KR102644631B1 - 차륜형 장갑차의 결함 예방을 위한 진단 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 차륜형 장갑차의 결함 예방을 위한 진단 시스템에 관한 것이다. 진단 시스템은 장갑차의 이동을 위한 부품의 상태를 측정하는 각각의 센서 모듈로부터 미리 설정된 결함 매개변수를 탐지하는 결함 매개변수 탐지 모듈(12); 윤활유의 상태를 탐지하는 윤활 탐지 모듈(13); 탐지된 결함 매개변수로부터 특성을 분석하는 특성 분석 모듈(13a, 13b); 특성 분석 결과에 따라 장갑차의 서로 다른 영역의 상태를 분석하는 분할 영역 상태 분석 모듈(16); 분할 영역 상태 분석 모듈(16)의 분석 결과에 따라 이상 상태 영역의 위치를 결정하는 이상 위치 특정 모듈(18); 및 분할 영역 상태 분석 모듈(16)의 분석 결과에 따라 각각의 부품의 상태를 진단하는 상태 진단 모듈(19)을 포함한다.
Description
본 발명은 차륜형 장갑차의 결함 예방을 위한 진단 시스템에 관한 것이고, 구체적으로 부품 진단 시스템에 관한 것이고, 구체적으로 결함 관련 매개변수의 탐지 및 분석에 의하여 다양한 부품에서 발생될 수 있는 결함의 발생을 미리 방지할 수 있는 차륜형 장갑차의 결함 예방을 위한 진단 시스템에 관한 것이다.
차체가 강철판으로 보호가 되는 전투 차량에 해당하는 장갑차는 차륜형 및 궤도형으로 나누어지고, 차륜형은 자동차 바퀴와 같은 휠을 이용하여 이동하는 구조를 가진다. 이와 같은 차륜형은 빠른 속도로 이동할 수 있고, 이동 과정에서 소음이 작다는 장점을 가진다. 차륜형 장갑차의 경우 험난한 경로의 이동에 대비하여 미리 차륜 또는 차축의 상태가 진단될 필요가 있다. 차륜, 베어링 또는 차축의 진단과 관련된 다양한 선행기술이 이 분야에 공지되어 있고, 예를 들어 특허공개번호 10-2018-0075729는 차축베어링 온도 감지 장치에 대하여 개시한다. 또한 특허등록번호 10-2097944는 차량에 탑재된 엔진으로부터 방사되는 진동신호를 처리하여 베어링의 손상을 감지하는 방법에 대하여 개시한다. 차륜형 장갑차는 차륜, 차축, 베어링 또는 감속기와 같은 다양한 이동 수단을 포함하고, 이동을 위한 부품의 각각이 정상 작동이 가능한 상태로 유지될 필요가 있다. 또한 각각의 부품의 상태를 분석 및 진단하면서 장갑차 전체의 상태가 진단되어 작동 안정성이 사전 확보가 되어야 한다. 그러나 선행기술은 이와 같은 기술에 대하여 개시하지 않는다.
본 발명은 선행기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로 아래와 같은 목적을 가진다.
본 발명의 목적은 다양한 결함 탐지 센서에 의하여 장갑차의 각 부분의 상태를 탐지하여 결함 매개변수를 분석하여 발생 가능한 결함을 미리 진단하여 장갑차의 작동 안정성의 확보될 수 있도록 하는 차륜형 장갑차의 결함 예방을 위한 진단 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 차륜형 장갑차의 결함 예방을 위한 진단 시스템은 장갑차의 이동을 위한 부품의 상태를 측정하는 각각의 센서 모듈로부터 미리 설정된 결함 매개변수를 탐지하는 결함 매개변수 탐지 모듈; 윤활유의 상태를 탐지하는 윤활 탐지 모듈(13); 탐지된 결함 매개변수로부터 특성을 분석하는 특성 분석 모듈; 특성 분석 결과에 따라 장갑차의 서로 다른 영역의 상태를 분석하는 분할 영역 상태 분석 모듈; 분할 영역 상태 분석 모듈의 분석 결과에 따라 이상 상태 영역의 위치를 결정하는 이상 위치 특정 모듈; 및 분할 영역 상태 분석 모듈의 분석 결과에 따라 각각의 부품의 상태를 진단하는 상태 진단 모듈을 포함한다.
