KR101126388B1 - 인공위성 탑재체 장착장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 중량의 탑재체를 인공위성체에 장착할 때 안전하고 용이하게 장착될 수 있도록 지원하는 인공위성 탑재체 장착장치에 관한 것으로, 상기 장치는, 일측에 인공위성 탑재체가 설치되는 수평 프레임; 상기 수평 프레임과 연결되어 크레인을 이용하여 들어올릴 수 있도록 하는 수직 프레임; 상기 수직 프레임의 상단부에 설치되어서 상기 크레인과 연결되는 연결부; 상기 수평 프레임과 상기 수직 프레임을 연결시켜주는 부위로서 소정의 각도로 기울어지는 제1 조절부; 상기 수평 프레임의 일측에 구비되어서 상기 탑재체가 상하 및 좌우 유동가능하게 설치되도록 하는 제2 조절부; 및 상기 수평 프레임에 구비된 제2 조절부의 반대 측에 장착되어서 장착면에 대한 탑재체의 각도를 조절하게 하는 손잡이;를 포함하며, 인공위성의 개발과정에서 상기 장치를 이용하면 중량의 인공위성 탑재체의 장착에 있어서 작업의 효율성, 정확성 및 안정성을 높일 수 있게 한다.

인공위성, 탑재체, 크레인, 조립,

Description

인공위성 탑재체 장착장치{Apparatus for mounting satellite component installation}

본 발명은 인공위성 탑재체 장착장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 중량의 인공위성 탑재체의 장착을 돕는 조립지원장비인 인공위성 탑재체 장착장치에 관한 것이다.

일반적으로, 인공위성의 탑재체는 고가의 제품이며, 외부 환경 및 충격에 민감한 장비이므로 핸들링 및 장착 작업에 높은 레벨의 안정성 및 신중함이 요구된다.

더욱이, 인공위성 탑재체의 기능이 통합되는 근래의 추세로 인하여 고중량의 탑재체가 늘어나고 있으며, 이러한 탑재체를 적절한 방식으로 인공위성의 몸체에 장착하는 방법을 고안하는 것은 인공위성 조립 업무에 있어서 주요한 업무의 하나로 대두되고 있다.

인공위성의 탑재체 장착의 경우 탑재체의 중량이 25kg 미만인 경우에는 작업자의 인력에 의한 조립작업이 가능하나, 탑재체가 이 이상의 중량을 가지거나, 탑재체가 플랫폼의 -Z(아랫면)에 거꾸로 장착되는 경우 탑재체를 장착부위까지 이동 시키고 장착작업동안 자세를 유지할 수 있는 적절한 지원장비가 필요하다.

또한, 탑재체의 장착작업이 위성 내부에서 진행될 때에는 장착부위 주변의 다른 탑재체 및 전기선과의 간섭을 피할 수 있어야 한다.

그리고, 현재까지는 인공위성 탑재체의 장착작업이 작업자의 인력에 의존하여 진행되어 왔다.

그러나, 상기의 경우에서는 탑재체의 장착 부위가 위성체 내부인 경우 작업자의 상반신이 위성체 내부에 진입해야 되는 관계로 다른 탑재체의 물리적인 손상 위험이 많았으며, 또한 탑재체가 위성체에 거꾸로 장착되는 경우에는 작업자가 탑재체를 장착작업 동안 지속적으로 지지해야 하므로 작업에 부담 및 위험성이 매우 높았다.

