KR101382143B1 - Automated spring stiffness measuring device - Google Patents

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KR101382143B1
KR101382143B1 KR1020120119554A KR20120119554A KR101382143B1 KR 101382143 B1 KR101382143 B1 KR 101382143B1 KR 1020120119554 A KR1020120119554 A KR 1020120119554A KR 20120119554 A KR20120119554 A KR 20120119554A KR 101382143 B1 KR101382143 B1 KR 101382143B1
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spring
rotating rod
plate
rod
base plate
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KR1020120119554A
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김진하
최성권
김영식
박인보
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한국해양과학기술원
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Abstract

The present invention relates to an automated spring stiffness measuring device which comprises: a base plate; a gear box which is installed on the base plate and where a servo motor is connected with the top surface thereof; a motor operating unit which is installed on the base plate and operates the servo motor; a pair of guide rods which is installed on the base plate where a length measuring ruler is attached to at least one thereof; a rotating rod which is installed on the gear box and is rotated by the rotational power of the gear box; an upper plate which is installed on the top of the guide rod and the rotating rod; a load cell which is installed on the bottom of the upper plate where a spring is connected with the bottom thereof; and a movable plate where the spring is connected with the upper part thereof, which vertically moves along the guide rod and rotating rod by the rotation of the rotating rod, and stretches or compresses the spring.

Description

자동식 스프링 강성 계측기{automated spring stiffness measuring device}Automatic spring stiffness measuring device

본 발명은 자동식 스프링 강성 계측기에 관한 것으로서, 자동으로 전달되는 회전력에 의해 스프링을 변형시켜 스프링에 대한 스프링 상수를 계측할 수 있는 자동식 스프링 강성 계측기에 관한 것이다.
The present invention relates to an automatic spring stiffness meter, and to an automatic spring stiffness meter that can measure the spring constant for the spring by deforming the spring by the automatically transmitted rotational force.

일반적으로, 계류식 모형시험에서는 복수개의 계류 폴대를 수직으로 세우고 중앙에 모형선을 위치시킨 후, 모형선의 선수와 선미 부분에 와이어를 연결하여 상기 계류 폴대의 상단에 설치된 로드셀에 연결함으로써 상기 모형선에 작용되는 힘을 측정할 수 있다.In general, in the mooring model test, after placing a plurality of mooring poles vertically and placing a model ship in the center, connecting the wires to the bow and the stern of the model ship and connecting the load cell installed at the top of the mooring pole to the model ship. You can measure the force acting on it.

여기서, 상기 와이어를 로드셀에 연결하기 위해 상기 와이어와 로드셀 사이에는 스프링이 연결될 수 있는데, 상기 스프링은 모형선의 무게, 운동범위 및 파도크기에 따라 적합한 스프링 상수를 맞춰 제작하는 것이 바람직하며, 이를 위해서는 스프링 제작에 앞서 특정 스프링의 스프링 상수를 정확하게 계측할 수 있는 장치가 필요하다.
Here, a spring may be connected between the wire and the load cell to connect the wire to the load cell, the spring is preferably manufactured according to the spring constant suitable according to the weight of the model ship, the movement range and the wave size, for this purpose Before fabrication, a device is needed to accurately measure the spring constant of a particular spring.

도 1은 종래의 스프링 탄성계수 측정 지그를 보여주는 도이다.
1 is a view showing a conventional spring modulus measurement jig.

예를 들어, 대한민국 출원번호 제20-1996-0059532호는 스프링 탄성계수 측정 지그를 소개하고 있는데, 상기 출원은 도 1에 도시된 바와 같이, 소정부위에 가이드요홈이 형성된 베이스플레이트(10)와, 상기 베이스플레이트(10)의 좌측에 설치되는 고정판(20)과, 상기 베이스플레이트(10)의 가이드요홈(11)과 조립되는 가이드요철을 구비한 가동판(30)과, 상기 고정판과 가동판 사이에 설치되는 가이드샤프트(50)로 구성되며, 상기 고정판(20)과 상기 가동판(30) 사이에 설치된 가이드샤프트(50)에 시험스프링(60)을 관통설치하여 상기 가동판(30)의 외측에 너트를 죄여 세팅함으로써 상기 시험스프링(60)의 탄성계수를 측정할 수 있다.For example, Republic of Korea Application No. 20-1996-0059532 introduces a spring elastic modulus measuring jig, the application is shown in Figure 1, the base plate 10 is formed with a guide groove in a predetermined portion, and Between the fixed plate 20 and the movable plate 30 having a fixing plate 20 installed on the left side of the base plate 10, guide grooves and protrusions assembled with the guide groove 11 of the base plate 10, Comprising a guide shaft 50 is installed in the guide shaft 50 installed between the fixed plate 20 and the movable plate 30 through the test spring 60 through the outside of the movable plate 30 The elastic modulus of the test spring 60 can be measured by tightening the nut.

그러나, 상기 출원에 따르면, 시험스프링에 작용하는 힘과, 힘에 의해 변형되는 스프링의 변형 길이를 각각 측정할 수 있는 구성을 포함하지 않으므로 스프링 상수를 정확하게 측정하지 못하는 문제점이 있다.
However, according to the above application, since it does not include a configuration that can measure the force acting on the test spring and the deformation length of the spring deformed by the force, there is a problem that the spring constant cannot be accurately measured.

