KR102521742B1

KR102521742B1 - 3d 3d .

Info

Publication number: KR102521742B1
Application number: KR1020210161168A
Authority: KR
Inventors: 남주석
Original assignee: 강원대학교산학협력단
Priority date: 2021-11-22
Filing date: 2021-11-22
Publication date: 2023-04-13

Abstract

본 출원 발명은 트랙터 또는 주행차량의 회전도가 발행하는 정적실험을 모형으로 수행하기 위한 방법을 제공하고자 하는 것이다. 이러한 정적 횡전도 실험은 무게가 1톤 이상 나가는 트랙터와 같은 오프로드 차량에서는 사용자의 안전을 위하여 매우 중요한 실험이다. 그러나, 실제 트랙터로 실험하기에는 실험장치의 구성이 쉽지 않고, 실제로 트랙터의 횡전도가 발생하는 경우 실험자체가 매우 위험할 수 있어 문제가 된다. 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여, 캐드 프로그램을 이용하여 실물 트랙터의 3D 모델을 부품 단위로 그려 조립하는 실물 트랙터 3D 모델링 단계(S1); 및 상기 부품의 재질 속성을 해당 부품의 실제 재질로 설정하는 실물재질속성설정단계(S2); 및 상기 재질속성설정단계 후 상기 트랙터 3D 모델링의 무게중심을 찾는 실물무게중심확인단계(S3); 및 확인된 무게중심을 기록하는 실물 트랙터 3D 모델 무게중심 기록단계(S4); 및 상기 재질속성설정단계(S2)에서 설정한 재질을 트랙터 모델을 3D 프린터로 프린트할 재질로 속성을 모두 변경하는 3D 프린팅재질변경1단계(S5); 및 상기 3D 프린팅재질변경1단계에서 트랙터 모델을 3D 프린터로 프린트할 재질로 변경한 후 무게중심을 확인하는 트랙터 3D 프린팅 모델 무게중심확인 단계(S6); 및 상기 실물 트랙터 3D 모델 무게중심 기록단계에서 기록된 무게중심과 트랙터 3D 프린팅 모델 무게중심확인 단계에서 측정된 무게중심을 비교한 후 상기 트랙터 3D 프린팅 모델의 무게중심을 상기 실물 트랙터 3D 모델 무게중심과 일치시키기 위하여 상기 트랙터 3D 프린팅 모델의 하부에 구, 원기둥, 직육면체 등의 도형을 덧붙이거나, 삭제하여 상기 트랙터 3D 프린팅 모델의 무게중심을 상기 실물 트랙터 3D 모델 무게중심과 일치시키는 트랙터 3D 프린팅 모델의 무게중심 보정단계(S7); 및 트랙터 3D 프린팅 모델의 무게중심 보정단계를 마친 트랙터 3D 프린팅 모델을 프린트하는 3D 프린팅 단계(S8); 및 프린팅된 상기 트랙터 3D 프린팅 모델을 시험 플랫폼에 올려놓고 지면의 경사각을 서서히 증가 시키면서 경사면 위쪽 전륜 및 후륜이 지면에서 떨어지는 순간의 경사각을 각각 측정하는 트랙터의 3D 모델링과 3D 프린팅을 이용한 트랙터 정적 횡전도각 시험방법을 제공한다.
본 발명의 상기와 같은 구성에 의하여, 트랙터의 횡전도 실험을 다양한 조건에서 실험할 수 있는 방법을 제공함으로써 기존의 실제 트랙터를 이용한 횡전도 실험에서 제한적일 수밖에 없는 실험을 정확한 데이터를 획득하면서도 다양하게 해볼 수 있는 효과가 있다.The present invention is intended to provide a method for performing a static experiment generated by rotation of a tractor or driving vehicle as a model. This static rollover test is a very important test for the user's safety in an off-road vehicle such as a tractor weighing 1 ton or more. However, it is not easy to configure the experimental apparatus for the experiment with an actual tractor, and the experiment itself can be very dangerous when the tractor actually overturns, which is a problem. In order to solve the above problem, a real tractor 3D modeling step (S1) of drawing and assembling a 3D model of a real tractor in parts using a CAD program; and a real material property setting step (S2) of setting the material property of the part to the actual material of the part. and a real-life center of gravity check step (S3) of finding the center of gravity of the 3D modeling of the tractor after the material property setting step. and a center of gravity recording step (S4) of the 3D model of the actual tractor recording the confirmed center of gravity. And 3D printing material change step 1 (S5) of changing all the properties of the material set in the material property setting step (S2) to a material to print the tractor model with a 3D printer; and checking the center of gravity of the tractor 3D printing model after changing the material to be printed with a 3D printer in step 1 of changing the 3D printing material, and then checking the center of gravity of the tractor 3D printing model (S6); And after comparing the center of gravity recorded in the center of gravity recording step of the actual tractor 3D model and the center of gravity measured in the center of gravity confirmation step of the tractor 3D printing model, the center of gravity of the tractor 3D printing model is compared with the center of gravity of the actual tractor 3D model Weight of the tractor 3D printing model that matches the center of gravity of the tractor 3D printing model with the center of gravity of the real tractor 3D model by adding or deleting figures such as spheres, cylinders, cuboids, etc. to the lower part of the tractor 3D printing model to match. center correction step (S7); and a 3D printing step (S8) of printing the tractor 3D printing model after completing the center of gravity correction step of the tractor 3D printing model; And 3D modeling of a tractor that measures the inclination angle at the moment when the front and rear wheels above the slope are separated from the ground while the printed 3D printing model of the tractor is placed on a test platform and the inclination angle of the ground is gradually increased. Tractor static rollover using 3D printing Each test method is provided.
According to the configuration as described above of the present invention, by providing a method for performing the transverse overturn test of a tractor under various conditions, the experiment, which is inevitably limited in the transverse overturn experiment using an existing actual tractor, can be variously performed while obtaining accurate data. There are possible effects.

Description

Tractor static rolling angle test method using 3D modeling and 3D printing{.}

본 출원 발명은 3D 모델링 기법으로 실물을 모델링하고, 실물을 3D 프린터로 프린팅하여 실제 사용 환경과 같은 조건으로 사용자가 사용 시 발생할 수 있는 문제를 시험하는 시험방법에 관한 것이다.The invention of the present application relates to a test method for testing problems that may occur when a user models a real object using a 3D modeling technique and prints the real object with a 3D printer under the same conditions as an actual use environment.

