KR20170033660A - 낙하 충격 시험기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 시험대상물이 안착되는 평탄한 면을 구비한 하부플레이트와, 상기 하부플레이트 상면의 꼭지점 영역에 일정 높이로 직립되게 배치되는 설치되는 메인 기둥과, 상기 메인 기둥의 상면에 설치되는 상부플레이트로 이루어지는 본체부와; 상기 메인 기둥과 상기 메인 기둥 사이에 위치하며 상호 대향되게 배치되는 가이드바와, 상기 가이드바와 상기 가이드바 사이에 상기 가이드바를 따라 승하강 이동 가능하게 설치되며 하면에 상기 시험대상물과 충돌하는 해머가 구비된 가이드플레이트로 이루어지는 가이드부와; 상기 해머의 양측을 그립하도록 상호 대향되게 배치되는 유압실린더와, 상기 해머를 일정 높이로 이동시킨 후에 낙하시킬 수 있도록 상기 유압실린더가 고정되는 이동플레이트와, 상기 이동플레이트를 일정 높이로 이동시키는 이동수단으로 이루어지는 낙하구동부를; 포함한 것을 특징으로 하는 낙하 충격 시험기를 제시함으로써, 시험대상물에 충격을 가하는 해머가 반복적인 시험시에 동일한 지점에 낙하가 이루어지도록 함으로써 정확한 시험이 이루어지도록 할 뿐만 아니라, 와이어 방식이나 전자식에 의하여 해머의 낙하가 이루어지는 방식에 비하여 구조적인 안정성을 향상시킴으로써 제품에 대한 사용자의 만족도를 향상시킬 수 있다.

Description

낙하 충격 시험기{FALLING IMPACT TESTER}
본 발명은 낙하 충격 시험기에 관한 것으로서, 상세하게는, 정확한 낙하 충격 시험이 이루어지도록 할 수 있는 낙하 충격 시험기에 관한 것이다.
일반적으로 금속 재료의 물리적 성질을 파악하기 위한 시험 항목으로는 인장시험(Tensile Test), 굴곡시험(Bending Test), 경도시험(Hardness Test), 낙중시험(Naval Research Laboratory) 및 파괴모드 변화측정시험(Drop Weight Tear Test)등이 있다.
이러한 시험 항목 중에서 낙중시험을 실시하기 위한 낙하 충격 시험기는 재료의 인성 혹은 강도를 측정하기 위한 기구로, 노치(notch)를 형성한 시험편에 해머(진자)를 통한 충격력을 가해서 파괴시키고, 이러한 시험편의 파괴과정에서 발생하는 에너지를 흡수한 충격값을 도출하여 재료의 기계적 물성자료로 이용하는 물성시험기의 일종이다.
그런데, 종래의 낙하 충격 시험기에 있어서, 낙하되면서 시험대상물에 충격을 가하는 해머는 전자석을 이용하거나 와이어를 이용하여 상기 해머의 승강이동이 이루어지도록 하는 방식이므로 전자석을 이용한 방식의 경우에는 전력이 차단되는 경우에 임의로 해머가 낙하될 수 있고, 와이어를 이용한 방식의 경우에는 와이어가 절단될 수 있으므로 안정성이 저하된다는 문제점이 있다.
