KR20230059316A - 그라우저의 토양 추진력 측정장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 휠(wheel)과 궤도(track) 등에 부착된 그라우저(grouser)에서 발생 가능한 토양 추진력을 측정하기 위한 장치에 관한 것으로, 궤도 차량의 그라우저 구동 성능을 평가하기 위한, 그라우저의 토양 추진력 측정장치에 있어서, 그라우저(100); 상기 그라우저(100)에 수평 하중(Wh)을 발생시키는 위한 수평 하중 발생장치(200); 상기 수평 하중 발생장치(200)를 수용하는 커버 프레임(300); 수평 하중을 그라우저(100)로 가이드하는 가이드부(400); 상기 그라우저(100)에 수직 하중(Wv)을 발생시키는 무게추(500); 상기 그라우저(100)에 가해지는 수평 하중(Wh)을 측정하는 로드셀(600) 및 수평 하중 및 수직 하중에 따른 변위를 측정하는 변위계(700)로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 그라우저의 토양 추진력 측정장치에 관한 것이다.

Description

그라우저의 토양 추진력 측정장치{Soil thrust measuring device of the grouser}
본 발명은 휠(wheel)과 궤도(track) 등에 부착된 그라우저(grouser)에서 발생 가능한 토양 추진력을 측정하기 위한 장치이다.
그라우저의 토양 추진력을 측정하기 위한 선행기술로, 등록특허공보 제10-1658895호(2016. 09. 13. 등록)에는, 건설중장비, 군사용 차량 등에 활용되는 야지(野地)궤도차량의 궤도에 장착되어 있는 그라우저를 축소 모사한 모형체에 대해 야지궤도차량의 주행 상황에 대응되는 다양한 측정 조건에서 야지궤도차량의 구동 성능을 궤도-지반 상호작용 관점에서 용이하고 신뢰성있게 정밀하고 신뢰성있게 측정할 수 있게 하는 측정장치에 관한 기술이 개시되어 있다.
또한, 등록특허공보 제10-1042968호(2011. 06. 14. 등록)에는, 상부에 굴삭기의 버킷 고정대에 조립되는 굴삭기 어댑터가 구비된 메인 프레임과; 상기 메인 프레임의 상단 내측에 구비된 지지대에 설치된 가압용 서보모터 및 기어박스와; 상기 기어박스의 출력축에 연결된 스크류 샤프트 및 상기 스크류 샤프트에 결합되어 회전운동을 직선운동으로 변환시키는 볼 스크류 부재를 구비하며, 상기 서보모터에 의해 상기 메인 프레임 내부에서 승강하는 승강부재와; 상기 승강부재의 하부에 구비된 로드 셀을 개재하여 상기 승강부재에 착탈 가능하게 결합되며 상기 메인 프레임의 하측으로 돌출된 전단 링을 이용하여 토양의 전단 토크를 측정하는 전단변위 측정용 어댑터와; 상기 전단변위 측정용 어댑터 및 로드 셀의 신호를 이용하여 토양의 전단력을 계산하는 제어부;를 포함하는 서보모터를 이용한 토양의 전단변위 측정장치에 관한 기술이 개시되어 있다.
또한, 등록특허공보 제10-2024195호(2019. 09. 17. 등록)에는, 건설중장비, 군사용 차량 등에 활용되는 야지궤도차량에 대하여 슬립율을 고려한 궤도-지반 상호작용을 바탕으로 하여 지반 및 야지궤도차량의 특성에 따른 지반추력과 구동저항력을 분석함으로써, 견인력, 등판능력 등의 평가요소를 야지궤도차량의 구동성능을 평가할 수 있는 지표(평가요소)로서 제시하게 되는 "궤도-지상호작용을 고려한 야지궤도차량의 구동성능 평가시스템"에 관한 기술이 개시되어 있다.
또한, 등록특허공보 제10-1656764호(2016. 09. 06. 등록)에는, 불도저(bulldozer)나 유압 셔블(hydraulic shovel) 등의 장궤식 차량(tracked vehicle)의 크롤러 벨트(crawler belt)을 구성하는 각 부품의 마모량에 대해, 부품 교환이 필요한 마모 한계에 도달하였는지 여부의 판정을 행하는 마모 한계 판정 게이지에 관한 기술이 개시되어 있다.
