KR101926078B1 - 예인수조 유장계측용 이송장치 및 이를 이용한 모형선박 사항시험 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 예인수조에 설치되는 예인전차에 결합되어 모형선박의 유장계측을 위한 시험장비가 탑재되고 상기 시험장비를 3차원 상에서 제약 없이 이송시키는 이송장치가 개시된다. 상기 이송장치는 예인전차에 구비되어 있는 한 쌍의 측정레일에 결합 가능한 체결프레임, 상기 체결프레임에 구비되며 서로 이격 구비된 한 쌍의 제1 레일, 상기 제1 레일에 결합되어 상기 제1 레일을 따라 이동 가능하며 상기 한 쌍의 제1 레일을 서로 연결시키도록 구비된 상부플레이트, 상기 상부플레이트에 연결되며 수직방향으로 연장 형성된 회전축, 상기 회전축의 하부에 연결되며 수평방향으로 연장 형성되고 상기 회전축을 중심으로 회전 가능한 하부플레이트, 상기 하부플레이트에 구비되며 길이방향으로 연장 형성된 제2 레일, 상기 제2 레일에 결합되어 상기 제2 레일을 따라 이동 가능한 슬라이딩지그, 상기 하부플레이트의 하부에 구비되며 수직방향으로 연장 형성된 제3 레일 및 상기 제3 레일에 결합되어 상기 제3 레일을 따라 이동 가능하면서 시험장비가 탑재 가능한 탑재프레임을 포함한다.
상기 구성을 갖는 본 발명은 정밀하고 용이한 모형선박 유장계측 시험을 수행할 수 있다.

Description

예인수조 유장계측용 이송장치 및 이를 이용한 모형선박 사항시험 방법{TRANSPORTING DEVICE FOR MEASURING FLOW FIELD IN TOWING TANK AND METHOD THEREOF}

본 발명은 예인수조 유장계측용 이송장치 및 이를 이용한 모형선박 사항시험에 관한 것으로, 보다 상세하게는 예인수조의 모형선박 시험 시 예인전차에 결합되며 모형선박의 주변 유장을 측정하기 위한 시험장비가 탑재되어 모형선박의 유장 계측시험이 용이한 예인수조 유장계측용 이송장치 및 이를 이용한 모형선박 사항시험에 관한 것이다.

일반적으로 예인수조는 각종 선박 및 특수선 모형의 유체동력학적 성능을 추정하기 위해 모형시험을 수행하는 시설이다. 예인수조는 예인레일과 예인전차로 크게 이루어져 있다. 예인전차에는 모형선과 측정 장비를 설치할 수 있는 측정레일이 설치되어 있다.

예인전차는 예인수조에 설치되는 예인레일 위를 일정한 속도로 이동하는데 예인전차와 연결된 모형선박이 예인전차가 이동함에 따라 예인수조에 부유한 상태로 이동하고, 모형선박의 저항 또는 자항 성능 등을 시험하는 방식이다. 모형선박의 저항 또는 자항 성능 등은 예인전차와 모형선박이 일정한 속도에 도달하였을 때 원하는 계측 값을 계측하여 측정한다. 모형선박의 성능시험 중 모형선박으로 인해 형성된 유체장의 속도분포를 알아보는 유장 계측시험이 있다.

유장 계측시험은 모형선박이 예인되면서 발생되는 모형선박 주위의 유체장의 속도분포를 계측하는 시험이다. 모형선박 주위의 유동정보를 안다면 프로펠러 설계 시 이를 반영하여 그 유체장의 특성에 맞도록 프로펠러를 설계할 수 있기 때문이다. 또한, 연비를 높이기 위한 ESD(Energy Saving Device)의 효과에 대한 메커니즘을 설명할 수 있고 선체에 부착되는 부가물에 대하여 선체의 주변 유동이 어떻게 바뀌는지 알 수 있다.

이러한 모형선박 주변 유체장의 속도를 알아낼 수 있는 방법에는 대표적으로 피토관, LDV(Laser Doppler Velocimetry), PIV(Particle Image Velocimetry)등이 있다. 이 중 피토관과 LDV는 점 측정 방식의 유속측정장치로서, 예인수조에서 모형선박의 주변 유체장을 정밀히 측정하기 위해서는 특정 측정지점으로 상기 시험장치를 이송시키면서 측정해야 한다. 이에 따라 상기 시험장치를 예인수조 내에서 이송시킬 수 있는 이송장치가 필요하다.

그런데 예인수조에서 예인전차에 구비된 측정레일 안쪽으로 이송장치를 설치하게 되면 확보할 수 있는 이송장치의 이송거리가 측정레일의 간격보다 작아지게 된다. 이송거리가 작아지면 시험장치를 이용한 계측 범위가 작아지고 한 시험에서 취득할 수 있는 데이터의 양이 작아지게 된다. 때문에 예인전차에 구비된 측정레일에 설치할 수 있으면서도 시험장치를 이용한 넓은 계측 범위가 확보되는 이송장치가 필요하다.

