KR20220043581A - 세미리그 모형의 컬럼 무게추 이동장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 세미리그 모형의 컬럼에 설치된 무게추를 이동시키는 장치에 있어서: 상기 컬럼(12)에 이동판(21)을 상하운동 가능하게 지지하고, 이동판(21)에 구동기(25)를 연결하여 구성되는 구동수단(20); 상기 컬럼(12)에 설치되어 이동판(21)의 상하운동 상태를 검출하는 검출수단(30); 및 상기 구동수단(20)과 검출수단(30)에 연결되어 이동판(21)의 위치를 제어하는 제어기(40);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 대형 수조에서 세미리그 모형을 실험함에 유압식 원리를 이용하여 컬럼 내부에서 상하방향으로 무게추를 이동시키고, 모형이 물속에 있는 상태에서도 컬럼의 무게추 이동이 가능한 효과가 있다.

Description

세미리그 모형의 컬럼 무게추 이동장치 {Column Weight Moving Apparatus for Semi-rig Model}

본 발명은 세미리그 모형에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 대형 수조에서 세미리그 모형을 시험하는 과정에서 소요되는 세미리그 모형의 컬럼 무게추 이동장치에 관한 것이다.

통상적으로 세미리그를 연구ㆍ개발하는 과졍에서 그 모형과 대형 수조를 이용한 시험이 진행된다. 세미리그 모형은 총 4개의 컬럼으로 구성되어 있고, 실험을 위한 세팅을 할 때에 이 부분에도 추를 넣어 모형의 수평 및 주기와 무게중심을 조절한다. 하지만 컬럼 부분에 넣은 무게추의 높이를 높이거나 낮출 때에는 모형을 다시 물 밖으로 빼서 조절해야 하기에 실험을 진행하는데 있어 불편함이 크다.

이러한 불편을 해소하는 대책과 관련하여 참조할 수 있는 선행기술문헌으로서 한국 등록실용신안공보 제0265720호, 한국 공개특허공보 제2014-0144462호 등이 알려져 있다.

전자는 냉각판의 전후 위치를 조정하기 위한 전후이동장치 및 냉각판의 상하위치를 조정하기 위한 상하이동장치로 구성된 위치 조정장치로서, 냉각판의 하부에 연결부가 연결되고, 연결부에는 웜휠이 고정되며, 웜휠은 하부에 웜기어와 맞물리고, 이 웜기어는 손잡이에 연결된다. 이에, 손잡이를 돌림으로써 냉각판의 위치 고정이 쉽고 정밀해지는 효과를 기대한다.

후자는 하부프레임의 중앙기둥이 형성된 기준추와, 기준추의 하부프레임 상측에 안착되도록 중앙기둥에 양측에서 끼워져 결합되는 다수의 추가중량추와, 기준추의 중앙기둥에 하단이 연결되고 파이프 핸들링장비에 고정되는 로드파이프를 포함하고, 단계별로 추가중량추를 추가 또는 제거하여 웨이트를 증감하면서 오버로드 테스트를 수행하는 효과를 기대한다.

그러나, 상기한 선행기술문헌(특허문헌)에 의하면 세미리그 실험시 모형의 컬럼에 장착하기 적합하지 않아 많은 개선이 요구된다.

한국 등록실용신안공보 제0265720호 "플랫 케이블 제작기의 냉각판 위치 조정장치" (공개일자 : 2002.02.25.) 한국 공개특허공보 제2014-0144462호 "드립쉽 파이프 핸들링장비의 가변형 오버로드 테스트장치" (공개일자 : 2014.12.19.)

