KR200481415Y1 - 궤도차 중량측정유닛 - Google Patents

Abstract

본 고안은 레일의 변형량 측정을 통해 궤도차의 적재물 중량 또는 동하중을 산출할 수 있고, 대형 또는 중하중의 적재물을 안정적이며 신속 정확하게 측정할 수 있는 궤도차 중량측정유닛에 관한 것으로서, 상하로 평행하게 배치되는 상부플랜지 및 하부플랜지와, 상기 상부플랜지 및 하부플랜지의 중심부분에 연결되도록 상기 상부플랜지 및 하부플랜지의 사이에 세로로 마련되는 웨브를 포함하여 이루어지는 단위레일; 상면 전 구간이 노출된 상태로 콘크리트 지반에 매몰되어 상기 단위레일의 하부 전체면적을 지지하는 지지철판을 포함하여 이루어지는 지지부; 및 상기 웨브를 기준으로 상기 상부플랜지의 내측 및 외측 배면에 각각 고정되는 내측 및 외측 고정브라켓과, 상기 내측 및 외측 고정브라켓의 하부에 각각 고정되는 변형검출기를 포함하여 이루어지는 내측 및 외측 검출부;를 포함하고, 상기 변형검출기는 배면에 스트레인 게이지가 구비되는 금속편이 용접고정되며, 상기 내측 및 외측 검출부는 궤도차의 바퀴가 정지하는 소정의 정지점을 기준으로 궤도차의 진행 방향 및 궤도차의 진행 방향과 반대 방향으로 각각 이격길이를 가지고, 궤도차의 바퀴가 상기 각각의 이격길이로 이루어지는 범위내에 정지하면 상기 내측 및 외측 검출부로부터 각각 단위레일의 변형량을 측정해서 이들의 평균값을 기준으로 외부 디스플레이 유닛에 적재물의 중량이 표시되도록 하는 것을 특징으로 한다.

Description

궤도차 중량측정유닛{Gravimetry Unit for Streetcar}

본 고안은 궤도차 중량측정유닛에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 레일의 변형량 측정을 통해 궤도차의 적재물 중량 또는 동하중을 산출할 수 있고, 대형 또는 중하중의 적재물을 안정적이며 신속 정확하게 측정할 수 있는 궤도차 중량측정유닛에 관한 것이다.

스트레인 게이지는 도선의 신축으로 인한 저항값의 변화를 응용한 것으로서, 스트레인 게이지를 구조물 등에 부착한 상태에서 구조물의 미세 변형을 측정하여 해당 구조물에 가해지는 하중 또는 내부 응력 상태 등을 산출할 수 있다.

이러한 스트레인 게이지를 채용한 종래기술로서 국내 등록실용신안 제20-0469377호(등록일자: 2013.10.01.)가 개시되어 있고, 도 1(a)는 상기 종래기술을 분해 도시한 정면도 및 측면도이고, 도 1(b)는 상기 종래기술의 일 실시 예로서 철도 레일에 고정된 상태를 도시한 측면도이다.

도 1(a)에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 종래기술은 스트레인 게이지(1)가 부착된 변형검출기(2)를 응력집중을 위한 홈(3)이 형성된 변형량 측정장치(4)에 볼트 체결하는 방식으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 변형량 측정장치(4)의 길이방향 양단에는 초기하중 인가수단(5)인 볼트와 너트가 구비되어, 볼트 조임을 통해 볼트 체결부위 등에서 발생하는 미소 슬립을 제거한 상태에서 스트레인 게이지(1)의 변형이 이루어지도록 함으로써, 미소슬립에 의한 측정오차가 방지되도록 하였다.

상기 변형량 측정장치(4)를 도 1(b)에 도시되어 있는 바와 같이 레일에 부착, 궤도차 통과시 레일의 변형량을 측정하여, 지반이나 철도교량 등의 안전상태를 파악할 수 있다.

또한, 레일의 변형량 측정을 통해 궤도차에 상치되는 대형 또는 고하중의 적재물 중량 또는 레일에 가해지는 동하중을 산출할 수 있는데, 적재물의 중량 산출방식은 궤도차의 바퀴와 대응되는 레일 지점에 상기 변형량 측정장치(4)를 고정한 다음, 적재 전후의 궤도차 중량을 측정하는 방식으로 이루어진다.

