KR20120063217A

KR20120063217A - 다축 관성력 인가장치

Info

Publication number: KR20120063217A
Application number: KR1020100124297A
Authority: KR
Inventors: 임준
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2010-12-07
Filing date: 2010-12-07
Publication date: 2012-06-15
Also published as: US20120139175A1; EP2463626A2; US9103682B2; EP2463626A3; JP2012122995A

Abstract

본 발명의 본 발명에 따른 다축 관성력 인가장치는 하부 지지판과, 상기 하부 지지판으로부터 기립되도록 고정된 2개의 제1 지지부재와, 상기 2개의 제1 지지부재 내측에 기립방향에 직교하도록 위치되고, 상기 제1 지지부재에 회전가능하도록 결합된 제2 지지부재와, 상기 제2 지지부재에 적층되고, 적층방향을 회전축으로 회전가능하도록 결합된 제3 지지부재를 포함하고, 하나의 방향으로만 가진 및 회전이 가능한 단축관성력발생기를 이용하여 다축방향의 가진 및 회전이 가능한, 다축 관성력 인가장치를 얻을 수 있다.

Description

다축 관성력 인가장치{Apparatus for apply multiaxial-inertial force}

본 발명은 다축 관성력 인가장치에 관한 것이다.

최근 MEMS 기술을 이용한 소형, 경량의 관성센서의 제작이 용이해짐에 따라 가전제품등으로 응용영역이 확대되고 있는 실정이다. 또한, 이에 따른 센서의 기능 또한 지속적으로 발전하여 하나의 센서로 하나의 축에 대한 관성력만 검출할 수 있는 단축센서에서, 하나의 센서로 2축이상의 다축에 대한 관성력 검출이 가능한 다축센서로 그 기능이 나날이 발전하고 있는 추세이다.

그리고, 제조된 관성센서는 제품으로 출시전에, 성능시험을 필수적으로 거친다. 그리고 관성센서는 센서에 인가된 관성력(각속도,가속도)을 전기적인 신호로 바꿔주는 변환기(Transducer)이므로 관성력을 직접 센서에 인가하고 전기적인 출력을 측정함으로서 그 성능을 확인할 수 있다.

그러나 단축에서 다축으로 센서의 기능이 확대되면서 측정시, 센서에 인가해야하는 관성력의 방향도 단축에서 다축으로 증가되어야하고 이로인해 관성력을 인가하는 장치의 구조나 기능이 매우 복잡해지는 문제점을 지니고 있다.

이를 위한 종래기술에 따른 3축 RateTable의 경우 단축RateTable에 비해 부피도 3배이상 클 뿐만 아니라 가격도 매우 바싸다. 특히 선형가속도를 발생시키기는 용도로 사용되는 가진기(Vibration Exciter)의 경우에는 하나의 장치로 3축 동시 가진이 불가능하여 측정하고자 하는 센서를 각축별로 장치를 옮겨가며 측정해야하는 문제점을 지니고 있다.

그리고 이와 같은 이유로 다축관성센서를 시험하는데 걸리는 시간은 단축센서에 비해 매우 길어지며 TestTime의 증가는 결국 제품가격의 증가와 직결되는 문제로 제품의 경쟁력을 떨어트리는 중요한 요소가 된다.

그리고, 3축방향의 관성력 검출이 가능한 3축각속도 센서의 경우,서로 직교하는 3축방향 모두에 대해 그 특성을 평가하여야 하므로 3축각속도 인가장치가 필요하다. 그러나 종래기술에 따른 3축각속도 인가장치는 단축각속도 인가장치에 비해 부피가 매우 크며 사용되는 부품의 수도 3배이상이 된다. 이와같은 장비는 고가의 매우 정밀한 모터가 필요하고 회전량을 검출할 수 있는 Angle Encoder, 전기신호를 모터의 회전축을 통해 외부로 연결해주는 슬립링(SlipRing)등의 매우 정교한 부품이 사용되고 있어 축이 늘어나면 그 배수만큼의 부품이 필요하게 된다. 또한 SlipRing은 DUT에서 나온신호를 외부측정장비와 연결해주는 채널의 역할을 하는데, 모터의 회전시, 그 자체가 노이즈원이 되기 때문에 전기신호가 통과하는 SlipRing의 개수가 늘어날수록 채널의 노이즈성분이 커지는 문제점을 지니고 있다.