본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 센서 모듈은 비접촉식 측정 구조를 가지는 소음 센서 모듈 및 온도 센서 모듈; 및 접촉식 측정 구조를 가지는 진동 센서 모듈을 포함한다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 소음 센서 모듈은 장갑차에 고정되는 선형 지그 모듈; 및 선형 지그 모듈에 위치 조절이 가능하도록 결합되는 측정 조절 모듈을 포함한다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 각각의 센서 모듈은 다수 개의 진동 측정 센서; 다수 개의 온도 측정 센서; 및 적어도 하나의 소음 측정 센서를 포함한다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 분할 영역 상태 분석 모듈은 임의 오작동 검출 모듈을 포함한다.
본 발명에 따른 차륜형 장갑차의 결함 예방을 위한 진단 시스템은 차륜, 베어링, 감속기, 엔진 또는 이와 유사한 동력 수단의 상태를 탐지하여 결함 발생 여부를 진단한다. 본 발명에 따른 시스템은 차륜형 장갑차 운행 과정에서 각 부품에서 발생하는 진동, 소음, 온도 또는 이와 유사한 결함 파라미터를 하드웨어 시스템을 통하여 측정하고 측정된 데이터를 바탕으로 소프트웨어에서 결함 유무의 판단이 가능하도록 한다. 또한 본 발명에 따른 시스템은 시간 정비 개념이 아닌 예방 정비 개념을 적용하여 정비 효율성이 높아지도록 한다. 본 발명에 따른 시스템은 장갑차의 전체 구조의 탐지에 의하여 장갑차 전체 구조에서 발생될 수 있는 결함 진단이 가능하도록 한다. 또한 본 발명에 따른 시스템은 탐지 및 분석이 실시간으로 그리고 장갑차 자체에서 진행되고 이에 의하여 결함 진단이 현장에서 이루어지고 이에 따른 조치가 곧바로 취해질 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 차륜형 장갑차의 결함 예방을 위한 진단 시스템의 실시 예를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 진단 시스템이 적용되는 실시 예를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 진단 시스템에서 각각의 센서가 설치되는 지그의 실시 예를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 진단 시스템에 적용되는 데이터 처리를 위한 하드웨어 장치의 실시 예를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 시스템의 작동 과정의 실시 예를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 진단 시스템이 적용되는 실시 예를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 진단 시스템에서 각각의 센서가 설치되는 지그의 실시 예를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 진단 시스템에 적용되는 데이터 처리를 위한 하드웨어 장치의 실시 예를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 시스템의 작동 과정의 실시 예를 도시한 것이다.
아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 아래의 설명에서 서로 다른 도면에서 동일한 도면 부호를 가지는 구성요소는 유사한 기능을 가지므로 발명의 이해를 위하여 필요하지 않는다면 반복하여 설명이 되지 않으며 공지의 구성요소는 간략하게 설명이 되거나 생략이 되지만 본 발명의 실시 예에서 제외되는 것으로 이해되지 않아야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 차륜형 장갑차의 결함 예방을 위한 진단 시스템의 실시 예를 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 차륜형 장갑차의 결함 예방을 위한 진단 시스템은 장갑차의 이동을 위한 부품의 상태를 측정하는 각각의 센서 모듈로부터 미리 설정된 결함 매개변수를 탐지하는 결함 매개변수 탐지 모듈(12); 윤활유의 상태를 탐지하는 윤활 탐지 모듈(13); 탐지된 결함 매개변수로부터 특성을 분석하는 특성 분석 모듈(13a, 13b); 특성 분석 결과에 따라 장갑차의 서로 다른 영역의 상태를 분석하는 분할 영역 상태 분석 모듈(16); 분할 영역 상태 분석 모듈(16)의 분석 결과에 따라 이상 상태 영역의 위치를 결정하는 이상 위치 특정 모듈(18); 및 분할 영역 상태 분석 모듈(16)의 분석 결과에 따라 각각의 부품의 상태를 진단하는 상태 진단 모듈(19)을 포함한다.