특허문헌 1 : 등록특허공보 제10-1658895호(2016. 09. 13. 등록) 특허문헌 2 : 등록특허공보 제10-1042968호(2011. 06. 14. 등록) 특허문헌 3 : 등록특허공보 제10-2024195호(2019. 09. 17. 등록) 특허문헌 4 : 등록특허공보 제10-1656764호(2016. 09. 06. 등록)
상기 선행기술들 및 종래기술에 따른, 그라우저의 토양 추진력 측정장치는 실내에 위치한 토조에서 측정을 하는 기술에 관한 것이다. 그렇지만, 실제 차량이 주행하는 토양은 실외에 위치하며, 다양한 요소(대기압, 함수율, 상대밀도, 기타 장애물 등)에 의해 변화한다. 따라서, 주행하고자 하는 위치의 토양을 실내로 가져와 토양 추진력을 측정할 경우, 실제 토양에서 발생 가능한 토양 추진력과 상이한 결과를 초래할 수 있다는 문제점이 있다.
또한 토양 위를 주행하는 그라우저는 변위에 따라 침하가 발생하며, 침하에 따른 구속압의 변화로 인해 토양 추진력이 변화하게 된다. 따라서, 침하에 대한 측정 없이 변위에 따른 토양 추진력을 평가한다면, 토양 추진력이 과대평가되는 결과를 초래할 수 있다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 실내의 실험실 내에서뿐만 아니라, 실외 토양에서도 그라우저의 토양 추진력을 측정하고자 하는 것을 목적으로 하는 것이다.
또한, 본 발명은 그라우저의 크기, 간격 및 형상 등을 바꿔가면서 토양 추진력을 측정할 수 있도록 모형 그라우저와 동력 전달부를 분리하여 구성하는 것을 목적으로 하는 것이다.
또한, 본 발명은 수평하중 발생장치의 수평 하중 전달부 끝단의 형상을 원형으로 하는 것에 의하여 그라우저와 선 접촉이 이루어지게 하여 면 접촉에 의한 마찰에 따른 하중 측정의 오차를 줄이고자 하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 그라우저에 수평 하중에 의한 구동 성능 뿐만 아니라, 수평 하중 및 수직 하중이 동시 작용하는 경우의 구동 성능에 대한 평가가 가능한 구성을 제공하고자 하는 것을 목적으로 하는 것이다.
본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하고자 하는 것으로, [1] 궤도 차량의 그라우저 구동 성능을 평가하기 위한, 그라우저의 토양 추진력 측정장치에 있어서, 그라우저(100); 상기 그라우저(100)에 수평 하중(Wh)을 발생시키는 위한 수평 하중 발생장치(200); 수평 하중을 그라우저(100)로 가이드하는 가이드부(400); 상기 그라우저(100)에 수직 하중(Wv)을 발생시키는 무게추(500); 상기 그라우저(100)에 가해지는 수평 하중(Wh) 을 측정하는 로드셀(600) 및 수평 하중 및 수직 하중에 따른 변위를 측정하는 변위계(700)로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 그라우저의 토양 추진력 측정장치에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 [2] 상기 [1]에 있어서, 상기 그라우저(100)에는, 부가되는 수직 하중(Wv)을 가이드하기 위한 수직 하중 지지봉(111)을 그라우저(100)의 상면 수평부(110)에 설치하는 것을 특징으로 하는, 그라우저의 토양 추진력 측정장치에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 [3] 상기 [1]에 있어서, 상기 수평 하중 발생장치(200)는, 서보모터(210)와, 상기 서보모터(210)의 회전력을 수평 하중으로 전환하는 서보실린더(220)와, 상기 서보실린더(220)에 의해 가이드되며, 그러우저(100)로 수평 하중(Wh)을 전달하는 피스톤로드(230)로 이루어지며, 상기 피스톤로드(230)의 끝단에는 수평 하중을 측정하는 로드셀(600)이 장착되는 것을 특징으로 하는, 그라우저의 토양 추진력 측정장치에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 [4] 상기 [3]에 있어서, 상기 가이드부(400)는, 상기 피스톤 로드(230)가 관통되는 가이드 판(410)을 가지며, 상기 가이드 판(410)은, 상기 피스톤 로드(230)의 좌, 우측에 설치되는 가이드 지지봉(420)을 