또한, 가진기 혹은 선형가속도 발생기(Vibration Exciter)의 경우, 하나의 장치로 다축으로 가속도를 발생시키는 것이 매우 어려워 보통은 단축 가진기 여러대를 각축방향으로 고정시켜 사용하는 것이 보통이다. 이런경우, 다축측정을 위해서는DUT(DeviceUnderTest)를 축의 방향에 따라 설정된 여러대의 가진기로 옮겨 장착해야하는 번거로움이 생기며 시험시간을 크게 증가시키고, 축의 방향별로 여러대의 가속도 인가장치가 필요하게 되어 측정시스템을 구성하는 비용도 증가되는 문제점을 지니고 있다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 단축가진기로3축방향으로 진동 및 회전의 인가가 가능한 다축 관성력 인가장치를 제공하기 위한 것이다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 다축 관성력 인가장치는 하부 지지판과, 상기 하부 지지판으로부터 기립되도록 고정된 2개의 제1 지지부재와, 상기 2개의 제1 지지부재 내측에 기립방향에 직교하도록 위치되고, 상기 제1 지지부재에 회전가능하도록 결합된 제2 지지부재와, 상기 제2 지지부재에 적층되고, 적층방향을 회전축으로 회전가능하도록 결합된 제3 지지부재를 포함한다.

또한, 상기 제3 지지부재에는 적층방향으로 DUT 안착부가 형성된다.

또한, 본 발명에 따른 다축 관성력 인가장치는 상기 제2 지지부재에 회전축 방향으로 결합되는 방향전환 레버를 더 포함하고, 상기 방향전환 레버는 제1 지지부재의 외측부에 회전가능하도록 결합된다.

또한, 상기 제2 지지부재에는 상기 방향전환 레버가 결합 및 고정되는 결합공이 형성된다.

또한, 상기 제1 지지부재에는 상기 방향전환 레버가 관통되기 위한 지지홀이 형성된다.

또한, 본 발명에 따른 다축 관성력 인가장치는 상기 제3 지지부재에 결합되는 방향전환 레버를 더 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 다축 관성력 인가장치는 상기 제1 지지부재 및 제2 지지부재와 연결되고, 상기 제2 지지부재를 지지하는 보조지지판을 더 포함한다.

또한, 상기 제2 지지부재는 보조지지판에 대응되는 삽입돌기가 형성되고, 상기 보저지지판은 상기 삽입돌기에 대응되는 고정홈이 형성된다.

또한, 본 발명에 따른 다축 관성력 인가장치는 상기 제2 지지부재 및 제3 지지부재를 각각 이동시키는 구동장치를 더 포함한다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 발명의 의하면, 하나의 방향으로만 가진 및 회전이 가능한 단축 관성력 발생기를 이용하여 다축방향의 가진 및 회전이 가능함에 따라, 구성이 간단해지고, 저렴하게 구현가능할 뿐만 아니라, 종래기술에 따른 다축 관성력 인가장치에 비하여, 슬립링의 사용개수가 작아져 노이즈가 작아지고, 측정시간이 단축된 다축 관성력 인가장치를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 다축 관성력 인가장치의 제1 실시예에 따른 개략적인 사용상태도.
도 2는 본 발명에 따른 다축 관성력 인가장치의 제2 실시예에 따른 개략적인 사용상태도.
도 3은 본 발명에 따른 다축 관성력 인가장치의 제3 실시예에 따른 개략적인 사용상태도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 다축 관성력 인가장치의 개략적인 사시도.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다축 관성력 인가장치에 대하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 다축 관성력 인가장치의 제1 실시예에 따른 개략적인 사용상태도이다. 도시한 바와 같이, 상기 다축 관성력 인가장치(100)는 하부 지지판(110), 제1 지지부재(120), 제2 지지부재(130) 및 제3 지지부재(140)를 포함한다.

