KR101601238B1

KR101601238B1 - 침입 시험 시뮬레이터

Info

Publication number: KR101601238B1
Application number: KR1020140060294A
Authority: KR
Inventors: 홍창봉; 박운정; 김형의; 김형준; 김형민
Original assignee: 현대자동차주식회사; 코리아테스팅 주식회사; 기아자동차주식회사
Priority date: 2014-05-20
Filing date: 2014-05-20
Publication date: 2016-03-08
Also published as: KR20150133491A

Abstract

본 발명은 침입 시험 시뮬레이터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량이 정면충돌하여 조향 기어 박스 등의 구조물이 침입 시, 탑승자의 발목이 꺾이는 상황뿐만 아니라, 침입되는 구조물에 의해 탑승자의 무릎이 올라와 운전대 또는 대시보드에 의한 충격 상황까지 재현할 수 있을 뿐만 아니라, 자동으로 제어가 가능한 서보 액추에이터를 이용하여 가속력을 가함으로써, 각각의 상황에 맞는 상황을 재현하여 시뮬레이션을 수행하여 정확한 계측값을 얻을 수 있어 자동차의 개발 또는 생산에 있어서 자체 구조를 개선시킬 수 있는 침입 시험 시뮬레이터에 관한 것이다.

Description

침입 시험 시뮬레이터{Intrusion Test Simulator}

본 발명은 침입 시험 시뮬레이터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량이 정면충돌하여 조향 기어 박스 등의 구조물이 침입 시, 탑승자의 발목이 꺾이는 상황뿐만 아니라, 침입되는 구조물에 의해 탑승자의 무릎이 올라와 운전대 또는 대시보드에 의한 충격 상황까지 재현할 수 있는 침입 시험 시뮬레이터에 관한 것이다.

자동차 회사 및 연구소에서는 차량의 안전성을 시험하기 위하여 안전성 시험을 하게 되며, 특히 타량의 충돌사고에 의해 발생하는 상황을 미리 시뮬레이션을 통해 탑승자가 받는 악영향을 최소화하기 위한 연구가 활발히 진행되는 추세이다.

상기 연구의 일환으로 신형 차량이 개발되는 경우에는 안전사고 발생 시, 탑승자에게 전달되는 영향을 시험하기 위한 충돌시험과정이 필수적으로 수행된다.

상기의 충돌시험과정에서는 일반적으로 인체모형(dummy)을 충돌시험의 대상인 차량에 탑승시킨 후, 다양한 속도로 충돌부재 등에 충돌하게 함으로써, 상기 인체모형이 받는 충격을 센서 등의 계측장치로 계측하거나, 영상으로 촬영되어 분석하게 된다.

그러나 상기의 충돌시험과정은 조건속도에 따른 다수의 실제차량을 시험에 투입해야 하며, 차량에 인체모형을 조건에 맞게 준비해야 하는 등 준비과정이 길어지므로 차량에 대한 금전적 손해뿐만 아니라, 투자되는 시간이 길어져 시간적, 인적 손해까지 감수해야 하는 문제점이 있다.

상기의 문제점을 해결하기 위하여, 차량에 가속되는 시험용 액추에이터를 설치하고, 압력유체에 의해 생성된 가속력을 액추에이터 내의 피스톤 및 로드를 통하여 시험대상차량에 가하거나, 가속력을 시뮬레이터에 가함으로써, 차량의 충돌실험을 수행하게 된다.

상기 침입 시험 시뮬레이터는 실제 시험대상차량과 유사한 환경을 재현하여 수행하게 되며, 이는 실제 시험대상차량에 비해 가격이 저렴할 뿐만 아니라, 시뮬레이션을 위한 준비시간 또한 절약되는 장점이 있다.

이는 일본공개특허공보 제2002-062230호("하중 부하 시험 방법", 2002.02.28.)와 미국등록특허공보 제7415903호("Method and System for an Impact Sled Footwell Intrusion System", 2008.08.26.) 및 대한민국공개특허공보 제10-2012-0052845호("자동차 충돌 모의 시험 장치")에 Intrusion Simulator(자동차 충돌 모의 시험장치)가 제시되었다.