본 발명의 출원 이전의 선행기술로 3차원 프린팅의 최적 치수 보정 장치 및 보정 방법이 개시되어 있다. 이 기술에서는 인쇄 목표물을 3차원으로 모델링하여 모델링 파일을 작성하는 모델링 작성 모듈; 작성된 상기 모델링 파일을 3차원으로 인쇄하여 목표물 샘플을 제작하는 3차원 프린팅 모듈; 제작된 상기 목표물 샘플의 변형데이터를 측정하여 수치화하는 변형데이터 측정 모듈; 및 수치화된 상기 변형데이터를 회귀모델 분석을 통하여 치수 보정 알고리즘 식을 산출하는 치수 보정 모듈;을 포함하며, 상기 치수 보정 모듈은 산출된 상기 치수 보정 알고리즘 식에 따라 상기 모델링 파일을 보정하고, 상기 3차원 프린팅 모듈은 상기 보정된 모델링 파일을 3차원으로 인쇄하여 최종 목표물 샘플을 제작하는 기술이 개시되어 있다.As prior art prior to the application of the present invention, an apparatus and method for correcting optimal dimensions of 3D printing have been disclosed. In this technology, a modeling creation module for creating a modeling file by modeling a print target in three dimensions; A 3D printing module for producing a target sample by 3D printing the created modeling file; A deformation data measurement module for measuring and digitizing deformation data of the manufactured target sample; and a dimension correction module that calculates a dimension correction algorithm equation for the digitized deformation data through regression model analysis, wherein the dimension correction module corrects the modeling file according to the calculated dimension correction algorithm equation, and The dimensional printing module discloses a technology for producing a final target sample by printing the calibrated modeling file in 3D.

또 다른 선행기술로 차량이 전복된 경우 차량 운전자를 보호하기 위해 트랙터에 사용하는 롤 오버 보호 구조가 개시되어 있다.Another prior art discloses a rollover protection structure used in a tractor to protect a vehicle driver when the vehicle rolls over.

등록특허공보 제10-1655024호Registered Patent Publication No. 10-1655024 미국공개특허공보 제3964782 A호U.S. Patent Publication No. 3964782 A

본 출원 발명은 트랙터 또는 주행차량의 회전도가 발행하는 정적실험을 모형으로 수행하기 위한 방법을 제공하고자 하는 것이다. 이러한 정적 횡전도 실험은 무게가 1톤 이상 나가는 트랙터와 같은 오프로드 차량에서는 사용자의 안전을 위하여 매우 중요한 실험이다. 그러나, 트랙터를 놓고 실험하기에는 실험장치의 구성이 쉽지 않고, 실제로 트랙터의 횡전도가 발생하는 경우 실험자체가 매우 위험할 수 있어 문제가 된다.The present invention is intended to provide a method for performing a static experiment generated by rotation of a tractor or driving vehicle as a model. This static rollover test is a very important test for the user's safety in an off-road vehicle such as a tractor weighing 1 ton or more. However, it is not easy to configure the experimental device for the experiment with the tractor, and the experiment itself can be very dangerous when the tractor actually rolls over, which is a problem.

또한, 트랙터에 연료가 꽉찬 경우, 연료가 없는 경우, 운전자가 탑승한 경우 등과 다양한 형태의 작업기를 부착한 경우와 트레일러를 후방에 연결한 경우 등의 횡전도 실험은 더욱 쉽지 않아 이러한 실험은 그 동안 수행할 수 없었으며 다른 형태의 적절한 시뮬레이션 방법도 찾을 수 없는 실정이었다.In addition, when the tractor is full of fuel, when there is no fuel, when the driver is on board, when various types of implements are attached, when the trailer is connected to the rear, etc. It could not be performed, and no other type of appropriate simulation method could be found.

본 출원 발명은 상기와 같은 문제를 해결하고자 다음과 같은 과제해결 수단을 제공한다.The present invention provides the following problem solving means to solve the above problems.

캐드 프로그램을 이용하여 실물 트랙터의 3D 모델을 부품 단위로 그려 조립하는 실물 트랙터 3D 모델링 단계(S1); 및A real tractor 3D modeling step (S1) of drawing and assembling a 3D model of a real tractor in parts using a CAD program; and

상기 부품의 재질 속성을 해당 부품의 실제 재질로 설정하는 실물재질속성설정단계(S2); 및Real material property setting step (S2) of setting the material property of the part to the actual material of the part; and

상기 재질속성설정단계 후 상기 트랙터 3D 모델링의 무게중심을 찾는 실물무게중심확인단계(S3); 및After the material property setting step, the actual center of gravity check step (S3) of finding the center of gravity of the 3D modeling of the tractor; and

확인된 무게중심을 기록하는 실물 트랙터 3D 모델 무게중심 기록단계(S4); 및Recording the center of gravity of the actual tractor 3D model to record the confirmed center of gravity (S4); and

상기 재질속성설정단계(S2)에서 설정한 재질을 트랙터 모델을 3D 프린터로 프린트할 재질로 속성을 모두 변경하는 3D 프린팅재질변경1단계(S5); 및3D printing material change step 1 (S5) of changing all properties of the material set in the material property setting step (S2) to a material to print the tractor model with a 3D printer; and

상기 3D 프린팅재질변경1단계에서 트랙터 모델을 3D 프린터로 프린트할 재질로 변경한 후 무게중심을 확인하는 트랙터 3D 프린팅 모델 무게중심확인 단계(S6); 및Checking the center of gravity of the tractor 3D printing model after changing the material to be printed with a 3D printer in step 1 of changing the 3D printing material, and then checking the center of gravity of the tractor 3D printing model (S6); and

상기 실물 트랙터 3D 모델 무게중심 기록단계에서 기록된 무게중심과 트랙터 3D 프린팅 모델 무게중심확인 단계에서 측정된 무게중심을 비교한 후 상기 트랙터 3D 프린팅 모델의 무게중심을 상기 실물 트랙터 3D 모델 무게중심과 일치시키기 위하여 상기 트랙터 3D 프린팅 모델의 하부에 구, 원기둥, 직육면체 등의 도형을 덧붙이거나, 삭제하여 상기 트랙터 3D 프린팅 모델의 무게중심을 상기 실물 트랙터 3D 모델 무게중심과 일치시키는 트랙터 3D 프린팅 모델의 무게중심 보정단계(S7); 및After comparing the center of gravity recorded in the center of gravity recording step of the actual tractor 3D model and the center of gravity measured in the center of gravity confirmation step of the tractor 3D printing model, the center of gravity of the tractor 3D printing model coincides with the center of gravity of the actual tractor 3D model In order to match the center of gravity of the tractor 3D printing model with the center of gravity of the real tractor 3D model by adding or deleting figures such as spheres, cylinders, and cuboids to the lower part of the tractor 3D printing model, the center of gravity of the tractor 3D printing model Correction step (S7); and

트랙터 3D 프린팅 모델의 무게중심 보정단계를 마친 트랙터 3D 프린팅 모델을 프린트하는 3D 프린팅 단계(S8); 및3D printing step (S8) of printing the tractor 3D printing model after completing the center of gravity correction step of the tractor 3D printing model; and

프린팅된 상기 트랙터 3D 프린팅 모델을 시험 플랫폼에 올려놓고 지면의 경사각을 서서히 증가 시키면서 경사면 위쪽 전륜 및 후륜이 지면에서 떨어지는 순간의 경사각을 각각 측정하는 것을 특징으로 하는 트랙터의 3D 모델링과 3D 프린팅을 이용한 트랙터 정적 횡전도각 시험방법을 제공한다.A tractor using 3D modeling and 3D printing of a tractor, characterized in that the printed 3D printing model of the tractor is placed on a test platform and the angle of inclination of the front and rear wheels at the moment when the front and rear wheels are separated from the ground is measured while gradually increasing the angle of inclination of the ground. Static transverse conduction angle test method is provided.

