KR101651055B1 - Dynamic calibration device configuration and application for performance verification of the dynamometer - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 동적 교정 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자항 동력계와 같은 측정 장비에서 측정되는 추력과 토크에 대한 회전축의 회전으로 인한 영향과 간섭 정도를 파악할 수 있는 동력계의 성능 검증을 위한 동적 교정 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a dynamic calibrating device, and more particularly, to a dynamic calibrating device for verifying the performance of a dynamometer capable of detecting the influence and interference of a rotation axis about a thrust and a torque measured by a measuring device such as a self- .
통상, 동력계는 기계에서 발생되는 동력을 측정한다.Normally, the dynamometer measures the power generated by the machine.
상술한 동력계는 적용 분야에 따라 단순히 기계에 가해지거나 기계에서 발생되는 힘을 측정할 수 있고, 차량의 동력이나 선박의 추진력 등을 측정할 수도 있다.The dynamometer described above can be simply applied to the machine or can measure the force generated by the machine, and can measure the power of the vehicle or the propulsion of the ship, depending on the field of application.
한편, 동력계의 교정 작업은 적용되는 목적과 측정 변수의 종류 및 개수, 내부 설계 구성에 따라 다양한 방법으로 수행된다.On the other hand, calibration of the dynamometer is performed in various ways depending on the purpose of application, the type and number of measurement variables, and the internal design configuration.
여기서, 하나의 동력계에서 2가지 이상의 데이터를 측정하는 경우, 해당 장치의 내부 설계에 따라 데이터들 간에 상호 간섭이 발생된다.Here, when two or more data are measured in one dynamometer, mutual interference occurs between the data according to the internal design of the device.
따라서, 종래에는 추력(thrust)과 토크(torque) 같은 값을 동시에 측정하는 경우, 회전축의 회전에 따른 간섭 효과가 일부 발생된다.Accordingly, when a value such as a thrust and a torque is measured at the same time, an interference effect due to rotation of the rotating shaft is partially generated.
일반적으로 동력계를 선박의 성능평가를 위해 사용하는 경우, 정적인 상태에서 교정 작업을 수행한다.In general, if the dynamometer is used for the performance evaluation of the ship, the calibration is performed in a static state.
이는, 저항시험에 사용되는 저항 동력계의 경우에는 측정되는 데이터가 1축 방향으로의 저항 또는 힘 외에는 존재하지 않기 때문에, 측정되는 데이터나 외란에 대한 영향, 간섭 등을 고려할 필요가 없다.This is because, in the case of the resistance dynamometer used for the resistance test, since the measured data does not exist in the uniaxial direction other than the resistance or the force, it is not necessary to take into consideration the influence on the measured data or disturbance, interference or the like.
그러나 자항 동력계의 경우, 추력과 토크의 2가지의 측정 데이터를 가진다.However, in the case of the self-dynamometer, it has two measurement data, thrust and torque.
상기의 두 가지 데이터 간 상호 간섭의 정도는 정적인 교정 작업으로도 확인할 수는 있지만, 정적인 교정 작업만으로는 측정하고자 하는 회전축의 회전으로 인한 간섭 정도가 측정되는 추력과 토크에 어느 정도의 영향을 미치는지를 파악하기에는 어려운 문제점이 있다.The degree of mutual interference between the above two data can be confirmed by a static calibration operation. However, the degree of interference due to the rotation of the rotation axis to be measured by the static calibration operation only has some influence on the measured thrust and torque There is a problem that it is difficult to grasp.
일반적으로, 실제 선박에서 엔진의 크기 선정은, 배가 건조되기 전에 수조에서 모형시험을 통하여 추정하는 과정을 거치게 되며, 특히, 자항 시험을 통하여 필요한 소요마력을 추정하여 실선으로 확장할 수 있다.In general, the size of the engine in the actual ship is estimated through the model test in the tank before the ship is dried. In particular, the required horsepower can be estimated through the self test to expand to the solid line.
따라서 이와 같이 모형선을 이용한 모형시험 결과를 실선으로 확장하여 선박의 건조에 활용하기 위해서는, 모형선을 이용한 추진기의 정밀한 성능시험이 필요하고, 아울러, 이를 위해서는 동력계를 이용하여 측정을 행하는 작업이 요구된다.Therefore, in order to extend the model test results using the model line to the solid line, it is necessary to perform a precise performance test of the propeller using the model line, and furthermore, to perform the measurement using the dynamometer do.
이러한 관점에서 선박의 모형시험에 사용되는 추력과 토크를 측정해야하는 저항 동력계와 같이 회전축에 걸리는 힘을 측정하는 모든 동력계의 정밀한 성능평가와 계측값의 검증을 위한 새로운 검교정 기술이 요구되고 있다.From this point of view, new calibrating techniques are required for accurate performance evaluation of all dynamometers that measure the force applied to the rotating shaft, such as resistance dynamometer, which is used to measure the thrust and torque used in ship model tests, and verification of the measured values.
본 발명의 목적은, 자항 동력계와 같은 측정 장비에서 측정되는 추력과 토크에 대한 회전축의 회전으로 인한 영향과 간섭 정도를 파악할 수 있는 동력계의 성능 검증을 위한 동적 교정 장치를 제공함에 있다.It is an object of the present invention to provide a dynamic calibrating device for verifying the performance of a dynamometer capable of grasping the influence and the degree of interference due to rotation of a rotary shaft with respect to a thrust and a torque measured in a measuring instrument such as a self-excited dynamometer.