한편, 모형선박은 유장계측 시험 시 진행방향을 기준으로 일정 각도 회전된 상태로 예인될 수 있는데, 이를 모형선박의 사항시험이라 한다. 일반적인 모형선박의 유장계측 시험에서 모형선박이 회전된 상태가 아닌 경우 유체장을 측정하기 위한 시험장치의 위치는 모형선박의 중심 좌표계로 결정된다. 상기 시험장치는 모형선박이 예인되는 진행방향을 X축, X축과 수평방향으로 수직을 이루는 방향을 Y축, X축과 Y축에 수직인 방향을 Z축으로 설정된 직교좌표계에 따라 이동된다. 그러나, 모형선박이 일정 각도 회전된 상태로 예인되는 사항시험에서는 시험장치를 지정된 위치에 위치시키기 위하여 X축과 Y축은 별도의 좌표변환이 요구된다.

(문헌 0001) 대한민국 공개특허 제10-2014-0075157호(공개일 : 2014.06.19.) (문헌 0002) 대한민국 등록특허 제10-1216706호(등록일 : 2012.12.21.)

위와 같은 점을 감안하여 발명된 본 발명의 목적은 모형선박의 유체장을 측정하기 위한 시험장비를 이송시키면서 폭넓은 계측 범위를 확보할 수 있는 예인수조 유장계측용 이송장치를 제공하는 것이다.

또한, 모형선박을 회전시켜 예인시키는 사항시험에서 모형선박을 중심으로 좌표이동이 가능한 예인수조 유장계측용 이송장치 및 이를 이용한 모형선박 사항시험 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 예인수조 유장계측용 이송장치는 예인전차에 구비되어 있는 한 쌍의 측정레일에 결합 가능한 체결프레임, 체결프레임에 서로 이격 구비된 한 쌍의 제1 레일, 제1 레일에 결합되어 제1 레일을 따라 이동 가능하며 한 쌍의 제1 레일을 서로 연결시키도록 구비된 상부플레이트, 상부플레이트에 연결되며 수직방향으로 연장 형성된 회전축, 회전축의 하부에 연결되며 수평방향으로 연장 형성되고 회전축을 중심으로 회전 가능한 하부플레이트, 하부플레이트에 구비되며 길이방향으로 연장 형성된 제2 레일, 제2 레일에 결합되어 제2 레일을 따라 이동 가능한 슬라이딩지그, 상기 하부플레이트의 하부에 구비되며 수직방향으로 연장 형성된 제3 레일 및 제3 레일에 결합되어 제3 레일을 따라 이동 가능하면서 시험장비가 탑재 가능한 탑재프레임을 포함한다.

또한, 회전축은, 상부가 상부플레이트에 힌지연결되고, 하부가 하부플레이트에 고정될 수 있다.

또한, 회전축은, 하부플레이트의 중심에 고정되고, 회전축과 하부플레이트는 제2 레일과 나란하도록 연장 형성된 리브가 결합될 수 있다.

또한, 회전축의 상부에 회전축의 둘레를 따라 구비된 구속부재, 상부플레이트에 구비되고 구속부재와 연결되며 회전축에 회전력을 가하는 구동모터 및 구동모터와 연결되며 구동모터의 작동을 제어하는 회전제어기를 더 포함할 수 있다.

또한, 구속부재와 구동모터는 베벨기어 방식으로 서로 맞물릴 수 있다.

또한, 하부플레이트는, 일정 간격 이격되도록 구비된 한 쌍의 접철부를 포함하고, 접철부를 중심으로 양 측이 아랫방향으로 접힐 수 있다.

또한, 제1 레일에 결합되고 제1 레일을 따라 이동하는 상부플레이트의 이동을 조절하는 제1 조절부재, 제2 레일에 결합되고 제2 레일을 따라 이동하는 슬라이딩지그의 이동을 조절하는 제2 조절부재, 제3 레일에 결합되고 제3 레일을 따라 이동하는 탑재프레임의 이동을 조절하는 제3 조절부재 및 제1 조절부재, 제2 조절부재 및 제3 조절부재의 작동을 제어하는 이동제어기를 더 포함할 수 있다.

또한, 탑재프레임은, 상기 제3 레일과 결합된 수직결합구, 상기 수직결합구에 연결되며 높이방향으로 연장 형성된 수직프레임 및 수직프레임의 하부에 힌지연결되어 수직프레임을 중심으로 회전되며, 시험장비가 탑재되는 하부프레임을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 모형선박 사항시험 방법은 상기 예인수조 유장계측용 이송장치를 이용하고, 예인수조에서 수행되며 모형선박을 일정 각도 회전된 상태로 예인하는 모형선박 사항시험 방법에 있어서, 일정 각도 회전된 상태로 예인되는 모형선박의 피치(PITCH)운동의 축 및 요(YAW) 운동의 축을 기준 좌표로 모형선박의 예인에 따른 유장을 측정한다.

