KR20180034136A - 무게중심 측정 장치 - Google Patents

Abstract

무게중심 측정 장치가 제공된다. 무게중심 측정 장치는, 육상에 설치되고, 부유체의 하부를 지지하는 다수의 제1 실린더와, 상기 부유체의 측면을 지지하는 다수의 제2 실린더를 포함하고, 상기 제1 및 제2 실린더의 동작으로 상기 부유체의 위치를 변경할 수 있는 실린더 모듈, 상기 제1 실린더 및 상기 제2 실린더에 설치된 모션 센서, 및 상기 모션 센서에 의해서 측정된 적어도 하나의 파라미터를 기초로, 상기 부유체의 수평 무게중심(horizontal center of gravity) 및 수직 무게중심(vertical center of gravity)을 연산하는 연산부를 포함한다.

Description

무게중심 측정 장치{Apparatus for measuring a center of gravity}

본 발명은 무게중심 측정 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 선박 및 플랜트의 조립은 강판 등의 판재와 형강류 등의 각종 소재를 가공 후 결합하여 소규모의 블록을 제작하는 소조립 공정과, 소조립된 블록을 수개씩 모아 결합시키는 중조립 공정 및, 중조립된 블록을 다시 모아 결합시키는 대조립 공정 등을 거쳐 구현된다.

선박 및 플랜트 등의 최종 구조물의 무게중심(Center of Gravity)을 신뢰성 있게 관리하기 위해 건조하는 과정에서부터 개별 블록의 무게중심을 신뢰성 있게 관리하여야 한다.

하지만, 모든 블록들은 육상에서 중조립 공정과 대조립 공정을 진행하기 때문에, 각각의 블록의 무게중심을 측정하는데 어려움이 있다. 따라서, 육상에서 블록의 무게중심을 효율적으로 측정하기 위한 장치 또는 방법이 필요하다.

한국공개특허 10-2016-0062652 (공개일: 2016. 06. 02)

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 부유체의 하부 및 측면에 실린더를 배치하여 육상에서 부유체의 수평 및 수직 무게중심을 측정하는 무게중심 측정 장치를 제공하는 것이다

본 발명의 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 무게중심 측정 장치의 일 면(aspect)은, 육상에 설치되고, 부유체의 하부를 지지하는 다수의 제1 실린더와, 상기 부유체의 측면을 지지하는 다수의 제2 실린더를 포함하고, 상기 제1 및 제2 실린더의 동작으로 상기 부유체의 위치를 변경할 수 있는 실린더 모듈, 상기 제1 실린더 및 상기 제2 실린더에 설치된 모션 센서, 및 상기 모션 센서에 의해서 측정된 적어도 하나의 파라미터를 기초로, 상기 부유체의 수평 무게중심(horizontal center of gravity) 및 수직 무게중심(vertical center of gravity)을 연산하는 연산부를 포함한다.

상기 제1 실린더와 연결되고, 상기 부유체의 하면과 접하는 제1 실린더 롤러를 더 포함할 수 있다.

상기 제2 실린더와 연결되고, 상기 부유체의 측면과 접하는 제2 실린더 롤러를 더 포함할 수 있다.

복수의 상기 제1 실린더와 연결되고, 상기 부유체를 지지하는 평판 플레이트를 더 포함할 수 있다.

상기 평판 플레이트의 무게중심의 하부에 배치되어 상기 평판 플레이트를 지지하는 지지부를 더 포함할 수 있다.

상기 평판 플레이트의 상면에 배치되고, 상기 부유체의 하면과 접하는 평판 플레이트 롤러를 더 포함할 수 있다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무게중심 측정 장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무게중심 측정 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 무게중심 측정 장치의 실린더 롤러를 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무게중심 측정 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 무게중심 측정 장치의 동작을 순차적으로 도시한 순서도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 무게중심 측정 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 무게중심 측정 장치를 도시한 사시도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 무게중심 측정 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 무게중심 측정 장치의 평판 플레이트와 지지부를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 무게중심 측정 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소와 다른 구성요소들을 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

이하에서, 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 무게중심 측정 장치를 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무게중심 측정 장치를 도시한 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무게중심 측정 장치를 설명하기 위한 도면이다. 도 3은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 무게중심 측정 장치의 실린더 롤러를 도시한 단면도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무게중심 측정 장치를 설명하기 위한 블록도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 무게중심 측정 장치는 실린더 모듈(110, 120), 제1 실린더 롤러(130), 제2 실린더 롤러(140), 모션 센서(150) 및 연산부(160)를 포함한다.