바람직한 실시예에 있어서, 본 발명은 동력계의 성능 검증을 위한 동적 교정 장치를 제공한다.In a preferred embodiment, the present invention provides a dynamic calibrating device for verifying the performance of a dynamometer.
상기 동력계의 성능 검증을 위한 동적 교정 장치는 본체부와; 상기 본체부에 이동 가능하게 설치되며, 동력에 의해 회전되는 회전축을 갖는 구동부와; 상기 구동부의 인근에 배치되며, 회전되는 상기 회전축에 가해지는 힘의 방향을 가변시켜 회전되는 상기 회전축으로부터의 추력 및 토크를 측정하는 측정부; 및 상기 회전축의 회전 속도를 제어하는 제어부를 포함한다.The dynamic calibrating apparatus for verifying the performance of the dynamometer includes: a main body; A driving unit movably installed in the main body and having a rotation axis rotated by power; A measuring unit disposed near the driving unit for measuring a thrust and a torque from the rotating shaft which is rotated by varying a direction of a force applied to the rotating shaft; And a control unit for controlling the rotation speed of the rotation shaft.
상기 본체부의 상단에는, 상기 구동부의 위치를 가변시키는 위치 조절부가 설치되는 것이 바람직하다.Preferably, a position adjusting unit for varying a position of the driving unit is provided at an upper end of the main body.
상기 위치 조절부는, 상기 본체부의 상단에 설치되며, 길이 방향을 따라 배치되는 볼스크루와 상기 볼 스크루를 회전시키는 핸들을 갖는 위치 조절 몸체와, 상기 구동부를 지지하도록 상기 위치 조절 몸체의 상단에 배치되어, 상기 볼 스크루의 회전 방향에 따라 전후진되는 지지 몸체를 구비하는 것이 바람직하다.The position adjusting unit may include a position adjusting body provided at an upper end of the main body and having a ball screw disposed along the longitudinal direction and a handle for rotating the ball screw and disposed at an upper end of the position adjusting body to support the driving unit And a support body which is moved back and forth along the rotating direction of the ball screw.
상기 구동부는, 상기 지지 몸체 상에 지지되며, 상기 회전축을 구비하는 구동 모터와, 상기 구동 모터와 이격되도록 상기 지지 몸체 상에 지지되며, 상기 회전축과 연결되는 동력계를 구비하는 것이 바람직하다.The driving unit may include a driving motor supported on the supporting body, the driving motor having the rotating shaft, and a dynamometer connected to the rotating shaft, the driving motor being supported on the supporting body so as to be separated from the driving motor.
상기 구동 모터에는, 상기 회전축의 회전수를 측정하는 센서가 구비되는 것이 바람직하다.It is preferable that the drive motor is provided with a sensor for measuring the number of revolutions of the rotation shaft.
상기 측정부는, 추력 측정 모듈과, 토크 측정 모듈을 구비하는 것이 바람직하다.Preferably, the measuring unit includes a thrust measuring module and a torque measuring module.
상기 추력 측정 모듈은, 상기 본체부의 일측부에 배치되며, 상기 동력계로 서로 다른 방향을 따르는 힘을 선택적으로 제공하도록 설치되는 한 쌍의 제 1저울부와, 선택적으로 제공되는 상기 힘에 따라 상기 동력계로부터 추력을 측정하는 추력 센서를 구비하는 것이 바람직하다.Wherein the thrust measuring module comprises a pair of first balance portions disposed at one side of the body portion and configured to selectively provide forces along different directions to the dynamometer, And a thrust sensor for measuring thrust force from the thrust sensor.
상기 토크 측정 모듈은, 상기 본체부의 양측부에 배치되며, 상기 동력계로 서로 다른 방향을 따르는 힘을 선택적으로 제공하도록 설치되는 한 쌍의 제 2저울부와, 선택적으로 제공되는 상기 힘에 따라 상기 동력계로부터 토크를 측정하는 토크 센서를 구비하는 것이 바람직하다.The torque measurement module includes a pair of second balance portions disposed on both sides of the main body portion, the pair of second balance portions being provided to selectively provide a force along different directions to the dynamometer, And a torque sensor for measuring the torque from the torque sensor.
상기 토크 측정 모듈에는, 상기 회전축의 회전과 동시에 상기 추력과 상기 토크 측정이 가능하도록 유압 베어링이 포함되는 것이 바람직하다.It is preferable that the torque measuring module includes a hydraulic bearing so that the thrust and the torque can be measured simultaneously with the rotation of the rotating shaft.
상기 동력계의 일측부에는, 외측으로 돌출되는 한 쌍의 지지 로드와, 상기 한 쌍의 지지 로드 단부를 연결하는 연결 부재가 설치되는 것이 바람직하다.Preferably, a pair of support rods projecting outwardly and a connecting member connecting the pair of support rod ends are provided on one side of the dynamometer.
상기 동력계의 회전축과 연결되는 와이어는, 상기 연결 부재에 고정되고,A wire connected to a rotation axis of the dynamometer is fixed to the connecting member,
상기 한 쌍의 제 1저울부는, 상기 와이어를 전후방으로 당겨 상기 힘을 선택적으로 제공하는 것이 바람직하다.It is preferable that the pair of first balance portions selectively pull the wire by pulling the wire forward and backward.
