KR102282869B1 - 모형빙의 굽힘 강도 측정 장치 - Google Patents

모형빙의 굽힘 강도 측정 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 빙해수조의 일부분에 설치되어 모형빙의 굽힘 강도를 측정하는 장치로서, 상기 모형빙의 표면을 타격하여 상기 모형빙의 굽힘 강도를 측정하는 장치본체; 상기 장치본체의 일부분에 설치되어 상기 장치본체를 상기 빙해수조에 부착시키는 부착유닛; 상기 부착유닛의 일부분에 길이방향으로 설치되어 상기 모형빙의 상부에서 수평이동 방향을 가이드 하는 수평이동유닛; 상기 수평이동유닛의 하부에 설치되며 상기 수평이동유닛을 전후로 이동하면서 상기 모형빙의 표면을 타격하는 타격유닛: 및 상기 장치본체의 일부분에 설치되며 상기 수평이동유닛과 상기 타격유닛에 각각 연결되어 상기 수평이동유닛과 상기 타격유닛의 작동을 제어하는 컨트롤러;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

모형빙의 굽힘 강도 측정 장치{BENDING STRENGTH MEASURING DEVICE OF MODEL ICE}
본 발명은 모형빙의 간도 측정 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 모형빙에서 설정된 위치로 이동한면서 타격을 통해 굽힘 강도를 측정하는 모형빙의 굽힘 강도 측정 장치에 관한 것이다.
쇄빙선박의 설계와 건조, 쇄빙 성능확인을 위해 실제 해빙(Sea ice)현장에서 각종 실험이 수행되는 것이 가장 정확하지만 이는 현실적으로 불가능하다. 따라서 통상 폭과 길이가 수십 미터, 깊이가 수 미터에 이르는 수조에서 모형시험을 진행하고 있다. 성공적인 모형시험을 위해서는 담수에 특정 첨가물 (Ethylene Glycol, Aliphatic Detergent 등)을 혼합하여 실제 빙해역의 해빙과 최대한 동일한 20 내지 100 mm 두께의 '모형빙(Model ice)'을 생성하는 것과, 모형빙의 강성 물성치를 정확히 측정하는 것이 필수적이다.
빙해역에서 선박의 쇄빙과정을 살펴보면 초기에 빙판과 선수부의 접촉 시 침투과정에서 압축파괴가 발생하게 되고 점차 접촉 면적이 증가함에 따라 빙판의 파괴양식은 압축파괴에서 굽힘 파괴로 변화하게 된다. 따라서 빙판에 작용하는 수직력 성분의 힘이 빙판의 굽힘 강도 보다 큰 경우 빙판에 굽힘 파괴가 발생하게 된다. 따라서 모형시험에서는 상사법칙을 통해 얼음의 굽힘 강도를 실제 설계조건으로 모사하여 수행하게 되는데, 모형시험을 통한 선박의 빙 성능 해석 시 모형빙의 굽힘 강도가 결과 보정 시 주요 변수로 사용되므로 모형빙의 정확한 굽힘 강도 계측이 필수적이다. 현재 KRISO 빙해수조에서는 ITTC 빙 분과에서 권고하는 절차에 따라 외팔보 시험을 통해 모형빙의 굽힘 강도를 측정하고 있는데, 모형빙판에서 외팔보를 만든 후 푸시풀게이지를 통해 계측된 파괴 시 최대 하중과 외팔보 제원을 바탕으로 식 (1)를 통해 계산하게 된다(ITTC, 2014).
Figure 112019121821504-pat00001
(1)
여기서 P는 외팔보의 파괴하중, L은 외팔보의 길이, w는 외팔보의 폭, h는 외팔보의 두께를 나타내며, 외팔보의 두께×폭×길이 비율은 1×2×5를 사용한다.
일반적으로 도 1과 같이 모형빙판에서 외팔보를 만든 후 손으로 푸시풀게이지를 눌러 모형빙의 굽힘 강도를 계측하게 되는데, 이러한 방법을 통해 계측되는 굽힘 강도의 경우 인적오류(human error)에 의해 계측되는 굽힘 강도가 영향을 받을 수 있는 단점을 가지고 있다.
또한, 외팔보 끝단에 하중 재하 시 시편이 부력의 영향을 받지 않도록 하기 위해 하중 재하 시 재하속도는 2~4 mm/s 정도가 요구되는데, 수동으로 계측 시 정확한 재하속도 제어가 어렵기 때문에 이러한 영향으로 정확한 굽힘 강도 계측이 어렵게 된다. 따라서 본 발명에서는 이러한 문제점을 개선할 수 있는 굽힘 강도 측정 장치를 개발하고자 한다
대한민국 등록특허 제10-1840391호
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 모형빙이 수용된 빙해수조에 설치가 용이한 기능이 구비된 모형빙의 굽힘 강도 측정 장치를 제공하는 것이다.