그러나 상기의 인용문헌들은 차량의 충돌 시, 조향 기어 박스 등에 의한 탑승자의 발목이 꺾이는 상황은 재현할 수 있지만, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 조향 기어 박스의 침입에 의해 탑승자의 무릎이 운전대에 의한 충격 상황은 재현하지 못하는 문제점이 있다.

일본공개특허공보 제2002-062230호("하중 부하 시험 방법", 2002.02.28.) 미국등록특허공보 제7415903호("Method and System for an Impact Sled Footwell Intrusion System", 2008.08.26.) 대한민국공개특허공보 제10-2012-0052845호("자동차 충돌 모의 시험 장치")에 Intrusion Simulator(자동차 충돌 모의 시험장치)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 차량이 정면충돌하여 조향 기어 박스 등의 구조물이 침입 시, 탑승자의 발목이 꺾이는 상황뿐만 아니라, 침입되는 구조물에 의해 탑승자의 무릎이 올라와 운전대 또는 대시보드에 의한 충격 상황까지 재현할 수 있는 침입 시험 시뮬레이터를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 침입 시험 시뮬레이터는 기본판; 상기 기본판 후방 상부에 형성되며, 전후로 이동 가능하도록 형성되는 이동판; 상기 이동판 후방에 삽입되어 형성되며, 상하로 이동 가능하도록 형성되는 수평판; 상기 이동판 전방 상부에 형성되는 힌지부에 일면이 결합되어 형성되며, 상기 힌지부를 축으로 타면이 전후로 회동 가능하게 형성되는 대시판; 상기 대시판 타면 전방에 형성되며, 상부에 후방으로 형성되는 운전대를 포함하는 조향부; 상기 기본판 전방에 형성되며, 상기 이동판과 일측이 연결되어 상기 이동판을 전후로 이동시키는 이동판액추에이터; 상기 이동판액추에이터 상부에 형성되며, 상기 대시판과 일측이 힌지결합되어 상기 대시판을 전후로 회동시키는 대시판액추에이터; 상기 이동판 양측에 형성되며, 상기 수평판과 연결되어 형성되는 이동대를 상하로 이동시키는 수평판액추에이터;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 조향부는 상하로 이동 가능한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 침입 시험 시뮬레이터는 상기 조향부를 상하로 이동시키는 조향부액추에이터를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 이동판액추에이터와 대시판액추에이터는 스트로크 구동하는 피스톤과 로드를 포함하는 몸체; 상기 몸체 타측에 형성되어 공압을 공급하는 공압 챔버; 상기 몸체 일측에 형성되어 로드가 외부로 돌출하되, 상기 로드의 구동을 제동하는 제동부; 상기 로드의 구동 및 상기 제동부를 유압으로 제어하는 서보밸브를 포함하는 제어부;를 포함하는 공압 챔버 일체형 서보(servo) 액추에이터인 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 수평판액추에이터는 하부에 형성되는 하부액추에이터와 상기 하부액추에이터 상부에 형성되는 상부액추에이터를 포함하는 탠덤(tandem)에어액추에이터인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 침입 시험 시뮬레이터는 상기 수평판액추에이터와 상기 조향부액추에이터로 공압을 공급하는 공압탱크를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 침입 시험 시뮬레이터는 상기 기본판 전방 일단에 형성되며, 상기 이동판액추에이터와 상기 대시판액추에이터를 선택되는 위치에 고정하는 고정부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 침입 시험 시뮬레이터는 차량이 정면충돌하여 조향 기어 박스 등의 구조물이 침입 시, 탑승자의 발목이 꺾이는 상황뿐만 아니라, 침입되는 구조물에 의해 탑승자의 무릎이 올라와 운전대 또는 대시보드에 의한 충격 상황까지 재현할 수 있는 장점이 있다.

