KR102599189B1 - 스프링을 이용한 서보모터의 부하시험장치 - Google Patents

스프링을 이용한 서보모터의 부하시험장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 스프링을 이용한 서보모터의 부하시험장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 직렬구동방식으로 구성되어 서보모터를 통해 부하를 발생시켜 구성을 간소화시키며, 마찰을 최소화하고 부하량을 조절하여 다양한 정격토크를 가진 서보모터의 부하시험을 정밀하게 수행할 수 있는 스프링을 이용한 서보모터의 부하시험장치에 관한 것이다.

Description

스프링을 이용한 서보모터의 부하시험장치{Load Testing Device for Servo Motor Using Spring}
본 발명은 스프링을 이용한 서보모터의 부하시험장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 직렬구동방식으로 구성되어 서보모터를 통해 부하를 발생시켜 구성을 간소화시키며, 마찰을 최소화하고 부하량을 조절하여 다양한 정격토크를 가진 서보모터의 부하시험을 정밀하게 수행할 수 있는 스프링을 이용한 서보모터의 부하시험장치에 관한 것이다.
일반적으로 모터는 입력값을 적절히 변환시켜 출력값으로 전달할 때, 여러 조건에 따른 요구성능에 따른 내구성과 토크전달에 따른 안정성 확보를 위한 성능시험이 필요하며, 시험결과가 기준치를 만족해야 한다.
이때, 통상적인 성능시험은 서보모터를 설치한 후, 전기모터, 제네레이터 및 전기식 파우더브레이크 등을 이용하여 회전부에 강제로 부하를 발생시켜 가해지는 토크(하중 또는 부하)를 증감하면서 내구성능 시험을 수행하고 있다.
이러한 종래기술로 "토크리미터의 조립 및 성능시험 자동화 장치"가 제시된 바 있다.
종래기술은 토크리미터의 조립 및 성능시험 자동화장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 토크리미터의 요구되는 최대 토크리미트 값을 세팅하기 위해 토크리미터를 장착하여 토크, 회전속도, 회전각 등을 시험하고 조립할 수 있는 토크리미터의 성능시험장치에 관한 것이다.
따라서 토크리미터 출하시 토크리미터의 토크, 회전속도, 회전각 등의 성능을 측정, 시험할 수 있으며 특히, 필요한 최대 토크리미트 값을 세팅하고 바로 조립할 수 있는 토크 리미터의 조립 및 성능시험 자동화장치를 제공하는 것이다.
하지만, 종래기술은 서보모터에 설치된 토크리미터의 부하시험이 이루어져, 서보모터 자체의 성능을 시험할 수 없는 문제가 있다.
또한, 부하시험을 위해 별도의 부하제공부가 구성되며, 이를 통해 토크리미터에 부하를 가하는 구성으로 이루어져 있어 크기가 증가하여 설치장소에 제약이 발생하는 문제가 있다.
그리고 토크리미터의 충격을 흡수할 수 있는 부가구성이 기재되어 있어, 시험기구의 복잡해진 구성을 통해 구동간 오작동이나 측정오류가 발생될 확률이 증가하는 문제가 있다.
마지막으로 작은 운용 각도를 가지는 항공기용 서보모터와 같이 특정 각도 범위내에서 주로 작동하는 경우, 운영범위 내에서 부하를 발생시키기 어려워 정확한 측정이 어려운 문제가 있다.