상기 한 쌍의 제 1저울부는, 상기 본체부의 상단에 전후방을 따라 회전되도록 배치되는 회전 로드와, 상기 회전 로드로부터 상방을 따라 연장되어 상단이 상기 와이어에 연결되는 연결 로드와, 상기 회전 로드의 단부에서 상기 본체부의 전후방을 따라 벌어지도록 연장되는 한 쌍의 연장바와, 상기 한 쌍의 연장바의 단부에 연결되며, 하방을 따라 길이를 갖는 한 쌍의 걸림 로드와, 상기 한 쌍의 걸림 로드의 하단에 설치되며, 무게를 갖는 분동이 안착되는 한 쌍의 지지판을 구비하는 것이 바람직하다.Wherein the pair of first balance portions includes a rotation rod arranged to rotate along the front and rear at the upper end of the main body portion, a connection rod extending upward from the rotation rod and having an upper end connected to the wire, A pair of extending rods connected to the ends of the pair of extending bars and having a length along the downward direction, and a pair of guide rods And a pair of support plates on which the weight having the weight is seated.
상기 한 쌍의 제 2저울부는, 상기 동력계의 양측부에 위치되며, 상기 힘을 형성하는 무게를 갖는 분동이 안착되는 한 쌍의 분동 안착판을 포함하는 것이 바람직하다.Preferably, the pair of second balance portions include a pair of weighted seating plates positioned at both sides of the dynamometer and on which the weight having the weight for forming the force is seated.
상기 측정부는, 상기 본체부에 설치되는 디스플레이부를 포함하는 것이 바람직하다.Preferably, the measuring unit includes a display unit installed in the main body.
상기 디스플레이부는, 시간에 따르는 상기 구동 모터의 회전수와, 상기 회전축이 회전되는 경우 측정되는 상기 추력과 상기 토크를 표시하는 것이 바람직하다.Preferably, the display unit displays the number of revolutions of the driving motor according to the time, the thrust and the torque measured when the rotation shaft rotates.
또한, 상기 디스플레이부는, 측정되는 상기 추력과 상기 토크의 샘플링 비율 표시하는 것이 바람직하다.The display unit may display a sampling rate of the measured thrust and the torque.
상기 제어부는, 상기 회전축의 회전수를 가변적으로 설정하고, 상기 샘플링 비율을 가변적으로 설정하는 다이얼과, 상기 장치의 비상 정지를 위한 비상 스위치를 구비하는 것이 바람직하다.Preferably, the control unit includes a dial for variably setting the number of revolutions of the rotary shaft and variably setting the sampling rate, and an emergency switch for emergency stop of the apparatus.
본 발명은, 자항 동력계와 같은 측정 장비에서 측정되는 추력과 토크에 대한 회전축의 회전으로 인한 영향과 간섭 정도를 파악할 수 있는 효과를 갖는다.The present invention has the effect of grasping the influence and the degree of interference due to the rotation of the rotary shaft with respect to the thrust and the torque measured in a measuring device such as a self-excited dynamometer.
또한, 본 발명은, 동력계의 고장이나 데이터 불확실성이 의심되는 상황에서 동력계 상태를 검증할 수 있고, 사용하고자 하는 시험 조건이나 환경에 따라 기존에 수행해오던 정적인 환경에서의 교정 작업을 동적 교정 작업으로 전면 전환할 수도 있는 효과를 갖는다.In addition, the present invention can verify the state of the dynamometer in a situation where a failure of the dynamometer or data uncertainty is suspected, and it is possible to perform a dynamic calibrating operation in a static environment that has been performed previously according to the test condition or environment to be used It is possible to switch over the whole.
도 1은 본 발명의 동력계의 성능 검증을 위한 동적 교정 장치의 구성을 개략적으로 보여주는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 동력계의 성능 검증을 위한 동적 교정 장치를 보여주는 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따르는 구동부를 보여주는 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따르는 추력 측정 모듈을 보여주는 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따르는 제 1저울부를 보여주는 사시도이다.
도 6은 본 발명에 따르는 토크 측정 모듈을 보여주는 사시도이다.
도 7은 본 발명에 따르는 제 2저울부를 보여주는 사시도이다.
도 8은 본 발명에 따르는 디스플레이부를 보여주는 도면이다.
도 9는 본 발명에 따르는 제어부를 보여주는 사시도이다.1 is a block diagram schematically showing the configuration of a dynamic calibrating apparatus for verifying the performance of a dynamometer of the present invention.
2 is a perspective view showing a dynamic correction apparatus for verifying the performance of the dynamometer of the present invention.
3 is a perspective view showing a driving unit according to the present invention.
4 is a perspective view showing a thrust measuring module according to the present invention.
5 is a perspective view showing a first balance part according to the present invention.
6 is a perspective view showing a torque measurement module according to the present invention.
7 is a perspective view showing a second balance part according to the present invention.
8 is a view showing a display unit according to the present invention.