한편, 종래에는 계류식 모형시험에 사용되는 스프링의 스프링 상수를 계측하기 위해, 일반적인 줄자를 이용하여 추의 무게에 의한 길이를 육안으로 측정하였는데, 이러한 측정 방법은 사람에 따른 육안 오차가 발생하므로 정확한 스프링 상수를 계측하기 어려웠고, 이에 따라 스프링 상수가 일정한 정밀한 스프링을 제조하기 어려운 문제점이 있었다.
On the other hand, in order to measure the spring constant of the spring used in the mooring model test, the length of the weight by the weight of the weight was measured visually using a common tape measure, this measurement method is accurate because human error occurs due to human It was difficult to measure the spring constant, and accordingly there was a problem that it is difficult to manufacture a precise spring constant spring constant.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제를 해결하기 위해 발명된 것으로, 스프링에 작용하는 힘과, 힘에 의해 변형되는 스프링의 변형 길이를 용이하게 측정할 수 있어 스프링 상수를 정확하게 계측할 수 있는 자동식 스프링 강성 계측기를 제공하는데 그 목적이 있다.
The present invention has been invented to solve the problems as described above, the automatic spring stiffness that can easily measure the spring constant and the spring constant that can be easily measured by the force acting on the spring and the deformation length of the spring deformed by the force The purpose is to provide a meter.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 자동식 스프링 강성 계측기는 베이스 플레이트; 상기 베이스 플레이트 상에 설치되며 상면에 서보모터가 연결되는 기어 박스; 상기 베이스 플레이트 상에 설치되며 상기 서보모터를 구동시키는 모터 구동부; 상기 베이스 플레이트 상에 설치되며 적어도 하나에 길이 측정자가 부착되는 한 쌍의 가이드봉; 상기 기어 박스 상에 설치되어 상기 기어 박스의 회전 동력에 의해 회전하는 회전봉; 상기 가이드봉과 회전봉의 상단에 설치되는 상부 플레이트; 상기 상부 플레이트 저면에 설치되며 하부에 스프링이 연결되는 로드셀; 및 상기 스프링이 상부에 연결되고 상기 회전봉의 회전으로 상기 가이드봉과 회전봉을 따라 수직이동하여 상기 스프링을 인장시키거나 압축시키는 이동 플레이트;를 포함하는 것을 특징으로 한다.Automatic spring stiffness meter according to the present invention to achieve the above object is a base plate; A gear box installed on the base plate and having a servo motor connected to an upper surface thereof; A motor driver installed on the base plate to drive the servomotor; A pair of guide rods installed on the base plate and having a length measurer attached to at least one; A rotating rod installed on the gear box to rotate by the rotational power of the gear box; An upper plate installed at an upper end of the guide rod and the rotary rod; A load cell installed at a bottom of the upper plate and having a spring connected thereto; And a moving plate to which the spring is connected to the upper portion and moves or moves the spring to vertically move along the guide rod and the rotating rod by the rotation of the rotating rod.

또한, 상기 베이스 플레이트는 저면에 복수개의 수평계가 설치되는 것을 특징으로 한다.In addition, the base plate is characterized in that a plurality of horizontal systems are installed on the bottom surface.

또한, 상기 베이스 플레이트는 저면에 복수개의 이동 롤러가 설치되는 것을 특징으로 한다.In addition, the base plate is characterized in that a plurality of moving rollers are installed on the bottom surface.

또한, 상기 서보모터는 모터의 회전수를 감지하여 상기 회전수에 대한 상기 이동 플레이트의 수직 이동거리를 자동으로 측정하는 엔코더가 내부에 장착되는 것을 특징으로 한다.In addition, the servo motor is characterized in that the encoder is mounted therein to automatically detect the rotational speed of the motor to automatically measure the vertical movement distance of the moving plate relative to the rotational speed.

또한, 상기 기어박스는 상기 서보모터의 회전 동력을 상기 회전봉에 전달하는 것을 특징으로 한다.In addition, the gearbox is characterized in that for transmitting the rotational power of the servomotor to the rotating rod.

또한, 상기 모터 구동부는 상기 이동 플레이트의 수직 이동거리를 입력하여 상기 서보모터를 회전시키는 키 입력부가 구비된 것을 특징으로 한다.The motor driving unit may include a key input unit configured to rotate the servomotor by inputting a vertical movement distance of the moving plate.

또한, 상기 가이드봉과 회전봉은 정삼각 형상으로 배치되는 것을 특징으로 한다.In addition, the guide rod and the rotating rod is characterized in that it is arranged in an equilateral triangle shape.

또한, 상기 회전봉은 외주면에 나사산이 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the rotating rod is characterized in that the thread is formed on the outer peripheral surface.

또한, 상기 로드셀은 상기 이동 플레이트의 수직 이동으로 상기 스프링에 작용하는 힘을 측정하는 것을 특징으로 한다.In addition, the load cell is characterized in that for measuring the force acting on the spring by the vertical movement of the moving plate.

또한, 상기 로드셀은 상기 가이드봉 사이에 형성된 이격 거리의 중앙에 설치되는 것을 특징으로 한다.In addition, the load cell is characterized in that it is installed in the center of the separation distance formed between the guide rods.

또한, 상기 로드셀은 하면에 상기 스프링의 일 단이 연결되는 제 1스프링 연결부가 구비되는 것을 특징으로 한다.In addition, the load cell is characterized in that it is provided with a first spring connecting portion to which one end of the spring is connected.

또한, 상기 이동 플레이트는 상면에 상기 스프링의 타 단이 연결되는 제 2스프링 연결부가 구비되는 것을 특징으로 한다.In addition, the moving plate is characterized in that the upper surface is provided with a second spring connecting portion to which the other end of the spring is connected.

또한, 상기 이동 플레이트는 상기 가이드봉이 관통되는 한 쌍의 가이드홀; 및 상기 회전봉이 관통되고 내주면에 나사산이 형성되어 상기 회전봉의 회전으로 상기 이동 플레이트를 수직 이동시키는 회전홀;을 포함하며, 상기 가이드홀과 회전홀은 정삼각 형상으로 배치되는 것을 특징으로 한다.The moving plate may include a pair of guide holes through which the guide rods pass; And a rotating hole through which the rotating rod penetrates and a screw thread is formed on the inner circumferential surface to vertically move the moving plate by the rotation of the rotating rod. The guide hole and the rotating hole are disposed in an equilateral triangle shape.

