Design feasibility study by analytical approach for a disaster response hydraulic driving system

(1)

http://dx.doi.org/10.7839/ksfc.2018.15.2.022

재난 대응용 유압 주행 시스템의 해석적 접근을 통한 설계 타당성 검토 Design feasibility study by analytical approach for a disaster

response hydraulic driving system

이근호

¹

․노대경

²

․이대희

¹

․박성수

¹

․장주섭

^1*

Geun Ho Lee, Dae Kyung Noh, Dae hee Lee, Sung su Park and Ju Sup Jang

Received: 2 Feb. 2018, Accepted: 19 Apr. 2018

Key Words：Independent drive(독립 구동), Hydraulic System(유압 시스템), Complex Work(복합동작), Analysis Model(해석 모델), Verification Of Design Feasibility(설계 타당성 검토)

Abstract: This study deals with verifying the design feasibility, of an independently driving hydraulic system for disaster response purposes, through an analytical approach. The development target is a system in which four traveling motors are driven independently, and must be easy to operate even under conditions in which different loads are applied to the traveling motors. In order to be suitable for complex work, the hydraulic system was designed using the main control valve with a pressure compensation function. If we can develop an analytical model that reflects the specifications and functions of the parts through the analysis program, we can verify the validity of the design before we make the prototype. The purpose of this study therefore, is to verify the feasibility of designing an independent drive hydraulic system through the development of an analysis model from the viewpoint of complex work. The analysis program uses Simulation X.

* Corresponding author: [email protected]

1 Department of Mechanical Engineering, Gachon University, Seongnam 13120, Korea

2 Daegu, Gyeongbuk Branch, Korea Institute of Science and Technology Information, Daegu 41515, Korea

This is an Open-Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License(http://

creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.

기호 설명

 : Bulk modulus, N/m

²

_

: Port Volume of control piston, m

³



_

: Motor displacement per rev, cm

³

/rev

∆

_

: Motor in·outlet pressure drop, N/m

²

_

: Load on working shaft, N-m  : Reduction Gear ratio



_

: coefficient of friction, Nms/rad



_

: reduced value of moment, Nms

²

/rad



: Leakage coefficient of motor, m

⁵

/Ns



_

: Flow coefficient



_

: Flow through main control valve, m

³

/s

1. 서 론

대한민국의 국적을 가진 사람이라면 재난·재해로 부터 자신 또는 누군가가 위험에 처할 경우 119에 신고를 할 것이다. 그러나 신고를 받고 출동한 소방 관들은 인력과 기초적인 수작업 도구에만 의존하여 인명구조 및 복구지원에 어려움을 겪고 있는 실정이 다.

¹⁾

본 연구는 이러한 어려움을 극복하기 위한 장비 개발의 일환으로, 재난 대응을 위한 4륜 독립구동 유 압 주행시스템 개발에 관한 내용을 다룬다.

개발 대상은 Fig. 1과 같이 4개의 주행모터가 장착

되어 독립적으로 구동되는 주행 시스템이며, 실제 구

조현장에서의 험지주행을 고려해야만 했다. 험지주행

을 하게 되면 4개의 주행모터에 부하가 각각 다르게

(2)

작용하는 악조건이 적용되어 차체가 불안정한 주행 또는 갑작스런 선회를 할 수 있다. 그럼에도 불구하 고 조작자의 의지에 따라 1차적으로 직진 주행상태 에 대한 안정성을 확보하기 위해 압력보상 기능이 포함된 메인 컨트롤 밸브(Main control valve)를 주축 으로 유압회로를 설계하였다.

²⁾

유압회로는 Fig. 2에 서 확인 할 수 있으며, 본 논문에서는 주행모터가 복 합적으로 구동될 때의 주행 동조 상태를

^“

복합 동작 성

^”

이라고 정의하였다.

또한 주행시스템은 센터 프레임 샤시 상부와 주행 모터를 잇는 다리 측에 실린더를 8개 장착하고 있다.

