KR101397619B1 - Horizontal stabilizer using magneto-striction - Google Patents

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Abstract

본 발명의 수평 안정화 장치는 베이스프레임, 상기 베이스프레임에 설치되어 상기 베이스프레임의 회전각을 측정하는 회전각센서, 상기 회전각센서에서 측정된 회전각에 대응하는 값의 전류를 발생시키는 자기변형소자구동부, 상기 자기변형소자구동부에서 발생한 전류에 따른 자기장의 변화에 따라 수평면상에서 길이가 가변되는 제1자기변형소자 및 제2자기변형소자를 포함하는 자기변형모듈, 일단이 상기 제1자기변형소자에 결합되며, 상기 제1자기변형소자의 길이의 변화에 따라 타단의 높이가 변하도록 구비되는 제1샤프트, 일단이 상기 제2자기변형소자에 결합되며, 상기 제2자기변형소자의 길이의 변화에 따라 타단의 높이가 변하도록 구비되는 제2샤프트 및 상기 제1샤프트 및 상기 제2샤프트의 높이의 변화에 따라 회전하도록 구비되는 수평안정화판을 포함한다.A horizontal stabilizer of the present invention includes a base frame, a rotation angle sensor installed on the base frame for measuring a rotation angle of the base frame, a magnetostrictive element for generating a current having a value corresponding to the rotation angle measured by the rotation angle sensor, A magnetostrictive module including a first magnetostrictive element and a second magnetostrictive element whose length varies on a horizontal plane according to a change of a magnetic field according to a current generated in the magnetostrictive element driving unit, A first shaft having a first end and a second end, the first shaft being coupled to the first magnetostrictive element such that the height of the other end varies according to a change in the length of the first magnetostrictive element; And a second shaft provided so as to be rotated in accordance with a change in height of the first shaft and the second shaft, It includes the purification plate.

Description

자기변형소자를 이용한 수평 안정화 장치{HORIZONTAL STABILIZER USING MAGNETO-STRICTION}[0001] HORIZONTAL STABILIZER USING MAGNETO-STRICTION [0002]

본 발명의 자기변형소자의 변형을 이용하여 수평을 유지하는 수평 안정화 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a horizontal stabilizing device that maintains a horizontal position by using a modification of the magnetostrictive element of the present invention.

일반적으로 수평 안정화 장치는 수평의 유지 또는 수평의 판단이 필요한 항공기 등의 관성항법장치 또는 로봇 등의 자세결정, 위치판별에 사용된다. In general, the horizontal stabilization device is used for determining the position and determining the position of an inertial navigation device such as an airplane or a robot that requires horizontal or horizontal determination.

그러나 수평을 유지 또는 판단하기 위하여 수포를 이용하는 경우, 사람의 시각에 의하여 판단을 함에 따라 정밀성에 한계가 있다. 나아가 모터 구동이나 유공압을 이용하는 경우, 구조물의 중량이 증가함에 따라 제품의 경량화가 어렵다는 문제점이 있었다.However, in the case of using blisters to maintain or judge the level, there is a limit to precision as judged by human vision. Furthermore, in the case of using motor drive or hydraulic pressure, there is a problem that it is difficult to reduce the weight of the product as the weight of the structure increases.

본 발명의 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로 자기변형현상을 이용하여 경량화를 구현함과 동시에 정밀한 수평 데이터를 확보할 수 있는 수평 안정화 장치를 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a horizontal stabilizer capable of realizing weight reduction by using a magnetostriction phenomenon and ensuring accurate horizontal data.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 수평 안정화 장치는 베이스프레임, 상기 베이스프레임에 설치되어 상기 베이스프레임의 회전각을 측정하는 회전각센서, 상기 회전각센서에서 측정된 회전각에 대응하는 값의 전류를 발생시키는 자기변형소자구동부, 상기 자기변형소자구동부에서 발생한 전류에 따른 자기장의 변화에 따라 수평면상에서 길이가 가변되는 제1자기변형소자 및 제2자기변형소자를 포함하는 자기변형모듈, 일단이 상기 제1자기변형소자에 결합되며, 상기 제1자기변형소자의 길이의 변화에 따라 타단의 높이가 변하도록 구비되는 제1샤프트, 일단이 상기 제2자기변형소자에 결합되며, 상기 제2자기변형소자의 길이의 변화에 따라 타단의 높이가 변하도록 구비되는 제2샤프트 및 상기 제1샤프트 및 상기 제2샤프트의 높이의 변화에 따라 회전하도록 구비되는 수평안정화판을 포함한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a horizontal stabilizer comprising: a base frame; a rotation angle sensor mounted on the base frame for measuring a rotation angle of the base frame; A magnetostrictive element driving unit for generating a current; a magnetostrictive module including a first magnetostrictive element and a second magnetostrictive element whose length varies on a horizontal plane according to a change in a magnetic field according to a current generated in the magnetostrictive element driving unit; A first shaft coupled to the first magnetostrictive element and adapted to vary the height of the other end according to a change in length of the first magnetostrictive element, one end coupled to the second magnetostrictive element, The second shaft is provided so that the height of the other end is changed according to the change of the length of the deforming element, and the height of the first shaft and the second shaft It comprises a horizontal stabilization plate which is provided so as to rotate.

