KR20110026864A - 자유낙하 충격시험장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 낙하 시험물이 낙하충돌 직전까지 초기 설정된 낙하자세가 유지되면서 자유 낙하하는 자유낙하 충격시험장치(Free falling impact tester) 및 이를 이용한 자유낙하 충격시험방법을 제공하기 위한 것이다.

자유낙하, 충격시험

Description

자유낙하 충격시험장치 및 방법{Apparatus and method for free falling impact test}

본 발명은 휴대전화, 전자사전, 개인용 컴퓨터 등과 같은 휴대용 전자제품의 낙하 충격시험을 행하는 낙하 충격시험 방법 및 장치에 관한 것으로, 고가의 보조 장비 없이 간편한 조작만으로 정량적인 낙하자제 설정이 가능하여 재현성과 신뢰성을 가지는 자유낙하 충격시험 방법 및 장치에 관한 것이다.

고가의 휴대용 전자제품은 부주의에 의한 낙하충격에도 오작동이 없도록 개발하기 위해, 각 제조사(Set-maker)는 제품개발 단계에서 실제 현상에서 일어날 수 있는 모든 낙하 상황을 가정한 낙하충격시험을 수행한다. 이를 위해 재현성과 신뢰성이 있는 낙하충격시험 장비의 기계화를 시도하고 있다. 낙하 시 입사각(Incidence angle)에 따라 휴대용 전자제품이 받는 충격에너지(Impact energy)의 양에 상당한 차이가 발생한다는 것이 판명되면서, 신뢰성이 있는 제품개발을 위해 다양한 낙하각도의 낙하충격시험을 수행하고 있다. 종래 알려져 있는 기술에서는 낙하자세를 조절하는 기구물과 낙하높이를 조절할 수 있는 기조물을 이용하여 낙하물을 소정의 높이로 이송한 후, 낙하 바닥면에 자유 낙하시키고 각종 센서를 이용 하여 자유 낙하된 낙하물의 손상 정도를 판단한다.

1. 정량적 자세 제어 문제

낙하자세의 정량적 설정이라 함은 낙하물이 3차원 형태(만일 낙하되는 수직방향을 z축이라 하면 낙하충격면을 이루는 구성하는 두 축, x축과 y축을 말함)의 입체적인 것이므로, 낙하높이를 포함한 세 개의 설정변수가 필요하다. 즉, 낙하높이(h _z )와 낙하충격면을 정의하는 두 개의 공간 좌표축에 대한 각각의 회전 각도값(x축에 대한 회전각도 φ _x 와 y축에 대한 회전각도 φ _y 로 정의함)으로 설정되어야 하는데, 낙하높이를 제외한 두 변수를 정량적으로 제어하지는 못하고 있다(JP1989-316630, JP2000-065677, JP2000-111464, JP2002-372486, JP2003-215006, JP2003-166922, KR10-2004-0006510, JP2005-030938, US6508103). 또한, 낙하자세를 정밀하게 정량적으로 제어할 수 없으므로 낙하각도에 따른 민감설계(Sensitivity design)가 어려우며, 신뢰성 있는 반복 시험의 수행이 어렵다는 문제점이 있다.

2. 2차 충돌 거동 문제

낙하물은 낙하면(Impact floor)에 1차 충돌된 이후 되튀기(Rebound)면서 낙하면에 2차 이상 충돌한다. 이 때 1차 충돌지점은 실험자에 의해 의도된 곳이지만, 되튀김에 의한 2차 충돌지점은 충격반동과 낙하물의 관성효과에 의해 낙하물이 병진운동과 회전운동을 하게 되므로 실험자가 예상하지 못하는 지점이며, 때론 2차 충돌부위에서 낙하물의 심각한 손상이 발생하는 경우가 있으므로 1차 충돌 이후의 충돌거동 역시 대단히 중요하다.

그러나, 낙하자세 유지를 위해 별도의 기구물을 이용하는 경우(JP1989-316630, JP2000-065677, JP2000-111464, JP2002-372486, JP2003-166922, JP2005-030938), 이 기구물에 낙하물이 구속되어 있으므로 1차 충돌 이후 충돌 거동이 자연스럽게 이루어지기 어렵다는 문제점이 있다. 낙하 직전의 자세 유지를 위해 기구물로부터 낙하물을 개방하는 시스템(US6508103, JP2003-166922, JP2002-372486, JP2005-030938)에서도 낙하물의 되튀김 높이(Rebound height)가 높을 경우, 낙하물이 자세유지 기구 장치에 부딪힐 우려가 있다.

3. 개방 후 자세유지 문제

자유낙하 시 고려될 사항은 낙하물의 무게중심(Center of gravity, C.G.)과 낙하물을 잡아주는 기구물의 중심점에 대한 상대 위치이다. 만일 낙하물의 무게중심을 지나는 수직선과 낙하물을 잡아주는 기구물의 중심점을 지나는 수직선이 일치하지 않는다면, 두 지점의 거리 차로 인해 낙하물은 회전운동을 가지게 된다. 즉, 기구물의 지점과 낙하물의 무게중심이 일치하지 않을 경우(US6508103, JP2003-166922) 낙하물 개방과 동시에 회전관성(Moment of inertia)에 의해 초기 설정된 낙하자세를 유지할 수 없다는 문제점을 가지게 된다(도 2).

낙하물 개방을 위해 스토퍼(Stopper)를 사용하는 경우(JP2002-372486, KR10-2004-0006510), 자유낙하속도로 스토퍼에 부딪힐 때 관성에 의한 반작용이 발생하여 낙하물이 흔들릴 수 있다. 외부신호를 이용하여 집게형 지그(Jig)를 개방함으로써 낙하물을 놓아주는 경우(US6508103, JP2007-163222), 낙하물을 놓아주는 시간(Release time)을 찾기가 어려우며, 지그 개방 시 편차가 발생할 경우 낙하물이 흔들릴 수 있다는 문제점이 있다.

4. 낙하물 형상에 대한 장비의 유연성

낙하물의 낙하자세를 유지하기 위해 실이나 끈이 아닌 고정형 보조 기구물을 사용하는 경우(US6508103, JP2007-163222), 시험 대상물의 형상과 크기 및 중량에 따른 가변성을 손쉽게 수용하기 어렵다는 문제점이 있다.