장갑차는 감속기(11a), 차륜(11b), 베어링(11c) 또는 엔진(11d)과 같은 이동을 위한 부품 또는 장치를 포함할 수 있고, 이와 같은 부품은 작동 과정에서 다양한 형태의 진동, 소음, 온도 변화 또는 이와 유사한 작동 상태를 나타낼 수 있다. 장갑차의 이동과 관련된 다양한 부품의 작동에 따른 상태가 결함 매개변수가 될 수 있다. 결함 매개변수는 각각의 부품의 정상 작동 상태의 이상 작동 상태를 구별할 수 있는 매개변수가 될 수 있고, 예를 들어 진동, 온도, 소음 또는 윤활 상태가 될 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 측정되어야 하는 부품이 미리 결정될 수 있고, 각각의 부품에 대한 결함 매개변수가 미리 결정될 수 있다. 이에 기초하여 장갑차의 다양한 위치에 결함 매개변수의 측정을 위한 센서 모듈이 설치될 수 있고, 센서 모듈은 예를 들어 진동 센서 모듈, 온도 센서 모듈, 소음 센서 모듈 또는 윤활유 상태 탐지 모듈을 포함한다. 센서 모듈에 의하여 각각의 부품에 대하여 측정된 결함 매개변수가 결함 매개변수 탐지 모듈(12)로 전송될 수 있다. 결합 매개변수 탐지 모듈(12)은 각각의 센서 모듈로부터 결함 매개변수를 수신하여 검증 및 분류하는 기능을 가질 수 있다. 윤활 탐지 모듈(13)의 설치될 수 있고, 윤활 탐지 모듈(13)의 윤활유의 상태가 탐지될 수 있다. 윤활 탐지 모듈(13)은 다양한 경로를 따라 흐르는 윤활유로부터 측정 시료를 수집하는 기능을 가질 수 있다. 결합 매개변수 탐지 모듈(12)에 의하여 결함 매개변수가 수신되어 검증 및 분류가 되면 특성 분석 모듈(13a, 13b)로 전송될 수 있다. 특성 분석 모듈(13a, 13b)은 각각의 부품의 고유한 매개변수 특성을 분석하는 고유 특성 분석 모듈(13a); 및 다른 부품과 결합 관계로 인하여 발생되는 특성을 분석하는 연관 특성 분석 모듈(13b)을 포함할 수 있다. 특성 분석 모듈(13a, 13b)에 의하여 각각의 부품이 작동 과정에서 나타내는 고유 매개변수 값과 다른 부품의 영향 또는 다른 부품과 결합 관계로 인하여 나타내는 연관 매개변수 값이 분석될 수 있다. 특성 분석 모듈(13a, 13b)은 작동 과정에서 나타나는 결합 매개변수의 기준 데이터를 가질 수 있고, 기준 데이터에 기초하여 진동, 온도, 소음 또는 이와 유사한 측정된 결함 매개변수 값의 이상 여부를 판단할 수 있다. 특성 분석 모듈(13a, 13b)은 다양한 분류 기준에 따른 다양한 형태를 포함할 수 있고 이에 의하여 본 발명은 제한되지 않는다.
윤활 분석 모듈(14)에 의하여 윤활유의 상태가 분석될 수 있고, 예를 들어 윤활유의 온도, 점도, 불순물의 수준, 윤활유의 양, 오염도, 탁도 또는 이와 유사한 윤활유의 상태가 분석될 수 있다. 새로운 윤활유 또는 정상 상태의 윤활유의 상태에 대한 데이터가 기준 데이터베이스(15)에 저장될 수 있고, 윤활 분석 모듈(14)은 기준 데이터베이스(15)에 저장된 기준 데이터를 기준으로 윤활유의 상태를 분석할 수 있다. 분할 영역 상태 분석 모듈(16)에 의하여 장갑차가 다수 개의 영역으로 분할될 수 있고, 예를 들어 장갑차의 몸체가 네 개의 영역으로 분할된다. 또한 장갑차의 각각의 차륜을 기준으로 다수 개의 영역으로 분할될 수 있다. 각각의 분할 영역에 적어도 하나의 센서 모듈이 설치될 수 있고, 각각의 분할 영역의 상태가 분할 영역 상태 분석 모듈(16)에 의하여 분석될 수 있다. 분할 영역 상태 분석 모듈(16)은 영역 상관 데이터베이스(17)를 참조하여 각각의 분할 영역의 상태를 분석할 수 있다. 영역 상관 데이터베이스(17)는 서로 다른 분할 영역 사이의 연관성 또는 관련성에 대한 데이터를 포함할 수 있다. 분할 영역 상태 분석 모듈(16)에 의하여 각각의 분할 영역의 상태가 분석되면 이상 위치 특정 모듈(18)에 의하여 비정상적인 상태에 해당하는 분할 영역이 분석되고, 이상 상태를 나타내는 분할 영역에서 이상 상태에 해당하는 영역의 위치가 특정될 수 있다. 이후 분할 영역 상태 분석 모듈(16)의 분석 결과 및 이상 위치 특정 모듈(18)에 의하여 특정된 위치가 상태 진단 모듈(19)로 전송될 수 있다. 상태 진단 모듈(18)은 분석 결과에 따라 장갑차 전체의 상태를 진단할 수 있고, 진단 결과에 따라 필요한 조치가 취해질 수 있다. 상태 진단 모듈(19)은 분석 결과에 따라 다양한 방법으로 장갑차의 상태를 진단할 수 있고 이에 의하여 본 발명은 제한되지 않는다.