9 is a perspective view showing a control unit according to the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동력계의 성능 검증을 위한 동적 교정 장치를 설명한다.Hereinafter, a dynamic correction apparatus for verifying the performance of the dynamometer of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 동력계의 성능 검증을 위한 동적 교정 장치의 구성을 개략적으로 보여주는 블록도이고, 도 2는 본 발명의 동력계의 성능 검증을 위한 동적 교정 장치를 보여주는 사시도이다.FIG. 1 is a block diagram schematically showing a configuration of a dynamic calibrating apparatus for verifying performance of a dynamometer of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view showing a dynamic calibrating apparatus for verifying performance of a dynamometer of the present invention.
도 1 및 도 2를 참조 하면, 본 발명의 동력계의 성능 검증을 위한 동적 교정 장치는 크게, 본체부(100)와, 구동부(200)와, 측정부 및 제어부(700)로 구성된다.Referring to FIGS. 1 and 2, a dynamic calibrating apparatus for verifying the performance of a dynamometer of the present invention comprises a
본 발명에 따르는 본체부(100)에는, 상기 구동부(200)와, 측정부와, 제어부(700) 및 디스플레이부(600)가 설치된다.The
상기 본체부(100)의 상단에는, 상기 구동부(200)의 위치를 가변시키는 위치 조절부(110)가 설치된다.A
본 발명에 따르는 위치 조절부(110)는 위치 조절 몸체(111)와, 지지 몸체(112)로 구성된다.The
상기 위치 조절 몸체(111)는 상기 본체부(100)의 상단에 설치되며, 길이 방향을 따라 배치되는 볼 스크루(미도시)와 상기 볼 스크루를 회전시키는 핸들(111a)을 구비한다.The
상기 핸들(111a)을 회전시키면, 상기 볼 스크루는 회전된다. 즉, 상기 볼 스크루는 핸들(111a)의 회전 방향에 연동된다.When the handle 111a is rotated, the ball screw is rotated. That is, the ball screw is interlocked with the rotating direction of the handle 111a.
상기 지지 몸체(112)는, 상기 구동부(200)를 지지하도록 상기 위치 조절 몸체(111)의 상단에 배치되어, 상기 볼 스크루의 회전 방향에 따라 전후진되도록 배치된다.The
따라서, 상기 지지 몸체(112)는 볼 스크루의 회전 방향에 따라 전진 또는 후진된다.Accordingly, the
이의 구성에 의해, 상기 지지 몸체(112)에 지지되는 본 발명에 따른 구동부(200)의 위치는 가변적으로 조절될 수 있다.According to this configuration, the position of the
상기 구성에 의해 후술되는 동력계(230)의 추력 측정 범위에 따라 구동부(200)의 위치를 가변적으로 조절할 수 있다.The position of the
도 3은 본 발명에 따르는 구동부를 보여주는 사시도이다.3 is a perspective view showing a driving unit according to the present invention.
도 2 및 도 3을 참조 하면, 상기와 같이 지지 몸체(112)에 지지되는 본 발명에 따른 구동부(200)는, 상기 지지 몸체(112) 상에 지지되며, 회전축(220)을 구비하는 구동 모터(210)와, 상기 구동 모터(210)와 이격되도록 상기 지지 몸체(112) 상에 지지되며, 상기 회전축(220)과 연결되는 동력계(230)로 구성된다.2 and 3, the
그리고, 본 발명에 따르는 측정부는 상술한 구동부(200)의 인근에 배치되며, 회전되는 회전축(220)에 가해지는 힘의 방향을 가변시켜 회전되는 상기 회전축(220)으로부터의 추력 및 토크를 측정할 수 있다.The measuring unit according to the present invention is disposed near the
또한, 본 발명에 따르는 제어부(700)는, 상기 구동 모터(210)의 회전 속도를 제어할 수 있다.In addition, the
즉, 상기 제어부(700)를 통해 시험 조건에 해당되는 회전 속도를 이루도록 구동 모터(210)의 구동을 제어할 수 있다.That is, the driving of the driving
더하여, 상기 구동 모터(210)에는, 상기 회전축(220)의 회전수를 측정하는 센서(미도시)가 구비될 수 있다. 상기 센서는 엔코더와 같은 센서를 사용하는 것이 좋다.In addition, the driving
도 4는 본 발명에 따르는 추력 측정 모듈을 보여주는 사시도이고, 도 5는 본 발명에 따르는 제 1저울부를 보여주는 사시도이다.FIG. 4 is a perspective view showing a thrust measuring module according to the present invention, and FIG. 5 is a perspective view showing a first balance part according to the present invention.