또한, 상기 로드셀의 측정값과 상기 엔코더의 측정값을 각각 디스플레이하는 표시부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The apparatus may further include a display unit configured to display the measured value of the load cell and the measured value of the encoder, respectively.

또한, 상기 이동 플레이트 하부에 설치되어 상기 가이드봉과 회전봉을 지지하는 하부 플레이트를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, it is characterized in that it further comprises a lower plate which is installed below the moving plate to support the guide rod and the rotating rod.

또한, 본 발명에 따른 자동식 스프링 강성 계측 방법은 로드셀 하면에 구비되는 제 1스프링 연결부와 이동 플레이트 상면에 구비되는 제 2스프링 연결부에 스프링의 양 단을 각각 연결하는 스프링 연결 단계; 서보모터의 작동에 의해 상기 이동 플레이트를 수직이동시켜 상기 스프링을 변형시키는 스프링 변형 단계; 로드셀이 상기 스프링에 작용하는 힘을 측정하여 표시부에 디스플레이하는 힘 측정 단계; 엔코더가 상기 서보모터의 회전수를 감지한 후 상기 회전수에 따른 상기 이동 플레이트의 수직 이동거리를 측정하여 상기 표시부에 디스플레이하는 길이 측정 단계; 및 상기 로드셀에서 측정된 힘과 상기 엔코더에서 측정된 수직 이동거리를 이용하여 상기 스프링에 대한 스프링 상수를 계산하는 상수 계산 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the automatic spring rigidity measuring method according to the present invention includes a spring connection step of connecting both ends of the spring to the first spring connection portion provided on the lower surface of the load cell and the second spring connection portion provided on the upper surface of the moving plate; A spring deformation step of deforming the spring by vertically moving the moving plate by operation of a servomotor; A force measuring step of measuring a force applied to the spring by the load cell and displaying the force on a display unit; A length measuring step of measuring, by the encoder, the rotational speed of the servomotor, and measuring the vertical moving distance of the moving plate according to the rotational speed and displaying it on the display unit; And a constant calculation step of calculating a spring constant for the spring by using the force measured in the load cell and the vertical movement distance measured in the encoder.

더불어, 상기 스프링 변형 단계는, 키 입력부에 상기 이동 플레이트의 수직 이동거리를 입력하여 상기 서보모터를 구동시키는 모터 구동 공정; 기어 박스가 상기 서보모터의 회전 동력을 회전봉에 전달하여 상기 회전봉을 회전시키는 회전봉 회전 공정; 및 상기 회전봉의 회전으로 상기 이동 플레이트를 수직 이동시켜 상기 스프링을 변형시키는 스프링 변형 공정;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
In addition, the spring deformation step, the motor driving process for driving the servo motor by inputting the vertical movement distance of the moving plate to the key input unit; A rotating rod rotating process in which a gear box transmits the rotational power of the servomotor to the rotating rod to rotate the rotating rod; And a spring deformation process of deforming the spring by vertically moving the moving plate by the rotation of the rotating rod.

상기한 바와 같이 본 발명에 따른 자동식 스프링 강성 계측기에 의하면, 스프링에 작용하는 힘과, 힘에 의해 변형되는 스프링의 변형 길이를 용이하게 측정할 수 있어 스프링 상수를 정확하게 계측할 수 있으며, 모형선의 무게, 운동 범위 및 파도 크기에 따라 적합한 스프링 상수를 가진 스프링을 선정하도록 유도할 수 있는 효과가 있다.
As described above, the automatic spring stiffness measuring device according to the present invention can easily measure the force acting on the spring and the deformation length of the spring deformed by the force, so that the spring constant can be accurately measured, and the weight of the model ship Therefore, there is an effect that can lead to selecting a spring having a suitable spring constant according to the range of motion and the wave size.

도 1은 종래의 스프링 탄성계수 측정 지그를 보여주는 도이다.
도 2는 본 발명에 따른 자동식 스프링 강성 계측기의 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 자동식 스프링 강성 계측기의 정면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 자동식 스프링 강성 계측기의 측면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 기어 박스의 작동도이다.
도 6은 본 발명에 따른 이동 플레이트의 사시도이다.
도 7은 본 발명에 따른 이동 플레이트를 수직이동시키는 모습을 보여주는 도이다.
도 8은 본 발명에 따른 자동식 스프링 강성 계측 방법의 블록도이다.
도 9는 본 발명에 따른 스프링 변형 단계의 블록도이다.1 is a view showing a conventional spring modulus measurement jig.
2 is a perspective view of an automatic spring stiffness meter according to the present invention.
3 is a front view of an automatic spring stiffness meter according to the present invention.
4 is a side view of an automatic spring stiffness meter according to the present invention.
5 is an operation of the gear box according to the invention.
6 is a perspective view of a moving plate according to the present invention.
7 is a view showing a vertical movement of the moving plate according to the present invention.
8 is a block diagram of an automatic spring stiffness measurement method according to the present invention.
9 is a block diagram of a spring deformation step in accordance with the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 우선, 도면들 중 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의해야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하게 하지 않기 위해 생략한다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, it should be noted that the same components or parts among the drawings denote the same reference numerals whenever possible. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted so as not to obscure the subject matter of the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 자동식 스프링 강성 계측기의 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 자동식 스프링 강성 계측기의 정면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 자동식 스프링 강성 계측기의 측면도이다.
2 is a perspective view of an automatic spring stiffness meter according to the present invention, FIG. 3 is a front view of the automatic spring stiffness meter according to the present invention, and FIG. 4 is a side view of the automatic spring stiffness meter according to the present invention.