또한, 상기 3D 프린팅 단계에서 프린팅할 비율을 설정하는 단계(S8-1)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 트랙터의 3D 모델링과 3D 프린팅을 이용한 트랙터 정적 횡전도각 시험방법을 제공한다.In addition, a method for testing a static roll angle of a tractor using 3D modeling and 3D printing of a tractor, characterized in that it further comprises a step (S8-1) of setting a ratio to be printed in the 3D printing step.

또한, 상기 프린팅된 상기 트랙터 3D 프린팅 모델의 후방 또는 운전석에 작업기 또는 운전자의 축소 모형을 더 부가하여 시험 플랫폼에 올려놓고 지면의 경사각을 서서히 증가 시키면서 경사면 위쪽 전륜 및 후륜이 지면에서 떨어지는 순간의 경사각을 각각 측정하는 것을 특징으로 하는 트랙터의 3D 모델링과 3D 프린팅을 이용한 트랙터 정적 횡전도각 시험방법을 제공한다.In addition, a work machine or driver's scale model is further added to the rear or driver's seat of the printed 3D printing model of the tractor, placed on a test platform, and the inclination angle of the ground is gradually increased while the inclination angle at the moment when the front and rear wheels fall off the ground Provides a tractor static rolling angle test method using 3D modeling and 3D printing of a tractor, characterized in that each is measured.

또한, 상기 시험 플랫폼은 일측이 지면과 평행하고, 측면으로 경사를 증가시킬 수 있는 플레이트로 구성되며, 상기 프린팅된 상기 트랙터 3D 프린팅 모델의 측면과 상기 경사면이 평행하게 놓고 실험하는 것을 특징으로 하는 트랙터의 3D 모델링과 3D 프린팅을 이용한 트랙터 정적 횡전도각 시험방법을 제공한다.In addition, the test platform is composed of a plate whose one side is parallel to the ground and which can increase the inclination to the side, and the side of the printed 3D printing model of the tractor and the inclined surface are placed parallel to the experiment Tractor, characterized in that Provides a tractor static rolling angle test method using 3D modeling and 3D printing.

상기와 같은 발명의 구성에 의하여 트랙터의 횡전도 시험과 같이 실험 장치를 구성하는 것도 쉽지 않으며, 위험한 실험을 다양한 조건에서 실험할 수 있는 방법을 제공함으로써 기존의 실제 트랙터를 이용한 횡전도 실험에서 제한적일 수밖에 없는 실험을 정확한 데이터를 획득하면서도 다양하게 해볼 수 있는 효과가 있다.According to the configuration of the invention as described above, it is not easy to construct an experimental device such as a traverse rollover test of a tractor, and it is inevitably limited in a rollover experiment using an existing actual tractor by providing a method for performing dangerous experiments under various conditions. It has the effect of being able to try various experiments while obtaining accurate data.

도 1은 본 발명의 횡전도 실험을 하기 위한 실물 트랙터의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 횡전도 실험을 하기 위한 트랙터의 횡전도 모델이다.
도 3은 본 발명의 횡전도 실험을 하기 위한 트랙터의 3D 모델의 사시도와 배면도이다.
도 4는 본 발명의 횡전도 실험을 하기 위한 트랙터의 3D 모델링의 무게중심을 배면도와 측면도에 표시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 횡전도 실험을 하기 위한 트랙터의 3D 모델링의 재질을 3D 프린팅 재질로 속성을 수정한 사시도와 배면도이다.
도 6은 본 발명의 횡전도 실험을 하기 위한 트랙터의 3D 모델링의 재질을 3D 프린팅 재질로 속성을 수정한 후 무게 중심의 위치를 배면도와 측면도에 표시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 횡전도 실험을 하기 위한 트랙터의 3D 모델링 재질을 실물의 재질로 설정한 모델의 무게중심과 3D 프린팅 재질로 속성을 수정한 무게중심의 위치의 불일치를 표시한 배면도이다.
도 8은 본 발명의 횡전도 실험을 하기 위한 트랙터의 3D 모델링 재질을 실물의 재질로 설정한 모델의 무게중심과 3D 프린팅 재질로 속성을 수정한 무게중심의 위치의 불일치를 표시한 측면도이다.
도 9는 본 발명의 횡전도 실험을 하기 위한 트랙터의 3D 모델링의 재질을 3D 프린팅 재질로 속성을 수정한 후 무게 중심의 위치를 트랙터의 3D 모델링 재질을 실물의 재질로 설정한 모델의 무게중심과 일치시키기 위하여 무게추를 3D 프린팅 재질로 트랙터의 3D 모델링의 재질을 3D 프린팅 재질로 속성을 수정한 트랙터의 3D 모델에 추가한 사시도이다.
도 10은 본 발명의 횡전도 실험을 하기 위한 트랙터의 3D 모델링의 재질을 3D 프린팅 재질로 속성을 수정한 후 무게 중심의 위치를 트랙터의 3D 모델링 재질을 실물의 재질로 설정한 모델의 무게중심과 일치시키기 위하여 무게추를 3D 프린팅 재질로 트랙터의 3D 모델링의 재질을 3D 프린팅 재질로 속성을 수정한 트랙터의 3D 모델에 추가한 배면도이다.
도 11은 본 발명의 횡전도 실험을 하기 위한 트랙터의 3D 모델링 재질을 실물의 재질로 설정한 모델의 무게중심과 3D 프린팅 재질로 속성을 수정한 후 무게추를 더 부가하여 무게중심의 위치를 일치시킨 배면도이다.
도 12는 본 발명의 횡전도 실험을 하기 위한 트랙터의 3D 모델링 재질을 실물의 재질로 설정한 모델의 무게중심과 3D 프린팅 재질로 속성을 수정한 후 무게추를 더 부가하여 무게중심의 위치를 일치시킨 측면도이다.
도 13은 본 출원 발명의 횡전도 실험을 3D 프린팅 트랙터 모델을 이용하여 경사 플레이트에서 실험을 하는 사진이다.
도 14는 본 출원 발명의 횡전도측정 테스트 플랫폼 사진이다.1 is a perspective view of a real tractor for the transverse overturn experiment of the present invention.
2 is a traverse rollover model of a tractor for the rollover experiment of the present invention.
3 is a perspective view and a rear view of a 3D model of a tractor for the transverse overturn experiment of the present invention.
Figure 4 is a view showing the center of gravity of the 3D modeling of the tractor for the transverse overturn experiment of the present invention in a rear view and a side view.
Figure 5 is a perspective view and a rear view in which the properties of the 3D modeling material of the tractor for the transverse overturn experiment of the present invention are modified to the 3D printing material.
6 is a view showing the position of the center of gravity in a rear view and a side view after modifying the properties of the 3D modeling material of the tractor for the transverse overturn experiment of the present invention with a 3D printing material.
7 is a rear view showing a mismatch between the center of gravity of a model in which the 3D modeling material of a tractor for the transverse overturn experiment of the present invention is set as a real material and the center of gravity whose properties are modified with a 3D printing material.
8 is a side view showing the mismatch between the center of gravity of the model in which the 3D modeling material of the tractor for the transverse overturn experiment of the present invention is set as the real material and the center of gravity of the model whose properties are modified with the 3D printing material.
9 is the center of gravity of the model in which the 3D modeling material of the tractor for the transverse overturn experiment of the present invention is set to the material of the real thing after modifying the property of the 3D modeling material of the tractor and the position of the center of gravity as a 3D printing material It is a perspective view in which the weight is added to the 3D model of the tractor whose properties are modified with the 3D printing material of the tractor 3D modeling material with the 3D printing material in order to match.
10 shows the center of gravity of the model in which the 3D modeling material of the tractor for the transverse inversion experiment of the present invention is set to the material of the real thing after modifying the properties of the 3D modeling material of the tractor to the 3D printing material In order to match, it is a rear view in which the weight is added to the 3D model of the tractor whose properties are modified with the 3D printing material and the material of the 3D modeling of the tractor with the 3D printing material.
11 shows the center of gravity of the model in which the 3D modeling material of the tractor for the transverse inversion experiment of the present invention is set as a real material and the properties are modified with the 3D printing material, and then a weight is added to match the position of the center of gravity This is the reverse side view.
12 shows the center of gravity of the model in which the 3D modeling material of the tractor for the transverse inversion experiment of the present invention is set as a real material and the properties are modified with the 3D printing material, and then a weight is added to match the position of the center of gravity This is a side view done.
13 is a photograph of an experiment in an inclined plate using a 3D-printed tractor model for the transverse inversion experiment of the present application.
14 is a photograph of the transverse conduction measurement test platform of the present application.

