KR102398142B1 - An external pressure test apparatus capable of micro pressure control - Google Patents
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Abstract
본 발명은 수중로봇의 내압설계를 위한 미세 압력 조절이 가능한 외압시험장치에 있어서, 물을 수용하는 시험탱크부, 물을 수용하는 압력탱크, 적어도 일부가 압력탱크의 내부에 위치하여 압력탱크의 내부에 위치한 물에 외력을 가하는 압력탱크로드 및 압력탱크의 외부에 위치한 압력탱크로드와 결합되는 링크를 포함하고, 시험탱크부와 인접하도록 위치하는 압력탱크부, 시험탱크부와 압력탱크부를 연통시키는 유로부, 링크와 연결되어 압력탱크부로 동력을 전달하는 동력전달부, 적어도 일부가 시험탱크부의 내부로 삽입되어 시험탱크부의 내부압력을 측정하는 압력센서부 및 동력전달부 및 압력센서부와 전기적으로 연결되어 동력전달부 및 압력센서부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하고, 압력탱크로드는 동력전달부로부터 전달되는 동력을 기반으로 수직왕복운동하여 압력탱크의 내부에 위치한 물에 외력을 가하여 시험탱크부의 내부압력을 제어하는 것을 특징으로 하는 미세 압력 조절이 가능한 외압시험장치를 제공한다.The present invention relates to an external pressure test apparatus capable of fine pressure control for internal pressure design of an underwater robot. A pressure tank rod that applies an external force to water located in the , and a link coupled to the pressure tank rod located outside the pressure tank, the pressure tank unit located adjacent to the test tank unit, a flow path for communicating the test tank unit and the pressure tank unit A power transmission unit that is connected with the link and transmits power to the pressure tank unit, at least a part of which is inserted into the test tank unit to measure the internal pressure of the test tank unit, and is electrically connected to the power transmission unit and the pressure sensor unit and a control unit for controlling the operation of the power transmission unit and the pressure sensor unit, and the pressure tank rod performs a vertical reciprocating motion based on the power transmitted from the power transmission unit and applies an external force to the water located inside the pressure tank. It provides an external pressure test device capable of fine pressure control, characterized in that the pressure is controlled.
Description
본 발명은 미세 압력 조절이 가능한 외압시험장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수중로봇의 내압설계를 위한 미세 압력 조절이 가능한 외압시험장치 에 관한 것이다.The present invention relates to an external pressure testing device capable of fine pressure control, and more particularly, to an external pressure testing device capable of fine pressure control for internal pressure design of an underwater robot.
수중로봇은 목표 수심에서 정상작동을 위해 수밀한 구조를 가져야 하며, 이에 따라 목표수심에 따른 압력에 강인한 수밀구조의 내압용기를 가지고 있다.The underwater robot must have a watertight structure for normal operation at the target water depth, and accordingly, has a pressure resistant container with a watertight structure that is strong against the pressure according to the target water depth.
이에 따라 개발 및 검사 단계에서 수중로봇의 내압용기의 안전성을 위해 내압시험이 반드시 필요하다.Accordingly, pressure test is absolutely necessary for the safety of the pressure vessel of the underwater robot in the development and inspection stage.
이를 위해 주변 압력을 목표수심 환경과 동일하게 생성해주는 시험 장비가 필요하다.For this, a test equipment that generates the same ambient pressure as the target depth environment is required.
다만, 시내압시험을 수행함에 있어서, 급격한 압력변화는 실제 환경과 다르게 내압용기에 강한 충격을 주기 때문에 목표에 맞게 서서히 압력을 제어하는 것이 필요하며, 일반적으로 3회 반복 압력시험 및 압력시험을 30분 이상 유지할 수 있는 시험장치가 필요하다.However, in performing the internal pressure test, it is necessary to gradually control the pressure according to the target because the sudden pressure change gives a strong impact to the pressure-resistant vessel differently from the actual environment. A test device that can hold for more than a minute is required.
이와 관련하여 종래기술에서는 펌프를 이용하는 방식을 취하는데, 이러한 종래기술은 정밀하게 유량을 제어하지 못하므로 정밀한 압력을 생성하지 못하는 문제점이 있었다.In this regard, the prior art takes a method of using a pump, but this prior art has a problem in that it cannot precisely control the flow rate and thus cannot generate a precise pressure.
