달 탐사 로버 휠의 주행 성능은 지반 조건과 휠의 형상에 따라 크게 달라진다. 이에 본 연구에서는 한국형 인공월면토 및 주문진 표준사에서 휠 형상을 변화시켜 달 탐사 로버 휠의 주행성능 평가를 실시하였다. 단일 휠 성능평가 실험장비를 이용하여 지반조건에 따른 영향을 검토하였고, 이와 더불어 인공월면토에서 그라우저 높이에 따른 휠 주행성능 평가를 실시하였다. 휠 주행성능 평가는 슬립율에 따른 토크, 견인력 및 침하량을 측정하여 각 조건별로 상대적인 비교를 하였다. 실험 결과 주문진 표준사에 비해 한국형 인공월면토에서 로버 휠 주행성능이 우수하였으며, 휠 주행성능이 흙의 점착력과 마찰각 특성에 큰 영향을 받는 것으로 나타났다. 또한, 휠 그라우저 높이에 따라 견인성능이 증가하는 것으로 나타났다.
야지궤도차량 구동 시 무한궤도를 통해 전달된 엔진출력은 지반-궤도 접지면에서 지반을 전단시켜 슬립변위 및 지반추력을 발현시킨다. 이때 지반추력의 반력이 야지궤도차량의 구동력으로 작용하는데, 지반이 연약하여 구동에 필요한 지반추력을 확보하기 어려운 경우에는 무한궤도 표면에 그라우저를 부착하여 구동성능을 개선시킨다. 본 연구는 그라우저 효과를 적절히 고려하여 야지궤도차량의 지반추력을 평가하기 위한 기초연구로서 수행되었다. 우선 지반-궤도 접지면의 전단메커니즘을 바탕으로 그라우저가 부착된 야지궤도차량의 지반추력을 평가하기 위한 방법을 새로이 제안하였다. 이를 통해 그라우저가 야지궤도차량의 구동성능에 미치는 영향을 평가한 결과, 그라우저가 부착됨에 따라 야지궤도차량의 전체지반추력이 증가하여 구동성능이 개선되는 것을 확인하였다. 특히, 그라우저의 길이가 증가하고 간격이 가까울수록 전체지반추력 증가효과가 명확해지는 것으로 나타나, 그라우저 형상비(=간격/길이)가 작을수록 야지궤도차량의 구동성능을 더욱 크게 개선시킬 수 있을 것이라 판단된다.
도저는 토공사 현장에서 부지를 평탄화하거나 토사를 모으기 위해 사용되는 장비이다. 도저의 성능은 지반-궤도 접지면에서 발현되는 지반추력에 의해 결정되는데, 주어진 조건에서 최대한의 지반추력을 발현시키기 위해서 무한궤도 표면에 그라우저를 부착하는 것이 일반적이다. 본 연구에서는 다양한 형상비를 가지는 그라우저가 부착된 도저의 지반추력을 산정하고, 이를 바탕으로 지반 특성을 고려한 최적 그라우저 형상비를 평가했다. 그라우저는 궤도 측면에서 추가적인 지반추력(측면지반추력)을 발현시키고 지반-궤도 사이의 전단을 지반-지반 사이의 전단으로 전환시켜, 도저의 지반추력을 약 1.3~1.6배 증가시켰다. 그라우저 형상비가 지반추력에 미치는 영향은 도저가 구동하는 지반의 다짐도에 따라 다르게 나타났다. 느슨한 지반에서는 형상비가 작은 그라우저가, 조밀한 지반에서는 형상비가 큰 그라우저가 도저의 지반추력을 가장 크게 증가시킬 수 있는 최적의 형상으로 평가되었다. 무한궤도에 지반의 다짐도를 고려한 최적 그라우저를 부착한다면 도저의 작업 성능을 보다 크게 강화할 수 있을 것이며, 이를 통해 장비의 효율적 활용 및 토공사 생산성 향상이 가능할 것으로 기대된다.
To study the trafficability on soft and cohesive benthic terrain, a tracked vehicle model($670mm(L){\times}750mm(B_c)$) is designed and tested. The pitch and chevron angle of grouser, weight and center of gravity of vehicle, and drawbar pull force are chosen as experimental variables. Slip, sinkage and inclined angle of vehicle are picked as performance values. Strength of soil is considered as noise factor. A preliminary straight-line motion test is performed. Then, DOE(Design of Experiment) is discussed for further research.
This paper concerns about an experimental investigation about steering performance of tracked vehicle on extremely soft soil based on DOE(Design Of Experiment) using L8 orthogonal Array. A tracked vehicle model with principal dimensions of $0.9m{\times}0.8m{\times}0.4m$ and weight 167kg was constructed with a pair of driving chain links driven by two AC-servo motors. The tracks are configured with detachable grousers, the span of which can be varied. Deep seabed was simulated by means of bentonite-water mixture in a soil bin of $6.0m{\times}3.7m{\times}0.7m$. Turning radii of vehicle and torques of motors were measured with respect to experimental variables; steering ratio, driving speed, grouser chevron angle, grouser span, grouser height. The effects of experiment variables on steering performance are evaluated.
This paper is concerned with an experimental investigation about tractive performance of a tracked vehicle on extremely soft soil. A tracked vehicle model with principal dimensions of $0.9\;m(L)\;{\times}\;0.75\;m(B)\;{\times}\;0.4\;m(H)$ and the weight of 167 kg was constructed with a pair of driving chain links driven by two AC-servo motors. The tracks are configured with detachable grousers with variable span. Deep seabed was simulated by means of bentonite-water mixture in a soil bin of $6.0\;m(L)\;{\times}\;3.7\;m(B)\;{\times}\;0.7\;m(H)$. Slip of vehicle and driving torque of motor were measured with respect to experimental variables; grouser span, grouser chevron angle, driving speed, drawbar-pull weight, position of center-of-gravity and weight. $L_8$ orthogonal array is adopted for DOE (Design Of Experiment). The effects of experiment variables on traction performance are evaluated.
This study was conducted to develop the mathmatical model for predicting the side thrust which is generated by the shearing action on the vertical surfaces of the sides of the track. Experiments were conducted with the three different shear plates with grouser length of 1, 3 and 5 cm for two different soil condition using soil bin system. The measured side thrust were compared with the values predicted by the new model developed in this study and by Bekker's model respectively. The values of side thrust predicted by the new model were more close to the measured values than those of the side thrust predicted by Bekker's model . The total thrust measured were also compared with the values predicted by the conventional model which considers only bottom thrust effect and by the new model which contains not only bottom thurst but side thrust effect. The values of the thrust predicted by conventional modelwere lower than measured values for both of the soil conditions and the three levels of grouser length. The maximum errors of conventional model were increased with the increase of grouser length. but the values of the total thrust predicted by the model developed in this study were well matched to the measured ones for both of the soil conditions and the three levels of grouser lengths.
This paper is concerned with experimental investigation of steering performance of a tracked vehicle on extremely soft soil. A tracked vehicle model with principal dimensions of 0.9 m(L)x0.75 m(B)x0.4 m(H) and weight of 167 kg was constructed with a pair of driving chain links, driven by two AC-servo motors. The tracks were configured with detachable grousers with variable span. A deep seabed was simulated by means of a bentonite-water mixture in a soil bin of 6.0 m(L)x3.7 m(B)x0.7 m(H). The turning radii of vehicle and driving torques of motors were measured with respect to experiment variables: steering ratio, driving speed, grouser chevron angle, grouser span, and grouser height. L8 orthogonal table is adopted for DOE (Design of experiment). The effects of experiment variables on steering performance are evaluated.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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