다만, 쇳물과 같이 최대 수백 톤에 이르는 적재물의 중량을 측정하기 위해서는 레일의 일반 지지체인 침목으로는 한계가 있고, 특히, 고하중물이 적재된 궤도차를 상기 변형량 측정장치(4)가 고정된 레일 지점에 정확히 정지시키기 위해서는 상당한 시간이 소요되거나 숙련된 작업자가 필요한 문제점이 있다.

KR 20-0469377 Y1 2013.10.01.

본 고안은 상기 종래 기술이 갖는 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 고안에서 해결하고자 하는 과제는 궤도차 적재물의 중량 또는 동하중을 안정적으로 측정할 수 있는 궤도차 중량측정유닛을 제공하는 데에 있다.

또한, 본 고안에서 해결하고자 하는 과제는 중하중 적재물의 중량을 신속 정확하게 측정할 수 있는 궤도차 중량측정유닛을 제공하고자 한다.

아울러, 본 고안에서 해결하고자 하는 과제는 제작 및 유지보수가 용이하게 이루어질 수 있는 궤도차 중량측정유닛을 제공하고자 한다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 고안의 궤도차 중량측정유닛은, 상하로 평행하게 배치되는 상부플랜지 및 하부플랜지와, 상기 상부플랜지 및 하부플랜지의 중심부분에 연결되도록 상기 상부플랜지 및 하부플랜지의 사이에 세로로 마련되는 웨브를 포함하여 이루어지는 단위레일; 상면 전 구간이 노출된 상태로 콘크리트 지반에 매몰되어 상기 단위레일의 하부 전체면적을 지지하는 지지철판을 포함하여 이루어지는 지지부; 및 상기 웨브를 기준으로 상기 상부플랜지의 내측 및 외측 배면에 각각 고정되는 내측 및 외측 고정브라켓과, 상기 내측 및 외측 고정브라켓의 하부에 각각 고정되는 변형검출기를 포함하여 이루어지는 내측 및 외측 검출부;를 포함하고, 상기 변형검출기는 배면에 스트레인 게이지가 구비되는 금속편이 용접고정되며, 상기 내측 및 외측 검출부는 궤도차의 바퀴가 정지하는 소정의 정지점을 기준으로 궤도차의 진행 방향 및 궤도차의 진행 방향과 반대 방향으로 각각 이격길이를 가지고, 궤도차의 바퀴가 상기 각각의 이격길이로 이루어지는 범위내에 정지하면 상기 내측 및 외측 검출부로부터 각각 단위레일의 변형량을 측정해서 이들의 평균값을 기준으로 외부 디스플레이 유닛에 적재물의 중량이 표시되도록 하는 것을 특징으로 한다.

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아울러, 본 고안의 궤도차 중량측정유닛은, 상기 지지철판과 하부플랜지의 사이에는 고무패드가 더 구비되는 것을 특징으로 하며, 상기 이격길이는 그 길이의 범위가 15 ~ 25 mm 인 것을 특징으로 한다.

본 고안에 의하면, 단위레일을 고정 지지하는 지지철판을 통해, 중하중의 궤도차를 안정적으로 측정할 수 있으므로, 본 고안의 안정성 및 내구성이 향상될 수 있다.

또한, 본 고안에 의하면, 상부플랜지의 내/외측 배면에 상호 이격된 상태로 고정되는 한 쌍의 검출부를 통해, 중하중 적재물의 중량을 신속 정확하게 측정할 수 있으므로, 측정작업의 편의성이 향상될 수 있다.

아울러, 본 고안에 의하면, 스트레인 게이지가 구비되는 금속편이 용접고정되는 변형검출기 및 지지철판과 하부플랜지의 사이에 구비되는 고무패드를 통해, 본 고안의 제작과 유지보수가 용이하게 이루어질 수 있으므로, 공정 및 관리 효율이 향상될 수 있다.

도 1(a)는 종래기술을 분해 도시한 정면도 및 측면도.
도 1(b)는 종래기술의 일 실시 예로서 철도 단위레일에 고정된 상태를 도시한 측면도.
도 2는 본 고안에 따른 궤도차 중량측정유닛의 실시 상태를 도시한 사시도.
도 3은 본 고안에 따른 궤도차 중량측정유닛을 도시한 사시도.
도 4는 본 고안에 따른 궤도차 중량측정유닛을 도시한 단면도.
도 5는 본 고안에 따른 궤도차 중량측정유닛의 검출부를 도시한 평면도.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시 예를 더욱 상세하게 설명한다.