또한, 탑재프레임에 모형선박의 주변 유체장의 속도분포를 측정하는 시험장비를 탑재시키는 탑재단계, 회전축을 회전시켜 하부플레이트에 구비된 제2 레일을 모형선박의 피치(PITCH)운동의 축과 평행하도록 배치하는 배치단계 및 모형선박의 피치(PITCH)운동의 축 및 요(YAW) 운동의 축을 기준 좌표로 시험장비를 이동시키는 이동단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 예인수조 유장계측용 이송장치에 따르면 모형선박의 유장 계측을 위한 시험장치를 이송시키면서 시험장치를 이용한 폭넓은 계측 범위를 보장한다.

또한, 모형선박의 회전 각도에 따라 시험장치를 손쉽게 회전 및 이동시킬 수 있어 정밀한 계측이 가능하다.

또한, 모형선박의 사항시험에서 모형선박을 중심으로 한 좌표계를 이용할 수 있어 위치의 계산이 간편하고 시험이 용이하다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 예인수조 유장계측용 이송장치를 나타낸 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 예인수조 유장계측용 이송장치를 나타낸 정면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 예인수조 유장계측용 이송장치를 나타낸 측면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 예인수조 유장계측용 이송장치의 동작을 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동제어기를 나타낸 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전제어기를 나타낸 블록도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 모형선박 사항시험 방법을 나타낸 개념도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 모형선박 사항시험 방법을 나타낸 순서도이다.

본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.

본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.

본 발명에서 설명의 편의상 예인수조에서 모형선박(20)의 유장계측시험을 수행할 때 예인전차(10)의 진행방향을 X축, X축과 동일한 수평면 상에서 X축과 수직을 이루는 방향을 Y축, 상기 X축 및 Y축과 수직을 이루는 방향을 Z축이라 한다.

일반적으로 예인전차(10)에는 모형선박(20)을 예인할 때 모형선박(20) 주변의 유체의 속도분포 등을 계측하기 위한 시험장비를 이송시키기 위한 측정레일(11)이 구비되는데, 본 발명의 이송장치는 상기 예인전차(10)에 구비된 측정레일(11)에 결합되어 예인전차(10)와 함께 이동하면서 시험장비가 탑재된 상태로 상기 시험장비를 계측 지점으로 이송시킨다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 예인수조 유장계측용 이송장치를 나타낸 평면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 예인수조 유장계측용 이송장치를 나타낸 정면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 예인수조 유장계측용 이송장치를 나타낸 측면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 예인수조 유장계측용 이송장치의 동작을 나타낸 사시도이다.

도 1 내지 도 4를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 예인수조 유장계측용 이송장치는 예인전차(10)에 구비되어 있는 한 쌍의 측정레일(11)에 결합 가능한 체결프레임(100), 상기 체결프레임(100)에 구비되며 서로 이격 구비된 한 쌍의 제1 레일(200), 상기 제1 레일(200)에 결합되어 상기 제1 레일(200)을 따라 이동 가능하며 상기 한 쌍의 제1 레일(200)을 서로 연결시키도록 구비된 상부플레이트(300), 상기 상부플레이트(300)에 연결되며 수직방향으로 연장 형성된 회전축(400), 상기 회전축(400)의 하부에 연결되며 수평방향으로 연장 형성되고 상기 회전축(400)을 중심으로 회전 가능한 하부플레이트(500), 상기 하부플레이트(500)에 구비되며 길이방향으로 연장 형성된 제2 레일(600), 상기 제2 레일(600)에 결합되어 상기 제2 레일(600)을 따라 이동 가능한 슬라이딩지그(700), 상기 하부플레이트(500)의 하부에 구비되며 수직방향으로 연장 형성된 제3 레일(800) 및 상기 제3 레일(800)에 결합되어 상기 제3 레일(800)을 따라 이동 가능하면서 시험장비가 탑재 가능한 탑재프레임(900)을 포함한다.

본 발명의 체결프레임(100)은 예인전차(10)에 구비된 측정레일(11)과 결합하는데, 상기 체결프레임(100)은 본 발명인 이송장치의 하중과 시험장치의 하중을 지지하는 구성으로 상기 체결프레임(100)과 상기 측정레일(11)은 시험장비의 안정적인 지지를 위하여 고정되는 것이 바람직하다. 본 발명의 일 실시예에서 상기 체결프레임(100)의 하단 양 측에는 각각 상부로 오목한 형상을 갖는 체결홈(110)이 구비될 수 있고, 이 경우 상기 체결홈(110)에 상기 측정레일(11)이 삽입되어 상기 체결프레임(100)이 지지되는 구조를 가질 수 있다.

본 발명에서 상기 체결프레임(100)은 직사각형으로 내부가 개구된 형상을 갖으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 이송장치를 안정적으로 지지하는 본 발명의 목적 범위 내에서 다양한 형상과 구성을 가질 수 있다.

상기 체결프레임(100)에는 한 쌍의 제1 레일(200)이 구비되는데, 상기 제1 레일(200)은 서로 이격 구비되며 X축 또는 Y축 방향을 따라 연장 형성될 수 있다. 상기 제1 레일(200)은 X축 방향을 따라 연장 형성된 경우 상기 측정레일(11)과 나란하도록 구비되고 Y축 방향을 따라 연장 형성된 경우 상기 측정레일(11)과 수직을 이루도록 구비된다. 상기 제1 레일(200)은 상기 체결프레임(100)의 상부 또는 측면에 각각 구비될 수 있고, 이는 상기 상부플레이트(300)와 연결방법에 따라 달라질 수 있다.

