KR200258768Y1 - 6축 병렬 로보트를 이용한 타이어 힘과 모멘트 시험장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 타이어의 힘과 모멘트를 측정하는 시험장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 타이어의 수직하중, 슬립각과 캠버각을 제어하도록 타이어 축과 결합하는 6축 병렬 로보트와; 타이어의 힘과 모멘트를 측정하는 상기 6축 병렬 로보트와 타이어 사이에 삽입하여 설치되는 6축 힘/토크 센서와; 상기 6축 병렬 로보트를 작동시키고, 상기 6축 힘/토크 센서로부터 타이어의 힘과 모멘트 전기신호를 받는 제어기를 포함하여, 수직하중, 슬립각과 캠버각의 동시 제어가 가능하여 정밀한 타이어의 힘과 모멘트 값을 얻는 효과가 있다.

Description

6축 병렬 로보트를 이용한 타이어 힘과 모멘트 시험장치{The tire force and moment testing machine using 6-axis parallel robot}

본 고안은 타이어의 힘과 모멘트를 측정하는 시험장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 코너링 특성, 제동 특성, 구동 특성 등 타이어의 동적 성능을 판단하기 위하여 타이어 주행중에 발생하는 타이어의 힘과 모멘트를 타이어의 수직하중, 슬립각(slip angle)과 캠버각(chamber angle)에 따라 측정하는 시험장치에 관한 것이다.

종래 타이어의 힘과 모멘트 시험 장치는 회전가능한 평면 트랙과, 타이어가 장착되는 하중 장치를 포함하여, 상기 하중 장치에 의하여 타이어가 소정의 슬립각으로 평면 트랙과 접촉하며, 동시에 타이어에 소정의 수직하중이 가하여 질때, 타이어의 회전축에서 발생되는 힘과 모멘트를 측정하여 왔으나, 타이어의 동적 성능을 보다 정밀히 판단하기 위해서는 슬립각에 따른 힘과 모멘트 뿐만아니라, 캠버각에 따른 힘과 모멘트 데이타도 필요한데, 종래 타이어 힘과 모멘트의 시험 장치에서는 불가능하였다. 그리고 슬립각이 -6。~ +6。로 제한되어 최근에 요구로 하는 슬립각 대략 -15。 ~ +15。에서의 타이어의 힘과 모멘트를 측정하는 시험이 불가능 하였다. 또한 정밀한 시험 결과를 얻기 위해 타이어가 실제 차량에 장착되어 주행하는 것과 같이 수직하중, 슬립각, 캠버각을 동시에 제어할 필요가 있으나, 종래의 힘과 모멘트 시험장치에서는 이러한 것이 불가능하였다.

본 고안은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 고안의 목적은 6축 병렬 로보트를 이용하여 캠버각에 따른 힘과 모멘트를 시험하는 타이어의 힘과 모멘트 시험 장치를 제공하는 것이다.

본 고안의 다른 목적은 6축 병렬 로보트를 이용하여 더 넓은 슬립각에서의 슬립각에 따른 힘과 모멘트를 시험하는 타이어의 힘과 모멘트 시험 장치를 제공하는 것이다.

본 고안의 다른 목적은 6축 병렬 로보트를 이용하여 타이어의 수직 하중, 슬립각과 캠버각이 동시에 제어가능한 타이어의 힘과 모멘트 시험 장치를 제공하는 것이다.

도 1은 본 고안에 따른 6축 병렬 로보트를 이용한 타이어의 힘과 모멘트 시험 장치의 측면도,

도 2는 본 고안에 따른 6축 병렬 로보트를 이용한 타이어의 힘과 모멘트 시험장치의 정면도,

도 3은 타이어의 슬립각과 캠버각의 정의를 도시한 개략도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1...6축 힘/토크 센서, 2...평면 트랙,

3...타이어, 4...6축 병렬 로보트,

5...제어기, 6...구동 모터,

7...구동 로울러, 8...종동 로울러,

9...로울러 베어링 10...고정대,

11...액튜에이터, 12...이동대.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 고안은 타이어에 수직 하중을 가하고, 타이어의 슬립각과 캠버각을 제어하도록 6축 병렬 로보트가 사용된다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 3에는 타이어의 슬립각과 캠버각의 정의가 도시되어 있다. 슬립각은 타이어(3)의 진행방향과 타이어(3)의 중심면과 노면과의 교선인 X축과 이루는 각을 말하며, 캠버각은 수직면인 YZ면과 타이어(3) 중심면이 이루는 각이다.