도 2에 도시되는 바와 같이, 본 발명에 따르는 측정부는 추력 측정 모듈(400)과, 토크 측정 모듈(500)과, 디스플레이부(600)로 구성될 수 있다.2, the measuring unit according to the present invention may include a
도 2 및 도 4, 도 5를 참조 하면, 본 발명에 따르는 추력 측정 모듈(400)은 한 쌍의 제 1저울부(410)와, 추력 센서(미도시)를 포함한다.2, 4 and 5, the
상기 한 쌍의 제 1저울부(410)는 상기 본체부(100)의 일측부에 배치되며, 상기 동력계(230)로 서로 다른 방향을 따르는 힘을 선택적으로 제공하도록 설치된다.The pair of first balance parts 410 are disposed on one side of the
한편, 동력계(230)의 일측부에서 외측으로 돌출되는 한 쌍의 지지 로드(231)와, 상기 한 쌍의 지지 로드(231) 단부를 연결하는 연결 부재(232)가 설치된다.A pair of
그리고, 상기 동력계(230)의 회전축(220)과 연결되는 와이어(233)는 상기 연결 부재(232)에 고정된다.The
또한, 상기 한 쌍의 제 1저울부(410)는, 회전 로드(411)와, 한 쌍의 연장바(413)와, 한 쌍의 걸림 로드(414)와, 한 쌍의 지지판(415)으로 구성된다.The pair of first balance portions 410 are provided with a
상기 회전 로드(411)는 상기 본체부(100)의 상단에 전후방을 따라 회전되도록 배치된다.The
상기 연결 로드(412)는 상기 회전 로드(411)로부터 상방을 따라 연장되어 상단이 상기 와이어(233)에 연결된다.The
상기 한 쌍의 연장바(413)는 상기 회전 로드(411)의 단부에서 상기 본체부(100)의 전후방을 따라 벌어지도록 연장되어 형성된다.The pair of extension bars 413 extend from the end of the
상기 한 쌍의 걸림 로드(414)는 상기 한 쌍의 연장바(413)의 단부에 연결되며, 하방을 따라 길이를 이룬다.The pair of latching
상기 한 쌍의 지지판(415)은 상기 한 쌍의 걸림 로드(414)의 하단에 설치되며, 무게를 갖는 분동(1)이 안착될 수 있다.The pair of
따라서, 상기 한 쌍의 지지판(415) 상에 무게를 갖는 분동(1)이 안착되는 개수에 때라 상기 한 쌍의 제 1저울부(410)는, 상기 와이어(233)를 전방 또는 후방으로 당겨 동력계(230)의 회전축(220)으로 힘을 제공한다.Therefore, the pair of first balance parts 410 pull the
상기의 구성에 의해, 추력 측정 모듈(410)의 한 쌍의 제 1저울부(410)에 분동을 올려가며 교정 작업을 수행할 수 있다.With the above configuration, the calibration operation can be performed while raising the weight on the pair of first balance parts 410 of the thrust measuring module 410.
상기 한 쌍의 제 1저울부(410)에 가해지는 분동(1)의 무게는 각각 +, - 방향으로 동력계(230)에 적용될 수 있다.The weights of the
도 6은 본 발명에 따르는 토크 측정 모듈을 보여주는 사시도이고, 도 7은 본 발명에 따르는 제 2저울부를 보여주는 사시도이다.FIG. 6 is a perspective view showing a torque measuring module according to the present invention, and FIG. 7 is a perspective view showing a second balance part according to the present invention.
도 6 및 도 7을 참조 하면, 본 발명에 따르는 토크 측정 모듈은, 한 쌍의 제 2저울부(510)와, 토크 센서(520)를 포함한다.6 and 7, the torque measurement module according to the present invention includes a pair of
상기 한 쌍의 제 2저울부(510)는 상기 본체부(100)의 양측부에 배치되며, 상기 동력계(230)로 서로 다른 방향을 따르는 힘을 선택적으로 제공하도록 설치된다.The pair of
여기서, 상기 한 쌍의 제 2저울부(510)는, 상기 동력계(230)의 양측부에 위치되며, 상기 힘을 형성하는 무게를 갖는 분동(2)이 안착되는 한 쌍의 분동 안착판(511)을 포함한다.The pair of
따라서, 한 쌍의 제 2저울부(510)는 동력계(230)의 양측부에서 무게를 갖는 분동(2)이 안착되는 개수에 따라, 동력계(230)의 회전축(220)의 회전 방향을 따라 힘을 선택적으로 제공할 수 있다.Accordingly, the pair of
그리고, 상기 토크 센서(520)는 상기와 같이 선택적으로 제공되는 상기 힘에 따라 상기 동력계(230)로부터 토크를 측정하여 제어부(700)로 전송할 수 있다.The
더하여, 본 발명에 따르는 토크 측정 모듈(500)에는, 상기 회전축(220)의 회전과 동시에 상기 추력과 상기 토크 측정이 가능하도록 유압 베어링(530)이 포함되는 것이 좋다.In addition, the
상기 구성에 의해, 토크 측정도 마찬 가지로 한 쌍의 제 2저울부(510)에 분동(2)을 올려가며 교정 작업을 수행할 수 있으며, 이때, 한 쌍의 제 2저울부(510)에 가해지는 분동(2)의 무게는 각각 +, - 방향으로 동력계(230)에 적용될 수 있다.With the above-described configuration, similarly to the torque measurement, it is possible to carry out the calibration work while raising the
즉, 추력과 토크의 계측 값은 힘이 작용되는 방향에 따라 +,-값을 이룰 수 있다.That is, the measured values of thrust and torque can be + or - depending on the direction in which the force is applied.
여컨대, 동력계(230)의 계측 범위가 최대 250N(추력), 10Nm(토크)라고 한다면 -250N~+250N, -10Nm~+10Nm 범위 내에서 계측이 가능할 수 있다.Assuming that the measurement range of the
이에 따라, 본 발명에서의 교정은 상술한 동력계(230)의 계측 가능 범위 내에서 이루어질 수 있고, 이를 위해 동력계(230)에 양 방향으로 힘을 가할 수 있다.Accordingly, the calibration according to the present invention can be performed within the measurable range of the
즉, 분동(2)을 놓는 제 2저울부(510)에 따라 동력계(230)에 특정 방향으로의 추력 또는 토크가 가해질 수 있다.That is, thrust or torque in a specific direction may be applied to the
도 8은 본 발명에 따르는 디스플레이부를 보여주는 도면이다.8 is a view showing a display unit according to the present invention.