또한, 모형빙의 굽힘 강도의 측정 시 타격 위치의 변경 및 속도와 압력의 제어가 가능한 기능이 구비된 모형빙의 굽힘 강도 측정 장치를 제공하는 것이다.
다만, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 개선하기 위하여 창출된 것으로, 빙해수조의 일부분에 설치되어 모형빙의 굽힘 강도를 측정하는 장치로서, 상기 모형빙의 표면을 타격하여 상기 모형빙의 굽힘 강도를 측정하는 장치본체; 상기 장치본체의 일부분에 설치되어 상기 장치본체를 상기 빙해수조에 부착시키는 부착유닛; 상기 부착유닛의 일부분에 길이방향으로 설치되어 상기 모형빙의 상부에서 수평이동 방향을 가이드 하는 수평이동유닛; 상기 수평이동유닛의 하부에 설치되며 상기 수평이동유닛을 전후로 이동하면서 상기 모형빙의 표면을 타격하는 타격유닛: 및 상기 장치본체의 일부분에 설치되며 상기 수평이동유닛과 상기 타격유닛에 각각 연결되어 상기 수평이동유닛과 상기 타격유닛의 작동을 제어하는 컨트롤러;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 부착유닛은, 상기 빙해수조의 일부분에 분리가능하게 결합되는 장착 블록; 및 상기 장착 블록에 설치되어 상기 수평이동유닛을 상기 장착 블록과 연결시키는 연결 브라켓;을 포함할 수 있다.
또한, 상기 장착 블록은 자력을 이용하여 상기 빙해수조의 장착되는 마그네틱 블록;일 수 있다.
또한, 상기 수평이동유닛은, 설정된 길이로 제작되어 일단이 상기 부착유닛에 연결되는 프로파일; 상기 프로파일의 하부에 설치되고 상기 타격유닛이 연결되어 상기 타격유닛을 상기 프로파일 내에서 전후로 이동시키는 LM 가이드; 및 상기 LM 가이드의 일부분에 구비되어 상기 LM 가이드의 작동을 제어하는 LM 가이드 작동레버;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 타격유닛은, 상기 수평이동유닛의 하단에서 설치되어 상기 모형빙을 향하여 상하로 승강하는 전동 리니어 액추에이터; 및 상기 전동 리니어 액추에이터의 하부에 설치되어 상기 전동 리니어 액추에이터의 승강에 따라 상기 모형빙의 표면을 타격하는 타격기:를 포함할 수 있다.
또한, 상기 컨트롤러에 연결되며 상기 타격유닛의 일부분에 설치되어 상기 모형빙의 파괴 시 파괴강도를 측정하는 로드 셀;을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 타격유닛의 타격압력과 타격속도는 상기 컨트롤러에 의해 제어될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 빙해수조 발판에 설치 및 조립이 용이하도록 하기 위해 끝단은 마그네틱 블록을 이용해 부착시키고 블록 앞단에 연결 브라켓을 설치하여 알루미늄 프로파일과 마그네틱 블록을 연결시킬 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 알루미늄 프로파일 하단에 LM 가이드의 설치 및 LM 가이드 작동레버를 이용해 작업발판에서 앞, 뒤로 이동하면서 계측이 가능하다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 알루미늄 프로파일 하단에 전동 리니어 액추에이터를 설치하여 상, 하 방향으로 높이 조절 및 하중재하 시 재하속도가 제어 가능하도록 하며, 전동 리니어 액추에이터 끝단에는 로드 셀을 설치해 모형빙의 파괴 시 파괴강도를 측정할 수 있다.
다만, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 종래의 캔틸레버 빔 테스트에 의한 굽힘 강도 측정 프로세스를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 모형빙의 굽힘 강도 측정 장치의 사시도이다.
도 3은 상기 측정 장치의 하부 측 사시도이다.
도 4는 상기 측정 장치의 측면도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 모형빙의 굽힘 강도 측정 장치의 블럭도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시 예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시 예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시 예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 모형빙의 굽힘 강도 측정 장치의 사시도이고, 도 3은 상기 측정 장치의 하부 측 사시도이며, 도 4는 상기 측정 장치의 측면도이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 모형빙의 굽힘 강도 측정 장치의 블럭도이다.
