KR102133269B1 - 근접센서를 이용한 시험기 고정상태 모니터링 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 근접센서를 이용한 시험기 고정상태 모니터링 시스템은, 관통공을 구비한 판형 시트로서, 상기 관통공이 볼트 고정용 홀의 입구와 대응되도록 배치된 베이스 시트; 상기 관통공을 향해 센싱부가 노출되도록 상기 베이스 시트에 내장되어, 상기 볼트 고정용 홀에 볼트가 진입하였는지 여부를 센싱하는 근접 센서; 상기 근접 센서로부터 신호를 전달받아 모니터링 화면에 상기 볼트 고정용 홀을 향한 볼트 진입 여부를 표시하는 디스플레이부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이를 통해 슬립 테이블과 시험품 간 안정적인 결합 뿐만 아니라 완전한 분리가 확실하게 이루어졌는지 여부를 복수의 볼트 고정용 홀 모두에 대하여 명확하게 판단할 수 있어, 특정 볼트가 대응되는 볼트 고정용 홀 일부에 걸쳐진 상태에서 시험품과 지그를 이동시켜 시험기 및 시험품이 파손되지 않도록 한다.

Description

근접센서를 이용한 시험기 고정상태 모니터링 시스템{Fixed state monitoring system of testing machine using proximity sensor}

본 발명은 볼트 고정용 홀 상부에 형성된 근접 센서를 이용하여 시험기의 볼트 체결 상태를 센싱해, 시험기 외부에서 이를 모니터링할 수 있도록 하는 시스템에 관한 것이다.

시험품의 사용용도 및 설계목표에 따른 시험품의 동적특성, 내구성 등을 확인하기 위하여 진동 시험, 경사 시험을 포함한 다양한 시험을 진행할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 시스템의 적용 대상인 시험기를 나타낸 도면이다. 도 1을 참조하여 설명하면, 상기 시험을 위한 시험기(1)는 일반적으로 복수의 볼트 고정용 홀을 가진 평판인 슬립 테이블(slip table)(1a) 위에 시험품이 장착된 지그를 복수의 볼트로 고정한 상태에서 상기 슬립 테이블(1a)에 진동 또는 경사 구현을 위한 동력을 제공할 수 있도록 구성된다.

이 때, 정확한 시험 결과 도출 및 시험품과 시험기의 파손 방지를 위해 슬립 테이블(1a)과 시험품 간의 결합 및 분리가 확실하게 이루어져야할 것인데, 이를 완전하게 확인하기 위한 가장 효과적인 방법은 복수의 볼트 각각에 대한 체결 상태를 작업자가 전체적으로 인지할 수 있도록 하는 것이다.

이러한 환경에 적용될 수 있는 요소를 포함하는 선행기술로서, 한국공개특허 제 10-2015-0063235호 ‘체결상태 감지 볼트 장치 및 이를 이용한 원격 구조물 모니터링 시스템’과, 한국등록특허 제 10-1190618호 ‘볼트와 너트간의 체결 상태 풀림을 감지할 수 있는 체결풀림 감지장치’가 공개되어 있다.

상기 한국공개특허 제 10-2015-0063235호는, 볼트, 너트 및 일면에 볼트와 너트의 체결압력에 대한 센서값을 감지하는 시트형태의 압력센서가 부착된 와셔를 포함하여, 외부 환경에 의하여 볼트와 너트의 풀림현상이 발생하는 경우 초기 체결된 볼트와 너트의 기준 압력값과 비교하여 압력값이 작아지면 볼트와 너트가 풀린 상태가 된 것으로 판단할 수 있도록 하였다.

또한, 한국등록특허 제 10-1190618호에서는, 감지된 결과를 사용자 단말기로 전송하는 압력감지 센서, 가압부재 및 가압부재와 압력감지 센서 사이에 설치되어 가압부재에 탄성력을 가하는 탄성부재를 포함하여, 볼트와 너트의 체결 상태가 풀리게 되면, 가압부재가 움직여서 압력감지 센서에 가해지던 가압력이 줄어들고, 압력감지 센서에 의해 가압력의 감소를 인지하여 감지결과가 사용자 단말기로 전송됨으로써 사용자로 하여금 볼트와 너트 사이의 체결풀림을 감지할 수 있게 하는 체결풀림 감지장치가 게시되어 있다.

