KR101059436B1

KR101059436B1 - 인공위성용 다중 태양전지판의 구동장치

Info

Publication number: KR101059436B1
Application number: KR1020080137294A
Authority: KR
Inventors: 이훈희; 박영웅
Original assignee: 한국항공우주연구원
Priority date: 2008-12-30
Filing date: 2008-12-30
Publication date: 2011-08-25
Also published as: KR20100078911A

Abstract

본 발명은 인공위성의 양 측면에 구동부에 의해 출몰 가능하도록 설치되는 지지축과, 상기 지지축의 외단부에 설치되며 적어도 하나 이상의 설치면을 갖는 지지부재와, 상기 지지부재의 각 설치면에 설치되되, 태양전지판에 연결되어 태양전지판을 회전시키는 다수의 회전모터로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 태양전지판을 구동시키는 구동장치의 구조를 변경함으로써 인공위성의 양 측면 각각에 다수의 태양전지판을 설치할 수 있고, 다수의 태양전지판이 각각 회전할 수 있게 되어, 태양전지판을 과도하게 연장하지 않으면서 필요전력을 발생시킬 수 있으며, 인공위성의 모멘텀 덤핑도 수행할 수 있는 효과가 있다.

인공위성, 태양전지판, 구동장치, 지지부재, 지지축

Description

인공위성용 다중 태양전지판의 구동장치{DRIVING APPARATUS OF MULTI SOLAR ARRAY FOR SATELLITE}

본 발명은 인공위성용 다중 태양전지판의 구동장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 태양전지판을 구동시키는 구동장치의 구조를 변경함으로써 인공위성의 양 측면 각각에 다수의 태양전지판을 설치할 수 있고, 다수의 태양전지판이 각각 회전할 수 있는 인공위성용 다중 태양전지판의 구동장치에 관한 것이다.

일반적으로, 인공위성은 발사체에 실려 우주로 발사될 때, 그 부피를 줄이기 위하여 인공위성의 양 측면에 부착된 태양전지판이 접힌 상태에서 발사체 속에 탑재되어 발사된다.

그 후, 인공위성이 본 궤도에 올라가면 태양에너지를 이용하여 전력을 생성하기 위하여 접혀져 있던 태양전지판을 전개장치에 의해 전개하고, 임무궤도를 따라 필요한 인공위성 자세를 결정하게 된다.

이때, 태양전지판은 인공위성의 양 측면에 설치된 구동장치에 의해 인공위성에 설치되며, 이 구동장치는 태양전지판을 회전시켜 태양전지판의 전면이 태양을 향하도록 하여 전력발생을 극대화하거나 태양전지판의 각도를 변화시켜 인공위성의 모멘텀 덤핑을 수행함으로써 인공위성의 자세를 제어하고 있다.

이러한, 종래의 구동장치를 도 1을 참조하여 살펴보면, 인공위성(10)의 양 측면에 설치되는 회전모터(20)와, 회전모터(20)와 태양전지판(30)을 연결하는 연결부재(40)와, 회전모터(20)의 구동을 제어하는 제어부(미도시)로 구성된다.

인공위성(10)이 궤도에 도달하게 되어 전개장치(미도시)에 의해 태양전지판(30)이 전개되면, 변화되는 주변환경에 따라 제어부가 회전모터(20)를 제어하여 태양전지판(30)을 회전시킴으로써, 전력발생을 극대화하거나 인공위성의 자세를 제어하는 것이다.

근래에는, 비용을 줄이기 위해 다수의 다양한 임무탑재체(미도시)를 하나의 인공위성(10)에 탑재하고 있으며, 임무탑재체의 기능이 복잡해지고 성능이 높아짐에 따라 필요 전력용량도 상승하여 태양전지판(30)의 면적을 늘리거나 태양전지판(30)의 효율을 높여야 하는 필요성이 대두 되고 있다.

그러나, 태양전지판(30)의 효율을 높이는 데에는 기술적인 한계가 존재하기 때문에, 태양전지판(30)의 면적을 증가시키는 방식으로 전력발생을 증가시키고 있다.