또한, 상기의 경우 위성체를 별도의 회전 치구를 사용하여 180도 회전한 상태에서 조립 작업을 진행하기도 하지만, 이러한 작업구성은 위성 기계조립의 초기 단계에서만 가능하기 때문에 탑재체의 장착작업 일정의 선정에 크게 제약을 받게 되는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 인공위성 탑재체의 장착작업의 효율과 안정성을 높이기 위하여 탑재체의 중량을 보상하여 작업자의 조정성을 향상시키고 주변 기물들의 간섭을 피할수 있을 뿐만 아니라 장착작업에 필요한 탑재체의 자세를 원활하게 변환 및 유지시킬 수 있는 조립지원장비인 인공위성 탑재체 장착장치를 제공하는 데에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 성취하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 중량의 인공위성 탑재체의 장착을 지원하는 인공위성 탑재체 장착장치는, 일측에 인공위성 탑재체가 설치되는 수평 프레임; 상기 수평 프레임과 연결되어 크레인을 이용하여 들어올릴 수 있도록 하는 수직 프레임; 상기 수직 프레임의 상단부에 설치되어서 상기 크레인과 연결되는 연결부; 상기 수평 프레임과 상기 수직 프레임을 연결시켜주는 부위로서 소정의 각도로 기울어지는 제1 조절부; 상기 수평 프레임의 일측에 구비되어서 상기 탑재체가 상하 및 좌우 유동가능하게 설치되도록 하는 제2 조절부; 상기 수평 프레임에 구비된 제2 조절부의 반대 측에 장착되어서 장착면에 대한 탑재체의 각도를 조절하게 하는 손잡이; 및 인터페이스 브라켓과 탑재체와 동일한 무게로 이루어져서 수평 프레임이 수평으로 균형을 유지할 수 있게 하는 질량모사체를 포함한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 연결부는 360°로 회전하는 호이스트 링(hoist ring)으로 이루어진다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제1 조절부는, 상기 수평 프레임을 에워싸는 형태로 고정되는 제1 고정체와, 양측에서 소정의 각도로 전후방으로 하향 경사진 경사부를 구비하여 상기 제1 고정체의 상부에 결합되는 제1 각도조절부와, 베어링 및 축으로 이루어져서 상기 제1 각도조절부에 설치되는 힌지부와, 상기 수직 프레임의 하단부에 장착되어서 상기 힌지부의 축과 회동가능하게 결합되는 회동 연결체로 이루어진다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제2 조절부는, 체결홈부 또는 회전 조절홈부을 구비하여 상기 수평 프레임의 일단부에 장착되는 제2 고정체와, 상기 탑재체를 유동가능하게 지지하여 상기 제2 고정체에 장착되되, 상하 및 좌우 방향으로 소정의 각도로 회동되게 장착되는 인터페이스 브라켓으로 이루어진다.

상기한 바와 같은 본 발명에 따른 인공위성 탑재체 장착장치와 같은 중량의 인공위성 탑재체 장착을 돕기 위한 조립지원장비 개발함으로써, 인공위성의 개발과정에서 중량의 인공위성 탑재체 장착 작업의 효율성, 정확성 및 안정성을 높일 수 있게 하는 효과를 제공한다.

이하, 본 발명에 따른 인공위성 탑재체 장착장치에 대한 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 인공위성 탑재체 장착장치를 다른 각도에서 보인 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 인공위성 탑재체 장착장치를 보인 정면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 인공위성 탑재체 장착장치의 연결부를 보인 사시도이고, 도 5는 도 1에서의 A부분에 대한 확대사시도이고, 도 6은 도 1에서의 B부분에 대한 확대사시도이고, 도 7은 도 2에서의 C부분에 대한 확대사시도이며, 도 8은 본 발명에 따른 장착장치의 실시예를 보인 도면이다.

도면에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 중량의 인공위성 탑재체(1)의 장착을 지원하는 조립장비인 인공위성 탑재체(1) 장착장치는, 수평 프레임(10), 수직 프레임(20), 연결부(30), 제1 조절부(40), 제2 조절부(50), 손잡이(60) 및 질량모사체(70)로 구성된다.

여기서, 상기 수평 프레임(10) 및 수직 프레임(20)은 사각형상으로 이루어지게 하였지만, 사용되는 작업장의 환경에 따라 다양한 형상으로 변경 실시되는 것도 가능하다.

상기 수평 프레임(10)은 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 소정의 길이로 이루어져서 일측에 인공위성 탑재체(1)가 설치되게 하며, 타측에는 다음에 기술될 설치된 탑재체(1)의 각도가 위성체의 장착면에 대응되게 조절되게 하는 손잡이(60) 또는 질량모사체(70)가 구비된다.

상기 수직 프레임(20)은 수평 프레임(10)의 중간부에 수직으로 설치되어서 크레인(미도시)을 이용하여 수평 프레임(10)에 장착된 탑재체(1)가 들어 올려질 수 있도록 하는 역할을 한다.

상기 수직 프레임(20)은 수평 프레임(10)에 제1 조절부(40)를 통해 연결되는 것으로, 이에 대하여는 후술하기로 한다.