상기한 선행기술들은 체결 부위에 압력 센서를 구성하여 외부 자극에 의한 볼트 풀림 상태를 파악할 수 있기는 하나, 볼트가 일정 수준 풀린 이후부터는 압력차가 더 이상 발생하지 않는 구조로 구현되어, 볼트가 홀로부터 완전히 분리되었는지 여부는 확인하기 어렵다는 단점이 있다.

따라서, 슬립 테이블과 시험품 간 안정적인 결합 뿐만 아니라 완전한 분리가 확실하게 이루어졌는지 여부를 복수의 볼트 고정용 홀 모두에 대하여 명확하게 판단할 수 있도록 함으로써 특정 볼트가 대응되는 볼트 고정용 홀 일부에 걸쳐진 상태에서 시험품과 지그를 이동시켜 시험기 및 시험품이 파손되지 않도록 하는 기술의 개발이 필요하다.

한국공개특허 제 10-2015-0063235호 ‘체결상태 감지 볼트 장치 및 이를 이용한 원격 구조물 모니터링 시스템’ 한국등록특허 제 10-1190618호 ‘볼트와 너트간의 체결 상태 풀림을 감지할 수 있는 체결풀림 감지장치’

본 발명은 슬립 테이블과 시험품 간 안정적인 결합 뿐만 아니라 완전한 분리가 확실하게 이루어졌는지 여부를 복수의 볼트 고정용 홀 모두에 대하여 한 눈에 빠르게 판단할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 근접센서를 이용한 시험기 모니터링 시스템은, 관통공을 구비한 판형 시트로서, 상기 관통공이 볼트 고정용 홀의 입구와 대응되도록 배치된 베이스 시트; 상기 관통공을 향해 센싱부가 노출되도록 상기 베이스 시트에 내장되어, 상기 볼트 고정용 홀에 볼트가 진입하였는지 여부를 센싱하는 근접 센서; 상기 근접 센서로부터 신호를 전달받아 모니터링 화면에 상기 볼트 고정용 홀을 향한 볼트 진입 여부를 표시하는 디스플레이부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 베이스 시트는, 복수의 볼트 고정용 홀이 형성된 슬립 테이블의 상면을 전체적으로 커버하는 것으로, 상기 관통공은 상기 슬립 테이블에 형성된 볼트 고정용 홀의 개수 및 위치에 대응되도록 복수 개 형성된 것을 특징으로 한다.

더불어, 상기 관통공은, 상기 볼트 고정용 홀의 입구보다 넓은 직경을 갖도록 형성된 것을 특징으로 한다.

추가적으로, 상기 베이스 시트는, 에폭시 재질로 구현되는 것을 특징으로 한다.

마지막으로, 상기 모니터링 화면은, 상기 슬립 테이블 상면을 형상화한 이미지로서, 복수의 상기 볼트 고정용 홀과 각기 대응되는 홀 포인트를 포함하고, 상기 디스플레이부는, 특정 볼트 고정용 홀에 형성된 근접 센서로부터 신호를 전달받아, 상기 모니터링 화면 상에서 대응되는 상기 홀 포인트의 크기, 모양, 색깔 중 하나 이상을 제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 근접센서를 이용한 시험기 고정상태 모니터링 시스템은, 슬립 테이블과 시험품 간 안정적인 결합 뿐만 아니라 완전한 분리가 확실하게 이루어졌는지 여부를 복수의 볼트 고정용 홀 모두에 대하여 명확하게 판단할 수 있어, 특정 볼트가 대응되는 볼트 고정용 홀 일부에 걸쳐진 상태에서 시험품과 지그를 이동시켜 시험기 및 시험품이 파손되지 않도록 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 시스템의 적용 대상인 시험기를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 따른 근접 센서를 이용한 시험기 고정상태 모니터링 시스템의 기본적인 구성을 나타낸 개념도.
도 3은 볼트 결합 상태를 나타낸 확대 단면도.
도 4는 볼트 분리 상태를 나타낸 확대 단면도.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다. 각 도면의 동일한 참조 번호는 동일한 구성 요소를 지칭한다.

도 2는 본 발명에 따른 근접 센서를 이용한 시험기 고정상태 모니터링 시스템의 기본적인 구성을 나타낸 개념도이다.

