KR20010066503A - 항법장치용 점검장비 - Google Patents

Abstract

본 발명은 일개의 시험장치 어셈블리로써 항법장치의 위치변화 및 자세변화 감지능력을 모두 테스트 할 수 있도록 하는 것을 목적으로 하는 항법장치용 점검장치에 관한 것으로, 항법장치용 점검장비를 고정시키는 고정부재와;

상기 고정부재를 중심으로 항법장치를 공전시키고, 동시에 수평축을 중심으로 자전하면서 수직축 방향으로 유동시킬 수 있는 회전부재 및;

상기 고정부재 상부에 장착되어지는 항법장치용 점검장비와 회전부재 상부에 장착되는 항법장치를 전기적으로 연결하여 항법장치의 데이터가 항법장치용 점검장치에 제공되도록 하는 케이블을 포함하여 구성함이 특징이다.

Description

항법장치용 점검장비{A Checking Equipment of Navigation System}

본 발명은 항법장치용 점검장비에 관한 것으로, 특히 일개의 시험장치 어셈블리로써 항법장치의 위치변화 및 자세변화 감지능력을 모두 테스트 할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 항법장치용 점검장비에 관한 것이다.

일반적으로, 항법장치의 주요기능은 움직일 수 있는 동체에 장착되어 동체의 자세와 위치의 변화를 자이로 센서와 가속도계 센서로 감지하는 것이며, 이러한 항법장치는 항법장치용 점검장치를 이용하여 자세변화와 위치변화에 따른 감지능력을 점검한 후 출하 하여야 한다.

이하에서 종래의 항법장치용 점검장치를 살펴보면 다음과 같다.

종래의 항법장치용 점검장치는 도 1에 도시한 바와같은 구성을 하고 있는바, 고정형 벤치(2) 상부에 운행거리 측정기를 포함하는 항법장치 점검용 제어박스(1)가 설치되고, 베이스(5) 상부에 회전 테이블(4)을 설치되며, 그 위에 점검 대상 장비인 항법장치(3)가 설치되어 있다.

상기와 같이 구성되는 종래의 항법장치용 점검장치는 제어박스(1)에서 회전테이블 구동신호를 출력하게 되면 모터(도시하지 않음)의 동작에 의해서 테이블(4)이 회전하고, 이에 따라 항법장치(3)가 수평축으로 회전하게 되며, 이때 제어박스(1)는 항법장치의 자세변화에 따른 감지능력을 체크하게 된다.

한편, 항법장치 점검 회로구성을 살펴보면, 도 2에 도시한 바와같이,

28Vdc전원공급장치(101)와 5Vdc 전원공급장치(102) 및 가변전압형 전원공급장치(103)들로 이루어진 시스템 전원공급장치(110)와;

시스템을 제어하고 제어사항을 표시하는 네비게이션 디스플레이 유닛(120)과;

항법장치의 위치 및 자세감지 센서들의 뭉치인 센서 어셈블리(130)와;

상기 센서 어셈블리(130)를 위한 보조 데이터를 제공하며, 항법장치의 운행거리를 감지하는 운행거리 감지부(140)와;

상기 센서 어셈블리(130)에 의해서 감지된 정보를 기초로 차량 운전자에게운행 목표 정보를 표시하는 운행목표 표시부(150)와;

상기 센서 어셈블리(130)에 의해서 감지된 정보를 기초로 하여 차량 운전자에게 운행방법 정보를 표시하는 운행방법 표시부(160)와;

차량의 운행을 가상하여 정회전 및 역회전으로 차량이 구동한 것과 같이 인식되도록 회전 신호를 출력하며, 또한 상기 센서 어셈블리(130)에 트리거 신호를 출력하여 테스트 자세변화 및 위치변화의 테스트 동작이 시작되도록 유도 하는 직류형 모터(170)와;

상기 직류형 모터(170)의 회전방향을 제어하는 모터 회전방향 제어부(180)와;

상기 직류형 모터(170)의 회전 운동을 디지털 펄스로 변환하여 주행거리나 주행속도로 변환시켜 주는 모터 주행거리 및 주행속도 변환부(190)와;