도 2는 본 발명에 따른 진단 시스템이 적용되는 실시 예를 도시한 것이다.
도 2를 참조하면, 센서 모듈은 예를 들어 베어링, 차륜, 차축 또는 감속기에 설치되는 진동 센서 모듈(VR); 차륜 보호 커버 또는 이와 유사한 위치에 부착되는 소음 센서 모듈(MC) 또는 온도 센서 모듈(TM)을 포함할 수 있다. 장갑차는 다수 개의 영역으로 분할될 수 있고, 각각의 분할 영역에 진동 센서 모듈(MC) 또는 온도 센서 모듈(TM)이 설치될 수 있고, 장갑차의 좌측과 우측에 각각 적어도 하나의 소음 센서 모듈(MC)이 설치될 수 있다. 또한 감속기(27)에 적어도 온도 센서 및 진동 센서를 포함하는 상태 탐지 모듈(28)이 설치될 수 있다. 다양한 위치에 설치된 센서 모듈(MC, VR, TM, 26)에 의하여 탐지된 결함 매개변수가 유선 또는 무선을 통하여 장갑차의 내부에 설치된 데이터 획득 모듈(26)로 전송될 수 있다. 차륜형 장갑차는 몸체(21); 다수 개의 차륜(22); 차축(23); 및 입구(24)를 포함할 수 있다. 차륜(22), 차축(23) 또는 차축 베어링의 작동 상태 탐지를 위하여 각각의 차륜(22)을 기준으로 소음 센서 모듈(MC), 온도 센서 모듈(TM) 및 진동 센서 모듈(VR)이 설치될 수 있다. 또는 각각의 차륜(22), 차축(23) 또는 탐지 대상이 되는 부품에 각각의 센서 모듈(MC, VR, TM)이 설치될 수 있고, 각각의 센서 모듈(MC, VR, TM)의 위치 및 방향이 부품 위치를 기준으로 결정되어 특정될 수 있다. 감속기(27)에 탐지 모듈(28)이 설치될 수 있고, 탐지 모듈(28)에 의하여 감속기(27)에서 발생하는 진동 또는 소음이 측정될 수 있고, 감속기(27)의 작동 온도가 또한 탐지될 수 있다. 이와 같은 구조에서 소음 센서 모듈(MC) 및 온도 센서 모듈(MC)은 비접촉식 측정 구조를 가질 수 있고 진동 센서 모듈(VR)은 접촉식 측정 구조를 가질 수 있다. 구체적으로 소음 센서 모듈(MC)은 마이크로 폰을 포함하고, 온도 센서 모듈(TM)은 적외선 온도 센서를 포함할 수 있다. 그리고 진동 센서 모듈(VR)은 차륜, 차축 또는 베어링에 부착되는 3축 가속도 센서를 포함할 수 있다. 데이터 획득 모듈(26)이 장갑차의 내부에 설치될 수 있고, 데이터 획득 모듈(26)은 위에서 설명된 결함 매개변수 탐지 모듈을 포함할 수 있다. 데이터 획득 모듈(26)은 각각의 센서 모듈(MC, VR, TM) 및 탐지 모듈(28)로부터 데이터를 수집하고, 수집된 데이터를 분류하는 기능을 가질 수 있다. 장갑차의 내부에 분석 모듈이 설치될 수 있고, 선택적으로 진단 모듈이 설치될 수 있다. 분석 모듈은 데이터 획득 모듈(26)에서 의하여 획득된 각각의 부품에 대한 데이터를 분석하여 결함이 발생한 부품이 있는지 여부를 판단하는 분석하면서 결함이 발생한 경우 결함 위치 및 원인을 분석하는 기능을 가질 수 있다. 진단 모듈은 분석 모듈에 의하여 분석된 결과에 기초하여 부품 교체 여부, 운행 가능 여부 또는 위험 수준을 진단하는 기능을 가질 수 있다. 분석 모듈 또는 진단 모듈은 각각의 부품의 상태 또는 작동 수준의 분석 또는 진단을 위한 다양한 기능을 가질 수 있고 이에 의하여 본 발명은 제한되지 않는다.
