KR102122991B1 - 관성 모멘트 측정을 통한 무게 중심 측정 장치 및 방법 - Google Patents

관성 모멘트 측정을 통한 무게 중심 측정 장치 및 방법 Download PDF

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은희광
우성현
문남진
조창래
임종민
전종협
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한국항공우주연구원
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Abstract

본 발명은 관성 모멘트 측정 장치와 상기 관성 모멘트 측정 장치의 상단에 배치되고 관성 모멘트의 측정 대상물을 지지하는 측정 테이블을 구비하고, 상기 측정 테이블의 상단에 놓인 상기 측정 대상물에 대하여 제1 관성 모멘트를 측정하고, 관성 모멘트 측정 축에 수직인 제1 방향으로 상기 측정 대상물을 이동시킨 뒤 제2 관성 모멘트를 측정하고, 상기 관성 모멘트 측정 축에 수직이며 상기 제1 방향과는 다른 제2 방향으로 상기 측정 대상물을 이동시킨 뒤 제3 관성 모멘트를 측정하고, 측정된 상기 제1 관성 모멘트, 상기 제2 관성 모멘트, 및 상기 제3 관성 모멘트를 이용하여, 연립방정식 풀이를 통해 상기 측정 대상물의 무게 중심을 획득하도록 이루어진, 관성 모멘트 및 무게 중심 측정 장치를 제공한다.

Description

관성 모멘트 측정을 통한 무게 중심 측정 장치 및 방법{Apparatus and method for measuring center of gravity by measuring moment of inertia}
본 발명의 실시예들은 관성 모멘트 측정을 통한 무게 중심 측정 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 관성 모멘트 측정 장치를 이용하여 관성 모멘트만을 측정함으로써 무게 중심까지 알 수 있는 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 인공위성 및 항공기 등의 구조물은 정밀한 무게 중심 및 관성 모멘트 측정이 요구된다. 뿐만 아니라 다양한 분야에서 무게 중심 및 관성 모멘트 측정이 요구될 수 있다.
무게 중심을 측정하기 위한 장치의 일 예로서, 측정 대상물을 설치하기 위한 측정 테이블과, 측정 테이블의 저면에 설치된 3개의 힘센서(Force Transducer)를 포함하는 구조를 들 수 있다. 기존에는 이러한 무게 중심을 측정기 위한 장치와, 관성 모멘트를 측정하기 위한 장치가 별도로 구비되었다. 따라서, 무게 중심 측정 장치에서 측정 대상물의 무게 중심을 측정한 후, 측정 대상물을 관성 모멘트 측정 장치로 이동시키거나, 또는 그 반대 순서로 이동시켜야 한다. 이 경우, 이동 과정이 번거로우며, 이동 및 측정을 위한 설치 과정에서 오차가 발생할 수 있다. 특히, 측정 대상물이 대형 구조물인 경우 그 이동이 용이하지 않을 수 있으며, 이동에 민감한 측정 대상물도 존재할 수 있다.
따라서, 측정 대상물의 이동 및 설치를 최소화하며 무게 중심 및 관성 모멘트를 용이하게 측정하기 위한 방안이 요구된다. 본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 관성 모멘트 측정을 통해 무게중심까지 획득할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따른 관성 모멘트 및 무게 중심 측정 장치는, 관성 모멘트 측정 장치; 및 상기 관성 모멘트 측정 장치의 상단에 배치되고 관성 모멘트의 측정 대상물을 지지하는 측정 테이블;을 구비하고, 상기 측정 테이블의 상단에 놓인 상기 측정 대상물에 대하여 제1 관성 모멘트를 측정하고, 관성 모멘트 측정 축에 수직인 제1 방향으로 상기 측정 대상물을 이동시킨 뒤 제2 관성 모멘트를 측정하고, 상기 관성 모멘트 측정 축에 수직이며 상기 제1 방향과는 다른 제2 방향으로 상기 측정 대상물을 이동시킨 뒤 제3 관성 모멘트를 측정하고, 측정된 상기 제1 관성 모멘트, 상기 제2 관성 모멘트, 및 상기 제3 관성 모멘트를 이용하여, 연립방정식 풀이를 통해 상기 측정 대상물의 무게 중심을 획득하도록 이루어질 수 있다.
일 실시예에 따르면, 관성 모멘트 및 무게 중심 측정 장치는, 상기 제1 관성 모멘트와 상기 제2 관성 모멘트의 차를 이용하여 상기 제1 방향으로의 상기 측정 대상물의 무게 중심을 획득하도록 이루어질 수 있다.