상기 모터 주행거리 및 주행속도 변환부(190)의 장치가 주행거리로 변환한 것을 누계하여 총 주행거리로 표시하는 주행거리 표시부(200)와;

상기 모터 주행거리 및 주행속도 변환부(190)의 장치가 주행속도로 변환한 것을 주행속도로 표시하는 주행속도 표시부(210)를 포함하여 이루어지며;

상기와 같은 회로구성을 갖는 본 발명은, 모터 회전 방향 제어부(200)에서 직류형 모터를 필요한 만큼 정회전 및 역회전 시키도록 하여, 센서 어셈블리(130)를 구동시키고, 이에 따른 모터의 주행속도 및 주행거리를 표시하며, 아울러 센서 어셈블리(130)가 체크한 각종 데이터를 운행방법 표시부(160) 및 운행목표 표시부(140)에서 검출하여 디스플레이 함으로써 운전자가 항법장치용 센서의 작동상태를 점검할 수 있도록 한 것이다.

그러나, 상기와 같이 이루어지는 종래의 항법장치용 점검장비는, 도 1에서 보는 바와 같은 고정형 벤치(2)로만 구성되어 있으므로, 항법장치(3)의 자세변화를 감지하는 센서의 감지능력을 점검할 수는 있으나, 위치변화에 대한 감지센서의 감지능력을 점검할 수 있는 방법이 없는 문제점이 있었다.

즉, 종래의 항법장치용 점검장비는 항법장치의 주요기능 중의 하나인 자세변화에 대한 감지능력만을 점검할 수만 있었으므로 자세변화를 감지하면서 동시에 위치변화에 대한 감지능력을 점검하는 것은 불가능 한 것이다.

또한, 자세변화 감지능력 점검에 있어서도, 점검장비가 수평축 방향으로만 회전하도록 되어있어, 수직축 방향 회전에 대한 자세변화 감지능력을 점검하기 위해서는 또다른 장비가 필요로 하였다.

그래서 항법장치 시스템 조립체의 전체적인 기능 및 성능을 점검하기 위해서는 실제로 항법장치가 장착되어질 장비가 시험치구의 개념으로 필요할 뿐만 아니라 시험에 적합한 공간이 필요로 되었었다.

그러나, 이러한 시험환경을 모두 갖춘 상태에서 전체적인 기능 및 성능을 점검하는 시험을 수행한다는 것은 많은 시간적인 손실과 경제적인 손실을 감수해야만 했었다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결코자 하는 것으로,

일개의 시험장치 어셈블리로써 항법장치의 위치변화 및 자세변화 감지능력을모두 테스트 할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 수단으로,

본 발명은 항법장치용 점검장비를 고정시키는 고정부재와;

상기 고정부재를 중심으로 항법장치를 공전시키고, 동시에 수평축을 중심으로 자전하면서 수직축 방향으로 유동시킬 수 있는 회전부재 및;

상기 고정부재 상부에 장착되어지는 항법장치용 점검장비와 회전부재 상부에 장착되는 항법장치를 전기적으로 연결하여 항법장치의 데이터가 항법장치용 점검장치에 제공되도록 하는 케이블을 포함하여 구성함이 특징이다.

도 1은 종래 항법장치용 점검장치 구성도.

도 2는 종래 항법장치용 점검장치 회로 구성도.

도 3은 본 발명의 항법장치용 점검장치 구성도.

도 4는 본 발명의 항법장치용 점검장치 회로 구성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10: 고정부재 20: 회전부재

30: 케이블 40: 항법장치

220: 위치 제어기 230: 자세 제어기

이하에서 도면을 참조로 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 구성도이고, 도 4는 본 발명의 회로도로써,

도시한 바와같이, 항법장치 점검용 제어박스(1)를 고정시키는 고정부재(10)와;

상기 고정부재(10)를 중심으로 항법장치를 공전시키고, 동시에 수평축을 중심으로 자전하면서 수직축 방향으로 유동시킬 수 있는 회전부재(20) 및;

상기 고정부재 상부에 장착되어지는 항법장치용 점검장비와 회전부재 상부에 장착되는 항법장치를 전기적으로 연결하여 항법장치의 데이터가 항법장치용 점검장치에 제공되도록 하는 케이블(30)을 포함하여 구성한다.