상기 연결부(30)는 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 수직 프레임(20)의 상단부에 설치되어서 크레인과 연결되는 부위이다.

상기 연결부(30)는, 수직 프레임(20)이 크레인과 연결되어 이동될 때 그의 자중에 의해 흔들리거나 회동하여 크레인의 와이어 로프(2)가 꼬이지 않도록 하기 위해서 360°로 회전하는 호이스트 링(hoist ring, 35)으로 이루어지게 하는 것이 바람직하다.

상기 제1 조절부(40)는 도 1 내지 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이 수평 프레임(10)과 수직 프레임(20)을 연결시켜주는 부위로서 기구적으로 회전각도를 규제하여 소정의 각도로 기울어지게 한다.

상기의 제1 조절부(40)는 제1 고정체(42), 제1 각도조절부(44), 힌지부(46) 및 회동 연결체(48)로 구성된다.

상기 제1 고정체(42)는 수평 프레임(10)의 상부측을 에워싸는 형태로 이루어져서 다수 개의 볼트(42-1)를 통해 고정된다.

상기 제1 각도조절부(44)는 중앙부(44-1)를 기점으로 양측으로 소정의 각도로 전후방으로 하향 경사진 경사부(43)를 구비하여 제1 고정체(42)의 상부와 일체로 형성되거나 별도의 결합장치를 통해 결합된다.

여기서, 상기 경사부(43)는 수평 프레임(10)에 대한 수직 프레임(20)의 회전각도가 과도하게 이루어지는 것을 기구적으로 규제하기 위한 것으로, 그의 경사각이 15°로 이루어지게 하는 것이 바람직하다.

상기 힌지부(46)는 베어링(미도시) 및 축(46-2)으로 이루어져서 제1 각도조절부(44)에 일체로 설치되어서 수직 프레임(20)의 회전에 의한 기울어짐을 돕는 역할을 한다.

따라서, 상기 수직 프레임(20)의 하단부에는 상기 힌지부(46)의 축(46-2)과 결합되는 별도의 회동 연결체(48)가 구비되게 하였다.

즉, 상기 회동 연결체(48)는 힌지부(46)의 축(46-2)과 회동가능하게 결합되어서 수직 프레임(20)이 양쪽 방향으로 경사부(43)의 경사각인 15°만큼씩 회전되도록 하게 한다.

상기 제2 조절부(50)는 도 1 내지 도 3, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 수평 프레임(10)의 일측에 구비되어서 상기 탑재체(1)가 상하 및 좌우 유동가능하게 설치되도록 하는 역할을 한다.

상기의 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 상기 제2 조절부(50)를 살펴보면, 이는 제2 고정체(52) 및 인터페이스 브라켓(56)으로 구성된다.

상기 제2 고정체(52)는 회전조절홈부(미도시)를 구비하여 수평 프레임(10)의 일단부에 장착되어서, 아래와 같은 인터페이스 브라켓(56)을 상하 및 좌우로 유동가능하게 지지하는 역할을 한다.

상기 인터페이스 브라켓(56)은 탑재체(1)를 유동가능하게 지지하여 제2 고정체(52)에 장착되되 상하 및 좌우 방향으로 소정의 각도로 회동되게 장착되며, 지지체(56-1), 록킹 핀(56-2), 제2 각도조절부(56-3), 제3 각도조절부(56-4), 핸들(56-5) 및 홀더(56-6)로 구성된다.

상기 지지체(56-1)는 위성체의 장착면에 설치될 탑재체(1)를 고정하여 지지하는 역할을 한다.

상기 록킹 핀(56-2)은 상기 지지체(56-1)의 뒷면에 설치되며, 상기 지지체(56-1)가 제2 고정체(52)에 단단히 체결되도록 하는 역할을 한다.

상기 제2 각도조절부(56-3)는 제2 고정체(52)의 회전 조절홈부(미도시)에 체결되어서 상기 지지체(56-1)의 상하 및 좌우 각도가 조절되게 하는 역할을 한다.

상기 제3 각도조절부(56-4)는 상기 지지체(56-1)의 뒷면 및 상기 제2 고정체(52)의 상부에 얹혀지도록 설치되며, 상기 지지체(56-1)의 상하 각도가 조절되게 하는 역할을 한다.