특히, 본 발명에 따른 침입 시험 시뮬레이터는 자동으로 제어가 가능한 서보 액추에이터를 이용하여 가속력을 가함으로써, 각각의 상황에 맞는 상황을 재현하여 시뮬레이션을 수행하여 정확한 계측값을 얻을 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 침입 시험 시뮬레이터는 차량의 요잉(yawing) 테스트 시뮬레이터와 함께 설치하여 실제 자동차의 충돌현상과 같은 결과를 재현할 수 있는 장점이 있다.

아울러, 본 발명에 따른 침입 시험 시뮬레이터는 실제 자동차의 충돌현상과 같은 결과를 재현할 수 있으므로, 자동차의 개발 또는 생산에 있어서 자체 구조를 개선시킬 수 있는 장점이 있다.

도 1은 종래의 침입 시험 시뮬레이터를 나타낸 도면.
도 2는 차량의 충돌 시, 운전자가 받는 영향을 개념적으로 나타낸 도면.
도 3은 본 발명에 따른 침입 시험 시뮬레이터를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명에 따른 침입 시험 시뮬레이터를 나타낸 또 다른 도면.
도 5는 본 발명에 따른 이동판액추에이터와 대시판액추에이터의 구성을 개략적으로 나타낸 도면.
도 6은 본 발명에 따른 이동판액추에이터와 대시판액추에이터의 회로도를 나타낸 도면,
도 7은 본 발명에 따른 침입 시험 시뮬레이터의 실시예를 나타낸 도면.
도 8은 본 발명에 따른 침입 시험 시뮬레이터의 실시예를 나타낸 또 다른 도면.
도 9는 본 발명에 따른 수평판액추에이터 동작 실시예 1을 나타낸 도면.
도 10은 본 발명에 따른 수평판액추에이터 동작 실시예 2를 나타낸 도면.
도 11은 본 발명에 따른 수평판액추에이터 동작 실시예 3을 나타낸 도면.
도 12는 본 발명에 따른 수평판액추에이터 동작 실시예 4를 나타낸 도면.

이하, 상기한 바와 같은 특징을 가지는 본 발명에 따른 침입 시험 시뮬레이터를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 종래의 침입 시험 시뮬레이터를 나타낸 도면이고, 도 2는 차량의 충돌 시, 운전자가 받는 영향을 개념적으로 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명에 따른 침입 시험 시뮬레이터를 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 침입 시험 시뮬레이터를 나타낸 또 다른 도면이며, 도 5는 본 발명에 따른 이동판액추에이터와 대시판액추에이터의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명에 따른 이동판액추에이터와 대시판액추에이터의 회로도를 나타낸 도면이며, 도 7은 본 발명에 따른 침입 시험 시뮬레이터의 실시예를 나타낸 도면이고, 도 8은 본 발명에 따른 침입 시험 시뮬레이터의 실시예를 나타낸 또 다른 도면이며, 도 9는 본 발명에 따른 수평판액추에이터의 동작 실시예 1을 나타낸 도면이고, 도 10은 본 발명에 따른 수평판액추에이터의 동작 실시예 2를 나타낸 도면이며, 도 11은 본 발명에 따른 수평판액추에이터의 동작 실시예 3을 나타낸 도면이고, 도 12는 본 발명에 따른 수평판액추에이터의 동작 실시예 4를 나타낸 도면이다.

본 발명에 따른 침입 시험 시뮬레이터(1000)는 차량의 정면충돌 시 탑승자가 받는 충격 상황을 재현하기 위한 시뮬레이터로써, 특히 탑승자가 조향 기어 박스 등을 포함하는 차량의 구조물에 의한 발목 꺾임현상 뿐만 아니라, 도 2에 도시된 바와 같이, 구조물에 침입에 의한 탑승자의 무릎이 차량의 대시보드 또는 운전대와 부딪혀 충격을 받는 상황까지 재현함으로써, 실제 차량의 충돌과 같은 결과를 재현한 시뮬레이터이다.