데이터 획득 모듈(26)은 근거리 무선 통신을 통하여 각각의 센서 모듈(MC, VR, TM) 또는 탐지 모듈(28)과 데이터 통신이 가능하도록 연결될 수 있지만 바람직하게 통신 케이블(25, 25a)을 이용한 유선 통신을 통하여 데이터를 획득할 수 있다. 각각의 센서 모듈(MC, VR, TM) 또는 탐지 모듈(28)에 의하여 획득된 탐지 정보가 전송 가능한 전기 신호로 변환될 수 있다. 부품의 고유 식별 코드; 각각의 센서 모듈(MC, VR, TM)과 탐지 모듈(28)의 위치 또는 방향 정보; 탐지 시각 정보 또는 이와 관련된 정보가 탐지 정보와 결합될 수 있다. 이와 같이 관련 정보가 결합된 탐지 정보가 통신 케이블(25, 25a)을 통하여 데이터 획득 모듈(26)로 전송될 수 있다. 데이터 획득 모듈(26)은 전송된 정보를 검증하고, 분류할 수 있다. 장갑차의 내부에 탐지 정보, 분석 정보 또는 진단 정보를 표시하는 스크린이 설치될 수 있고, 결함이 발견된 경우 경보를 발생시키는 경보 수단이 설치될 수 있다. 각각의 센서 모듈(MC, VR, TM) 또는 탐지 모듈(28)에 의하여 획득된 정보는 다양한 방법으로 데이터 획득 모듈(26)로 전송될 수 있고 이에 의하여 본 발명은 제한되지 않는다.
도 3은 본 발명에 따른 진단 시스템에서 각각의 센서가 설치되는 지그의 실시 예를 도시한 것이다.
도 3의 (가) 참조하면, 소음 센서 모듈은 장갑차에 고정되는 선형 지그 모듈(31); 및 선형 지그 모듈(31)에 위치 조절이 가능하도록 결합되는 측정 조절 모듈(32)을 포함한다. 소음 센서 모듈에 의하여 장갑차의 작동 과정에서 발생되는 다양한 소음이 탐지될 수 있고, 소음 센서 모듈은 마이크로폰(MI)을 포함할 수 있고, 선형 지그 모듈(31)은 장갑차의 다양한 위치에 분리 가능하도록 부착될 수 있고, 예를 들어 선형 지그 모듈(31)이 장갑차의 다양한 위치에 분리 가능하도록 부착될 수 있다. 선형 지그 모듈(31)은 막대 형상 또는 선형으로 연장되는 선형 고정 유닛(311); 선형 고정 유닛(311)에 길이 방향을 따라 형성된 선형 체결 홀(312); 선형 고정 유닛(311)의 한쪽 끝에 형성된 다각 판 또는 원형 판 형상의 고정 베이스(313); 및 고정 베이스(313)의 한쪽 면에 결합되는 고정 패드(314)를 포함할 수 있다. 선형 체결 홀(312)은 원형 또는 사각형 단면을 가지는 선형 고정 유닛(311)의 서로 마주보는 위치에 길이 방향을 따라 연장되도록 형성될 수 있다. 고정 베이스(313)는 나사 또는 고정 핀과 같은 고정 수단에 의하여 장갑차에 고정되거나, 자성을 가진 소재로 만들어져 자성에 의하여 장갑차에 결합될 수 있다. 고정 패드(314)는 접착성 패드가 될 수 있고, 이와 함께 충격, 진동 또는 소음을 흡수하도록 탄성 또는 쿠션을 가진 소재로 만들어질 수 있다. 고정 패드(314)의 접착력에 의하여 선형 지그 모듈(31)이 장갑차에 부착되면서 고정 베이스(313)에 의하여 견고하게 고정될 수 있다. 선형 지그 모듈(31)에 측정 조절 모듈(32)이 위치 조절이 가능하도록 결합될 수 있다. 측정 조절 모듈(31)은 막대 형상의 조절 유닛(321); 조절 유닛(321)의 뒤쪽에 형성된 반사 제한 유닛(322); 조절 유닛(321)의 앞쪽에 형성된 고정 유닛(323); 고정 유닛(323)에 결합되는 방향 조절 볼(324); 방향 조절 볼(324)에 결합되는 마이크로폰(MI); 및 조절 유닛(321)을 선형 고정 유닛(311)에 결합시키는 이동 탭(325)을 포함할 수 있다. 이동 탭(325)은 선형 체결 홀(312)에 결합되면서 선형 고정 유닛(311)의 길이 방향에 대하여 수직이 되는 방향으로 관통될 수 있고, 이동 탭(325)에 체결 수단(326)이 결합되어 이동 탭(325)이 선형 체결 홀(312)의 정해진 위치에 고정될 수 있다.