일 실시예에 따르면, 관성 모멘트 및 무게 중심 측정 장치는, 상기 측정 테이블의 상단에 놓인 상기 측정 대상물을 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향으로 이동시킬 수 있는 이동부를 더 구비할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 이동부는, 상기 측정 대상물을 상기 제1 방향으로 이동시키도록 장착된 제1 리니어 가이드, 상기 제1 리니어 가이드 상에서의 상기 측정 대상물의 움직임을 표시해주는 제1 다이얼 게이지, 상기 측정 대상물을 상기 제2 방향으로 이동시키도록 장착된 제2 리니어 가이드, 및 상기 제2 리니어 가이드 상에서의 상기 측정 대상물의 움직임을 표시해주는 제2 다이얼 게이지를 구비할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 관성 모멘트 및 무게 중심 측정 장치는, 상기 이동부와 전기적으로 또는 기계적으로 연결된 제어부;를 더 구비하고, 상기 제어부는, 사용자의 제어에 따라 자동으로 상기 측정 대상물을 상기 제1 방향 또는 상기 제2 방향으로 이동시켜줄 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향은 서로 수직일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 관성 모멘트 및 무게 중심 측정 방법은, 관성 모멘트의 측정 대상물의 제1 관성 모멘트를 측정하는 단계; 관성 모멘트 측정 축에 수직인 제1 방향으로 상기 측정 대상물을 이동시킨 뒤 제2 관성 모멘트를 측정하는 단계; 상기 관성 모멘트 측정 축에 수직이며 상기 제1 방향과는 다른 제2 방향으로 상기 측정 대상물을 이동시킨 뒤 제3 관성 모멘트를 측정하는 단계; 측정된 상기 제1 관성 모멘트, 상기 제2 관성 모멘트, 및 상기 제3 관성 모멘트를 이용하여, 연립방정식 풀이를 통해 상기 측정 대상물의 무게 중심을 획득하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 연립방정식 풀이를 통해 상기 측정 대상물의 무게 중심을 획득하는 단계는, 상기 제1 관성 모멘트와 상기 제2 관성 모멘트의 차를 이용하여 상기 제1 방향으로의 상기 측정 대상물의 무게 중심을 획득하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 관성 모멘트 측정을 통해 무게 중심을 측정하기 위한 비-일시적(non-transitory) 컴퓨터-판독 가능(computer-readable) 저장(storage) 매체(medium)는, 관성 모멘트의 측정 대상물의 제1 관성 모멘트를 획득하는 과정; 관성 모멘트 측정 축에 수직인 제1 방향으로 상기 측정 대상물을 이동시킨 뒤 측정된 제2 관성 모멘트를 획득하는 과정; 상기 관성 모멘트 측정 축에 수직이며 상기 제1 방향과는 다른 제2 방향으로 상기 측정 대상물을 이동시킨 뒤 측정된 제3 관성 모멘트를 획득하는 과정; 획득된 상기 제1 관성 모멘트, 상기 제2 관성 모멘트, 및 상기 제3 관성 모멘트를 이용하여, 연립방정식 풀이를 통해 상기 측정 대상물의 무게 중심을 출력하는 과정을 실행하기 위한 하나 이상의 프로그램들을 저장할 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
상술한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 무게 중심과 관성 모멘트 측정을 위해 장치를 이동하지 않아도 되어, 사용자의 부담, 측정에 소요되는 시간, 번거로움을 줄일 수 있다.
또한, 무게 중심과 관성 모멘트 측정을 위한 이동 및 설치 과정이 최소화되므로, 그러한 과정에서 야기되는 공차를 줄일 수 있다.
특히, 단순히 관성 모멘트를 측정하는 횟수만 늘림으로써 측정 대상물의 무게 중심까지 알 수 있어, 측정 과정을 단순화할 수 있다.
물론 이러한 효과들에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 관성 모멘트 및 무게 중심 측정 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2a, 도 2b, 및 도 2c는 본 발명의 일 실시예에 따른, 관성 모멘트 측정을 통하여 무게 중심을 측정하는 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 관성 모멘트 측정을 통한 무게 중심 측정 방법을 개략적으로 도시한다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예들을 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고, 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 명세서에서 사용되는 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 명세서에서 사용되는 x축, y축 및 z축은 직교 좌표계 상의 세 축으로 한정되지 않고, 이를 포함하는 넓은 의미로 해석될 수 있다. 예를 들어, x축, y축 및 z축은 서로 직교할 수도 있지만, 서로 직교하지 않는 서로 다른 방향을 지칭할 수도 있다.