본 발명에 따른 자동식 스프링 강성 계측기는 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 베이스 플레이트(100), 기어 박스(200), 모터 구동부(250), 한 쌍의 가이드봉(300), 회전봉(400), 상부 플레이트(500), 로드셀(600) 및 이동 플레이트(700)를 포함한다.
Automatic spring stiffness measuring device according to the present invention, as shown in Figures 2 to 4, the base plate 100, the gear box 200, the motor drive unit 250, a pair of guide rods 300, rotary rod 400 ), An upper plate 500, a load cell 600, and a moving plate 700.

상기 베이스 플레이트(100)는 저면에 복수개의 수평계(110)와, 복수개의 이동 롤러(120)가 설치될 수 있는데, 여기서, 상기 수평계(100)는 길이를 조절하여 상기 베이스 플레이트(100)를 수평으로 유지할 수 있고, 상기 이동 롤러(100)는 상기 베이스 플레이트(100)를 타 지점으로 용이하게 이동시킬 수 있다.
The base plate 100 may be provided with a plurality of leveling system 110 and a plurality of moving rollers 120 on the bottom surface, wherein the leveling system 100 is horizontal to adjust the length of the base plate 100 It can be maintained as, the moving roller 100 can easily move the base plate 100 to another point.

상기 기어 박스(200)는 상기 베이스 플레이트(100) 상에 설치되며 상면에 서보모터(210)가 연결될 수 있다.The gear box 200 is installed on the base plate 100 and the servo motor 210 may be connected to an upper surface thereof.

여기서, 상기 서보모터(210)는 동력원으로 내부에 엔코더(미도시)가 장착될 수 있는데, 상기 엔코더는 상기 서보모터(210)의 회전수를 감지하여 상기 회전수에 대한 후술할 이동 플레이트(700)의 수직 이동거리를 자동으로 측정할 수 있다.
Here, the servo motor 210 may be equipped with an encoder (not shown) as a power source, the encoder detects the rotational speed of the servomotor 210 to be described later for the rotational plate 700 The vertical distance of travel can be measured automatically.

도 5는 본 발명에 따른 기어 박스의 작동도이다.
5 is an operation of the gear box according to the invention.

구체적으로, 상기 기어 박스(200)는 도 5에 도시된 바와 같이, 서로 연결된 제 1피니언 기어(221) 및 제 2피니언 기어(222)를 포함할 수 있는데, 여기서, 상기 제 1피니언 기어(221)는 상기 서보모터(210)의 중심축에 연결되고, 상기 제 2피니언 기어(222)는 후술할 회전봉(400)에 연결됨으로써 상기 서보모터(210)의 회전 동력을 상기 회전봉(400)에 전달할 수 있다.
Specifically, the gear box 200 may include a first pinion gear 221 and a second pinion gear 222 connected to each other, as shown in FIG. 5, wherein the first pinion gear 221 ) Is connected to the central axis of the servo motor 210, the second pinion gear 222 is connected to the rotary rod 400 to be described later to transfer the rotational power of the servo motor 210 to the rotary rod 400. Can be.

한편, 상기 기어 박스(200)는 도시되지 않았지만, 상기 제 1피니언 기어(221) 및 제 2피니언 기어(222)를 대체하여 상기 서보모터(210)의 회전 동력을 상기 회전봉(400)에 전달할 수 있도록 복수개의 기어가 조립되어 형성될 수 있음은 물론이다.
On the other hand, although not shown, the gear box 200 may replace the first pinion gear 221 and the second pinion gear 222 to transfer the rotational power of the servomotor 210 to the rotating rod 400. Of course, a plurality of gears may be assembled to be formed.

상기 모터 구동부(250)는 상기 베이스 플레이트(100) 상에 설치되며 상기 서보모터(210)를 구동시킬 수 있다.The motor driver 250 may be installed on the base plate 100 to drive the servomotor 210.

구체적으로, 상기 모터 구동부(250)는 상기 이동 플레이트(700)의 수직 이동거리를 입력하여 상기 서보모터(210)를 회전시키는 키 입력부(미도시)가 구비될 수 있다.Specifically, the motor driving unit 250 may be provided with a key input unit (not shown) for rotating the servo motor 210 by inputting a vertical movement distance of the moving plate 700.

즉, 사용자가 상기 키 입력부를 통해 상기 이동 플레이트(700)의 수직 이동거리를 직접 입력하는 경우, 상기 서보모터(210)는 상기 모터 구동부(250)로부터 제어 신호를 수신하여 상기 수직 이동거리에 대응하는 회전수로 회전함으로써 상기 이동 플레이트(700)를 수직 이동시킬 수 있는데, 여기서, 상기 이동 플레이트(700)의 수직 이동거리는 후술할 스프링의 변형 길이와 동일하다.
That is, when the user directly inputs the vertical movement distance of the moving plate 700 through the key input unit, the servo motor 210 receives a control signal from the motor driver 250 to correspond to the vertical movement distance. The moving plate 700 may be vertically moved by rotating at a rotational speed, where the vertical moving distance of the moving plate 700 is equal to the deformation length of a spring to be described later.

상기 가이드봉(300)은 상기 베이스 플레이트(100) 상에서 서로 일정 거리 이격되어 설치되며 상기 이동 플레이트(700)가 슬라이딩 이동될 수 있는데, 여기서, 적어도 하나의 가이드봉(300)에는 상기 스프링(650)의 변형 길이를 측정할 수 있는 길이 측정자(310)가 부착됨으로써 상기 엔코더의 측정값을 육안으로 확인할 수 있다.
The guide rod 300 may be installed to be spaced apart from each other on the base plate 100 by a predetermined distance and the movable plate 700 may be slidably moved. Here, the at least one guide rod 300 may include the spring 650. By measuring the length of the strain measurement 310 is attached to can determine the measured value of the encoder with the naked eye.