도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 빙해수조의 일부분에 설치되어 모형빙의 굽힘 강도를 측정하는 장치로서, 본 발명은 장치본체(100), 부착유닛(200), 수평이동유닛(300), 타격유닛(400) 및 컨트롤러(500)를 포함할 수 있다.
장치본체(100)는 모형빙(60)의 표면을 타격하여 모형빙(60)의 굽힘 강도를 측정할 수 있다.
부착유닛(200)은 장치본체(100)의 일부분에 설치되어 장치본체(100)를 빙해수조(30)에 부착시킬 수 있다.
부착유닛(200)은 장착 블록(210) 및 연결 브라켓(220)을 포함할 수 있다.
장착 블록(210)은 빙해수조(30)의 일부분에 분리가능하게 결합될 수 있다.
장착 블록(210)은 자력을 이용하여 빙해수조(30)에 장착되는 마그네틱 블록일 수 있다. 구체적으로, 장착 블록(210)은 빙해수조(30)의 발판(50)에 장치본체(100)를 장착시켜서 타격유닛(400)으로 모형빙(60)의 타격 실험을 수행할 수 있도록 해준다. 따라서, 장착 블록(210)은 금속 소재의 빙해수조(30)의 발판(50)에 손쉽게 탈부착이 가능하도록 자력을 띤 마그네틱 블록으로서 영구자석이나 전자석일 수 있다.
장착 블록(210)이 전자석일 경우에는 컨트롤러(500)의 제어에 의해 작동이 제어되어 작업자의 필요에 따라서 장착 블록(210)에 전기를 인가하고, 전자석에 자력을 부여하여 빙해수조(30)의 발판(50)에 손쉽게 탈착시킬 수 있다.
마그네틱 블록(210)이 전자석인 경우 컨트롤러(400)의 제어에 의해 전원이 인가되어 자력을 제공할 수 있다. 구체적으로, 전자석(electromagnet)(320)은 전류가 흐르면 자기화되고, 전류를 끊으면 자기화되지 않은 원래의 상태로 되돌아가는 자석으로서, 전류의 공급과 상관없이 항상 자기를 유지하는 영구자석과 구분된다. 도선에 전류가 흐르면 도선 주위에 동심원 모양의 자기장이 형성된다. 이러한 원리를 이용하여 영구자석으로는 얻을 수 없는 매우 강력한 자기장을 얻을 수 있다. 전자석의 철심은 어느 정도 자기화가 진행되면 전류를 더 높여도 더 이상 자기화가 진행되지 않는다. 이를 자기포화 상태라고 한다.
전자석은 전류를 인위적으로 조정하여 비교적 쉽게 자기장의 세기를 바꿀 수 있다. 그래서 통신기의 계전기부터 1t(톤) 이상의 무거운 재료를 끌어올리는 전자기식 기중기까지 널리 이용된다.
연결 브라켓(220)은 장착 블록(210)에 설치되어 수평이동유닛(300)을 장착 블록(210)과 연결시킬 수 있다. 구체적으로, 연결 브라켓(220)은 볼트나 클램프 방식 등을 이용하여 장착 블록(210)에 고정될 수 있고, 또한, 볼트나 클램트 방식 등을 이용하여 다시 프로파일(310)을 고정시킬 수 있다.
수평이동유닛(300)은 부착유닛(200)의 일부분에 길이방향으로 설치되어 모형빙(60)의 상부에서 수평이동 방향을 가이드 할 수 있다.
수평이동유닛(300)은 프로파일(310), LM 가이드(320) 및 LM 가이드 작동레버(330)를 포함할 수 있다.
프로파일(310)은 알루미늄을 이용하여 설정된 길이로 제작되어 일단이 부착유닛(200)에 연결될 수 있다.
LM 가이드(320)는 프로파일(310)의 하부에 설치되고 타격유닛(400)이 연결되어 타격유닛(400)을 프로파일(310) 내에서 전후로 이동시킬 수 있다.
LM 가이드(320)는 제조장비에서 생산되는 부품과 각종 자재 등을 이송시키거나, 가공장치 등을 이송시킬 때 사용되는 것으로서, 주로 직선 이동시에 적용된다. LM 가이드(320)는, 직선 구조를 가지는 레일, 상기 레일에 볼들에 의하여 접촉하면서 이동하는 블록을 포함할 수 있다.
