KR101361930B1 - Attachement device for mounting accelerometer on irregular shaped surfaces - Google Patents

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KR101361930B1
KR101361930B1 KR1020130002262A KR20130002262A KR101361930B1 KR 101361930 B1 KR101361930 B1 KR 101361930B1 KR 1020130002262 A KR1020130002262 A KR 1020130002262A KR 20130002262 A KR20130002262 A KR 20130002262A KR 101361930 B1 KR101361930 B1 KR 101361930B1
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atypical
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spherical
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이승재
이병렬
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한국기술교육대학교 산학협력단
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Abstract

The present invention relates to an accelerometer attachment device and more specifically, to an accelerometer attachment device for installation on an uneven surface capable of installing an accelerometer horizontally to the ground on a curved surface, a stepped surface or an inclined surface such as the inner circumferential surface of a tunnel and the floor surface of a bridge. The accelerometer attachment device for installation on an uneven surface according to the embodiment of the present invention includes: an accelerometer housing which includes a rectangular container unit, which is open downward and has an accommodation compartment for accommodating an accelerometer, and a base plate which forms the floor of the rectangular container unit; a plurality of pivot bolts one ends of which are combined to the base plate of the accelerometer housing; and support legs which are combined to balls on the other ends of the pivot bolts in a way a spheric motion is available and which are mounted onto the uneven surface.

Description

비정형면 설치용 가속도계 취부장치{Attachement device for mounting accelerometer on irregular shaped surfaces}Attachment device for mounting accelerometer on irregular shaped surfaces}

본 발명은 가속도계 취부장치에 관한 것으로, 특히 터널의 내주면, 교량의 바닥면 등의 하면곡면, 단차면 또는 경사면에 가속도계를 지면에 대해 수평하게 상향작업으로 설치할 수 있도록 한 비정형면 설치용 가속도계 취부장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an accelerometer mounting apparatus, and more particularly, to an accelerometer mounting apparatus for atypical surface installation in which an accelerometer can be installed horizontally upwardly with respect to the ground on a lower curved surface, a step surface or an inclined surface such as an inner circumferential surface of a tunnel, a bottom surface of a bridge, and the like. It is about.

가속도계는 대상 동체의 운동에 따른 진자의 힘을 스프링 변위량으로 연속적으로 측정해 냄으로써 가속도 값을 얻는 기계식 가속도계, 진자의 작은 변위량을 압전소자로 측정해내는 서보형 가속도계, 압전소자로 탄성, 강도 등 기계적 성질이 우수한 실리콘을 이용한 실리콘 가속도계가 알려져 있다.Accelerometers are mechanical accelerometers that measure acceleration by continuously measuring the force of the pendulum according to the body's motion as spring displacements, servo-type accelerometers that measure small displacements of pendulums with piezoelectric elements, and mechanical properties such as elasticity and strength with piezoelectric elements. A silicon accelerometer using this excellent silicon is known.

따라서 가속도계는 가속도, 진동, 충격 등의 동적 힘을 감지하여 구조체의 동적 특성이나 내하력 특성을 얻거나 각종 제어시스템에 활용된다.Therefore, the accelerometer detects dynamic forces such as acceleration, vibration, shock, etc. to obtain dynamic or load-bearing characteristics of the structure or is used in various control systems.

한편, 터널이나 교량의 경우 손상이나 결함은 정밀안전진단을 통하여 구조물의 건전도와 내하력을 평가하여 보수, 보강 여부를 판단한다. 일반적으로 현재 수행되고 있는 평가실험은 구조물에 설치된 각종 계측장비를 통해 구조물의 변형률과 처짐, 진동수 같은 응답들을 획득한다.On the other hand, in the case of tunnels or bridges, damages or defects are evaluated by the precision safety diagnosis to determine the repair and reinforcement by evaluating the soundness and load capacity of the structure. In general, evaluation experiments are currently performed to obtain responses such as strain, deflection, and frequency of structures through various measuring equipment installed in the structure.

그런데, 가속도계를 터널이나 교량 하부에 설치해야 하는 경우 상향 설치가 이루어져야 하며, 단차가 있는 곳이나 비평면을 이루는 곡면에는 설치가 어려운 경우가 발생된다.By the way, when the accelerometer is to be installed in the tunnel or the lower bridge, the upward installation must be made, it is difficult to install on the stepped surface or the non-planar curved surface.