또한, 상기 해머가 낙하 동작시에 상기 해머가 낙하되는 낙하 경로를 안내할 수 있는 별도의 수단이 마련되어 있지 않으므로 해머가 낙하하는 낙하 지점의 변동으로 인하여 정확한 시험이 이루어지지 못하게 되고 그에 따라 정확한 시험 데이터를 획득하지 못한다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 시험대상물에 충격을 가하는 해머가 반복적인 시험시에 동일한 지점에 낙하가 이루어지도록 함으로써 정확한 시험이 이루어지도록 할 뿐만 아니라, 와이어 방식이나 전자식에 의하여 해머의 낙하가 이루어지는 방식에 비하여 구조적인 안정성을 향상시킴으로써 제품에 대한 사용자의 만족도를 향상시킬 수 있는 낙하 충격 시험기를 제시하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 과제의 해결을 위하여, 본 발명은 시험대상물이 안착되는 평탄한 면을 구비한 하부플레이트와, 상기 하부플레이트 상면의 꼭지점 영역에 일정 높이로 직립되게 배치되는 메인 기둥과, 상기 메인 기둥의 상면에 설치되는 상부플레이트로 이루어지는 본체부와; 상기 메인 기둥과 상기 메인 기둥 사이에 위치하며 상호 대향되게 배치되는 가이드바와, 상기 가이드바와 상기 가이드바 사이에 상기 가이드바를 따라 승하강 이동 가능하게 설치되며 하면에 상기 시험대상물과 충돌하는 해머가 구비된 가이드플레이트로 이루어지는 가이드부와; 상기 해머의 양측을 그립하도록 상호 대향되게 배치되는 유압실린더와, 상기 해머를 일정 높이로 이동시킨 후에 낙하시킬 수 있도록 상기 유압실린더가 고정되는 이동플레이트와, 상기 이동플레이트를 일정 높이로 이동시키는 이동수단으로 이루어지는 낙하구동부를; 포함한 것을 특징으로 하는 낙하 충격 시험기를 제시한다.
여기서, 상기 가이드 플레이트의 꼭지점 영역에는 각각 가이드공이 관통 형성되고, 상기 가이드바는 4개가 대칭되게 구비되어 각각 상기 가이드공에 삽입될 수 있다.
그리고, 상기 가이드 플레이트 상면의 상기 해머와 대응되는 위치에는 상기 유압실린더에 의하여 그립되어 상기 가이드 플레이트가 선택적으로 상기 이동플레이트에 고정되도록 하는 로드 블록이 구비될 수 있다.
또한, 상기 이동수단은 상기 가이드바와 상기 가이드바 사이에 직립되게 배치되며 외면에 나사산이 형성된 스크류바와, 상기 이동플레이트의 판면 양측에 회전 가능하게 구비되어 상기 스크류바에 체결되는 스크류너트와, 상기 스크류너트를 회전 구동시키도록 회전축에 스프라켓이 구비되어 상기 이동플레이트의 상면에 설치되는 구동모터와, 상기 스크류너트와 상기 스프라켓을 상호 연결하는 체인을 포함할 수 있다.
아울러, 상기 스크류너트와 상기 구동모터에 구비된 상기 스프라켓 사이의 상기 이동플레이트 상면에는 상기 체인의 텐션을 조절할 수 있는 별도의 텐션조절부가 구비될 수 있다.
그리고, 상기 텐션조절부는 상기 이동플레이트의 상면에 상기 체인과 수직을 이루는 방향을 따라 일정 간격 이동 가능하며 회전 가능하게 설치되어 상기 체인과 접촉되어 상기 체인이 경유되도록 하는 텐션 스프라켓으로 구성될 수 있다.
또한, 상기 메인 기둥의 외면 일측에는 한 쌍의 메인 기둥 및 다른 한 쌍의 메인 기둥과 고정되어 상기 메인 기둥의 구조적인 안정성을 보강하는 보강부재가 설치될 수 있다.
본 발명은 시험대상물에 충격을 가하는 해머가 반복적인 시험시에 동일한 지점에 낙하가 이루어지도록 함으로써 정확한 시험이 이루어지도록 할 뿐만 아니라, 와이어 방식이나 전자식에 의하여 해머의 낙하가 이루어지는 방식에 비하여 구조적인 안정성을 향상시킴으로써 제품에 대한 사용자의 만족도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 낙하 충격 시험기의 구조를 도시한 사시도이고,
도 2는 도 1의 낙하 충격 시험기를 측면에서 바라본 구조를 도시한 측면도이며,
도 3은 도 1의 낙하 충격 시험기의 상측에서 내려다 본 구조를 도시한 평면도이며,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 낙하 충격 시험기의 동작을 도시한 작동도이다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 낙하 충격 시험기의 구조를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 낙하 충격 시험기를 측면에서 바라본 구조를 도시한 측면도이며, 도 3은 도 1의 낙하 충격 시험기의 상측에서 내려다 본 구조를 도시한 평면도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 낙하 충격 시험기의 동작을 도시한 작동도이다.