한국 등록특허 제10-1807842호(2017.12.05.)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 링키지 구성이 필요 없는 직결구동방식을 통해 서보모터의 부하시험 구성을 최소화할 수 있으며, 설계 및 규격에 맞춰 다양한 서보모터의 부하시험을 수행할 수 있는 스프링을 이용한 서보모터의 부하시험장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 별도의 부하를 발생시키는 동력원 없이 서보모터의 동력을 통해 부하를 발생하고, 링키지 구성 등이 필요 없는 간소화된 구성을 가질 수 있는 스프링을 이용한 서보모터의 부하시험장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 서보모터의 동력에 의한 회전운동을 직선운동으로 변환한 후, 스프링의 압축에 의한 반발력을 통해 생성된 부하를 회전력에 역하는 토크를 발생시킬 수 있는 스프링을 이용한 서보모터의 부하시험장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 스프링의 초기 압축량을 조절하거나, 토크의 크기를 변경시켜 생성되는 부하량을 조절할 수 있어 다양한 정격토크, 설계 및 규격의 서보모터에 맞춰 부하시험이 가능한 스프링을 이용한 서보모터의 부하시험장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 마찰력을 최소화시켜, 마찰에 의한 손실을 방지할 수 있는 스프링을 이용한 서보모터의 부하시험장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 하나의 스프링을 통해 부하를 발생시켜 부하의 발생오차, 비대칭성을 줄이고 백래시를 감소시켜 정밀한 시험이 가능한 스프링을 이용한 서보모터의 부하시험장치를 제공하는 데 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 테이블; 상기 테이블의 일측에 배치되며, 서보모터가 안착되는 안착배드; 상기 테이블의 타측에 배치된 지지플레이트; 상기 지지플레이트에 회전 가능하게 결합되며, 상기 서보모터와 연결되어 회전력을 전달하는 회전부; 상기 회전부의 타측에 결합되며, 회전력의 회전운동을 직선운동으로 변환시키는 변환부; 상기 변환부에 결합되며, 직선운동을 통해 토크를 발생시키는 토크발생부; 상기 서보모터를 제어하며, 상기 토크발생부에서 가해진 토크에 의한 상기 서보모터의 부하를 측정하는 제어부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 회전부는, 일측에 탈착 가능하게 결합되며, 상기 서보모터의 회전력을 전달받는 커플링부와, 타측에 결합되며, 타측면에 길이방향의 가이드홈이 형성되어 상기 변환부와 결합위치를 조절하는 부하조절플레이트로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 변환부는, 상기 회전부의 상단에 설치된 지지프레임과, 상기 지지프레임에 중앙부분이 회전가능하게 연결되고, 타측이 상기 회전부와 연결되어 회전운동을 직선운동으로 변환시키는 스프링로드로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 토크발생부는, 상기 지지프레임에 회전가능하게 설치되며, 상기 스프링로드가 상,하 이동가능하게 삽입되는 삽입홈이 형성된 회전프레임과, 상기 스프링로드의 일측 상단에 위치조절이 가능하게 결합된 스프링너트와, 상기 회전프레임과 상기 스프링너트 사이에 배치되며, 탄성력에 의해 토크를 발생시키는 스프링부로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 제어부는, 상기 서보모터의 출력을 조절하는 출력부와, 상기 회전부를 감지하여 회전속도 및 방향을 측정하는 엔코더부와, 상기 회전부를 감지하여 토크를 측정하는 토크센서부로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 테이블의 상부면에 길이방향을 따라 형성된 이동레일과, 상기 안착배드의 하단에 형성되며, 상기 이동레일에 안착되어 상기 안착배드를 길이방향으로 이동시키는 제1이동모듈과, 상기 지지플레이트의 하단에 형성되며, 상기 이동레일에 안착되어 상기 지지플레이트를 길이방향으로 이동시키는 제2이동모듈이 더 포함되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 스프링을 이용한 서보모터의 부하시험장치에 따르면, 링키지 구성이 필요 없는 직결구동방식을 통해 서보모터의 부하시험 구성을 최소화할 수 있으며, 설계 및 규격에 맞춰 다양한 서보모터의 부하시험을 수행할 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 따르면, 별도의 부하를 발생시키는 동력원 없이 서보모터의 동력을 통해 부하를 발생하고, 링키지 구성 등이 필요 없어 구조를 간소화시켜 공간을 효율적으로 사용할 수 있는 이점이 있다.
본 발명에 따르면, 서보모터의 동력에 의한 회전운동을 직선운동으로 변환한 후, 스프링의 압축에 의한 반발력을 통해 생성된 부하를 회전력에 역하는 토크를 발생시켜 특정각도 범위 내에서 구동되는 서보모터의 특성을 살려 작은 운용 각도에서 높은 부하를 발생시킬 수 있는 장점이 있다.
