KR101331861B1 - 발사 플랫폼의 유압식 수평 제어장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수평 제어장치에 관한 것으로 특히 차량 및 발사 플랫폼의 수평을 제어하기 위한 유압식 수평제어장치로서, 유압 동력을 발생하는 유압 동력장치와; 발사 플랫폼의 전방, 중앙, 후방의 양 측면에 장착되어 발사 플랫폼을 지지 및 이동시키는 지지잭과; 상기 지지잭에 대응되도록 위치하여, 상기 지지잭의 작동상태 판단 및 지지잭의 움직임을 제어하는 지지잭용 유압다지관과; 상기 발사 플랫폼의 전방 및 후방에 장착되어 전방 및 후방측의 기울기 상태를 출력하는 전방 및 후방 울기센서 상자와; 상기 두 기울기센서 상자에서 출력되는 신호를 근거로 발사 플랫폼의 기울기 및 변형상태를 예측하고, 상기 지지잭용 유압다지관을 제어하여 각 지지잭의 수평제어를 수행하는 주 제어기;를 포함한다.

Description

발사 플랫폼의 유압식 수평 제어장치{HYDRAULIC HORIZONALITY CONTROL METHOD OF LAUNCH PLATFORM}
본 발명은 수평 제어장치에 관한 것으로 특히 차량 및 발사 플랫폼의 수평을 제어하기 위한 유압식 수평 제어장치에 관한 것이다.
차량 및 발사 플랫폼의 수평을 제어하기 위하여 사용되는 수평 제어장치 즉, 하중 지지용 잭은 크게 유압식과 전기식으로 구분된다.
그 중에서 전기식의 하중 지지용 잭은 구동 소음이 작을 뿐만 아니라 유지보수가 간편하며 잭의 이동 속도 및 거리등에 대한 정보를 정확하게 알 수 있는 장점이 있지만, 단위 무게당 출력되는 힘의 크기가 작고 시스템 구성이 복합한 단점이 있다. 반면에 유압 실린더를 이용한 유압식 하중 지지용잭은 누유((漏油))에 의한 오염과 잭의 이동속도 및 거리등에 대한 정보를 얻기 어려운 단점이 있지만, 단위 무게당 출력되는 힘의 크기가 매우 크고, 구조가 단순한 장점이 있어 지상 구조물 작업 및 토목공사등과 같이 작업환경이 열악한 곳에서 널리 사용되고 있다.
종래에는 차량 및 발사 플랫폼의 수평을 제어할 경우 운용자가 직접 하중 지지용 잭을 작동시키면서 육안으로 지지잭의 지면착지 여부를 확인해야 했다. 이 경우 일반 지역에서는 아무런 문제가 없지만 화생방 또는 원자력 오염지역과 같은 곳에서 운용자가 차량에서 내려 수동방식으로 지지잭의 착지작업을 수행하는 것은 운용자의 생명을 위협하는 일이 될 수 있다.