도 3의 (나)를 참조하면, 측정 지그 모듈(33)에 온도 센서 및 진동 센서 블록(35)이 설치될 수 있다. 측정 지그 모듈(33)은 예를 들어 차륜 또는 베어링에 접촉되도록 설치될 수 있고, 서로 마주보는 한 쌍의 수직 부재(331); 수직 부재(331)의 위쪽 끝을 길이 조절이 가능하도록 연결시키는 연결 부재(332); 하나의 수직 부재(331)의 한쪽 끝에 형성된 제1 접촉 판(333); 제1 접촉 판(333)에 결합되는 제1 부착 베이스(334); 다른 하나의 수직 부재(331)의 한쪽 끝에 결합되는 제2 접촉 판(335); 및 제2 접촉 판(335)에 결합되는 제2 부착 베이스(336)로 이루어질 수 있다. 제1 접촉 판(333)의 위쪽 면에 진동 센서 블록(35)에 배치되고, 하나의 수직 부재(341)에 온도 브래킷(34)이 결합될 수 있다. 온도 브래킷(34)은 커플러(341)에 의하여 수직 부재(341)에 위치 조절이 가능하도록 결합될 수 있다. 도3의 (다)를 참조하면, 온도 브래킷(34)에 온도 센서(TE)가 체결 수단(36)에 의하여 결합될 수 있다. 온도 센서(TE)는 예를 들어 적외선 센서가 될 수 있고, 수직 방향으로 연장되는 실린더 형상이 될 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 도 3의 (라)를 참조하면 제1 접촉 판(333)의 위쪽에 전달 판(351)이 배치되고, 전달 판(351)으로부터 제1 접촉 판(333) 및 제1 부착 베이스(334)를 관통하도록 전달 탭(352)이 연장될 수 있다. 전달 판(351)의 위쪽에 볼트(354)와 같은 고정 수단(354)에 의하여 압력 블록(353)이 결합될 수 있고, 압력 블록353)에 진동 센서(VI)가 배치될 수 있다. 제1, 2 접촉 판(333, 335)은 자성을 가진 금속 소재가 될 수 있고, 제1, 2 부착 베이스(334, 336)는 접착성을 가지면서 탄성을 가진 소재가 될 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 센서 모듈은 다양한 방법으로 장갑차에 부착될 수 있고 이에 의하여 본 발명은 제한되지 않는다.
도 4는 본 발명에 따른 진단 시스템에 적용되는 데이터 처리를 위한 하드웨어 장치의 실시 예를 도시한 것이다.
도 4를 참조하면, 각각의 센서 모듈은 다수 개의 진동 측정 센서(41a_1 내지 41a_N); 다수 개의 온도 측정 센서(41b_1 내지 41b_N); 및 적어도 하나의 소음 측정 센서(41c_1, 41c_2)를 포함한다. 결함 매개변수 탐지 모듈은 데이터 획득 모듈을 포함할 수 있고, 데이터 획득 모듈은 센서로부터 데이터를 수신하여 처리하는 다양한 하드웨어를 포함할 수 있다. 장갑차의 서로 다른 위치에 다수 개의 진동 측정 센서(41a_1 내지 41_N), 다수 개의 온도 측정 센서(41b_1 내지 41b_N); 및 적어도 하나의 소음 측정 센서(41c_1, 41c_2)가 설치될 수 있다. 예를 들어 8개의 진동 측정 센서(41a_1 내지 41_8) 및 8개의 온도 측정 센서(41b_1 내지 41_N)가 장갑차의 차륜을 기준으로 설치될 수 있고, 두 개의 소음 측정 센서(41c_1, 41c_2)가 장갑차의 양쪽 부분에 설치될 수 있다. 각각의 측정 센서(41a_1 내지 41c_2)는 위에서 설명된 분할 영역을 기준으로 설치될 수 있고, 각각의 측정 센서(41a_1 내지 41c_2)는 예를 들어 IEPE(integrated electronics Piezo-Electric) 전원(42a_1 내지 42a_N, 42c_1, 42c_1)에 의하여 작동되거나, 역전류의 방지를 위한 보호 다이오드(protect diode)(42b_1 내지 42b_N)에 연결될 수 있다. 진동 측정 센서(41a_1 내지 41a_N) 및 소음 측정 센서(41c_1, 41c_2)에 측정된 값이 AC/DC 컨버터(43_1 내지 43_L)에 의하여 디지털 신호로 변환되고, 선택적으로 증폭기(44_1 내지 44_L)에 의하여 증폭이 될 수 있다. 증폭기(44_1 내지 44_L)에 의하여 예를 들어 5 내지 30배로 증폭이 될 수 있다. 진동 측정 센서(41a_1 내지 41a_N)에 의하여 측정된 진동 신호 또는 소음 측정 센서(41c_1, 41c_2)에 의하여 측정된 진동 또는 소음 신호는 증폭이 된 이후 샘플링 수단(45a 45c)에 의하여 샘플링이 될 수 있다. 