KR101422124B1 - 곡면구조물 지지용 지그의 접촉점 설정 장치 및 그 설정 방법 - Google Patents

곡면구조물 지지용 지그의 접촉점 설정 장치 및 그 설정 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 곡면구조물 지지용 지그의 접촉점 설정 장치 및 그 설정 방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 곡면구조물 지지용 지그의 접촉점 설정 장치는, 기 설정된 간격으로 배열되는 복수의 지지용 지그에 의해 지지되는 곡면구조물에 대한 곡선 정보를 획득하는 곡선 정보 획득부와, 상기 획득된 곡선 정보를 이용하여 상기 복수의 지지용 지그와 상기 곡면 구조물의 기 설정된 초기 접촉점에 대한 벡터 매트릭스를 생성하는 벡터 매트릭스 생성부와, 상기 생성된 벡터 매트릭스를 이용하여 노멀 벡터를 생성하고, 상기 노멀 벡터를 이용하여 상기 곡면구조물과 접촉하는 상기 지지용 지그의 접선각을 연산하는 접선각 연산부와, 상기 연산된 접선각을 이용하여 상기 복수의 지지용 지그의 초기 접촉점 정보를 보정하는 접촉점 보정부를 포함한다.
이에 따라, 곡면구조물과 복수의 지그 간의 접촉점을 보정하여 곡면구조물의 하중을 고르게 분산시킬 수 있다.

Description

곡면구조물 지지용 지그의 접촉점 설정 장치 및 그 설정 방법{APPARATUS AND METHOD FOR SETTING CONTACT POINT OF CURVED SURFACE STRUCTURE SUPPORTING JIG}
본 발명은 곡면구조물 지지용 지그의 접촉점 설정 장치 및 그 설정 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 곡면구조물과 지지용 지그 간의 접촉점을 보정하는 기술이 개시된다.
일반적으로, 선박을 포함한 대형, 중량구조물을 건조할 때 작업의 편의성을 도모하기 위하여 구조물을 지면으로부터 일정 높이 이격된 상태로 지지하는 다양한 지그들이 제안되고 있다. 특히, 선박 등과 같이 하면이 곡면을 형성하는 곡면구조물일 경우 그 하면의 곡면에 대응하여 지지하는 핀 지그가 제안된다. 이러한 핀 지그는, 예를 들어 지면에 직립되는 하부기둥의 상부에 다수개의 핀구멍을 일정간격 형성한 승강봉을 승강 가능하게 삽입하며, 하부기둥의 상부에는 승강봉의 핀구멍과 대응하는 핀구멍을 형성하여 승강봉을 하부기둥에 안테나식으로 승강시키면서, 하부기둥의 핀구멍과 승강봉의 핀 구멍을 키로 끼워 맞춰 승강봉의 높이를 조절할 수 있다.
한편, 핀 지그는 곡면구조물의 하면을 지지하기 위해 이 곡면구조물의 하면에 대응하여 승강봉을 상승시켜 높이를 맞추게 되는데, 핀 지그는 그 설치 개수가 구조물의 크기에 따라 수십 개에서 수백여 개를 설치해야 한다. 이 경우, 초기에 곡면구조물의 설계 정보에 따라 복수의 지그의 높이를 다르게 설정하여 곡면구조물을 지지하도록 설정된다. 그러나, 곡면구조물과 접촉하는 지그의 상부가 구형인 경우 초기에 설정된 접촉점과 실제 접촉점의 위치가 달라지게 된다. 따라서, 설계시 설정된 초기 접촉점 정보를 이용하여 지지용 지그의 높이를 설정하는 경우, 복수의 지지용 지그 중 특정 지그에 곡면구조물의 하중이 집중되는 문제점이 있다.
본 발명의 배경이 되는 기술은, 대한민국 공개특허공보 제2000-0009521호(2000. 02. 15 공개)에 개시되어 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적인 과제는, 곡면구조물과 복수의 지그 간의 접촉점을 보정하여 곡면구조물의 하중을 고르게 분산시킬 수 있는 곡면구조물 지지용 지그의 접촉점 설정 장치 및 그 설정 방법을 제공하기 위함이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 곡면구조물 지지용 지그의 접촉점 설정 장치는, 기 설정된 간격으로 배열되는 복수의 지지용 지그에 의해 지지되는 곡면구조물에 대한 곡선 정보를 획득하는 곡선 정보 획득부와, 상기 획득된 곡선 정보를 이용하여 상기 복수의 지지용 지그와 상기 곡면 구조물의 기 설정된 초기 접촉점에 대한 벡터 매트릭스를 생성하는 벡터 매트릭스 생성부와, 상기 생성된 벡터 매트릭스를 이용하여 노멀 벡터를 생성하고, 상기 노멀 벡터를 이용하여 상기 곡면구조물과 접촉하는 상기 지지용 지그의 접선각을 연산하는 접선각 연산부와, 상기 연산된 접선각을 이용하여 상기 복수의 지지용 지그의 초기 접촉점 정보를 보정하는 접촉점 보정부를 포함한다.
