폭 넓게 사용되고 있기 때문에, 여기서 자세한 설명은 생략한다.
본 실시예에 따르면, 제1 센서(340) 및 제2 센서(350)로서 LVDT 방식의 센서를 사용하나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따른 제1 센서 및 제2 센서는 변위를 측정함으로써, 최종적으로 정렬 부재(330)의 회전 움직임을 계측할 수 있는 센서이면 되고, 그 형식이나 작동 방식에 대한 특별한 제한이 없다. 예를 들어, 제1 센서 및 제2 센서는 다른 형상을 가진 전자기적 방식의 변위 센서 가 사용될 수도 있고, 열, 압력 등을 이용한 기계적 센서가 사용될 수도 있다.
한편, 제3 센서(360)는 슬라이딩 부재(320)의 직선 이동량을 측정하는데, 변위를 측정하는 LVDT 방식의 센서를 사용한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 제3 센서(360)의 일부는 슬라이딩 부재(320)에 장착되고, 타부는 베이스 부재(310)의 제3 지지부(313)에 장착되게 된다. 여기서, 상기 타부는 제3 센서(360)의 작용부(361)를 의미하는데, 작용부(361)가 제3 센서(360)의 내부로 인입되거나 인출되는 정도에 따라서 슬라이딩 부재(320)의 직선 이동량을 측정하게 된다.
본 실시예에 따르면, 제3 센서(360)로서 LVDT 방식의 센서를 사용하나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따른 제3 센서는 변위를 측정함으로써, 최종적으로 슬라이딩 부재(320)의 직선 이동량을 계측할 수 있는 센서이면 되고, 그 형식이나 작동 방식에 대한 특별한 제한이 없다. 예를 들어, 제3 센서는 다른 형상을 가진 전자기적 방식의 변위 센서가 사용될 수도 있고, 열, 압력 등을 이용한 기계적 센서가 사용될 수도 있다.
한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 베이스 부재(310)의 제2 지지부(312)의 부분 중 탄 적치대(210)와 마주보는 부분에는 카메라(370)가 설치된다.
카메라(370)는 적외선 카메라로서, 운용자는 카메라(370)를 이용하여 정렬 부재(330)의 삽입부(331a)의 위치를 확인함으로써, 삽입부(331a)가 탄 적치대(210)의 정렬 기준홈(212)에 용이하게 끼워질 수 있는데, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 관한 카메라와 광투과부재를 도시한 분해 사시도이다.
도 3 및 도 8에 도시된 바와 같이, 카메라(370)의 전방에는 카메라(370)의 보호를 위한 투명의 광투과부재(371)가 배치되고, 광투과부재(371)의 전방에는 광투과부재(371)의 청소를 위한 와이퍼(380)가 배치된다.
와이퍼(380)를 구동하는 구동 모터(381)는 베이스 부재(310)의 측면에 배치된다.
이상과 같은 구성을 가지는 접속 장치(300)가 탄 적치대(210)에 접근하여, 정렬 부재(330)의 삽입부(331a)가 정렬 기준홈(212)에 삽입되면, 제1 센서(340), 제2 센서(350) 및 제3 센서(360)로부터 데이터를 얻을 수 있게 된다. 그렇게 얻은 데이터는 탄약 운반 차량(100)에 대한 자주포(200)의 상대 위치 및 방향을 계측하는데 사용됨으로써, 탄을 컨베이어 시스템(120)에서 적재구(211)로 자동 이송시킬 수 있는 기초 자료가 된다.
이하, 도 9 내지 도 12를 참조하여, 본 실시예에 따른 접속 장치(300)로 탄 적치대(210)의 위치를 계측하여, 탄 공급을 수행하는 과정을 설명한다.