하지만, 종래의 구동장치의 경우에는 인공위성(10)의 양 측면에 각각 하나의 회전모터(20)만이 설치되기 때문에, 태양전지판(30)의 면적을 증가시키면서 회전가능하게 태양전지판(30)을 인공위성(10)에 설치하기 위해서는 회전모터(20)의 구동축 방향으로 태양전지판(30)을 직렬로 연장 형성시킬 수밖에 없어, 필요전력에 따라 태양전지판(30)이 과도하게 연장되어 발생전력에 비해 많은 설치공간을 차지하 게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 태양전지판을 구동시키는 구동장치의 구조를 변경함으로써 인공위성의 양 측면 각각에 다수의 태양전지판을 설치할 수 있고, 다수의 태양전지판이 각각 회전할 수 있는 인공위성용 다중 태양전지판의 구동장치를 제공하는 것이다.

상기 목적은 본 발명에 따라, 인공위성의 양 측면에 구동부에 의해 출몰 가능하도록 설치되는 지지축과, 상기 지지축의 외단부에 설치되며 적어도 하나 이상의 설치면을 갖는 지지부재와, 상기 지지부재의 설치면에 설치되되, 태양전지판에 연결되어 태양전지판을 회전시키는 회전모터에 의해 달성된다.

또한, 상기 인공위성의 양 측면에 지지부재를 수용하기 위해 함몰되게 형성되는 수용부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 지지부재는 원형 또는 다각형일 수 있다.

또한, 상기 회전모터는 구동축이 상기 지지축과 동일축 상에 위치되도록 지지부재에 설치되는 제1회전모터와, 구동축이 상기 제1회전모터의 구동축과 수직하도록 지지부재의 양 측면에 설치되는 제2회전모터 및 제3회전모터로 구성될 수 있다.

또한, 상기 제1회전모터, 제2회전모터 및 제3회전모터 각각에 연결되는 태양전지판은 다수의 단위태양전지판이 절첩 가능하도록 연결될 수 있다.

또한, 상기 지지부재가 수용부에 수용될 때, 상기 제2회전모터 및 제3회전모터에 연결된 태양전지판은 수용부 양측 단의 상부에서 절첩되고, 상기 제1회전모터에 연결된 태양전지판은 절첩된 제2회전모터 및 제3회전모터에 연결된 태양전지판의 상부에서 절첩될 수 있다.

이에 의해, 태양전지판을 구동시키는 구동장치의 구조를 변경함으로써 인공위성의 양 측면 각각에 다수의 태양전지판을 설치할 수 있고, 다수의 태양전지판이 각각 회전할 수 있게 되어, 태양전지판을 과도하게 연장하지 않으면서 필요전력을 발생시킬 수 있으며, 인공위성의 모멘텀 덤핑도 수행할 수 있는 효과가 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.

본 발명에 따른 인공위성용 다중 태양전지판의 구동장치는, 도 2에 도시된 바와 같이, 인공위성(100)의 양 측면에 설치되는 지지축(200)과, 지지축(200)의 외단부에 설치되는 지지부재(300)와, 지지부재(300)에 설치되되 태양전지판(400)과 연결되어 태양전지판(400)을 회전시키는 회전모터(500)로 구성된다.

먼저, 지지축(200)은 단면이 원형인 봉 형상으로 형성되어 인공위성(100)의 양 측면에 설치되되, 인공위성(100)의 내부에 설치된 구동부(미도시)에 의해 인공위성(100)의 외면을 기준으로 인공위성(100)의 내부 및 외부로 출몰 가능하도록 설치된다.

여기서, 지지축(200)은 꼭 단면이 원형인 봉 형상으로 형성되는 것에 한정되 지 않고, 단면이 사각형상이던지 다각형상인 것도 모두 포함한다.

그리고, 구동부(미도시)는 지지축(200)을 인공위성(100)의 내부 및 외부로 출몰 가능하도록 할 수 있는 모든 구동수단(예를 들어 스텝모터, 실린더 등)을 포함한다.