상기 회전봉(400)은 상기 기어 박스(200) 상에 설치되어 상기 기어 박스(200)로부터 회전 동력을 전달받아 회전할 수 있는데, 여기서, 상기 회전봉(400)은 외주면에 나사산이 형성될 수 있다.
The rotating rod 400 may be installed on the gear box 200 to rotate by receiving rotational power from the gear box 200, wherein the rotating rod 400 may have a screw thread formed on an outer circumferential surface thereof.

한편, 상기 가이드봉(300)과 회전봉(300)은 정삼각 형상으로 배치될 수 있는데, 구체적으로, 상기 회전봉(300)은 상기 가이드봉(200) 사이의 중앙 후측에 설치될 수 있다.
On the other hand, the guide rod 300 and the rotary rod 300 may be arranged in an equilateral triangle shape, specifically, the rotary rod 300 may be installed on the central rear side between the guide rod 200.

상기 상부 플레이트(500)는 상기 가이드봉(300)과 회전봉(300)의 상단에 설치되어 상기 가이드봉(300)과 회전봉(300)을 지지할 수 있다.
The upper plate 500 may be installed at the upper end of the guide rod 300 and the rotary rod 300 to support the guide rod 300 and the rotary rod 300.

상기 로드셀(600)은 상기 상부 플레이트(500) 저면에 설치되며 하부에 스프링(650)이 연결될 수 있다.The load cell 600 may be installed on a bottom surface of the upper plate 500 and a spring 650 may be connected to a lower portion thereof.

구체적으로, 상기 로드셀(600)은 하면에 상기 스프링(650)의 일 단이 연결되는 고리 형상의 제 1스프링 연결부(610)가 구비되며 상기 가이드봉(300) 사이의 중앙, 즉, 상기 회전봉(400)의 전측에 설치될 수 있다.Specifically, the load cell 600 is provided with a ring-shaped first spring connecting portion 610 to which one end of the spring 650 is connected to the lower surface, the center between the guide rod 300, that is, the rotating rod ( 400 may be installed at the front side.

여기서, 상기 로드셀(600)은 상기 이동 플레이트(700)의 수직 이동에 의해 상기 스프링(650)이 변형되는 경우, 상기 스프링(650)에 작용하는 힘을 측정할 수 있다.
Here, when the spring 650 is deformed by the vertical movement of the moving plate 700, the load cell 600 may measure a force acting on the spring 650.

상기 이동 플레이트(700)는 상부에 상기 스프링(650)이 연결되고 상기 회전봉(400)의 회전으로 상기 가이드봉(300)과 회전봉(400)을 따라 수직이동하여 상기 스프링(650)을 인장시키거나 압축시킬 수 있다.
The moving plate 700 is connected to the spring 650 at the top and is vertically moved along the guide rod 300 and the rotating rod 400 by the rotation of the rotary rod 400 to tension the spring 650 or Can be compressed.

도 6은 본 발명에 따른 이동 플레이트의 사시도이다.
6 is a perspective view of a moving plate according to the present invention.

구체적으로, 상기 이동 플레이트(700)는 도 6에 도시된 바와 같이, 제 2스프링 연결부(710), 한 쌍의 가이드홀(720) 및 회전홀(730)을 포함할 수 있다.
In detail, as illustrated in FIG. 6, the moving plate 700 may include a second spring connection part 710, a pair of guide holes 720, and a rotation hole 730.

상기 제 2스프링 연결부(710)는 상기 이동 플레이트(700)의 상면에 구비되며 상기 제 1스프링 연결부(610)와 동일한 고리 형상으로 이루어져 상기 스프링(650)의 타 단이 연결될 수 있다.
The second spring connection part 710 may be provided on an upper surface of the moving plate 700 and may have the same annular shape as the first spring connection part 610 so that the other end of the spring 650 may be connected.

상기 가이드홀(720) 및 회전홀(730)은 정삼각 형상으로 배치될 수 있는데, 여기서, 상기 가이드홀(720)은 상기 가이드봉(300)이 관통되는 홀이며, 상기 회전홀(730)은 상기 회전봉(400)이 관통되는 홀이다.The guide hole 720 and the rotation hole 730 may be arranged in an equilateral triangle shape, wherein the guide hole 720 is a hole through which the guide rod 300 passes, and the rotation hole 730 is The rotating rod 400 is a hole through.

특히, 상기 회전홀(730)은 내주면에 상기 회전봉(400)에 형성된 나사산과 대응하는 나사산이 형성될 수 있는데, 상기 회전봉(400)이 회전하는 경우, 상기 회전홀(730)이 나사산에 의해 상기 회전봉(400)을 따라 수직이동하므로 상기 이동 플레이트(700)를 상기 가이드봉(300)과 회전봉(400)을 따라 수직 이동시킬 수 있다.
In particular, the rotating hole 730 may be formed on the inner circumferential surface and the thread corresponding to the thread formed on the rotating rod 400, when the rotating rod 400 is rotated, the rotating hole 730 by the screw thread Since the vertical movement along the rotating rod 400 can move the moving plate 700 vertically along the guide rod 300 and the rotating rod 400.

도 7은 본 발명에 따른 이동 플레이트를 수직이동시키는 모습을 보여주는 도이다.
7 is a view showing a vertical movement of the moving plate according to the present invention.

구체적으로, 상기 회전봉(400)이 상기 서보모터(210)의 회전 동력에 의해 회전하는 경우, 상기 이동 플레이트(700)는 상기 회전홀(730)에 의해 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 가이드봉(300)과 회전봉(400)을 따라 수직이동할 수 있고, 이에 따라, 상기 스프링(650)에 힘을 작용시켜 상기 스프링(650)을 변형시킬 수 있다.
Specifically, when the rotating rod 400 is rotated by the rotational power of the servo motor 210, the moving plate 700 is shown by the rotating hole 730, as shown in Figure 7, the guide rod It can be moved vertically along the 300 and the rotating rod 400, accordingly, by applying a force to the spring 650 can deform the spring 650.