이들 도면에 도시한 바와 같이, 본 발명에 의한 낙하 충격 시험기는, 시험대상물이 안착되는 평탄한 면을 구비한 하부플레이트(110)와, 상기 하부플레이트(110) 상면의 꼭지점 영역에 일정 높이로 직립되게 배치되는 메인 기둥(120)과, 상기 메인 기둥(120)의 상면에 설치되는 상부플레이트(130)로 이루어지는 본체부(100)와, 상기 메인 기둥(120)과 상기 메인 기둥(120) 사이에 위치하며 상호 대향되게 배치되는 가이드바(210)와, 상기 가이드바(210)와 상기 가이드바(210) 사이에 상기 가이드바(210)를 따라 승하강 이동 가능하게 설치되며 하면에 상기 시험대상물과 충돌하는 해머(221)가 구비된 가이드플레이트(220)로 이루어지는 가이드부(200)와, 상기 해머(221)의 양측을 그립하도록 상호 대향되게 배치되는 유압실린더(310)와, 상기 해머(221)를 일정 높이로 이동시킨 후에 낙하시킬 수 있도록 상기 유압실린더(310)가 고정되는 이동플레이트(320)와, 상기 이동플레이트(320)를 일정 높이로 이동시키는 이동수단(330)으로 이루어지는 낙하구동부(300)를 포함하여 구성되어 있다.
본체부(100)는 낙하 충격 시험이 가능하도록 일정 높이를 갖는 프레임으로서, 지면에 안착되는 하부플레이트(110)와, 하부플레이트(110)의 두께 방향을 따라 하부플레이트(110)의 꼭지점 영역에서 직립되게 배치되는 복수의 메인 기둥(120)과, 메인 기둥(120)의 상면에 설치되는 상부플레이트(130)로 이루어진다.
하부플레이트(110)의 하면에는 하부플레이트(110)를 안정적으로 지면에 안착시킬 수 있도록 하는 복수의 받침부재(111)가 마련되어 있는데, 받침부재(111)는 각각이 높이 조절 가능하도록 함으로써 지면이 고르지 않더라도 본체부(100)를 안정적으로 안착시킬 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
메인 기둥(120)는 하부플레이트(110)의 네개의 꼭지점 영역에서 하부플레이트(110)의 높이 방향을 따라 직립되게 배치되는 부재로서 낙하 충격 시험시에 충분한 충격력을 발생시킬 수 있는 높이로 형성되는 것이 효과적이다.
그리고, 메인 기둥(120)의 외면 일측에는 한 쌍의 메인 기둥(120) 및 다른 한 쌍의 메인 기둥(120)과 고정되어 메인 기둥(120)의 구조적인 안정성을 보강하는 보강부재(140)가 설치되어 있다.
상부플레이트(130)는 복수의 메인 기둥(120) 상면에 설치되어 낙하 충격 시험을 위하여 낙하구동부(300)를 구동시에 낙하구동부(300)가 후술할 스크류바(331)에서 이탈되지 않도록 하는 역할을 한다.
가이드부(200)는 메인 기둥(120)과 상기 메인 기둥(120) 사이에 위치하며 상호 대향되게 배치되는 가이드바(210)와, 상기 가이드바(210)와 상기 가이드바(210) 사이에 상기 가이드바(210)를 따라 승하강 이동 가능하게 설치되며 하면에 상기 시험대상물과 충돌하는 해머(221)가 구비된 가이드플레이트(220)로 이루어진다.
이러한 가이드부(200)는 낙하 충격 시험을 위하여 낙하구동부(300)의 구동에 의하여 상측으로 이동된 후에 낙하가 이루어지게 되는 가이드플레이트(220) 및 해머(221)가 낙하하는 경로를 안내하는 역할을 한다.