현재까지 트랙터의 측방전도 안전성 평가는 주로 공인시험을 통해 이루어지고 있으며 이는 시간과 비용이 많이 소요되는 단점이 있다(Lysych, 2020b). 시뮬레이션의 경우, 상대적으로 간편하게 결과를 도출할 수 있지만 해석에 필요한 많은 물성치들을 정확히 알기 어렵고 불확실한 물성치 도입으로 잘못된 결과를 얻을 수 있는 단점이 있다(Carson,1995). 축소모형을 활용한 시험은 외력을 받는 다양한 상황과 주변환경을 간편하게 재현할 수 있으며 3D 프린터를 활용하여 상대적으로 쉽게 제작할 수 있다는 장점이 있다(Calle et al., 2020). 본 발명에서는 트랙터 측방전도의 안전성을 빠르게 평가하기 위해 축소모형을 활용하여 정적 횡전도각을 도출하는 방법을 제시하였으며 시험을 통해 검증하였다.Until now, evaluation of tractor lateral conduction safety has been mainly conducted through official tests, which have the disadvantage of requiring a lot of time and money (Lysych, 2020b). In the case of simulation, results can be derived relatively easily, but it is difficult to accurately know many material properties required for analysis, and there is a disadvantage that incorrect results can be obtained by introducing uncertain material properties (Carson, 1995). A test using a scale model has the advantage of being able to easily reproduce various situations and surrounding environments subject to external forces and being relatively easy to manufacture using a 3D printer (Calle et al., 2020). In the present invention, in order to quickly evaluate the safety of tractor lateral rollover, a method for deriving the static rollover angle using a scale model was presented and verified through tests.

본 출원 발명에서 회전도 실험에 사용한 트랙터는 대한민국에서 생산된 모델로써 최고 전진속도는 48.81 km/h이며 주변속6단, 부변속 2단으로 구성되어 있다. 다양한 논, 밭작업이 가능하도록 90 kW 이상의 고출력 엔진을 장착하였다. 공인성능시험을 통해 도출한 정적 횡전도각과 최소선회반경은 각각 45.3°, 3.06 m이다. 시험대상 트랙터 형상은 도1에 도시되어 있으며 트랙터의 주요제원은 표1과 같다.The tractor used in the rotation test in the invention of the present application is a model produced in Korea, has a maximum forward speed of 48.81 km/h, and is composed of 6 main gears and 2 auxiliary gears. It is equipped with a high-output engine of over 90 kW to enable various paddy fields and field work. The static rolling angle and minimum turning radius derived through the official performance test are 45.3° and 3.06 m, respectively. The shape of the tractor to be tested is shown in Figure 1, and the main specifications of the tractor are shown in Table 1.

축소모형의 정적 횡전도각의 계산은 다음의 가정 하에 도2와 같은 자유물체도로 표시할 수 있다. The calculation of the static rolling angle of the miniature model can be expressed as a free body diagram as shown in FIG. 2 under the following assumptions.

“ 해석대상은 4륜구동 트랙터로써 전차축과 전륜의 무게를 무시할 수 없다. 경사각은 준정적으로 증가하며(동적 효과 무시) 지면과 타이어는 점접촉을 한다. 전후 차륜의 윤거는 동일하다. 타이어와 지면사이에 슬립이 발생하지 않으며 타이어의 강성은 무시한다.”트랙터가 경사면의 등고선 방향으로 놓여있을 때 경사면 위쪽에 위치한 후륜 및 전륜의 지면 접촉력

은 각각 식 (1), 식 (2)로 나타난다(Baker & Guzzomi, 2013).“The object of analysis is a four-wheel drive tractor, and the weight of the front axle and front wheel cannot be ignored. The inclination angle increases quasi-statically (ignoring dynamic effects) and the ground and tire make point contact. The track of the front and rear wheels is the same. There is no slip between the tire and the ground, and the stiffness of the tire is ignored.” When the tractor is placed in the direction of the contour of the slope, the ground contact force of the front and rear wheels located above the slope

are represented by equation (1) and equation (2), respectively (Baker & Guzzomi, 2013).

(1)

(One)

여기서,here,

(2)

여기서,here,

경사면의 경사각이 증가하면 경사면 위쪽에 위치한 전륜과 후륜 중 하나가 지면에서 먼저 떨어져 1차 측방전도(PhaseⅠ rollover)가 발생한다(Guzzomi, 2012). 이후 경사각이 계속하여 증가하면 나머지 한 바퀴도 지면에서 떨어지고 트랙터는 빠르게 측방전도가 발생한다. 바퀴가 지면에서 떨어지기 시작하는 순간, 바퀴의 지면 접촉력은 0 이 된다.When the inclination angle of the inclined surface increases, one of the front and rear wheels located on the upper part of the inclined surface comes off the ground first, causing Phase I rollover (Guzzomi, 2012). After that, if the inclination angle continues to increase, the other wheel will also come off the ground and the tractor will rapidly roll over. The moment the wheel starts to come off the ground, the wheel's contact force with the ground becomes zero.