실린더는 하부체의 상하 수평조절을 자동으로 할 수 있도록 제어시스템과 함께 설계 진행 중이며 이는 주행체가 일반적인 상황에서는 수평이 유지됨을 의 미한다. 상하 수평조절 제어 시스템의 적용을 제외하 고 순수 유압 주행시스템에서의 복합동작성의 안정 성에 대해서 확인할 필요가 있었다.

일반적으로 이러한 중장비 개념의 장비개발은 시 제품을 여러 대 제작하여 설계의도대로 동작하는지 에 대하여 다양한 시험을 한다. 시제품의 제작은 개 발비와 소요시간의 많은 부분을 차지하고 있는데, 해 당 연구과제에서는 완성품 제작 이전까지 총 2개의 시제품 제작이 계획되어 있다.

³⁾

현재 재난 대응용 특수목적기계는 국제적으로도 개발 및 보급이 초기단계이고 국내에서는 근래에 들 어서야 국민안전, 소방안전 및 재난환경 극복용 특수 목적기계 로봇 등에 대한 연구 수행이 증가되는 추 세이다. 즉, 개발 선행사례가 미비하고 개발도 초기 단계이다 보니 설계상의 문제점 예측, 경량화 및 성 능 개선 등을 위한 부품 변경 등이 반복될 가능성이 높다고 볼 수 있다. 이를 위해 성능예측이 가능한 시 뮬레이션 환경구축이 필요하며, 구축이 된다면 설계 사항이나 부품을 변경한다고 해도 시스템의 전반적 인 특성을 해석결과로서 확인 할 수 있기 때문에 시 행착오의 횟수를 줄일 수 있다.

그러므로 저자는 독립구동 유압 주행시스템의 시 제품을 제작하기 이전에 앞서 유압회로와 회로 내에 구성된 부품의 사양과 기능을 반영한 해석 모델을 개발 하게 된다면 설계의 타당성을 검증하여 비용과 시간 측면에서 매우 큰 절감 효과를 볼 수 있다고 생 각하였고 이를 논문의 주제로 선정하였다.

해석에 사용된 소프트웨어는 독일 ITI사에서 개발 된 Simulation X이다. 이 소프트웨어는 유압해석에 특 화되어있는 프로그램이며, 카탈로그의 사양이나 성능

데이터를 기준으로 유압시스템의 설계를 검증, 분석 하는데 널리 활용되고 있으므로 본 연구에 적용하였 다.

^4-5)

본 연구의 진행과정을 정리하면 다음과 같다. 첫 째, 재난 환경 즉 험지에 적용할 수 있도록 복합동작 성의 안정성을 위한 관점에서 설계한 유압 주행 시 스템을 분석하여 시뮬레이션 환경 상에 모델링한다.

두 번째, 시제품 제작 직후 공차상태에서의 무부하조 건 시험결과를 모델의 해석결과와 비교 및 분석하여 해석모델의 신뢰성을 검증한다. 마지막으로는 해석모 델에 부하조건을 적용시킨 후 주행속도를 분석하여 복합동작성의 안정성을 만족시킨다는 것을 확인하며 설계가 타당함을 검증한다.

2. 유압 시스템 설계

4륜 독립구동 유압 주행 시스템은 Fig. 2와 같이 크게 압력보상기능이 포함된 메인 컨트롤 밸브를 주 축으로 파워팩, 압력 릴리프 밸브, 부하감응 제어기, 주행 모터로 구성되어있다.

본 장에서는 해석모델을 개발하기 이전에 유압 회 로 구성요소들의 기능 및 관련 식을 설명하였다. 관 련 식들은 3장에서 행해지는 해석모델 개발과정에 올바른 모델링 관점을 적용하기 위한 기초 작업이라 고 볼 수 있다.