또한 종래에는 발사 플랫폼이 강성이 매우 높은 단단한 구조물인 경우에는 하나의 기울기 센서 상자를 사용하더라도 발사 플랫폼의 기울기 상태를 정확히 판단할 수 있었다. 그러나 강성이 크지 않아 구조물의 탄성 변형 및 비틀림이 발생되는 발사 플랫폼의 경우에는 한 개의 기울기 센서상자를 사용해서는 발사 플랫폼의 기울기 상태를 정확이 판단할 수 없는 단점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 발사 플랫폼의 구조물 탄성변형 및 비틀림이 발생하기 쉬운 대형 발사 플랫폼의 수평 정밀도 향상 및 구조물의 탄성변형 보완이 가능한 발사 플랫폼의 유압식 수평 제어장치를 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 발사 플랫폼의 유압식 수평제어장치는, 유압 동력을 발생하는 유압 동력장치와; 발사 플랫폼의 전방, 중앙, 후방의 양 측면에 장착되어 발사 플랫폼을 지지 및 이동시키는 지지잭과; 상기 지지잭에 대응되도록 위치하여, 상기 지지잭의 작동상태 판단 및 지지잭의 움직임을 제어하는 지지잭용 유압다지관과; 상기 발사 플랫폼의 전방 및 후방에 장착되어 전방 및 후방측의 기울기 상태를 출력하는 전방 및 후방 울기센서 상자와; 상기 두 기울기센서 상자에서 출력되는 신호를 근거로 발사 플랫폼의 기울기 및 변형상태를 예측하고, 상기 지지잭용 유압다지관을 제어하여 각 지지잭의 수평제어를 수행하는 주 제어기;를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 발사 플랫폼의 유압식 수평제어장치는 발사 플랫폼의 전방 및 후방에 기울기센서 상자를 구비하고, 유압 지지잭의 정밀한 구동 및 상태를 감지하기 위하여 지지잭용 유압다지관내에 유량 제어밸브와 전기식 차단밸브로 구성된 유압회로를 포함함으로써 발사 플랫폼의 수평 정밀도를 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 지지잭 작동시 유량 제어밸브와 지지잭 사이에 형성되는 압력을 우회용 차단밸브를 통해 제거하여 지지잭의 지면착지 여부 및 지지하중의 크기를 정확하게 감지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예 따른 발사 플랫폼의 유압식 수평제어장치의 개략도.
도 2는 지지잭용 유압다지관의 유압회로와 수축 완료시 압력센서의 출력 특성을 나타낸 도면.
본 발명에 따른 유압식 수평제어장치는 발사 플랫 폼뿐만 아니라 트레일러, 대형트럭 및 이동주택 차량 등과 같은 다양한 차량에 적용될 수 있다.
본 발명은 발사 플랫폼의 전자동 수평제어를 구현하기 위해 필수적인 유압 지지잭의 정밀한 구동 및 상태를 감지하기 위하여 1개의 유량 제어밸브와 3개의 전기식 차단밸브로 구성된 유압회로를 구성하였다.
상기 유압회로의 사용을 통해 본 발명은 유압 지지잭의 정밀한 작동이 가능하며, 장시간 동안의 외부하중에 대해서도 지지잭의 수축을 방지할 수 있다. 또한 지지잭 작동시 유량 제어밸브와 지지잭 사이에 형성되는 압력을 우회용 차단밸브를 통해 제거하여 지지잭의 지면착지 여부 및 지지하중의 크기를 정확하게 감지할 수 있으며, 지지잭의 수축작동 완료상태를 정확히 감지할 수 있다.
또한 본 발명은 플랫폼의 전/후방에 장착된 두 개의 기울기 센서상자를 사용하여 발사플랫폼 구조물의 탄성변형 및 지면기울기 상태를 정확히 파악할 수 있으며, 이를 통해 대형 발사플랫폼의 비틀림 및 정적 처짐량을 보상할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 발사 플랫폼의 유압식 수평제어장치의 개략도이다.
도 1에 도시된 바와같이 본 발명에 따른 발사 플랫폼의 유압식 수평제어장치는 지지잭(1, 2, 3, 4, 5, 6), 지지잭용 유압다지관(7, 8, 9, 10, 11, 12), 유압 동력장치(15), 전방 및 기울기 센서 상자(13, 14) 및 주 제어기(16)로 구성된다.
상기 지지잭(1, 2, 3, 4, 5, 6)은 단위 무게당 출력되는 힘의 크기가 매우 크고 구성이 간단한 유압식을 사용한다. 상기 지지잭((1, 2, 3, 4, 5, 6)은 발사 플랫폼(20)의 전방, 후방 및 중앙에 고정된다. 상기 고정된 6개의 지지잭(1, 2, 3, 4, 5, 6)은 유압 동력장치(15)에서 공급되는 유압유의 동력에 의해 구동되어 발사 플랫폼(20)을 지지하고 원하는 위치로 이동시켜주는 역할을 한다.