도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 침입 시험 시뮬레이터(1000)는 하부에 기본이 되는 기본판(10)과 침입의 영향을 받는 이동판(20), 수평판(30), 대시판(40), 조향부(50)를 포함하며, 상기 이동판(20), 수평판(30), 대시판(40)에 가속력(충격)을 가하여 영향을 주는 이동판액추에이터(200), 대시판액추에이터(400), 수평판액추에이터(300)를 포함한다.

상기 이동판(20)은 상기 기본판(10) 후방 상부에 상기 기본판(10)과 일정거리 이격되어 형성되며, 전후로 이동 가능하도록 형성된다.

이 때, 상기 이동판(20)은 상기 기본판(10)으로부터 100mm 상부로 형성되는 것이 권장되나, 침입 시뮬레이션을 위한 대상 차량의 형상에 따라 다양한 이격거리 실시예가 가능하므로 한정하지는 않는다.

이 때, 전후의 전은 실제차량이 앞으로 나아가고자 하는 방향 또는 차량의 앞부분 내지 충돌을 받는 방향이며, 후는 실제차량의 뒷부분 방향을 뜻한다.

상기 이동판(20)은 슬레드(21)(슬라이드) 상부에 형성되어 전후로 이동 가능하며, 그 외 상기 이동판(20)을 전후로 이동시킬 수 있는 수단이면 한정하지 않고 다양한 상기 이동판(20)의 이동을 돕는 장치의 실시예가 가능하다.

상기 이동판(20) 후방에는 상기 이동판(20) 내에 삽입되어 형성되되, 상하로 이동 가능하도록 형성되는 수평판(30)이 형성되며, 상기 수평판(30)은 일정각도로 형성되어 이동되지 않고, 수평하게 상하로 이동된다.

상기 대시판(40)은 상기 이동판(20) 전방 상부에 형성되는 힌지부(41)에 일면이 결합되어 형성되며, 상기 힌지부(41)를 축으로 타면이 전후로 회동 가능하게 형성된다.

이 때, 대시판(40)은 전방(차량의 전방향)으로 상기 이동판(20)과 45.5ㅀ의 각도로 고정되어 있는 것이 권장되며, 시뮬레이션에 따른 침입에 따라 타면이 후방으로 밀리게 된다.

다만, 상기 대시판(40)이 상기 이동판(20)과 이루는 각도는 충돌 상황을 재현하기 위한 시험대상 차량에 따라 다양한 각도의 실시예가 가능함은 물론이다.

상기 조향부(50)는 상기 대시판(40) 타면 전방에 형성되며, 상부에 후방으로 형성되는 운전대(51)를 포함한다.

즉, 상기 이동판(20)과 수평판(30)은 실제 차량의 하부면을 재현한 것이며, 정면 충돌 시 대시보드(dash board) 아래 부분에 기어 박스가 침입을 하여 운전자의 발목이 꺾이는 상황을 상기 대시판(40)으로 재현하였으며, 상기 조향부(50)는 기어 박스의 침입에 의해 탑승자의 무릎이 운전대(52) 또는 대시보드 하단에 의해 충격을 받는 상황을 재현한 것이다.

상기 이동판액추에이터(200)는 상기 이동판(20)을 전후로 이동시키기 위해 가속력을 가하는 것으로, 상기 기본판(10) 전방에 형성되며, 로드가 상기 이동판(20)과 일측이 연결되어 형성된다.

상기 대시판액추에이터(400)는 상기 대시판(40)을 전후로 회동시키기 위해 가속력을 가하는 것으로, 상기 대시판액추에이터(400)는 상기 이동판액추에이터(200) 상부에 형성되되, 상기 대시판(40)과 로드를 포함하는 상기 대시판액추에이터(400)의 일측이 힌지 결합된다.

즉, 상기 이동판액추에이터(200)는 상기 이동판(20)을 수평으로 전후 이동시키기 위해 결합에 제한이 없는 반면, 상기 대시판액추에이터(400)는 상기 대시판(40)을 전후로 회동시켜야 하므로 힌지결합되는 것이 권장된다.