도 1 및 도 8을 참조 하면, 본 발명에 따르는 디스플레이부(600)는, 시간에 따르는 상기 구동 모터(210)의 회전수와, 상기 회전축(220)이 회전되는 경우 측정되는 상기 추력과 상기 토크를 디지털 방식으로 표시할 수 있다.1 and 8, a
그리고, 상기 디스플레이부(600)는, 측정되는 상기 추력과 상기 토크의 샘플링 비율 표시할 수 있다.The
도 9는 본 발명에 따르는 제어부를 보여주는 사시도이다.9 is a perspective view showing a control unit according to the present invention.
한편, 도 9를 참조 하면, 본 발명에 따르는 제어부(700)에는 도 1에 도시되는 바와 같이 동력계(230)의 회전축(220)의 회전수를 가변적으로 설정하고, 샘플링 비율을 가변적으로 설정하는 다이얼(710)과, 상기 장치의 비상 정지를 위한 비상 스위치(720)와, 측정되는 상기 추력과 상기 토크의 데이터를 저장하기 위해 컴퓨터와 연결하기 위한 통신 케이블 커넥터(730)가 설치될 수 있다.9, the
이의 구성에 의해, 샘플링 비율을 조절하는 다이얼을 사용하여 계측 환경에 따라 1Hz~1000Hz까지 조정하여 값을 관찰하도록 할 수 있다.With this configuration, the value can be observed by adjusting the sampling rate from 1 Hz to 1000 Hz according to the measurement environment using the dial for adjusting the sampling rate.
상기의 구성에 따라, 구동 모터와 동력계 회전축의 회전에 따른 추력, 토크의 변화량, 간섭 정도를 확인하여 보다 정밀한 선박의 모형시험 데이터 측정이 가능할수 있다.According to the above configuration, it is possible to more precisely measure the model test data of the ship by confirming the thrust, the amount of change in torque, and the degree of interference caused by the rotation of the drive motor and the dynamometer rotational shaft.
또한, 유사한 형태의 동력계가 사용되는 다른 분야에도 적용 가능할 수 있다.It may also be applicable to other fields where similar types of dynamometers are used.
예컨대, 선박의 모형시험에서, 정적인 환경에서 교정 작업을 마친 동력계를 사용하여 얻어진 모형시험 데이터 결과에 대한 신뢰도가 의심되거나 계측 값의 불확실성이 크다고 판단될 경우, 본 발명의 장치를 통한 검증을 통해 동력계에 대한 성능평가 및 모형시험 계측 데이터에 대한 불확실성을 해소할 수 있는 이점이 있다.For example, in a model test of a ship, if the reliability of the model test data obtained by calibrating the dynamometer in a static environment is suspected or uncertainty of the measured value is large, verification through the device of the present invention There is an advantage that the uncertainty of the performance evaluation and the model test measurement data of the dynamometer can be solved.
즉, 이론상으로는 회전축의 회전에 따른 추력, 토크의 변화량이나 간섭 정도는 미비해야 하지만 동력계의 상태에 따라 의도치 않은 방향으로 측정값이 바뀔 수 있기 때문이다.In other words, theoretically, the thrust, the amount of change in torque or the degree of interference due to the rotation of the rotating shaft must be insufficient, but the measured value may change in an unintended direction depending on the state of the dynamometer.
더하여, 본 발명은 본 발명의 장치를 통해 정적인 환경에서의 교정 작업을 동적 교정 작업으로 전면 전환할 수도 있다.In addition, the present invention may be able to overturn a calibration operation in a static environment to a dynamic calibration operation through the apparatus of the present invention.
즉, 선박의 모형시험의 경우 시험 속도 범위 내에서 교정을 수행하거나, 선박의 설계 속도에서 예상되는 모터 회전수를 추정하여 동력계의 동적 교정 작업을 수행할 수도 있다.That is, in the case of model test of ships, it is also possible to carry out calibrations within the test speed range, or to perform dynamical calibrations of the dynamometer by estimating the expected number of motor revolutions at the ship design speed.
본 발명은 상술한 바와 같이, 회전축이 회전하는 상황에서 교정 작업을 수할 수 있는 이점이 있다.As described above, the present invention has an advantage in that a correction operation can be performed in a state in which the rotation shaft rotates.
통상, 정적 교정 장치는 이러한 회전 상황 없이 회전축이 멈춰 있는 상황에서 교정 작업을 수행하게 되며, 자항동력계는 프로펠러의 회전 상황에서 추력과 토크를 계측하는 동력계이다.Normally, the static calibrating device performs a calibrating operation in a state where the rotation axis is stopped without such a rotation state, and the self-excitation dynamometer is a dynamometer which measures the thrust and torque in the rotation state of the propeller.