도 2를 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 근접 센서를 이용한 시험기 고정상태 모니터링 시스템은 기본적으로 베이스 시트(10)와 근접 센서(20) 및 디스플레이부(30)를 포함한다.

베이스 시트(10)는, 복수의 볼트 고정용 홀(1b)이 형성된 슬립 테이블(1a)의 상면을 전체적으로 커버할 수 있도록 마련된 판형 시트로서, 상기 슬립 테이블(1a)에 기 형성된 볼트 고정용 홀(1b)의 개수 및 위치에 대응되는 복수 개의 관통공(10a)이 형성되어, 상기 관통공(10a)이 상기 볼트 고정용 홀(1b)의 입구와 대응되도록 배치된다.

이 때, 상기 관통공(10a)은 볼트 고정용 홀(1b)의 입구보다 넓은 직경을 갖도록 마련되어, 볼트 진입 시 접촉되어 발생될 수 있는 마찰로 인한 손상을 감소시키고, 소폭 이격된 공간을 마련하여 근접 센서(20)의 센싱 효율을 높이는 것이 바람직하다. 다시말해, 상기 근접센서(20)는 상기 관통공(10a)과 이격된 상기 베이스 시트(10)에 내장되고, 상기 관통공(10a)을 향해 센싱부가 노출된다. 이에따라, 즉 상기 센싱부가 관통공(10a)에 노출됨에 따라, 근접센서의 센싱효율이 높다고 할 수 있다..

이러한 상기 베이스 시트(10)는 내부에 근접 센서(20)를 내장할 수 있도록 마련되어 본 발명의 핵심 구성인 근접 센서(20)를 고정 및 지지하고 보호할 수 있도록 하는 기본 구성으로서, 외부 충격 및 자극에 강한 에폭시 재질로 구현되어 내장된 근접 센서(20)를 안정적으로 수용 및 보호함과 동시에, 고하중의 시험품 및 지그가 반복적으로 안착되는 상기 슬립 테이블(1a)의 상면을 보호할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

근접 센서(20)는, 비접촉 방식으로 센싱부에 센싱 대상물, 즉 볼트가 근접해온 것을 검출하여 근접 신호를 생성하는 센서로서, 상기 베이스 시트(10)의 내부에 수용되되 각각의 상기 관통공(10a)을 향해 상기 센싱부가 노출되도록 배치되어, 상기 볼트 고정용 홀(1b)에 볼트가 진입하였는지 여부를 센싱한다. 상기 근접 센서(20)는 외부에 마련된 디스플레이부(30)와 유선 또는 무선 방식으로 근접 신호를 송신할 수 있다.

상기 근접 센서(20)는 특정 방식의 센서로 한정되지 않으며, 센싱 대상물의 근접 여부를 확인할 수 있는 다양한 종류의 근접 센서(20)가 적용될 수 있다. 그 예로서, 전자 유도현상을 이용하여 피측정량을 전기신호로 변환하는 전자기 근접센서, 센싱 대상물과 센서 간의 정전용량이 둘 사이의 거리에 반비례하는 점을 이용한 정전용량형 근접 센서, 광섬유를 이용한 광섬유 근접센서 등이 있다.

도 3은 볼트 결합 상태를 나타낸 확대 단면도이고, 도 4는 볼트 분리 상태를 나타낸 확대 단면도이다.

도 3과 도 4를 참조하여 상기 근접 센서(20)의 작용을 보다 자세히 설명하면, 상기 근접 센서(20)는 상기 슬립 테이블(1a)의 상면에 커버링된 베이스 시트(10)에 내장됨으로써 볼트 고정용 홀(1b)의 입구보다 상부에 배치된다. 이러한 위치 상 특징을 통해 볼트(2)의 하부가 상기 볼트 고정용 홀(1b)의 입구를 통해 삽입되기 직전 단계에서 볼트(2)에 의한 근접 신호가 생성되고, 상기 볼트(2)의 하부가 상기 볼트 고정용 홀(1b)로부터 완전히 분리된 후에야 근접 신호가 해제된다. 이러한 상기 근접 센서(20)는 각 관통공(10a)마다 하나씩 복수 개 형성되어, 각각의 관통공(10a)에 대한 볼트(2) 삽입 여부를 한 화면에서 모두 확인할 수 있도록 할 수 있다.