이 때, 힌지결합은 상기 회전 가능한 볼트 등에 의해 결합되는 방식이 권장되지만 한정하지는 않는다.

아울러, 도 5 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 이동판액추에이터(200)와 상기 대시판액추에이터(400)는 스트로크 구동하는 피스톤(1-1)과 로드(1-2)를 포함하는 몸체(1), 상기 몸체(1) 타측에 형성되어 공압을 공급하는 공압 챔버(2), 상기 몸체(1) 일측에 형성되어 로드(1-2)가 외부로 돌출하되, 상기 로드(1-2)의 구동을 제동하는 제동부(3), 상기 로드(1-2)의 구동 및 상기 제동부(3)를 유압으로 제어하는 서보밸브(servo valve)를 포함하는 제어부(4);를 포함하는 공압 챔버 일체형 서보(servo) 액추에이터인 것을 특징으로 한다.

즉, 일반적인 종래의 침입 시험 시뮬레이터용 액추에이터는 스트로크 구동하여 가속력(충격)을 가할 시, 그 충격이 상기 이동판(20)에 전달되고, 그 제동은 상기 이동판(20) 후면에 형성되는 충격판으로 제어함으로써, 그 충격을 100% 흡수하지 못할 시, 충격에 따른 계측결과가 달라질 수 있는 우려가 있는 데 반해, 본 발명에 따른 이동판액추에이터(200)와 대시판액추에이터(400)는 제동부(3)의 제동패드(3-1)는 제동탄성체(3-2)에 의해 로드(1-2)와 접촉하여 제동하며, 상기 제동피스톤(3-2)이 유압에 의해 상기 제동패드를 상기 제동탄성체(3-3) 방향으로 밀어 로드(1-2)를 해방시켜 액추에이터를 구동하는 일체형으로 형성 되어 제동함으로써, 실제 차량이 충돌에 의한 충격 결과를 똑같이 재현할 수 있는 장점이 있으며, 유압 또는 공압에 의해 제동하는 유압액추에이터에 비해 로드(1-2)의 제동이 쉬우므로 더 빠른속도로 가속력을 가할 수 있는 장점이 있다.

아울러, 상기 이동판액추에이터(200)와 대시판액추에이터(400)는 타측에 최대 350bar 이상 공압을 가할 수 있는 공압 챔버(2)가 일체형으로 이루어져 있으므로, 침입 시험 시뮬레이터(1000)가 설치되는 장소의 공간을 절약할 수 있는 장점이 있다.

또한, 서보밸브를 포함하는 제어부(4)는 서보밸브에 의해 상기 이동판액추에이터(200)와 대시판액추에이터(400)의 가속력을 자동 제어함으로써, 침입 시험 시뮬레이션(1000)에 있어서 정확한 계측 결과를 재현할 수 있는 장점이 있다.

다만, 본 발명에 따른 침입 시험 시뮬레이터(1000)의 이동판액추에이터(200)와 대시판액추에이터(400)는 상기 공압 챔버 일체형 서보 액추에이터에 한정하지 않고, 침입 시험 시뮬레이터(1000)에 의한 시뮬레이션을 만족할 만한 결과로 재현할 수 있다면 상기 이동판액추에이터(200)와 상기 대시판액추에이터(400)의 액추에이터 종류는 한정하지 않는다.

도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 이동판(20) 양측에는 상기 수평판(30)을 상하로 이동시키도록 가속력을 가하는 한 쌍의 수평판액추에이터(300)를 포함한다.

이 때, 상기 수평판액추에이터(300)는 에이실린더 형식과 유사하게 스트로크 구동하되, 상하 한 쌍으로 이루어지는 탠덤(tandem)에어액추에이터로 형성되는 것이 권장되며, 본 발명에 따른 침입 시험 시뮬레이터(1000)에 구비되는 수평판액추에이터(300)는 한 쌍의 탠덤에어액추에이터가 상기 이동판(20) 양측에 구비되므로 총 4개의 에어액추에이터가 구비되는 것이 권장되나, 재현하고자 하는 목적 또는 상황에 따라 다양한 개수의 수평판액추에이터(300) 형성이 가능하므로 한정하지 않는다.