피스톤 로드(230)와 함께 지지하며, 상기 피스톤 로드(230)가 관통하는 가이드 판(410)의 위쪽에는, 수직 방향 변위계 지지봉(430)을 설치하는 것을 특징으로 하는, 그라우저의 토양 추진력 측정장치에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 [5] 상기 [1]에 있어서, 상기 변위계(700)는, 수평 방향 변위계(710, LVDT)와 수직 방향 변위계(720, LVDT)로 이루어지며, 상기 수평 방향 변위계(710, LVDT)는, 상기 커버 프레임(300)과 상기 가이드부(400)의 사이에 설치되며, 상기 수직 방향 변위계(720, LVDT)는, 상기 가이드부(400)의 수직 방향 변위계 지지봉(430)의 일측 아래쪽에 무게추(500) 쪽으로 설치되는 것을 특징으로 하는, 그라우저의 토양 추진력 측정장치에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 [6] 상기 [1]에 있어서, 상기 수평 하중 발생장치(200)는 커버 프레임(300) 내에 수용되며, 상기 커버 프레임(300)은, 후방 및 좌, 우 측면이 폐쇄되며, 상기 좌, 우 측면에는 운반 손잡이(310)가 설치되고, 상기 커버 프레임(300)의 전, 후, 좌, 우에는 측정장치를 바닥에 고정하기 위한 고정 앵커부(320)가 더 설치되는 것을 특징으로 하는, 그라우저의 토양 추진력 측정장치에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 [7] 상기 [3]에 있어서, 상기 피스톤 로드(230)의 일단에는 수평 하중을 측정하는 로드셀(600)이 끼워져 장착되며, 상기 피스톤 로드(230)의 타단에는 T자 형상으로 이루어지는 수평 하중 전달부(280)가 설치되고, 상기 수평 하중 전달부(280)의 상기 T자 형상의 위 부분은 상기 그라우저(100)의 수직부(120)에 수평으로 접촉 가능하게 설치되며, 상기 T자 형상의 위 부분은 원형 또는 반원형으로 형성되어, 그라우저(100)의 평면 수직부(120)와 선 접촉되는 것을 특징으로 하는, 그라우저의 토양 추진력 측정장치에 관한 것이다.
본 발명은, 상기와 같은 구성으로 이루어지는 것으로, 실내의 실험실 내에서뿐만 아니라, 실외 토양에서도 그라우저의 토양 추진력을 측정할 수 있다.
또한, 본 발명은 그라우저의 크기, 간격 및 형상 등을 바꿔가면서 토양 추진력을 측정할 수 있도록 모형 그라우저와 동력 전달부를 분리하여 구성할 수 있다.
또한, 본 발명은 수평하중 발생장치의 수평 하중 전달부 끝단의 형상을 원형으로 하는 것에 의하여 그라우저와 선 접촉이 이루어지게 하여 면 접촉에 의한 마찰에 따른 하중 측정의 오차를 줄일 수 있다.
또한, 본 발명은 그라우저에 수평 하중에 의한 구동 성능 뿐만 아니라, 수평 하중 및 수직 하중이 동시 작용하는 경우의 구동 성능에 대한 평가가 가능한 구성을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 커버 프레임의 상측이 제거된 상태의 상면도
도 2는 본 발명의 커버 프레임의 상측이 제거된 상태의 정면도
도 3은 본 발명의 커버 프레임의 상측이 제거된 상태의 사시도
도 4는 본 발명의 커버 프레임의 상측이 폐쇄된 상태의 상측 사시도
도 5는 본 발명의 커버 프레임의 상측이 폐쇄된 상태의 상면도
도 6은 본 발명의 커버 프레임의 상측이 폐쇄된 상태의 측면 확대도
본 발명을 설명함에 있어 종래기술과 동일한 기술 구성에 대하여는 동일한 명칭을 그대로 부여하여 설명한다.
본 발명은, 궤도 차량의 그라우저 구동 성능을 평가하기 위한, 그라우저의 토양 추진력 측정장치에 있어서, 그라우저(100); 상기 그라우저(100)에 수평 하중(Wh)을 발생시키는 위한 수평 하중 발생장치(200); 상기 수평 하중 발생장치(200)를 수용하는 커버 프레임(300); 수평 하중을 그라우저(100)로 가이드하는 가이드부(400); 상기 그라우저(100)에 수직 하중(Wv)을 발생시키는 무게추(500); 상기 그라우저(100)에 가해지는 수평 하중(Wh)을 측정하는 로드셀(600) 및 수평 하중 및 수직 하중에 따른 변위를 측정하는 변위계(700)로 이루어지는 것으로, 아래에서는 상기 각각의 구성들에 대해서 도면을 살펴보면서 구체적으로 설명한다.