한편, 본 발명에 따른 자동식 스프링 강성 계측기는 도 2에 도시된 바와 같이, 표시부(800) 및 하부 플레이트(900)를 더 포함할 수 있다.
Meanwhile, the automatic spring stiffness meter according to the present invention may further include a display portion 800 and a lower plate 900, as shown in FIG.

상기 표시부(800)는 상기 로드셀(600)의 측정값과 상기 엔코더의 측정값을 각각 디스플레이할 수 있다.The display unit 800 may display the measured value of the load cell 600 and the measured value of the encoder, respectively.

구체적으로, 상기 표시부(800)는 복수개로 이루어질 수 있는데, 상기 표시부(800)는 상기 로드셀(600)과 전기적으로 연결되어 상기 로드셀(600)에서 측정된 힘을 입력받아 화면에 디스플레이할 수 있고, 또한, 상기 표시부(800)는 상기 엔코더와 전기적으로 연결되어 상기 엔코더에서 측정된 이동 플레이트(700)의 수직 이동거리을 입력받아 화면에 디스플레이할 수 있다.
Specifically, the display unit 800 may be provided in plural. The display unit 800 may be electrically connected to the load cell 600 to receive the force measured by the load cell 600 and display the same on the screen. In addition, the display unit 800 may be electrically connected to the encoder and receive a vertical movement distance of the moving plate 700 measured by the encoder and display the same on the screen.

상기 하부 플레이트(900)는 상기 이동 플레이트(700) 하부에 설치되어 상기 가이드봉(300)과 회전봉(400)을 지지할 수 있다.The lower plate 900 may be installed under the moving plate 700 to support the guide rod 300 and the rotary rod 400.

구체적으로, 상기 하부 플레이트(900)는 상기 가이드봉(300)과 회전봉(400)이 관통되는 복수개의 홀이 형성되며 상기 이동 플레이트(700) 하부에 고정되어 설치될 수 있다.
In detail, the lower plate 900 may be provided with a plurality of holes through which the guide rod 300 and the rotary rod 400 penetrate and are fixed to the lower portion of the movable plate 700.

이하, 본 발명에 따른 자동식 스프링 강성 계측 방법을 상세히 설명한다.
Hereinafter, an automatic spring stiffness measuring method according to the present invention will be described in detail.

도 8은 본 발명에 따른 자동식 스프링 강성 계측 방법의 블록도이다.
8 is a block diagram of an automatic spring stiffness measurement method according to the present invention.

본 발명에 따른 자동식 스프링 강성 계측 방법은 도 8에 도시된 바와 같이, 스프링 연결 단계(S10), 스프링 변형 단계(S20), 힘 측정 단계(S30), 길이 측정 단계(S40) 및 상수 계산 단계(S50)를 포함한다.
Automatic spring stiffness measuring method according to the present invention, as shown in Figure 8, the spring connection step (S10), the spring deformation step (S20), the force measurement step (S30), the length measurement step (S40) and the constant calculation step ( S50).

상기 스프링 연결 단계(S10)는 도 1에 도시된 바와 같이, 로드셀(600) 하면에 구비되는 제 1스프링 연결부(610)와 이동 플레이트(700) 상면에 구비되는 제 2스프링 연결부(710)에 스프링(650)의 양 단을 각각 연결하는 단계이다.As illustrated in FIG. 1, the spring connection step S10 may include a first spring connection part 610 provided on the bottom surface of the load cell 600 and a second spring connection part 710 provided on the upper surface of the moving plate 700. It is a step of connecting both ends of the (650), respectively.

구체적으로, 상기 스프링 연결 단계(S10)에서는 사용자가 상기 스프링(650)의 일 단을 상기 제 1스프링 연결부(610)에 고정하고, 이후, 서보모터(210)을 작동시켜 이동 플레이트(700)를 수직상승시킨 다음, 상기 스프링(650)의 타 단을 상기 제 2스프링 연결부(710)에 고정함으로써 상기 스프링(650)을 상기 로드셀(600)과 이동 플레이트(700) 사이에 연결할 수 있다.
Specifically, in the spring connection step (S10), the user fixed one end of the spring 650 to the first spring connection portion 610, after that, by operating the servo motor 210 to move the moving plate 700 After rising vertically, the other end of the spring 650 may be fixed to the second spring connection part 710 to connect the spring 650 between the load cell 600 and the moving plate 700.

상기 스프링 변형 단계(S20)는 서보모터(210)의 작동에 의해 상기 이동 플레이트(700)를 수직이동시켜 상기 스프링(650)을 변형시키는 단계이다.
The spring deformation step S20 is a step of deforming the spring 650 by vertically moving the moving plate 700 by the operation of the servomotor 210.

도 9는 본 발명에 따른 스프링 변형 단계의 블록도이다.
9 is a block diagram of a spring deformation step in accordance with the present invention.

구체적으로, 상기 스프링 변형 단계(S20)는 도 9에 도시된 바와 같이, 모터 구동 공정(S21), 회전봉 회전 공정(S22) 및 스프링 변형 공정(S23)을 포함한다.
Specifically, as shown in FIG. 9, the spring deformation step S20 includes a motor driving step S21, a rotating rod rotating step S22, and a spring deformation step S23.

상기 모터 구동 공정(S21)은 키 입력부에 상기 이동 플레이트(700)의 수직 이동거리를 입력하여 상기 서보모터(210)를 구동시키는 공정이다.The motor driving process S21 is a process of driving the servomotor 210 by inputting a vertical movement distance of the moving plate 700 to a key input unit.