지지잭 유압다지관(7, 8, 9, 10, 11, 12)은 지지잭((1, 2, 3, 4, 5, 6)에 공급되는 유압유의 양과 방향을 전기적 신호에 의해서 조절할 수 있는 유량제어밸브와 유압유의 흐름을 통제할 수 있는 차단밸브 및 지지잭(1, 2, 3, 4, 5, 6)의 지면착지 여부, 수축작동 완료 및 지지하중의 크기를 측정할 수 있는 압력센서가 장착되어 있어, 상기 지지잭(1, 2, 3, 4, 5, 6)의 움직임을 제어하는 역할을 한다.
상기 발사 플랫폼(20)의 전방 및 후방에 장착된 기울기센서 상자(13, 14)는 장착된 부위의 기울기 상태를 출력한다. 따라서, 2개의 기울기센서 상자(13, 14)에서 감지된 기울기 정보를 비교함으로써 발사 플랫폼(20) 의 지면 기울기 및 구조물의 변형상태를 정확히 판단할 수 있다.
주 제어기(16)는 2개의 기울기센서 상자(13, 14)에서 출력된 기울기 정보를 입력받아 탑재된 수평제어 알고리즘에 의해 발사 플랫폼(20)의 전자동 수평제어를 구현한다.
이와같이 구성된 본 발명에 따른 발사 플랫폼의 유압식 수평제어장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.
도 1에 도시된 바와같이, 발사 플랫폼(20)의 전/후방에 부착된 두 개의 기울기센서 상자(13, 14)에는 일정 방향으로 롤(roll)/피치(pitch)각도를 측정할 수 있는 기울기 센서가 각각 2개씩 부착되어 있다.
상기 2개의 기울기센서 상자(13, 14)에서 출력되는 롤과 피치각도의 크기와 방향이 동일하면 발사 플랫폼(20)은 일정한 기울기를 가진 지면에 구조적 변형이 없이 안착되었음을 의미한다.
그런데, 2개의 기울기센서 상자(13, 14)에서 출력되는 피치 각도의 크기와 방향은 동일하지만 롤 각도의 크기와 방향이 다르면 발사 플랫폼(20)이 비틀어져 있다는 것을 의미한다. 또한, 2개의 기울기센서 상자(13, 14)에서 출력되는 롤 각도의 크기와 방향이 동일하지만 피치각도의 크기와 방향이 다르면 발사 플랫폼(20)이 굽힘 변형되어 있다는 것을 의미한다.
따라서 본 발명은 기울기센서 상자(13, 14)의 출력 특성을 이용하여 발사 플랫폼(20)의 구조적 변형 및 지면 기울기를 정확히 판단할 수 있다. 만약 발사 플랫폼(20)이 비틀려 있는 경우에는 전방에 장착된 좌/우의 지지잭(1,2)을 조절하여 비틀림을 보상하고, 발사 플랫폼(20)이 탑재하중에 의해 정적 처짐이 발생된 경우에는 중앙에 장착된 두 개의 지지잭(5, 6)을 조절하여 처짐량을 보상한다.
이하 발사 플랫폼(20)의 수평제어방법을 보다 상세히 설명한다.
발사 플랫폼(20)의 수평제어를 수행하기 위해서는 먼저 지지잭(1, 2, 3, 4, 5, 6)이 일정한 크기의 하중을 지지하면서 발사 플랫폼(20)을 지면에 단단히 밀착시켜야 한다. 상기 지지잭(1, 2, 3, 4, 5, 6)의 지면착지 여부와 지지하중의 크기는 지지잭용 유압다지관(7, 8, 9, 10, 11, 12)에 부착된 압력센서의 출력신호를 통해 확인한다.
도 2는 지지잭용 유압다지관의 유압회로와 수축 완료시 압력센서의 출력 특성을 나타낸다.
지지잭(1, 2, 3, 4, 5, 6)의 지면착지와 하중의 크기를 측정하기 위한 압력센서(26)는 지지잭의 확장라인 즉, 지지잭이 지면방향으로 움직이는 배관(A)에 부착된다.
도 2에서 유량제어밸브(21)는 주 제어기의 제어에 따라 유압동력장치로부터 공급되는 유압유의 양과 방향을 조절하여 지지잭으로 공급하거나 또는 지지잭으로부터 배출시킨다. 이때 P는 유압유의 공급배관이고, R은 유압유의 배출배관을 나타낸다.