이를 위하여 메인 기둥(120)과 메인 기둥(120) 사이에 가이드바(210)를 배치시키고, 가이드플레이트(220) 판면의 꼭지점 영역에 가이드바(210)가 삽입되는 가이드공(222)이 관통 형성되도록 한다.
그리고, 가이드플레이트(220)가 이동시에 일측으로 기울어지지 않고 지면에 대하여 평행하게 균형잡힌 상태에서 이동이 가능하도록 가이드바(210)는 4개가 상호 대칭되게 구비되어 있다.
또한, 가이드바(210)의 외면은 가이드바(210)에 가이드공(222)을 통하여 삽입된 가이드플레이트(220)가 낙하시에 마찰을 최소화할 수 있도록 매끈하게 가공 형성되는 것이 바람직하다.
가이드 플레이트(220) 상면의 해머(221)와 대응되는 위치에는 유압실린더(310)에 의하여 그립되어 가이드 플레이트(220)가 선택적으로 이동플레이트(320)에 고정되도록 하는 로드 블록(223)이 구비되어 있다.
로드 블록(223)은 유압실린더(310)에 의하여 양측면이 압착됨으로써 결과적으로 유압실린더(310)가 가이드 플레이트(220) 및 해머(221)를 그립할 수 있도록 하는 부재로서, 유압실린더(310)에 의하여 로드 블록(223)이 정확하게 압착될 수 있도록 일정 정도의 탄성을 갖는 재질로 형성되는 것이 효과적이다.
낙하구동부(300)는 로드 블록(223)을 그립하여 가이드 플레이트(220)를 이동플레이트(320)에 고정시키는 유압실린더(310)와, 유압실린더(310)가 고정되어 승하강 이동하는 이동 플레이트(320)와, 이동 플레이트(320)가 승하강 이동되도록 하는 이동수단(330)을 포함하여 구성되어 있다.
유압실린더(310)는 이동 플레이트(320)의 하면에 고정되는 실린더와, 실린더에 인입출되는 피스톤으로 구성되어 피스톤의 단부가 로드 블록(223)의 양측면과 접촉되어 이동 플레이트(320)가 고정되도록 한다.
이동 플레이트(320)는 가이드 플레이트(220)의 상부에 스크류바(331)의 높이 방향을 따라 이동 가능하도록 배치되는 판상의 부재로서 그 상면에는 이동 플레이트(320)가 승하강 가능하도록 하는 이동수단(330)의 여러 부품들이 배치되어 있다.
이동수단(330)은 가이드바(210)와 가이드바(210) 사이에 직립되게 배치되며 외면에 나사산이 형성된 스크류바(331)와, 상기 이동플레이트(320)의 판면 양측에 회전 가능하게 구비되어 상기 스크류바(331)에 체결되는 스크류너트(332)와, 상기 스크류너트(332)를 회전 구동시키도록 회전축에 스프라켓(333a)이 구비되어 상기 이동플레이트(320)의 상면에 설치되는 구동모터(333)와, 상기 스크류너트(332)와 상기 스프라켓(333a)을 상호 연결하는 체인(334)을 포함하여 구성되어 있다.
스크류바(331)는 외면에 나사산이 형성되어 가이드바(210)와 가이드바(210) 사이에 설치되는 봉형상의 부재로서 양 단부는 각각 하부플레이트(110)와 상부플레이트(130)에 고정 결합되어 있다.
스크류너트(332)는 이동플레이트(320)의 양측에 회전 가능하게 구비되어 그 회전에 의하여 이동플레이트(320)가 스크류바(331)를 따라 승하강 이동 가능하도록 한다.
구동모터(333)는 스크류너트(332)가 회전될 수 있는 구동력을 발생시키는 부재로서 스크류너트(332) 측으로 구동력을 전달할 수 있도록 구동모터(333)의 회전축에는 스프라켓(333a)이 구비되어 있다.
체인(334)은 구동모터(333)에서 발생되는 회전 구동력을 스크류너트(332) 측으로 전달할 수 있도록 하는 부재로서 미끄럼이 발생하지 않도록 하기 위해서 밸트나 풀리 형태보다는 체인 형태로 구비되는 것이 바람직하다.