본 발명의 상부플레이트(300)는 상기 제1 레일(200)에 결합되고 전체적으로 판 형상을 가질 수 있다. 상기 상부플레이트(300)는 상기 한 쌍의 제1 레일(200)을 서로 연결하도록 구비되는데 상기 상부플레이트(300)에 가해지는 하중이 상기 제1 레일(200)에 의해 지지되는 구조이다. 상기 상부플레이트(300)는 상기 제1 레일(200)을 따라 이동 가능하다. 상기 제1 레일(200)이 X축 방향을 따라 연장 형성된 경우 상기 상부플레이트(300)는 X축 방향으로 이동하는 구조이고, 상기 제1 레일(200)이 Y축 방향을 따라 연장 형성된 경우 상기 상부플레이트(300)는 Y축 방향을 따라 이동하는 구조이다.

본 발명에서 상기 상부플레이트(300)와 상기 제1 레일(200)의 결합은 다양한 방식이 적용될 수 있는데, 본 발명의 일 실시예에서 상기 제1 레일(200)에는 상기 상부플레이트(300)의 이동을 조절하면서 상기 제1 레일(200)에 결합된 제1 조절부재(210)가 구비될 수 있다. 상기 제1 조절부재(210)는 예를들어, LM가이드가 이용될 수 있고, 그 외에 유압실린더와 유압펌프를 이용하여 상기 상부플레이트(300)를 이동시킬 수 있다. 또한, 톱니형상의 랙기어와 피니언기어를 포함하도록 구성하여 상기 제1 레일(200)에 랙기어가 결합되고 상기 상부플레이트(300)에 피니언기어가 결합되며 상기 피니언기어와 연결된 모터를 작동하여 상기 피니언기어를 회전시킴으로써 상기 상부플레이트(300)를 이동시킬 수 있다. 상술한 예 이외에도 상기 제1 조절부재(210)는 다양한 구성과 방식을 가질 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동제어기(220)를 나타낸 블록도이다.

도 5를 참고하면, 상기 제1 조절부재(210)의 작동은 이동제어기(220)에 의해 제어될 수 있는데, 상기 이동제어기(220)는 기 설정된 컴퓨터프로그램일 수 있다. 예를들어, 모형선박(20)의 유장계측 시험에서 유장계측을 위한 시험장치를 계측하고자 하는 지점에 위치시키기 위하여 상기 이동제어기(220)를 이용하여 상기 제1 조절부재(210)를 작동시키고 이에 따라 상기 상부플레이트(300)가 상기 제1 레일(200)을 따라 설정된 거리만큼 이동하는 방식일 수 있다.

본 발명의 회전축(400)은 상기 상부플레이트(300)에 연결되며 수직 방향으로 연장 형성되고 봉 형상을 가질 수 있다. 상기 회전축(400)은 상기 상부플레이트(300)와 하부플레이트(500)를 연결시키면서 하부플레이트(500)에 가해지는 하중을 상기 상부플레이트(300)로 전달한다. 상기 회전축(400)은 모형선박(20)의 유장계측을 위한 시험장치의 이동에 의해 발생되는 편심하중에 충분히 저항할 수 있도록 상기 상부플레이트(300)의 중심에 연결되는 것이 바람직하고 충분한 강성을 갖는 소재로 형성되는것이 더욱 바람직하다.

상기 회전축(400)은 상기 상부플레이트(300)와 고정되거나 힌지로 연결될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서 상기 회전축(400)의 상부에 상기 회전축(400)의 둘레를 따라 구비된 구속부재(410), 상기 상부플레이트(300)에 구비되고 상기 구속부재(410)와 연결되며 상기 회전축(400)에 회전력을 가하는 구동모터(420) 및 상기 구동모터(420)와 연결되며 상기 구동모터(420)의 작동을 제어하는 회전제어기(430)를 더 포함할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전제어기(430)를 나타낸 블록도이다.