(특허문헌 1) 등록특허공보 제10-1928034호(2018.12.05.)(Patent Document 1) Registered Patent Publication No. 10-1928034 (2018.12.05.)
(특허문헌 2) 공개특허공보 제10-2016-011859호(2016.02.02.)(Patent Document 2) Patent Publication No. 10-2016-011859 (2016.02.02.)
상기와 같은 문제를 해결하기 위한 본 발명의 목적은 기설정된 목표압력곡선을 따라 압력탱크부의 물을 압축시켜 시험탱크부의 내부압력을 점진적으로 상승 또는 하강하도록 정밀하게 제어함에 따라 기존의 펌프 방식을 사용하는 종래기술에서 발생하는 압력 오차 및 구조의 복잡성을 벗어나 구조적으로 간단하면서도 정밀한 압력 제어가 가능한 미세 압력 조절이 가능한 외압시험장치를 제공하는 것이다.An object of the present invention to solve the above problems is to use the existing pump method by precisely controlling the internal pressure of the test tank to gradually rise or fall by compressing water in the pressure tank along a preset target pressure curve. It is to provide an external pressure test apparatus capable of fine pressure control capable of structurally simple and precise pressure control, freeing from the pressure error and structural complexity that occur in the prior art.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems to be achieved by the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned can be clearly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the description below. There will be.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 수중로봇의 내압설계를 위한 미세 압력 조절이 가능한 외압시험장치에 있어서, 물을 수용하는 시험탱크부; 상기 물을 수용하는 압력탱크, 적어도 일부가 상기 압력탱크의 내부에 위치하여 상기 압력탱크의 내부에 위치한 물에 외력을 가하는 압력탱크로드 및 상기 압력탱크의 외부에 위치한 상기 압력탱크로드와 결합되는 링크를 포함하고, 상기 시험탱크부와 인접하도록 위치하는 압력탱크부; 상기 시험탱크부와 상기 압력탱크부를 연통시키는 유로부; 상기 링크와 연결되어 상기 압력탱크부로 동력을 전달하는 동력전달부; 적어도 일부가 상기 시험탱크부의 내부로 삽입되어 상기 시험탱크부의 내부압력을 측정하는 압력센서부; 및 상기 동력전달부 및 상기 압력센서부와 전기적으로 연결되어 상기 동력전달부 및 상기 압력센서부의 동작을 제어하는 제어부;를 포함하고, 상기 압력탱크로드는 상기 동력전달부로부터 전달되는 상기 동력을 기반으로 수직왕복운동하여 상기 압력탱크의 내부에 위치한 물에 외력을 가하여 상기 시험탱크부의 내부압력을 제어하는 것을 특징으로 하는 미세 압력 조절이 가능한 외압시험장치를 제공한다.The configuration of the present invention for achieving the above object is in the external pressure test apparatus capable of fine pressure control for the internal pressure design of an underwater robot, a test tank unit for accommodating water; A pressure tank for accommodating the water, a pressure tank rod at least a part of which is located inside the pressure tank to apply an external force to water located inside the pressure tank, and a link coupled to the pressure tank rod located outside the pressure tank including, a pressure tank portion positioned adjacent to the test tank portion; a flow path unit communicating the test tank unit and the pressure tank unit; a power transmission unit connected to the link to transmit power to the pressure tank unit; a pressure sensor part at least partially inserted into the test tank part to measure the internal pressure of the test tank part; and a control unit electrically connected to the power transmission unit and the pressure sensor unit to control operations of the power transmission unit and the pressure sensor unit, wherein the pressure tank rod is based on the power transmitted from the power transmission unit. It provides an external pressure test apparatus capable of fine pressure control, characterized in that the internal pressure of the test tank part is controlled by applying an external force to the water located inside the pressure tank by performing vertical reciprocating motion.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 압력탱크로드의 일측은 상기 압력탱크의 내측면과 밀착되도록 형성되어 상기 동력전달부로부터 상기 동력이 전달되면, 상기 수직왕복운동하면서 상기 압력탱크의 내부에 위치한 물을 밀어냄에 따라 상기 압력탱크의 내부에 위치한 물이 상기 유로부를 따라 상기 시험탱크부로 이동함으로써 상기 시험탱크부의 내부압력을 상승시키는 것을 특징으로 할 수 있다.In an embodiment of the present invention, one side of the pressure tank rod is formed to be in close contact with the inner surface of the pressure tank, and when the power is transmitted from the power transmission unit, the water located inside the pressure tank while performing the vertical reciprocating motion It may be characterized in that the water located inside the pressure tank moves to the test tank part along the flow path part as the pressure is pushed out, thereby increasing the internal pressure of the test tank part.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 압력탱크로드의 타측은 상기 압력탱크로드의 일측보다 폭이 작게 형성되고, 상기 압력탱크로드의 타측 외측면은 스크류 형상인 것으로 특징으로 할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the other side of the pressure tank rod may be formed to have a width smaller than that of one side of the pressure tank rod, and the outer surface of the other side of the pressure tank rod may have a screw shape.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 동력전달부는 전원이 인가되면 회전하면서 상기 링크로 회전력을 전달하고, 상기 링크는 상기 회전력을 상기 압력탱크로드가 상기 수직왕복운동하도록 전환시키는 것을 특징으로 할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the power transmission unit transmits a rotational force to the link while rotating when power is applied, and the link may be characterized in that the link converts the rotational force to the vertical reciprocating motion of the pressure tank rod. .