그리고, 스크류너트(332)와 구동모터(333)에 구비된 스프라켓(333a) 사이의 이동플레이트(320) 상면에는 체인(334)의 텐션을 조절할 수 있는 별도의 텐션조절부(340)가 구비되는 것이 효과적이다.
이러한 텐션조절부(340)는 이동플레이트(320)의 상면에 체인(334)과 수직을 이루는 방향을 따라 일정 간격 이동 가능하며 회전 가능하게 설치되어 체인(334)과 접촉되어 체인(334)이 경유되도록 하는 텐션 스프라켓(341)으로 구성되어 있다.
즉, 체인(334)이 느슨할 경우에는 텐션 스프라켓(341)을 체인(334)과 수직을 이루는 방향으로 일정 간격 이동시킴으로써 체인(334)이 팽팽하도록 함으로써 체인(334)의 텐션을 조절할 수 있게 된다.
상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 낙하 충격 시험기가 동작하는 과정은 다음과 같다.
우선, 하부플레이트(110)의 상면 중앙 영역에 시험대상물을 안착시킨 후에 유압실린더(310)를 동작시켜 피스톤이 실린더에서 인출되어 피스톤의 단부가 로드 블록(223)의 양측면과 접촉되어 로드 블록(223)이 압착되도록 한다.
이러한 상태에서는 가이드플레이트(220)와 이동플레이트(320)가 유압실린더(310)에 의하여 고정된 구조가 되어 가이드플레이트(220)의 하면에 구비된 해머(221)를 승강 이동시킬 수 있는 상태가 된다.
그 후, 구동모터(333)를 구동시키면 구동모터(333)의 회전축에 구비된 스프라켓(333a)이 회전 구동하면서 스프라켓(333a)에 일측이 맞물려 있는 체인(334)이 회전하게 된다.
체인(334)의 회전에 의하여 체인(334)의 타측에 맞물려 있는 스크류너트(332)가 회전 구동하게 되고, 스크류너트(332)의 회전 구동에 의하여 이동플레이트(320)가 스크류바(210)의 높이 방향을 따라 승강 이동한다.
여기서, 체인(334)이 느슨할 경우에는 텐션조절부(340)의 텐션 스프라켓(341)을 체인(334)과 수직을 이루는 방향으로 이동시킴으로써 체인(334)이 팽팽하도록 하여 구동모터(333)의 구동력이 정확하게 스크류너트(332) 측으로 전달되도록 한다.
이동플레이트(320)의 승강 이동에 따라 유압실린더(310)에 의하여 이동플레이트(320)에 고정되어 있는 가이드플레이트(220)가 승강 이동하면서 가이드플레이트(220)의 하면에 구비된 해머(221)가 승강 이동하게 된다.
시험자는 해머(221)가 낙하 충격 시험에 필요한 높이만큼 이동되도록 구동모터(333)를 구동시킨 후에 해머(221)가 필요한 높이에 도달하면 구동모터(333)의 동작이 멈추게 된다.
그 후, 유압실린더(310)를 구동시켜 피스톤이 실린더의 내부로 인입되도록 하면 로드 블록(223)의 구속이 해제되면서 이동 플레이트(220)와 헤머(221)가 하부플레이트(110)에 안착된 시험대상물과 충돌하면서 충격력을 발생시켜 낙하 충격 시험이 완료된다.
시험대상물에 충격을 가하는 해머가 반복적인 시험시에 동일한 지점에 낙하가 이루어지도록 함으로써 정확한 시험이 이루어지도록 할 뿐만 아니라, 와이어 방식이나 전자식에 의하여 해머의 낙하가 이루어지는 방식에 비하여 구조적인 안정성을 향상시킴으로써 제품에 대한 사용자의 만족도를 향상시키게 된다.
이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.