도 6을 참고하면, 상기 구속부재(410), 구동모터(420) 및 회전제어기(430)는 상기 회전축(400)의 회전 각도를 조절하는 역할을 수행한다. 본 발명의 일 실시예를 통하여 이를 보다 구체적으로 설명하면, 상기 구속부재(410)는 상기 회전축(400)의 둘레를 따라 톱니형상을 갖고, 구동모터(420)는 상기 구속부재(410)의 톱니형상과 맞물려 상기 회전축(400)의 회전각을 조절한다. 이 경우 상기 구동모터(420)의 작동에 의해 상기 구동모터(420)의 구동축 회전이 상기 구속부재(410)에 의해 상기 회전축(400)의 중심을 기준으로 한 회전운동으로 전환된다. 상기 구속부재(410)와 상기 구동모터(420)는 베벨기어 방식으로 서로 맞물리는 구조를 가질 수 있다. 상기 회전제어기(430)는 상기 구동모터(420)의 작동을 제어하여 상기 회전축(400)의 회전을 제어한다. 상기 회전제어기(430)는 상기 구동모터(420)와 연결된 기 설정된 컴퓨터프로그램일 수 있다. 예를들어, 모형선박(20)의 유장계측 시험에서 유장계측을 위한 시험장치를 계측하고자 하는 지점에 위치시키기 위하여 상기 회전제어기(430)를 이용하여 상기 구동모터(420)를 작동시키고 이에 따라 상기 회전축(400)이 회전하는 방식일 수 있다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 따르면, 모형선박(20)을 설정된 각도만큼 회전시킨 상태로 예인하는 사항시험에서 상기 회전축(400)의 회전각도와 모형선박(20)의 회전 각도를 일치시킨 상태로 시험할 수 있어 보다 정밀하고 용이한 시험이 가능하다.

본 발명의 하부플레이트(500)는 상기 상부플레이트(300)의 아래에 위치되어 상기 회전축(400)의 하부에 연결되는데, 상기 회전축(400)의 중심을 기준으로 회전 가능한 구조를 갖는다. 본 발명의 일 실시예에서 상기 회전축(400)은 상부가 상기 상부플레이트(300)에 힌지연결되고, 하부가 상기 하부플레이트(500)에 고정되어 상기 하부플레이트(500)는 상기 회전축(400)과 함께 회전할 수 있다. 다른 일 실시예에서 상기 회전축(400)은 상기 상부플레이트(300)와 고정되고 상기 하부플레이트(500)와 힌지연결되어 상기 하부플레이트(500)는 상기 회전축(400)과 독립적으로 회전될 수 있다.

상기 하부플레이트(500)는 수평방향으로 연장 형성될 수 있고 다양한 형상을 가질 수 있으나, 상기 시험장비의 폭넓은 계측범위를 보장하기 위하여 상기 예인전차(10)에 구비된 한 쌍의 측정레일(11)이 서로 이격된 거리보다 더 긴 길이를 갖도록 형성되는 것이 바람직하다. 이 경우 상기 하부플레이트(500)는 직사각형 형상을 가질 수 있다.

상기 하부플레이트(500)에 구비된 제2 레일(600)은 길이방향으로 연장 형성되는데, 본 발명의 일 실시예에서 상기 제2 레일(600)은 한 쌍으로 구성되고 상기 하부플레이트(500)의 상부에 양 측 둘레를 따라 서로 일정 거리 이격 구비된다. 상기 제2 레일(600)의 길이는 한 쌍의 측정레일(11)이 서로 이격된 거리보다 더 짧은 길이를 갖도록 형성되는 것이 바람직하다. 본 발명의 다른 일 실시예에서 상기 제2 레일(600)은 상기 하부플레이트(500)의 하부에 구비될 수 있다. 이 경우 상기 하부플레이트(500)의 중심을 가로지르도록 구비되며 단일로 구성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서 상기 하부플레이트(500)는, 일정 간격 이격되도록 구비된 한 쌍의 접철부(510)를 포함하고, 상기 접철부(510)를 중심으로 양 측이 아랫방향으로 접히는 구조를 가질 수 있다.

상기 한 쌍의 접철부(510)는 상기 하부플레이트(500)에 구비된 제2 레일(600)을 각각 가로지르도록 위치되는데, 상기 접철부(510)를 중심으로 상기 하부플레이트(500)가 접히거나 펴지는 구조를 가지므로 상기 하부플레이트(500)에 구비된 제2 레일(600)의 길이를 연장시킬 수 있다. 상기 제2 레일(600)의 길이가 연장됨에 의해 상기 시험장비의 이동 반경이 더욱 커질 수 있으며 폭넓은 계측범위를 담보할 수 있다.

상기 하부플레이트(500)의 하부에는 상기 접철부(510)의 위치에 경첩이 구비되어 상기 하부플레이트(500)가 접히거나 펴지는 상태를 유지할 수 있도록 구성된다.

상기 한 쌍의 접철부(510)는 상기 하부플레이트(500)의 중심에서 동일한 거리만큼 이격 구비되는 것이 바람직하다. 예를들어, 상기 한 쌍의 접철부(510)는 상기 하부플레이트(500)를 3등분으로 분할하도록 구비될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서 상기 회전축(400)은 상기 하부플레이트(500)의 중심에 고정되고, 상기 회전축(400)과 상기 하부플레이트(500)는 상기 제2 레일(600)과 나란하도록 연장 형성된 리브(520)가 결합될 수 있다. 상기 리브(520)는 상기 회전축(400)과 하부플레이트(500)의 고정결합을 보조하여 상기 시험장치가 이동하면서 발생될 수 있는 편심하중에 따른 변형을 방지하므로 더욱 안정적이며 정밀한 시험이 수행될 수 있다.