상기와 같이 구성하는 본 발명은 회전부재(20)를 정회전 또는 역회전시킬 수 있도록 위치제어기(220)를 고정부재의 일단에 구비한다.

그리고, 상기 회전부재(20)의 상부에 장착되어지는 항법장치(40)는 테이블(50)의 회전으로 수평축으로 자전하면서 동시에 수직축 방향으로도 회동하도록 설계하는바, 상기 회전부재(20)에는 항법장치(40)가 장착되어지는 정도의 공간부를 형성하고, 상기 공간부 양측에는 베이스를 지지하면서 동시에 수직축 방향으로 유동시킬 수 있도록 자세제어기(230)을 구비한다.

도 4는 도 3과 같이 이루어지는 본 발명의 실시예를 회로도를 통해 나타낸 것으로,

28Vdc전원공급장치와 5Vdc 전원공급장치 및 가변전압형 전원공급장치들로 이루어진 시스템 전원공급장치와; 항법장치의 위치 및 자세감지 센서들의 뭉치인 센서 어셈블리와; 상기 센서 어셈블리에 의해서 감지된 정보를 기초로 차량 운전자에게 운행 목표 정보를 표시하는 운행목표 표시부와; 상기 센서 어셈블리의 작동을 테스트 하기 위해 센서 어셈블리가 탑재되는 테이블을 회전시키기 위한 직류형 모터를 포함하여 이루어지는 항법장치 점검회로에 있어서,

상기 센서 어셈블리를 포함하는 항법장치를 고정장치를 중심으로 회전시키기 위한 동력을 제공하는 회전수단 기동용 모터를 구비하고, 상기 회전수단 기동용 모터의 정회전 및 역회전 동작을 제어하는 위치 제어기(220)와;

상기 센서 어셈블리의 수직축 유동을 위한 동력을 제공하는 수직축 기동용 모터 및 수평축 기동용 모터를 구비하고, 상기 수직축 기동용 모터 및 테이블 기동용 직류모터의 정회전 및 역회전 동작을 제어하는 자세 제어기(230)를 포함하여 구성한다.

상기와 같이 구성하는 본 발명은 회전부재(20)와 고정부재(10)로 구성되어진다는 것이 핵심이다.

즉, 본 발명에서는 도 3에서 보는 바와 같이 고정부재(10)에 방법장치(40)의 모든 기능을 제어하는 항법장치 점검용 제어박스(1)와, 회전부재(20)에 대한 이동속도와 이동방향등을 제어하는 위치 제어기(220)가 장착되어 있고, 또한 상기 회전부재(20)에는 점검대상이 되는 항법장치 센서 뭉치와 3축(피치, 롤, 요축)에 대한 자세각을 제어하는 자세 제어기(230)가 장착될 수 있도록 하여, 항법장치(40)의 자세변화를 감지하는 센서의 감지능력을 점검할 수 있을 뿐만 아니라, 위치변화에 대한 감지센서의 감지능력을 점검할 수 있도록 하였다.

본 발명의 동작원리는 도 3에 보이는 바와같이 회전부재(20)를 구동하지 않도록 고정하여 종래의 항법장치 점검장비와 같은 시험환경조건 하에서 항법장치 점검용 제어박스(1)를 통하여 항법장치 시스템을 구성하는 구성품들의 단품단위의 기능을 점검할 수 있도록 하였으며, 회전부재(20)에 장착된 회전테이블(50)과 자세제어기(230)를 통하여 자세에 관련된 3축(요, 피치, 롤축)의 변화를 감지하는 기능을 점검할 수 있게 하였다.

그리고 위치제어기(220)에 의해서 회전부재(20)의 이동방향(전/후 방향)과 이동속도를 제어하여 회전부재(20)를 이동(회전)시키면 점검대상이 되는 항법장치센서 뭉치(40)의 위치정보가 변하게 되므로 위치변화에 대한 감지센서의 감지능력을 점검할 수 있게 된다.