[그라우저(100), 무게추(500)]
본 발명의 그라우저(100)는, 패드 교환형 궤도에서 지면과 접촉되는 궤도 몸체의 하단부에 돌출된 부분을 의미하는 것으로, 도 6에 나타나 있는 것과 같이, 통상의 그라우저(100)와 다르지 않다. 또한 상기 그라우저(100)는 실험을 위한 모형을 만들어 사용할 수도 있다.
상기 그라우저(100)는 통상의 그라우저와 마찬가지로, 수평부(110)와 수직부(120)로 이루어진다. 또한, 도 6에 나타내고 있는 것과 같이, 상기 수평부(120)에는 수직 하중(Wv)을 받아들이기 쉽게 하기 위하여, 수직하중 지지봉(111)를 더 설치할 수 있다. 상기 수직 하중(Wv)은 상기 수직 하중(Wv) 지지봉(111)에, 다양한 중량을 갖는 무게추(500)를 끼우는 것에 의하여 수직 하중(Wv)을 조절할 수 있다.
또한 상기 그라우저(100)의 수직부(120)는, 아래에서 설명하는 수평 하중 발생장치(200)로부터, 피스톤 로드(230)의 끝단에 설치되는 수평 하중 전달부(240)로부터 수평 하중(Wh)을 전달받게 된다.
[수평 하중 발생장치(200), 로드셀(600)]
본 발명의 수평 하중 발생장치(200)는, 상기 그라우저(100)에 수평 하중(Wh)을 가하기 위하여, 수평 하중을 발생시키는 장치이다.
상기 수평 하중 발생장치(200)는, 도 1에 나타나 있는 것과 같이, 서보모터(210)와, 상기 서보모터(210)에 연결되어 상기 서보모터(210)의 회전력을 수평 하중으로 전환하는 서보실린더(220)와, 상기 서보실린더(220)에 의해 가이드 되며, 그러우저(100)로 수평 하중(Wh)을 전달하는 피스톤 로드(230)로 이루어진다.
또한, 상기 피스톤 로드(230)의 끝단에는, 도 3 및 도 6에 나타나 있는 것과 같이, 로드셀(600)이 끼워져 설치된다. 상기 로드셀(600)은 본 발명의 측정장치에서 지반 추력을 측정하게 된다.
상기 로드셀(600)은, 아래에서 설명하는 가이드부(400)를 관통한 피스톤 로드(230)의 끝단에 설치한다.
또한, 그라우저(100)에 수평 하중을 가하기 위하여, 도 1 및 도 6에 나타나 있는 것과 같이, 상기 피스톤 로드(230)의 끝단에는 T자 형상으로 이루어지는 수평 하중 전달부(240)를 더 설치한다.
이때 상기 T자 형상의 아래 부분은 상기 피스톤 로드(230)의 끝단부에 고정되고, 상기 T자 형상의 위 부분은 상기 그라우저(100)의 수직부(120)에 수평으로 접촉 가능하게 설치한다.
또한 상기 T자 형상의 위 부분은, 원형 또는 도 1 및 도 6에 나타나 있는 것과 같이, 반원형으로 형성하여 상기 수평 하중 전달부(240)의 원호 부분과 상기 그라우저(100)의 평면 수직부(120)가 접촉하는 것에 의하여, 그라우저(100)와의 접촉이 면접촉이 아닌 선 접촉이 이루어짐에 따라, 면 접촉에 의한 마찰에 따른 하중 측정의 오차를 줄일 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
[커버 프레임(300)]
본 발명의 커버 프레임(300)은, 도 1 내지 도 3에 나타나 있는 것과 같이, 상기 수평 하중 발생장치(200)를 수용하는 구성이다.
본 발명은, 실험실 내에서의 그라우저 측정 평가 뿐만 아니라, 그라우저(100)가 실제 적용되는 노지에서의 측정 평가도 가능하게 하기 위한 것이므로, 상기 수평 하중 발생장치(200)를 커버 프레임(300)에 수용하는 것이 바람직하다.