5. 장비의 복잡성 및 가격 상승문제

자세 유지를 위해 가이드 레일(Guide rail)과 같은 기구물을 사용하는 경우, 가이드 레일 또한 고속구동이 되어야 하므로 장비가 복잡해지고 제조가격이 상승하는 문제점이 있다. 최근 전기적 신호를 이용하여 낙하물을 개방하는 장비가 개발되었으나, 고가의 정밀 측정장비를 이용하므로 제작 비용 상승과 함께 장비가 복잡해지는 단점이 있다.

표 1은 기능별로 관련 특허를 구분한 것이다.

자세 제어형	낙하물 개방형	스토퍼 이용 개방	JP2000-111464(US6374661)
		집게형 지그 개방	US6508103(JP2003-502630) JP2007-163222(KR10-2007-0079355)
	낙하물 비개방형	가이드 레일 이용	JP2000-65677 JP2002-372486 JP2005-30938(US6892564)
비자세 제어형	낙하물 개방형	스토퍼 이용 개방	KR10-2004-0006510
	낙하물 비개방형	가이드 레일 이용	JP1989-316630
		기타	JP2003-166922

KR10-2004-0006510에는 휴대단말기를 고정하여 낙하시키기 위한 홀더와, 홀더의 수직이동을 안내하기 위한 가이드와, 홀더를 일정 높이까지 끌어올리도록 가이드 상단에 고정된 상단모터와, 홀더에 고정되어 일정 높이 낙하 후 분리되는 휴대단말기가 충돌하도록 가이드 저부에 고정된 충격면과, 충격면과 상단모터부가 일정 높이를 두고 고정시키기 위한 고정프레임을 포함하여 구성되는 휴대단말기의 낙하 시험 장치에 있어서, 충격면은 고정프레임으로부터 방진되도록 분리되어 구성되는 휴대단말기의 낙하시험 장치가 개시되어 있다.

KR 10-2008-0090170에는 낙하시험할 대상인 피시험물을, 원하는 자세를 유지한 상태로 낙하하게 하는 것으로서, 수평면을 제공하는 베이스판과; 베이스판에 고정되며 수직 상부로 연장되는 높이조절기둥과; 높이조절기둥에 지지되며 수직으로 위치이동 가능하고 높이조절기둥의 측방향으로 연장된 아암과; 높이조절기둥에 아암을 고정하는 아암고정수단과; 피시험물을 원하는 자세로 매단 상태로 아암에 분리 가능하도록 연결되며 낙하시험시 아암으로부터 분리되어 피시험물과 함께 베이스판으로 낙하하는 피시험물홀더를 포함하는 자유낙하시험장치가 개시되어 있다.

JP1989-316630에는 물품을 일정한 높이 위치에서 피낙하면에 반복 자연 낙하시킬 수 있고, 그 물품이 파괴되기까지의 낙하 회수를 측정하는 것에 의하여 그 물품의 충격에 대한 내구성을 조사하는 낙하 시험기로서; 한 단부를 물품에 결합하고 다른 단부를 고정부에 고정함과 동시에, 중간부를 일정 높이 위치에 고정된 가이드 부재에 통과시킨 끈 모양체와; 가이드 부재와 고정단과의 중간부에 있어서 끈 모양체를 이탈 가능하게 계합하는 계합 수단과; 이 계합 수단을 이동 가능하게 지지하는 이동 수단과; 이 이동 수단을 이동하고 계합 수단에 계합된 끈 모양체의 한 단부에 결합된 물품을 끌어올릴 때, 이 물품의 유무를 검지하는 물품 검지 수단과; 이 물품 검지 수단에 의한 검지 회수를 계수하는 계수 수단과; 이 계수 수단, 계합 수단 및 이동 수단을 제어하는 제어 수단으로, 동작 시작 지령에 근거하여 계합 수단을 구동하여 끈 모양체를 계합한 다음에, 이동 수단을 구동하여 끈 모양체의 물품과의 결합부를 상방에 이동시키고 물품을 일정 높이까지 들어올린 뒤, 계합 수단에 계합된 끈 모양체를 이탈시키는 것에 의하여 물품을 자연 낙하시킬 수 있고, 이동 수단을 원래의 위치로 되돌려서 다시 한번 상술의 동작을 반복하되, 물품 검지 수단에 의하여 물품이 검지되지 않을 때까지 반복하는 제어를 수행하는 제어 수단을 구비하는 낙하 시험기가 개시되어 있다.

JP2000-65677에는 피시험물을 끈 모양 소재에 의하여 매달고 임의의 자세로 유지한 홀더를 이용하여 낙하 가이드 레일에 따라 피시험물을 홀더와 함께 고소에서 낙하시키는 것에 의하여 낙하 시험을 실행하는 낙하 시험 장치가 개시되어 있다.

JP2000-111464(US6374661)에는 a) 대상물을 소정의 각도로 매다는 수단과, b) 대상물과 매다는 수단을 실질적으로 상대 운동이 없도록 하여 낙하시킬 수 있는 수단과, c) 대상물이 낙하된 결과로서 충격을 받기 전의 어떤 시점에서 대상물을 매다는 수단에 매달린 상태에서 실질적으로 개방하는 수단을 구비하는 낙하 시험 장치가 개시되어 있다.

JP2002-372486에는 시험 대상물을 매달기 위한 가는 매다는 선을 지지하는 암과, 암을 안내하는 가이드 레일과, 시험 대상물이 충돌하는 충돌면과, 소정의 위치에서 암의 낙하를 정지시키는 암 스토퍼를 구비하고, 암에 매달린 상태 그대로 시험 대상물을 낙하시킬 수 있고 충돌면에 충돌시키는 낙하 시험 장치에 있어서, 시험 대상물의 흔들림을 방지하는 흔들림 방지 기구가 갖춰져 있는 낙하 시험 장치가 개시되어 있다.

JP2003-166922에는 시험물을 홀더로 지지한 상태에서 낙하시킬 수 있고, 시험물을 충격 받침판에 충돌시켜 낙하 충격 시험을 행하는 낙하 충격 시험 장치로서, 홀더는 시험물을 지지하기 위한 경사 부분을 갖는 테이퍼 부를 구비하는 낙하 충격 시험 장치가 개시되어 있다.