다시 도 2를 참조하여 설명하면, 상기 디스플레이부(30)는 각각의 상기 근접 센서(20)로부터 근접 신호를 각기 전달받아 해당 볼트 고정용 홀(1b)을 향한 볼트(2) 진입 여부를 표시하는 모니터링 화면(미도시)을 사용자에게 디스플레이하는 것으로, 근접 신호 수신과 이를 바탕으로 한 디스플레이 화면 제어 등을 위한 컨트롤러를 포함한다. 상기 디스플레이부(30)는 도면에 도시된 바와 같이 모니터와 본체를 포함한 컴퓨터 기기이거나, 또는 스마트폰, 태블릿PC 등의 모바일 기기일 수 있다.

이 때 상기 디스플레이부(30)에 표시되는 모니터링 화면은, 기본적으로 복수의 볼트 고정용 홀(1b)이 특정 패턴으로 형성된 슬립 테이블(1a)의 상면을 형상화한 이미지로서, 상기 이미지는 복수의 상기 볼트 고정용 홀(1b)과 각기 대응되는 홀 포인트(미도시)를 포함한다.

상기 컨트롤러는 각각의 볼트 고정용 홀(1b)마다 마련된 근접 센서(20)로부터 근접 신호를 개별적으로 전달받아, 모니터링 화면 상에서 대응되는 상기 홀 포인트를 제어함으로써 모든 볼트 고정용 홀(1b)에 대한 볼트(2) 진입 여부를 한 화면 상에서 개별적으로 표시한다. 이 때 상기 컨트롤러는 근접 신호 여부에 따라 해당 홀 포인트의 크기, 모양 또는 색깔을 다르게 표시할 수 있다.

이로써 사용자는 모니터링 화면을 통해 각각의 볼트 고정용 홀(1b)에 대하여 볼트(2)가 진입 또는 분리된 상태를 한 눈에 빠르게 확인할 수 있다.

지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 근접센서를 이용한 시험기 고정상태 모니터링 시스템의 구성 및 작용을 상기 설명 및 도면에 표현하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하여 본 발명의 사상이 상기 설명 및 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.

1: 진동 시험기
1a: 슬립 테이블
1b: 볼트 고정용 홀
2: 볼트
10: 베이스 시트
10a: 관통공
20: 근접 센서
30: 디스플레이부

Claims (5)

1. 관통공을 구비한 판형 시트로서, 상기 관통공이 볼트 고정용 홀의 입구와 대응되도록 배치된 베이스 시트;
   상기 관통공을 향해 센싱부가 노출되도록 상기 베이스 시트에 내장되어, 상기 볼트 고정용 홀에 볼트가 진입하였는지 여부를 센싱하는 근접 센서;
   상기 근접 센서로부터 신호를 전달받아 모니터링 화면에 상기 볼트 고정용 홀을 향한 볼트 진입 여부를 표시하는 디스플레이부;를 포함하되,
   상기 관통공은 상기 볼트 고정용 홀의 입구보다 넓은 직경을 갖도록 형성되며,
   상기 근접센서는 상기 관통공과 이격된 상기 베이스 시트에 내장되고, 상기 관통공을 향해 센싱부가 노출되며,
   상기 디스플레이부는 상기 볼트 고정용 홀 각각에 대응되는 홀 포인트의 크기, 모양, 색깔 중 하나 이상을 제어하는 것을 특징으로 하는, 근접센서를 이용한 시험기 고정상태 모니터링 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 베이스 시트는,
   복수의 볼트 고정용 홀이 형성된 슬립 테이블의 상면을 전체적으로 커버하는 것으로, 상기 관통공은 상기 슬립 테이블에 형성된 볼트 고정용 홀의 개수 및 위치에 대응되도록 복수 개 형성된 것을 특징으로 하는, 근접센서를 이용한 시험기 고정상태 모니터링 시스템.
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 베이스 시트는,
   에폭시 재질로 구현되는 것을 특징으로 하는, 근접센서를 이용한 시험기 고정상태 모니터링 시스템.
5. 제 2 항에 있어서,
   상기 모니터링 화면은
   상기 슬립 테이블 상면을 형상화한 이미지이며,
   상기 슬립 테이블에 형성된 다수개의 상기 볼트 고정용 홀에 각각 대응하는 홀 포인트가 형성된 것을 특징으로 하는, 근접센서를 이용한 시험기 고정상태 모니터링 시스템.

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