상기 커버 프레임(300)은, 후빙 및 좌, 우 측면이 폐쇄되고, 전방이 개방된 상태로 만든 후에, 상기 개방된 전방부에 상기 수평 하중 발생장치(200)로부터 발생하는 수평 방향 하중을 상기 그라우저(100)에 가할 수 있도록 아래에서 설명하는 가이드부(400)가 설치된다.
상기 커버 프레임(300)의 폐쇄된 좌우 측면에는, 도 3에 나타나 있는 것과 같이, 본 발명의 그라우저의 토양 추진력 측정장치를 작업자가 운반하기 쉽게 하기 위하여, 운반 손잡이(310)를 더 설치한다.
또한, 본 발명의 커버 프레임(300)의 전, 후, 좌, 우 부분에는, 측정장치를 바닥에 고정시키기 위한 고정 앵커부(320)를 더 설치한다.
또한 커버 프레임(300)의 전면판에는, 상기 수평 하중 발생장치(200)의 피스톤 로드(230)와, 아래에서 설명하는 가이드 지지봉(420)이 설치될 수 있도록 관통공들이 형성된다.
[가이드부(400), 변위계(700)]
본 발명의 가이드부(400)는, 도 2 및 도 3에 나타나 있는 것과 같이, 커버 프레임(300)의 내부에 설치된 수평 하중 발생장치(200)에 의하여 발생한 수평 방향 하중이, 그라우저(100)로 가이드 되도록 하는 구성이다.
상기 가이드부(400)는, 상기 피스톤 로드(230)가 관통 설치되는 가이드 판(410)을 가진다. 또한 상기 가이드 판(410)에는, 상기 피스톤 로드(230)가 수평을 유지하며 일정한 위치에서 전, 후 수평 운동을 할 수 있도록 가이드 하며, 도 1에 나타나 있는 것과 같이, 피스톤 로드(230)의 좌, 우측에 설치되는, 가이드 지지봉(420)이 관통되어 고정 설치된다.
즉, 상기 가이드부(400)는 상기 커버 프레임(300)의 전면판과 일정 거리를 유지한 채로 고정 설치된다. 따라서, 상기 피스톤 로드(230)가 수평 방향으로 전, 후 이동할 때에 상기 가이드 지지봉(420)에 의해, 상기 피스톤 로드(230)가 좌, 우, 상, 하로 치우치지 않고 원활하게 수평 직선 운동을 하게 된다.
상기도 1에 나타나 있는 것과 같이, 가이드 지지봉(420)은 상기 가이드부(400)의 아래쪽에 고정 설치된다.
또한, 상기 가이드부(400)의 피스톤 로드(230)가 관통되는 부분과 가이드 지지봉(420)이 고정 설치되는 부분의 위쪽으로는, 도 4에 나타나 있는 것과 같이, 수직 방향 변위계(720, LVDT)를 설치할 수 있도록 수직 방향 변위계 지지봉(430)을 설치한다. 본 발명에서의 변위계(700)는 두 개 설치하는 것으로, 각각 수평 방향 변위계(710, LVDT)와 수직 방향 변위계(720, LVDT)를 갖는다.
또한, 본 발명은 상기 가이드부(400)의 수직 방향 변위계 지지봉(430)의 일측 아래쪽에는 도 3 및 도 6에 나타나 있는 것과 같이, 수직 방향 변위계(720, LVDT)를 설치한다. 상기 수직 방향 변위계(720, LVDT)는, 그라우저(100)의 수직 방향 침하(변위)를 측정하게 된다.
본 발명에서 상기 로드셀(600)과 상기 수평 방향 변위계(710, LVDT)는 각각 수평 방향 하중과 수평 방향 변위량을 측정한다. 이때, 측정된 수평 방향 하중과 수평 방향 변위량은 각각 그라우저(100)와 지반 사이에서 발생하는 지반 추력과 슬립 변위를 반영하게 된다.
또한 상기 지반 추력과 슬립 변위에 의하여, 지반 추력과 슬립과의 관계를 도출하고, 상기 지반 추력과 슬립과의 관계를 도출하는 것에 의하여, 그라우저의 형상 등에 따른 구동 성능 등을 평가하게 된다. 이때 그라우저의 구동 성능은 통상의 방법으로 이루어지게 된다.