JP2003-215006에는 낙하 시험에 있어 승강 수단에 지지되어 승강하고, 피시험체를 매달아 지지함과 동시에 피시험체를 낙하시킬 수 있는 장치로서, 승강 수단에 지지된 장치 본체와; 서로 대향하여 배치되고, 각각 중간부가 수평한 축에 의하여 장치 본체에 지지되고, 이 수평한 축을 기준으로 각각의 상단은 서로 접근하고 하단은 서로 이격되는 제1위치와, 각각의 상단은 서로 이격되고 하단은 서로 접근하는 제2위치 사이를 회동함과 동시에, 평상시에는 각각 제1위치에 있는 한 쌍의 암과; 이 한 쌍의 암의 상방에 위치하고 장치 본체에 설치되어 피스톤을 한 쌍의 암에 대하여 접근 및 이격하도록 수직 방향에 따라 승강시키는 실린더와; 실린더의 피스톤에 설치되어 피스톤이 하강할 때에 한 쌍의 암의 상부간에 삽입되고, 한 쌍의 암을 제2위치에 고정하는 간격체와; 피시험체를 매달아 지지함과 동시에 한 쌍의 암이 제2위치에 있을 때에 한 쌍의 암에 수평한 축선을 기준으로 회동 가능하게 지지되는 현수구를 구비하는 낙하 시험 장치가 개시되어 있다.

JP2005-30938(US6892564)에는 낙하 강도를 시험하는 피검사물을 임의의 자세 각도로 고정하는 피검사물 고정부재와, 피검사물이 고정된 피검사물 고정부재를 피검사물의 낙하 방향을 따라 승강시키는 승강 부재와, 승강 부재를 피검사물 고정부재와 동시에 낙하시킬 때에 승강 부재가 간섭하는 일 없이 낙하 방향의 종단에서 피검사물과만 충돌하도록 구성된 낙하 대상 바닥을 구비하고, 피검사물 고정부재는 승강 부재에 비 접착으로 지지되어 피검사물이 낙하 대상 바닥에 충돌할 때, 고정부재가 승강 부재로부터 분리 가능하도록 구성되는 낙하 시험 장치가 개시되어 있다.

JP2007-163222(KR10-2007-0079355)에는 낙하 시험 플랫폼, PCB, 영상 픽업 카드, 충격 가속도계, 협지 장치, CCD 카메라를 사용하는 방법으로, 피측정물을 취득하고, 피측정물의 측정점을 충격 가속도계에 설정하고, 피측정물을 협지 장치에 의하여 프레임 위에 매달고, 모니터 프로그램으로 협지 장치의 작동을 시동하고, 협지 장치에 피측정물을 놓고, 피측정물을 자유 낙하하고, 피측정물을 압전 감지 플랫폼에 낙하하고, 모의 값과 실험을 비교하는 낙하 시험 계측 방법이 개시되어 있다.

US6508103(JP2003-502630)에는 시험 대상인 제품을 지지하는 협지 기구와, 안내로와, 이 안내로를 따라 습동함과 동시에 기구를 목표 위치로 향하여 진행하도록 장착된 습동부와, 제품을 기구로부터 해제하여 목표 위치에 충돌시키는 해제 장치를 구비하는 낙하 시험 장치가 개시되어 있다.

본 발명은 상기에서 서술한 바와 같은 낙하물의 정량적 자세 제어 문제, 1차 충돌 이후의 자연스러운 순차 충동 문제, 낙하물 개방 후 낙하 자세 유지 문제, 낙하물 형상에 대한 장비의 유연성 문제 그리고 장비의 복잡성 및 가격 상승 문제를 해결하고, 간편하면서 적은 비용이 드는 낙하 충격 시험 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해 낙하자세를 정량적으로 설정하고, 낙하 시험물을 어느 곳에도 구속되지 않은 상태로 낙하시켜 이상적인 낙하충돌거동을 구현하며, 낙하 시 회전관성이 발생하지 않도록 조절할 수 있고, 이로 인해 정밀한 반복시험이 가능한 낙하 충격 시험 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, (a) 낙하 충격 시험 장치의 상부에서 낙하물 고정지지대와 낙하물을 연결하는 연결선의 강도를 정하도록 낙하물의 중량을 측정하는 단계; (b) 낙하물에 대한 공간상의 x, y 및 z축을 설정하는 단계; (c) 낙하물의 길이 및 폭방향에 대한 최장길이(L _x , L _y )를 각각 측정하는 단계; (d) 길이 및 폭방향으로의 선정된 축에 대한 낙하물의 연결선의 전체 길이(l _x , l _y )를 각각 설정하는 단계; (e) 임의의 두 평면 축상에서 연결선의 무게중심점(x _cg , y _cg )과 일치하는 낙하물의 무게중심점(X _cg , Y _cg )을 파악한 후, 낙하물의 무게중심점으로부터 수직으로 연장되는 연결선 높이(l _z )의 상단 꼭지점을 기준으로, 연결선의 좌우측 길이(l ⁰ _xL , l ⁰ _xR , l ⁰ _yL , l ⁰ _yR )를 각각 측정한 후 기록하는 단계; (f) 자세설정장치를 이용하여 낙하물을 임의의 각도로 회전시킨 후, 회전 상태에서의 연결선의 좌우측 길이(l ^θ' _xL , l ^θ' _xR , l ^θ _yL , l ^θ _yR )를 각각 측정한 후 기록하는 단계; (g) 확정된 연결선 길이 정보를 이용하여 시험조건에 따라 낙하물의 자세가 유지되도록 고정지지대에 연결선을 이용하여 장착한 후 낙하물 탈착장치를 이용하여 낙하물을 낙하시키는 단계; (h) 낙하물이 바닥에 충격하는 거동을 동영상 촬영장치를 이용하여 기록하는 단계; 및 (i) 낙하물로부터 획득한 낙하물의 가속도 크기와 낙하충격면으로부터 수집된 낙하 충격량을 데이터 취합 장치를 이용하여 저장한 후 분석하는 단계를 포함하는 낙하 충격 시험 방법을 제공한다.

본 발명에서 (e) 단계에서 낙하물의 무게중심점을 파악하기 위해, 낙하물을 연결하는 x축 연결선 사이에 원형 막대를 끼운 다음, 연결선 사이의 임의위치에서 막대를 들어올림으로써, 낙하물의 x축 길이(L _x )가 밑변이 되고 막대의 끝점이 밑변과 마주보는 꼭지점이 되는 삼각형을 형성하고, 연결선 사이에서 막대의 위치를 이동시키면서 낙하물의 밑변이 x축과 평행을 이루게 되는 위치 혹은 y축에 대한 회전각(φ _y )이 0인 위치를 찾은 후, 계산 또는 레이저 포인터로 낙하물에 표시함으로써 무게중심점을 파악하며, y축에 대하여도 x축과 동일한 방법으로 실시하여 낙하물의 무게중심점을 파악하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 낙하물의 무게중심점(X _cg , Y _cg )은 다음 수학식 1에 의해 계산할 수 있다.