Fig. 1 3D design drawing

2.1 파워팩 및 부하감응 제어기

파워팩이란, 엔진과 주변기기를 포함한 동력 장치

이다. 구성요소 별로 크게 유압펌프, 엔진, 탱크로 구

분할 수 있다. 유압펌프는 사판식 피스톤 펌프를 사

용하며, 펌프의 회전부가 엔진과 직렬로 연결되어 축

동력 전달과 함께 피스톤의 왕복운동으로 흡입·토출

과정을 반복한다. 부하 감응 제어기는 크게 압력제어

밸브(PCV)와 유량제어밸브(FCV)로 구성되어 있다.

(3)

도면에 나와 있지는 않지만 FCV측에는 X포트가 존 재하며 이 연결유로에는 고정오리피스가 존재한다.

액추에이터라인에서 받는 부하의 압력강하가 발생한 압력은 FCV의 스프링 챔버에 전달된다.

Fig. 2 Entire design schematic of 4-Wheel Independent driving hydraulic system

이러한 압력전달로 부하의 크기에 따라 FCV 스풀 의 변위가 조정된다. FCV 스풀의 변위 조정으로 경 전각 포트로 전달되는 압력, 유량이 증가 또는 감소 를 반복하고 전달된 압력, 유량은 경전각 제어기 피 스톤으로 들어가 사판의 각도를 조정한다. PCV는 최 대설정압력을 제한하며 만약 PCV의 스풀이 최대변 위로 절환되면 그때는 사판의 각도가 “0”이 되게 만 든다. 즉, LS 레귤레이터는 이러한 메카니즘을 통해 유압 액추에이터의 구동에 필요한 만큼만 압력과 유 량만을 공급함으로써 에너지 손실을 최소화 시킬 수 있다.

^6-7)

Fig. 3은 부하감응제어기 도면의 일부이며, 사판각 제어기 피스톤의 배럴 포트(Pr2)로 전달되는 압력, 유 량을 국부적인 검사체적을 설정하여 나타내었다. 따 라서 압력

_

는 식(1)과 같다.

_ _{ }

_

 ^^^^^^^^^

⁽¹⁾

Fig. 4는 사판식 펌프의 개략도이며, Pr2포트로 들 어오는 압력

_

가 요크의 변위를 조정할 때 스와시 플레이트 각도

_

와 요크 변위

_

사이의 관계를 나 타내면 식(2)와 같다.

tan

_

  

_



_max

 

_

(2)

펌프 1회전당의 배제용적 

_

은 식(3)과 같이 표시 된다.



_

   

_



_

tan

_

(3) z는 피스톤의 수, 

_

는 피스톤의 단면적이다.

2.2 주행모터(Travel drive unit)

독립구동 유압 주행시스템은 4개의 주행모터가 독립적으로 구동되며, 주행모터가 각 크롤러 내에 서 구동토크를 전달함으로써 주행시스템이 운전될 수 있다.

⁸⁾

Fig. 5와 함께 일반적인 유압모터의 관성부하만 을 갖는 방정식이 아닌 실제 유압모터의 부하와 감속 기어를 통한 출력축의 부하와 관계된 방정식 을 도출하였다. 유압모터의 입·출력축에 대한 토크

_

_와

_

는 식(4), 식(5) 그리고 유량

_

_은 식(6) 같다. 식(6)에서

_

는 공급압력,

_

은 모터 의 배제용적이며



는 식(7)과 같다. 즉, 모터의 입 출구단 관로의 체적을 합한 것을 체적탄성계수로 나눈 값과 같다. 또한 

_

은 유압 모터 입력축의 회전 각도이다.