도 7 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 침입 시험 시뮬레이터(1000)는 차량 충돌에 대한 다양한 상황을 재현하기 위하여, 상기 조향부(50) 또한 상하로 이동 가능하게 형성할 수 있다.

이 때, 상기 조향부(50)를 상하로 이동시키기 위해 본 발명에 따른 침입 시험 시뮬레이터(1000)는 상기 조향부(50) 하부에서 상기 조향부(50)를 상하로 이동시키는 조향부액추에이터(500)를 더 포함할 수 있다.

상기 조향부액추에이터(500) 또한 상기 조향부(50)를 정확하게 상하로 이동시킬 수 있다면 액추에이터의 종류에 한정하지 않는다.

아울러, 상기 조향부액추에이터(500)는 상기 조향부(50)를 상하로 이동시키기 위해 상기 조향부(50) 하부와 일면이 연결되고, 타면이 상기 이동판(20)과 연결되어 형성되는 것이 권장되지만, 이에 한정하지 않고 다양한 위치의 실시예가 가능하다.

다시 말해, 본 발명에 따른 침입 시험 시뮬레이터(1000)는 차량의 충돌 상황을 재현하기 위하여 형성된 것으로, 충돌 시 후측으로 이동되는 차량의 바닥을 재현하기 위하여 이동판(20)을 형성하고, 충돌 시 대시보드 등에 의한 탑승자에 발목 꺾임 상황을 재현하기 위하여 대시판(40)을 형성하였으며, 충돌에 의한 차량 구조물의 침입으로 인해 탑승자의 무릎이 상부로 이동되어 대시보드 또는 운전대와 충돌하는 상황을 재현하기 위해 수평판(30)과 조향부(50)를 형성하였을 뿐만 아니라, 상기 조향부(50)는 다양한 침입 상황을 재현하기 위해 상하로 이동 가능하게 형성함으로써, 실제 차량이 정면충돌하여 발생되는 결과를 정확하게 재현할 수 있는 장점이 있다.

아울러, 본 발명에 따른 침입 시험 시뮬레이터(1000)는 상기 수평판액추에이터(300)와 상기 조향부액추에이터(500)로 공압을 공급하는 공압탱크(60)를 더 포함할 수 있다.

상기 수평판액추에이터(300)와 상기 조향부액추에이터(500)는 최대 300bar의 공압을 공급하는 상기 이동판액추에이터(200)와 대시판액추에이터(400)에 비해 최대 5bar정도의 공압을 공급하므로, 일체형으로 형성하는 것보다는 시뮬레이터의 공간을 고려하여 따로 공압을 공급하는 공압탱크(60)를 구비하는 것이 권장된다.

다만 상기 공압탱크(60)의 형성은 권장되는 사항이며, 상기 수평판액추에이터(300) 및 조향부액추에이터(500) 또한 공압 챔버(2)가 일체형으로 이루어진 액추에이터로 형성될 수 있으므로, 상기 이동판액추에이터(200)와 대시판액추에이터(400)에 공압을 공급하는 공압탱크에 한정하지 않는다.

아울러, 본 발명에 따른 상기 침입 시험 시뮬레이터(1000)는 상기 기본판(10) 전방 일단에 형성되며, 상기 이동판액추에이터(200)와 상기 대시판액추에이터(400)를 선택되는 위치에 고정하는 고정부(5)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 고정부(5)에 의해 선택되는 위치에 고정되는 이동판액추에이터(200)와 상기 대시판액추에이터(400)는 각각 가속력을 가하기 위한 위치가 상이하므로, 이를 고정할 수 있는 고정부(5)를 필요로 한다.

