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2025년 6월 8일 (일) 22:48 판

프로젝트 개요

기술개발 과제

국문 : 지휘통제 연동형 자동 카운팅 탄피받이

영문 : Auto Counting Catridge Case Collector with Command and Control Integration

과제 팀명

열라룽지

지도교수

김현식 교수님

개발기간

2025년 3월 ~ 2025년 6월 (총 4개월)

구성원 소개

서울시립대학교 신소재공학과 20204500** 유*빈(팀장)

서울시립대학교 신소재공학과 20204500** 김*영

서울시립대학교 신소재공학과 20204500** 손*한

서울시립대학교 신소재공학과 20194500** 윤*현

서론

개발 과제의 개요

개발 과제 요약

최근 군 훈련 현장에서는 사격 훈련의 정확성과 안전성을 향상시키기 위한 다양한 기술적 보조 장비의 필요성이 대두되고 있다. 특히 훈련소 및 야전 사격장에서 사용되는 K2 소총에는 탄피 회수를 위한 탈부착형 탄피받이함이 사용되고 있으나, 이들 기존 장비는 탄피 유실, 약실 끼임에 의한 기능 고장, 수작업으로 탄피 수를 확인해야 하는 불편함 등의 문제점을 가지고 있다. 또한, 총기의 진동과 반동으로 인해 단순 센서 적용이 어려우며, 사로별 사격 현황을 지휘통제실에서 실시간으로 확인할 수 있는 체계도 부재한 실정이다. 이에 본 과제에서는 무게 감지 센서 (HX711 + 로드셀)를 활용한 이중 트리거 기반의 탄피 카운터 시스템을 개발하고자 한다. 본 시스템은 탄피 무게를 인식하여 개수를 자동으로 카운팅하고 카운팅 정보는 Wifi 통신을 통해 지휘통제실로 실시간 송신되며, 교관이나 지휘자는 사로별 사격 진행 상황을 원격으로 모니터링할 수 있다. 본 기술은 사격 훈련의 효율성과 안전성을 동시에 향상시킬 수 있으며, 훈련 후 탄피 수 확인에 소요되는 시간 및 인력 낭비를 줄이고, 사격 이력의 디지털화 기반을 제공함으로써 군 훈련 체계의 최적화에 크게 기여할 것으로 기대된다.

개발 과제의 배경

1. 현재 상황

현재 군에서 사용 중인 탄피받이함은 단순한 수동 수거 장치에 불과하다. 사격 훈련 이후에 병사들은 수동으로 탄피를 회수하고 수량을 확인하는 절차를 거친다. 사수 개인뿐만 아니라 지휘관 차원에서도 탄피 수 확인이 중요하지만, 이를 실시간으로 통제하거나 자동으로 계수할 수 있는 체계는 전무하다. 특히, 실탄 1발은 곧 탄피 1발로 간주되는 군의 특성상, 탄피 분실은 안전사고 및 보안사고로 이어질 수 있기 때문에 철저한 관리가 요구된다.

또한, 우리나라는 징집제 기반으로 병력 자원이 감소하는 추세에 있으며 이에 따라 사격과 같은 고위험 훈련에서의 안전성과 효율성 확보가 더욱 중요해지고 있다.

2. 문제 상황

기존 탄피받이함을 사용하는 과정에서 다음과 같은 문제점이 반복적으로 발생하고 있다.

- 탄피 누락: 10발을 사격해도 실제 회수된 탄피는 9발 등, 회수율 100% 확보가 어렵고, 누락된 탄피로 인해 훈련이 지연됨.

- 약실 역유입: 일부 탄피가 약실로 역류하며 총기 고장을 유발함. 이로 인해 탄피받이함을 완전히 탈착해야 하며, 시간이 소요되고 불편함.

- 지휘 통제 미흡: 현재 시스템은 훈련 중 개별 병사의 탄피 회수 여부를 지휘통제실에서 실시간으로 확인할 수 없음.

- 안전성 및 불안감: 탄피 하나의 분실은 실탄의 분실로 간주되며, 이는 훈련생 및 간부 모두에게 불안감을 줄 수 있으며 실제 사고로 이어질 수 있는 잠재적 위험 요소다.

이러한 문제를 해결하기 위해, 수동 중심의 기존 탄피 수거 구조를 자동화 시스템으로 전환하는 것이 시급하다.

개발 과제의 목표 및 내용

본 프로젝트의 최종 목표는 다음과 같다.

- 로드셀 센서를 통해 무게 기반으로 탄피 수를 자동 계수

- 계수된 정보는 탄피받이함 후면 디스플레이에 표시되어 훈련자가 즉시 확인 가능

- 동시에 지휘통제실 단말기로 해당 정보 실시간 전송

- 탄피 역유입에 신속히 대응할 수 있도록 Snap-fit 구조의 뚜껑 설계 적용

본 프로젝트의 주요 구성 내용은 다음과 같다.

- 로드셀 센서 + 증폭 모듈(HX711)을 활용하여, 탄피가 수거될 때 발생하는 무게 변화를 감지하고 실시간으로 누적 계수

- 계수된 수치를 소형 디스플레이를 통해 탄피받이함 후면에 시각적으로 출력

- 디스플레이 모듈과 연동된 ESP32 모듈이 정보를 무선 송신 모듈을 통해 지휘통제실 단말기에 전송

- 탄피가 약실로 다시 들어가 문제가 발생할 경우, Snap-fit 방식의 상부 뚜껑 구조를 통해 빠르게 열고 내부를 정비할 수 있는 구조 설계

- 전체 시스템은 일체형 탈부착 장비로 구현하여 사수의 활동에 지장을 주지 않도록 소형화 및 경량화 고려

내용

구성원 및 추진체계

내용

설계

설계사양

제품의 요구사항

내용

설계 사양

내용

개념설계안

내용

이론적 계산 및 시뮬레이션

내용

상세설계 내용

내용

결과 및 평가

완료 작품의 소개

프로토타입 사진 혹은 작동 장면

내용

포스터

내용

완료작품의 평가

내용

향후계획

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특허 출원 내용

내용

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 기존 탄피받이함을 사용하는 과정에서 다음과 같은 문제점이 반복적으로 발생하고 있다.
 - 탄피 누락: 10발을 사격해도 실제 회수된 탄피는 9발 등, 회수율 100% 확보가 어렵고, 누락된 탄피로 인해 훈련이 지연됨.
 - 약실 역유입: 일부 탄피가 약실로 역류하며 총기 고장을 유발함. 이로 인해 탄피받이함을 완전히 탈착해야 하며, 시간이 소요되고 불편함.
 - 지휘 통제 미흡: 현재 시스템은 훈련 중 개별 병사의 탄피 회수 여부를 지휘통제실에서 실시간으로 확인할 수 없음.
 - 안전성 및 불안감: 탄피 하나의 분실은 실탄의 분실로 간주되며, 이는 훈련생 및 간부 모두에게 불안감을 줄 수 있으며 실제 사고로 이어질 수 있는 잠재적 위험 요소다.