구체적으로, LM 가이드(320)는 가이드 홈이 형성되어 있는 레일에 결합되어 레일에 가이드 되어 이동하는 블록과 블록에 설치되며, 가이드 홈의 표면과 접촉하여 블록이 가이드 홈을 따라 원활하게 이동할 수 있도록 하는 복수 개의 볼들 및 블록의 내면과 가이드 홈 사이에 공기를 분사하여, 분사된 공기의 압력에 의하여 볼들과 가이드 홈 사이의 접촉력을 감소시키는 공기 분사 장치를 포함하는 구성일 수 있다.
LM 가이드 작동레버(330)는 LM 가이드(320)의 일부분에 구비되어 LM 가이드(320)의 작동을 제어할 수 있다.
구체적으로, LM 가이드 작동레버(330)는 LM 가이드(320)의 일부분에 설치되어 외력에 의한 가압을 통해서 당기거나 밀면서 LM 가이드(320)를 프로파일(310)에 고정시키거나 LM 가이드(320)를 프로파일(310)에서 좌우로 이동시킬 수 있다.
타격유닛(400)은 수평이동유닛(300)의 하부에 설치되며 수평이동유닛(300)을 전후로 이동하면서 모형빙(60)의 표면을 타격할 수 있다.
타격유닛(400)은 전동 리니어 액추에이터(410) 및 타격기(420)를 포함할 수 있다.
전동 리니어 액추에이터(410)는 수평이동유닛(300)의 하단에서 설치되어 모형빙(60)을 향하여 상하로 승강할 수 있다.
구체적으로, 전동 리니어 액추에이터(410)는 너트 부재를 중공 회전축에 연결할 때, 베어링의 잠금 너트를 개재하기 위해, 전동 모터와 나사 전동 장치의 결합의 자유도가 한정되는 것을 방지하기 위해, 전동 모터의 중공 회전축 일단부에 나사 구멍 등의 부착부를 직접 형성하고, 해당 부착부에, 어태치먼트를 통하거나 또는 직접 나사 전동 장치의 너트 부재를 일체로 연결하는 구성일 수 있다.
타격기(420)는 전동 리니어 액추에이터(410)의 하부에 설치되어 전동 리니어 액추에이터(410)의 승강에 따라 모형빙(60)의 표면을 타격할 수 있다. 구체적으로, 타격기(420)는 내구성이 우수한 금속 재질로 설정된 길이의 봉이나 바의 형상으로 제작되어 전동 리니어 액추에이터(410)의 진동을 모형빙(60)의 표면에 직접 전달하면서 타격을 가할 수 있다.
컨트롤러(500)는 장치본체(100)의 일부분에 설치되며 수평이동유닛(300)과 타격유닛(400)에 각각 연결되어 수평이동유닛(300)과 타격유닛(400)의 작동을 제어할 수 있다.
타격유닛(400)의 타격압력과 타격속도는 컨트롤러(500)에 의해 제어되어 작업자가 설정한 압력과 속도로 모형빙의 표면의 타격깅 가능하다.
또한, 컨트롤러(500)에 연결된 디스플레이를 장치본체에 별도로 구비하여 타격유닛의 타격속도와 압력 및 로드 셀로 측정된 모형빙의 파괴 시의 강도 등을 표시할 수 있다.
또한, 컨트롤러(500)는 무선통신모듈(70)이 구비되어 외부의 모바일 단말기 등과 와이파이 통신모듈, 블루트스 통신모듈 및 지그비 통신모듈 중에서 어느 하나로 연동되어 외부에서도 작동의 제어 및 음식물의 보관 상황을 실시간으로 알아볼 수 있다.
본 발명의 측정 장치(10)는 로드 셀(600)을 더 포함할 수 있다.
로드 셀(600)은 컨트롤러(500)에 연결되며 타격유닛(400)의 일부분에 설치되어 모형빙(60)의 파괴 시 파괴강도를 측정할 수 있다. 구체적으로, 로드 셀(600)은 타격기(420)의 끝단에 설치되어 모형빙(60)의 표면의 지속적인 타격으로 인한 파괴 시 파괴강도를 측정할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 빙해수조 발판(50)에 설치 및 조립이 용이하도록 하기 위해 끝단은 마그네틱 블록(210)을 이용해 부착시키고 블록 앞단에 연결 브라켓(220)을 설치하여 알루미늄 프로파일(310)과 마그네틱 블록(210)을 연결시킬 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 알루미늄 프로파일(310) 하단에 LM 가이드(320)의 설치 및 LM 가이드 작동레버(330)를 이용해 작업발판에서 앞, 뒤로 이동하면서 계측이 가능하다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 알루미늄 프로파일(310) 하단에 전동 리니어 액추에이터(410)를 설치하여 상, 하 방향으로 높이 조절 및 하중재하 시 재하속도가 제어 가능하도록 하며, 전동 리니어 액추에이터(410) 끝단에는 로드 셀을 설치해 모형빙(60)의 파괴 시 파괴강도를 측정할 수 있다.