구체적으로, 상기 모터 구동 공정(S21)에서는 사용자가 상기 키 입력부를 통해 상기 이동 플레이트(700)의 수직 이동거리를 입력하는 경우, 상기 서보모터(210)는 상기 모터 구동부(250)로부터 제어 신호를 수신하여 상기 수직 이동거리에 대응하는 회전수로 자동 회전할 수 있다.
In detail, in the motor driving process S21, when the user inputs the vertical movement distance of the moving plate 700 through the key input unit, the servo motor 210 receives a control signal from the motor driving unit 250. Receiving can be automatically rotated at a rotational speed corresponding to the vertical movement distance.

상기 회전봉 회전 공정(S22)은 기어 박스(200)가 상기 서보모터(210)의 회전 동력을 회전봉(400)에 전달하여 상기 회전봉(400)을 회전시키는 공정이다.The rotating rod rotating process (S22) is a process in which the gear box 200 transmits the rotational power of the servomotor 210 to the rotating rod 400 to rotate the rotating rod 400.

구체적으로, 상기 회전봉 회전 공정(S22)에서는 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 기어 박스(200)에 포함된 제 1피니언 기어(221) 및 제 2피니언 기어(222)가 서로 연결되어 작동함으로써 상기 서보모터(210)의 회전 동력을 상기 회전봉(400)에 전달할 수 있다.
Specifically, in the rotating rod rotating process (S22), as shown in Figure 5, the first pinion gear 221 and the second pinion gear 222 included in the gear box 200 is connected to each other to operate The rotational power of the servomotor 210 may be transmitted to the rotating rod 400.

상기 스프링 변형 공정(S23)은 상기 회전봉의 회전으로 상기 이동 플레이트를 수직 이동시켜 상기 스프링을 변형시키는 공정이다.The spring deformation step (S23) is a step of deforming the spring by vertically moving the moving plate by the rotation of the rotary rod.

구체적으로, 상기 스프링 변형 공정(S23)에서는 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 이동 플레이트(700)가 가이드봉(300)과 회전봉(400)을 따라 수직이동하여 상기 스프링(650)에 힘을 작용함으로써 상기 스프링(650)을 변형시킬 수 있다.
Specifically, in the spring deformation process (S23), as shown in Figure 7, the moving plate 700 is moved vertically along the guide rod 300 and the rotary rod 400 to apply a force to the spring 650 By doing so, the spring 650 can be deformed.

상기 힘 측정 단계(S30)는 로드셀(600)이 상기 스프링(650)에 작용하는 힘을 측정하여 표시부(800)에 디스플레이하는 단계이다.
The force measuring step S30 is a step in which the load cell 600 measures the force acting on the spring 650 and displays it on the display unit 800.

상기 길이 측정 단계(S40)는 엔코더가 상기 서보모터(210)의 회전수를 감지한 후 상기 회전수에 따른 상기 이동 플레이트(700)의 수직 이동거리를 측정하여 상기 표시부(800)에 디스플레이하는 단계이다.
The length measuring step (S40) is a step in which the encoder detects the rotational speed of the servomotor 210 and measures the vertical movement distance of the moving plate 700 according to the rotational speed and displays the displayed portion on the display unit 800. to be.

상기 상수 계산 단계(S50)는 상기 로드셀(600)에서 측정된 힘과 상기 엔코더에서 측정된 수직 이동거리를 이용하여 상기 스프링(650)에 대한 스프링 상수를 계산하는 단계이다.The constant calculating step (S50) is a step of calculating a spring constant for the spring 650 using the force measured in the load cell 600 and the vertical movement distance measured in the encoder.

구체적으로, 상기 상수 계산 단계(S50)에서는 상기 로드셀(600)에서 측정된 힘과 상기 엔코더에서 측정된 수직 이동거리를 하기의 수학식에 대입하여 스프링 상수 K를 계산할 수 있다.
In detail, in the constant calculating step S50, the spring constant K may be calculated by substituting the force measured by the load cell 600 and the vertical moving distance measured by the encoder into the following equation.

Figure 112012087522023-pat00001
Figure 112012087522023-pat00001

(여기서, k는 스프링 상수, P는 힘 또는 하중, δ는 수직 이동거리이다)
Where k is the spring constant, P is the force or load, and δ is the vertical travel.

이상과 같이 본 발명에 따른 자동식 스프링 강성 계측기를 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.
As described above with reference to the drawings illustrating an automatic spring stiffness measuring instrument according to the present invention, the present invention is not limited by the embodiments and drawings disclosed herein, but to those skilled in the art within the scope of the technical spirit of the present invention Of course, various modifications can be made.

100:베이스 플레이트 110:수평계
120:이동 롤러 200:기어 박스
210:서보모터 221:제 1피니언 기어
222:제 2피니언 기어 250:모터 구동부
300:가이드봉 310:길이 측정자
400:회전봉 500:상부 플레이트
600:로드셀 610:제 1스프링 연결부
650:스프링 700:이동 플레이트
710:제 2스프링 연결부 720:가이드홀
730:회전홀 800:표시부
900:하부 플레이트
S10:스프링 연결 단계
S20:스프링 변형 단계
S21:모터 구동 공정
S22:회전봉 회전 공정
S23:스프링 변형 공정
S30:힘 측정 단계
S40:길이 측정 단계
S50:상수 계산 단계100: base plate 110: level gauge
120: moving roller 200: gear box
210: servo motor 221: first pinion gear
222: second pinion gear 250: motor drive unit
300: guide rod 310: length measurer
400: rotating rod 500: upper plate
600: load cell 610: first spring connection
650: spring 700: moving plate
710: second spring connection 720: guide hole
730: rotating hole 800: display unit
900: lower plate
S10: Spring connection step
S20: Spring deformation step
S21: Motor Drive Process
S22: rotating rod rotating process
S23: spring deformation process
S30: Force Measurement Step
S40: Length measurement step
S50: Constant calculation step

Claims (17)