도 9 내지 도 12는 본 실시예에 따른 접속 장치를 사용하여 탄 적치대의 위치를 계측하는 방법을 설명하기 위한 개략적인 도면들이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 탄 적치대(210)에는 22개의 적재구(211)가 배치되어 있으며(각 적재구에 1~22의 번호가 부여되어 있다), 각 적재구(211)의 좌측 하단에는 해당 적재구(211)와 관련된 정렬 기준홈(212)이 배치된다. 또한, 설명을 위해 탄 적치대(210)는 탄약 운반 차량(100)에 대해 X축을 중심으로 θx로 기울어져 있는 것으로 가정한다.
본 실시예에 따른 탄 적치대(210)에는 22개의 적재구(211)를 구비하고 있으나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명의 탄 적치대의 적재구의 개수에는 특별한 제한이 없으며, 설계에 따라, 22개 미만의 적재구 또는 22개 초과의 적재구도 본 발명에 적용될 수 있음은 물론이다.
본 실시예에 따른 각 정렬 기준홈(212)은 해당 적재구(211)의 좌측 하단에 배치되어 있으나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명의 정렬 기준홈과 적재구의 상호 위치는 컨베이어 시스템(120)과 접속 장치(300)의 상호 위치와 관련이 있으며, 그에 대한 특별한 제한은 없다. 다만, 모든 적재구에 대해 정렬 기준홈의 상호 위치를 통일적으로 정하는 것이 탄 공급을 위한 제어 시 유리하게 된다.
본 실시예에서는 4발의 탄을 공급하는 경우를 예를 들어 설명한다.
먼저, 3발의 탄이 공급되는 경우를 설명한다.
탄 공급량이 1발부터 3발까지의 경우에는 운용자가 수동으로 접속 장치(300)의 삽입부(331a)를 탄 적치대(210)의 정렬 기준홈(212)에 끼워, 컨베이어 시스템(120)의 위치를 조정하여, 수동으로 탄을 탄 적치대(210)의 각 적재구(211)에 적재하게 된다.
여기서, 전술한 바와 같이, 각 적재구(211)의 좌측 하단에 위치한 정렬 기준홈(212)이 각 적재구(211)에 관련된 기준홈이 된다. 즉, 운용자가 탄을 적재하기 위해서는 각 적재구(211)의 좌측 하단에 위치한 정렬 기준홈(212)에 삽입부(331a)를 넣은 후, 컨베이어 시스템(120)의 단부(121)를 해당 적재구(211)에 밀착시키고, 탄을 공급하게 된다.
이상과 같이, 3발의 탄 공급이 수행되는 과정에서 3개의 정렬 기준홈(212)에 삽입부(331a)를 접촉시켰기 때문에, 탄 적치대(210)의 위치가 계측된다. 즉, 삽입부(331a)가 3개의 정렬 기준홈(212)에 끼워짐으로써 얻어지는 9개의 데이터, 즉, 각 정렬 기준홈(212) 당 얻어지는 제1 센서(340), 제2 센서(350) 및 제3 센서(360)의 기준 위치 데이터로 탄약 운반 차량에 대한 탄 적치대(210)의 상대 위치를 자동으로 파악할 수 있게 된다. 여기서, 기준 데이터를 얻는 3개의 정렬 기준홈(212)을 결정하는 기준은 특별히 없으며, 운용자의 마음대로 탄을 적재하고자 하는 3개의 적재구(211)를 결정하여 3개의 정렬 기준홈(212)을 결정할 수 있다.
이상과 같이 계측된 3개의 정렬 기준홈(212)과 관련된 9개의 기준 위치 데이터를 기초로 하여, 4번째 탄이 적재될 적재구에 해당하는 정렬 기준홈의 위치를 결정하게 되는데, 이하 그 자세한 방법을 설명한다.