본 발명은 지지잭을 수축 또는 확장시키기 위하여 유량제어밸브(21) 및 차단밸브(22,23)를 제어하여 유압유의 양과 방향을 조절한다. 즉, 지지잭을 수축할 경우(이동을 위해)에는 유압유를 배관(P)→유량제어밸브(21)→차단밸브(23)→배관(B)→지지잭(JU)→지지잭(JD)→배관(A)→차단밸브(22)→유량제어밸브(21)→배관(R)로 인가한다.
반면에 지지잭을 지면착지를 위해 지지잭을 확장할 경우에는 유압유를 배관(P)→유량제어밸브(21)→차단밸브(22)→배관(A)→지지잭(JD)→지지잭(JU)→배관(B)→차단밸브(23)→유량제어밸브(21)→배관(R)로 인가한다.
상기 지지잭이 지면에 착지되면 지지잭 내부압력이 상승되기 때문에 상기 유압유가 흐르는 유량제어밸브(21)와 지지잭의 배관(A)사이에 설치된 압력센서(26)는 착지와 지지하중의 크기를 감지하게 된다. 그런데, 지지잭이 지면에 착지되면 유량제어밸브(21)와 차단밸브(22,23)사이에는 작동압력이 발생되기 때문에 상기 압력센서(26)는 실제 지지잭이 지지하는 하중보다 큰 값을 출력한다.
이러한 현상을 개선하기 위해서 유압회로에서 지지잭의 배관(B)과 배출배관(R)사이에 병렬로 연결된 배관(C)에 차단밸브(24)를 추가로 배치하여, 지지잭 착지작동시 유량제어밸브(21)와 차단밸브(22,24)를 작동시켜 지지잭 내부에 존재하는 압력을 상기 차단밸브(24)를 통해 배출배관(R)으로 배출함으로써 정확한 지지잭의 착지여부와 지지하중의 크기를 얻을 수 있다.
지면착지 완료된 발사 플랫폼(20)의 이동을 위해서 지지잭((1, 2, 3, 4, 5, 6)을 완전히 수축시킬 경우에는 유량제어밸브(21)과 차단밸브(22,23)을 열면, 압력센서(26)가 부착된 배관의 압력은 지지잭의 움직임에 비례하여 압력을 유지하다가 수축완료가 되면 압력이 완전히 사라지기 때문에 수축작동 완료 상태를 정확히 판단할 수 있다. 따라서 지지잭(1, 2, 3, 4, 5, 6)의 수축완료를 확인하기 위한 별도의 센서장착이 필요없다.
또한, 본 발명은 수동운용 배관을 없애기 위해서 주운용 배관만을 유압동력 발생장치와 지지잭용 유압다지관(7, 8, 9, 10, 11, 12)에 연결하고, 다지관 내부에 수동밸브(25)를 사용하여 유압 동력원으로부터 지지잭용 유압다지관에 연결되어야만 하는 수동운용 유압배관을 없앴다. 즉, 유량제어밸브(21)와 차단밸브(22~24)가 모두 고장난 경우 유압유는 공급배관(P)→수동밸드(25)→배관(B)→지지잭(JU)→지지잭(JD)→배관(A)→수동밸드(25)→배출배관(R)으로 출력되도록 한다.