후륜이 지면과 떨어지기 시작하는 경사각을

이라 하면 이는

이 0인 경우의 경사각이므로 식 (1)로부터 아래와 같이 도출할 수 있다.The angle of inclination at which the rear wheel starts to come off the ground

If so, this

Since the inclination angle is 0, it can be derived from Equation (1) as follows.

(3)

여기서,here,

= Instability angle when the upslope rear wheel is lifted

트랙터의 형상을 그대로 유지하면서 길이, 폭, 높이를 동일하게 1/n 의 비율로 축소하는 경우, 식 (3)에 포함된 변수들도 동일하게 1/n 의 비율로 축소된다. 1/n 스케일로 축소한 축소모형에서 후륜이 지면과 떨어지기 시작하는 각도는 식 (4)와 같이 표현되다. 이때, w, L, h₁은 트랙터 차체의 크기와 관련된 변수이며

,

는 무게중심의 위치에 관련된 변수이다. 트랙터의 크기를 줄이는 경우 무게중심의 위치도 동일한 비율(1/n)로 감소하게 된다.When the length, width, and height are equally reduced at the rate of 1/n while maintaining the shape of the tractor, the variables included in equation (3) are also reduced at the same rate of 1/n. The angle at which the rear wheel starts to fall from the ground in the scale model reduced to 1/n scale is expressed as Equation (4). At this time, w, L, h ₁ are variables related to the size of the tractor body.

,

is a variable related to the location of the center of gravity. When reducing the size of the tractor, the position of the center of gravity also decreases at the same ratio (1/n).

(4)

여기서,here,

= Instability angle of upslope rear wheel for 1/n scale-down model

식 (4)에서 1/n²의 상수항을 정리하면 아래와 같은 결과를 얻을 수 있다. 따라서 트랙터의 형상을 유지하면서 길이, 폭, 높이를 동일한 비율로 축소하는 경우 축소모형에서 경사면 위쪽의 후륜이 지면에서 떨어지기 시작하는 각도는 원본 트랙터에서와 같다.By arranging the constant term of 1/n ² in Equation (4), the following result can be obtained. Therefore, when the length, width, and height are reduced at the same rate while maintaining the shape of the tractor, the angle at which the rear wheel on the top of the slope starts to come off the ground in the scale model is the same as in the original tractor.

(5)

동일한 방식으로 전륜이 지면과 떨어지기 시작하는 경사각을

이라 하면 이는

이 0인 경우의 경사각이므로 식 (2)로부터 아래와 같이 도출할 수 있다.In the same way, determine the angle of inclination at which the front wheel starts to come off the ground.

If so, this

Since the inclination angle is 0, it can be derived from Equation (2) as follows.

(6)

여기서,here,

= Instability angle when the upslope front wheel is lifted

식 (6)에서

는 트랙터의 전후 차체 중량비에 관련된 변수이며

,

는 무게중심의 위치에 관련된 변수이다. 트랙터의 재질 및 형상을 그대로 유지하면서 길이, 폭, 높이를 동일하게 1/n의 비율로 축소하는 경우, 전후 차체 중량은 동일하게 1/n³의 비율로 축소되며(즉, 중량비는 변하지 않음) 무게중심의 위치는 1/n의 비율로 축소된다. 따라서, 1/n 스케일로 축소한 축소모형에서 전륜이 지면과 떨어지기 시작하는 각도는 식 (7)과 같이 표현된다.in equation (6)

is a variable related to the weight ratio of the front and rear body of the tractor

,

is a variable related to the location of the center of gravity. When the length, width, and height are equally reduced at the rate of 1/n while maintaining the material and shape of the tractor, the weight of the front and rear vehicle body is reduced at the same rate of 1/n ³ (i.e., the weight ratio does not change) The position of the center of gravity is reduced by a ratio of 1/n. Therefore, the angle at which the front wheel starts to separate from the ground in the scale model reduced to 1/n scale is expressed as Equation (7).

(7)

여기서,here,

= Instability angle of upslope front wheel for 1/n scale-down model

식 (7)에서 1/n^2??의 상수항을 정리하면 아래와 같은 결과를 얻을 수 있다. 따라서 트랙터의 재질 및 형상을 유지하면서 길이, 폭, 높이를 동일한 비율로 축소하는 경우 축소모형에서 경사면 위쪽의 전륜이 지면에서 떨어지기 시작하는 각도는 원본 트랙터에서와 같다.In equation (7), 1/n ^2?? By rearranging the constant term of , we get the following result. Therefore, if the length, width, and height are reduced at the same rate while maintaining the material and shape of the tractor, the angle at which the front wheel on the top of the slope in the scale model starts to come off the ground is the same as in the original tractor.

(8)

따라서, 원본 트랙터의 재질 및 형상을 그대로 유지하면서 길이, 폭, 높이를 동일한 비율로 축소한 축소모형의 경우, 경사면 위쪽의 전륜과 후륜이 지면에서 떨어지기 시작하는 각도는 원본 트랙터에서와 같다. 전륜과 후륜이 모두 지면에서 떨어지면 빠르게 측방 전도가 발생하므로 이 경우 원본 트랙터와 축소모형의 정적 횡전도각은 동일한 것으로 가정할 수 있다.Therefore, in the case of a miniature model in which the length, width, and height are reduced at the same rate while maintaining the material and shape of the original tractor, the angle at which the front and rear wheels start to come off the ground is the same as that of the original tractor. When both the front and rear wheels come off the ground, lateral overturn occurs quickly, so in this case, it can be assumed that the static rollover angles of the original tractor and the miniature are the same.

상기와 같은 이론을 배경으로 원본 트랙터의 실치수 및 각 구성요소들의 실제 물성치를 반영하여 본체와 전륜, 후륜 등으로 구성된 3D 모델을 도 3과 같이 제작하였다. 제작된 3D 모델은 정적 횡전도각과 최소 선회반경에 대한 동역학 시뮬레이션을 통해 제작된 3D 모델의 타당성을 검증하였다(Hwang et al., 2021).Based on the above theory, a 3D model composed of the main body, front wheel, and rear wheel was manufactured as shown in FIG. 3 by reflecting the actual dimensions of the original tractor and the actual physical properties of each component. The validity of the produced 3D model was verified through dynamic simulation for the static rolling angle and minimum turning radius (Hwang et al., 2021).