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 압력탱크로드의 토크(
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 압력탱크의 체적(△v)는, 
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제어부는 기설정된 목표압력곡선에 따라 상기 압력센서부를 기준으로 상기 동력전달부의 동작을 제어하여 상기 압력탱크부의 내부압력을 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the control unit may control the internal pressure of the pressure tank unit by controlling the operation of the power transmission unit based on the pressure sensor unit according to a preset target pressure curve.
상기와 같은 구성에 따르는 본 발명의 효과는, 기설정된 목표압력곡선을 따라 압력탱크부의 물을 압축시켜 시험탱크부의 내부압력을 점진적으로 상승 또는 하강하도록 정밀하게 제어함에 따라 기존의 펌프 방식을 사용하는 종래기술에서 발생하는 압력 오차 및 구조의 복잡성을 벗어나 구조적으로 간단하면서도 정밀한 압력 제어가 가능하다.The effect of the present invention according to the above configuration is to use the conventional pump method by precisely controlling the internal pressure of the test tank to gradually rise or fall by compressing water in the pressure tank along a preset target pressure curve. It is possible to achieve structurally simple and precise pressure control by escaping from the pressure error and structural complexity occurring in the prior art.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.It should be understood that the effects of the present invention are not limited to the above-described effects, and include all effects that can be inferred from the configuration of the invention described in the detailed description or claims of the present invention.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 미세 압력 조절이 가능한 외압시험장치를 나타낸 일 방향에서의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 미세 압력 조절이 가능한 외압시험장치의 동작을 나타낸 일 방향에서의 단면도이다.1 is a cross-sectional view in one direction showing an external pressure test apparatus capable of fine pressure control according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view in one direction showing the operation of the external pressure test apparatus capable of fine pressure control according to an embodiment of the present invention.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the present invention may be embodied in several different forms, and thus is not limited to the embodiments described herein. And in order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is said to be “connected (connected, contacted, coupled)” with another part, it is not only “directly connected” but also “indirectly connected” with another member interposed therebetween. "Including cases where In addition, when a part "includes" a certain component, this means that other components may be further provided without excluding other components unless otherwise stated.