본 발명에 따르면, 스프링의 초기 압축량을 조절하거나, 토크의 크기를 변경시켜 생성되는 부하량을 조절할 수 있어 다양한 정격토크, 설계 및 규격의 서보모터에 맞춰 부하시험이 가능한 효과가 있다.
본 발명에 따르면, 마찰력을 최소화시켜, 마찰에 의한 동력 및 부하의 손실을 방지할 수 있는 이점이 있다.
본 발명에 따르면, 직선운동 시 하나의 스프링을 통해 부하를 발생시켜 부하의 발생오차, 비대칭성을 줄이고 백래시를 감소시켜 정밀한 부하시험이 가능한 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 스프링을 이용한 서보모터의 부하시험장치를 도시한 개념도,
도 2는 본 발명에 따른 변환부를 도시한 측면도,
도 3은 본 발명에 따른 제어부를 도시한 블록도,
도 4는 본 발명에 따른 이동레일을 도시한 개념도,
도 5는 본 발명에 따른 토크회전각을 도시한 그래프,
도 6은 본 발명에 따른 부하량의 조절 상태를 도시한 개념도,
도 7은 본 발명에 따른 작동상태를 도시한 작동도이다.
이하에서는 본 발명에 따른 스프링을 이용한 서보모터의 부하시험장치에 관하여 첨부된 도면과 함께 더불어 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 스프링을 이용한 서보모터의 부하시험장치를 도시한 개념도이며, 도 2는 본 발명에 따른 변환부를 도시한 측면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 제어부를 도시한 블록도이며, 도 4는 본 발명에 따른 이동레일을 도시한 개념도이고, 도 5는 본 발명에 따른 토크회전각을 도시한 그래프이며, 도 6은 본 발명에 따른 부하량의 조절 상태를 도시한 개념도이고, 도 7은 본 발명에 따른 작동상태를 도시한 작동도이다.
도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이 본 발명은 스프링을 이용한 서보모터의 부하시험장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 직렬구동방식으로 구성되어 서보모터를 통해 부하를 발생시켜 구성을 간소화시키며, 마찰을 최소화하고 부하량을 조절하여 다양한 정격토크를 가진 서보모터의 부하시험을 정밀하게 수행할 수 있는 스프링을 이용한 서보모터의 부하시험장치에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은, 서보모터의 회전력을 통해 부하를 발생시켜 부하시험을 진행할 수 있도록 테이블(10), 안착배드(20), 지지플레이트(30), 회전부(40), 변환부(50), 토크발생부(60), 제어부(70)로 이루어진다.
상기 테이블(10)은 상기 안착배드(20), 상기 지지플레이트(30), 상기 회전부(40), 상기 변환부(50), 상기 토크발생부(60), 상기 제어부(70)가 안착되는 통상적인 구성으로 이루어진다.
상기 안착배드(20)는 상기 테이블(10)의 일측에 배치되며, 상기 서보모터(1)가 안착된다.
상기 지지플레이트(30)는 상기 테이블(10)의 타측에 배치된다.
상기 회전부(40)는 상기 지지플레이트(30)에 회전 가능하게 결합되며, 상기 서보모터(1)와 연결되어 회전력을 전달한다.
상기 변환부(50)는 상기 회전부(40)의 타측에 결합되며, 회전력의 회전운동을 직선운동으로 변환시킨다.
상기 토크발생부(60)는 상기 변환부(50)에 결합되며, 직선운동을 통해 토크를 발생시킨다.
상기 제어부(70)는 상기 서보모터(1)를 제어하며, 상기 토크발생부(60)에서 가해진 토크에 의한 상기 서보모터(1)의 부하를 측정한다.
이와 같아 본 발명은 상기 서보모터(1)의 동력을 통해 발생된 부하를 서보모터(1)에 전달하여 부하시험을 수행할 수 있다.
이때, 별도의 모터 및 추가 구성없이 최대한 간소화시켜 사용이 간편하고, 공간을 효율적으로 사용할 수 있다.
또한, 상기 서보모터(1)의 회전운동을 직선운동으로 변환시켜 회전수에 따른 일정한 회전력을 통해 작은 각도 범위를 왕복운동하여 정확한 시험이 가능하다.