여기서, 상기 제3 각도조절부(56-4)는 사용자가 핸들(56-5)을 잡고서 지지체(56-1)를 상하방향으로 용이하게 유동시킬 수 있도록 실린더 형상으로 이루어지게 하는 것이 바람직하다.

상기 핸들(56-5)은 지지체(56-1)의 뒷면에 설치되어서 사용자가 그를 잡고서 탑재체(1)의 상하 이동 및 좌우 각도를 조절하게 하는 역할을 한다.

상기 홀더(56-6)는 지지체(56-1)의 전면에 다수 개로 설치되어서 탑재체(1)가 장착 및 지지되게 하는 역할을 한다.

따라서, 상기와 같은 인터페이스 브라켓(56)을 통해서 지지체(56-1)의 좌우 각도는 50°로 조절되고 상하 각도는 15°로 조절되게 하였다.

상기 손잡이(60)는 상술된 바와 같이 수평 프레임(10)에 구비된 제2 조절부(50)의 반대 측에 장착되어서 장착면에 대한 탑재체(1)의 각도를 조절하게 하는 역할을 한다.

한편, 상기 수평 프레임(10)의 손잡이(60) 측에는 탑재체(1)를 장착하여 위성체의 장착면으로 이동시킬 때에 인터페이스 브라켓(56)과 탑재체(1)와 동일한 무게로 유지되게 하여 수평 프레임(10)이 수평으로 균형을 유지할 수 있게 하는 질량모사체(70)가 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 추가로 장착된다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 따른 인공위성 탑재체(1) 장착장치의 작동상태를 도 8을 통해서 간략하게 살펴보면 다음과 같다.

상기 인공위성의 탑재체(1)는 장착작업 전 장착면의 방향을 고려하여 적정한 방향으로 치구의 수평 프레임(10)의 한쪽 끝에 설치되어서 고정되어진 후, 오버헤드 크레인을 수직 프레임(20)의 상단부에 구비된 연결부(30)와 결합되게 하여 들어 올려지게 된다.

들어 올려진 치구는 작업자들의 조절 및 오버헤드 크레인 조작에 의해 장착면에 서서히 접근하게 되고 이후 장착면과 탑재체(1)의 체결면의 정렬이 이루어지면 볼트 체결 등을 통하여 장착작업을 최종적으로 완료하게 된다.

이때, 장착면과 탑재체(1)의 장착면의 정렬에 다소 차이가 있을 경우 반대쪽 손잡이를 잡고 있는 작업자가 약간의 인력으로 치구 자체를 회전시키게 되면 탑재체(1)를 손쉽게 장착할 수 있도록 설계하였다.

또한, 도 8과 같이 3D 설계모델 상에서 치구의 진입각도, 장착면과 치구의 상대 각도 및 간섭여부를 미리 확인하면 작업을 보다 원활하게 진행할 수 있게 된다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않으며, 특허청구범위에서 청구된 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.

도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 인공위성 탑재체 장착장치를 다른 각도에서 보인 사시도이다.

도 3은 본 발명에 따른 인공위성 탑재체 장착장치를 보인 정면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 인공위성 탑재체 장착장치의 연결부를 보인 사시도이다.

도 5는 도 1에서의 A부분에 대한 확대사시도이다.

도 6은 도 1에서의 B부분에 대한 확대사시도이다.

도 7은 도 2에서의 C부분에 대한 확대사시도이다.

도 8은 본 발명에 따른 장착장치의 실시예를 보인 도면이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 간략한 설명*

1: 탑재체 10: 수평 프레임

20: 수직 프레임 30: 연결부

40: 제1 조절부 42: 제1 고정체

44: 제1 각도조절부 46: 힌지부

48: 회동 연결체 50: 제2 조절부

52: 제2 고정체 56: 인터페이스 브라켓

56-1: 지지체 56-2: 록킹핀

56-3: 제2 각도조절부 56-4: 제3 각도조절부

56-5: 핸들 56-6: 홀더

60: 손잡이 70: 질량모사체

Claims (9)

1. 중량의 인공위성 탑재체의 장착을 지원하는 인공위성 탑재체 장착장치에 있어서,

   일측에 인공위성 탑재체가 설치되는 수평 프레임(10);