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 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is used only to describe specific embodiments, and is not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present specification, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, but one or more other features It should be understood that this does not preclude the existence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 수중로봇의 내압설계를 위한 미세 압력 조절이 가능한 외압시험장치를 나타낸 일 방향에서의 단면도이다. 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 수중로봇의 내압설계를 위한 미세 압력 조절이 가능한 외압시험장치의 동작을 나타낸 일 방향에서의 단면도이다.1 is a cross-sectional view in one direction showing an external pressure testing apparatus capable of fine pressure control for the internal pressure design of an underwater robot according to an embodiment of the present invention. Figure 2 is a cross-sectional view in one direction showing the operation of the external pressure test apparatus capable of fine pressure control for the internal pressure design of the underwater robot according to an embodiment of the present invention.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 미세 압력 조절이 가능한 외압시험장치(100)는 수중로봇의 내압설계를 위한 것으로서, 시험탱크부(110), 압력탱크부(120), 유로부(130), 동력전달부(140), 압력센서부(150) 및 제어부(160)를 포함한다.1 and 2, the external
시험탱크부(110)는 물(W)을 수용하는 용기이다. 시험탱크부(110)의 내부에는 물(W)로 가득 채워져 있고 이러한 시험탱크부(110)는 유로부(130)에 의해 압력탱크부(120)와 연통한다.The
압력탱크부(120)에도 채워진 물(W)이 압력탱크부(120)의 동작에 의해 시험탱크부(110)로 유입되어 압력이 상승하므로 이를 견디기 위한 시험탱크부(110)는 강성을 가진 재질(=스테인리스, 강철, 주철 등)로 이루어지는 것이 바람직하다.Water (W) also filled in the
또한, 시험탱크부(110)는 기설정된 목표압력곡선에 따라 원활하게 외압시험을 수행하기 위해 허용압력이 기설정된 목표압력보다 높게 설계되는 것이 바람직하다.In addition, the
상기한 시험탱크부(110)의 상부에는 압력센서부(150)가 형성되고, 시험탱크부(110)의 하부에는 압력탱크부(120)와 연통을 위하여 연결되는 유로부(130)의 일단이 형성된다.A
이를 위한 시험탱크부(110)의 하부는 개구가 형성되어 유로부(130)의 일단과 연통하는 구조를 가진다.For this, the lower part of the
또한, 시험탱크부(110)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 상하방향으로 길게 형성되고 기립되어 있을 수 있다.In addition, the
압력탱크부(120)는 시험탱크부(110)와 인접하도록 위치하며, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 시험탱크부(110)와 평행하면서 기립되어 있을 수 있다. 이러한 압력탱크부(120)는 압력탱크(121), 압력탱크로드(122) 및 링크(123)를 포함한다.The
압력탱크(121)는 물(W)을 수용하는 용기로서, 시험탱크부(110)보다 작게 형성된다. 구체적으로 압력탱크(121)는 시험탱크부(110)보다 폭과 높이가 작게 형성된다.The
압력탱크(121)의 내부에는 적어도 일부에 물(W)이 채워진다.At least a portion of the
이때, 압력탱크(121)의 체적(△v)는, 하기의 수학식에 의해 연산된다.At this time, the volume Δv of the
(△v는 압력탱크의 내부에서 변화할 수 있는 체적양, 
또한, 상기한 [수학식 1]을 변형하여 물(W)의 압력율(
(△v는 압력탱크의 내부에서 변화할 수 있는 체적양, 
예시적으로 섭씨온도가 0℃에서 압력이 5.1ⅹ10-5bar-1이고, 섭씨온도가 45℃에서 압력이 4.4ⅹ10-5bar-1이면, 이를 [수학식 1]과 [수학식 2]에 적용하여 얼마의 물(W)이 더 필요한지 연산할 수 있다.Exemplarily, if the pressure is 5.1×10 -5 bar -1 at a temperature of 0°C and 4.4×10 -5 bar -1 at a temperature of 45°C, this is expressed in [Equation 1] and [Equation 2] It can be applied to calculate how much more water (W) is needed.
상기한 조건을 [수학식 1]과 [수학식 2]에 적용하면 (4.4l ~5.1l)의 물(W)이 더 필요(0.0044~0.0051m3)한 것을 알 수 있다.When the above conditions are applied to [Equation 1] and [Equation 2], it can be seen that more water (W) of (4.4l ~ 5.1l) is required (0.0044 ~ 0.0051m 3 ).
압력탱크로드(122)는 적어도 일부가 압력탱크(121)의 내부에 위치하여 압력탱크(121)의 내부에 위치한 물(W)에 외력(F)을 가한다.At least a portion of the
이를 위한 압력탱크로드(122)의 일측은 압력탱크(121)의 내측면과 밀착되도록 형성되어 동력전달부(140)로부터 동력이 전달되면, 수직왕복운동하면서 압력탱크(121)의 내부에 위치한 물(W)을 밀어냄에 따라 압력탱크(121)의 내부에 위치한 물(W)이 유로부(130)를 따라 시험탱크부(110)로 이동함으로써 시험탱크부(110)의 내부압력을 상승시킨다.For this, one side of the
또한, 압력탱크로드(122)의 타측은 압력탱크로드(122)의 일측보다 폭이 작게 형성되고, 압력탱크로드(122)의 타측 외측면은 스크류 형상으로 형성된다.In addition, the other side of the
이때, 압력탱크로드(122)의 토크(
(p는 상기 압력탱크로드의 스크류 리드, μ는 마찰계수(0.05~0.2), W는 부하의 중량, F는 외력, r은 압력텡크의 내부반지름, P는 시험탱크부의 압력)(p is the screw lead of the pressure tank rod, μ is the friction coefficient (0.05 to 0.2), W is the weight of the load, F is the external force, r is the inner radius of the pressure tank, P is the pressure of the test tank)
예시적으로 r=5cm, p=10mm, W=10kgf이면, 시험탱크부(110)의 압력(P)는 마찰계수(μ)가 0.2일 때, 5ⅹ106N/m2(50bar)가 되고, 이때의 압력탱크로드(122)의 토크(
또한, 상기한 [수학식 3]을 변형하여 외력(F)에 관한 수학식으로 표현할 수 있다.In addition, by modifying the above [Equation 3], it can be expressed as an equation regarding the external force (F).