원본 트랙터 3D 모델의 경우 트랙터 구성요소별로 다양한 재질들로 이루어져 있으나 3D 프린터를 활용한 축소모형은 단일재질로 제작된다. 재질 구성이 다르므로 원본 트랙터의 3D 모델을 1/n로 축소하여 3D 프린터로 출력할 때 무게중심의 위치와 전후 차축부 중량비가 원본대비 각각 1/n, 1로 되지 않는다. 따라서 3D 모델의 모든 구성요소들의 물성치를 3D 프린터 재질로 통일한 상태에서 식 (3)과 (6)에 사용되는 변수들(윤거, 축거, 무게중심의 위치, 전후 차축부의 무게비 등)이 원본과 동일해 지도록 3D 모델을 일부 수정하였다. 수정은 전체 형상에 큰 영향을 미치지 않도록 차체 아랫부분에 약간의 추가 구조물을 부착하는 방식으로 진행했다. 수정된 모델에 축소비 1/20을 적용하여 축소모형의 최종 3D 형상을 완성하였다. 이 때 전체 크기 대비 무게중심의 상대위치는 원본과 축소 모형에서 서로 동일하다.In the case of the original tractor 3D model, each tractor component is made of various materials, but the reduced model using a 3D printer is made of a single material. Since the material composition is different, when the 3D model of the original tractor is reduced to 1/n and printed with a 3D printer, the position of the center of gravity and the weight ratio of the front and rear axles do not become 1/n and 1, respectively, compared to the original. Therefore, with the physical properties of all components of the 3D model unified as 3D printer materials, the variables used in equations (3) and (6) (track, wheelbase, location of the center of gravity, weight ratio of the front and rear axles, etc.) Some modifications were made to the 3D model to make it the same. The modification was carried out by attaching a few additional structures to the lower part of the body so as not to significantly affect the overall shape. The final 3D shape of the miniature model was completed by applying a reduction ratio of 1/20 to the modified model. At this time, the relative position of the center of gravity relative to the full size is the same in the original and reduced models.

완성된 축소모형 3D 형상을 3D 프린터(Makerbot replicator+, Makerbot, USA)에 적용하여 축소모형을 제작하였다. 3D 프린터 재료로는 PLA 플라스틱 재질을 사용하였다. 제작된 축소모형의 형상과 제원은 각각 도9 및 도10의 오른쪽 모델이며, 크기는 길이 204mm, 폭 117mm, 높이 140mm 이고, 무게는 280.5g 이다.The completed scale model 3D shape was applied to a 3D printer (Makerbot replicator+, Makerbot, USA) to produce a scale model. PLA plastic material was used as the 3D printer material. The shape and specifications of the manufactured miniature model are the models on the right in Figs. 9 and 10, respectively, and the size is 204 mm in length, 117 mm in width, 140 mm in height, and weighs 280.5 g.

축소모형이 트랙터의 전체 형상 및 무게중심 상대 위치를 충실하게 재현한 경우, 전륜과 후륜 무게가 모두 동일한 비율(1/n³)로 줄어들어야 하므로 전륜과 후륜의 무게배분비는 원본 트랙터에서와 동일해야 한다.If the scale model faithfully reproduces the overall shape and relative position of the center of gravity of the tractor, the weight distribution between the front and rear wheels is the same as that of the original tractor because the weight of both the front and rear wheels must be reduced at the same rate (1/n ³ ). Should be.

공인인증시험을 통해 계측한 시험대상 트랙터의 전륜과 후륜의 무게 배분비는 각각The weight distribution ratio of the front and rear wheels of the tractor under test measured through the accredited certification test

45.9%와 54.1%이다. 전자저울을 이용하여 축소모형의 전륜 및 후륜 무게를 측정한 결과는 각각 129.8 g 및 154.4 g로 무게 배분비는 45.7%와 54.3%이다. 축소모형과 원본 트랙터의 무게 배분비 오차는 0.2%로 본 실험에 사용되는 축소모형은 원본 트랙터를 충실히 재현하고 있다고 판단할 수 있다(Ahn & Baek, 2017).45.9% and 54.1%. The results of measuring the weight of the front and rear wheels of the miniature model using an electronic scale were 129.8 g and 154.4 g, respectively, and the weight distribution ratios were 45.7% and 54.3%. The weight distribution ratio error between the scale model and the original tractor is 0.2%, and it can be judged that the scale model used in this experiment faithfully reproduces the original tractor (Ahn & Baek, 2017).

축소모형의 측방전도 실험을 위해 테스트 플랫폼을 구성하였다. 플랫폼은 시험장치를 지면에 고정하는 고정판, 축소모형이 올려진 상태에서 경사각을 조절할 수 있는 경사판, 경사면의 각도를 측정할 수 있는 전자 수평계, 타이어와 지면의 간격을 감지할 수 있는 금속 근접센서, 전원 공급장치로 구성된다. 전체적인 테스트 플랫폼의 형상은 도 14와 같다. 금속 근접센서의 감지에 영향을 주지 않도록 고정판과 경사판은 목재 재질로 제작되었다. 고정판과 경사판은 경첩으로 연결시켜 경사판의 각도를 서서히 증가시킬 수 있도록 하였다. 축소모형의 크기를 고려하여 고정판과 경사판의 폭과 길이는 모두 200 mm로 설정하였다. 경사판은 경사지 윗면에 위치한 전륜 및 후륜이 접촉하는 지점을 중심으로 길이 12 mm의 정사각형 구멍을 2개 가공하여 금속 근접센서를 삽입하였다. 또한 정적 횡전도각을 측정할 때 타이어와 지면과의 슬립이 발생하지 않아야 하므로 슬립을 방지하기 위해 경사판 위에 두께 1 mm의 합성고무를 부착하였다. 합성고무 위에 위치한 축소모형의 전륜 및 후륜 하단부에는 근접센서로 감지가 가능하며 자중의 영향을 무시할 수 있는 알루미늄 포일을 접착하였다. 근접센서는 on-off 타입으로 전륜 및 후륜의 알루미늄 포일과 근접해 있는 순간에는 적색등이 켜져 있고 떨어지는 순간에는 등이 꺼지므로 경사각 을 서서히 증가시키면서 전륜 또는 후륜이 경사판과 떨어지는 순간을 확인할 수 있다. 경사각은 디지털 수평계를 통해 계측하였다.A test platform was constructed for the lateral conduction experiment of the miniature model. The platform consists of a fixed plate that fixes the test device to the ground, an inclined plate that can adjust the inclination angle while the miniature model is raised, an electronic level that can measure the angle of the inclined surface, a metal proximity sensor that can detect the distance between the tire and the ground, It consists of a power supply. The overall shape of the test platform is shown in FIG. 14 . The fixing plate and the inclined plate are made of wood so as not to affect the detection of the metal proximity sensor. The fixed plate and the inclined plate are connected by hinges so that the angle of the inclined plate can be gradually increased. Considering the size of the miniature model, both the width and length of the fixed plate and the inclined plate were set to 200 mm. In the inclined plate, two square holes with a length of 12 mm were machined centered on the point where the front and rear wheels contacted on the upper surface of the slope, and a metal proximity sensor was inserted. In addition, since slip between the tire and the ground should not occur when measuring the static rolling angle, synthetic rubber with a thickness of 1 mm was attached on the inclined plate to prevent slip. Aluminum foil is attached to the lower part of the front and rear wheels of the miniature model located on synthetic rubber, which can be detected by proximity sensors and can ignore the effect of its own weight. The proximity sensor is an on-off type, and the red light is turned on when it is close to the aluminum foil of the front and rear wheels, and the light is turned off when it falls. The inclination angle was measured using a digital level.

상기의 수학적 모델링 및 실험결과를 도면을 활용하여 설명하면 다음과 같다.The above mathematical modeling and experimental results are explained using drawings as follows.