보다 구체적으로, 상기 하부 지지판(110)은 구동수단(미도시)과 연결되어 회전 또는 상하진동운동을 전달하기 위한 것이다.

그리고 상기 제1 지지부재(120)는 상기 하부 지지판(110)으로부터 기립되도록 고정된다.

그리고 제2 지지부재(130)는 제1 지지부재(120)에 기립방향에 직교하도록 위치되고, 상기 제1 지지부재(120)에 회전가능하도록 결합된다. 이를 위해 상기 제2 지지부재(130)에 회전축 방향으로 결합되는 방향전환 레버(150)를 더 포함하고, 상기 제2 지지부재(130)에는 결합공(미도시)이 형성되고, 상기 제1 지지부재(120)에는 지지홀(미도시)이 형성되고, 상기 방향전환 레버(150)에는 결합돌기(151)가 형성되고, 상기 결합돌기(151)는 상기 지지홀을 관통 및 지지됨과 동시에 상기 결합공에 결합된다. 이와 같이 이루어짐에 따라 상기 방향전환 레버(150)에 의해 상기 제2 지지부재(130)는 상기 제1 지지부재에 대하여 회전방향으로 이동될 수 있다. 또한, 상기 제2 지지부재(130)는 상기 제1 지지부재의 내측에 결합되는 측벽부(131) 및 상기 측벽부(131)에 직교하는 지지부(132)를 구비하고, 상기 결합공은 측벽부에 형성된다.

그리고 제3 지지부재(140)는 상기 제2 지지부재에 적층되고, 적층방향을 회전축으로 회전가능하도록 결합된다. 또한, 상기 제3 지지부재(140)에는 적층방향으로 DUT 안착부(미도시)가 형성된다. 상기 DUT 안착부는 관성센서(200)등이 장착된다.

또한, 상기 다축 관성력 인가장치(100)는 상기 제3 지지부재(140)에 결합되는 방향전환 레버(170)를 더 포함한다. 그리고 상기 방향전환 레버(170)의 조작에 의해 상기 제3 지지부재(140)는 제2 지지부재(130)에 대하여 회전이동된다.

또한 본 발명에 따른 다축 관성력 인가장치는 상기 제 1지지부재(110) 및 제2 지지부재(120)와 연결되고, 상기 제2 지지부재(120)를 지지하는 보조지지판(160)을 더 포함한다. 그리고 상기 제2 지지부재(120)는 보조지지판에 대응되는 삽입돌기(121)가 형성되고, 상기 보조지지판(160)은 상기 삽입돌기에 대응되는 고정홈(161)이 형성된다.

또한, 본 발명에 따른 다축 관성력 인가장치는 상기 제2 지지부재 및 제3 지지부재를 각각 이동시키는 구동장치를 더 포함하여 이루어질 수 있다.

상술된 바와 같이 이루어지고, 도 1은 Z축을 회전축방향으로 세팅하고 관성력을 인가하는 사용상태를 나타낸 것이다.

도 2는 본 발명에 따른 다축 관성력 인가장치의 제2 실시예에 따른 개략적인 사용상태도이다. 도시한 바와 같이, 도 1에 도시한 다축 관성력 인가장치에 있어서, 방향전환 레버(150)를 화살표 방향인 반시계 방향으로 회전시킬 경우, 상기 제2 지지부재(130)는 제1 지지부재(120)에 대하여 -90도 회전이동된다. 이 경우, 도 1은 Z축을 회전축방향으로 세팅하고 관성력을 인가하는 반면, 도 2는 X축을 회전축방향으로 세팅하고 관성력을 인가하는 사용상태를 나타낸 것이다.