(p는 상기 압력탱크로드의 스크류 리드, μ는 마찰계수(0.05~0.2), W는 부하의 중량, F는 외력, r은 압력텡크의 내부반지름, P는 시험탱크부의 압력)(p is the screw lead of the pressure tank rod, μ is the friction coefficient (0.05 to 0.2), W is the weight of the load, F is the external force, r is the inner radius of the pressure tank, P is the pressure of the test tank)
이와 같이 상기한 압력탱크로드(122)는 동력전달부(140)로부터 전달되는 동력을 기반으로 수직왕복운동하여 압력탱크(121)의 내부에 위치한 물(W)에 외력(F)을 가하여 시험탱크부(110)의 내부압력을 미세하게 제어한다.As described above, the
링크(123)는 압력탱크(121)의 외부에 위치한 압력탱크로드(122)와 결합된다.The
이러한 링크(123)는 동력전달부(140)로부터 전달되는 동력인 회전력을 압력탱크로드(122)가 수직왕복운동하도록 전환시킨다. 여기서, 링크(123)는 동력전달부(140)의 회전운동을 직선왕복운동으로 전환시키는 기기가 사용되며, 이러한 기기는 공지기술이므로 구체적인 설명은 생략한다.The
유로부(130)는 시험탱크부(110)와 압력탱크부(120)를 연통시킨다. 구체적으로 유로부(130)의 일단은 시험탱크부(110)의 하부와 연통하고, 유로부(130)의 타단은 압력탱크부(120)의 하부와 연통한다.The
상기한 유로부(130)는 시험탱크부(110)와 압력탱크부(120)의 내부에 채워진 물(W)이 압력탱크로드(122)가 수직왕복운동함에 따라 압력탱크(121)의 내부에 있는 물(W)에 가감되는 외력(F)에 의해 물(W)이 이동할 수 있는 통로의 역할을 한다.The
동력전달부(140)는 링크(123)와 연결되어 압력탱크부(120)로 동력을 전달한다.The
구체적으로 동력전달부(140)는 전원이 인가되면 회전하면서 링크(123)로 회전력을 전달한다.Specifically, the
압력센서부(150)는 적어도 일부가 시험탱크부(110)의 내부로 삽입되어 시험탱크부(110)의 내부압력을 측정한다.At least a part of the
제어부(160)는 동력전달부(140) 및 압력센서부(150)와 전기적으로 연결되어 동력전달부(140) 및 압력센서부(150)의 동작을 제어한다.The
구체적으로 제어부(160)는 기설정된 목표압력곡선에 따라 압력센서부(150)를 기준으로 동력전달부(140)의 동작을 제어하여 압력탱크부(110)의 내부압력을 제어한다.Specifically, the
여기서, 기설정된 목표압력곡선은 외압시험을 수행하고자 하는 시험체를 시험하기 위한 목표 수심에 따른 목표압력을 선형화한 것이다.Here, the preset target pressure curve is a linearization of the target pressure according to the target water depth for testing the specimen to be subjected to the external pressure test.