또한, 상기 곡선 정보 획득부는 상기 복수의 지지용 지그의 초기 접촉점 정보를 이용하여 곡선 방정식을 생성하고, 상기 벡터 매트릭스 생성부는 이웃하는 복수의 초기 접촉점에 대한 곡선 방정식을 이용하여 벡터 매트릭스를 생성할 수 있다.
또한, 상기 지지용 지그는, 상부의 구조가 반구 형태의 지지구 또는 상기 지지구 상에 위치하는 지지판으로 형성되어 상기 곡면구조물과 접촉할 수 있다.
또한, 상기 곡선 정보 획득부는, 지면으로부터 상기 초기 접촉점까지의 높이를 z축으로 하는 x축 곡선 방정식 및 y축 곡선 방정식을 생성할 수 있다.
또한, 상기 벡터 매트릭스 생성부는, 상기 이웃하는 복수의 초기 접촉점에 대한 곡선 방정식을 이용하여 하나의 특성 곡선 방정식을 생성하고, 상기 특성 곡선 방정식을 수치 미분하여 각 접촉점의 x축 벡터 매트릭스 및 y축 벡터 매트릭스를 생성할 수 있다.
또한, 상기 벡터 매트릭스 생성부는, 상기 x축 벡터 매트릭스(
Figure 112012084419025-pat00001
) 및 y축 벡터 매트릭스(
Figure 112012084419025-pat00002
)를 다음의 수학식을 이용하여 구할 수 있다:
Figure 112012084419025-pat00003
여기서, xα는 초기 접촉점의 x축 좌표, xβ는 보정 접촉점의 x축 좌표, yα는 초기 접촉점의 y축 좌표, yβ는 보정 접촉점의 y축 좌표, zα는 초기 접촉점의 z축 좌표, zβ는 보정 접촉점의 z축 좌표를 나타낸다.
또한, 상기 접선각 연산부는, 상기 노멀 벡터(
Figure 112012084419025-pat00004
)를 다음의 수학식을 이용하여 구할 수 있다:
Figure 112012084419025-pat00005
여기서, xα는 초기 접촉점의 x축 좌표, xβ는 보정 접촉점의 x축 좌표, yα는 초기 접촉점의 y축 좌표, yβ는 보정 접촉점의 y축 좌표, zα는 초기 접촉점의 z축 좌표, zβ는 보정 접촉점의 z축 좌표를 나타낸다.
또한, 상기 접선각 연산부는, 상기 접선각(θ)을 다음의 수학식을 이용하여 구할 수 있다:
Figure 112012084419025-pat00006
여기서, a는 상기 지지용 지그의 지지구의 중점으로부터 상기 보정 접촉점까지의 수평 방향의 거리, b는 상기 지지구의 중점으로부터 상기 보정 접촉점까지의 수직 방향의 거리를 나타낸다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 곡면구조물 지지용 지그의 접촉점 설정 장치는, 기 설정된 간격으로 배열되는 복수의 지지용 지그에 의해 지지되는 곡면구조물에 대한 곡선 정보를 획득하는 단계와, 상기 획득된 곡선 정보를 이용하여 상기 복수의 지지용 지그와 상기 곡면 구조물의 기 설정된 초기 접촉점에 대한 벡터 매트릭스를 생성하는 단계와, 상기 생성된 벡터 매트릭스를 이용하여 노멀 벡터를 생성하고, 상기 노멀 벡터를 이용하여 상기 곡면구조물과 접촉하는 상기 지지용 지그의 접선각을 연산하는 단계와, 상기 연산된 접선각을 이용하여 상기 복수의 지지용 지그의 초기 접촉점 정보를 보정하는 단계를 포함한다.