이하, 본 발명에 따른 실시예들을 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명함에 있어 실질적으로 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 관성 모멘트 및 무게 중심 측정 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 관성 모멘트 및 무게 중심 측정 장치(100)는, 관성 모멘트 측정 장치(110), 및 관성 모멘트의 측정 대상물(130)을 지지하는 측정 테이블(120)을 구비할 수 있다.
관성 모멘트 측정 장치(110)는, 측정 테이블(120) 위에 놓인 측정 대상물(130)의 관성 모멘트를 측정하기 위해 이용될 수 있다. 관성 모멘트 측정 장치(110)는, 종래의 기술을 채택하여 관성 모멘트를 측정할 수 있는 임의의 관성 모멘트 측정 장치일 수 있다. 일 예를 들면, 관성 모멘트 측정 장치(110)는, 측정 대상물(130)의 관성 모멘트를 측정하기 위해, 토션 바(torsion bar)(미도시)를 구비할 수 있다. 토션 바는, 금속 봉을 비틀 때의 반발력을 이용한 용수철의 일종으로, 측정 테이블(120) 위에 측정 대상물(130)을 올려놓고 회전 주기를 측정함으로써 관성 모멘트를 측정할 수 있다. 도 1에서, z축은, 관성 모멘트 측정 축으로, 중력가속도 방향에 상응할 수 있다.
측정 테이블(120)은, 관성 모멘트 측정 장치(110)의 상단에 배치되고 관성 모멘트의 측정 대상물(130)을 지지할 수 있다. 측정 테이블(120)은, 측정 대상물(130)을, x축 또는 y축으로 임의의 거리만큼 이동시킬 수 있다. x축 및 y축이 이루는 평면은, z축(즉, 관성 모멘트 측정 축)에 수직일 수 있다. 또한, x축 및 y축 또한 서로 수직일 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
측정 테이블(120)은, 측정 대상물(130)을 x축 또는 y축으로 임의의 거리만큼 정밀하게 이동시킬 수 있는 이동부(미도시)를 구비한다. 예를 들어, 측정 테이블(120)은, 상기 이동부의 예로써, 리니어 가이드(linear guide)(미도시)를 구비할 수 있다. 예를 들면, 측정 테이블(120)은, 고정 프레임의 상부에, 측정 대상물(130)을 x축 방향으로 이동시키도록 장착된 x축 리니어 가이드, 및 측정 대상물(130)을 y축 방향으로 이동시키도록 장착된 y축 리니어 가이드를 구비할 수 있다. 또한, 측정 테이블(120)은, 측정 대상물(130)을 x축 또는 y축으로 원하는 거리만큼 정밀하게 이동시키기 위해, 상기 이동부의 예로써 다이얼 게이지(dial gauge)(미도시)를 더 구비할 수 있다. 다이얼 게이지는, 리니어 가이드 상에서의 측정자의 직선 운동을 기계적으로 확대하여, 그 움직임을 원형 눈금판에 표시할 수 있다. 구체적으로, 측정 테이블(120)은, x축 리니어 가이드 상에서의 측정 대상물(130)의 움직임을 표시해주는 x축 다이얼 게이지, 및 y축 리니어 가이드 상에서의 측정 대상물(130)의 움직임을 표시해주는 y축 다이얼 게이지를 구비할 수 있다.
상술한 바와 같이 관성 모멘트 및 무게 중심 측정 장치(100)는 측정 테이블(120) 상에 x축 리니어 가이드, y축 리니어 가이드, x축 다이얼 게이지, 및 y축 다이얼 게이지를 구비함으로써, 측정 테이블(120) 상에서 측정 대상물(130)을 x축 또는 y축 방향으로 독립적으로 원하는 거리만큼 정밀하게 이동시킬 수 있다.
일 실시예에 따르면, 관성 모멘트 및 무게 중심 측정 장치(100)는, 상기 이동부와 전기적으로 또는 기계적으로 연결된 제어부를 더 구비할 수 있다. 상기 제어부는, 사용자의 제어에 따라 자동으로 측정 대상물(130)을, x축 또는 y축으로 이동시켜줄 수 있다. 예를 들면, 상기 제어부는 소프트웨어 및/또는 하드웨어로 이루어질 수 있다.