상기와 같이 설명된 발사 플랫폼의 유압식 수평제어장치는 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
1 : 전방 우측 지지잭 2 : 전방 좌측 지지잭
3 : 후방 좌측 지지잭 4 : 후방 우측 지지잭
5 : 중앙 우측 지지잭 6 : 중앙 좌측 지지잭
7 : 전방 우측 지지잭용 유압다지관 8 : 전방 좌측 지지잭용 유압다지관
9 : 후방 좌측 지지잭용 유압다지관 10 : 후방 우측 지지잭용 유압다지관
11 : 중앙 우측 지지잭용 유압다지관 12 : 중앙 좌측 지지잭용 유압다지관
13 : 전방 기울기센서 상자 14 : 후방 기울기센서 상자
15 : 유압동력장치 16 : 주제어기
20 : 발사플랫폼

Claims (7)

  1. 유압 동력을 발생하는 유압 동력장치와;
    발사 플랫폼의 전방, 중앙, 후방의 양 측면에 장착되어 발사 플랫폼을 지지하고 유압동력장치에서 공급된 유압유의 동력에 따라 구동되는 지지잭과;
    상기 지지잭의 작동상태 판단 및 각 지지잭의 움직임을 제어하는 지지잭용 유압다지관과;
    상기 발사 플랫폼의 전방 및 후방에 장착되어 전방 및 후방측 롤측, 피치축 기울기 상태를 출력하는 전방 및 후방 기울기센서 상자와;
    상기 전방 및 후방 기울기센서 상자의 기울기 정보를 근거로 발사 플랫폼의 기울기 및 변형상태를 예측한 후 지지잭용 유압다지관을 제어하여 각 지지잭의 수평제어를 수행하는 주 제어기;를 포함하며,
    상기 지지잭용 유압다지관은
    주 제어기의 제어에 따라 유압동력장치로부터 공급배관을 통해 지지잭의 일측 배관으로 공급되어 지지잭의 타측 배관을 통해 배출배관으로 배출되는 유압유의 양과 방향을 조절하는 유량제어밸브와;
    상기 유량제어밸브와 지지잭의 일측 및 타측 배관에 각각 위치하여 상기 지지잭으로 유입 및 유출되는 유압유의 흐름을 통제하는 제1,제2차단밸브와;
    상기 제1차단밸브와 지지잭의 일측 배관사이에 설치되어 지지잭 확장 또는 수축시 지지잭 내부압력을 감지하여 지지잭의 지면착지 여부, 수축작동 완료 및 지지하중의 크기를 측정하는 압력센서;와
    상기 지지잭의 타측 배관과 상기 유량제어밸브의 배출배관사이에 병렬로 연결된 배관에 위치하여, 지지잭 착지 작동시 지지잭 내부의 압력을 상기 배출배관으로 배출하는 제3차단밸브;로 구성된 것을 특징으로 하는 발사 플랫폼의 유압식 수평제어장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 지지잭의 일측 배관과 유량 제어밸브의 배출배관사이에 병렬로 연결된 배관 그리고 지지잭의 타측 배관과 유량 제어밸브의 공급배관사이에 병렬로 연결된 배관에 각각 수동밸브를 설치하여, 유압 동력장치로부터 유압 다지관에 연결되어야 하는 수동운용 유압배관을 없앤 것을 특징으로 하는 발사 플랫폼의 유압식 수평제어장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 주 제어기는
    기울기센서 상자의 출력 특성을 이용하여 발사 플랫폼의 구조적 변형 및 지면 기울기를 판단하고, 발사 플랫폼이 비틀려 있는 경우에는 전방에 장착된 좌/우의 지지잭을 조절하여 비틀림을 보상하고, 발사 플랫폼이 탑재하중에 의해 정적 처짐이 발생된 경우에는 중앙에 장착된 2개의 지지잭을 조절하여 처짐량을 보상하는 것을 특징으로 하는 발사 플랫폼의 유압식 수평제어장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 주 제어기는
    지지잭 착지 작동시 유량 제어밸브와 제1,제3차단밸브를 작동시켜 상기 지지잭 내부에 존재하는 압력을 제3차단밸브를 통해 배출배관으로 배출하는 것을 특징으로 하는 발사 플랫폼의 유압식 수평제어장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 유압유는
    지지잭의 착지(확장)시에는 유량 제어밸브의 공급배관, 제1차단밸브, 지지잭의 일측 배관, 지지잭, 지지잭의 타측 배관, 제2차단밸브를 통해 유량 제어밸브의 배출배관을 통해 흐르고,
    지지잭의 수축시에는 유량 제어밸브의 공급배관, 제2차단밸브, 지지잭의 타측 배관, 지지잭, 지지잭의 일측 배관, 제1차단밸브를 통해 유량 제어밸브의 배출배관을 통해 흐르는 것을 특징으로 하는 발사 플랫폼의 유압식 수평제어장치.
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