본 발명의 배경이 되는 기술로는 한국 특허 등록번호 제10-0944426호로서, 기판; 상기 기판의 평면에 평행한 제1축을 따라 가속도를 측정하도록 형성된 제1센서; 및 상기 기판의 평면에 수직한 축을 따라 가속도를 측정하도록 형성된 제2센서를 포함하고, 상기 제2센서는 제1빔, 제2빔, 및 단일지지구조체를 포함하며, 상기 단일지지구조체는 상기 기판에 대해 상기 제1빔 및 제2빔을 지지하고, 상기 제1빔 및 제2빔은 상기 제1센서를 외접시키는 미소기전 가속도계를 제공한다.As a background technology of the present invention, Korean Patent Registration No. 10-0944426, which includes a substrate; A first sensor configured to measure acceleration along a first axis parallel to the plane of the substrate; And a second sensor configured to measure acceleration along an axis perpendicular to the plane of the substrate, the second sensor comprising a first beam, a second beam, and a single support structure, wherein the single support structure is the substrate. A microelectromechanical accelerometer is provided for supporting the first beam and the second beam, the first beam and the second beam circumscribing the first sensor.

그러나 전자 배경기술은 가속도계의 전체 사이즈를 최소화할 수 있는 장점을 갖는데 반해, 이 가속도계를 곡면이나 단차를 갖는 비평면에 상향으로 설치할 수 없는 단점을 가진다.  However, the electronic background technology has the advantage of minimizing the overall size of the accelerometer, whereas the accelerometer cannot be installed upward on a curved surface or a non-plane having a step.

본 발명의 다른 배경기술로는 한국 등록 특허 제10-0638928호로서, 매스와, 상기 매스가 이동 가능하게 수용되는 베이스 부재로서, 상기 매스는 상기 베이스 부재 외부로 노출되는 표면을 구비하는, 상기 베이스 부재와, 상기 매스의 과잉 이동을 방지하기 위해 상기 매스의 표면 위로 배치된 스토퍼 와이어를 포함하며, 상기 스토퍼 와이어는 상기 매스의 표면보다 비교적 레벨이 낮은 위치에 고정되는 단부를 구비하는 것을 특징으로 하는 미소 구조체와 이것을 수용하는 패키지 구조체 및 가속도계를 제공한다.Another background art of the present invention is Korean Patent No. 10-0638928, which includes a mass and a base member to which the mass is movably received, the mass having a surface exposed to the outside of the base member. A member and a stopper wire disposed over the surface of the mass to prevent excessive movement of the mass, the stopper wire having an end fixed at a position relatively lower than the surface of the mass. It provides a microstructure, a package structure and an accelerometer that accommodates it.

그러나 후자의 배경기술은 두께를 크게 증가시키지 않으면서 매스의 과잉 이동을 방지할 수 있는 미소 구조체를 제공하는데 반해 가속도계를 곡면이나 단차를 갖는 비평면에 상향으로 설치할 수 없는 단점을 가진다.However, the latter background provides a microstructure that can prevent excessive movement of the mass without significantly increasing the thickness, whereas the accelerometer cannot be installed upward on curved or stepped non-planar surfaces.

한국 등록특허 등록번호 제10-0092354호Korea Patent Registration No. 10-0092354

따라서 본 발명은 곡면, 단차, 경사면에 가속도계를 지면에 대해 수평하게 상향작업으로 설치할 수 있도록 하는 비정형면 설치용 가속도계 취부장치를 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an accelerometer mounting apparatus for atypical surface installation, which allows the accelerometer to be installed on a curved surface, a step, and an inclined surface in a horizontal upward operation with respect to the ground.

본 발명의 적절한 실시 형태에 따른 비정형면 설치용 가속도계 취부장치는,Accelerometer mounting apparatus for atypical surface installation according to a preferred embodiment of the present invention,

하방으로 개구되어 가속도계의 수납을 위한 가속도계 수납실을 갖는 사각통부, 사각통부의 상부 바닥을 이루는 베이스판을 구비한 가속도계 하우징; An accelerometer housing having a rectangular tube portion having an accelerometer compartment for opening the accelerometer and a base plate forming an upper bottom of the rectangular cylinder portion;

가속도계 하우징의 베이스판에 일단이 결합되어 있는 복수개의 피봇볼트; 및A plurality of pivot bolts having one end coupled to a base plate of the accelerometer housing; And

각 피봇볼트의 타단측 볼부에 구면 운동가능하게 결합되어 비정형면에 정착되는 지지다리를 포함하는 것을 특징으로 한다.It is characterized in that it comprises a support leg that is spherically coupled to the other end side ball portion of each pivot bolt is fixed to the atypical surface.