도 3은 본 발명에 따른 다축 관성력 인가장치의 제3 실시예에 따른 개략적인 사용상태도이다. 도시한 바와 같이, 도 2에 도시한 다축 관성력 인가장치에 있어서, 방향전환 레버(170)를 화살표 방향인 반시계방향으로 회전시킬 경우, 상기 제3 지지부재(140)는 제2 지지부재(130)에 대하여 -90도 회전이동된다. 이 경우, 도 2은 X축을 회전축방향으로 세팅하고 관성력을 인가하는 반면, 도 3는 Y을 회전축방향으로 세팅하고 관성력을 인가하는 사용상태를 나타낸 것이다.

상기한 바와 같이 이루어짐에 따라, 본 발명에 따른 다축 관성력 인가장치는 가진 및 회전방향이 항상 일정하더라도, 제1, 2 및 3 지지부재에 의해 관성센서(200)가 받는 관성력의 축을 바꿀 수 있게 된다. 결국, 하나의 방향으로만 가진 및 회전이 가능한 단축 관성력 발생기를 이용하여 다축방향의 가진 및 회전이 가능하다. 또한, 종래기술에 따라 관성력을 인가하는 모터처럼 매우 정밀하거나 모터의 회전을 인식하는 AngleEncoder 및 DUT와 전기적인 연결채널 확보를 위해 슬립링을 포함할 필요는 없어, 매우저렴하고, 간단하게 구현될 수 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 다축 관성력 인가장치의 개략적인 사시도이다. 도시한 바와 같이, 다축 관성력 인가장치는 도 1에 도시한 다축 방향전환 레버(150) 대신 모터(M)를 이용하여 상기 제2 지지부재(130)를 회전이동시킨다. 또한, 본 발명에 따른 다축 관성력 인가장치는 별도의 모터(미도시)를 구비하여 제3 지지부재를 이동시킬 수도 있다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 다축 관성력 인가장치는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

100: 다축 관성력 인가장치 110: 하부 지지판
120: 제1 지지부재 130: 제2 지지부재
140: 제3 지지부재 150, 170: 방향전환 레버
160: 보조 지지부재

Claims

하부 지지판;
상기 하부 지지판으로부터 기립되도록 고정된 제1 지지부재;
상기 제1 지지부재에 기립방향에 직교하도록 위치되고, 상기 제1 지지부재에 회전가능하도록 결합된 제2 지지부재; 및
상기 제2 지지부재에 적층되고, 적층방향을 회전축으로 회전가능하도록 결합된 제3 지지부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 다축 관성력 인가장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 지지부재는 2개가 구비되고, 상기 제2 지지부재는 상기 제1 지지부재 내측에 기립방향에 직교하도록 위치되는 것을 특징으로 하는 다축 관성력 인가장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제3 지지부재에는 적층방향으로 DUT 안착부가 형성된 것을 특징으로 하는 다축 관성력 인가장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제2 지지부재에 회전축 방향으로 결합되는 방향전환 레버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다축 관성력 인가장치.
청구항 4에 있어서,
상기 제2 지지부재에는 상기 방향전환 레버가 결합 및 고정되는 결합공이 형성되는 것을 특징으로 하는 다축 관성력 인가장치.
청구항 4에 있어서,
상기 방향전환 레버는 제1 지지부재의 외측부에 회전가능하도록 결합된 것을 특징으로 하는 다축 관성력 인가장치.
청구항 6에 있어서,
상기 제1 지지부재에는 상기 방향전환 레버가 관통되기 위한 지지홀이 형성된 것을 특징으로 하는 다축 관성력 인가장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제3 지지부재에 결합되는 방향전환 레버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다축 관성력 인가장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 지지부재 및 제2 지지부재와 연결되고, 상기 제2 지지부재를 지지하는 보조지지판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다축 관성력 인가장치.
청구항 9에 있어서,
상기 제2 지지부재는 보조지지판에 대응되는 삽입돌기가 형성되고, 상기 보저지지판은 상기 삽입돌기에 대응되는 고정홈이 형성된 것을 특징으로 하는 다축 관성력 인가장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제2 지지부재 및 제3 지지부재를 각각 이동시키는 구동장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다축 관성력 인가장치.