또한, 지지부재(300)는 적어도 하나 이상의 설치면을 갖도록 육면체 형상으로 형성되어 그 일면이 지지축(200)의 외측 단부에 고정 설치된다.

본 실시예에서는 지지부재(300)가 육면체 형상으로 형성된 것으로 설명하지만, 원형 또는 다각형상으로 형성되는 것을 모두 포함한다.

한편, 회전모터(500)는 지지부재(300)의 설치면 중 지지축(200)과 고정되는 설치면을 제외한 다른 설치면에 각각 설치된다.

예를 들어 설명하면, 지지부재(300)가 육면체 형상으로 형성될 경우에는 지지축(200)과 고정되는 설치면을 제외한 5개의 설치면에 회전모터(500)가 각각 설치될 수 있다.

본 실시예에서는 지지부재(300)가 육면체 형상으로 형성된 것으로 설명하므로 회전모터(500)를 최대 5개까지 설치할 수 있지만 설명의 편의를 위해, 도 2에 도시된 바와 같이, 구동축이 지지축(200)과 동일축 상에 위치되도록 설치되는 제1회전모터(510)와, 구동축이 제1회전모터(510)의 구동축과 수직하도록 지지부재(300)의 양측 설치면에 설치되는 제2회전모터(520) 및 제3회전모터(530)만이 설치되는 것으로 설명한다.

상기와 같이 설치되는 회전모터(500)의 구동축에 태양전지판(400)이 각각 연 결되어 회전모터(500)의 회전에 의해 태양전지판(400)이 회전되게 된다.

일반적으로, 인공위성(100)은 발사체에 실려 우주로 발사될 때, 그 부피를 줄이기 위하여 인공위성(100)의 양 측면에 설치된 태양전지판(400)이 접힌 상태에서 발사체 속에 탑재되어 발사된다.

이를 위하여, 회전모터(500)의 구동축에 연결되는 태양전지판(400)은 다수의 단위태양전지판이 절첩 가능하도록 연결되어 형성된다.

또한, 인공위성(100) 발사시 부피를 줄이기 위하여 인공위성(100)의 양 측면에 지지부재(300)를 수용하기 위해 함몰되게 형성되는 수용부(110)가 형성된다.

수용부(110)는 인공위성(100)의 외면을 기준으로 내부로 함몰 형성되는 공간으로 수용부(110)의 하측면에 지지축(200)이 설치되고 지지축(200)이 인공위성(100)의 내부로 삽입될 때, 지지부재(300)를 수용하는 것이다.

그러므로, 수용부(110)는 적어도 지지부재(300)보다 큰 수용공간을 갖도록 형성되어야 한다.

또한, 수용부(110)가 지지부재(300)를 수용함으로써, 접혀진 태양전지판(400)이 인공위성(100)의 측면과 맞닿도록 설치할 수 있어 태양전지판(400)을 인공위성(100)의 외면과 결속부재(미도시)에 의해 견고히 결속시킬 수 있는 효과가 발생한다.

도 3은 인공위성(100)이 우주로 발사되기 전 태양전지판(400)이 접혀져 있는 상태를 도시한 도면이다.

상기와 같이 접혀져 있는 태양전지판(400)은 인공위성(100)이 발사되어 궤도 에 오르게 되면 각각 전개되어 전력을 발생한다.

이하에서는 도 4 내지 도 6을 참조하여 접혀진 태양전지판이 전개되는 것을 설명한다.

먼저, 인공위성(100) 발사 전에는, 도 4에 도시된 바와 같이, 제2회전모터(520) 및 제3회전모터(530)에 연결된 태양전지판(400)은 수용부 양측 단의 상부에서 절첩되어 그 하부면이 인공위성(100)의 외면과 맞닿게 절첩되고, 제1회전모터(510)에 연결된 태양전지판(400)은 제2회전모터(520) 및 제3회전모터(530)에 연결된 태양전지판(400)의 상부에서 절첩되어 그 하부면이 제2회전모터(520) 및 제3회전모터(530)에 연결된 태양전지판(400)의 상부와 맞닿게 절첩된다.