이에 따라, 곡면구조물과 복수의 지그 간의 접촉점을 보정하여 곡면구조물의 하중을 고르게 분산시킬 수 있다. 또한, 곡면구조물과 복수의 지그 간에 면 접촉이 이뤄짐으로써 곡면구조물이 지그 상에 안정적으로 고정시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 곡면구조물 지지용 지그의 접촉점 설정 장치의 접촉점 설정 대상인 복수의 지지용 지그를 설명하기 위한 예시도,
도 2는 도 1에 따른 곡면구조물 지지용 지그의 접촉점 설정 장치의 구성도,
도 3은 도 2에 따른 곡면구조물 지지용 지그의 접촉점 설정 장치의 접촉점 설정 방법의 흐름도,
도 4a 및 도 4b는 도 2에 따른 접촉점 설정 방법 중 접촉점을 보정하는 것을 설명하기 위한 예시도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 사용되는 용어들은 실시예에서의 기능을 고려하여 선택된 용어들로서, 그 용어의 의미는 사용자, 운용자의 의도 또는 판례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 후술하는 실시예들에서 사용된 용어의 의미는, 본 명세서에 구체적으로 정의된 경우에는 그 정의에 따르며, 구체적인 정의가 없는 경우는 당업자들이 일반적으로 인식하는 의미로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 곡면구조물 지지용 지그의 접촉점 설정 장치의 접촉점 설정 대상인 복수의 지지용 지그를 설명하기 위한 예시도이다.
도 1을 참조하면, 곡면구조물(10)은 지상에 설치된 복수의 지지용 지그(100)에 의해 지지된다. 이 경우, 곡면구조물(10)은 선박, 항공기, 자동차 등 표면이 곡면인 구조물을 의미한다. 복수의 지지용 지그(100)는 기 설정된 위치로 배열되어 곡면구조물(10)의 하면을 지지한다. 이 경우, 각 지지용 지그(100)의 높이는 곡면구조물(10)의 설계 정보에 따라 다르게 설정될 수 있다. 또한, 지지용 지그(100)의 상부는 그 구조가 반구 형태의 지지구 또는 지지구 상에 위치하는 지지판으로 형성되어 곡면구조물(10)과 접촉한다. 또한, 곡면구조물(10)은 그 하면이 곡면 형태이기 때문에 지지용 지그(100)와 곡면구조물(10)과의 초기 접촉점 정보와 실제 접촉점 정보 간의 차이가 발생하므로, 초기 접촉점 정보를 보정해야 한다.
이하, 도 2 내지 도 4를 참조하여 지지용 지그(100)의 초기 접촉점 정보를 보정하는 것을 구체적으로 설명하기로 한다.
도 2는 도 1에 따른 곡면구조물 지지용 지그의 접촉점 설정 장치의 구성도이고, 도 3은 도 2에 따른 곡면구조물 지지용 지그의 접촉점 설정 장치의 접촉점 설정 방법의 흐름도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 곡면구조물 지지용 지그의 접촉점 설정 장치(200)는 곡선 정보 획득부(210), 벡터 매트릭스 생성부(220), 접선각 연산부(230) 및 접촉점 보정부(240)를 포함한다.
먼저, 곡선 정보 획득부(210)는 기 설정된 간격으로 배열되어 곡면구조물을 지지하는 복수의 지지용 지그의 초기 접촉점 정보를 입력받는다(S300). 이 경우, 초기 접촉점 정보는 설계시 최초로 설정된 정보로서, 각 지지용 지그의 높이 정보를 의미하며, 지지용 지그와 접촉하는 곡면 구조물의 높이 정보와 일치하도록 설정된다. 또한, 초기 접촉점 정보는 복수의 지지용 지그 간의 배열 정보를 포함하며, 이는 사용자 설정에 의해 달리 설정될 수 있다.
다음으로, 곡선 정보 획득부(210)는 곡면구조물의 곡선 정보를 획득한다(S310). 곡선 정보는 곡면구조물에 대한 설계 정보로써, 곡면구조물의 초기 설계 정보가 입력되어 데이터 베이스(도시하지 않음)에 저장될 수 있다. 이 경우, 지지용 지그와 접촉되는 접촉면의 곡선 정보가 입력되는 것이 바람직하다.