상기 제2 레일(600)에는 슬라이딩지그(700)가 결합되어 상기 제2 레일(600)을 따라 이동 가능한 구조를 갖는다. 상기 슬라이딩지그(700)의 구성은 다양할 수 있는데, 본 발명의 일 실시예에서 상기 제2 레일(600)은 한 쌍으로 구성되고 상기 슬라이딩지그(700)는 상기 제2 레일(600)과 결합되는 한 쌍의 지그결합구(710) 및 상기 한 쌍의 지그결합구(710)의 하부를 서로 연결시키는 지그브릿지(720)를 포함할 수 있다. 상기 지그결합구(710)는 상기 제2 레일(600)과 상기 하부플레이트(500)의 외측 둘레 일부를 감싸도록 구비되며, 상기 지그브릿지(720)는 상기 한 쌍의 지그결합구(710)에 고정되고 상기 한 쌍의 지그결합구(710)를 서로 연결하여 상기 슬라이딩지그(700)의 이동에 안정성을 부여한다. 본 발명의 다른 일 실시예에서 상기 제2 레일(600)은 단일로 구성되고 상기 슬라이딩지그(700)는 상기 하부플레이트(500)의 하부에서 상기 제2 레일(600)과 결합될 수 있다. 상기 슬라이딩지그(700)의 구성과 형상은 상기 슬라이딩지그(700)가 상기 제2 레일(600)을 따라 이동하는 본 발명의 목적 범위 내에서 다양할 수 있다.

본 발명에서 상기 하부플레이트(500)가 상기 회전축(400)을 중심으로 회전할 때 상기 제2 레일(600)도 함께 회전되며, 상기 제2 레일(600)에 결합된 상기 슬라이딩지그(700)도 함께 회전될 수 있다. 상기 제2 레일(600) 및 슬라이딩지그(700)가 회전함에 따라 상기 슬라이딩지그(700)의 이동방향은 X축, Y축을 포함하여 수평면 상에서 제한 없이 2차원 이동이 가능하다.

상기 제2 레일(600)에는 상기 슬라이딩지그(700)의 이동을 조절하는 제2 조절부재(610)가 결합될 수 있다. 상기 제2 조절부재(610)는 상기 제1 조절부재(210)와 대응하는데, 상술한 바와 같이 LM가이드, 유압실린더와 유압펌프, 랙기어와 피니언 기어를 이용하는 등 다양한 구성과 방식을 가질 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제2 조절부재(610)는 상기 이동제어기(220)에 의해 작동이 제어될 수 있으며, 상기 이동제어기(220)는 상술한 바와 같이 기 설정된 컴퓨터프로그램일 수 있다.

상기 하부플레이트(500)의 하부에는 제3 레일(800)이 구비되는데, 상기 제3 레일(800)은 상기 하부플레이트(500)에 연결되거나 상기 슬라이딩지그(700)에 연결될 수 있다. 상기 제3 레일(800)은 수직방향으로 연장 형성되며 상기 하부플레이트(500)가 회전함에 따라 상기 하부플레이트(500)와 함께 회전한다.

상기 제3 레일(800)에는 탑재프레임(900)이 결합되는데, 상기 탑재프레임(900)은 모형선박(20) 유장계측용 시험장비가 탑재된다. 상기 탑재프레임(900)은 상기 제3 레일(800)을 따라 수직방향으로 이동될 수 있다. 상기 제3 레일(800)과 상기 탑재프레임(900)의 결합은 다양할 수 있는데, 본발명의 일 실시예에서 상기 탑재프레임(900)은 상기 제3 레일(800)과 결합된 수직결합구(910), 상기 수직결합구(910)에 연결되며 높이방향으로 연장 형성된 수직프레임(920) 및 상기 수직프레임(920)의 하부에 힌지연결되어 상기 수직프레임(920)을 중심으로 회전되며 상기 시험장비가 탑재되는 하부프레임(930)을 포함할 수 있다.

상기 수직결합구(910)는 상기 제3 레일(800)을 따라 수직 방향으로 이동하고, 상기 수직프레임(920)은 상기 수직결합구(910)와 상기 하부프레임(930)을 연결하며 상기 하부프레임(930)은 시험장비가 탑재된 상태로 상기 시험장비를 지지한다. 상기 수직프레임(920)의 하부 일부와 상기 하부프레임(930)은 예인수조에 채워진 물속에 잠길 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서 상기 제3 레일(800)에는 상기 제3 레일(800)을 따라 이동하는 상기 탑재프레임(900)의 이동을 조절하는 제3 조절부재(810)가 결합될 수 있다. 상기 제3 조절부재(810)는 상기 제1 조절부재(210)와 대응하는데, 상기 제1 조절부재(210)에서 상술한 바와 같이 상기 제3 조절부재(810)는 LM가이드, 유압실린더와 유압펌프, 랙기어와 피니언기어를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제3 조절부재(810)는 상기 탑재프레임(900)과 연결된 와이어와 상기 와이어를 감는 윈치를 포함할 수 있고, 이 경우 상기 탑재프레임(900)과 연결된 와이어를 상기 윈치가 감거나 풀어 상기 탑재프레임(900)의 높이를 조절하는 방식일 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제3 조절부재(810)는 상기 이동제어기(220)에 의해 동작이 제어될 수 있으며, 상기 이동제어기(220)는 상술한 바와 같이 기 설정된 컴퓨터 프로그램일 수 있다.