(단, X _cg = x _cg, Y _cg = y _cg )

본 발명에서 연결선의 전체 길이는 낙하물의 최장길이와 다음 수학식 2의 상관관계에 있고, 연결선의 좌우측 길이와 다음 수학식 3의 상관관계에 있다.

l _x = C ₁ × L _x

l _y = C ₂ × L _y

(C ₁ , C ₂ 는 1보다 큰 상수이고, C ₁ , C ₂ ≥ 1.5)

l _x = l ⁰ _xL + l ⁰ _xR = l ^θ' _xL + l ^θ' _xR

l _y = l ⁰ _yL + l ⁰ _yR = l ^θ _yL + l ^θ _yR

본 발명에서 낙하물의 무게중심점(X _cg , Y _cg )과 연결선의 무게중심점(x _cg , y _cg )이 일치함에 따라, 자유 낙하 시 낙하물의 회전관성에 의한 자유 회전이 방지되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 바닥에 놓이고 시험 대상인 낙하물이 충돌하는 기재판; 기재판에 고정되어 수직 상부로 설치되는 기둥; 기둥의 상부에 높이 조절 가능하게 수평 방향으로 설치되고, 낙하물을 고정하는 낙하물 고정지지대; 낙하물 고정지지대와 낙하물을 연결하는 낙하물 연결선; 낙하물 고정지지대로부터 낙하물을 탈착시켜 낙하시키는 낙하물 탈착장치; 낙하물에 부착되어 낙하물의 가속도를 측정하는 낙하물 가속도 센서; 기재판의 낙하기저면에 장착되어 낙하된 낙하물의 충격량을 측정하는 충격량 센서; 낙하하는 낙하물의 낙하거동을 촬영하는 낙하거동 동영상 촬영장치; 및 낙하물 가속도 센서, 충격량 센서 및 낙하거동 동영상 촬영장치와 연결되어 측정 데이터를 취합하여 분석하는 데이터 취합장치를 구비하는 낙하 충격 시험 장치를 제공한다.

본 발명의 낙하 충격 시험 장치는 낙하물의 낙하자세를 원하는 각도로 설정하는 자세설정장치를 추가로 포함할 수 있다.

본 발명에서 자세설정장치는 하부에 위치하는 기재판; 기재판에 좌우 이동 가능하게 수직 상부로 설치되고, 연결선을 높이 조절 가능하게 연결하는 연결선 높이 조절용 기둥; 기재판의 한쪽과 힌지 결합하여 기재판과 임의의 각도를 이루면서 움직이고, 낙하물을 수용하는 보조 기재판; 기재판과 보조 기재판의 결합 부위에 설치되어 보조 기재판의 각도를 조절하고 각도를 표시하는 각도 조절기 및 표시기; 기재판과 기둥의 결합 부위에 설치되어 기둥을 좌우로 이동시키는 연결선 좌우 이동용 가이드; 및 기재판과 보조 기재판의 결합 부위에 설치되고, 보조 기재판이 일정 각도를 이룬 후 보조 기재판을 고정시켜 각도를 유지시키는 각도 유지기를 구비한다.

본 발명에서 기재판은 상부가 개방되고 하부에 충격량 센서를 수용하는 다수의 홈을 구비하는 박스 형태의 프레임; 프레임의 상부에 탈부착 가능하게 안착되고, 낙하물과 충돌하는 낙하면이 다양한 형태로 가변 가능한 가변 낙하 충격판; 및 프레임의 상부에 수평으로 내향 설치되어 충격판의 이탈을 방지하는 충격판 이탈방지 장치를 구비한다.

본 발명의 낙하 충격 시험 장치에서 낙하물 탈착장치는 전기식, 공압식, 전자석식 또는 스프링식을 사용할 수 있다.

본 발명의 자유낙하시험장치는 저렴한 비용으로 낙하자세를 정량적으로 설정할 수 있고, 낙하 시험물을 어느 곳에도 구속되지 않은 상태로 낙하시켜 이상적인 낙하충돌거동을 구현할 수 있으며, 낙하 시 회전관성이 발생하지 않도록 조절하여, 이로 인해 정밀한 반복시험이 가능하다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 자유낙하 충격시험 장치의 구성도로서, 기재판(1), 낙하장치 지지 및 높이 조절용 기둥(2), 고정지지대(3), 낙하물 연결선(4), 낙하물 탈착장치(5), 낙하물 가속도 센서(6), 충격량 센서(7), 낙하거동 동영상 촬영장치(8), 데이터 취합장치(9)를 구비한다.

기재판(1)은 시험 대상인 낙하물이 충돌하는 낙하면을 포함하고 전체 장치를 지지한다. 기재판은 다양한 낙하면을 고려할 수 있는 탈부착이 가능한 가변 낙하면(Variable drop plates)을 구비할 수 있으며, 가변 낙하면의 충격량이 손실없이 낙하 기저면으로 전달되도록 할 수 있다.

도 9는 기재판(1)의 구성도로서, 기재판(1)은 프레임(21), 가변 낙하 충격판(22), 충격판 이탈방지 장치(23), 충격량 센서(24) 및 충격량 센서 고정 홈(25)을 구비한다.

프레임(21)은 상부가 개방되고 하부에 충격량 센서(24)를 수용하는 다수의 홈(25)을 구비하는 박스 형태의 구조를 갖는다.

가변 낙하 충격판(22)은 프레임(21)의 상부에 탈부착 가능하게 안착되고, 낙하물과 충돌하게 되는 상부의 낙하면은 다양한 형태로 가변 가능하다.

충격판 이탈방지 장치(23)는 프레임(21)의 상부 사각틀에 수평 방향으로 안쪽을 향하도록 일자 형태로 연장되어 설치됨으로써 충격판(22)의 이탈을 방지한다.