이에 비하여 온도 측정 센서(41b_1 내지 41b_N)에 의하여 측정된 온도는 전류가 변환되어 샘플링 수단(45b)에 의하여 샘플링이 될 수 있다. 샘플링이 된 진동, 온도 및 소음 신호가 FPGA(Field Programmable Gate Array)(46)를 경유하여 CPU 하드보드(47)로 전송될 수 있다. FPGA(46)는 ADC 클락(Analog Digital Converter Clock)(461)에 의하여 작동 주파수가 설정될 수 있고, CUP 하드보드(47)에 적어도 하나의 메모리(471, 472)가 연결될 수 있다. CPU 하드보드(47)는 RTC(Real Time Clock)(48)에 의하여 시간이 설정될 수 있고, 표시 소자(48)에 의하여 작동 상태가 표시될 수 있다. 데이터 획득 모듈은 예를 들어 충전 가능한 배터리에 의하여 작동될 수 있고, 배터리의 충전 상태가 배터리 관리 시스템(49)에 의하여 관리될 수 있다. 데이터 획득 모듈은 다양한 통신 수단(T1, T2, T3)에 의하여 장갑차의 내부에 설치된 제어 모듈과 데이터 통신이 가능하도록 연결될 수 있고, 예를 들어 Uart 통신, 이더넷 통신 또는 CAN 통신으로 데이터 획득 모듈과 제어 모듈이 통신할 수 있다. 데이터 획득 모듈은 다양한 하드웨어 구조를 가질 수 있고 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
도 5는 본 발명에 따른 시스템의 작동 과정의 실시 예를 도시한 것이다.
도 5를 참조하면, 다수 개의 측정 센서(51_1 내지 51_N)에 의한 탐지 정보가 데이터 획득 모듈(52)로 전송될 수 있다. 또한 환경 정보 모듈(521)에 의하여 획득된 환경 정보 또는 위치/시각 정보 모듈(522)에 의하여 획득된 위치 또는 시각 정보가 데이터 획득 모듈(52)로 전송될 수 있다. 환경 정보는 날씨, 기온, 온도, 고도 또는 이와 유사한 정보를 포함하고, 위치/시각 정보는 각각의 센서(51_1 내지 51_N)가 설치된 분할 영역의 위치 또는 센서(51_1 내지 51_N)에 각각의 정보가 탐지된 시각 정보를 포함한다. 데이터 획득 모듈(52)에 의하여 획득된 정보가 데이터 분류/검증 모듈(53)에 의하여 분류될 수 있다. 또한 데이터 분류/검증 모듈(53)에 의하여 데이터의 유효성이 검증될 수 있다. 이와 같은 데이터 분류/검증 모듈(53)의 데이터 분류 또는 검증 과정에서 과도 상태 검출 모듈(531)에 의하여 과도 상태가 검출될 수 있다. 과도 상태는 예를 들어 적어도 하나의 센서 정보가 과도한 값을 나타내는 상태를 말하고, 과도 상태에 대한 기준이 미리 결정될 수 있다. 과도 상태 검출 모듈(531)에 의하여 과도 상태가 검출되면, 경보 수단(532)에 의하여 경보가 발생될 수 있다. 데이터 분류/검증 모듈(53)에 의하여 데이터가 분류 또는 검증이 되면 위에서 설명된 통신 수단(54)을 통하여 장갑차의 내부에 설치된 작동 상태 분석 모듈(55)로 전송될 수 있다. 작동 상태 분석 모듈(55)에 의하여 진동, 온도, 소음 또는 윤활 상태와 같은 결함 매개변수가 분석될 수 있다. 작동 상태 분석 모듈(55)은 기준 데이터 데이터베이스(56)에 저장된 기준 데이터를 참조하여 작동 상태를 분석할 수 있다. 본 발명의 하나의 실시 예에 따르면, 분할 영역 상태 분석 모듈은 임의 오작동 검출 모듈(57)을 포함한다. 분할 영역 상태 분석 모듈은 작동 상태 분석 모듈(55)에 포함될 수 있고, 작동 상태 분석 모듈(55)에 임의 오작동 검출 모듈(57)이 설치될 수 있다. 임의 오작동은 주기적으로 발생되지 않지만 간헐적으로 발생되는 비정상 작동 상태가 될 수 있다. 결함 매개변수의 분석을 통하여 기준 데이터 범위를 벗어난 동일 또는 유사 패턴이 간헐적으로 나타난다면 임의 오작동으로 분류될 수 있다. 그리고 이와 같은 임의 오작동은 독립적으로 분류되어 분석될 수 있고, 이에 의하여 차후에 발생 가능한 고장 상태를 예방할 수 있다. 작동 상태 분석 모듈(55)에 의한 작동 상태 분석 결과가 상태 등급 결정 모듈(58)로 전송되면 장갑차의 각각의 분할 영역의 상태에 대한 등급이 결정될 수 있다. 등급은 다수 개의 단계로 이루어질 수 있고, 분류된 등급이 저장 매체(59)에 저장될 수 있다. 그리고 등급이 변화에 따라 적절한 조치가 취해질 수 있고 이에 따라 장갑차의 고장이 사전에 예방될 수 있다.