도 1은 본 발명의 횡전도 실험을 하기 위한 실물 트랙터의 사시도이다. 중심이 중앙에 있지 않은 모델을 선정하여 사용하였다.1 is a perspective view of a real tractor for the transverse overturn experiment of the present invention. A model with a non-centered center was selected and used.

도 2는 본 발명의 횡전도 실험을 하기 위한 트랙터의 횡전도 free body diagram 이다. 윤거, 축거 등을 도시하고 있다.2 is a traverse free body diagram of a tractor for a transverse overturn experiment of the present invention. It shows the track, wheelbase, etc.

도 3은 본 발명의 횡전도 실험을 하기 위한 트랙터의 3D 모델의 사시도와 배면도로, 실제 부품의 재질을 속성으로 설정하여 실제 트랙터와 같은 무게중심을 찾을 수 있도록 캐드 프로그램을 이용하여 모델링하였다. 어떠한 캐드를 사용하여도 무방하나, 부품별로 재료의 속성을 설정하고, 재료의 밀도 또는 단위부피당 무게를 설정할 수 있는 캐드이면 어떠한 것도 가능하다.3 is a perspective view and a rear view of a 3D model of a tractor for the transverse overturn experiment of the present invention, and was modeled using a CAD program to find the same center of gravity as the actual tractor by setting the material of the actual part as an attribute. Any CAD can be used, but any CAD can be used as long as it can set the properties of the material for each part and set the density or weight per unit volume of the material.

도 4는 본 발명의 횡전도 실험을 하기 위한 트랙터의 3D 모델링의 무게중심을 배면도와 측면도에 표시한 도면이다. 실제 부품의 재질을 속성으로 설정하여 실제 트랙터와 같은 무게중심을 확인할 수 있다. 캐드에서 무게 중심을 자동으로 계산하여 표시해 주고 있다.Figure 4 is a view showing the center of gravity of the 3D modeling of the tractor for the transverse overturn experiment of the present invention in a rear view and a side view. You can check the center of gravity like a real tractor by setting the material of the real part as a property. CAD automatically calculates and displays the center of gravity.

도 5는 본 발명의 횡전도 실험을 하기 위한 트랙터의 3D 모델링의 재질을 3D 프린팅 재질로 속성을 수정한 사시도와 배면도이다. 3D 프린팅을 위한 재질은 ABS 등 여러 가지가 가능하지만, 가장 프린트하기 쉽고, 열수축이 적은 PLA를 사용하였으나, 다른 종류의 3D 프린팅 재질을 사용하는 것도 가능하다. Figure 5 is a perspective view and a rear view in which the properties of the 3D modeling material of the tractor for the transverse overturn experiment of the present invention are modified to the 3D printing material. Although various materials such as ABS are available for 3D printing, PLA, which is the easiest to print and has low heat shrinkage, was used, but it is also possible to use other types of 3D printing materials.

도 6은 본 발명의 횡전도 실험을 하기 위한 트랙터의 3D 모델링의 재질을 3D 프린팅 재질로 속성을 수정한 후 무게 중심의 위치를 배면도와 측면도에 표시한 도면이다. 바퀴의 고무 및 유리 등의 무게의 차이에 의하여 무게 중심이 실제 재질로 모델링한 모델과 차이가 있음을 알 수 있다.6 is a view showing the position of the center of gravity in a rear view and a side view after modifying the properties of the 3D modeling material of the tractor for the transverse overturn experiment of the present invention with a 3D printing material. It can be seen that the center of gravity is different from the model modeled with the actual material due to the difference in weight of the rubber and glass of the wheel.

도 7과 도8은 본 발명의 횡전도 실험을 하기 위한 트랙터의 3D 모델링 재질을 실물의 재질로 설정한 모델의 무게중심과 3D 프린팅 재질로 속성을 수정한 무게중심의 위치의 불일치를 표시한 도면이다. 같은 3D 모델이지만 부품의 속성을 원래 트랙터의 재질과 일치시킨 것과 3D 프린팅 재질인 PLA로 설정한 것과 무게중심에서 차이가 발생하였다(상기 PLA는 Poly Lactic Acid의 약어로 주로 옥수수와 사탕수수 등의 식물로 만드는 생분해성 수지(플라스틱)이다) 상기 무게중심의 차이를 보정하여야 정확한 횡전도 실험이 될 수 있을 것이다.7 and 8 are diagrams showing the discrepancy between the center of gravity of the model in which the 3D modeling material of the tractor for the transverse overturn experiment of the present invention is set as the real material and the center of gravity whose properties are modified with the 3D printing material am. Although it is the same 3D model, there is a difference in the center of gravity between matching the properties of the part to the original tractor material and setting it to PLA, a 3D printing material (PLA is an abbreviation of Poly Lactic Acid, which is mainly used for plants such as corn and sugar cane). It is a biodegradable resin (plastic) made of). The difference in the center of gravity must be corrected for an accurate rollover experiment.

도 9는 본 발명의 횡전도 실험을 하기 위한 트랙터의 3D 모델링의 재질을 3D 프린팅 재질로 속성을 수정한 후 무게 중심의 위치를 트랙터의 3D 모델링 재질을 실물의 재질로 설정한 모델의 무게중심과 일치시키기 위하여 무게추를 필요한 부피만큼 3D 모델링된 트랙터에 부가하고 있다. 이때 3D 프린팅 재질과 동일한 재질의 재료로 무게추를 만들어 무게중심을 이동한다. 상기 무게추를 부착하는 위치는 재질의 변화로 무게중심이 이동된 부근에 배치함으로써 실물 트랙터와 유사한 동역학적 거동을 할 수 있도록 한다.9 is the center of gravity of the model in which the 3D modeling material of the tractor for the transverse overturn experiment of the present invention is set to the material of the real thing after modifying the property of the 3D modeling material of the tractor and the position of the center of gravity as a 3D printing material In order to match, weights are added to the 3D modeled tractor in the required volume. At this time, a weight is made of the same material as the 3D printing material and the center of gravity is moved. The position at which the weight is attached allows dynamic behavior similar to that of a real tractor by arranging it near a center of gravity shifted due to a change in material.

도 10은 본 발명의 횡전도 실험을 하기 위한 트랙터의 3D 모델링의 재질을 3D 프린팅 재질로 속성을 수정한 후 무게 중심의 위치를 트랙터의 3D 모델링 재질을 실물의 재질로 설정한 모델의 무게중심과 일치시키기 위하여 무게추를 3D 프린팅 재질로 트랙터의 3D 모델링의 재질을 3D 프린팅 재질로 속성을 수정한 트랙터의 3D 모델에 추가한 배면도이다.10 shows the center of gravity of the model in which the 3D modeling material of the tractor for the transverse inversion experiment of the present invention is set to the material of the real thing after modifying the properties of the 3D modeling material of the tractor to the 3D printing material In order to match, it is a rear view in which the weight is added to the 3D model of the tractor whose properties are modified with the 3D printing material and the material of the 3D modeling of the tractor with the 3D printing material.