낙하물의 충격량 측정을 위해 기재판(1)의 프레임(21) 바닥면에 로드셀(Load cell: 충격량 센서)을 설치하고, 설치된 로드셀 위에 가변 낙하충격판(Variable impact plate)(22)을 올려놓는다. 프레임(21)의 바닥면은 강철로 되어 있으며, 로드셀은 바닥면에 완전 고정되어야 한다. 낙하충격량이 손실없이 로드셀에 전달되기 위해서는 낙하충격판(22)과 로드셀 역시 충분히 밀착되어 있어야 하며, 낙하물의 낙하충격으로 인한 낙하충격판(22)의 흔들림이 발생하지 않아야 한다.

보통 로드셀에 나사산이 있으므로, 이를 고려하여 프레임(21)의 바닥면에 홈(25)으로서, 로드셀 조립이 가능한 다수의 나사구멍을 가공한다. 로드셀은 정중앙에 하나를 설치하기보다는 낙하충격판(22)의 흔들림이 없도록, 일정간격으로 세 개를 설치하는 것이 바람직하다. 또한, 프레임(21)의 바닥면 외곽에는 일정크기의 사각 틀을 만들어 낙하충격판(22)의 안착을 돕게 한다. 프레임(21)의 외곽 틀과 낙하충격판(22)의 틈새는 고무와 같은 완충재로 채워 상하좌우의 흔들림이 발생하지 않도록 한다. 낙하충격판(22)은 낙하물의 크기와 낙하충격 상황을 고려할 수 있도록 크기와 재질을 달리할 수 있으며, 사용되는 재질은 나무, 콘크리트, 아스팔트 등이 고려될 수 있다(도 9).

기둥(2)은 기재판(1)에 고정되어 수직 상부로 설치되고, 낙하충격 시험장치를 지지하면서, 고정지지대(3)를 높이 조절 가능하도록 고정한다.

낙하물 고정지지대(3)는 그 일 측이 기둥(2)의 상부에 수평 방향으로 고정되고, 다른 일 측은 낙하물을 고정한다. 낙하물 고정지지대(3)는 기둥에 높이 조절 가능하게 고정될 수 있다. 예를 들어, 대한민국 특허 공개 제2008-90170호에 개시된 바와 같이, 기둥(2)에 일정 간격으로 다수의 구멍을 형성하고, 기둥(2)의 구멍과 대응하는 구멍을 갖는 고정지지대(3)를 기둥(2)에 넣고, 원하는 높이로 고정지지대(3)를 이동시킨 후, 기둥(2)과 고정지지대(3)의 구멍을 정렬시킨 다음, 구멍에 핀을 삽입하여 고정할 수 있다.

낙하물 연결선(4)은 낙하물 고정지지대(3)와 낙하물을 연결하며, 예를 들어 명주실, 낚시 줄, 피아노 줄과 같은 실이나 끈 모양으로 이루어진다. 연결선(4)을 실과 같은 종류로 선택하는 이유는 낙하물의 자유로운 충격거동을 확보하기 위한 것이다. 연결선(4)의 강도는 낙하물의 무게에 따라 정할 수 있다.

낙하물 탈착장치(5)는 낙하물 고정지지대(3)로부터 낙하물을 탈착시켜 낙하시키는 장치로서, 시험을 위해 설정된 낙하자세로 낙하물을 개방하는 장치이다. 낙하물 탈착장치(5)는 전기식, 공압식, 전자석식 또는 스프링식 등으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 간략하게는 낙하물 고정지지대(3)의 일측에 탈착 가능한 핀을 설치하고, 이 핀에 연결선(4)을 걸친 후, 핀을 개방하여 낙하물을 낙하시킬 수 있다. 또한, 대한민국 특허 공개 제2008-90170호에 개시된 바와 같이, 고정지지대(3)와 연결선(4)을 연결하는 홀더부재를 이용하여, 홀더부재를 고정지지대(3)에 핀으로 탈착 가능하게 설치한 후, 핀을 개방하여 낙하물을 낙하시킬 수 있다.

낙하물 가속도 센서(6)는 낙하시험의 정량적 분석을 위해 낙하물에 부착되어 낙하물의 가속도를 측정한다.

충격량 센서(7)는 낙하시험의 정량적 분석을 위해 기재판의 낙하기저면(Drop base frame)에 장착되어 낙하된 낙하물의 낙하 충격량을 측정할 수 있는 압전 센서이다.

낙하거동 동영상 촬영장치(8)는 낙하하는 낙하물의 낙하거동을 촬영하는 장치로서, 낙하충돌 과정을 카메라를 이용하여 동영상 촬영한다.

데이터 취합장치(9)는 낙하물 가속도 센서(6), 충격량 센서(7) 및 낙하거동 동영상 촬영장치(8)와 연결되어 측정 데이터를 취합하여 분석하는 장치로서, 상기 세 가지 신호를 취합하여 분석하는 DAQ(Data acquisition system) 시스템이다.

도 7은 낙하물을 임의의 각도로 설정하는 자세설정장치의 구성도로서, 자세설정장치는 기재판(11), 연결선 높이 조절용 기둥(12), 보조 기재판(13), 각도 조절기 및 표시기(14), 연결선 좌우 이동용 가이드(15) 및 각도 유지기(16)를 구비한다.

기재판(11)은 자세설정장치의 하부에 위치한다.

연결선 높이 조절용 기둥(12)은 기재판(11)에 좌우 이동 가능하게 수직 상부로 설치되고, 연결선(4)을 높이 조절 가능하게 연결한다. 연결선(4)의 높이 조절은 상술한 바와 같은 고정지지대(3)의 높이 조절 방식과 동일하게 구현할 수 있다.

보조 기재판(13)은 기재판(11)의 한쪽과 힌지 결합하여 기재판(11)과 임의의 각도를 이루면서 움직이고, 상부 표면에 낙하물을 수용한다.

각도 조절기 및 표시기(14)는 기재판(11)과 보조 기재판(13)의 결합 부위에 설치되어 보조 기재판(13)의 각도를 조절하고 각도를 표시한다.

연결선 좌우 이동용 가이드(15)는 기재판(11)과 기둥(12)의 결합 부위에 설치되어 기둥(12)을 좌우로 이동시키며, 이에 따라 연결선(4)의 좌우 위치를 조절할 수 있다. 좌우 이동은 예를 들어, 미닫이 창호와 같이, 기재판(11)에 레일을 설치하고 가이드(15)에 바퀴를 설치하여, 가이드(15)가 레일 위를 활주하는 방식을 사용할 수 있다.