도 2a, 도 2b, 및 도 2c는 본 발명의 일 실시예에 따른, 관성 모멘트 측정을 통하여 무게 중심을 측정하는 과정을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 2a, 도 2b, 및 도 2c는, 도 1에 도시된 관성 모멘트 및 무게 중심 측정 장치(100)의 상면도를 나타낸다.
도 2a를 참조하면, 상황 10은, 측정 대상물(130)을 측정 테이블(120)에 올려놓은 상태를 나타낸다. 이 때, 측정 대상물(130)의 무게 중심(CM; center of mass)은 미지수이다. 측정 대상물(130)의 무게 중심(CM)의 좌표를 (a, b)라고 가정하면, (a, b) 값을 획득하는 것이 관성 모멘트 및 무게 중심 측정 장치(100)의 목적이 될 것이다.
상황 10에서 관성 모멘트 및 무게 중심 측정 장치(100)를 이용하여 제1 관성 모멘트를 Iz1를 측정할 수 있다. 측정 대상물(130)의 무게 중심이 장치(100)의 무게 중심과 일치할 때 측정될 관성 모멘트를 Iz라고 하면, 상황 10에서 측정되는 제1 관성 모멘트 Iz1는 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112018125947719-pat00001
수학식 1에서, M은 측정 대상물(130)의 중량(weight)을 나타내며, 측정을 통해 획득할 수 있다. 수학식 1은, 관성 모멘트의 평행축 정리를 나타낸다.
도 2b를 참조하면, 상황 20은, 상황 10에 비하여 측정 대상물(130)을 x축 방향으로 거리 d만큼 이동시킨 상태를 나타낸다. 예를 들면, x축 리니어 가이드 및 x축 다이얼 게이지를 이용하여, 측정 대상물(130)을 x축 방향으로 거리 d만큼 이동시킬 수 있다. 거리 d는 사용자가 자유롭게 제어할 수 있다. 이 때 측정 대상물(130)의 무게 중심(CM)의 좌표는 (a+d, b)로 나타내어질 수 있다.
상황 20에서 관성 모멘트 및 무게 중심 측정 장치(100)를 이용하여 제2 관성 모멘트를 Iz2를 측정할 수 있다. 상황 20에서 측정되는 제2 관성 모멘트 Iz2는 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112018125947719-pat00002
수학식 2에서, Iz는 측정 대상물(130)의 무게 중심이 장치(100)의 무게 중심과 일치할 때 측정될 관성 모멘트, M은 측정 대상물(130)의 중량, d는 상황 10에 비하여 상황 20에서 측정 대상물(130)이 x축으로 움직인 거리를 나타낸다.
도 2c를 참조하면, 상황 30은, 상황 10에 비하여 측정 대상물(130)을 y축 방향으로 거리 d만큼 이동시킨 상태를 나타낸다. 예를 들면, y축 리니어 가이드 및 y축 다이얼 게이지를 이용하여, 측정 대상물(130)을 y축 방향으로 거리 d만큼 이동시킬 수 있다. 거리 d는 사용자가 자유롭게 제어할 수 있다. 이 때 측정 대상물(130)의 무게 중심(CM)의 좌표는 (a, b+d)로 나타내어질 수 있다.
상황 30에서 관성 모멘트 및 무게 중심 측정 장치(100)를 이용하여 제3 관성 모멘트를 Iz3을 측정할 수 있다. 상황 30에서 측정되는 제3 관성 모멘트 Iz3는 수학식 3과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112018125947719-pat00003
수학식 3에서, Iz는 측정 대상물(130)의 무게 중심이 장치(100)의 무게 중심과 일치할 때 측정될 관성 모멘트, M은 측정 대상물(130)의 중량, d는 상황 10에 비하여 상황 30에서 측정 대상물(130)이 y축으로 움직인 거리를 나타낸다.
수학식 1, 수학식 2, 및 수학식 3으로부터 측정 대상물(130)의 무게 중심 (a, b)를 획득할 수 있다.
Figure 112018125947719-pat00004
수학식 4는 수학식 2와 수학식 1의 차를 나타낸다.
Figure 112018125947719-pat00005
수학식 5는, 수학식 3과 수학식 1의 차를 나타낸다.
수학식 4 및 수학식 5에서, Iz1, Iz2, Iz3, M은 측정치이며, d는 사용자가 제어할 수 있는, 즉 알고 있는 값이다. 따라서, 수학식 4에서 a를 알 수 있으며, 수학식 5에서 b를 알 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 관성 모멘트 및 무게 중심 측정 장치(100)를 이용하면, 별도의 무게 중심 측정 장치를 이용하지 않고도, 측정 대상물(130)의 위치를 달리 하여 관성 모멘트를 3회 측정함으로써, 측정 대상물(130)의 무게 중심을 획득할 수 있다.