그리고 상기 제1샤프트의 일단은 상기 제1자기변형소자에 회전 가능하게 결합되고, 상기 제2샤프트의 일단은 상기 제2자기변형소자에 회전 가능하게 결합되며, 상기 수평안정화판에는 상기 제1샤프트의 타단이 삽입되는 제1삽입홈 및 상기 제2샤프트의 타단이 삽입되는 제2삽입홈이 형성될 수 있다. And one end of the first shaft is rotatably coupled to the first magnetostrictive element, one end of the second shaft is rotatably coupled to the second magnetostrictive element, A first insertion groove into which the other end of the second shaft is inserted and a second insertion groove into which the other end of the second shaft is inserted can be formed.

또한, 상기 베이스프레임 및 상기 제1자기변형소자에 회전 가능하게 결합되는 제3샤프트 및 상기 베이스프레임 및 상기 제2자기변형소자에 회전 가능하게 결합되는 제4샤프트를 더 포함할 수 있다. The apparatus may further include a third shaft rotatably coupled to the base frame and the first magnetostrictive element, and a fourth shaft rotatably coupled to the base frame and the second magnetostrictive element.

그리고 상기 자기변형모듈은 상기 제1자기변형소자 및 상기 제2자기변형소자가 고정되고, 하단에 롤러가 형성된 고정부를 포함하고, 상기 롤러는 상기 베이스프레임과 접촉할 수 있다. 여기서 상기 베이스프레임에는 상기 롤러와 접촉하고, 곡률을 가지는 바닥면이 형성된 삽입홈이 구비될 수 있다. And the magnetostrictive module includes a fixing portion in which the first magnetostrictive element and the second magnetostrictive element are fixed and a roller is formed at a lower end thereof, and the roller can contact the base frame. The base frame may be provided with an insertion groove in contact with the roller and having a bottom surface having a curvature.

한편, 자기변형소자구동부는 상기 제1자기변형소자에 전류를 인가하는 제1구동회로 및 상기 제2자기변형소자에 전류를 인가하는 제2구동회로를 포함할 수 있다. 그리고 상기 제1샤프트와 접촉을 하면서 상기 제1샤프트의 회전을 안내하는 제1가이드 및 상기 제2샤프트와 접촉을 하면서 상기 제2샤프트의 회전을 안내하는 제2가이드를 포함할 수 있다.The magnetostrictive device driving unit may include a first driving circuit for applying a current to the first magnetostrictive device and a second driving circuit for applying a current to the second magnetostrictive device. And a first guide for guiding rotation of the first shaft while being in contact with the first shaft and a second guide for guiding rotation of the second shaft while being in contact with the second shaft.

상기한 구성을 가지는 본 발명의 자기변형소자를 이용한 수평 안정화 장치는 다음과 같은 효과가 있다. The horizontal stabilizing apparatus using the magnetostrictive element of the present invention having the above-described configuration has the following effects.

첫째, 자기변형(Magnetostriction) 현상을 활용한 자기변형소자를 이용하여 설치되는 장비의 외부환경의 변화에 따라 보다 정밀하게 수평자세를 유지할 수 있다. First, it is possible to maintain the horizontal posture more precisely according to the change of the external environment of the equipment installed by using the magnetostrictive device utilizing the magnetostriction phenomenon.

둘째, 자기변형(Magnetostriction) 현상을 활용한 자기변형소자를 이용하여 상대적으로 간단한 구조로 안정화 장치를 구현할 수 있다. 따라서 설치되는 제품을 경량화할 수 있다는 장점이 있다. Second, a stabilizer can be implemented with a relatively simple structure by using a magnetostrictive device utilizing a magnetostriction phenomenon. Therefore, there is an advantage that the installed product can be lightened.

본 발명의 효과는 상기 언급한 효과에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.