즉, 제어부(160)는 시험탱크부(110)의 내부압력이 목표압력에 도달했는지를 비교하여 판단하고 그에 따라 압력탱크로드(122)의 동작 여부를 결정한다.That is, the
만약, 시험탱크부(110)의 내부압력이 목표압력에 도달하지 못했을 경우, 제어부(160)는 압력탱크로드(122)를 제어하여 압력탱크로드(122)가 압력탱크(121)의 내부에 있는 물(W)에 외력(F)을 가하도록 하여 시험탱크부(110)의 내부압력을 점진적으로 미세하게 상승하도록 한다.If the internal pressure of the
반면, 시험탱크부(110)의 내부압력이 목표압력에 도달했을 경우, 제어부(160)는 압력탱크로드(122)의 동작이 정지되도록 제어한다.On the other hand, when the internal pressure of the
상기한 바에 따른 본 발명은 기설정된 목표압력곡선을 따라 압력탱크부의 물을 압축시켜 시험탱크부의 내부압력을 점진적으로 상승 또는 하강하도록 정밀하게 제어할 수 있다.According to the present invention as described above, it is possible to precisely control the internal pressure of the test tank to gradually rise or fall by compressing water in the pressure tank along a preset target pressure curve.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The above description of the present invention is for illustration, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can understand that it can be easily modified into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. For example, each component described as a single type may be implemented in a dispersed form, and likewise components described as distributed may be implemented in a combined form.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is indicated by the following claims, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included in the scope of the present invention.
100: 미세 압력 조절이 가능한 외압시험장치
110: 시험탱크부
120: 압력탱크부
121: 압력탱크
122: 압력탱크로드
123: 링크
130: 유로부
140: 동력전달부
150: 압력센서부
160: 제어부100: external pressure test device capable of fine pressure control
110: test tank unit
120: pressure tank unit
121: pressure tank
122: pressure tank rod
123: link
130: euro
140: power transmission unit
150: pressure sensor unit
160: control unit
Claims (7)
물을 수용하는 시험탱크부;
상기 물을 수용하는 압력탱크, 적어도 일부가 상기 압력탱크의 내부에 위치하여 상기 압력탱크의 내부에 위치한 물에 외력을 가하는 압력탱크로드 및 상기 압력탱크의 외부에 위치한 상기 압력탱크로드와 결합되는 링크를 포함하고, 상기 시험탱크부와 인접하도록 위치하는 압력탱크부;
상기 시험탱크부와 상기 압력탱크부를 연통시키는 유로부;
상기 링크와 연결되어 상기 압력탱크부로 동력을 전달하는 동력전달부;
적어도 일부가 상기 시험탱크부의 내부로 삽입되어 상기 시험탱크부의 내부압력을 측정하는 압력센서부; 및
상기 동력전달부 및 상기 압력센서부와 전기적으로 연결되어 상기 동력전달부 및 상기 압력센서부의 동작을 제어하고, 상기 시험탱크부의 내부압력이 목표압력에 도달했는지를 비교하여 판단한 결과에 따라 상기 압력탱크로드의 동작 여부를 결정하는 제어부;를 포함하고,
상기 제어부는 상기 동력전달부가 상기 압력탱크로드로 상기 동력을 전달하도록 상기 동력전달부를 전기적으로 제어하여 상기 시험탱크부의 내부압력을 미세 압력으로 조절하며,
상기 시험탱크부의 내부압력이 상기 목표압력에 도달했을 경우, 상기 제어부는 상기 압력탱크로드의 동작이 정지되도록 제어하고,
상기 시험탱크부의 내부압력이 상기 목표압력에 도달하지 못했을 경우, 상기 제어부는 외압시험을 수행하고자 하는 시험체를 시험하기 위한 목표 수심에 따른 상기 목표압력을 선형화한 기설정된 목표압력곡선에 따라 상기 압력센서부를 기준으로 상기 동력전달부의 동작을 제어하고 상기 압력탱크로드가 상기 동력전달부로부터 전달되는 상기 동력을 기반으로 수직왕복운동하여 상기 압력탱크의 내부에 위치한 물에 외력을 가함으로써 상기 시험탱크부의 내부압력을 제어하는 것을 특징으로 하는 미세 압력 조절이 가능한 외압시험장치.