또한, 상기 사각통부의 내면에 적어도 1개소에 다수의 걸림턱을 형성하고, 가속도계의 외면에는 상기 걸림턱에 결합되는 걸림홈을 구성한 것을 특징으로 한다.In addition, a plurality of engaging jaw is formed in at least one place on the inner surface of the rectangular tube portion, characterized in that the engaging groove is coupled to the engaging jaw on the outer surface of the accelerometer.

또한, 상기 피봇볼트에는 가속도계 하우징의 수평 조절을 위한 수평조절너트가 나사 체결되어 있는 것을 특징으로 한다.In addition, the pivot bolt is characterized in that the horizontal adjustment nut for screwing the horizontal adjustment of the accelerometer housing.

또한, 상기 지지다리는 파봇볼트의 볼부에 미끄럼 구면 운동하는 구면홈을 갖는 구면받이부, 구면홈을 중심으로 하여 구면받이부로부터 반경 방향으로 뻗어나가 말단에 조립구멍을 형성하고 있는 복수개의 다리로 구성된 것을 특징으로 한다.In addition, the support leg is a spherical support portion having a spherical groove that is sliding spherical motion to the ball portion of the pivoting bolt, a plurality of legs extending radially from the spherical receiving portion around the spherical groove to form an assembly hole at the end Characterized in that configured.

본 발명에 따른 비정형면 설치용 가속도계 취부장치는, 피봇볼트와 지지다리의 구면 결합으로 지지다리의 고정 자세를 자유롭게 변경시킬 수 있고 동시에 가속도계 하우징의 피봇볼트에 고정되는 위치를 조절할 수 있어, 비정형면에도 지면에 대해 수평하게 가속도계를 취부할 수 있으며, 이때 가속도계 하우징의 가속도계 수납실은 아랫 방향으로 위치하여 가속도계를 상향작업으로 설치할 수 있다.Accelerometer mounting apparatus for atypical surface installation according to the present invention, the spherical coupling of the pivot bolt and the support leg can freely change the fixing posture of the support leg and at the same time can adjust the position fixed to the pivot bolt of the accelerometer housing, The accelerometer may be mounted horizontally with respect to the ground, and the accelerometer compartment of the accelerometer housing may be positioned downward to install the accelerometer in an upward operation.

따라서 터널이나 교량 등의 비정형면 부위에 쉽고 편리하게 가속도계를 설치하여 동특성 계측이 가능하다.Therefore, it is possible to easily and conveniently install accelerometers on irregular surfaces such as tunnels and bridges to measure dynamic characteristics.

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 첨부한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 비정형면 설치용 가속도계 취부장치의 분해사시도.
도 2는 도 1의 가속도계 취부장치를 비정형 곡면에 설치한 설치상태도.
도 3은 도 1의 가속도계 취부장치를 단차 부분에 설치한 설치상태도.
도 4는 도 1의 가속도계 취부장치를 경사면에 설치한 설치상태도.The following drawings, which are attached in this specification, illustrate the preferred embodiments of the present invention, and together with the detailed description thereof, serve to further understand the technical spirit of the present invention. It should not be construed as limited.
1 is an exploded perspective view of an atypical surface mounting accelerometer mounting apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is an installation state in which the accelerometer mounting device of FIG. 1 is installed on an atypical curved surface.
3 is an installation state in which the accelerometer mounting device of FIG. 1 is installed in a stepped portion.
4 is an installation state in which the accelerometer mounting apparatus of FIG. 1 is installed on an inclined surface.

아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 제시된 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 예시적인 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail below with reference to the embodiments shown in the accompanying drawings, but the present invention is not limited thereto.

본 발명에 따른 비정형면 설치용 가속도계 취부장치(10)는 가속도계 하우징(12), 복수 개의 피봇볼트(14) 및 복수 개의 지지다리(15)를 포함하여 구성된다.Accelerometer mounting apparatus 10 for atypical surface installation according to the present invention comprises an accelerometer housing 12, a plurality of pivot bolts 14 and a plurality of support legs (15).

가속도계 하우징(12)은 하방으로 개구되어 가속도계(20)의 수납을 위한 가속도계 수납실(12a)을 갖는 사각통부(121), 사각통부(121)의 상부 바닥을 이루는 베이스판(122)을 구비한다.The accelerometer housing 12 includes a rectangular cylinder portion 121 having an accelerometer storage chamber 12a for receiving the accelerometer 20 and a base plate 122 that forms an upper bottom of the rectangular cylinder portion 121. .