또한, 본 발명은 상기 수직 방향 변위계 지지봉(430)에 수직 방향 변위계(720, LVDT)를 설치하여, 그라우저(100)의 수직 방향 침하(변위)를 측정하게 된다.
상기와 같이, 수직 방향 변위계(720, LVDT)를 설치하는 것에 의하여, 상기 피스톤 로드(230)에 의하여 그라우저(100)에 변위가 발생해도 항상 동일한 지점에서의 침하량을 측정할 수 있게 된다.
즉, 본 발명은 상기 수평 방향 변위게(710, LVDT)와 로드셀(100)만 갖는 것이 아니라, 수직 방향 변위계(720, LVDT)를 더 갖는 것으로, 수직 하중과 수평 하중이 가해지는 경우의 그라우저(100)의 구동 성능을 더 정확하게 평가할 수 있게 된다.
아래에서는 상기와 같이 이루어진 본 발명에 의한 그라우저의 구동 성능 평가 방법에 대해서 살펴본다.
먼저, 본 발명의 그라우저의 토양 추진력 측정장치를 실험실 내 또는 실지에 설치하게 된다. 이때 본 발명을 설치하기 위하여 작업자가 상기 운반 손잡이(310)를 잡아서 측정을 위한 적절한 위치에 설치한다. 그리고 고정 앵커부(320)에 고정수단(미도시)을 사용하여 측정 위치에 고정시킨다.
다음으로, 본 발명의 그라우저(100)를 측정하고자 하는 토양에 위치시킨다. 이때, 그라우저(100)의 수평부(100)에는 상기 수직하중 지지부(111)에 무게추(500)를 끼워 수직 하중(Wv)을 부가한다. 이때 상기 수직 하중(Wv)의 부가는 필요에 따라 생략할 수도 있다.
다음으로, 상기 수평 하중 발생장치(200)의 서보모터(210)를 가동시키는 것에 의하여, 수평 하중(Wh)을 발생시킨다. 이때 발생하는 수평 하중(Wh)은 서보 실린더(220)와 피스톤 로드(230)를 거쳐 수평 하중 전달부(240)로 수평 하중(Wh)을 부가하게 된다.
이때, 상기 피스톤 로드(230)에 고정 설치된 로드셀(600)에 의해 수평 하중이 측정되며, 상기 수평 방향 변위계(710, LVDT)에 의하여 수평 방향 변위가 측정되며, 상기 수직 방향 변위게(720, LVDT)에 의하여 수직 방향 변위가 측정되므로, 상기 무게추(500)에 의한 수직 하중(Wv), 수평 하중(Wh), 수평 방향 변위, 수직 방향 변위들의 측정치에 의하여 공지의 공학적 이론을 적용하는 것에 의하여 지반추력과 슬립 변위의 관계를 도출하여, 그라우저의 구동성능을 평가하게 된다.
이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것이고, 명세서에 게시된 실시예는 본 발명의 기술사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 그러므로 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의해 해석되고, 그와 균등한 범위 내에 있는 기술적 사항도 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 그라우저
110 : 수평부
111 : 수직하중 지지봉
120 : 수직부
200 : 수평 하중 발생장치
210 : 서보모터
220 : 서보실린더
230 : 피스톤 로드
240 : 수평하중 전달부
300 : 커버 프레임
310 : 운반 손잡이
320 : 고정 앵커부
400 : 가이드부
410 : 가이드판
420 : 가이드 지지봉
430 : 수직 방향 변위계 지지봉
500 : 무게추
600 : 로드셀
700 : 변위계
710 : 수평 방향 변위계
720 : 수직 방향 변위계

Claims (7)

  1. 궤도 차량의 그라우저 구동 성능을 평가하기 위한, 그라우저의 토양 추진력 측정장치에 있어서,
    그라우저(100);
    상기 그라우저(100)에 수평 하중(Wh)을 발생시키는 위한 수평 하중 발생장치(200);
    수평 하중을 그라우저(100)로 가이드하는 가이드부(400);
    상기 그라우저(100)에 수직 하중(Wv)을 발생시키는 무게추(500);
    상기 그라우저(100)에 가해지는 수평 하중(Wh)을 측정하는 로드셀(600) 및 수평 하중 및 수직 하중에 따른 변위를 측정하는 변위계(700)로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 그라우저의 토양 추진력 측정장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 그라우저(100)에는, 부가되는 수직 하중(Wv)을 가이드하기 위한 수직 하중 지지봉(111)을 그라우저(100)의 상면 수평부(110)에 설치하는 것을 특징으로 하는, 그라우저의 토양 추진력 측정장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 수평 하중 발생장치(200)는,