그리고, 육상용 차량에 사용되는 항법장치들은 운행(이동) 거리를 측정하는운행거리 측정기라는 보조센서를 사용하여 위치변화를 감지하는 센서의 동작 및 정확도를 향상 시키는데 보조하는 역할을 한다.

이 장치는 일반적으로 차량의 파이널 드라이브에 장착되어져 차량의 바퀴가 전진방향으로 이동하는지, 아니면 후진방향으로 이동하는지를 감지하고 차량의 이동거리를 디지털 펄스 데이터로 변환시켜 주는 역할을 한다.

그리고 이 장치를 사용하는 항법장치는 항법장치 센서 뭉치가 충격이나 진동의 변위에도 그 값을 적분하여 이동한 것으로 판단할 수 있기 때문에 이 장치의 출력이 있는지를 확인하여 출력이 있을 때에만 이동변위를 적분하는 구조로 되어 있다.

그러나, 이 장치는 어떠한 차량이던 간이 바퀴가 1회전할 때 정해진 최대의 펄스를 발생시키는 장치이므로 바퀴가 크고 작음에 관계없이 1회전 시에 최대의 디지털 펄스를 발생시키지만 실제의 차량이 움직이는 거리는 차량의 직경에 따라 모두가 다를 것이다.

이러한 차량 바퀴의 크기와의 관계를 정의(modeling)하면 차량마다 바퀴가 1회전시의 이동거리를 정의하여 주는 스케일 팩터(Scale Factor)라는 고유 팩터가 존재하게 된다.

이 고유 팩터를 활용하여 운행거리 측정기에 입력하는 회전수와 회전부재(20)의 이동거리의 상관관계를 계산하여 위치제어기(220)에서 구동명령을 제어하면 위치변화에 대한 감지센서의 감지능력을 점검할 수가 있다.

그리고, 이때의 자세변위를 제어하는 자세제어기(230)를 적절한 환경으로 구동프로파일을 모사(simulation)하여 병행해서 구동 시킨다면 실제의 필드(field)에서 시험하는 것과 같은 항법장치 전체의 성능시험을 한 결과를 얻을 수 있다.

본 발명은 종래의 항법장치 점검장비(Test Bench)의 점검한계를 극복하여 항법장치의 자세감지 기능과 위치감지 기능을 점검할 수 있을 뿐만 아니라, 실험실 내에서도 항법장치 시스템 전체의 성능 점검을 가능하게 한다.

Claims (3)

1. 항법장치용 점검용 제어박스(1)를 고정시키는 고정부재(10)와;

   상기 고정부재(10)를 중심으로 공전하며, 동시에 수평축을 중심으로 자전하면서 수직축 방향으로 유동되는 유동수단을 구비한 회전부재(20) 및;

   상기 고정부재(10) 상부에 장착되어지는 항법장치용 점검용 제어박스(1)와 회전부재(20) 상부에 장착되는 항법장치(40)를 전기적으로 연결하여 항법장치(40)의 데이터가 항법장치용 점검용 제어박스(1)에 제공되도록 하는 케이블(30)을 포함하여 구성함을 특징으로 하는 항법장치용 점검장비.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 고정부재(10)는, 상기 센서 어셈블리를 포함하는 항법장치(40)를 고정부재(100를 중심으로 회전시키기 위한 동력을 제공하는 회전수단 기동용 모터를 구비하고, 상기 회전수단 기동용 모터의 정회전 및 역회전 동작을 제어하는 위치 제어기(220)를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 항법장치용 점검장비.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 회전부재(20)는 상기 센서 어셈블리의 수직축 유동을 위한 동력을 제공하는 수직축 기동용 모터 및 수평축 기동용 모터를 구비하고, 상기 수직축 기동용 모터 및 테이블 기동용 직류모터의 정회전 및 역회전 동작을 제어하는 자세제어기(230)를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 항법장치용 점검장비.