이때 가속도계 수납실(12a)의 단면은 가속도계(20)의 형상에 대응되도록 동일하게 형성될 수 있다. 따라서 본 실시 예와 같이 도시된 가속도계(20)가 사각 박스 형태인 경우 가속도계 수납실(12a)도 사각 단면으로 구성된다.In this case, the cross section of the accelerometer storage chamber 12a may be formed to correspond to the shape of the accelerometer 20. Therefore, when the accelerometer 20 shown in the present embodiment has a rectangular box shape, the accelerometer storage chamber 12a also has a rectangular cross section.

복수 개의 피봇볼트(14)는 가속도계 하우징(12)의 베이스판(122)에 결합되어 있다. 피봇볼트(14)는 일단부에 수나사부가 형성되고 타단에는 구형의 볼부(141)를 갖는다. 이때 피봇볼트(14)는 정착의 안정을 위해 복수 개 이상 설치될 수 있다. 피봇볼트(14)에는 가속도계의 수평 조절을 위한 수평조절너트(16)와, 그 수평위치를 고정하기 위한 잠금너트(17)가 나사 체결된다.The plurality of pivot bolts 14 are coupled to the base plate 122 of the accelerometer housing 12. The pivot bolt 14 has a male screw portion at one end and a spherical ball portion 141 at the other end. At this time, the pivot bolt 14 may be installed in plural or more to stabilize the fixing. The pivot bolt 14 is screwed with a horizontal adjustment nut 16 for horizontal adjustment of the accelerometer, and a lock nut 17 for fixing the horizontal position.

각 피봇볼트(14)의 볼부(141)에 구면 운동가능하게 결합되어 비정형면에 정착되는 지지다리(15)가 구비된다. 지지다리(15)는 파봇볼트(14)의 볼부(141)에 미끄럼 구면 운동하는 구면홈(151a)을 갖는 구면받이부(151), 구면홈(151a)을 중심으로 하여 구면받이부(151)로부터 반경 방향으로 뻗어나가 말단에 조립구멍(152a)을 형성하고 있는 복수 개의 다리(152)로 구성된다.A support leg 15 is provided to be spherically coupled to the ball portion 141 of each pivot bolt 14 to be fixed to an atypical surface. The support leg 15 has a spherical receiving part 151 having a spherical groove 151a for sliding spherical motion on the ball part 141 of the pivot bolt 14, and a spherical receiving part 151 with the spherical groove 151a as the center. And a plurality of legs 152 extending radially from the ends to form an assembling hole 152a at its distal end.

한편, 가속도계(20)를 가속도계 하우징(12)에 쉽게 결합시키기 위해 사각통부(121)의 내면에 적어도 1개소에 다수의 걸림턱(121a)을 형성하고, 가속도계(20)의 외면에는 상기 걸림턱(121a)에 결합되는 하나 이상의 걸림홈(201)을 구성할 수 있다.Meanwhile, in order to easily couple the accelerometer 20 to the accelerometer housing 12, a plurality of locking jaws 121a are formed on at least one inner surface of the square tube portion 121, and the locking jaw is formed on the outer surface of the accelerometer 20. One or more locking grooves 201 coupled to 121a may be configured.

이와 같이 구성된 비정형면 설치용 가속도계 취부장치는 가속도계(20)를 상향작업으로 설치할 수 있고 동시에 도 2와 같은 비정형곡면(5a), 도 3과 같은 단차면(5b), 도 4와 같은 경사면(5c)에 설치할 수 있다.As described above, the accelerometer mounting apparatus for mounting the atypical surface can install the accelerometer 20 in an upward operation, and at the same time, the atypical curved surface 5a as shown in FIG. 2, the stepped surface 5b as shown in FIG. 3, and the inclined surface 5c as shown in FIG. Can be installed on

이 경우 다리(152)가 설치면(5a)에 나사 등의 고정수단을 통해 고정된다. 이때 설치면(5a)의 곡면에 의해 기울기를 갖더라도 피봇볼트(14)의 볼부(141)에서 구면받이부(151)의 구면 회전이 일어나 비정형면에 지지다리(15)가 정착될 수 있다.In this case, the legs 152 are fixed to the installation surface 5a through fixing means such as screws. At this time, even if the inclined by the curved surface of the mounting surface (5a) spherical rotation of the spherical receiving portion 151 occurs in the ball portion 141 of the pivot bolt 14, the support leg 15 can be fixed to the atypical surface.

가속도계(20)의 수평 조절은 수평조절너트(16)의 위치를 조정하여 이루어지고, 잠금너트(17)의 조임력에 의해 가속도계 하우징(12)은 피봇볼트(14)에 확고하게 잠금되어져 풀림이 방지된다.Horizontal adjustment of the accelerometer 20 is performed by adjusting the position of the horizontal adjustment nut 16, and the accelerometer housing 12 is firmly locked to the pivot bolt 14 by the tightening force of the lock nut 17 to prevent loosening. do.