Fig. 3 Schematic drawing & control volume of LS

Regulator

(4)

Fig. 4 Schematic illustration of swash plate pump

Fig. 5 Schematic illustration of hydraulic motor

__∆___

^

^_

 _

_

_

(4)

_ _∙  

_  ×_

(5)

_ __



_

  

_

 _

(6)

  __

(7)

2.3 메인 컨트롤 밸브(Main control valve)

안정적인 복합동작성을 확보하기 위해서는 부하에 관계없이 압력강하가 일정하게 유지되어야 하기 때 문에 압력 보상 기능을 갖는 메인 컨트롤밸브를 각 주행모터의 공급/리턴 라인에 설계하였다. 일반적인 유압시스템에서 액추에이터에 작용하는 부하량 또는 비례제어 방향제어밸브의 개도량에 변화가 일어날 시에는 액추에이터(부하) & 공급유로 간의 압력강하 가 수시로 변화하여 액추에이터에 공급되는 유량을 일정하게 유지할 수 없다.

⁹⁾

즉, 액추에이터가 모터인 경우에 4개의 모터 회전속도는 일정할 수 없다. 하지 만 압력 보상 기능은 부하에 관계없이 액추에이터라

인과 펌프의 공급라인의 압력강하를 일정하게 유지 시켜 조작자의 전류신호에 비례하는 유량을 송출시 킴으로써, 1차적인 복합동작성의 안정성을 구현할 수 있다. Fig. 6은 압력보상 유량제어밸브와 MCV메인스 풀을 포함한 개략도를 나타내며, 스풀에 작용하는 힘 의 평형식은 스풀에 작용하는 마찰력과 유체의 유동 력을 무시할 때, 식(8)과 같다.



_



_

 

_



_

 

_



_{ }

 

_



 

_



_{ }

 

_



(8)



_{ }

과 

_{ }

은 각 스프링의 초기 변위이다. 보통



_

와 

_

는 초기변위들이 비해 매우 작기 때문에, 식(8)로부터 근사식(9)를 얻을 수 있다.



_

 

_

≒  

_



_



_{ }

 

_



_{ }

   ∆

_

(9)

메인 컨트롤 밸브의 스풀을 통과하는 유량의 관계 식을 정리하면 식(10)과 같다.



_

 

_

   ^ ^ 

∆

_

(10)

A(i)는 전류신호에 따른 스풀 피스톤의 면적을 나 타낸다.

또한 메인컨트롤 밸브에 내장된 각각의 밸브들이 나 펌프 측 압력 제어밸브 및 모터 측의 제어밸브들 이 존재하는데 모두 이러한 일련의 유도 과정을 거 쳐 모델링에 반영하였다.

Fig. 6 Schematic illustration of Main control valve

(5)

3. 단품 해석 모델 개발

3.1 부품 별 단품 모델링

독립구동 유압시스템을 모델링하기 위해서는 먼저 시스템 내에 구성된 유압부품의 단품 해석모델 개발 이 필요하며, 단품 해석모델의 신뢰성은 부품 별 제 작업체의 카탈로그에 기재된 사양이나 실험데이터와 의 비교를 통해 확보하였다.

3.1.2 파워팩 및 부하감응 제어기 모델링

Table 1에는 엔진, 펌프, 제어기의 사양을 요약해두 었고 Fig. 7은 펌프의 고정 rpm 조건에서의 체적효율 을 반영한 유량 및 동력을 보여주는 카탈로그의 성 능시험 데이터와 해석결과를 비교하기 위해 나타냈다.

Table 1 Specification of power pack and Ls-controller

Engine max speed (N) 2600 [rpm]

Pump displacement (V) 100 [cm

³

] Setting pressure (P) 250 [bar]

LS orifice △p (P) 15 [bar]

Volume efficiency (%) 96 [%]

(a) Condition of flow and power on catalog

(b) Condition of flow and power on Simulation result Fig. 7 Comparison between catalog and

simulation result(power pack)

두 개의 그래프에서 작동압력 대비 유량과 동력의 변화가 같다는 것을 확인함으로써 펌프의 단품모델 의 신뢰성을 확보하였다.