또한, 곡선 정보 획득부(210)는 곡면구조물에 대한 곡선 정보를 미리 알지 못하는 경우에는 입력된 초기 접촉점 정보를 이용하여 각 초기 접촉점에 대한 곡선 방정식을 생성할 수 있다. 이 경우, 곡선은 스플라인(spline)을 포함하는 의미로 사용되며, 선형 스플라인(linear spline), 퍼거슨 곡선(Ferguson curve), 베지어 곡선(Bezier Curve), 삼차 스플라인 곡선(Cubic spline curve), 카디널 스플라인(Cardinal spline), 베지어 스플라인(Bezier spline : B-spline), 넙스(Nurbs) 등의 방식으로 표현될 수 있다.
또한, 곡선 정보 획득부(210)는 지면으로부터 초기 접촉점까지의 높이를 z축으로 하는 x축 곡선 방정식 및 y축 곡선 방정식을 생성할 수 있다. 예를 들어, x축 곡선 방정식은 ax2+bx+c=zx로 설정하고, y축 곡선 방정식은 ay2+by+c=zy로 설정할 수 있다. 또한, 곡선 정보 획득부(210)는 x축 곡선 방정식은 ax3+bx2+cx+d=zx, y축 곡선 방정식은 ay3+by2+cy+d=zy와 같이 3차원 곡선 방정식으로 설정할 수도 있다. 이 경우, 보간법(interpolation)을 적용하여 곡선 방정식을 설정할 수 있다.
다음으로, 벡터 매트릭스 생성부(220)는 이웃하는 복수의 초기 접촉점에 대한 곡선 방정식을 이용하여 벡터 매트릭스를 생성한다(S320). 예를 들어, 벡터 매트릭스 생성부(220)는 이웃하는 복수의 초기 접촉점에 대한 곡선 방정식을 이용하여 하나의 특성 곡선 방정식을 생성하고, 특성 곡선 방정식을 수치 미분하여 각 접촉점의 x축 벡터 매트릭스 및 y축 벡터 매트릭스를 생성할 수 있다.
예를 들어, 제1 초기 접촉점의 x축 곡선 방정식을 ax1 2+bx1+c=z1, 제2 초기 접촉점의 x축 곡선 방정식을 ax2 2+bx2+c=z2, 제3 초기 접촉점의 x축 곡선 방정식을 ax3 2+bx3+c=z3으로 설정한 경우, 이에 대한 x축 특성 곡선 방정식(ax2+bx+c=zx)의 특성값[a, b, c]은 다음의 수학식 1을 이용하여 구할 수 있다.
Figure 112012084419025-pat00007
수학식 1에서, 제1 초기 접촉점, 제2 초기 접촉점 및 제3 초기 접촉점에 대한 y축 특성 곡선 방정식(ay2+by+c=zy)의 특성값[a, b, c]도 수학식 1과 같은 방식으로 구할 수 있다.
또한, 벡터 매트릭스 생성부(220)는 제1 초기 접촉점의 x축 곡선 방정식을 ax1 3+bx1 2+cx1+d=z1, 제2 초기 접촉점의 x축 곡선 방정식을 ax2 3+bx2 2+cx2+d=z2, 제3 초기 접촉점의 x축 곡선 방정식을 ax3 3+bx3 2+cx3+d=z3, 제4 초기 접촉점의 x축 곡선 방정식을 ax4 3+bx4 2+cx4+d=z4으로 설정한 경우, 이에 대한 x축 특성 곡선 방정식(ax3+bx2+cx+d=zx)의 특성값[a, b, c, d]은 다음의 수학식 2를 이용하여 구할 수 있다.
Figure 112012084419025-pat00008
수학식 2에서, 제1 초기 접촉점, 제2 초기 접촉점, 제3 초기 접촉점 및 제4 초기 접촉점에 대한 y축 특성 곡선 방정식(ay3+by2+cy+d=zy)의 특성값[a, b, c, d]도 수학식 2와 같은 방식으로 구할 수 있다.
또한, 벡터 매트릭스 생성부(220)는 x축 벡터 매트릭스(
Figure 112012084419025-pat00009
) 및 y축 벡터 매트릭스(
Figure 112012084419025-pat00010
)를 다음의 수학식 3을 이용하여 구할 수 있다.
Figure 112012084419025-pat00011
수학식 3에서, xα는 초기 접촉점의 x축 좌표, xβ는 보정 접촉점의 x축 좌표, yα는 초기 접촉점의 y축 좌표, yβ는 보정 접촉점의 y축 좌표, zα는 초기 접촉점의 z축 좌표, zβ는 보정 접촉점의 z축 좌표를 나타낸다. 여기서, 보정 접촉점은 실제 접촉점을 찾기 위한 테스트 접촉점을 의미한다.