각도 유지기(16)는 기재판(11)과 보조 기재판(13)의 결합 부위에 설치되고, 보조 기재판(13)이 일정 각도를 이룬 후 보조 기재판(13)을 고정시켜 각도를 유지시킨다.

이하, 본 발명에 따른 낙하 충격 시험 장치를 이용한 낙하 충격 시험 방법을 설명한다.

먼저, 낙하물의 중량을 측정하여 연결선의 강도를 정한다. 연결선의 강도는 낙하물의 중량을 고려하여 노끈, 낚시줄, 낙하산줄 혹은 피아노줄과 같이 안전하게 결정한다. 연결선의 길이(l _x , l _y )는 낙하물의 최장 길이보다 충분히 길게 하는 것이 바람직하다. 적어도 낙하물의 최장 길이의 1.5배 이상일 것과, 낙하물에 두 개의 연결선을 부착하고 낙하물을 들어올렸을 때 두 개의 연결선이 같은 높이(l _z )를 가질 것을 권장한다.

[수학식 2]

l _x = C ₁ × L _x

l _y = C ₂ × L _y

여기서 C ₁ , C ₂ 는 1보다 큰 상수(C ₁ , C ₂ ≥ 1.5를 권장함)

다음, 도 3에서와 같이 낙하물에 대한 공간상의 x, y 및 z축을 설정한다. 낙하물을 낙하충격면에 자연스럽게 내려놓고 시험목적을 고려하여 직교하는 평면축 x, y를 설정한다.

다음, 평면축 x, y를 설정했다면 축방향으로 낙하물의 최장 길이를 측정(L _x , L _y )한다. 즉, 도 4에서와 같이 낙하물의 길이 및 폭방향에 대한 최장길이인 L _x 와 L _y 를 각각 측정한다.

다음, 도 4에서와 같이 길이 및 폭방향으로의 선정된 축에 대한 낙하물의 연결선 길이인 l _y 와 l _x 를 각각 확정한다.

다음, 도 4, 5, 6에서와 같이 임의의 두 평면 축상에서 낙하물이 낙하면과 수평을 이루는 무게중심점(Center of gravity, C.G.)을 파악한다. 무게중심 두 좌표값(x _cg , y _cg )은 순차적으로 파악한다.

낙하물의 무게중심점(X _cg , Y _cg )과 기구물(연결선)의 중심점(x _cg , y _cg )이 일치한다면, 낙하물은 낙하충격면과 평행한 자세를 유지할 것이다. 낙하물의 무게중심점은 다음과 같은 방법으로 구한다.

만일, x축에 대한 무게중심점, X _cg 를 먼저 찾는다면, x축 선상의 임의 위치에 x축 연결선(l _x )을 x축에 평행하게 낙하물에 부착한다. 연결선의 길이는 사용하는 막대의 직경을 고려하여 준비한다. 미끌림을 방지하기 위해 막대에 연결선을 수 차례 감고자 할 경우에도, 감겨진 길이를 고려하여 막대에 의해 분할된 절대거리의 합은 항상 초기 설정길이(l _x )와 같도록 해야 한다.

x축 연결선 사이에 원형 막대를 끼운 다음 낙하물을 들어올린다. 연결선을 부착한 후 연결선 사이의 임의위치에서 막대를 들어올리면, 낙하물의 x축 길이(L _x ) 가 밑변이 되고 막대의 끝점이 밑변과 마주보는 꼭지점이 되는 삼각형이 형성된다. 연결선 사이에서 막대의 위치를 이동시키면서 밑변이 축과 평행을 이루게 되는 위치를 찾는다(도 4). 즉, 낙하물이 x축에 평행하게 되는 위치 혹은 y축에 대한 회전이 φ _y = 0인 위치(X _cg = x _cg )를 찾는다. 이 때 막대에 의해 분할되는 좌/우측 연결선의 절대길이(l ⁰ _xL , l ⁰ _xR )를 기록한다. 찾아진 x축에 대한 무게중심점은 직각삼각형의 길이관계를 정의한 "피타고라스(Pythagoras) 정의"를 이용하여 계산하거나, 레이저포인터와 같은 도구를 이용하여 파악할 수 있다(도 5).

[수학식 1]

(단, X _cg = x _cg, Y _cg = y _cg )

파악된 무게중심위치를 낙하물 표면에 표시하고 X _cg 를 지나는 수평선을 낙하물 표면에 긋는다. 다음으로 y축에 대한 무게중심점, Y _cg 를 찾는다. X _cg 를 지나면서 y축에 평행하게 y축 연결선을 낙하물에 부착한다. 앞서 설명한 방법을 반복하여 Y _cg 와 좌/우측 연결선의 길이(l ⁰ _yL , l ⁰ _yR )를 기록한다(도 6).

[수학식 3]

l _x = l ⁰ _xL + l ⁰ _xR

l _y = l ⁰ _yL + l ⁰ _yR

여기서 다음과 같은 첨자 규약으로 표시하였다. 윗 첨자인 숫자는 기준축에 대한 낙하물의 회전각도(degree)이며, 아랫 첨자는 무게중심 축의 좌측(Left, L)과 우측(Right, R)을 나타낸다.

참고로 앞서 언급한 바와 무게중심을 지나는 선분을 밑변으로 하는 두 개의 삼각형의 높이(l _z )가 같도록 연결선의 길이를 다소 조정하는 것이 실험의 편의를 위해 바람직하다.

파악된 낙하물의 무게중심과 낙하물을 잡고 있는 연결선의 중심점은 항상 일치되어야 한다. 이를 통해 자유 낙하 시 낙하물의 회전관성(Moment of inertia)에 의한 자유 회전이 발생하지 않도록 할 수 있다.

초기 무게중심을 파악했을 경우가 자유낙하 조건 중(0 deg, 0 deg) 낙하조건이 된다.

다음, 도 6에서와 같이 두 평면 축상에 대한 무게중심점을 찾은 후 연결선의 길이인 l ⁰ _yL , l ⁰ _yR , l ⁰ _xL 및 l ⁰ _xR 를 각각 측정한 후 기록한다. 이 단계는 자유낙하각도를 설정하는 단계이다.

다음, 도 7, 8에서와 같이 시험하고자 하는 임의 각도에 대하여 자세설정기 기를 이용하여 연결선 길이 l ^θ' _xL , l ^θ' _xR , l ^θ _yL , l ^θ _yR 를 측정한 후 기록한다. 이 단계는 자유낙하각도를 설정하는 단계이다.