인공위성(100)이 발사되어 궤도에 오르게 되면, 지지축(200)은 구동부에 의해 인공위성(100)의 외면으로 돌출되고, 이와 동시에 태양전지판(400)을 결속하고 있던 결속부재의 결속이 해제되어 지지축(200)이 돌출됨과 동시에 태양전지판(400)이 각각 전개된다.

상기와 같이 전개된 태양전지판(400)은 변화되는 주변환경에 따라 회전모터(500)에 의해 회전되어 전력발생을 극대화하거나 인공위성(100)의 모멘텀 덤핑을 수행하게 된다.

본 발명에 따른 인공위성용 다중 태양전지판의 구동장치는 상기와 같이 구동장치의 구조를 변경함으로써, 인공위성(100)의 양 측면 각각에 다수의 태양전지판(400)을 설치할 수 있게 되고, 다수의 태양전지판(400)이 각각 회전되게 할 수 있어, 태양전지판을 과도하게 연장하지 않으면서 필요전력을 발생시킬 수 있고, 인 공위성(100)의 모멘텀 덤핑도 수행할 수 있는 효과가 있다.

본 실시예 및 본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타내고 있는 것에 불과하며, 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형예와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 기술적 사상의 범위에 포함되는 것은 자명하다.

도 1은 종래기술에 대한 도면이다.

도 2는 본 발명에 따른 인공위성용 다중 태양전지판의 구동장치에 연결된 태양전지판이 전개된 사시도이다.

도 3은 본 발명에 따른 인공위성용 다중 태양전지판의 구동장치에 연결된 태양전지판이 접혀진 사시도이다.

도 4 내지 도 6은 본 발명에 따른 인공위성용 다중 태양전지판의 구동장치에 연결된 태양전지판이 접혀진 상태에서 전개되는 것을 나타내는 작동도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 인공위성 20 : 회전모터

30 : 태양전지판 40 : 연결부재

100 : 인공위성 110 : 수용부

200 : 지지축 300 : 지지부재

400 : 태양전지판 500 : 회전모터

510 : 제1회전모터 520 : 제2회전모터

530 : 제3회전모터

Claims

인공위성의 양 측면에 구동부에 의해 출몰 가능하도록 설치되는 지지축과;

상기 지지축의 외단부에 설치되며 적어도 하나 이상의 설치면을 갖는 지지부재와;

상기 지지부재의 설치면에 설치되되, 태양전지판에 연결되어 태양전지판을 회전시키는 회전모터로 구성되되,

상기 인공위성의 양 측면에 지지부재를 수용하기 위해 함몰되게 형성되는 수용부를 더 포함하고,

상기 회전모터는,

구동축이 상기 지지축과 동일축 상에 위치되도록 지지부재에 설치되는 제1회전모터와;

구동축이 상기 제1회전모터의 구동축과 수직하도록 지지부재의 양 측면에 설치되는 제2회전모터 및 제3회전모터로 구성되는 것을 특징으로 하는 인공위성용 다중 태양전지판의 구동장치.
삭제
제1항에 있어서,

상기 지지부재는 원형 또는 다각형인 것을 특징으로 하는 인공위성용 다중 태양전지판의 구동장치.
삭제
제1항에 있어서,

상기 제1회전모터, 제2회전모터 및 제3회전모터 각각에 연결되는 태양전지판은 다수의 단위태양전지판이 절첩 가능하도록 연결되는 것을 특징으로 하는 인공위성용 다중 태양전지판의 구동장치.
제5항에 있어서,

상기 지지부재가 수용부에 수용될 때,

상기 제2회전모터 및 제3회전모터에 연결된 태양전지판은 수용부 양측 단의 상부에서 절첩되고, 상기 제1회전모터에 연결된 태양전지판은 절첩된 제2회전모터 및 제3회전모터에 연결된 태양전지판의 상부에서 절첩되는 것을 특징으로 하는 인공위성용 다중 태양전지판의 구동장치.