실린더 모듈(110, 120)은 부유체(10)의 하부에 배치된 제1 실린더(110) 및 부유체(10)의 측면에 배치된 제2 실린더(120)를 포함할 수 있다.

실린더 모듈(110, 120)은 제1 실린더(110) 및 제2 실린더(120)의 동작으로 부유체의 위치를 변경할 수 있다.

구체적으로, 복수의 제1 실린더(110) 및 복수의 제2 실린더(120)를 각각 개별적으로 동작시켜 부유체(10)의 수평 상태 즉, 기울기를 변경할 수 있다.

몇몇 실시예에서, 복수의 제1 실린더(110) 및 복수의 제2 실린더(120)는 제어부(미도시)에 의해 동작이 제어될 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.

복수의 제1 실린더(110)는 부유체(10)의 하부에 배치되어 부유체(10)의 하부를 지지할 수 있다.

제1 실린더(110)는 예를 들어, 유압 실린더일 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 다른 몇몇 실시예에서, 제1 실린더(110)는 유압 Ram 장치 및 서스펜서 중 어느 하나 일 수 있다.

복수의 제1 실린더(110) 각각은 서로 독립적으로 동작할 수 있다. 복수의 제1 실린더(110) 각각은 모션 센서(도 4의 150)와 연결될 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 다른 몇몇 실시예에서, 모션 센서(도 4의 150)는 복수의 제1 실린더(110) 각각에 설치될 수 있다.

제1 실린더 롤러(130)는 제1 실린더(110)와 연결될 수 있다. 구체적으로, 제1 실린더 롤러(130)는 부유체(10)와 접하는 제1 실린더(110) 상에 배치될 수 있다.

제1 실린더 롤러(130)는 도 3에서, 구 형상을 갖는 것으로 도시되어 있지만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.

제1 실린더 롤러(130) 상에 위치한 부유체(10)는 제1 실린더 롤러(130)를 이용하여 동일 평면 상에서 전방위로 이동할 수 있다. 또한, 제1 실린더 롤러(130)는 부유체(10)와 제1 실린더(110) 사이의 마찰력을 감소시키는 기능을 수행할 수 있다.

복수의 제2 실린더(120)는 부유체(10)의 측면을 둘러싸도록 배치되어 부유체(10)의 측면을 지지할 수 있다.

제2 실린더(120)는 예를 들어, 유압 실린더일 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 다른 몇몇 실시예에서, 제2 실린더(120)는 유압 Ram 장치 및 서스펜서 중 어느 하나 일 수 있다.

복수의 제2 실린더(120) 각각은 서로 독립적으로 동작할 수 있다. 복수의 제2 실린더(120) 각각은 모션 센서(도 4의 150)와 연결될 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 다른 몇몇 실시예에서, 모션 센서(도 4의 150)는 복수의 제2 실린더(120) 각각에 설치될 수 있다.

제2 실린더 롤러(140)는 제2 실린더(120)와 연결될 수 있다. 구체적으로, 제2 실린더 롤러(140)는 부유체(10)와 접하는 제2 실린더(120) 상에 배치될 수 있다.

제2 실린더 롤러(140)는 상술한 제1 실린더 롤러(130)와 유사하게, 구 형상을 가질 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.

제2 실린더 롤러(140) 상에 위치한 부유체(10)는 제2 실린더 롤러(140)를 이용하여 동일 평면 상에서 전방위로 이동할 수 있다. 또한, 제2 실린더 롤러(140)는 부유체(10)와 제2 실린더(120) 사이의 마찰력을 감소시키는 기능을 수행할 수 있다.

도 4를 참조하면, 모션 센서(150)는 각각의 제1 실린더(110) 및 각각의 제2 실린더(120)와 연결되어, 부유체(10)의 거동 즉, 위치의 변경을 측정할 수 있다.