다음으로, 접선각 연산부(230)는 접촉점의 벡터 매트릭스를 이용하여 노멀 벡터를 생성한다(S330). 이 경우, 접선각 연산부(230)는 x축 벡터 매트릭스(
Figure 112012084419025-pat00012
) 및 y축 벡터 매트릭스(
Figure 112012084419025-pat00013
)를 외적(cross product)하여 다음의 수학식 4와 같이 노멀 벡터(
Figure 112012084419025-pat00014
)를 구할 수 있다.
Figure 112012084419025-pat00015
수학식 4에서, xα는 초기 접촉점의 x축 좌표, xβ는 보정 접촉점의 x축 좌표, yα는 초기 접촉점의 y축 좌표, yβ는 보정 접촉점의 y축 좌표, zα는 초기 접촉점의 z축 좌표, zβ는 보정 접촉점의 z축 좌표를 나타낸다.
다음으로, 접선각 연산부(230)는 노멀 벡터를 이용하여 곡면구조물과 접촉하는 지지용 지그의 접선각을 연산한다(S340). 여기서, 접선각은 실제로 곡면구조물과 지지용 지그가 맞닿는 접촉점의 접선이 수평선과 이루는 각도 또는 지지용 지그의 중점에서의 수직선과 실제 접촉점 간에 이루는 각도를 의미한다. 예를 들어, 접선각 연산부(230)는 접선각(θ)을 다음의 수학식 5를 이용하여 구할 수 있다.
Figure 112012084419025-pat00016
수학식 5에서, a는 지지용 지그의 지지구의 중점으로부터 보정 접촉점까지의 수평 방향의 거리, b는 지지구의 중점으로부터 상기 보정 접촉점까지의 수직 방향의 거리를 나타낸다.
다음으로, 접촉점 보정부(240)는 접촉점의 접선각을 이용하여 복수의 지지용 지그의 초기 접촉점 정보를 보정한다(S350). 즉, 접촉점 보정부(240)는 곡면 구조물과의 접선각 정보를 이용하여 초기 접촉점의 위치를 보정할 수 있다. 또한, 접선각 정보를 이용하여 초기 접촉점의 지면과의 높이를 보정할 수 있다. 접촉점 보정부(240)는 초기에 입력된 복수의 지지용 지그의 초기 접촉점 정보를 각기 다르게 보정할 수 있다. 이는 곡면구조물의 하중을 고르게 분산하기 위함이다.
도 4a 및 도 4b는 도 2에 따른 접촉점 설정 방법 중 접촉점을 보정하는 것을 설명하기 위한 예시도이다. 도 4에서는 설명의 편의상 지지용 지구의 상부 구조만 나타내었다.
먼저, 도 4a를 참조하면, 지지용 지그의 상부 구조가 반지름이 r인 반구 형태의 지지구(410)로만 구성되는 경우의 접촉점 보정 방법을 나타낸다. 이 경우, 최초 설계 정보에 따라 지지용 지그의 지지구(410)와 곡면구조물(40) 간의 초기 접촉점이 설정된다. 이 경우, 높이 정보는 지지용 지그가 설치된 지면을 기준으로 설정된다. 이하, 곡면구조물(40) 및 지지용 지그의 초기 접촉점은 α, 지지용 지그의 초기 접촉점(α)에서 높이를 보정한 보정 접촉점은 β', 보정 접촉점(β')에서 접선각을 보정한 실제 접촉점을 β로 설정하여 설명하도록 한다. 이 경우 초기 접촉점(α) 및 보정 접촉점(β')은 지지구(410)의 중점(O)의 수직선 상에 위치한다. 또한, 보정 접촉점(β')은 지지구(410)의 표면 중 가장 높은 점으로 설정한다.
한편, 곡면구조물(40) 및 지지구(410)의 구조적 특성상 실제로 초기 접촉점(α)에서 접촉이 이뤄지지 않게 된다. 따라서, 곡면구조물(40)의 초기 접촉점(α) 높이를 유지하기 위해서, 지지용 지그의 높이를 보정해야 한다. 이를 위해, 지지구(410)의 중점(O)에 대한 수직선을 기준으로 실제 접촉점(β)의 각도인 접선각(θ)을 연산하고, 이를 이용하여 지지용 지그의 높이를 보정할 수 있다. 즉, 지면에서 곡면구조물(40)의 초기 접촉점(α)까지의 제1 높이(H)를 지지구(410)의 보정 접촉점(β')까지의 거리인 제2 높이(H')로 보정한다.