즉, 본 발명에 따른 침입 시험 시뮬레이터(1000)의 이동판액추에이(200)는 하부면의 상기 이동판(20)에 가속력을 가하기 위해 상기 기본판(10) 하부에 형성되며, 상기 대시판액추에이터(400)는 상기 이동판(20) 상부에 형성되는 대시판(40)에 가속력을 가하므로, 상기 이동판액추에이터(200)보다 상부에 형성된다.

다시 말해, 상기에 기재된 이동판액추에이터(200)와 상기 대시판액추에이터(400)의 구비위치는 상기에 기재된 위치에 한정되지 않고, 다양한 실시예가 가능하며 이 때, 선택되는 위치에 상기 이동판액추에이터(200)와 상기 대시판액추에이터(400)가 구비되는 곳을 고정하게 된다.

아울러, 상기 고정부(5)는 상기 이동판액추에이터(200)와 대시판액추에이터(400)의 공압 챔버(2) 양측을 고정하는 것이 권장되지만, 한정하지 않는다.

도 9 내지 도 12를 참조하여, 상기에 기재된 수평판액추에이터(300)의 동작을 상세히 설명하기로 한다.

상기 수평판액추에이터(300)는 한 쌍으로 이루어져 서로의 동작에 의해 구동하는 탠덤에어액추에이터로서, 하부의 하부액추에이터(310)와 상기 하부액추에이터(310) 상부에 형성되는 상부액추에이터(320)를 포함한다.

이 때, 상기 상부액추에이터(320)의 로드 일단에는 이동핀이 구비되며, 상기 이동핀은 상기 수평판(30)과 연결되어 형성되는 이동대(31)에서 이동함으로써, 상기 하부액추에이터(310)와 상부액추에이터(320)의 동작으로 인해 상기 이동대(31)를 상하로 이동시킴으로써, 상기 이동대(31)와 연결되어 형성되는 상기 수평판(30)을 상하로 이동시킨다.

다시 말해, 상기 이동대(31)에는 후방으로 일정각도 기울어져 상기 이동핀이 이동되는 이동로(31-1)가 구비되며, 상기 탠덤에어액추에이터의 동작에 의해 이동핀이 상기 이동로(31-1) 상을 이동하고, 상기 이동핀의 이동에 따라 이동대(31)가 상하로 이동하며, 상기 이동대(31)와 연결되어 형성되는 상기 수평판(30)이 상하로 이동된다.

즉, 상기 수평판액추에이터(300)는 상기 상부액추에이터(320)와 하부액추에이터(310)의 동작에 의해 상기 수평판(30)을 도 9에 도시된 바와 같이, 기존의 수평판(30)의 위치에 위치시킬 수 있고, 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 상부액추에이터(320)에 피스톤이 상기 이동대(31)와 반대방향으로 이동하도록 공압을 가하여 기존의 수평판(30)의 위치보다 40mm 상부로 이동시킬 수 있다.

아울러, 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 상부액추에이터(320)는 상기 이동대(31) 방향으로 피스톤이 이동되게 구동시키고, 그와 반대로 상기 하부액추에이터(310)는 상기 이동대(31) 반대 방향으로 피스톤이 이동되도록 하여 기존의 상기 수평판(30)의 위치보다 40mm 하부로 이동시킬 수 있다.

또한, 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 상부액추에이터(320)와 하부액추에이터(310)의 피스톤 모두를 상기 이동대(31) 반대방향으로 이동되게 구동하여 상기 수평판(30)이 기존위치에 구비되게 할 수 있다.

즉, 본 발명에 따른 침입 시험 시뮬레이터(1000)의 수평판액추에이터(300)는 상기 하부액추에이터(310)와 상부액추에이터(320) 간의 동작에 의해 상기 수평판(30)의 높이방향 위치를 제어할 수 있다.

이는 하나로 이루어지는 액추에이터에 비해 큰 힘을 발휘시킬 수 있으므로, 적은 공압으로도 구동 가능한 장점이 있다.