도 2a 내지 도 2c의 설명 과정은, 설명의 편의 및 수학식의 단순화를 위한 일 예일 뿐이며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 후술되는 바와 같이, 본 발명의 다양한 응용이 가능하다.
도 2b에서 무게 중심(CM)의 좌표는 (a+d, b)이고 도 2c에서 무게 중심(CM)의 좌표는 (a, b+d)이므로, 상황 20에서 상황 30으로 진행하려면, 측정 대상물(130)을 x축으로 -d만큼 이동시키고 y축으로 +d만큼 이동시켜야 할 것이다. 하지만 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 이동 및 제어를 최소화하기 위해, 상황 20에서 상황 30으로 진행할 때, 측정 대상물(130)을 y축으로만 +d만큼 이동시킬 수도 있을 것이다. 이 경우, 상황 20에서 무게 중심(CM)의 좌표는 (a+d, b)이고 상황 30에서 무게 중심(CM)의 좌표는 (a+d, b+d)가 될 것이다. 이 경우 역시, 상황 10에서 측정된 제1 관성 모멘트, 상황 20에서 측정된 제2 관성 모멘트, 상황 30에서 측정된 제3 관성 모멘트의 연립방정식을 통해, 측정 대상물(130)의 무게 중심 (a, b)를 획득할 수 있을 것이다.
또한 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, x축으로의 이동 거리와, y축으로의 이동 거리가 동일하지 않을 수도 있다. 예를 들어, x축으로 d1만큼 이동하여 제2 관성 모멘트를 측정하고, y축으로 d2만큼 이동하여 제3 관성 모멘트를 측정하더라도, 사용자는 d1 및 d2 값을 알고 있으므로, 수학식 4 및 수학식 5에 상응하는 과정을 통해 측정 대상물(130)의 무게 중심 (a, b)를 획득할 수 있을 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 관성 모멘트 측정을 통한 무게 중심 측정 방법을 개략적으로 도시한다.
도 3을 참조하면, 단계 S301에서, 측정 대상물(130)에 대하여 제1 관성 모멘트를 측정할 수 있다. 제1 관성 모멘트를 측정할 때에는 측정 대상물(130)의 무게 중심은 알 수 없다. 다만, 제1 관성 모멘트는, 측정 대상물(130)의 무게 중심이 장치(100)의 무게 중심과 일치할 때 측정될 관성 모멘트 Iz(미지수)에 대하여 평행축 정리 식으로 나타내어질 수 있을 것이다.
단계 S302에서, 관성 모멘트 측정 축(예를 들어, z축 또는 중력가속도 축)에 수직인 제1 방향(예: x축 방향)으로 측정 대상물(130)을 이동시킨 뒤, 제2 관성 모멘트를 측정할 수 있다. 예를 들면, 제1 방향에 대응하는 리니어 가이드 및 다이얼 게이지를 이용하여, 제1 방향으로 이동하는 거리를 정밀하게 알 수 있다.
단계 S303에서, 관성 모멘트 측정 축에 수직이며 제1 방향과는 다른 제2 방향(예: y축 방향)으로 측정 대상물(130)을 이동시킨 뒤, 제3 관성 모멘트를 측정할 수 있다. 예를 들면, 제2 방향에 대응하는 리니어 가이드 및 다이얼 게이지를 이용하여, 제2 방향으로 이동하는 거리를 정밀하게 알 수 있다.
단계 S304에서, 측정된 제1 관성 모멘트, 제2 관성 모멘트, 및 제3 관성 모멘트 중 두 쌍의 값들의 차(예: 제1 관성 모멘트와 제2 관성 모멘트의 차 및 제1 관성 모멘트와 제3 관성 모멘트의 차)를 이용하여 측정 대상물(130)의 무게 중심을 획득할 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 관성 모멘트 측정을 통한 무게 중심 측정 장치는, 무게 중심과 관성 모멘트를 하나의 장치에서 측정할 수 있어, 이동 및 설치에서 발생하는 오차를 감소시킬 수 있고, 측정의 번거로움을 줄일 수 있다. 또한, 단순히 관성 모멘트의 측정 횟수만 늘림으로써 측정 대상물의 무게 중심까지 알 수 있어, 측정 과정을 단순화할 수 있다.