    서보모터(210)와,
    상기 서보모터(210)의 회전력을 수평 하중으로 전환하는 서보실린더(220)와,
    상기 서보실린더(220)에 의해 가이드되며, 그러우저(100)로 수평 하중(Wh)을 전달하는 피스톤로드(230)로 이루어지며,
    상기 피스톤로드(230)의 끝단에는 수평 하중을 측정하는 로드셀(600)이 장착되는 것을 특징으로 하는, 그라우저의 토양 추진력 측정장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 가이드부(400)는,
    상기 피스톤 로드(230)가 관통되는 가이드 판(410)을 가지며,
    상기 가이드 판(410)은, 상기 피스톤 로드(230)의 좌, 우측에 설치되는 가이드 지지봉(420)을 피스톤 로드(230)와 함께 지지하며,
    상기 피스톤 로드(230)가 관통하는 가이드 판(410)의 위쪽에는, 수직 방향 변위계 지지봉(430)을 설치하는 것을 특징으로 하는, 그라우저의 토양 추진력 측정장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 변위계(700)는,
    수평 방향 변위계(710, LVDT)와 수직 방향 변위계(720, LVDT)로 이루어지며,
    상기 수평 방향 변위계(710, LVDT)는, 상기 커버 프레임(300)과 상기 가이드부(400)의 사이에 설치되며,
    상기 수직 방향 변위계(720, LVDT)는, 상기 가이드부(400)의 수직 방향 변위계 지지봉(430)의 일측 아래쪽에 무게추(500) 쪽으로 설치되는 것을 특징으로 하는, 그라우저의 토양 추진력 측정장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 수평 하중 발생장치(200)는 커버 프레임(300) 내에 수용되며,
    상기 커버 프레임(300)은,
    후방 및 좌, 우 측면이 폐쇄되며,
    상기 좌, 우 측면에는 운반 손잡이(310)가 설치되고,
    상기 커버 프레임(300)의 전, 후, 좌, 우에는 측정장치를 바닥에 고정하기 위한 고정 앵커부(320)가 더 설치되는 것을 특징으로 하는, 그라우저의 토양 추진력 측정장치.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 피스톤 로드(230)의 일단에는 수평 하중을 측정하는 로드셀(600)이 끼워져 장착되며,
    상기 피스톤 로드(230)의 타단에는 T자 형상으로 이루어지는 수평 하중 전달부(280)가 설치되고,
    상기 수평 하중 전달부(280)의 상기 T자 형상의 위 부분은 상기 그라우저(100)의 수직부(120)에 수평으로 접촉 가능하게 설치되며,
    상기 T자 형상의 위 부분은 원형 또는 반원형으로 형성되어, 그라우저(100)의 평면 수직부(120)와 선 접촉되는 것을 특징으로 하는, 그라우저의 토양 추진력 측정장치.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005274445A (ja) * 2004-03-25 2005-10-06 Public Works Research Institute 粘性土地盤の表層せん断強さ測定装置及びその測定方法
KR101042968B1 (ko) 2009-12-18 2011-06-20 국방과학연구소 서보모터를 이용한 토양의 전단변위 측정장치
KR101656764B1 (ko) 2013-09-27 2016-09-12 가부시키가이샤 고마쓰 세이사쿠쇼 마모 한계 판정 게이지
KR101658895B1 (ko) 2016-03-28 2016-09-22 한국해양과학기술원 야지궤도차량의 구동성능 평가를 위한 궤도 그라우저 모형 시험장치 및 궤도 그라우저 모형 시험방법
KR102024195B1 (ko) 2018-04-12 2019-09-23 한국해양과학기술원 궤도-지반 상호작용을 고려한 야지궤도차량의 구동성능 평가방법 및 평가시스템

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005274445A (ja) * 2004-03-25 2005-10-06 Public Works Research Institute 粘性土地盤の表層せん断強さ測定装置及びその測定方法
KR101042968B1 (ko) 2009-12-18 2011-06-20 국방과학연구소 서보모터를 이용한 토양의 전단변위 측정장치
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