따라서, 본 발명의 장치는 회전축의 회전으로 발생될 수 있는 계측 값의 이상 상태 확인이나, 모형시험 결과에 대한 검증을 목적으로 사용할 수 있다.Therefore, the apparatus of the present invention can be used for checking the abnormal state of the measurement value that can be generated by the rotation of the rotary shaft, or for verifying the model test result.
또한, 본 발명은 구동 모터와 유압 베어링 등으로 회전축을 안정적으로 정밀하게 회전시켜, 실제 시험 상황과 유사한 조건을 이루도록 하고, 이의 상황에서 동력계의 추력, 토크에 대한 교정 작업을 가능하게 할 수 있는 이점이 있다.In addition, the present invention is advantageous in that the rotation shaft can be stably and precisely rotated by a drive motor and a hydraulic bearing to achieve conditions similar to the actual test conditions, and correction of the thrust and torque of the dynamometer in this situation .
이상, 본 발명의 동력계의 성능 검증을 위한 동적 교정 장치에 관한 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 실시 변형이 가능함은 자명하다.As described above, the dynamic calibrating apparatus for verifying the performance of the dynamometer according to the present invention has been described. However, it is apparent that various modifications are possible without departing from the scope of the present invention.
그러므로 본 발명의 범위에는 설명된 실시예에 국한되어 전해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the above-described embodiments, but should be determined by the scope of the appended claims and equivalents thereof.
즉, 전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 그 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.It is to be understood that the foregoing embodiments are illustrative and not restrictive in all respects and that the scope of the present invention is indicated by the appended claims rather than the foregoing description, It is intended that all changes and modifications derived from the equivalent concept be included within the scope of the present invention.
100: 본체부
110: 위치 조절부
200: 구동부
210: 구동 모터
220: 회전축
230: 동력계
410: 추력 측정 모듈
411 제 1저울부
500: 토크 측정 모듈
510: 제 2저울부
600: 디스플레이부
700: 제어부100:
110:
200:
210: drive motor
220:
230: Dynamometer
410: Thrust measurement module
411 1st balance part
500: Torque measurement module
510: Second scale part
600:
700:
Claims (10)
상기 본체부에 이동 가능하게 설치되며, 동력에 의해 회전되는 회전축을 갖는 구동부;
상기 구동부의 인근에 배치되며, 회전되는 상기 회전축에 가해지는 힘의 방향을 가변시켜 회전되는 상기 회전축으로부터의 추력 및 토크를 측정하는 측정부; 및
상기 회전축의 회전 속도를 제어하는 제어부;를 포함하되,
상기 측정부는, 추력 측정 모듈과, 토크 측정 모듈을 구비하며,
상기 추력 측정 모듈은, 상기 본체부의 일측부에 배치되며, 동력계로 서로 다른 방향을 따르는 힘을 선택적으로 제공하도록 설치되는 한 쌍의 제 1저울부와, 선택적으로 제공되는 상기 힘에 따라 상기 동력계로부터 추력을 측정하는 추력 센서를 구비하고,
상기 토크 측정 모듈은, 상기 본체부의 양측부에 배치되며, 상기 동력계로 서로 다른 방향을 따르는 힘을 선택적으로 제공하도록 설치되는 한 쌍의 제 2저울부와, 선택적으로 제공되는 상기 힘에 따라 상기 동력계로부터 토크를 측정하는 토크 센서를 구비하는 것을 특징으로 하는 동력계의 성능 검증을 위한 동적 교정 장치.
A body portion;
A driving unit movably installed in the main body and having a rotation axis rotated by power;
A measuring unit disposed near the driving unit for measuring thrust and torque from the rotating shaft which is rotated by varying a direction of a force applied to the rotating shaft; And
And a control unit for controlling the rotation speed of the rotation shaft,
The measuring unit may include a thrust measuring module and a torque measuring module,
The thrust measuring module includes a pair of first balance portions disposed at one side of the main body portion and provided to selectively provide a force along different directions to the dynamometer, And a thrust sensor for measuring thrust,
The torque measurement module includes a pair of second balance portions disposed on both sides of the main body portion, the pair of second balance portions being disposed to selectively provide a force along different directions to the dynamometer, And a torque sensor for measuring a torque from the torque sensor.
상기 본체부의 상단에는,
상기 구동부의 위치를 가변시키는 위치 조절부가 설치되되,
상기 위치 조절부는,
상기 본체부의 상단에 설치되며, 길이 방향을 따라 배치되는 볼 스크루와 상기 볼 스크루를 회전시키는 핸들을 갖는 위치 조절 몸체와,
상기 구동부를 지지하도록 상기 위치 조절 몸체의 상단에 배치되어, 상기 볼 스크루의 회전 방향에 따라 전후진되는 지지 몸체를 구비하는 것을 특징으로 하는 동력계의 성능 검증을 위한 동적 교정 장치.
The method according to claim 1,
At the upper end of the main body portion,
A position adjusting unit for varying a position of the driving unit,
Wherein the position adjusting unit comprises:
A position adjusting body provided at an upper end of the main body and having a ball screw disposed along the longitudinal direction and a handle for rotating the ball screw,
And a support body disposed at an upper end of the position adjusting body to support the driving unit and being reciprocated according to a rotating direction of the ball screw.