도 9에 도시된 바와 같이, 탄 적치대(210)는 탄약 운반 차량(100)에 대하여 X축을 기준으로 소정의 각도 θx로 기울어져 있다. 여기서, Po는 탄약 운반 차량(100)의 컨베이어 시스템(120)의 위치이다. 또한, 측정된 3개의 정렬 기준홈(212)을 각각 점 P1, P2, P3로 명명하고, 다음 목표의 정렬 기준홈(212)의 위치를 점 P4라고 명명한다. 여기서, P4의 정렬 기준홈에 대응되는 적재구(211)의 번호는 22이며, 아래의 수학적 연산에 의해 점 P4의 위치가 결정되면, 번호 22의 적재구(211)에 4번째 탄이 적재되게 된다.
도 10에 도시된 바와 같이, 탄약 운반 차량(100)에 대하여 X축을 기준으로 한 탄 적치대(210)의 기울어진 각도 θx는 다음의 수학식 1 내지 3에서 구할 수 있다.
Figure 112008049855788-pat00001
여기서, ∥uIp2∥는 탄 적치대(210)가 탄약 운반 차량(100)에 대하여 기울어지지 않았을 경우에 구해지는 P2 점과 P1 점 사이의 벡터 길이(norm)이다.
Figure 112008049855788-pat00002
여기서, ∥uAp2∥는 실제로 측정된 P2 점과 P1 점 사이의 벡터 길이이다.
Figure 112008049855788-pat00003
그 다음, 도 11에 도시된 바와 같이, 점 P1을 중심으로 좌표축을 θx만큼 회전시켜 새로운 가상의 기준점 Q2 및 Q3을 구한다. 도 11에서, Lh와 Lv는 설계 시에 결정된 도면상의 길이로서, 각각 정렬 기준홈(212)들 사이의 가로 길이, 세로 길이에 해당된다.
가상의 기준점 Q2 및 Q3를 구하기 위해서는 다음의 수학식 4가 사용된다.
Figure 112008049855788-pat00004
Figure 112008049855788-pat00005
여기서,
Figure 112008049855788-pat00006
,
Figure 112008049855788-pat00007
이고,
Figure 112008049855788-pat00008
이며, Ax는 Pitch-Yaw-Roll Euler Angle 중에서, X축 회전에 관한 항을 나타낸 것이다.
상기와 같이 수학식 4에 의해 Q2 및 Q3를 구한 후에는, 도 12에 도시된 바와 같이, 실선 S를 따라 움직이는 수평 이동량 Q4를 구하고, 구한 Q4를 사용하여 P4의 값을 구한다. 수평 이동량 Q4와 P4 값은 다음의 수학식 5 및 6에 의해 구해진다.
Figure 112008049855788-pat00009
여기서, Dh=-3이며, Dh는 점 P1 기준 수평 이동량이다.
Figure 112008049855788-pat00010
여기서, DV=-1이며, DV는 점 P1 기준 수직 이동량이고,
Figure 112008049855788-pat00011
이다. 여기서, ∥P1-Q3∥는 벡터 길이이다.
이상과 같이, 위의 과정을 통해, 탄약 운반 차량(100)의 좌표 기준점으로부터 P4 점을 구할 수 있고, 동일한 방식으로 탄 적치대(210)의 나머지 정렬 기준홈(212)들의 위치를 모두 파악할 수 있다.
그러한 방식으로 P4 점의 위치를 파악하게 되면, 운영자는 제어 시스템(미도시)을 사용하여, 4번째 탄이 적재될 적재구(211)(적재구 번호 22)에 컨베이어 시스템(120)을 밀착시켜 4번째 탄을 적재하게 된다.
여기서, 컨베이어 시스템(120)을 각 적재구(211)에 이동하는데 있어, 적재구(211)에 이미 적재된 탄에 의한 걸림 현상을 고려하여야 한다. 이를 위해, 컨베이어 시스템(120)의 궤적은, 3차 이상의 궤적 다항식을 사용한 blend 영역을 포함한 U형 컨베어 궤적을 취하여야 부드러운 이동을 구현할 수 있게 된다.