이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100: 관성 모멘트 및 무게 중심 측정 장치
110: 관성 모멘트 측정 장치
120: 측정 테이블
130: 측정 대상물

Claims (9)

  1. 측정 테이블 위에 지지된 측정 대상물의 관성 모멘트를 측정하며, 중력가속도 방향에 상응하는 관성 모멘트 측정 축에 관한 관성 모멘트를 측정하는 관성 모멘트 측정 장치에 있어서,
    상기 측정 테이블은, 상기 측정 대상물을 상기 관성 모멘트 측정 축에 수직인 제1 방향 및 제2 방향으로 이동시킬 수 있는 이동부를 구비하고,
    상기 이동부는, 상기 측정 대상물을 상기 제1 방향으로 이동시키도록 장착된 제1 리니어 가이드, 상기 제1 리니어 가이드 상에서의 상기 측정 대상물의 움직임을 표시해주는 제1 다이얼 게이지, 상기 측정 대상물을 상기 제2 방향으로 이동시키도록 장착된 제2 리니어 가이드, 및 상기 제2 리니어 가이드 상에서의 상기 측정 대상물의 움직임을 표시해주는 제2 다이얼 게이지를 구비하고,
    상기 관성 모멘트 측정 장치는, 상기 측정 테이블의 상단에 놓인 상기 측정 대상물에 대하여 제1 관성 모멘트를 측정하고, 상기 제1 리니어 가이드를 이용하여 상기 제1 방향으로 상기 측정 대상물을 이동시킨 뒤 제2 관성 모멘트를 측정하고, 상기 제2 리니어 가이드를 이용하여 상기 제2 방향으로 상기 측정 대상물을 이동시킨 뒤 제3 관성 모멘트를 측정하고, 측정된 상기 제1 관성 모멘트와 상기 제2 관성 모멘트의 차를 이용하여 상기 제1 방향으로의 상기 측정 대상물의 무게 중심을 획득하고, 상기 제1 관성 모멘트, 상기 제2 관성 모멘트, 및 상기 제3 관성 모멘트를 이용하여 상기 제2 방향으로의 상기 측정 대상물의 무게 중심을 획득하도록 이루어진, 관성 모멘트 및 무게 중심 측정 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 이동부와 전기적으로 또는 기계적으로 연결된 제어부;를 더 구비하고,
    상기 제어부는, 사용자의 제어에 따라 자동으로 상기 측정 대상물을 상기 제1 방향 또는 상기 제2 방향으로 이동시켜주는, 관성 모멘트 및 무게 중심 측정 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 방향 및 상기 제2 방향은 서로 수직인, 관성 모멘트 및 무게 중심 측정 장치.
  7. 측정 테이블 위에 지지된 측정 대상물의 관성 모멘트를 측정하며 중력가속도 방향에 상응하는 관성 모멘트 측정 축에 관한 관성 모멘트를 측정하는 관성 모멘트 측정 장치를 이용하여, 상기 측정 대상물의 제1 관성 모멘트를 측정하는 단계;
    상기 관성 모멘트 측정 축에 수직인 제1 방향으로 상기 측정 대상물을 이동시키도록 상기 측정 테이블에 장착된 제1 리니어 가이드를 이용하여, 상기 측정 대상물을 상기 제1 방향으로 이동시킨 뒤 제2 관성 모멘트를 측정하는 단계;
    상기 관성 모멘트 측정 축에 수직이며 상기 제1 방향과는 다른 제2 방향으로 상기 측정 대상물을 이동시키도록 상기 측정 테이블에 장착된 제2 리니어 가이드를 이용하여 상기 측정 대상물을 상기 제2 방향으로 이동시킨 뒤 제3 관성 모멘트를 측정하는 단계;
    측정된 상기 제1 관성 모멘트와 상기 제2 관성 모멘트의 차를 이용하여 상기 제1 방향으로의 상기 측정 대상물의 무게 중심을 획득하는 단계;
    상기 제1 관성 모멘트, 상기 제2 관성 모멘트, 및 상기 제3 관성 모멘트를 이용하여 상기 제2 방향으로의 상기 측정 대상물의 무게 중심을 획득하는 단계;를 포함하고,
    상기 측정 테이블은, 상기 제1 리니어 가이드 상에서의 상기 측정 대상물의 움직임을 표시해주는 제1 다이얼 게이지 및 상기 제2 리니어 가이드 상에서의 상기 측정 대상물의 움직임을 표시해주는 제2 다이얼 게이지를 포함하는, 관성 모멘트 및 무게 중심 측정 방법.
  8. 삭제
  9. 삭제
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