베이스 플레이트;
상기 베이스 플레이트 상에 설치되며 상면에 서보모터가 연결되는 기어 박스;
상기 베이스 플레이트 상에 설치되며 상기 서보모터를 구동시키는 모터 구동부;
상기 베이스 플레이트 상에 설치되며 적어도 하나에 길이 측정자가 부착되는 한 쌍의 가이드봉;
상기 기어 박스 상에 설치되고 상기 기어 박스로부터 회전 동력을 전달받아 회전하며 외주면에 나사산이 형성된 회전봉;
상기 가이드봉과 회전봉의 상단에 설치되는 상부 플레이트;
상기 상부 플레이트 저면에 설치되며 하부에 스프링이 연결되는 로드셀; 및
상기 스프링이 상부에 연결되고 상기 회전봉의 회전으로 상기 가이드봉과 회전봉을 따라 수직이동하여 상기 스프링을 인장시키거나 압축시키는 이동 플레이트;를 포함하고,
상기 서보모터는 모터의 회전수를 감지하여 상기 회전수에 대한 상기 이동 플레이트의 수직 이동거리를 자동으로 측정하는 엔코더가 내부에 장착되며,
상기 모터 구동부는 상기 이동 플레이트의 수직 이동거리를 입력하여 상기 서보모터를 회전시키는 키 입력부가 구비되고,
상기 로드셀은 상기 이동 플레이트의 수직 이동으로 상기 스프링에 작용하는 힘을 측정하며,
상기 스프링은 일 단이 상기 로드셀의 하면에 구비된 제 1스프링 연결부에 연결되고, 타 단이 상기 이동 플레이트의 상면에 구비된 제 2스프링 연결부에 연결되며,
상기 이동 플레이트는,
상기 가이드봉이 관통되는 한 쌍의 가이드홀; 및
상기 회전봉이 관통되고 내주면에 상기 회전봉에 형성된 나사산과 대응하는 나사산이 형성되어 상기 회전봉과 나사결합되며 상기 회전봉의 회전에 의해 상기 이동 플레이트를 수직 이동시키는 회전홀;을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동식 스프링 강성 계측기.
A base plate;
A gear box installed on the base plate and having a servo motor connected to an upper surface thereof;
A motor driver installed on the base plate to drive the servomotor;
A pair of guide rods installed on the base plate and having a length measurer attached to at least one;
A rotating rod installed on the gear box and rotating by receiving rotational power from the gear box, and having a screw thread formed on an outer circumferential surface thereof;
An upper plate installed at an upper end of the guide rod and the rotary rod;
A load cell installed at a bottom of the upper plate and having a spring connected thereto; And
And a moving plate connected to the top and vertically moving along the guide rod and the rotary rod by the rotation of the rotary rod to tension or compress the spring.
The servo motor is mounted therein an encoder that automatically detects the rotational speed of the motor and automatically measures the vertical movement distance of the moving plate with respect to the rotational speed.
The motor driving unit is provided with a key input unit for rotating the servo motor by inputting the vertical movement distance of the moving plate,
The load cell measures the force acting on the spring by the vertical movement of the moving plate,
One end of the spring is connected to the first spring connection part provided on the bottom surface of the load cell, and the other end is connected to the second spring connection part provided on the upper surface of the moving plate.
The moving plate,
A pair of guide holes through which the guide rods pass; And
And a rotating hole through which the rotating rod penetrates and a screw thread corresponding to the screw thread formed on the rotating rod is screwed with the rotating rod and vertically moves the movable plate by the rotation of the rotating rod. Rigidity instrument.
제 1항에 있어서,
상기 베이스 플레이트는 저면에 복수개의 수평계가 설치되는 것을 특징으로 하는 자동식 스프링 강성 계측기.
The method according to claim 1,
The base plate is an automatic spring stiffness meter, characterized in that a plurality of horizontal meters are installed on the bottom.
제 1항에 있어서,
상기 베이스 플레이트는 저면에 복수개의 이동 롤러가 설치되는 것을 특징으로 하는 자동식 스프링 강성 계측기.
The method according to claim 1,
The base plate is an automatic spring stiffness meter, characterized in that a plurality of moving rollers are installed on the bottom.
삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 기어박스는 상기 서보모터의 회전 동력을 상기 회전봉에 전달하는 것을 특징으로 하는 자동식 스프링 강성 계측기.
The method according to claim 1,
The gearbox is an automatic spring stiffness meter, characterized in that for transmitting the rotational power of the servomotor to the rotating rod.
삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 가이드봉과 회전봉은 정삼각 형상으로 배치되는 것을 특징으로 하는 자동식 스프링 강성 계측기.
The method according to claim 1,
The guide rod and the rotating rod is an automatic spring stiffness meter, characterized in that arranged in an equilateral triangle shape.
삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 로드셀은 상기 가이드봉 사이에 형성된 이격 거리의 중앙에 설치되는 것을 특징으로 하는 자동식 스프링 강성 계측기.
The method according to claim 1,
The load cell is an automatic spring stiffness meter, characterized in that installed in the center of the separation distance formed between the guide rods.
삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 가이드홀과 회전홀은 정삼각 형상으로 배치되는 것을 특징으로 하는 자동식 스프링 강성 계측기.
The method according to claim 1,
The guide hole and the rotating hole is an automatic spring stiffness meter, characterized in that arranged in an equilateral triangle shape.
제 1항에 있어서,
상기 로드셀의 측정값과 상기 엔코더의 측정값을 각각 디스플레이하는 표시부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동식 스프링 강성 계측기.
The method according to claim 1,
And a display unit for displaying the measured value of the load cell and the measured value of the encoder, respectively.
제 1항에 있어서,
상기 이동 플레이트 하부에 설치되어 상기 가이드봉과 회전봉을 지지하는 하부 플레이트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동식 스프링 강성 계측기.
The method according to claim 1,
And a lower plate installed below the moving plate to support the guide rod and the rotating rod.
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