이상과 같은 방식으로, 탄 적치대(210)의 나머지 정렬 기준홈(212)들의 위치를 모두 결정할 수 있고, 그렇게 되면, 5번째 탄 이후의 탄들도 동일한 방식으로 적재구(211)에 적재할 수 있게 된다. 즉, 모든 적재구(211)의 위치가 계산될 수 있으므로, 컨베이어 시스템(120)을 자동 제어 방식으로 각 적재구(211)에 위치시켜 탄을 공급시킬 수 있는 것이다.
이상과 같이, 본 실시예의 탄약 운반 차량(100)의 접속 장치(300)를 사용하게 되면, 탄 공급을 용이하게 자동화할 수 있는 장점이 있다. 즉, 3개의 정렬기준홈(212)에 정렬 부재(330)를 접속시키는 것만으로 탄약 운반 차량(100)에 대한 탄 적치대(210)의 상대위치를 결정할 수 있는 장점이 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예들을 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 접속 장치가 장착되는 탄약 운반 차량과, 상기 탄약 운반 차량으로부터 탄을 공급받는 자주포 및 자주포의 탄 적치대의 개략적인 모습을 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 관한 접속 장치를 후방에서 본 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 관한 접속 장치를 전방에서 본 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 관한 접속 장치의 부분 중 카메라와 와이퍼를 제거한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 관한 접속 장치의 부분 중 슬라이딩 부재와 정렬 부재를 도시한 확대 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 관한 정렬 부재의 보조 복귀부와 베이스 부재의 접촉부 가이드의 부분을 확대하여 도시한 부분 절개 사시도이다.
도 7a 및 도 7b는 보조 복귀부를 이용하여, 정렬 부재가 초기 위치로의 복귀 작용이 이루어지는 모습을 도시한 개략적인 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 관한 카메라와 광투과부재를 도시한 분해 사시도이다.
도 9 내지 도 12는 본 실시예에 따른 접속 장치를 사용하여 탄 적치대의 위치를 계측하는 방법을 설명하기 위한 개략적인 도면들이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100: 탄약 운반 차량 110: 탄 저장부
120: 컨베이어 시스템 200: 자주포
210: 탄 적치대 211: 적재구
212: 정렬 기준홈 300: 접속 장치
310: 베이스 부재 311: 제1 지지부
312: 제2 지지부 312a: 접촉부 가이드부
312a_1: 가이드 홈 313: 제3 지지부
320: 슬라이딩 부재 323: 제2 탄성부재
330: 정렬 부재 331: 제1봉
331a: 삽입부 332: 제2봉
333: 복귀부 333a, 333b: 제1 탄성부재
334: 보조 복귀부 334a: 접촉부
340: 제1 센서 350: 제2 센서
360: 제3 센서 361: 작용부
370: 카메라 371: 광투과부재
380: 와이퍼 381: 구동 모터

Claims (19)

  1. 탄약 운반 차량에 대한 자주포의 탄 적치대의 상대 위치를 계측하는 상기 탄약 운반 차량의 접속 장치에 있어서,
    베이스 부재;
    상기 베이스 부재에 슬라이딩되도록 장착되는 슬라이딩 부재;
    일부가 상기 슬라이딩 부재에 장착되며, 타부는 상기 탄약 적치대의 정렬 기준홈에 끼워질 수 있는 정렬 부재;
    일부가 상기 슬라이딩 부재에 장착되고, 타부는 상기 정렬 부재에 장착되어, 상기 정렬 부재의 회전 움직임을 측정하는 제1 센서 및 제2 센서; 및
    일부가 상기 슬라이딩 부재에 장착되고, 타부는 상기 베이스 부재에 장착되어, 상기 슬라이딩 부재의 직선 이동량을 측정하는 제3 센서를 포함하는 탄약 운반 차량의 접속 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 베이스 부재는 상기 슬라이딩 부재가 직선으로 슬라이딩될 수 있도록 가이드부를 구비하는 탄약 운반 차량의 접속 장치.