구체적으로, 모션 센서(150)는 제1 및 제2 실린더(110, 120)의 동작에 의해 부유체(10)의 위치가 변경될 때, 부유체(10)의 각각의 위치에 따른 파라미터(예를 들어, 메타센터(metacenter) 위치, 부심(center of buoyancy), 경사각 등) 측정할 수 있다.

연산부(160)는 모션 센서(150)에 의해 측정된 부유체(10)의 각각의 위치에 따른 파라미터를 기초로 하여, 부유체(10)의 수평 무게중심(horizontal center of gravity) 및 수직 무게중심(vertical center of gravity)을 연산할 수 있다.

여기에서, 수평 무게중심은 지면과 평행한 평면 상에서의 무게중심을 의미하고, 수직 무게중심은 지면과 수직인 평면 상에서의 무게중심을 의미한다.

이하에서, 도 4 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 무게중심 측정 장치의 동작을 설명한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 무게중심 측정 장치의 동작을 순차적으로 도시한 순서도이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 무게중심 측정 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 4 내지 도 6을 참조하면, 제1 및 제2 실린더(110, 120)를 동작시켜 제1 및 제2 실린더(110, 120) 상에 위치한 부유체(10)의 위치를 변경시킨다(S110).

이 경우, 부유체(10)의 위치는 도 6에 도시된 바와 같이, 한 방향으로 기울어지도록 변경될 수 있다. 다만, 도 6은 설명의 간략화를 위해 부유체(10)의 위치 변경의 일 예를 도시한 것이고, 부유체(10)의 위치는 제1 및 제2 실린더(110, 120)에 의해 다양한 방향으로 기울어지도록 변경될 수 있다.

모션 센서(150)는 제1 및 제2 실린더(110, 120)의 동작에 의해 부유체(10)의 위치가 변경될 때, 부유체(10)의 각각의 위치에 따른 파라미터(예를 들어, 메타센터 위치, 부심, 경사각 등) 측정한다(S120).

연산부(160)는 모션 센서(150)에 의해 측정된 부유체(10)의 각각의 위치에 따른 파라미터를 기초로 하여, 부유체(10)의 수평 무게중심(horizontal center of gravity) 및 수직 무게중심(vertical center of gravity)을 연산한다(S130).

본 발명의 일 실시예에 따른 무게중심 측정 장치는, 부유체(10)의 하부에 배치된 제1 실린더(110)와 부유체(10)의 측면에 배치된 제2 실린더(120)를 이용하여, 육상에서 부유체(10)의 수평 및 수직 무게중심을 측정함으로써 부유체(10)의 무게중심을 효율적으로 측정할 수 있다.

또한, 부유체(10)의 측면에 제2 실린더(120)를 배치함으로써 부유체가 기울어진 경우에도 안정성을 향상시킬 수 있고, 제1 실린더(110) 및 제2 실린더(120)를 동시에 이용하여 파라미터를 측정함으로써 측정된 무게중심의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

이하에서, 도 7 내지 도 11을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 무게중심 측정 장치를 설명한다. 도 1의 무게중심 측정 장치와의 차이점을 중심으로 설명한다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 무게중심 측정 장치를 도시한 사시도이다. 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 무게중심 측정 장치를 설명하기 위한 도면이다. 도 9 및 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 무게중심 측정 장치의 평판 플레이트와 지지부를 설명하기 위한 도면이다. 도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 무게중심 측정 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 7 내지 도 11을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 무게중심 측정 장치는 제1 및 제2 실린더(210, 220)를 포함하는 실린더 모듈, 제2 실린더 롤러(240), 모션 센서(미도시), 연산부(미도시), 평판 플레이트(270), 평판 플레이트 롤러(280), 지지부(290) 및 연결부(291)를 포함한다.

도 7의 무게중심 측정 장치는 도 1의 무게중심 측정 장치와 비교하여, 평판 플레이트(270), 지지부(290) 및 연결부(291)를 더 포함하고, 도 1의 무게중심 측정 장치에서 제1 실린더 롤러(130)가 수행한 기능은 평판 플레이트 롤러(280)가 수행한다.