또한 부하감응 제어기의 기능을 반영하기 위해 Simulation X 라이브러리에 존재하는 레귤레이터를 연결하였고 레귤레이터에 입력되는 부하를 증가시킬 때 펌프의 사판이 제어되어 에너지 손실을 감소시키 는 부분에 대해서 확인하였다. Fig. 8(a)를 보면 초기 에 펌프의 공급압력이 압력제어밸브의 설정압력 250 bar까지 증가하고 0.4 초 부근에서 95 bar정도를 유지 하는데 이때까지는 레귤레이터의 응답특성에 따라 제어가 지연된 것으로 확인 할 수 있으며, 0.4 초 이 후부터는 부하압력과 펌프 공급압력이 고정 오리피 스 압력강하 15 bar를 유지하면서 함께 증가하는 것 을 확인할 수 있다. 또한 Fig. 8(b)에는 0.4 초 부근부 터 사판각의 변화가 일어나고 이에 따라 펌프의 용 적이 변화하는 것을 볼 수 있다.

따라서 현재 해석모델에서 LS레귤레이터의 작동이 잘 되고 있다는 것을 보여준다.

(a) Condition of pump pressure drop and Load pressure on simulation result

(b) Variable input on simulation environment

Fig. 8 Simulation result of load sensing controller

(6)

3.1.2 주행모터 모델링

Table 2은 주행모터의 사양을 나타낸다.

Table 2 Specification of Travel drive unit Input flow (Q) 35 [L/min]

Setting pressure (P) 250 [bar]

Displacement (V) 21.4/14.8 [cc/rev]

Mass (m) 43[kgf]

Brake Torque (T

fr

) 49[N-m]

Reduction gear (i) 53.7[-]

Output speed (N) 30.3 / 44 [rpm]

Fig. 9는 주행모터의 단품모델을 나타내며, 전진 주행 시 해석결과를 Fig. 10에서 확인 할 수 있다.

모터에 유량을 Fig. 10(a)와 같은 조건으로 공급하 여 출력속도를 확인한 것이고 15 초 이후부터는 이 속제어를 시킨 상태이다. Fig. 10(b)는 감속기어를 통 해 전달된 출력속도이며 해석결과를 보면 회전시작 시점에는 오버슈트가 발생하지만 서서히 회전속도가 안정화되는 것을 보여주었다.

회전시작 시점에 오버슈트가 일어나는 구간이 발 생하는 이유는 모터내부의 압력이 상승한 상태에서 브레이크가 해제되어 회전부로의 급격한 유동이 일 어나기 때문인 것으로 판단된다. 따라서 주행모터의 단품모델은 카탈로그와 비교하였을 때 속도에 대한 값이 오차율이 1%내로 거의 없으며 이를 통해 신뢰 성이 있다고 볼 수 있다.

Fig. 9 Analysis modeling of the Travel drive unit

(a) Input condition of Analysis on Simulation X

(b) Condition of Output Speed on Simulation X Fig. 10 Analysis initial condition and simulation

result(Travel drvie unit)

3.1.3 메인컨트롤 밸브 모델링

메인컨트롤 밸브(MCV)는 PVP(펌프 모듈) X 1 SET와 PVB(밸브 모듈) X 4 SET로 구성되어있다.

Fig. 11 Analysis modeling of the Main control

valve

(7)

(a) Condition of metering curve on catalog

(b) Condition of metering curve on Simulation X Fig. 12 Comparison between catalog and

simulation

Fig. 11은 MCV의 해석모델이며 주요 구성부품인 메 인스풀 밸브, 압력 보상형 유량제어밸브 등으로 구성 되어있다. Fig. 12(a)는 조작자의 의지에 따라 전류신 호에 의해 스풀변위가 조정될 때 유량이 얼마나 통 과하는지 나타내는 성능곡선이며 일반적으로 미터링 선도라고 부른다. 1-8의 범위는 각 8개의 PVB에 기계 적 공차나 효율측면에서 달라질 수 있는 유량범위를 보여주며, 본 설계에서는 C Type 스풀을 사용하였다.