도 1에 도시되듯이 타이어(3) 힘과 모멘트 시험장치는 평면 트랙(2), 6축 힘/토크 센서(1)와 6축 병렬 로보트(4) 및 제어기(5)로 크게 구성된다. 도 2에 도시되듯이 평면 트랙(2)은 무한 궤도 형상이고, 평면 트랙(2) 일측에는 구동 모터(6)와 연결되는 구동 로울러(7)가 설치되어 평면 트랙(2)이 회전가능하며, 반대측에는 종동 로울러(8)가 설치되어 평면 트랙(2)이 처짐이 적도록 장력이 가하여 진다. 또한 상부 평면 트랙(2)은 복수의 로울러 베어링(9)에 의하여 지지되어, 평면 트랙(2)이 처지는 것이 방지된다. 도 1에 도시되듯이 상기 6축 병렬 로보트(4)는 고정대(10), 상기 타이어(3)에 연결되어 함께 운동하는 이동대(12), 상기 고정대(10)에 대하여 상기 이동대(12)를 구동시키기 위해 상기 고정대(10)와 이동대(12) 사이에 연결된 복수의 액튜에이터(11)로 구성되며, 이동대(12)에는 6축 힘/토크 센서(1)가 설치되고, 시험 대상인 타이어(3)의 회전 축부가 상기 6축 힘/토크 센서(1)에 체결된다. 제어기(5)는 일측은 상기 6축 힘/토크 센서(1)와 연결되어, 6축 힘/토크 센서(1)에 의하여 측정되는 타이어(3)의 힘과 모멘트 전기신호가 제어기(5)로 전송되고, 제어기(5)의 다른측은 상기 6축 병렬 로보트(4)의 액튜에이터(11)와 연결되어 제어기(5)에서 전송되는 신호에 따라 액튜에이터(11)가 작동하여 이동대(12)가 구동되고, 이를 통하여 시험 대상인 소정의 타이어(3)의 슬립각, 캠버각으로 타이어(3)의 위치가 변경되어, 소정의 수직하중이 가해진다.

이하, 상기한 구성의 본 고안의 기능 및 작용을 설명한다.

시험 대상인 타이어(3)가 6축 힘/토크 센서(1)에 장착되어, 평면 트랙(2) 상에 위치된다. 소정의 수직 하중, 슬립각, 캡버각에 따라 제어기(5)에 의하여 6축 병렬 로보트(4)로 신호가 전달되고, 6축 병렬 로보트(4)의 액튜에이터(11)가 작동하여 타이어(3) 위치가 변경된다. 구동모터(6)에 의하여 평면 트랙(2)은 회전하게 될때, 6축 힘/토크 센서(1)에 의하여 측정되는 타이어(3)의 힘과 모멘트 전기신호가 제어기(5)로 전송된다. 다양한 수직 하중, 슬립각, 캠버각에 따라 상기 과정을 반복하여 타이어의 힘과 모멘트를 측정한다.

상기한 구성의 본 고안에 따르면, 수직 하중, 슬립각과 캠버각을 동시에 제어함으로써, 정밀한 수직 하중, 슬립각과 캠버각에 따른 타이어의 힘과 모멘트 값을 측정할 수 있으며 정확한 타이어의 동적 성능을 판단할 수 있는 효과가 있다. 또한 슬립각 -15。~ +15。 으로 제어가능하고, 캠버각 제어도 가능하여 타이어가 실제 차량에 장착되어 주행하는 것과 같이 시험함으로써 좀더 현실적이고 정확한 시험 결과를 얻을 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 회전가능하도록 구동 모터(6)와 연결되는 구동 로울러(7)와 종동 로울러(8)에 의하여 지지되고, 시험 대상인 타이어(3)를 지지하는 평면 트랙(2)과, 타이어(3)에 장착되는 힘/토크센서(1)로 구성되는 타이어의 힘과 모멘트 시험장치에 있어서,

   고정대(10)와, 상기 타이어(3)에 연결되어 함께 운동하는 이동대(12)와, 상기 고정대(10)에 대하여 상기 이동대(12)를 구동시키기 위해 상기 고정대(10)와 이동대(12) 사이에 연결된 복수의 액튜에이터(11)로 구성된 6축 병렬 로보트(4)와;

   상기 6축 힘/토크 센서(1)로부터 타이어 힘과 모멘트의 전기신호를 수신하여 저장하고, 상기 6축 병렬 로보트(4)에 전기신호를 송신하는 제어기(5)와;

   로 구성되는 것을 특징으로 하는 6축 병렬 로보트를 이용한 타이어 힘과 모멘트 시험장치.