   상기 수평 프레임(10)과 연결되어 크레인을 이용하여 들어올릴 수 있도록 하는 수직 프레임(20);

   상기 수직 프레임(20)의 상단부에 설치되어서 상기 크레인과 연결되는 연결부(30);

   상기 수평 프레임(10)과 상기 수직 프레임(20)을 연결시켜주는 부위로서 소정의 각도로 기울어지는 제1 조절부(40);

   상기 수평 프레임(10)의 일측에 구비되어서 상기 탑재체(1)가 상하 및 좌우 유동가능하게 설치되도록 하는 제2 조절부(50); 및

   상기 수평 프레임(10)에 구비된 제2 조절부(50)의 반대 측에 장착되어서 장착면에 대한 탑재체(1)의 각도를 조절하게 하는 손잡이부(60);를 포함하는 것을 특징으로 하는 인공위성 탑재체 장착장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 연결부(30)는 360°로 회전하는 호이스트 링(hoist ring, 35)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 인공위성 탑재체 장착장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 제1 조절부(40)는,

   상기 수평 프레임(10)의 상부측을 에워싸는 형태로 고정되는 제1 고정체(42)와,

   양측에서 소정의 각도로 전후방으로 하향 경사진 경사부(43)를 구비하여 상기 제1 고정체(42)의 상부에 결합되는 제1 각도조절부(44)와,

   베어링 및 축(46-2)으로 이루어져서 상기 제1 각도조절부(44)에 설치되는 힌지부(46)와,

   상기 수직 프레임(20)의 하단부에 장착되어서 상기 힌지부(46)의 축(46-2)과 회동가능하게 결합되는 회동 연결체(48)로 이루어진 것을 특징으로 하는 인공위성 탑재체 장착장치.
4. 제3항에 있어서,

   상기 경사부(43)는 15°로 이루어진 것을 특징으로 하는 인공위성 탑재체 장착장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 제2 조절부(50)는,

   회전 조절홈부를 구비하여 상기 수평 프레임(10)의 일단부에 장착되는 제2 고정체(52)와,

   상기 탑재체(1)를 유동가능하게 지지하여 상기 제2 고정체(52)에 장착되되, 상하 및 좌우 방향으로 소정의 각도로 회동되게 장착되는 인터페이스 브라켓(56)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 인공위성 탑재체 장착장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 인터페이스 브라켓(56)은,

   탑재체(1)를 고정하여 지지하는 지지체(56-1)와,

   상기 지지체(56-1)의 뒷면에 설치되며, 상기 지지체(56-1)가 상기 제2 고정체(52)와 체결되도록 하는 록킹 핀(56-2)과,

   상기 제2 고정체(52)의 회전 조절홈부에 체결되어서 상기 지지체(56-1)의 상하 및 좌우 각도가 조절되게 하는 제2 각도조절부(56-3)와,

   상기 지지체(56-1)의 뒷면 및 상기 제2 고정체(52)의 상부에 얹혀지도록 설치되며, 상기 지지체(56-1)의 상하 각도가 조절되게 하는 제3 각도조절부(56-4)와,

   상기 지지체(56-1)의 뒷면에 설치되어서 상하 및 좌우 각도를 조절하게 하는 핸들(56-5)과,

   상기 지지체(56-1)의 전면에 설치되어서 탑재체(1)가 장착 및 지지되게 하는 다수 개의 홀더(56-6)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 인공위성 탑재체 장착장치.
7. 제6항에 있어서,

   상기 제3 각도조절부(56-4)는 실린더 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 인공위성 탑재체 장착장치.
8. 제6항에 있어서,

   상기 인터페이스 브라켓(56)의 상기 지지체(56-1)의 좌우 각도는 50°로 조절되고 상하 각도는 15°로 조절되는 것을 특징으로 하는 인공위성 탑재체 장착장치.
9. 제1항에 있어서,

   상기 수평 프레임(10)의 손잡이(60) 측에는 인터페이스 브라켓(56)과 탑재체(1)와 동일한 무게로 이루어져서 수평 프레임(10)이 수평으로 균형을 유지할 수 있게 하는 질량모사체(70)가 추가로 구비되는 것을 특징으로 하는 인공위성 탑재체 장착장치.

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