In the external pressure test apparatus capable of fine pressure control for the internal pressure design of an underwater robot,
a test tank unit for accommodating water;
A pressure tank for accommodating the water, a pressure tank rod at least a portion of which is located inside the pressure tank to apply an external force to water located inside the pressure tank, and a link coupled to the pressure tank rod located outside the pressure tank including, a pressure tank portion positioned adjacent to the test tank portion;
a flow path unit communicating the test tank unit and the pressure tank unit;
a power transmission unit connected to the link to transmit power to the pressure tank unit;
a pressure sensor part at least partially inserted into the test tank part to measure the internal pressure of the test tank part; and
The pressure tank is electrically connected to the power transmission unit and the pressure sensor unit to control the operation of the power transmission unit and the pressure sensor unit, and according to the result of comparing whether the internal pressure of the test tank unit reaches a target pressure, the pressure tank Including; a control unit that determines whether the operation of the rod;
The control unit electrically controls the power transmission unit so that the power transmission unit transmits the power to the pressure tank rod to adjust the internal pressure of the test tank unit to a fine pressure,
When the internal pressure of the test tank unit reaches the target pressure, the control unit controls the operation of the pressure tank rod to stop,
When the internal pressure of the test tank unit does not reach the target pressure, the control unit is the pressure sensor according to a preset target pressure curve that linearizes the target pressure according to the target water depth for testing the specimen to be subjected to the external pressure test. The inside of the test tank part by controlling the operation of the power transmission unit based on the negative and applying an external force to the water located inside the pressure tank by vertically reciprocating the pressure tank rod based on the power transmitted from the power transmission unit. External pressure test device capable of fine pressure control, characterized in that the pressure is controlled.
상기 압력탱크로드의 일측은 상기 압력탱크의 내측면과 밀착되도록 형성되어 상기 동력전달부로부터 상기 동력이 전달되면, 상기 수직왕복운동하면서 상기 압력탱크의 내부에 위치한 물을 밀어냄에 따라 상기 압력탱크의 내부에 위치한 물이 상기 유로부를 따라 상기 시험탱크부로 이동함으로써 상기 시험탱크부의 내부압력을 상승시키는 것을 특징으로 하는 미세 압력 조절이 가능한 외압시험장치.
According to claim 1,
One side of the pressure tank rod is formed to be in close contact with the inner surface of the pressure tank, and when the power is transmitted from the power transmission unit, the vertical reciprocating motion pushes the water located inside the pressure tank, thereby pushing the pressure tank. An external pressure test apparatus capable of fine pressure control, characterized in that the water located inside the water moves to the test tank part along the flow path part, thereby increasing the internal pressure of the test tank part.
상기 압력탱크로드의 타측은 상기 압력탱크로드의 일측보다 폭이 작게 형성되고,
상기 압력탱크로드의 타측 외측면은 스크류 형상인 것으로 특징으로 하는 미세 압력 조절이 가능한 외압시험장치.
3. The method of claim 2,
The other side of the pressure tank rod is formed to have a width smaller than that of one side of the pressure tank rod,
An external pressure test apparatus capable of fine pressure control, characterized in that the other side of the pressure tank rod has a screw shape.
상기 동력전달부는 전원이 인가되면 회전하면서 상기 링크로 회전력을 전달하고,
상기 링크는 상기 회전력을 상기 압력탱크로드가 상기 수직왕복운동하도록 전환시키는 것을 특징으로 하는 미세 압력 조절이 가능한 외압시험장치.
4. The method of claim 3,
The power transmission unit transmits rotational force to the link while rotating when power is applied,
The link is an external pressure test apparatus capable of fine pressure control, characterized in that it converts the rotational force to the vertical reciprocating motion of the pressure tank rod.
상기 압력탱크로드의 토크(
(p는 상기 압력탱크로드의 스크류 리드, μ는 마찰계수, W는 부하의 중량, F는 외력, r은 압력탱크의 내부반지름, P는 시험탱크부의 압력)
의 수학식에 의해 연산되는 것을 특징으로 하는 미세 압력 조절이 가능한 외압시험장치.
4. The method of claim 3,
Torque of the pressure tank rod (
(p is the screw lead of the pressure tank rod, μ is the friction coefficient, W is the weight of the load, F is the external force, r is the inner radius of the pressure tank, P is the pressure of the test tank)
External pressure test device capable of fine pressure control, characterized in that it is calculated by the equation of
상기 압력탱크의 체적(△v)는,
(△v는 압력탱크의 내부에서 변화할 수 있는 체적양,
의 수학식에 의해 연산되는 것을 특징으로 하는 미세 압력 조절이 가능한 외압시험장치.
6. The method of claim 5,
The volume (Δv) of the pressure tank is,
(Δv is the volume changeable inside the pressure tank,
External pressure test device capable of fine pressure control, characterized in that it is calculated by the equation of
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| JP2607126B2 (en) * | 1988-06-16 | 1997-05-07 | 株式会社スギノマシン | Physiological saline pressurizing device and its pressure control device |
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