상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 대형 수조에서 세미리그 모형을 시험할 때 모형의 컬럼에 장착하기 적합하고 다양한 조건에서 가동되는 세미리그 모형의 컬럼 무게추 이동장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 세미리그 모형의 컬럼에 설치된 무게추를 이동시키는 장치에 있어서: 상기 컬럼에 이동판을 상하운동 가능하게 지지하고, 이동판에 구동기를 연결하여 구성되는 구동수단; 상기 컬럼에 설치되어 이동판의 상하운동 상태를 검출하는 검출수단; 및 상기 구동수단과 검출수단에 연결되어 이동판의 위치를 제어하는 제어기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제1실시예에 의하면, 상기 구동수단은 이동판에 연계되는 유압 또는 공압 방식의 작동실린더로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제2실시예에 의하면, 상기 구동수단은 이동판 상에 장착되는 에어펌프와 개폐밸브로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 검출수단은 각각의 컬럼에서 이동판의 높이를 비접촉식으로 검출하는 변위검출기 및 영상검출기를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 변위검출기 및 영상검출기는 컬럼의 상단에 아암과 힌지를 개재하여 이동가능하게 설치되는 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 대형 수조에서 세미리그 모형을 실험함에 유압식 원리를 이용하여 컬럼 내부에서 상하방향으로 무게추를 이동시키고, 모형이 물속에 있는 상태에서도 컬럼의 무게추 이동이 가능한 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 장치를 전체적으로 나타내는 모식도
도 2는 본 발명에 따른 장치의 제1실시에를 나타내는 모식도
도 3은 본 발명에 따른 장치의 제2실시예를 나타내는 모식도

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 세미리그 모형의 컬럼에 설치된 무게추를 이동시키는 장치에 관하여 제안한다. 대형 수조에서 실험하기 위한 세미리그의 모형을 대상으로 하지만 반드시 이에 국한되는 것은 아니다.

도 1을 참조하면, 세미리그 모형(10)의 구비된 4개의 컬럼(12)에 각각 무게추(15)가 설치된 상태를 나타낸다. 컬럼(12)의 무게추(15)는 원하는 중량으로 손쉽게 교체가 가능해야 하고, 주기테스트를 진행하면서 무게추(15)의 높낮이 조절도 가능해야 한다.

본 발명에 따르면 구동수단(20)이 상기 컬럼(12)에 이동판(21)을 상하운동 가능하게 지지하고, 이동판(21)에 구동기(25)를 연결하여 구성되는 구조를 이루고 있다.

도 1에서, 각각의 컬럼(12)에 구동수단(20)을 구성하는 이동판(21)이 설치되고 구동기(25)에 연결되는 상태를 나타난다. 이동판(21)은 컬럼(12)의 내면에 슬라이딩 가능하게 장착되고 상면으로 무게추(15)를 착탈 가능하게 고정한다. 무게추(15)는 실험에 필요한 다양한 중량으로 구비된다. 컬럼(12)과 이동판(21)의 슬라이딩은 기밀성 내지 수밀성을 유지하도록 구성한다. 구동기(25)는 구동수단(20)의 후술하는 2가지 실시예에 따라 다르게 구성된다.

본 발명의 제1실시예에 의하면, 상기 구동수단(20)은 이동판(21)에 연계되는 유압 또는 공압 방식의 작동실린더(23)로 구성되는 것을 특징으로 한다.

도 2를 참조하면, 구동수단(20)을 구성하는 작동실린더(23)가 컬럼(12)에서 이동판(21)의 하측에 형성되고 외부에 이격된 구동기(25)에 연결된 상태를 나타낸다. 작동실린더(23)는 별도의 유압 작동실린더(23) 또는 공압 작동실린더(23)를 사용하여 이동판(21)의 저면에 연결할 수도 있다. 후자의 경우 컬럼(12)과 이동판(21) 사이의 기밀성과 수밀성은 높지 않아도 무방하다. 모형(10)의 크기(중량)가 작을수록 유압도 실험에 영향을 끼치므로 공압이 선호된다. 구동기(25)는 작동실린더(23)에 유압 또는 공압을 제공하도록 연결라인(27)으로 연결된다.

본 발명의 제2실시예에 의하면, 상기 구동수단(20)은 이동판(21) 상에 장착되는 에어펌프와 개폐밸브로 구성되는 것을 특징으로 한다.

도 3을 참조하면, 구동수단(20)을 구성하는 에어펌프와 개폐밸브는 도시하지 않으나 구동기(25)가 그 역할을 하는 상태를 나타낸다. 이동판(21)에 장착된 구동기(25)를 이용하여 작동실린더(23)로 공기를 불어 넣거나 개폐밸브로 공기를 빼는 구조이다. 이러한 방식에 의하면 도 2와 같은 유공압 배관은 생략할 수 있다. 모형(10)의 크기(중량)가 작을수록 연결라인(27)도 실험에 영향을 끼친다.

다만 도 2에 비하여 컬럼(12)과 이동판(21) 사이의 기밀성과 수밀성은 높게 요구된다.

또한, 본 발명에 따르면 검출수단(30)이 상기 컬럼(12)에 설치되어 이동판(21)의 상하운동 상태를 검출하는 구조를 이루고 있다.