도1 및 도2는 본 발명의 일실시예에 따른 수평 안정화 장치의 사시도;
도3는 본 발명의 일실시예에 따른 수평 안정화 장치의 평면도;
도4는 본 발명의 일실시예에 따른 수평 안정화 장치의 베이스프레임이 회전한 상태를 나타내는 도면;
도5는 본 발명의 일실시예에 따른 수평 안정화 장치의 수평안정화판이 회전하는 과정을 나타내는 도면;
도6는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 수평 안정화 장치의 수평안정화판이 회전하는 과정을 나타내는 도면.1 and 2 are perspective views of a horizontal stabilizer according to an embodiment of the present invention;
3 is a plan view of a horizontal stabilizer according to an embodiment of the present invention;
4 is a view illustrating a state in which a base frame of a horizontal stabilizer is rotated according to an embodiment of the present invention;
5 is a view illustrating a process of rotating a horizontal stabilizing plate of a horizontal stabilizing device according to an embodiment of the present invention;
6 is a view illustrating a process of rotating a horizontal stabilizing plate of a horizontal stabilizing device according to another embodiment of the present invention.

이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In describing the present embodiment, the same designations and the same reference numerals are used for the same components, and further description thereof will be omitted.

수평 안정화 장치는 수평 유지가 필요한 설비에 장착되어, 해당 설비의 수평이 유지되지 않는 경우 경사를 측정하여 다시 수평을 유지할 수 있도록 한다. 구체적으로 항공기 등의 관성항법장치, 로봇 등의 장비에 있어서 자세결정 및 위치 판별 등에 사용된다.The horizontal stabilizer is mounted on a facility requiring horizontal maintenance, so that if the facility is not leveled, the slope can be measured and maintained again. Specifically, it is used for position determination and position determination in an inertial navigation apparatus such as an aircraft, a robot, and the like.

도1 및 도2는 본 발명의 일실시예에 따른 수평 안정화 장치의 사시도이고, 도3는 본 발명의 일실시예에 따른 수평 안정화 장치의 평면도이다. 도1 내지 도3를 참조하면, 본 발명의 수평 안정화 장치는 베이스프레임(10), 회전각센서(20), 자기변형모듈(30), 제1샤프트(50), 제2샤프트(60) 및 수평안정화판(70)을 포함한다.FIG. 1 and FIG. 2 are perspective views of a horizontal stabilizer according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a plan view of a horizontal stabilizer according to an embodiment of the present invention. 1 to 3, the horizontal stabilizer of the present invention includes a base frame 10, a rotation angle sensor 20, a magnetostrictive module 30, a first shaft 50, a second shaft 60, And a horizontal stabilizing plate 70.

베이스프레임(10)은 외력 또는 외부환경의 변화에 따라 회전을 하도록 구비된다. 베이스프레임(10)의 회전에 따라 베이스프레임(10)는 수평면과 일정 각도(α)를 형성하게 된다. The base frame 10 is provided to rotate according to changes in external force or external environment. As the base frame 10 rotates, the base frame 10 forms a certain angle alpha with the horizontal plane.

회전각센서(20)는 베이스프레임(10)에 설치되어 베이스프레임(10)의 회전에 따른 회전각(도4에 도시된 α)을 측정한다. 그리고 측정된 회전각에 대한 데이터는 후술하는 자기변형소자 구동부(31)로 전달한다.The rotation angle sensor 20 is installed on the base frame 10 and measures a rotation angle (? Shown in Fig. 4) as the base frame 10 rotates. The data on the measured rotation angle is transmitted to the magnetostrictive element driving unit 31, which will be described later.

자기변형모듈(30)은 베이스프레임(10)의 회전에 따른 회전각에 대한 데이터에 따라 자기변형소자를 변형시킨다. 그리고 자기변형소자의 변형에 따라 후술하는 수평안정화판(60)은 베이스프레임(10)과 평행을 유지하도록 회전한다.The magnetostrictive module 30 deforms the magnetostrictive element in accordance with data on the rotation angle as the base frame 10 rotates. According to the deformation of the magnetostrictive element, the later-described horizontal stabilizing plate 60 rotates so as to maintain parallel with the base frame 10.

일반적으로 자기변형(Magnetostriction)이란 자성체가 자화의 방향에 의해 그 형상을 어느 정도 변화시키는 현상을 말한다. 구체적으로 자장 속에서 인가되는 자기장의 변화에 따라 자성물질의 내부 스트레인을 야기하는 자기 스핀들이 회전함에 따라 결정의 길이 또는 부피가 변화되는 현상이다. 그리고 일반적으로 자기변형을 위한 소재로는 터페놀디(Terfenol-D) 등이 사용된다.Generally, magnetostriction refers to a phenomenon in which a magnetic body changes its shape to some extent by the direction of magnetization. Specifically, the length or the volume of the crystal changes as the magnetic spindle causing the internal strain of the magnetic material rotates according to the change of the magnetic field applied in the magnetic field. Terfenol-D is generally used as a material for magnetostriction.