상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 본 발명의 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 당업자는 상술한 실시 예들에 기재된 각 구성을 서로 조합하는 방식으로 이용할 수 있다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시 예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.
10 : 측정 장치
30 : 빙해수조
50 : 빙해수조 발판
60 : 모형빙
70 : 무선통신모듈
100 : 장치본체
200 : 부착유닛
210 : 장착 블록(마그네틱 블록)
220 : 연결 브라켓
300 : 수평이동유닛
310 : 프로파일
320 : LM 가이드
330 : LM 가이드 작동레버
400 : 타격유닛
410 : 전동 리니어 액추에이터
420 : 타격기
500 : 컨트롤러
600 : 로드 셀

Claims (7)

  1. 빙해수조의 일부분에 설치되어 모형빙의 굽힘 강도를 측정하는 장치로서,
    상기 모형빙의 표면을 타격하여 상기 모형빙의 굽힘 강도를 측정하는 장치본체;
    상기 장치본체의 일부분에 설치되어 상기 장치본체를 상기 빙해수조에 부착시키는 부착유닛;
    상기 부착유닛의 일부분에 길이방향으로 설치되어 상기 모형빙의 상부에서 수평이동 방향을 가이드 하는 수평이동유닛;
    상기 수평이동유닛의 하부에 설치되며 상기 수평이동유닛을 전후로 이동하면서 상기 모형빙의 표면을 타격하는 타격유닛: 및
    상기 장치본체의 일부분에 설치되며 상기 수평이동유닛과 상기 타격유닛에 각각 연결되어 상기 수평이동유닛과 상기 타격유닛의 작동을 제어하는 컨트롤러;를 포함하고,
    상기 부착유닛은,
    상기 빙해수조의 일부분에 분리가능하게 결합되는 장착 블록; 및
    상기 장착 블록에 설치되어 상기 수평이동유닛을 상기 장착 블록과 연결시키는 연결 브라켓;을 포함하며,
    상기 장착 블록은 자력을 이용하여 상기 빙해수조의 장착되는 마그네틱 블록;이고,
    상기 수평이동유닛은,
    설정된 길이로 제작되어 일단이 상기 부착유닛에 연결되는 프로파일;
    상기 프로파일의 하부에 설치되고 상기 타격유닛이 연결되어 상기 타격유닛을 상기 프로파일 내에서 전후로 이동시키는 LM 가이드; 및
    상기 LM 가이드의 일부분에 구비되어 상기 LM 가이드의 작동을 제어하는 LM 가이드 작동레버;를 포함하며,
    상기 장착 블록의 마그네틱 블록은 영구자석이나 전자석이고,
    상기 장착 블록이 전자석일 경우에는 상기 컨트롤러에 의해 전원이 인가되어 자력이 부여되며,
    상기 연결 브라켓은 볼트나 클램프 방식으로 상기 장착 블록에 고정되고,
    상기 LM 가이드는,
    가이드 홈이 형성되어 있는 레일에 결합되어 레일에 가이드 되어 이동하는 블록;
    상기 블록에 설치되며, 상기 가이드 홈의 표면과 접촉하여 상기 블록이 가이드 홈을 따라 원활하게 이동할 수 있도록 하는 복수 개의 볼; 및
    상기 볼들의 내면과 상기 가이드 홈 사이에 공기를 분사하여, 분사된 공기의 압력에 의하여 상기 볼들과 가이드 홈 사이의 접촉력을 감소시키는 공기 분사 장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 모형빙의 굽힘 강도 측정 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 타격유닛은,
    상기 수평이동유닛의 하단에서 설치되어 상기 모형빙을 향하여 상하로 승강하는 전동 리니어 액추에이터; 및
    상기 전동 리니어 액추에이터의 하부에 설치되어 상기 전동 리니어 액추에이터의 승강에 따라 상기 모형빙의 표면을 타격하는 타격기:를 포함하는 것을 특징으로 하는 모형빙의 굽힘 강도 측정 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 컨트롤러에 연결되며 상기 타격유닛의 일부분에 설치되어 상기 모형빙의 파괴 시 파괴강도를 측정하는 로드 셀;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모형빙의 굽힘 강도 측정 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 타격유닛의 타격압력과 타격속도는 상기 컨트롤러에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 모형빙의 굽힘 강도 측정 장치.
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