도 1에서, 각각의 컬럼(12)에서 검출수단(30)이 이동판(21)과 무게추(15)의 높이 변동을 검출할 수 있다. 검출수단(30)은 전기적 방식이 선호되지만 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 도 2에서 컬럼(12)의 좌측 벽면처럼 별도의 눈금을 더 부착하는 것도 가능하다.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 검출수단(30)은 각각의 컬럼(12)에서 이동판(21)의 높이를 비접촉식으로 검출하는 변위검출기(35) 및 영상검출기(37)를 구비하는 것을 특징으로 한다.

도 1에서, 검출수단(30)은 변위검출기(35) 외에 영상검출기(37)도 사용할 수 있음을 나타낸다. 변위검출기(35)는 초음파센서나 레이저센서를 사용하여 구성할 수 있다. 영상검출기(37)는 카메라와 램프를 사용하여 구성할 수 있다. 실험에 따라서는 각각의 컬럼(12)에서 무게추(15)의 높이를 다르게 유지할 수 있다. 모형(10)이 수조에 떠있는 상태에서도 이동판(21)의 가동과 더불어 검출수단(30)에 의한 모니터링이 가능하다.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 변위검출기(35) 및 영상검출기(37)는 컬럼(12)의 상단에 아암(31)과 힌지(33)를 개재하여 이동가능하게 설치되는 것을 특징으로 한다.

도 1에서, 각각의 컬럼(12)에서 변위검출기(35) 및 영상검출기(37)가 이동(회동) 가능하게 설치된 상태를 나타낸다. 이동판(21)을 행정단으로 상승시켜 무게추(15)를 교체하는 동안에 힌지(33)를 중심으로 아암(31)을 이동시켜 간섭을 피할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면 제어기(40)가 상기 구동수단(20)과 검출수단(30)에 연결되어 이동판(21)의 위치를 제어하는 구조를 이루고 있다.

제어기(40)는 마이컴 회로로 구성하여 검출수단(30)의 입력인터페이스에 구동기(25)를 출력인터페이스에 연결한다. 사용자는 실험 조건에 맞추어 제어기(40)의 터치스크린을 조작하는 것만으로 무게추(15)의 높이를 변동할 수 있다.

이와 같이 하면 모형 실험을 진행함에 있어 가장 중요한 무게 중심을 맞추는 작업도 보다 편리하게 진행할 수 있다. 모형이 수조에 있는 상태에서 조절이 가능하여 캘리브레이션 시간도 단축시킬 수 있다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음이 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

10: 모형 12: 컬럼
15: 무게추 20: 구동수단
21: 이동판 23: 작동실린더
25: 구동기 27: 연결라인
30: 검출수단 31: 아암
33: 힌지 35: 변위검출기
37: 영상검출기 40: 제어기

Claims (5)

1. 세미리그 모형의 컬럼에 설치된 무게추를 이동시키는 장치에 있어서:
   상기 컬럼(12)에 이동판(21)을 상하운동 가능하게 지지하고, 이동판(21)에 구동기(25)를 연결하여 구성되는 구동수단(20);
   상기 컬럼(12)에 설치되어 이동판(21)의 상하운동 상태를 검출하는 검출수단(30); 및
   상기 구동수단(20)과 검출수단(30)에 연결되어 이동판(21)의 위치를 제어하는 제어기(40);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 세미리그 모형의 컬럼 무게추 이동장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 구동수단(20)은 이동판(21)에 연계되는 유압 또는 공압 방식의 작동실린더(23)로 구성되는 것을 특징으로 하는 세미리그 모형의 컬럼 무게추 이동장치.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 구동수단(20)은 이동판(21) 상에 장착되는 에어펌프와 개폐밸브로 구성되는 것을 특징으로 하는 세미리그 모형의 컬럼 무게추 이동장치.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 검출수단(30)은 각각의 컬럼(12)에서 이동판(21)의 높이를 비접촉식으로 검출하는 변위검출기(35) 및 영상검출기(37)를 구비하는 것을 특징으로 하는 세미리그 모형의 컬럼 무게추 이동장치.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 변위검출기(35) 및 영상검출기(37)는 컬럼(12)의 상단에 아암(31)과 힌지(33)를 개재하여 이동가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 세미리그 모형의 컬럼 무게추 이동장치.

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