상기한 구성을 갖는 본 발명에서는 모형선박(20)의 유체장을 계측하기 위한 시험장비가 탑재된 경우 상기 시험장비를 제약 없이 3차원 상에서 이동시킬 수 있어 정밀하고 용이한 시험을 수행할 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 모형선박 사항시험 방법을 나타낸 개념도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 모형선박 사항시험 방법을 나타낸 순서도이다.

도 7을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 모형선박 사항시험 방법은 상술한 예인수조 유장계측용 이송장치를 이용하고, 예인수조에서 수행되며 모형선박(20)을 일정 각도 회전된 상태로 예인하는 모형선박 사항시험 방법에 있어서, 일정 각도 회전된 상태로 예인되는 모형선박(20)의 피치(PITCH)운동의 축 및 요(YAW) 운동의 축을 기준 좌표로 상기 모형선박(20)의 예인에 따른 유장을 측정한다.

여기서 상기 모형선박(20)의 피치운동의 축은 상술한 Y축에서 상기 모형선박(20)을 일정 각도 회전시킨 상태의 축을 의미하고, 상기 모형선박(20)의 요운동의 축은 상술한 Z축을 의미한다. 본 발명의 사항시험 방법은 상술한 이송장치를 이용하여 상기 일정 각도 회전된 상태의 모형선박(20)을 기준으로 한 좌표계를 이용할 수 있다.

도 8을 참고하여 설명하면, 구체적으로 본 발명의 일 실시예에 따른 모형선박 사항시험 방법은 상술한 이송장치를 이용하고, 탑재프레임(900)에 모형선박(20)의 주변 유체장의 속도분포를 측정하는 시험장비를 탑재시키는 탑재단계(S100), 회전축(400)을 회전시켜 하부플레이트(500)에 구비된 제2 레일(600)을 모형선박(20)의 피치(PITCH)운동의 축과 평행하도록 배치하는 배치단계(S200) 및 모형선박(20)의 피치(PITCH)운동의 축 및 요(YAW) 운동의 축을 기준 좌표로 상기 시험장비를 이동시키는 이동단계(S300)를 포함할 수 있다.

상기 탑재단계(S100)는 상술한 이송장치의 탑재프레임(900)에 시험장비를 탑재시키는 단계를 의미한다. 상기 탑재단계(S100)에서 탑재되는 시험장비는 회전축(400)의 회전, 제1 레일(200)을 따른 하부플레이트(500)의 이동, 제2 레일(600)을 따른 슬라이딩지그(700)의 이동 및 제3 레일(800)을 따른 탑재프레임(900)의 이동에 의해 3차원 이동을 제약 없이 수행할 수 있다.

상기 배치단계(S200)는 사항시험에서 일정 각도 회전된 상태의 모형선박(20)과 이송장치의 제2 레일(600)을 평행하도록 배치하는 단계로서, 상기 배치단계(S200)에서는 하부플레이트(500)를 회전축(400)을 기준으로 모형선박(20)이 회전한 각도만큼 회전시켜 수행한다. 상기 회전축(400)의 회전은 본 발명의 일 실시예에서 구속부재(410), 구동모터(420) 및 회전제어기(430)가 이용되어 수행될 수 있다. 상기 배치단계(S200)에서 모형선박(20)의 피치축과 제2 레일(600)이 평행을 이룬 경우 상기 슬라이딩지그(700)의 제2 레일(600)을 따른 이동은 일정 각도 회전된 상태의 모형선박(20)을 기준으로 한 좌표를 이용할 수 있다.

상기 이동단계(S300)는 탑재프레임(900)에 탑재된 시험장비를 이동시키는 단계로, 상기 시험장비는 예인전차(10)의 진행방향인 X축과, 모형선박(20)의 피치운동의 축과, 모형선박(20)의 요운동의 축을 기준으로 이동된다. 즉, 상기 슬라이딩지그(700)가 제2 조절부재(610)를 통하여 제2 레일(600)을 따라 이동할 때 모형선박(20)을 기준으로 좌표계산이 이루어지므로 별도의 좌표변환 등을 요하지 않아 정밀한 시험이 수행된다.

상술한 본 발명에 따른 모형선박 사항시험 방법은 시험장비의 3차원 이동을 제약 없이 수행하는 동시에 좌표변환이 최소화되어 더욱 편리한 시험을 수행할 수 있다.