이에 따른 각 구성에 대하여 자세히 설명하면 다음과 같이 이루어진다.
먼저, 상기 테이블(10)은 사용자가 편리하게 작업하며, 필요한 각 구성이 안착될 수 있는 일반적인 구성으로 이루어진다.
따라서 상기 테이블(10)에 필요한 각 구성을 유기적인 배치를 통해 편리하게 사용할 수 있다.
그리고 상기 안착배드(20)는 상기 테이블(10)에 설치되며, 상기 서보모터(1)가 안착된다.
이러한 상기 안착배드(20)는 하단면이 상기 테이블(10)에 볼트 등의 체결을 통해 고정가능하게 이루어지고, 상단면은 다양한 규격의 상기 서보모터(1)가 안착될 수 있도록 이루어진다.
따라서 상기 안착배드(20)의 상단면에는 클램프 등의 구성이 형성되어 다양한 규격 및 형상의 상기 서보모터(1)를 탈착 가능하게 안정적으로 고정하는 것이 바람직하다.
다음으로 상기 지지플레이트(30)는 상기 테이블(10)의 타측에 설치되며, 상기 회전부(40)를 지지한다.
따라서 상기 지지플레이트(30)는 중앙에 상시 회전부(40)가 설치되는 회동홈(31)이 형성되어 상기 회전부(40)를 회전가능하게 지지한다.
다음으로 상기 회전부(40)는 상기 지지플레이트(30)에 설치되며, 상기 서보모터(1)의 동력을 상기 변환부(50)로 전달할 수 있도록 커플링부(41)와 부하조절플레이트(42)가 형성된다.
즉, 상기 회전부(40)는 지지플레이트(30)의 상기 회동홈(31)에 회전가능하게 결합되며, 수평방향으로 배치된다.
따라서 상기 회전부(40)의 일측은 상기 서보모터(1)와 연결되고 타측은 상기 변환부(50)와 결합되어 상기 서보모터(1)의 회전력을 전달한다.
여기서 상기 커플링부(41)는 상기 회전부(40)의 일측에 탈착 가능하게 결합되며, 상기 서보모터(1)의 회전력을 전달한다.
따라서 상기 커플링부(41)는 상기 서보모터(1)에 맞춰 상기 회전부(40)에 교체 가능하게 결합되며, 상기 서보모터(1)와 연결되어 회전력을 전달한다.
상기 부하조절플레이트(42)는 타측에 결합되며, 타측면에 길이방향의 조절홈(43)이 형성되어 상기 회전부(40)의 결합위치를 조절하여 부하량을 조절할 수 있다.
즉, 상기 부하조절플레이트(42)는 상기 회전부(40)의 타측 끝단에 결합되는 원판형상을 가지며, 타면에 형성된 상기 조절홈(43)은 중심을 관통하는 일자형상으로 이루어진다.
따라서 상기 조절홈(43)은 상기 변환부(50)가 중심 또는 외측을 향해 선택적으로 위치를 조절하여 전달되는 부하량을 조절할 수 있다.
이를 통해 상기 회전부(40)는 다양한 규격 및 형상의 상기 서보모터(1)와 연결되어 회전력을 전달하며, 전달되는 회전력의 조절하여 가해지는 부하량을 조절할 수 있다.
다음으로 상기 변환부(50)는 상기 회전부(40)에서 전달된 회전운동을 직선운동으로 변환시킬 수 있도록 지지프레임(51) 및 스프링로드(52)로 이루어진다.
상기 지지프레임(51)은 상기 회전부(40)의 상단에 설치된다.
따라서 상기 지지프레임(51)은 상기 회전부(40)의 상단에 위치하도록 상기 지지플레이트(30) 또는 별도의 프레임 등에 고정되며, 내부에 상기 스프링로드(52)가 배치될 수 있도록 일정간격 이격된 한쌍으로 이루어진다.
이때, 상기 지지프레임(51)의 중앙에는 상기 스프링로드(52)가 회동가능하게 연결되도록 베어링이 삽입된 안착홈(51a)이 형성된다.