상기 구동부는,
상기 지지 몸체 상에 지지되며, 상기 회전축을 구비하는 구동 모터와,
상기 구동 모터와 이격되도록 상기 지지 몸체 상에 지지되며, 상기 회전축과 연결되는 상기 동력계를 구비하되,
상기 구동 모터에는,
상기 회전축의 회전수를 측정하는 센서가 구비되는 것을 특징으로 하는 동력계의 성능 검증을 위한 동적 교정 장치.
3. The method of claim 2,
The driving unit includes:
A drive motor supported on the support body and including the rotation shaft;
And a power system supported on the support body to be separated from the drive motor and connected to the rotation shaft,
In the drive motor,
And a sensor for measuring the number of revolutions of the rotating shaft.
상기 토크 측정 모듈에는, 상기 회전축의 회전과 동시에 상기 추력과 상기 토크 측정이 가능하도록 유압 베어링이 포함되는 것을 특징으로 하는 동력계의 성능 검증을 위한 동적 교정 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the torque measuring module includes a hydraulic bearing so that the thrust and the torque can be measured simultaneously with the rotation of the rotating shaft.
상기 동력계의 일측부에는,
외측으로 돌출되는 한 쌍의 지지 로드와, 상기 한 쌍의 지지 로드 단부를 연결하는 연결 부재가 설치되고,
상기 동력계의 회전축과 연결되는 와이어는, 상기 연결 부재에 고정되고,
상기 한 쌍의 제 1저울부는, 상기 와이어를 전후방으로 당겨 상기 힘을 선택적으로 제공하는 것을 특징으로 하는 동력계의 성능 검증을 위한 동적 교정 장치.
The method according to claim 1,
At one side of the dynamometer,
A pair of support rods projecting outwardly and a connecting member connecting the pair of support rod ends,
A wire connected to a rotation axis of the dynamometer is fixed to the connecting member,
Wherein the pair of first balances selectively pulls the wires forward and backward to selectively provide the force.
상기 한 쌍의 제 1저울부는,
상기 본체부의 상단에 전후방을 따라 회전되도록 배치되는 회전 로드와,
상기 회전 로드로부터 상방을 따라 연장되어 상단이 상기 와이어에 연결되는 연결 로드와,
상기 회전 로드의 단부에서 상기 본체부의 전후방을 따라 벌어지도록 연장되는 한 쌍의 연장바와,
상기 한 쌍의 연장바의 단부에 연결되며, 하방을 따라 길이를 갖는 한 쌍의 걸림 로드와,
상기 한 쌍의 걸림 로드의 하단에 설치되며, 무게를 갖는 분동이 안착되는 한 쌍의 지지판을 구비하는 것을 특징으로 하는 동력계의 성능 검증을 위한 동적 교정 장치.
The method according to claim 6,
Wherein the pair of first balancing portions comprises:
A rotating rod disposed on the upper end of the main body so as to be rotated along the front and back,
A connecting rod extending upward from the rotating rod and having an upper end connected to the wire,
A pair of extension bars extending at an end portion of the rotary rod so as to extend along the front and rear sides of the body portion,
A pair of engagement rods connected to the ends of the pair of extension bars and having a length along the downward direction,
And a pair of support plates provided at the lower ends of the pair of latching rods and on which a weight having a weight is seated.
상기 한 쌍의 제 2저울부는,
상기 동력계의 양측부에 위치되며, 상기 힘을 형성하는 무게를 갖는 분동이 안착되는 한 쌍의 분동 안착판을 포함하는 것을 특징으로 하는 동력계의 성능 검증을 위한 동적 교정 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the pair of second balance portions are provided with:
And a pair of weighted seating plates positioned on both sides of the dynamometer and on which the weight having the weight for forming the force is seated.
상기 측정부는, 상기 본체부에 설치되는 디스플레이부를 포함하되,
상기 디스플레이부는,
시간에 따르는 상기 구동 모터의 회전수와, 상기 회전축이 회전되는 경우 측정되는 상기 추력과 상기 토크를 디지털 방식으로 표시하고,
측정되는 상기 추력과 상기 토크의 샘플링 비율 표시하는 것을 특징으로 하는 동력계의 성능 검증을 위한 동적 교정 장치.
The method of claim 3,
The measuring unit may include a display unit installed in the main body,
The display unit includes:
Wherein the control unit digitally displays the rotational speed of the driving motor according to the time, the thrust and the torque measured when the rotational shaft rotates,
And the sampling ratio of the torque and the torque to be measured is displayed.
상기 제어부는,
상기 회전축의 회전수를 가변적으로 설정하고, 상기 샘플링 비율을 가변적으로 설정하는 다이얼과,
상기 장치의 비상 정지를 위한 비상 스위치와,
측정되는 상기 추력과 상기 토크의 데이터를 저장하기 위해 컴퓨터와 연결하기 위한 통신 케이블 커넥터를 구비하는 것을 특징으로 하는 동력계의 성능 검증을 위한 동적 교정 장치.10. The method of claim 9,
Wherein,
A dial for variably setting the number of revolutions of the rotary shaft and variably setting the sampling rate,
An emergency switch for emergency stop of the device,
And a communication cable connector for connecting to a computer to store data of the thrust and the torque to be measured.
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|---|---|---|---|
| KR1020160050436A KR101651055B1 (en) | 2016-04-25 | 2016-04-25 | Dynamic calibration device configuration and application for performance verification of the dynamometer |
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