예를 들어, 곡면구조물(40)의 초기 접촉점(α), 지지구(410)의 중점(O) 및 지지구(410)의 보정 접촉점(β')을 연결한 직각 삼각형을 이용하면 cosθ=r/(r+p)이 되고, 제1 높이(H)와 제2 높이(H')의 차이(p)는 p=(r/ cosθ)-r와 같은 식을 이용하여 구할 수 있다. 따라서, 지지구(410)의 초기 접촉점(α)에서 p만큼 보정하여 지지구(410)의 보정 접촉점(β')의 위치가 결정된다. 이에 따라, 곡면구조물(40)의 초기 접촉점(α)의 높이를 유지시킬 수 있다.
한편, 도 4b를 참조하면, 지지용 지그의 상부 구조가 반지름이 r인 반구 형태의 지지구(410) 위에 높이가 q인 지지판(420)이 형성되는 경우의 접촉점 보정 방법을 나타낸다. 이 경우, 최초 설계 정보에 따라 지지용 지그의 지지판(420)과 곡면구조물(40) 간의 초기 접촉점이 설정된다. 이 경우, 높이 정보는 지지용 지그가 설치된 지면을 기준으로 설정된다. 이하, 곡면구조물(40) 및 지지용 지그의 초기 접촉점은 α, 지지용 지그의 초기 접촉점(α)에서 높이를 보정한 보정 접촉점은 β', 보정 접촉점(β')에서 접선각을 보정한 실제 접촉점을 β로 설정하여 설명하도록 한다. 이 경우 초기 접촉점(α) 및 보정 접촉점(β')은 지지구(410)의 중점(O)의 수직선 상에 위치한다. 또한, 보정 접촉점(β')은 지지판(420)이 수평인 상태에서 설정된다.
지지용 지그의 상부 구조가 지지구(410) 상에 회전 가능한 지지판(420)이 위치하는 경우에도 초기 접촉점(α)에서 접촉이 이뤄지지 않게 된다. 따라서, 도 4a와 같이 지지용 지그의 높이를 보정해야 한다. 예를 들어, 곡면구조물(40)의 초기 접촉점(α), 지지구(410)의 중점(O) 및 지지구(410)의 보정 접촉점(β')을 연결한 직각 삼각형을 이용하면 cosθ=r'/(r'+p)이 되고, 제1 높이(H)와 제2 높이(H')의 차이(p)는 p=(r'/cosθ)-r'과 같은 식을 이용하여 구할 수 있다. 이 경우, r'=r+q로 설정된다. 따라서, 지지구(410)의 초기 접촉점(α)에서 p만큼 보정하여 지지판(420)의 보정 접촉점(β')의 위치가 결정된다. 이에 따라, 곡면구조물(40)에 대한 초기 접촉점(α)의 높이를 유지시킬 수 있으며, 곡면구조물(40)과 지지판(420)이 면 접촉시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예들은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현하는 것을 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고 본 발명을 구현하기 위한 기능적인 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술 분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
이와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 곡면구조물과 복수의 지그 간의 접촉점을 보정하여 곡면구조물의 하중을 고르게 분산시킬 수 있다. 또한, 곡면구조물과 복수의 지그 간에 면 접촉이 이뤄짐으로써 곡면구조물이 지그 상에 안정적으로 고정시킬 수 있다.
이상에서 본 발명은 도면을 참조하면서 기술되는 바람직한 실시예를 중심으로 설명되었지만 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 본 발명은 기재된 실시예로부터 도출 가능한 자명한 변형예를 포괄하도록 의도된 특허청구범위의 기재에 의해 해석되어져야 한다.