상기 스프링로드(52)는 상기 지지프레임(51)에 중앙부분이 회전가능하게 연결되고, 타측이 상기 회전부(40)와 연결되어 회전운동을 직선운동으로 변환시킨다.
여기서 상기 스프링로드(52)는 상기 지지프레임(51)의 사이에서 상기 안착홈(51a)을 통해 회전가능하게 결합된다.
그리고 상기 스프링로드(52)의 타측은 상기 부하조절플레이트(42)에 상기 조절홈(43)을 따라 위치이동 및 특정위치에 고정하여 부하량을 조절할 수 있도록 조절부재(52a)가 형성된다.
이때, 상기 스프링로드(52)의 타측과 상기 조절부재(52a) 사이에는 로드 엔드 베어링과 같은 구성을 형성하여 상기 회전부(40)의 회전에 맞춰 상기 원활하게 회동할 수 있도록 이루어진다.
또한, 상기 스프링로드(52)의 일측은 상기 지지프레임(51)의 상부로 노출된다.
이를 통해 상기 변환부(50)는 상기 스프링로드(52)의 타측에서 상기 회전부(40)의 회전력을 전달받아, 일측이 직선운동으로 변환한다.
여기서 상기 스프링로드(52)의 타측에 형성된 상기 조절부재(52a)는 상기 부하조절플레이트(42)의 상기 조절홈(43)의 범위 내에서 상기 부하조절플레이트(42)의 중앙 또는 외면으로 위치조절이 가능하여, 상기 서보모터(1)에 전달받는 회전력 및 전달하는 부하량을 조절할 수 있다.
다음으로 상기 토크발생부(60)는 상기 변환부(50)의 직선운동 통해 부하를 발생시켜 상기 서보모터(1)에 전달할 수 있도록 회전프레임(61), 스프링너트(62) 및 스프링부(63)로 이루어진다.
상기 회전프레임(61)은 상기 지지프레임(51)에 회전가능하게 설치되며, 상기 스프링로드(52)가 상,하 이동가능하게 삽입되는 이동홈(61a)이 형성된다.
즉, 상기 회전프레임(61)은 상기 지지프레임(51)의 사이에서 상기 안착홈(51a)에 회전가능하게 결합되며, 상,하 방향으로 상기 스프링로드(52)가 상,하 이동가능하게 결합되는 이동홈(61a)이 형성된다.
따라서 상기 회전프레임(61)은 상기 지지프레임(51)에 설치되며, 상기 스프링로드(52)가 회전력을 통해 직선운동이 가능하도록 지지한다.
상기 스프링너트(62)는 상기 스프링로드(52)의 일측 상단에 위치조절이 가능하게 결합된다.
이러한 상기 스프링너트(62)는 상기 스프링로드(52)의 일측 끝단에 나사, 끼움 결합 등의 다양한 방식을 통해 위치 이동이 가능하게 결합된다.
따라서 상기 스프링너트(62)는 상기 스프링로드(52)의 일측에서 위치이동을 통해 상기 회전프레임(61)과 상기 스프링너트(62) 사이의 간격을 조절할 수 있다.
상기 스프링부(63)는 상기 회전프레임(61)과 상기 스프링너트(62) 사이에 배치되며, 탄성력에 의해 토크를 발생시킨다.
즉, 상기 스프링부(63)는 코일스프링과 같이 상기 회전프레임(61)과 상기 스프링너트(62) 사이에서 탄성력에 의해 부하를 발생할 수 있도록 이루어진다.
이와 같이 상기 토크발생부(60)는 상기 회전프레임(61)이 상기 지지프레임(51)에 연결되고, 상기 스프링너트(62)가 상기 스프링로드(52)에 결합되어 상기 스프링로드(52)의 직선운동시 상기 스프링너트(62)는 상기 회전프레임(61) 사이의 간격이 조절된다.
따라서 상기 스프링로드(52)의 직선운동 시, 상기 스프링부(63)의 탄성에 의해 부하가 발생시켜 상기 스프링너트(62)를 통해 상기 회전부에 전달할 수 있다.
이때, 상기 스프링너트(62)는 상기 스프링로드(52)의 일측에서 위치이동을 통해 상기 회전프레임과의 간격을 조절하여 상기 스프링부(63)에서 발생되는 부하량을 조절할 수 있다.