100 : 본체부 110 : 하부플레이트
111 : 받침부재 120 : 메인 기둥
130 : 상부플레이트 140 : 보강부재
200 : 가이드부 210 : 가이드바
220 : 가이드플레이트 221 : 해머
222 : 삽입공 223 : 로드 블록
300 : 낙하구동부 310 : 유압실린더
320 : 이동플레이트 330 : 이동수단
331 : 스크류바 332 : 스크류너트
333 : 구동모터 333a : 해머
334 : 체인 340 : 텐션조절부
341 : 텐션 스프라켓

Claims (7)

  1. 시험대상물이 안착되는 평탄한 면을 구비한 하부플레이트(110)와, 상기 하부플레이트(110) 상면의 꼭지점 영역에 일정 높이로 직립되게 배치되는 메인 기둥(120)과, 상기 메인 기둥(120)의 상면에 설치되는 상부플레이트(130)로 이루어지는 본체부(100)와;
    상기 메인 기둥(120)과 상기 메인 기둥(120) 사이에 위치하며 상호 대향되게 배치되는 가이드바(210)와, 상기 가이드바(210)와 상기 가이드바(210) 사이에 상기 가이드바(210)를 따라 승하강 이동 가능하게 설치되며 하면에 상기 시험대상물과 충돌하는 해머(221)가 구비된 가이드플레이트(220)로 이루어지는 가이드부(200)와;
    상기 해머(221)의 양측을 그립하도록 상호 대향되게 배치되는 유압실린더(310)와, 상기 해머(221)를 일정 높이로 이동시킨 후에 낙하시킬 수 있도록 상기 유압실린더(310)가 고정되는 이동플레이트(320)와, 상기 이동플레이트(320)를 일정 높이로 이동시키는 이동수단(330)으로 이루어지는 낙하구동부(300)를;
    포함한 것을 특징으로 하는 낙하 충격 시험기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가이드 플레이트(220)의 꼭지점 영역에는 각각 가이드공(222)이 관통 형성되고, 상기 가이드바(210)는 4개가 대칭되게 구비되어 각각 상기 가이드공(222)에 삽입된 것을 특징으로 하는 낙하 충격 시험기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 가이드 플레이트(220) 상면의 상기 해머(221)와 대응되는 위치에는 상기 유압실린더(310)에 의하여 그립되어 상기 가이드 플레이트(220)가 선택적으로 상기 이동플레이트(320)에 고정되도록 하는 로드 블록(223)이 구비된 것을 특징으로 하는 낙하 충격 시험기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 이동수단(330)은 상기 가이드바(210)와 상기 가이드바(210) 사이에 직립되게 배치되며 외면에 나사산이 형성된 스크류바(331)와, 상기 이동플레이트(320)의 판면 양측에 회전 가능하게 구비되어 상기 스크류바(331)에 체결되는 스크류너트(332)와, 상기 스크류너트(332)를 회전 구동시키도록 회전축에 스프라켓(333a)이 구비되어 상기 이동플레이트(320)의 상면에 설치되는 구동모터(333)와, 상기 스크류너트(332)와 상기 스프라켓(333a)을 상호 연결하는 체인(334)을 포함한 것을 것을 특징으로 하는 낙하 충격 시험기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 스크류너트(332)와 상기 구동모터(333)에 구비된 상기 스프라켓(333a) 사이의 상기 이동플레이트(320) 상면에는 상기 체인(334)의 텐션을 조절할 수 있는 별도의 텐션조절부(340)가 구비된 것을 특징으로 하는 낙하 충격 시험기.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 텐션조절부(340)는 상기 이동플레이트(320)의 상면에 상기 체인(334)과 수직을 이루는 방향을 따라 일정 간격 이동 가능하며 회전 가능하게 설치되어 상기 체인(334)과 접촉되어 상기 체인(334)이 경유되도록 하는 텐션 스프라켓(341)인 것을 특징으로 하는 낙하 충격 시험기.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 메인 기둥(120)의 외면 일측에는 한 쌍의 메인 기둥(120) 및 다른 한 쌍의 메인 기둥(120)과 고정되어 상기 메인 기둥(120)의 구조적인 안정성을 보강하는 보강부재(140)가 설치된 것을 특징으로 하는 낙하 충격 시험기.

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