Fig. 12(b)는 Fig. 11의 MCV 해석모델을 통해 미터링 선도 결과를 나타낸 것이다. 스트로크가 증가함에 따

라 유량이 35-39 l/min범위 내에 도달하는 것으로 보 아 단품모델의 신뢰성을 확보하였다고 볼 수 있다.

4. 유압회로 해석모델의 신뢰성 검증 단계

Fig. 15는 독립구동 유압주행 시스템의 전체해석모 델을 보여주며 3장에서 검증된 단품 해석모델이 적 용되었다.

본 4장에서는 시제품 제작 직후 공차상태에서의 무부하 시험결과를 전체 시스템의 해석결과와 비교 및 분석하여 해석모델의 신뢰성을 검증하였다.

Fig. 13은 1차 시제품의 사진이며, 세부적으로 나 타내는 부분은 각각 펌프 공급측 압력을 센싱하는 위치, 주행 유닛의 입·출구측 압력을 센싱하는 위치 를 나타낸다. 주행모터의 속도측정은 엔코더센서를 사용하였다. 주행 컨트롤 디바이스는 캐빈 내에 페달 로 되어있으며 구동 알고리즘이 적용이 되어있는데 크롤러의 속도명령이 좌·우로 나누어져 이행된다. 이 속도명령이 MCV의 솔레노이드 신호로 입력되고 주 행이 이루어진다. 선회의 경우, 좌·우 페달누름의 레 벨 차이로 발생할 수 있다. 테스트 시에 엔진 회전속 도는 고정 1800 RPM이며, 전진 주행이다. 해석결과 와의 비교 및 분석은 Front left(FL) 주행유닛을 기준 으로 진행하였다. sampling time은 1 kHz이고 수동조 작으로 스텝입력을 주어 산출된 시험데이터이다.

Fig. 13 Sensing position of 1th prototype

Fig. 14의 (a)와 (b)는 펌프의 공급압력 및 모터 입·

출구단의 압력을 각각의 시험데이터와 해석결과로

비교한 것이다. 스텝입력이 시작되는 시점에서 오버

(8)

Fig. 15 Analysis modeling of 4-wheel independent driving hydraulic system for disaster response 슈트가 발생되며 peak압력과 Static 상태에서의 선도

는 오차율이 5% 내로 거의 비슷한 것을 볼 수 있다.

시험데이터의 경우에는 압력맥동을 보이는데 이는 실제 펌프, 모터, 밸브 등에서 일어나는 동적응답 특 성이나 유동력에 의해 발생하는 맥동으로 판단된다.

(a) Comparison of supply pressures

(b) Comparison of inlet·outlet pressures

(c) Comparison of RPM

Fig. 14 Comparison between data and simulation result(front-left travel unit)

해석모델에는 부품 별 동특성을 정확히 반영하기 어 렵기 때문에 차이가 발생하며, 이는 향후에 추가적인 시험들을 통해 매칭할 예정이다. 스텝입력은 수동조 작이기 때문에 시뮬레이션상의 입력과 최대한 일치 시키기 위해 노력하였다.

Fig. 14(c)는 엔코더로 센싱한 모터 출력축 속도와 해석결과로 산출한 속도의 비교를 보여준다. 주행속 도 또한 오차가 5% 내로 거의 비슷한 것으로 볼 수 있다.

공차상태에서의 무부하 시험결과를 전체 시스템의

해석결과와 비교 및 분석하였는데 위의 결과를 토대

로 해석모델의 신뢰성을 검증하였다.

(9)

5. 복합동작성에 대한 안정성 검토

다음은 신뢰성을 검증한 전체해석모델을 갖고 4개 의 주행모터가 험지 주행조건에서 복합 동작성에 대 한 안정성을 확보할 수 있는지에 대해 검토하였다.

따라서 각각의 주행유닛에 임의의 부하조건을 적용 시킨 후 주행속도를 분석하였다.