다음으로 상기 제어부(70)는 상기 서보모터(1)를 제어하며, 상기 토크발생부(60)에서 전달된 부하를 통해 상기 서보모터(1)의 부하를 측정할 수 있도록 출력부(71), 엔코더부(72) 및 토크센서부(73)로 이루어진다.
상기 출력부(71)는 상기 서보모터(1)의 출력을 조절한다.
이러한 상기 출력부(71)는 상기 안착배드(20)에 설치된 상기 서보모터(1)와 연결되며, 사용자의 설정에 맞춰 상기 서보모터(1)의 출력을 조절한다.
상기 엔코더부(72)는 상기 회전부(40)를 감지하여 회전속도 및 방향을 측정한다.
즉, 상기 엔코더부(72)는 통상적인 엔코더로 구성되어 상기 회전부의 회전속도 및 회전방향 등을 측정한다.
상기 토크센서부(73)는 상기 회전부(40)를 감지하여 토크를 측정한다.
이러한 상기 토크센서부(73)는 통상적인 토크센서로 구성되며, 상기 회전부(40)의 토크를 측정한다.
이와 같이 상기 제어부(70)는 상기 출력부(71)를 통해 상기 서보모터의 출력을 조절하며, 조절된 출력은 상기 토크발생부(60)를 통해 상기 회전부(40)에 부하가 가해진다.
그리고 상기 엔코더부(72) 및 상기 토크센서부(73)는 상기 토크발생부(60)를 통해 상기 회전부(40)에 부하가 가해진 상태에서 회전속도, 방향 및 토크 등을 측정하여 상기 서보모터(1)의 부하시험을 진행할 수 있다.
그리고 상기 테이블(10)에는 상기 서보모터(1)와 상기 회전부(40)를 용이하게 연결할 수 있도록 이동레일(80), 제1이동모듈(81) 및 제2이동모듈(82)이 더 포함된다.
상기 이동레일(80)은 상기 테이블(10)의 상부면에 길이방향을 따라 형성된다.
즉, 상기 이동레일(80)은 상기 테이블(10)의 상부면에서 일측과 타측에 각각 형성되거나, 하나로 형성된다.
상기 제1이동모듈(81)은 상기 안착배드(20)의 하단에 형성되며, 상기 이동레일(80)에 안착되어 상기 안착배드(20)를 길이방향으로 이동시킨다.
상기 제2이동모듈(82)은 상기 지지플레이트(30)의 하단에 형성되며, 상기 이동레일(80)에 안착되어 상기 지지플레이트(30)를 길이방향으로 이동시킨다.
이러한 상기 제1이동모듈(81)과 상기 제2이동모듈(82)은 상기 이동레일(80)에 안착되며, 길이방향을 따라 이동 및 고정할 수 있도록 이루어진다.
즉, 상기 제1이동모듈(81)은 상기 안착배드(20)를 상기 이동레일(80)을 따라 길이방향으로 이동하며, 상기 제2이동모듈(82)은 상기 지지플레이트(30)는 상기 이동레일(80)을 따라 길이방향으로 이동시킨다.
이를 통해 제1이동모듈(81) 및 상기 제2이동모듈(82)은 상기 서보모터(1)의 규격 및 크기 등에 맞춰 상기 회전부(40)와 용이하게 탈착하여 회전력을 전달할 수 있도록 상기 안착배드(20) 및 상기 지지플레이트(30)의 위치를 조정한다.
다음으로는 본 발명에 따른 상기 서보모터(1)의 부하시험에 대하여 설명하기로 한다.
먼저, 상기 테이블(10)에 상기 안착배드(20), 상기 지지플레이트(30), 상기 회전부(40), 상기 변환부(50) 및 상기 토크발생부(60)를 상기 기재된 바와 같이 설치한다.
그리고 상기 서보모터(1)의 제어 및 상기 회전부(40)를 측정할 수 있도록 상기 제어부(70)가 설치된다.
이와 같이 구성된 상태에서 상기 안착배드(20)에 부하시험을 진행할 상기 서보모터(1)를 안착시킨다.