평판 플레이트(270)는 부유체(10)의 하부에 배치되어 부유체(10)의 하부를 지지할 수 있다.

평판 플레이트(270)의 하부는 복수의 제1 실린더(210)와 연결되고, 평판 플레이트(270)의 가운데 즉, 평판 플레이트(270)의 무게중심의 하부에는 지지부(290)가 배치될 수 있다.

평판 플레이트 롤러(280)는 평판 플레이트(270)의 상면에 배치되고, 부유체(10)의 하면과 접할 수 있다. 평판 플레이트 롤러(280)는 구 형상을 갖는 것으로 도시되어 있으나, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.

평판 플레이트 롤러(280)는 도 1의 제1 실린더 롤러(130) 유사한 기능을 수행할 수 있다.

구체적으로, 평판 플레이트(270) 상에 위치한 부유체(10)는 평판 플레이트 롤러(280)를 이용하여 동일 평면 상에서 전방위로 이동할 수 있다. 또한, 평판 플레이트 롤러(280)는 부유체(10)와 평판 플레이트(270) 사이의 마찰력을 감소시키는 기능을 수행할 수 있다.

지지부(290)는 도 9에 도시된 바와 같이, 평판 플레이트(270)의 무게중심의 하부에 배치되어 평판 플레이트(270)를 지지할 수 있다.

이로 인해, 지지부(290)는 큰 중량을 갖는 부유체(10)를 효과적으로 지지할 수 있다. 또한, 지지부(290)의 주변에 평판 플레이트(270)와 연결된 복수의 제1 실린더(210)가 배치될 수 있다.

연결부(291)는 평판 플레이트(270)의 하면에 연결되고, 지지부(290)와 접할 수 있다.

연결부(291)는 도 10에 도시된 바와 같이, 구 형상을 가질 수 있다. 이로 인해, 평판 플레이트(270)는 도 11에 도시된 바와 같이, 지지부(290)를 중심으로 기울어질 수 있다.

도 7에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 따른 무게중심 측정 장치는, 도 1에 도시된 무게중심 측정 장치와 비교하여, 평판 플레이트(270) 및 지지부(290)를 구비하여 큰 중량을 갖는 부유체(10)를 효과적으로 지지할 수 있는 이점이 있다.

이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

10: 부유체 110: 제1 실린더
120: 제2 실린더 130: 제1 실린더 롤러
140: 제2 실린더 롤러 150: 모션 센서
160: 연산부 270: 평판 플레이트
280: 평판 플레이트 롤러 290: 지지부
291: 연결부

Claims (6)

1. 육상에 설치되고, 부유체의 하부를 지지하는 다수의 제1 실린더와, 상기 부유체의 측면을 지지하는 다수의 제2 실린더를 포함하고, 상기 제1 및 제2 실린더의 동작으로 상기 부유체의 위치를 변경할 수 있는 실린더 모듈;
   상기 제1 실린더 및 상기 제2 실린더에 설치된 모션 센서; 및
   상기 모션 센서에 의해서 측정된 적어도 하나의 파라미터를 기초로, 상기 부유체의 수평 무게중심(horizontal center of gravity) 및 수직 무게중심(vertical center of gravity)을 연산하는 연산부를 포함하는 무게중심 측정 장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 제1 실린더와 연결되고, 상기 부유체의 하면과 접하는 제1 실린더 롤러를 더 포함하는 무게중심 측정 장치.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 제2 실린더와 연결되고, 상기 부유체의 측면과 접하는 제2 실린더 롤러를 더 포함하는 무게중심 측정 장치.
4. 제 1항에 있어서,
   복수의 상기 제1 실린더와 연결되고, 상기 부유체를 지지하는 평판 플레이트를 더 포함하는 무게중심 측정 장치.
5. 제 4항에 있어서,
   상기 평판 플레이트의 무게중심의 하부에 배치되어 상기 평판 플레이트를 지지하는 지지부를 더 포함하는 무게중심 측정 장치.
6. 제 4항에 있어서,
   상기 평판 플레이트의 상면에 배치되고, 상기 부유체의 하면과 접하는 평판 플레이트 롤러를 더 포함하는 무게중심 측정 장치.

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