위에서 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.
11: 결함 매개변수 탐지 모듈 13: 윤활 탐지 모듈
13a, 13b: 특성 분석 모듈 16: 분할 영역 상태 분석 모듈
18: 이상 위치 특정 모듈 19: 상태 진단 모듈
31: 선형 지그 모듈 32: 측정 조절 모듈
41a_1 내지 41a_N: 진동 측정 센서 41b_1 내지 41b_N: 온도 측정 센서
41c_1, 41c_2: 소음 측정 센서 57: 임의 오작동 검출 모듈
13a, 13b: 특성 분석 모듈 16: 분할 영역 상태 분석 모듈
18: 이상 위치 특정 모듈 19: 상태 진단 모듈
31: 선형 지그 모듈 32: 측정 조절 모듈
41a_1 내지 41a_N: 진동 측정 센서 41b_1 내지 41b_N: 온도 측정 센서
41c_1, 41c_2: 소음 측정 센서 57: 임의 오작동 검출 모듈
Claims (5)
- 장갑차의 이동을 위한 부품의 상태를 측정하는 각각의 센서 모듈로부터 미리 설정된 결함 매개변수를 탐지하는 결함 매개변수 탐지 모듈(12);
윤활유의 상태를 탐지하는 윤활 탐지 모듈(13);
탐지된 결함 매개변수로부터 특성을 분석하는 특성 분석 모듈(13a, 13b);
특성 분석 결과에 따라, 적어도 하나의 센서 모듈이 각각 설치된 장갑차의 몸체의 다수 개의 분할 영역 각각의 상태를 분석하는 분할 영역 상태 분석 모듈(16);
분할 영역 상태 분석 모듈(16)의 분석 결과에 따라 이상 상태 영역의 위치를 결정하는 이상 위치 특정 모듈(18); 및
분할 영역 상태 분석 모듈(16)의 분석 결과에 따라 각각의 부품의 상태를 진단하는 상태 진단 모듈(19)을 포함하는 차륜형 장갑차의 결함 예방을 위한 진단 시스템. - 청구항 1에 있어서, 센서 모듈은 비접촉식 측정 구조를 가지는 소음 센서 모듈(MC) 및 온도 센서 모듈(TM); 및 접촉식 측정 구조를 가지는 진동 센서 모듈(VR)을 포함하는 차륜형 장갑차의 결함 예방을 위한 진단 시스템.
- 청구항 2에 있어서, 소음 센서 모듈(MC)은 장갑차에 고정되는 선형 지그 모듈(31); 및 선형 지그 모듈(31)에 위치 조절이 가능하도록 결합되는 측정 조절 모듈(32)을 포함하는 차륜형 장갑차의 결함 예방을 위한 진단 시스템.
- 청구항 1에 있어서, 각각의 센서 모듈은 다수 개의 진동 측정 센서(41a_1 내지 41a_N); 다수 개의 온도 측정 센서(41b_1 내지 41b_N); 및 적어도 하나의 소음 측정 센서(41c_1, 41c_2)를 포함하는 차륜형 장갑차의 결함 예방을 위한 진단 시스템.
- 청구항 1에 있어서, 분할 영역 상태 분석 모듈(16)은 임의 오작동 검출 모듈(57)을 포함하는 차륜형 장갑차의 결함 예방을 위한 진단 시스템.
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| KR1020220066344A KR102644631B1 (ko) | 2022-05-30 | 2022-05-30 | 차륜형 장갑차의 결함 예방을 위한 진단 시스템 |
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| KR1020220066344A KR102644631B1 (ko) | 2022-05-30 | 2022-05-30 | 차륜형 장갑차의 결함 예방을 위한 진단 시스템 |
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| KR102097944B1 (ko) | 2019-06-25 | 2020-04-07 | 현대자동차주식회사 | 진동신호를 이용한 엔진의 베어링 손상 감지 방법 |
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