도 2는 본 고안에 따른 궤도차 중량측정유닛의 실시 상태를 도시한 사시도이다. 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 본 고안은 궤도차(a)의 동하중 또는 궤도차(a)의 적재물 중량을 측정하기 위한 고안으로서, 이를 위해 단위레일(10), 상기 단위레일(10)의 하부에 구비되는 지지부(20) 및 상기 단위레일(10)의 상부플랜지(11) 배면에 구비되는 검출부(30)로 이루어진다.

즉, 측정 대상 궤도차(a)가 지정된 위치에 정차시 궤도차(a)의 바퀴가 위치하게 되는 상부플랜지(11) 지점의 배면에 상기 검출부(30)가 배치 고정되게 되고, 이러한 상태에서 바퀴 하중에 의한 접촉 지점의 레일 변형량을 측정하게 된다.

도 3은 본 고안에 따른 궤도차 중량측정유닛을 도시한 사시도이다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 단위레일(10)은 길이가 수십 또는 수m의 길이를 갖는 레일로서, 상호 연결하여 특정 궤도를 형성하게 되고, 상부플랜지(11), 웨브(13) 및 하부플랜지(15)로 이루어지며, 상기 구성요소들이 ‘I’자 구조로 상호 결합하게 된다.

지지부(20)는 상기 단위레일(10)을 고정 지지하는 구성으로서, 통상의 단위레일 지지체로서 침목을 채용할 수 있으나, 제철소의 쇳물운반용 래들(ladle) 대차와 같이 수백 톤에 이르는 적재물의 중량을 측정하는 경우, 침목간 이격공간 또는 지반 침하로 인해 계측 오차가 발생할 수 있으므로, 침목 대신 지지철판(21)이 채용될 수 있다.

상기 지지철판(21)은 판상의 철강 또는 H빔 등이 채용될 수 있고, 상면 전 구간이 노출된 상태로 콘크리트 지반에 매립되며, 상기 상면이 단위레일(10)의 하부 전체면적을 지지하게 된다.

여기서, 하부 전체면적이라 함은 단위레일(10)의 길이와 하부플랜지(15)의 폭을 곱한 면적을 말하며, 하부 전체면적이 상면에 밀착 배치된 상태에서 하부플랜지(15)를 클램프(23)로 고정하게 된다.

다만, 지지철판(21)이나 단위레일(10)은 제작한계 상 상호 접촉부위의 평활도 또는 직선도 등이 조야할 수 있고, 이는 본 고안의 정밀측정을 저해할 수 있으므로, 지지철판(21)과 하부플랜지(15)의 사이에는 고무패드(25)가 더 구비될 수 있다.

도 4는 본 고안에 따른 궤도차 중량측정유닛을 도시한 단면도이다. 도 3 및 도 4를 참조하면, 검출부(30)는 전술한 바와 같이 복수 개가 궤도차(a) 바퀴와 대응되는 위치에 각각 구비된 상태에서, 바퀴로부터 전달되는 하중에 의해 변형되는 단위레일(10)의 변형량을 측정하고, 측정된 변형량 값은 연산회로가 내장된 외부 디스플레이유닛에 전송되어 적재물의 중량을 산출하게 된다. 이를 위해 상기 검출부(30)는 웨브(13)를 기준으로 상부플랜지(11)의 내측 및 외측 배면에 각각 고정되는 내측 및 외측 고정브라켓(31) 및 상기 내측 및 외측 고정브라켓(31)의 하부에 각각 고정되는 변형검출기(33)로 이루어진다.

상기 고정브라켓(31)은 L자 형상으로 이루어지고, 한 쌍이 상호 대향된 상태에서 각각의 상단이 상부플랜지(11)의 배면에 용접고정되며, 하부 단면에는 상기 변형검출기(33)가 볼트체결로 고정되게 된다.

상기 변형검출기(33)의 배면에는 외부 디스플레이유닛과 전기적으로 연결되는 스트레인 게이지가 구비되게 되는데, 이 경우, 상기 변형검출기(33)는 본 출원인이 고안하여 국내 실용신안공보 제20-0469377호에 공지되어 있는 변형량 측정장치를 채용할 수 있다.