10 : 예인전차 11 : 측정레일
20 : 모형선박
100 : 체결프레임 110 : 체결홈
200 : 제1 레일 210 : 제1 조절부재
220 : 이동제어기 300 : 상부플레이트
400 : 회전축 410 : 구속부재
420 : 구동모터 430 : 회전제어기
500 : 하부플레이트 510 : 접철부
520 : 리브 600 : 제2 레일
610 : 제2 조절부재 700 : 슬라이딩지그
710 : 지그결합구 720 : 지그브릿지
800 : 제3 레일 810 : 제3 조절부재
900 : 탑재프레임 910 : 수직결합구
920 : 수직프레임 930 : 하부프레임
S100 : 탑재단계 S200 : 배치단계
S300 : 이동단계

Claims (10)

1. 예인전차에 구비되어 있는 한 쌍의 측정레일에 결합 가능한 체결프레임;
   상기 체결프레임에 구비되며 서로 이격 구비된 한 쌍의 제1 레일;
   상기 제1 레일에 결합되어 상기 제1 레일을 따라 이동 가능하며 상기 한 쌍의 제1 레일을 서로 연결시키도록 구비된 상부플레이트;
   상기 상부플레이트에 연결되며 수직방향으로 연장 형성된 회전축;
   상기 회전축의 하부에 연결되며 수평방향으로 연장 형성되고 상기 회전축을 중심으로 회전 가능한 하부플레이트;
   상기 하부플레이트에 구비되며 길이방향으로 연장 형성된 제2 레일;
   상기 제2 레일에 결합되어 상기 제2 레일을 따라 이동 가능한 슬라이딩지그;
   상기 하부플레이트의 하부에 구비되며 수직방향으로 연장 형성된 제3 레일; 및
   상기 제3 레일에 결합되어 상기 제3 레일을 따라 이동 가능하면서 시험장비가 탑재 가능한 탑재프레임;을 포함하고,
   상기 탑재프레임은,
   상기 제3 레일과 결합된 수직결합구;
   상기 수직결합구에 연결되며 높이방향으로 연장 형성된 수직프레임; 및
   상기 수직프레임의 하부에 힌지연결되어 상기 수직프레임을 중심으로 회전되며, 시험장비가 탑재되는 하부프레임;을 포함하는 것을 특징으로 하는 예인수조 유장계측용 이송장치.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 회전축은,
   상부가 상기 상부플레이트에 힌지연결되고,
   하부가 상기 하부플레이트에 고정되는 것을 특징으로 하는 예인수조 유장계측용 이송장치.
   
3. 제 2항에 있어서,
   상기 회전축은,
   상기 하부플레이트의 중심에 고정되고,
   상기 회전축과 상기 하부플레이트는 상기 제2 레일과 나란하도록 연장 형성된 리브가 결합되는 것을 특징으로 하는 예인수조 유장계측용 이송장치.
   
4. 제 2항에 있어서,
   상기 회전축의 상부에 상기 회전축의 둘레를 따라 구비된 구속부재;
   상기 상부플레이트에 구비되고 상기 구속부재와 연결되며 상기 회전축에 회전력을 가하는 구동모터; 및
   상기 구동모터와 연결되며 상기 구동모터의 작동을 제어하는 회전제어기;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 예인수조 유장계측용 이송장치.
   
5. 제 4항에 있어서,
   상기 구속부재와 상기 구동모터는 베벨기어 방식으로 서로 맞물리는 것을 특징으로 하는 예인수조 유장계측용 이송장치.
   
6. 제 1항에 있어서,
   상기 하부플레이트는,
   일정 간격 이격되도록 구비된 한 쌍의 접철부를 포함하고,
   상기 접철부를 중심으로 양 측이 아랫방향으로 접히는 것을 특징으로 하는 예인수조 유장계측용 이송장치.
   
7. 제 1항에 있어서,
   상기 제1 레일에 결합되고 상기 제1 레일을 따라 이동하는 상기 상부플레이트의 이동을 조절하는 제1 조절부재;
   상기 제2 레일에 결합되고 상기 제2 레일을 따라 이동하는 상기 슬라이딩지그의 이동을 조절하는 제2 조절부재;
   상기 제3 레일에 결합되고 상기 제3 레일을 따라 이동하는 상기 탑재프레임의 이동을 조절하는 제3 조절부재; 및
   상기 제1 조절부재, 제2 조절부재 및 제3 조절부재의 작동을 제어하는 이동제어기;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 예인수조 유장계측용 이송장치.
   
8. 삭제
9. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 따른 이송장치를 이용하고, 예인수조에서 수행되며 모형선박을 일정 각도 회전된 상태로 예인하는 모형선박 사항시험 방법에 있어서,
   상기 일정 각도 회전된 상태로 예인되는 모형선박의 피치(PITCH)운동의 축 및 요(YAW) 운동의 축을 기준 좌표로 상기 모형선박의 예인에 따른 유장을 측정하는 모형선박 사항시험 방법.
   
10. 제 9항에 있어서,
    탑재프레임에 모형선박의 주변 유체장의 속도분포를 측정하는 시험장비를 탑재시키는 탑재단계;
    회전축을 회전시켜 하부플레이트에 구비된 제2 레일을 모형선박의 피치(PITCH)운동의 축과 평행하도록 배치하는 배치단계; 및
    모형선박의 피치(PITCH)운동의 축 및 요(YAW) 운동의 축을 기준 좌표로 상기 시험장비를 이동시키는 이동단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 모형선박 사항시험 방법.

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