도 11 역시 본 발명의 횡전도 실험을 하기 위한 트랙터의 3D 모델링 재질을 실물의 재질로 설정한 모델의 무게중심과 3D 프린팅 재질로 속성을 수정한 후 무게추를 더 부가하여 무게중심의 위치를 일치시킨 배면도이다.11 also corrects the center of gravity of the model in which the 3D modeling material of the tractor for the transverse inversion experiment of the present invention is set as the real material and the 3D printing material, and then adds more weight to match the position of the center of gravity This is the reverse side view.

도 12는 본 발명의 횡전도 실험을 하기 위한 트랙터의 3D 모델링 재질을 실물의 재질로 설정한 모델의 무게중심과 3D 프린팅 재질로 속성을 수정한 후 무게추를 더 부가하여 무게중심의 위치를 일치시킨 측면도이다.3D 프린팅모델은 무게중심이 앞쪽으로 조금 높은 위치에 있었으나, 무게 추를 더 구비하여 무게중심을 뒤쪽으로 낮게 이동함으로써 실제 트랙터와 무게중심의 위치를 일치시켰다.12 shows the center of gravity of the model in which the 3D modeling material of the tractor for the transverse inversion experiment of the present invention is set as a real material and the properties are modified with the 3D printing material, and then a weight is added to match the position of the center of gravity The 3D printed model had a slightly higher center of gravity toward the front, but by providing additional weights and moving the center of gravity lower toward the rear, the center of gravity matched that of the actual tractor.

도 13은 본 출원 발명의 횡전도 실험을 3D 프린팅 트랙터 모델을 이용하여 경사 플레이트에서 실험을 하는 사진이다. 각도를 각도 디지털 각도 측정기로 측정하면서 횡전도 실험을 하고 있다. 경사의 위쪽에 위치한 전후바퀴가 경사면에서 떨어지는 순간을 각각에 구비된 접촉센서로 측정하여 기록하고 있다.13 is a photograph of an experiment in an inclined plate using a 3D-printed tractor model for the transverse inversion experiment of the present application. He is conducting a rollover experiment while measuring angles with an angle digital goniometer. The moment the front and rear wheels located at the top of the slope fall off the slope is measured and recorded by the contact sensors provided on each.

도 14는 본 출원 발명의 횡전도측정 테스트 플랫폼 사진이다. 경사면에 놓인 3D 프린팅된 트랙터가 미끄러지지 않도록 고정하고, 트랙터의 경사면 위쪽 앞바퀴와 뒷바퀴가 떨어지는 것을 근접센서를 이용하여 측정하였다. 상기 근접센서 이외에 접촉 스위치 센서, 광센서 등의 사용이 가능하다.14 is a photograph of the transverse conduction measurement test platform of the present application. The 3D printed tractor placed on the slope was fixed so that it would not slip, and the fall of the front and rear wheels on the slope was measured using a proximity sensor. In addition to the proximity sensor, a contact switch sensor, an optical sensor, and the like may be used.

상기 도 14의 횡전도측정 테스트 플랫폼은 경사플레이트에 통신으로 경사각을 컴퓨터에 전달할 수 있는 경사센서, 바퀴가 상기 경사플레이트에서 분리된 것을 감지하여 상기 컴퓨터로 전송하는 접촉센서 및 상기 경사플레이트의 경사를 상기 컴퓨터의 신호에 의하여 증가시키는 경사조절 리니어모터를 구비하여, 컴퓨터의 제어에 의하여 상기 경사조절 리니어모터가 구동하면서 상기 접촉센서에서 앞바퀴 및 뒷바퀴가 떨어지는 것을 감지하여 상기 경사센서에서 측정된 경사값을 자동으로 저장하는 횡전도측정 장치를 제공할 수 있다.The transverse conduction measurement test platform of FIG. 14 includes an inclination sensor capable of transmitting an inclination angle to a computer through communication with an inclination plate, a contact sensor detecting that a wheel is separated from the inclination plate and transmitting the information to the computer, and the inclination of the inclination plate. An inclination adjustment linear motor that increases by a signal from the computer is provided, and while the inclination adjustment linear motor is driven under the control of the computer, the contact sensor detects that the front and rear wheels are falling, and the inclination value measured by the inclination sensor is calculated. It is possible to provide a transverse conduction measuring device that automatically stores.

상기와 같은 작용효과를 나타내기 위한 발명의 구성은 다음과 같다.The configuration of the invention for exhibiting the above functional effects is as follows.

Claims

A real tractor 3D modeling step (S1) of drawing and assembling a 3D model of a real tractor in parts using a CAD program; and
Real material property setting step (S2) of setting the material property of the part to the actual material of the part; and
After the real material property setting step (S2), a real center of gravity check step (S3) of finding the center of gravity of the real tractor 3D modeling; and
Recording the center of gravity of the actual tractor 3D model to record the confirmed center of gravity (S4); and
3D printing material change 1st step (S5) of changing all the properties of the material set in the actual material property setting step (S2) to a material to print the tractor model with a 3D printer; and
Checking the center of gravity of the tractor 3D printing model after changing the material to be printed with a 3D printer in step 1 of changing the 3D printing material, and then checking the center of gravity of the tractor 3D printing model (S6); and
After comparing the center of gravity recorded in the center of gravity recording step of the actual tractor 3D model and the center of gravity measured in the center of gravity confirmation step of the tractor 3D printing model, the center of gravity of the tractor 3D printing model coincides with the center of gravity of the actual tractor 3D model Correct the center of gravity of the tractor 3D printing model to match the center of gravity of the tractor 3D printing model with the center of gravity of the actual tractor 3D printing model by adding or deleting a figure of a sphere, cylinder, or rectangular parallelepiped to the lower part of the tractor 3D printing model in order to Step (S7); and
3D printing step (S8) of printing the tractor 3D printing model after completing the center of gravity correction step of the tractor 3D printing model; and
A tractor using 3D modeling and 3D printing of a tractor, characterized in that the printed 3D printing model of the tractor is placed on a test platform and the angle of inclination of the front and rear wheels at the moment when the front and rear wheels are separated from the ground is measured while gradually increasing the angle of inclination of the ground. Static rolling angle test method.

According to claim 1,
Tractor static rolling angle test method using 3D modeling and 3D printing of a tractor, characterized in that it further comprises a step (S8-1) of setting a ratio to be printed in the 3D printing step.

According to claim 2,
A work machine or driver's scale model is further added to the rear or driver's seat of the printed 3D printed model of the tractor, placed on a test platform, and while gradually increasing the inclination angle of the ground, the inclination angle at the moment when the front and rear wheels are off the ground is measured. Tractor static rolling angle test method using 3D modeling and 3D printing of a tractor, characterized in that.

According to claim 3,
The test platform is composed of a plate whose one side is parallel to the ground and which can increase the inclination to the side, and the side of the printed 3D printing model of the tractor and the inclined plane are placed parallel to the experiment. Tractor static rolling angle test method using modeling and 3D printing.