낙하각도는 정량화된 값으로 시험자에게 편리한 제어수치가 되며, 이를 반영하기 위해서 정량적 각도 측정 장치가 필요하다. 실제 시험은 각도측정장치, 즉 자세설정기기에서 설정되며, 설정된 각도 값이 시험의 재현성을 위해 연결선의 길이 값으로 대체된다.

낙하물의 무게중심이 파악된 다음 다양한 낙하자세를 설정하여 시험을 반복시험을 수행하므로, 낙하자세는 기준평면축에 대한 회전각도(φ _x , φ _y )로 표시한다. 정량화된 회전각도를 설정하기 위해 회전 각도가 표시되는 자세설정기기를 이용한다(도 7).

자세설정장치는 각도를 알 수 있도록 회전축에 각도계가 설치되는 것만 다를 뿐 '각도가 조절되는 독서대'의 원리와 흡사하게 제작된다.

원하는 각도를 설정한 다음 자세설정기기에 낙하물을 올려놓은 놓는다. 무게중심선의 끝단에 부착된 연결선의 꼭지점을 낙하물에 표시된 무게중심점의 수직선 상에 위치하게 한 후 순차적으로 좌/우측 연결선의 길이(l ^θ' _xL , l ^θ' _xR )와 (l ^θ _yL , l ^θ _yR )를 기록한다(도 8). 아래 표는 다양한 시험조건에 대한 사례이다.

	φ x (deg)	φ y (deg)	x축 연결선 길이		y축 연결선 길이
			좌측(L)	우측(R)	좌측(L)	우측(R)
낙하조건 1	0	0	l 0 xL	l 0 xR	l 0 yL	l 0 yR
낙하조건 2	30	30	l 30 xL	l 30 xR	l 30 yL	l 60 yR
낙하조건 3	60	45	l 60 xL	l 60 xR	l 45 yL	l 45 yR

낙하자세 각도조절장치를 통해 연결선의 길이를 측정하였으므로 별도의 가이드레일은 필요 없다.

낙하물이 종이나 깃털처럼 가볍고 넓은 면적을 가진다면 공기저항에 의한 회전력이 발생할 것이지만, 일반적으로 휴대폰이나 노트북과 같은 가전제품의 경우 공기저항에 따른 회전력은 무시될 수 있을 정도의 형상과 무게를 가진다고 볼 수 있을 것이다. 그러므로 낙하물의 무게중심과 낙하 기구물의 중심점이 일치한다면 회전관성은 발생하지 않는다고 볼 수 있다.

다음, 도 1에서와 같이 확정된 연장선 길이를 이용하여 낙하물을 낙하물 고정지지대에 장착한 후, 낙하물 탈착장치를 이용하여 낙하물을 낙하시킨다.

다음, 도 1에서와 같이 낙하물이 바닥에 충격하는 거동을 낙하 거동 동영상 촬영장치를 이용하여 기록한다. 1차 및 2차 충격거동에 대한 동영상 촬영 예시는 도 10 및 도 11과 같다.

다음, 도 1에서와 같이 낙하물로부터 획득한 낙하물의 가속도 크기, 충격량 및 충격거동을 데이터 취합 장치를 이용하여 저장한 후 분석한다. 1차 및 2차 충격거동에 대한 충격량 예시는 도 12와 같다.

도 1은 본 발명에 따른 자유낙하 충격시험 장치의 구성도이다.

도 2는 무게중심과 회전관성을 나타낸 것이다.

도 3은 낙하시험의 좌표계와 낙하자세 설정변수를 나타낸 것이다.

도 4는 원형 막대를 이용하여 무게중심을 찾는 것을 나타낸 것이다.

도 5는 낙하물에 대한 좌표계와 그 좌표계 및 방향에 대한 연결선의 길이를 나타낸 것이다.

도 6은 낙하물의 길이 및 폭방향에 대한 무게중심을 나타낸 것이다.

도 7은 낙하물을 임의의 각도로 설정하는 자세설정장치의 구성도이다.

도 8은 임의의 각도를 갖는 낙하물의 길이 및 폭방향에 대한 무게중심을 나타낸 것이다.

도 9는 충격량 센서가 장착되고 가변 낙하 충격판을 구비하는 기재판의 구성도이다.

도 10은 휴대폰의 자유낙하에 있어서 1차 낙하충격 거동을 나타낸 사진이다.

도 11은 휴대폰의 자유낙하에 있어서 1차 낙하충격 후 되튀기에 의한 2차 충격거동을 나타낸 사진이다.

도 12는 낙하시험 후 획득한 결과에 대한 그래프이다.

도 13은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 낙하 충격시험의 측정방법 흐름도를 나타낸 것이다.

[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명]

1: 기재판

2: 낙하장치 지지 및 높이 조절용 기둥

3: 고정지지대

4: 연결선

5: 탈착장치

6: 가속도 센서

7: 충격량 센서

8: 낙하물 동영상 촬영장치

9: 데이터 취합장치

11: 기재판

12: 연결선 높이 조절용 기둥

13: 보조 기재판

14: 각도 조절기 및 표시기

15: 연결선 좌우 이동용 가이드

16: 각도 유지기

21: 프레임

22: 가변 낙하 충격판

23: 충격판 이탈방지 장치

24: 충격량 센서

25: 충격량 센서 고정 홈

Claims (10)

1. (a) 낙하 충격 시험 장치의 상부에서 낙하물 고정지지대와 낙하물을 연결하는 연결선의 강도를 정하도록 낙하물의 중량을 측정하는 단계;

   (b) 낙하물에 대한 공간상의 x, y 및 z축을 설정하는 단계;

   (c) 낙하물의 길이 및 폭방향에 대한 최장길이(L _x , L _y )를 각각 측정하는 단계;

   (d) 길이 및 폭방향으로의 선정된 축에 대한 낙하물의 연결선의 전체 길이(l _x , l _y )를 각각 설정하는 단계;

   (e) 임의의 두 평면 축상에서 연결선의 무게중심점(x _cg , y _cg )과 일치하는 낙하물의 무게중심점(X _cg , Y _cg )을 파악한 후, 낙하물의 무게중심점으로부터 수직으로 연장되는 연결선 높이(l _z )의 상단 꼭지점을 기준으로, 연결선의 좌우측 길이(l ⁰ _xL , l ⁰ _xR , l ⁰ _yL , l ⁰ _yR )를 각각 측정한 후 기록하는 단계;