이 후, 상기 출력부(71)는 상기 서보모터(1)와 연결되어 제어가 이루어지며, 상기 회전부(40)의 상기 커플링부(41)를 통해 회전력을 전달받을 수 있도록 연결한다.
따라서 상기 출력부(71)에 의해 상기 서보모터(1)의 동력을 발생하면, 회전력은 상기 회전부(40)를 통해 상기 변환부(50)로 전달한다.
그리고 상기 변환부(50)는 상기 회전부(40)의 회전운동을 직선운동으로 변환시킨다.
즉, 상기 변환부(50)는 상기 부하조절플레이트(42)에 결합되어 회전 시, 상기 스프링로드(52)의 일측이 상,하 직선운동을 수행한다.
이렇게 상기 변환부(50)가 직선운동에 따라 상기 토크발생부(60)를 통해 부하를 발생시킨다.
따라서 상기 토크발생부(60)는 상기 스프링로드(52)의 상,하 직선운동 시, 상기 스프링부(63)의 탄성에 의해 부하를 발생시켜 상기 회전부(40)에 전달한다.
즉, 상기 토크발생부(60)는 상기 스프링로드(52)의 직선운동 시, 상기 스프링부(63)의 압축에 대한 반발력에 의해 부하가 발생되며, 발생된 부하는 상기 스프링로드(52)를 통해 상기 회전부(40)에 전달시켜 상기 서보모터(1)의 회전에 역하는 토크를 발생시킨다.
이때, 상기 변환부(50) 및 상기 토크발생부(60)에는 베어링 등의 구성을 통해 마찰에 의한 부하 손실을 최소화 할 수 있다.
그리고 상기 변환부(50)는 상기 부하조절플레이트(42)와 연결된 위치에 따라 상기 회전부(40)의 중심에서 이격된 거리를 조절하여 발생되는 부하를 조절할 수 있다.
또한, 상기 토크발생부(60)는 상기 스프링너트(62)의 조작을 통해 상기 스프링부(63)에서 발생된 부하를 조절할 수 있다.
이와 같이 상기 변환부(50) 및 상기 토크발생부(60)는 상기 서보모터(1)의 회전력을 통해 가해지는 부하를 조정하여 넓은 범위의 부하량의 조절을 통해 다양한 정격 토크, 규격 및 크기를 가진 상기 서보모터(1)를 하나의 장치에서 부하시험이 가능하다.
아울러, 상기 변환부(50) 및 상기 토크발생부(60)는 작은 운용각도에서도 높은 부하를 발생시킬 수 있어 특정 각도 범위를 왕복운동하는 항공기용 서보모터 등의 시험에 최적의 조건을 가질 수 있다.
그리고 상기 제어부(70)는 상기 엔코더부(72)와 상기 토크센서부(73)를 통해 상기 회전부(40)를 측정하여 상기 서보모터(1)의 부하시험에 따른 측정을 진행할 수 있다.
이때, 상기 엔코더부(72) 및 상기 토크센서부(73)는 상기 토크발생부(60)를 통해 부하가 가해진 상기 회전부(40)를 측정함에 따라, 일정한 파형을 가지는 도 5와 같이 토크-회전각도 그래프가 형성된다.
따라서 상기 제어부(70)는 작은 범위에서 최대부하를 발생시키는 형태로 90°부근에서 최대토크가 발생되며, 180°를 기준으로 같은 크기의 부하가 대칭으로 발생하게 된다.
또한, 상기 제어부(70)는 회전수와 관계없이 값이 동일한 값이 매 회전 발생하여 작은 각도범위를 왕복운동하여 정밀한 측정이 가능하다.
아울러 상기 토크발생부(60)는 하나의 스프링부(63)가 압축되어 부하를 발생시키고 있어, 부하의 발생오차 및 비대칭성을 줄이고 백래시를 감소시켜 정밀한 시험이 가능하다.
이와 같이 본 발명은 다양한 규격, 설계 및 정격토크를 가지는 상기 서보모터(1)의 동력을 통해 부하를 발생시켜 부하시험이 가능하다.