10, 40 : 곡면구조물
100 : 지지용 지그
200 : 접촉점 설정 장치
210 : 곡선 정보 획득부
220 : 벡터 매트릭스 생성부
230 : 접선각 연산부
240 : 접촉점 보정부
410 : 지지구
420 : 지지판

Claims (16)

  1. 기 설정된 간격으로 배열되는 복수의 지지용 지그에 의해 지지되는 곡면구조물에 대한 곡선 정보를 획득하는 곡선 정보 획득부;
    상기 획득된 곡선 정보를 이용하여 상기 복수의 지지용 지그와 상기 곡면 구조물의 기 설정된 초기 접촉점에 대한 벡터 매트릭스를 생성하는 벡터 매트릭스 생성부;
    상기 생성된 벡터 매트릭스를 이용하여 노멀 벡터를 생성하고, 상기 노멀 벡터를 이용하여 상기 곡면구조물과 접촉하는 상기 지지용 지그의 접선각을 연산하는 접선각 연산부; 및
    상기 연산된 접선각을 이용하여 상기 복수의 지지용 지그의 초기 접촉점 정보를 보정하는 접촉점 보정부를 포함하는 곡면구조물 지지용 지그의 접촉점 설정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 곡선 정보 획득부는,
    상기 복수의 지지용 지그의 초기 접촉점 정보를 이용하여 곡선 방정식을 생성하고,
    상기 벡터 매트릭스 생성부는,
    이웃하는 복수의 초기 접촉점에 대한 곡선 방정식을 이용하여 벡터 매트릭스를 생성하는 곡면구조물 지지용 지그의 접촉점 설정 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 지지용 지그는,
    상부의 구조가 반구 형태의 지지구 또는 상기 지지구 상에 위치하는 지지판으로 형성되어 상기 곡면구조물과 접촉하는 곡면구조물 지지용 지그의 접촉점 설정 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 곡선 정보 획득부는,
    지면으로부터 상기 초기 접촉점까지의 높이를 z축으로 하는 x축 곡선 방정식 및 y축 곡선 방정식을 생성하는 곡면구조물 지지용 지그의 접촉점 설정 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 벡터 매트릭스 생성부는,
    상기 이웃하는 복수의 초기 접촉점에 대한 곡선 방정식을 이용하여 하나의 특성 곡선 방정식을 생성하고, 상기 특성 곡선 방정식을 수치 미분하여 각 접촉점의 x축 벡터 매트릭스 및 y축 벡터 매트릭스를 생성하는 곡면구조물 지지용 지그의 접촉점 설정 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 벡터 매트릭스 생성부는,
    상기 x축 벡터 매트릭스(
    Figure 112012084419025-pat00017
    ) 및 y축 벡터 매트릭스(
    Figure 112012084419025-pat00018
    )를 다음의 수학식을 이용하여 구하는 곡면구조물 지지용 지그의 접촉점 설정 장치:
    Figure 112012084419025-pat00019

    여기서, xα는 초기 접촉점의 x축 좌표, xβ는 보정 접촉점의 x축 좌표, yα는 초기 접촉점의 y축 좌표, yβ는 보정 접촉점의 y축 좌표, zα는 초기 접촉점의 z축 좌표, zβ는 보정 접촉점의 z축 좌표를 나타낸다.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 벡터 매트릭스 생성부는,
    상기 특성 곡선 방정식의 생성 시에,
    상기 이웃하는 복수의 초기 접촉점에 대한 x축 곡선 방정식을 이용하여 하나의 x축 특성 곡선 방정식을 생성하고, 상기 이웃하는 복수의 초기 접촉점에 대한 y축 곡선 방정식을 이용하여 하나의 y축 특성 곡선 방정식을 생성하며,
    상기 접선각 연산부는,
    상기 노멀 벡터(
    Figure 112014026012842-pat00020
    )를 다음의 수학식을 이용하여 구하는 곡면구조물 지지용 지그의 접촉점 설정 장치:
    Figure 112014026012842-pat00021

    여기서, xα는 초기 접촉점의 x축 좌표, xβ는 보정 접촉점의 x축 좌표, yα는 초기 접촉점의 y축 좌표, yβ는 보정 접촉점의 y축 좌표, zα는 초기 접촉점의 z축 좌표, zβ는 보정 접촉점의 z축 좌표, zx는 상기 x축 특성 곡선 방정식, zy는 상기 y축 특성 곡선 방정식을 나타낸다.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 접선각 연산부는,
    상기 접선각(θ)을 다음의 수학식을 이용하여 구하는 곡면구조물 지지용 지그의 접촉점 설정 장치:
    Figure 112012084419025-pat00022

    여기서, a는 상기 지지용 지그의 지지구의 중점으로부터 상기 보정 접촉점까지의 수평 방향의 거리, b는 상기 지지구의 중점으로부터 상기 보정 접촉점까지의 수직 방향의 거리를 나타낸다.