   (f) 자세설정장치를 이용하여 낙하물을 임의의 각도로 회전시킨 후, 회전 상태에서의 연결선의 좌우측 길이(l ^θ' _xL , l ^θ' _xR , l ^θ _yL , l ^θ _yR )를 각각 측정한 후 기록하는 단계;

   (g) 확정된 연결선 길이 정보를 이용하여 시험조건에 따라 낙하물의 자세가 유지되도록 고정지지대에 연결선을 이용하여 장착한 후 낙하물 탈착장치를 이용하여 낙하물을 낙하시키는 단계;

   (h) 낙하물이 바닥에 충격하는 거동을 동영상 촬영장치를 이용하여 기록하는 단계; 및

   (i) 낙하물로부터 획득한 낙하물의 가속도 크기와 낙하충격면으로부터 수집된 낙하 충격량을 데이터 취합 장치를 이용하여 저장한 후 분석하는 단계를 포함하는 낙하 충격 시험 방법.
2. 제1항에 있어서, (e) 단계에서 낙하물의 무게중심점을 파악하기 위해,

   낙하물을 연결하는 x축 연결선 사이에 원형 막대를 끼운 다음, 연결선 사이의 임의위치에서 막대를 들어올림으로써, 낙하물의 x축 길이(L _x )가 밑변이 되고 막대의 끝점이 밑변과 마주보는 꼭지점이 되는 삼각형을 형성하고,

   연결선 사이에서 막대의 위치를 이동시키면서 낙하물의 밑변이 x축과 평행을 이루게 되는 위치 혹은 y축에 대한 회전각(φ _y )이 0인 위치를 찾은 후, 계산 또는 레이저 포인터로 낙하물에 표시함으로써 무게중심점을 파악하며,

   y축에 대하여도 x축과 동일한 방법으로 실시하여 낙하물의 무게중심점을 파악하는 것을 특징으로 하는 낙하 충격 시험 방법.
3. 제2항에 있어서, 낙하물의 무게중심점(X _cg , Y _cg )은 다음 수학식 1에 의해 계 산하는 것을 특징으로 하는 낙하 충격 시험 방법.

   [수학식 1]

   

   (단, X _cg = x _cg, Y _cg = y _cg )
4. 제1항에 있어서, 연결선의 전체 길이는 낙하물의 최장길이와 다음 수학식 2의 상관관계에 있고, 연결선의 좌우측 길이와 다음 수학식 3의 상관관계에 있는 것을 특징으로 하는 낙하 충격 시험 방법.

   [수학식 2]

   l _x = C ₁ × L _x

   l _y = C ₂ × L _y

   (C ₁ , C ₂ 는 1보다 큰 상수이고, C ₁ , C ₂ ≥ 1.5)

   [수학식 3]

   l _x = l ⁰ _xL + l ⁰ _xR = l ^θ' _xL + l ^θ' _xR

   l _y = l ⁰ _yL + l ⁰ _yR = l ^θ _yL + l ^θ _yR
5. 제1항에 있어서, 낙하물의 무게중심점(X _cg , Y _cg )과 연결선의 무게중심점(x _cg , y _cg )이 일치함에 따라, 자유 낙하 시 낙하물의 회전관성에 의한 자유 회전이 방지되는 것을 특징으로 하는 낙하 충격 시험 방법.
6. 바닥에 놓이고 시험 대상인 낙하물이 충돌하는 기재판;

   기재판에 고정되어 수직 상부로 설치되는 기둥;

   기둥의 상부에 높이 조절 가능하게 수평 방향으로 설치되고, 낙하물을 고정하는 낙하물 고정지지대;

   낙하물 고정지지대와 낙하물을 연결하는 낙하물 연결선;

   낙하물 고정지지대로부터 낙하물을 탈착시켜 낙하시키는 낙하물 탈착장치;

   낙하물에 부착되어 낙하물의 가속도를 측정하는 낙하물 가속도 센서;

   기재판의 낙하기저면에 장착되어 낙하된 낙하물의 충격량을 측정하는 충격량 센서;

   낙하하는 낙하물의 낙하거동을 촬영하는 낙하거동 동영상 촬영장치; 및

   낙하물 가속도 센서, 충격량 센서 및 낙하거동 동영상 촬영장치와 연결되어 측정 데이터를 취합하여 분석하는 데이터 취합장치를 구비하는 낙하 충격 시험 장치.
7. 제6항에 있어서, 낙하물의 낙하자세를 원하는 각도로 설정하는 자세설정장치 를 추가로 포함하는 낙하 충격 시험 장치.
8. 제7항에 있어서, 자세설정장치는

   하부에 위치하는 기재판;

   기재판에 좌우 이동 가능하게 수직 상부로 설치되고, 연결선을 높이 조절 가능하게 연결하는 연결선 높이 조절용 기둥;

   기재판의 한쪽과 힌지 결합하여 기재판과 임의의 각도를 이루면서 움직이고, 낙하물을 수용하는 보조 기재판;

   기재판과 보조 기재판의 결합 부위에 설치되어 보조 기재판의 각도를 조절하고 각도를 표시하는 각도 조절기 및 표시기;

   기재판과 기둥의 결합 부위에 설치되어 기둥을 좌우로 이동시키는 연결선 좌우 이동용 가이드; 및

   기재판과 보조 기재판의 결합 부위에 설치되고, 보조 기재판이 일정 각도를 이룬 후 보조 기재판을 고정시켜 각도를 유지시키는 각도 유지기를 구비하는 것을 특징으로 하는 낙하 충격 시험 장치.
9. 제6항에 있어서, 기재판은

   상부가 개방되고 하부에 충격량 센서를 수용하는 다수의 홈을 구비하는 박스 형태의 프레임;

   프레임의 상부에 탈부착 가능하게 안착되고, 낙하물과 충돌하는 낙하면이 다 양한 형태로 가변 가능한 가변 낙하 충격판; 및

   프레임의 상부에 수평으로 내향 설치되어 충격판의 이탈을 방지하는 충격판 이탈방지 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 낙하 충격 시험 장치.
10. 제6항에 있어서, 낙하물 탈착장치가 전기식, 공압식, 전자석식 또는 스프링식인 것을 특징으로 하는 낙하 충격 시험 장치.

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