다만, 상기 변형량 측정장치에는 도 1(a)에 도시되어 있는 바와 같이 볼트로 조절되는 초기인가 부하수단(5)이 포함되는바, 본 고안이 상부플랜지(11)와 하부플랜지(15) 사이의 좁은 공간에 구비되는 점에 비추어 제작 및 유지보수시 작업성이 저하될 수 있으므로, 상기 변형량 측정장치 대신 스트레인 게이지가 구비되는 금속편이 변형검출기(33) 배면에 용접고정되는 방식으로 상기 변형검출기(33)가 제공될 수 있다.

도 5는 본 고안에 따른 궤도차 중량측정유닛의 검출부를 도시한 평면도이다. 도 3 및 도 5를 참조하면, 본 고안의 정밀측정을 위해서는 상기 스트레인 게이지의 상부에 바퀴가 정지되도록 하는 것이 바람직한데, 전술한 바와 같이 중하중 궤도차(a)의 바퀴를 해당 스트레인 게이지의 상부에 정확히 정지시키는 것은 고도의 숙련이 요구되거나 많은 시간이 소요될 수 있다.

이러한 문제점의 해결방안으로서, 본 고안은 웨브(13)를 기준으로 상부플랜지(11)의 내/외측 배면에 각각 내측 및 외측 검출부(30)를 고정하되, 상기 내측 및 외측 검출부(30)는 소정의 정지점(b)을 기준으로 각각 이격길이(L)를 가지며 상부플랜지(11)에 고정되도록 한다.

즉, 해당 바퀴가 상기 이격길이(L)로 이루어지는 범위 내에 정지되도록 한 후, 내/외측 검출부(30)로부터 각각 변형량을 측정한 다음, 이들의 평균값을 기준으로 외부 디스플레이유닛에 적재물의 중량이 표시되도록 함으로써, 신속 및 정밀 측정을 동시에 구현할 수 있다.

다만, 이격길이(L)가 길어질수록 산출된 평균값과 실제값의 오차가 증가할 수 있으므로, 상기 이격길이(L)는 15 ~ 25 mm 범위를 갖도록 하는 것이 바람직하다.

이상에서 본 고안의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 고안의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 고안의 실시 예와 실질적으로 균등한 범위에 있는 것까지 본 고안의 권리범위가 미치는 것으로 이해되어야 하며, 본 고안의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능하다.

10: 단위레일
11: 상부플랜지
13: 웨브
15: 하부플랜지
20: 지지부
21: 지지철판
23: 클램프
25: 고무패드
30: 검출부
31: 고정브라켓
33: 변형검출기

Claims (5)

1. 상하로 평행하게 배치되는 상부플랜지 및 하부플랜지와, 상기 상부플랜지 및 하부플랜지의 중심부분에 연결되도록 상기 상부플랜지 및 하부플랜지의 사이에 세로로 마련되는 웨브를 포함하여 이루어지는 단위레일;
   상면 전 구간이 노출된 상태로 콘크리트 지반에 매몰되어 상기 단위레일의 하부 전체면적을 지지하는 지지철판을 포함하여 이루어지는 지지부; 및
   상기 웨브를 기준으로 상기 상부플랜지의 내측 및 외측 배면에 각각 고정되는 내측 및 외측 고정브라켓과, 상기 내측 및 외측 고정브라켓의 하부에 각각 고정되는 변형검출기를 포함하여 이루어지는 내측 및 외측 검출부;를 포함하고,
   상기 변형검출기는 배면에 스트레인 게이지가 구비되는 금속편이 용접고정되며,
   상기 내측 및 외측 검출부는 궤도차의 바퀴가 정지하는 소정의 정지점을 기준으로 궤도차의 진행 방향 및 궤도차의 진행 방향과 반대 방향으로 각각 이격길이를 가지고,
   궤도차의 바퀴가 상기 각각의 이격길이로 이루어지는 범위내에 정지하면 상기 내측 및 외측 검출부로부터 각각 단위레일의 변형량을 측정해서 이들의 평균값을 기준으로 외부 디스플레이 유닛에 적재물의 중량이 표시되도록 하는 것을 특징으로 하는 궤도차 중량측정유닛.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,
   상기 지지철판과 하부플랜지의 사이에는 고무패드가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 궤도차 중량측정유닛.
   
5. 제 1항에 있어서,
   상기 이격길이는 그 길이의 범위가 15 ~ 25 mm 인 것을 특징으로 하는 궤도차 중량측정유닛.

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