한편, 가속도계 하우징(12)의 가속도계 수납실(12a)의 개구부는 하방을 향하고 있으므로, 가속도계(20)를 도 2와 같이 가속도계 수납실(12a)에 상향으로 밀어넣어 수납시킬 수 있다. 이때 걸림턱(121a)과 걸림홈(201)간의 걸림 결합에 의해 가속도계(20)는 확고하게 고정되어 이탈이 방지된다.On the other hand, since the opening portion of the accelerometer storage chamber 12a of the accelerometer housing 12 faces downward, the accelerometer 20 can be pushed upward into the accelerometer storage chamber 12a as shown in FIG. At this time, the accelerometer 20 is firmly fixed by the engaging engagement between the locking step 121a and the locking groove 201 to prevent the departure.

따라서 터널이나 교량 등의 비정형면 부위에 쉽고 편리하게 가속도계(20)를 설치하여 계측이 가능하다.Therefore, it is possible to easily and conveniently install the accelerometer 20 in the atypical surface portion such as a tunnel or a bridge to measure.

지금까지 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is evident that many alternatives, modifications and variations will be apparent to those skilled in the art in light of the above teachings. will be. The invention is not limited by these variations and modifications, but is limited only by the claims appended hereto.

12: 가속도계 하우징
14; 피봇볼트
15: 지지다리12: accelerometer housing
14; Pivot bolt
15: support leg

Claims (4)

하방으로 개구되어 가속도계(20)의 수납을 위한 가속도계 수납실(12a)을 갖는 사각통부(121), 사각통부(121)의 상부 바닥을 이루는 베이스판(122)을 구비한 가속도계 하우징(12);
가속도계 하우징(12)의 베이스판(122)에 일단이 결합되어 있는 복수 개의 피봇볼트(14); 및
각 피봇볼트(14)의 타단측 볼부(141)에 구면 운동가능하게 결합되어 비정형면에 정착되는 지지다리(15)를 포함하는 것을 특징으로 하는 비정형면 설치용 가속도계 취부장치.An accelerometer housing 12 having a rectangular cylinder portion 121 having a downward opening and having an accelerometer storage chamber 12a for accommodating the accelerometer 20, and a base plate 122 forming an upper bottom of the rectangular cylinder portion 121;
A plurality of pivot bolts 14 having one end coupled to the base plate 122 of the accelerometer housing 12; And
Accelerometer mounting apparatus for atypical surface installation, characterized in that it comprises a support leg (15) that is spherically coupled to the other end side ball portion (141) of each pivot bolt (14) is fixed to the atypical surface. 제 1항에 있어서,
상기 사각통부(121)의 내면에 적어도 1개소에 다수의 걸림턱(121a)을 형성하고, 가속도계(20)의 외면에는 상기 걸림턱(121a)에 결합되는 걸림홈(201)을 구성한 것을 특징으로 하는 비정형면 설치용 가속도계 취부장치.The method of claim 1,
A plurality of locking jaws 121a are formed in at least one place on the inner surface of the rectangular tube portion 121, and an outer surface of the accelerometer 20 includes a locking groove 201 coupled to the locking jaw 121a. Accelerometer mounting device for atypical surface installation. 제 1항에 있어서,
상기 피봇볼트(14)에는 가속도계 하우징(12)의 수평 조절을 위한 수평조절너트(16)가 나사 체결되어 있는 것을 특징으로 하는 비정형면 설치용 가속도계 취부장치.The method of claim 1,
Accelerometer mounting device for atypical surface installation, characterized in that the pivot bolt 14 is screwed to the horizontal adjustment nut 16 for horizontal adjustment of the accelerometer housing (12). 제 1항에 있어서,
상기 지지다리(15)는,
파봇볼트(14)의 볼부(141)에 미끄럼 구면 운동하는 구면홈(151a)을 갖는 구면받이부(151), 구면홈(151a)을 중심으로 하여 구면받이부(151)로부터 반경 방향으로 뻗어나가 말단에 조립구멍(152a)을 형성하고 있는 복수 개의 다리(152)로 구성된 것을 특징으로 하는 비정형면 설치용 가속도계 취부장치.The method of claim 1,
The support leg 15,
Spread radially from the spherical receiving part 151 centering on the spherical receiving part 151 and the spherical groove 151a having a spherical groove 151a for sliding spherical motion to the ball part 141 of the pivoting bolt 14. Accelerometer mounting apparatus for atypical surface installation, characterized in that composed of a plurality of legs (152) having an assembling hole (152a) at the end.
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