Fig. 16(a)는 각각의 Front left, Front right, Rear left, Rear right 바퀴에 부하(N)를 적용시킨 것을 나타낸다.

험지와 같이 유동적으로 부하를 증·감시켰다.

Fig. 16(b)는 부하변동이 일어나 압력보상형 유량제 어밸브(compensator)가 능동적으로 개도량을 변경하 는 것을 보여준다.

Fig. 16(c)는 Fig. 16(b)와 같은 개도량의 변경으로 부하 측과 공급 측의 압력강하를 제어범위 5 - 7 bar 사이에서 일정하게 유지시키고 있는 것을 보여준다.

Fig. 16(d)는 각 차륜의 주행속도를 나타내며 결과 를 분석하면 다음과 같다. 부하가 가장 크게 걸리는 RR 주행 유닛의 경우 회전속도가 가장 느리게 증가 하였고 오버슈트 후에 서서히 압력강하가 제어범위 에 들어서면서 모든 차륜에 주행속도가 대체로 일정 한 결과를 보였다.

(a) Load condition of each wheel on simulation result

(b) Opening area variation of each compensator on simulation result

(c) Condition of maintaining pressure drop on simulation result

(d) Speed of each travel unit on simulation result Fig. 16 Comparison of each simulation result with

variable load condition (all travel unit)

결론적으로 독립구동 유압 주행 시스템이 험지를 주행하여도 복합동작성의 안정성을 확보할 수 있다 는 것을 확인하였고 이에 대한 설계가 타당함을 증 명하였다.

6. 결 론

본 논문에서는 재난 대응용 유압 주행시스템의 주 행조건이 고려되어 설계된 유압회로의 타당함을 해 석적 접근을 통해 검증하는 것을 다루었다. 그 성과 를 요악하면 다음과 같다.

(1) 단품 해석모델을 개발하기 이전에 유압회로와 구성된 부품의 기능을 분석하고 상용 유압 해석프로 그램 Simulation X의 환경 상에서 모델링하기 위한 수학적 관련 식을 유도하였다.

(2) 부품 별 제작업체의 카탈로그에 기재된 사양이

나 실험데이터와의 비교를 통해 검증된 단품 해석모

델을 개발하였고 이를 어셈블리하여 전체해석모델을

개발하였다.

(10)

(3) 4륜 독립구동 유압주행시스템 해석모델의 해석 결과와 시제품 제작 직후의 무부하 조건에서의 시험 결과를 비교 및 분석하였고 이를 통해 해석모델이 유효함을 밝혔다.

(4) 험지 운전 조건과 유사하게 해석모델에 4개의 주행유닛에 대한 부하조건을 각각 다르게 적용하여 도 주행속도가 일정하다는 결과를 도출하였고 즉, 복 합동작성의 안정성이 확보된 시스템이라는 것을 알 수 있다.

현 재난 대응용 유압 주행시스템의 설계가 타당함 을 증명하였으므로, 실제 시제품을 제작하여 부하조 건에서 실험을 하여도 주행동조가 원활히 일어날 것 을 알 수 있다. 추후의 부품의 변경이 일어날지라도 해석을 통해 빠르게 시스템의 전반적인 특성을 분석 할 수 있을 것이다.

따라서 무분별한 시제품 제작을 피할 수 있으므로 개발비, 소요시간의 절감 효과를 가져다 줄 것으로 기대된다.

또한 본 논문에서는 주로 유압 주행모터의 복합동 조에 대한 안정성을 다루었지만, 실제로 8개의 실린 더가 전복을 방지하기 위한 자세제어 시스템을 위해 설계되어있기 때문에 더욱 더 안정성 있는 주행 시 스템이 개발되고 있다는 것을 기대할 수 있다.

후 기

본 연구는 산업통상자원부 산업핵심기술개발사업 (과제명: 독립구동 및 자세제어가 가능한 험지 주행 시스템 개발)지원에 의하여 수행되었음을 밝힙니다.

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