  3. 청구항 3은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제1항에 있어서,
    상기 정렬 부재는 봉의 형상을 포함하는 탄약 운반 차량의 접속 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 정렬 부재는 상기 정렬 부재의 초기 위치 복귀를 위한 복귀부를 포함하는 탄약 운반 차량의 접속 장치.
  5. 청구항 5은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제4항에 있어서,
    상기 복귀부는 적어도 하나의 제1 탄성부재에 의해 상기 슬라이딩 부재와 결합되는 탄약 운반 차량의 접속 장치.
  6. 청구항 6은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제5항에 있어서,
    상기 제1 탄성부재는 원통 코일 스프링인 탄약 운반 차량의 접속 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 정렬 부재는 상기 정렬 부재의 초기 위치 복귀를 위한 보조 복귀부를 포함하는 탄약 운반 차량의 접속 장치.
  8. 청구항 8은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제7항에 있어서,
    상기 보조 복귀부는 롤러 형상의 접촉부를 구비하고, 상기 베이스 부재에는 상기 접촉부를 가이드하는 접촉부 가이드부가 형성되는 탄약 운반 차량의 접속 장치.
  9. 청구항 9은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제8항에 있어서,
    상기 접촉부 가이드부는 반구 형상의 가이드 홈을 포함하고, 상기 접촉부가 상기 가이드 홈의 내면에 접촉하여 상기 가이드 홈의 안쪽으로 움직이게 되면, 상기 접촉부는 상기 접촉부 가이드부의 중앙으로 이동하는 탄약 운반 차량의 접속 장치.
  10. 청구항 10은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제7항에 있어서,
    상기 제1 센서 및 상기 제2 센서의 타부들은 상기 보조 복귀부에 장착되는 탄약 운반 차량의 접속 장치.
  11. 청구항 11은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제1항에 있어서,
    상기 정렬 부재는 상기 슬라이딩 부재에 유니버설 커플링 구조로 장착되는 탄약 운반 차량의 접속 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제1 센서 및 상기 제2 센서는 상기 슬라이딩 부재에 유니버설 커플링 구조로 장착되는 탄약 운반 차량의 접속 장치.
  13. 청구항 13은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제1항에 있어서,
  14. 제1항에 있어서,
    상기 정렬 부재의 삽입부의 위치를 확인할 수 있도록, 상기 베이스 부재의 부분 중 상기 탄 적치대와 마주보는 부분에는 카메라가 설치되는 탄약 운반 차량의 접속 장치.
  15. 청구항 15은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제1항에 있어서,
    상기 카메라의 전방에는 광투과부재가 배치되고, 상기 광투과판의 전방에는 상기 광투과부재의 청소를 위한 와이퍼가 배치되는 탄약 운반 차량의 접속 장치.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 슬라이딩 부재를 초기 위치로 복귀시키기 위한 제2 탄성부재가 설치되는 탄약 운반 차량의 접속 장치.
  17. 청구항 17은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제16항에 있어서,
    상기 제2 탄성 부재의 일단은 상기 제3 센서에 장착되고, 상기 제2 탄성부재의 타단은 상기 베이스 부재에 장착되는 탄약 운반 차량의 접속 장치.
  18. 청구항 18은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    상기 제2 탄성부재는 원통 코일 스프링인 탄약 운반 차량의 접속 장치.
  19. 청구항 19은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제1항에 있어서,
    상기 정렬 기준홈들 중 3개의 정렬 기준홈들과 상기 정렬 부재와의 접속에 의하여, 상기 제1 센서, 상기 제2 센서 및 상기 제3 센서에서 얻어지는 데이터들을 사용함으로써, 상기 탄약 운반 차량에 대한 상기 탄 적치대의 상대 위치를 계측할 수 있는 탄약 운반 차량의 접속 장치.
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