  9. 곡면구조물 지지용 지그의 접촉점 설정 장치의 접촉점 설정 방법에 있어서,
    기 설정된 간격으로 배열되는 복수의 지지용 지그에 의해 지지되는 곡면구조물에 대한 곡선 정보를 획득하는 단계;
    상기 획득된 곡선 정보를 이용하여 상기 복수의 지지용 지그와 상기 곡면 구조물의 기 설정된 초기 접촉점에 대한 벡터 매트릭스를 생성하는 단계;
    상기 생성된 벡터 매트릭스를 이용하여 노멀 벡터를 생성하고, 상기 노멀 벡터를 이용하여 상기 곡면구조물과 접촉하는 상기 지지용 지그의 접선각을 연산하는 단계; 및
    상기 연산된 접선각을 이용하여 상기 복수의 지지용 지그의 초기 접촉점 정보를 보정하는 단계를 포함하는 곡면구조물 지지용 지그의 접촉점 설정 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 곡선 정보를 획득하는 단계는,
    상기 복수의 지지용 지그의 초기 접촉점 정보를 이용하여 곡선 방정식을 생성하고,
    상기 벡터 매트릭스를 생성하는 단계는,
    이웃하는 복수의 초기 접촉점에 대한 곡선 방정식을 이용하여 벡터 매트릭스를 생성하는 곡면구조물 지지용 지그의 접촉점 설정 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 지지용 지그는,
    상부의 구조가 반구 형태의 지지구 또는 상기 지지구 상에 위치하는 지지판으로 형성되어 상기 곡면구조물과 접촉하는 곡면구조물 지지용 지그의 접촉점 설정 방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 곡선 정보를 획득하는 단계는,
    지면으로부터 상기 초기 접촉점까지의 높이를 z축으로 하는 x축 곡선 방정식 및 y축 곡선 방정식을 생성하는 곡면구조물 지지용 지그의 접촉점 설정 방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 벡터 매트릭스를 생성하는 단계는,
    상기 이웃하는 복수의 초기 접촉점에 대한 곡선 방정식을 이용하여 하나의 특성 곡선 방정식을 생성하고, 상기 특성 곡선 방정식을 수치 미분하여 각 접촉점의 x축 벡터 매트릭스 및 y축 벡터 매트릭스를 생성하는 곡면구조물 지지용 지그의 접촉점 설정 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 벡터 매트릭스를 생성하는 단계는,
    상기 x축 벡터 매트릭스(
    Figure 112012084419025-pat00023
    ) 및 y축 벡터 매트릭스(
    Figure 112012084419025-pat00024
    )를 다음의 수학식을 이용하여 구하는 곡면구조물 지지용 지그의 접촉점 설정 방법:
    Figure 112012084419025-pat00025

    여기서, xα는 초기 접촉점의 x축 좌표, xβ는 보정 접촉점의 x축 좌표, yα는 초기 접촉점의 y축 좌표, yβ는 보정 접촉점의 y축 좌표, zα는 초기 접촉점의 z축 좌표, zβ는 보정 접촉점의 z축 좌표를 나타낸다.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 벡터 매트릭스를 생성하는 단계는,
    상기 특성 곡선 방정식의 생성 시에,
    상기 이웃하는 복수의 초기 접촉점에 대한 x축 곡선 방정식을 이용하여 하나의 x축 특성 곡선 방정식을 생성하고, 상기 이웃하는 복수의 초기 접촉점에 대한 y축 곡선 방정식을 이용하여 하나의 y축 특성 곡선 방정식을 생성하며,
    상기 접선각을 연산하는 단계는,
    상기 노멀 벡터(
    Figure 112014026012842-pat00026
    )를 다음의 수학식을 이용하여 구하는 곡면구조물 지지용 지그의 접촉점 설정 방법:
    Figure 112014026012842-pat00027

    여기서, xα는 초기 접촉점의 x축 좌표, xβ는 보정 접촉점의 x축 좌표, yα는 초기 접촉점의 y축 좌표, yβ는 보정 접촉점의 y축 좌표, zα는 초기 접촉점의 z축 좌표, zβ는 보정 접촉점의 z축 좌표, zx는 상기 x축 특성 곡선 방정식, zy는 상기 y축 특성 곡선 방정식을 나타낸다.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 접선각을 연산하는 단계는,
    상기 접선각(θ)을 다음의 수학식을 이용하여 구하는 곡면구조물 지지용 지그의 접촉점 설정 방법:
    Figure 112012084419025-pat00028

    여기서, a는 상기 지지용 지그의 지지구의 중점으로부터 상기 보정 접촉점까지의 수평 방향의 거리, b는 상기 지지구의 중점으로부터 상기 보정 접촉점까지의 수직 방향의 거리를 나타낸다.
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