이때, 상기 회전부(40)는 상기 서보모터(1)에 맞춰 상기 커플링부(41)를 교체하여 원활한 연결이 가능하다.
그리고 상기 토크발생부(60)는 하나의 스프링부(63)의 압축 및 직선운동 거리를 조절하여 부하량의 조절할 수 있다.
이를 통해 구성을 간소화시키며, 백래시, 부하오차 등을 최소화하여 정밀한 시험이 가능하다.
이상에서와 같이 본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.
1: 서보모터
10: 테이블
20: 안착배드
30: 지지플레이트 31: 회동홈
40: 회전부 41: 커플링부 42: 부하조절플레이트
43: 조절홈
50: 변환부 51: 지지프레임 51a: 안착홈
52: 스프링로드 52a: 조절부재
60: 토크발생부 61: 회전프레임 61a: 이동홈
62: 스프링너트 63: 스프링부
70: 제어부 71: 출력부 72: 엔코더부
73: 토크센서부
80: 이동레일 81: 제1이동모듈 82: 제2이동모듈

Claims (6)

  1. 테이블(10);
    상기 테이블(10)의 일측에 배치되며, 서보모터(1)가 안착되는 안착배드(20);
    상기 테이블(10)의 타측에 배치된 지지플레이트(30);
    상기 지지플레이트(30)에 회전 가능하게 결합되며, 상기 서보모터(1)와 연결되어 회전력을 전달하는 회전부(40);
    상기 회전부(40)의 타측에 결합되며, 회전력의 회전운동을 직선운동으로 변환시키는 변환부(50);
    상기 변환부(50)에 결합되며, 직선운동을 통해 토크를 발생시키는 토크발생부(60);
    상기 서보모터(1)를 제어하며, 상기 토크발생부(60)에서 가해진 토크에 의한 상기 서보모터(1)의 부하를 측정하는 제어부(70)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 스프링을 이용한 서보모터의 부하시험장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 회전부(40)는,
    일측에 탈착 가능하게 결합되며, 상기 서보모터(1)의 회전력을 전달받는 커플링부(41)와,
    타측에 결합되며, 타측면에 길이방향의 조절홈(43)이 형성되어 상기 변환부(50)와 결합위치를 조절하는 부하조절플레이트(42)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 스프링을 이용한 서보모터의 부하시험장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 변환부(50)는,
    상기 회전부(40)의 상단에 설치된 지지프레임(51)과,
    상기 지지프레임(51)에 중앙부분이 회전가능하게 연결되고, 타측이 상기 회전부(40)와 연결되어 회전운동을 직선운동으로 변환시키는 스프링로드(52)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 스프링을 이용한 서보모터의 부하시험장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 토크발생부(60)는,
    상기 지지프레임(51)에 회전가능하게 설치되며, 상기 스프링로드(52)가 상,하 이동가능하게 삽입되는 이동홈(61a)이 형성된 회전프레임(61)과,
    상기 스프링로드(52)의 일측 상단에 위치조절이 가능하게 결합된 스프링너트(62)와,
    상기 회전프레임(61)과 상기 스프링너트(62) 사이에 배치되며, 탄성력에 의해 토크를 발생시키는 스프링부(63)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 스프링을 이용한 서보모터의 부하시험장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부(70)는,
    상기 서보모터(1)의 출력을 조절하는 출력부(71)와,
    상기 회전부(40)를 감지하여 회전속도 및 방향을 측정하는 엔코더부(72)와,
    상기 회전부(40)를 감지하여 토크를 측정하는 토크센서부(73)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 스프링을 이용한 서보모터의 부하시험장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 테이블(10)의 상부면에 길이방향을 따라 형성된 이동레일(80)과,
    상기 안착배드(20)의 하단에 형성되며, 상기 이동레일(80)에 안착되어 상기 안착배드(20)를 길이방향으로 이동시키는 제1이동모듈(81)과,
    상기 지지플레이트(30)의 하단에 형성되며, 상기 이동레일(80)에 안착되어 상기 지지플레이트(30)를 길이방향으로 이동시키는 제2이동모듈(82)이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 스프링을 이용한 서보모터의 부하시험장치.
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