1000 : 침입 시험 시뮬레이터
10 : 기본판
20 : 이동판
21 : 슬레드
30 : 수평판
31 : 이동대
31-1 : 이동로
40 : 대시판
41 : 힌지부
50 : 조향부
51 : 운전대
60 : 공압탱크
200 : 이동판액추에이터
300 : 수평판액추에이터
310 : 하부액추에이터
320 : 상부액추에이터
330 : 이동핀
400 : 대시판액추에이터
500 : 조향부액추에이터
1 : 몸체
1-1 : 피스톤
1-2 : 로드
2 : 공압 챔버
3 : 제동부
4 : 제어부
5 : 고정부

Claims

기본판(10);
상기 기본판(10) 후방 상부에 형성되며, 전후로 이동 가능하도록 형성되는 이동판(20);
상기 이동판(20) 후방에 삽입되어 형성되며, 상하로 이동 가능하도록 형성되는 수평판(30);
상기 이동판(20) 전방 상부에 형성되는 힌지부(41)에 일면이 결합되어 형성되며, 상기 힌지부(41)를 축으로 타면이 전후로 회동 가능하게 형성되는 대시판(40);
상기 대시판(40) 타면 전방에 형성되며, 상부에 후방으로 형성되는 운전대(51)를 포함하는 조향부(50);
상기 기본판(10) 전방에 형성되며, 상기 이동판(20)과 일측이 연결되어 상기 이동판(20)을 전후로 이동시키는 이동판액추에이터(200);
상기 이동판액추에이터(200) 상부에 형성되며, 상기 대시판(40)과 일측이 힌지결합되어 상기 대시판(40)을 전후로 회동시키는 대시판액추에이터(400);
상기 이동판(20) 양측에 형성되며, 상기 수평판(30)과 연결되어 형성되는 이동대(31)를 상하로 이동시키는 수평판액추에이터(300);를 포함하는 것을 특징으로 하는 침입 시험 시뮬레이터.
제 1항에 있어서,
상기 조향부(50)는
상하로 이동 가능한 것을 특징으로 하는 침입 시험 시뮬레이터.
제 2항에 있어서,
상기 침입 시험 시뮬레이터(1000)는
상기 조향부(50)를 상하로 이동시키는 조향부액추에이터(500)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 침입 시험 시뮬레이터.
제 1항에 있어서,
상기 이동판액추에이터(200)와 대시판액추에이터(400)는
스트로크 구동하는 피스톤(1-1)과 로드(1-2)를 포함하는 몸체(1);
상기 몸체(1) 타측에 형성되어 공압을 공급하는 공압 챔버(2);
상기 몸체(1) 일측에 형성되어 상기 로드(1-2)가 외부로 돌출하되, 상기 로드(1-2)의 구동을 제동하는 제동부(3);
상기 로드(1-2)의 구동 및 상기 제동부(3)를 유압으로 제어하는 서보밸브를 포함하는 제어부(4);를 포함하는 공압 챔버 일체형 서보(servo) 액추에이터인 것을 특징으로 하는 침입 시험 시뮬레이터.
제 1항에 있어서,
상기 수평판액추에이터(300)는
하부에 형성되는 하부액추에이터(310)와 상기 하부액추에이터(310) 상부에 형성되는 상부액추에이터(320)를 포함하는 탠덤(tandem)에어액추에이터인 것을 특징으로 하는 침입 시험 시뮬레이터.
제 1항 또는 제 3항에 있어서,
상기 침입 시험 시뮬레이터(1000)는
상기 수평판액추에이터(300)와 상기 조향부액추에이터(500)로 공압을 공급하는 공압탱크(60)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 침입 시험 시뮬레이터.
제 1항에 있어서,
상기 침입 시험 시뮬레이터(1000)는
상기 기본판(10) 전방 일단에 형성되며, 상기 이동판액추에이터(200)와 상기 대시판액추에이터(400)를 선택되는 위치에 고정하는 고정부(5)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 침입 시험 시뮬레이터.