본 발명에서의 자기변형모듈(30)은 자기변형소자 구동부(31), 제1자기변형소자(32) 및 제2자기변형소자(33)를 포함한다.The magnetostrictive module 30 in the present invention includes the magnetostrictive element driving portion 31, the first magnetostrictive element 32 and the second magnetostrictive element 33. [

자기변형소자 구동부는 회전각센서(20)에서 측정된 회전각의 변화에 대응하는 전류량 및 이에 따른 자기장을 발생한다. 그리고 자기장의 변화는 자기변형소자의 수평면상에서 길이 방향으로의 변형을 유도하게 된다. 자기변형소자의 길이방향의 변형을 유도하는 자기변형소자 구동부의 구체적인 구동회로는 종래의 자기변형를 이용한 다양한 분야에 개시된 바, 이하 구체적인 설명은 생략한다. The magnetostrictive element driving unit generates a current amount corresponding to a change in the rotation angle measured by the rotation angle sensor 20 and a magnetic field corresponding thereto. The change of the magnetic field induces the deformation in the longitudinal direction on the horizontal plane of the magnetostrictive element. The specific driving circuit of the magnetostrictive element driving unit for inducing the longitudinal deformation of the magnetostrictive element has been disclosed in various fields using conventional magnetostriction, and a detailed description thereof will be omitted.

본 실시예에서의 자기변형소자 구동부(31)는 제1자기변형소자(32)에 변화된 자기장을 제공하는 제1구동회로(31a) 및 제2자기변형소자(33)로 변화된 자기장을 제공하는 제2구동회로(31b)를 포함한다. The magnetostrictive element driving portion 31 in the present embodiment includes a first driving circuit 31a for providing a changed magnetic field to the first magnetostrictive element 32 and a second driving circuit 31b for providing a magnetic field changed by the second magnetostrictive element 33 2 drive circuit 31b.

그리고 회전각센서(20)에서 측정되는 베이스프레임(10)의 회전각이 양인 경우(도4에 도시된 바와 같이 베이스프레임의 왼쪽이 올라가는 경우), 제2구동회로(31b)가 구동하여 제2자기변형소자(33)의 변형을 유도한다. 그리고 회전각센서(20)에서 측정되는 베이스프레임(10)의 회전각이 음인 경우(도4에 도시된 바와 반대로 베이스프레임의 오른쪽이 올라가는 경우), 제1구동회로(31a)가 제1자기변형소자(32)의 변형을 유도한다. When the rotation angle of the base frame 10 measured by the rotation angle sensor 20 is positive (when the left side of the base frame rises as shown in Fig. 4), the second driving circuit 31b is driven, Thereby inducing deformation of the magnetostrictive element 33. When the rotation angle of the base frame 10 measured by the rotation angle sensor 20 is negative (in the case where the right side of the base frame rises as shown in Fig. 4), the first drive circuit 31a is driven by the first magnetostriction Thereby inducing deformation of the element 32.

한편, 본 실시예와 달리 본 발명에서의 자기변형소자 구동부(31)는 상기 설명한 회전각센서(20)에서 측정되는 회전각의 음 또는 양에 따라서 제1자기변형소자(32) 또는 제2자기변형소자(33)에 선택적으로 자기장을 인가하는 구조로 구성될 수도 있을 것이다. The magnetostrictive element driving unit 31 of the present invention differs from the present embodiment in that the magnetostrictive element driving unit 31 includes the first magnetostrictive element 32 or the second magnetostrictive element 32 according to the amount or the amount of the rotation angle measured by the rotation angle sensor 20, And may be configured to selectively apply a magnetic field to the deforming element 33.

제1자기변형소자(32) 및 제2자기변형소자(33)는 자기변형소자 구동부(31)의 구동에 따라 길이가 변화하게 된다. 구체적으로 본 실시예에서는 제1구동회로(31a)의 구동에 따라 제1자기변형소자(32)의 길이가 증가하도록, 제2구동회로(31b)의 구동에 따라 제2자기변형소자(33)의 길이가 증가하도록 형성된다. The length of the first magnetostrictive element 32 and the second magnetostrictive element 33 change in accordance with the driving of the magnetostrictive element driving unit 31. [ Specifically, in this embodiment, the second magnetostrictive element 33 is driven in accordance with the driving of the second driving circuit 31b so that the length of the first magnetostrictive element 32 is increased in accordance with the driving of the first driving circuit 31a. Is increased.

그리고 제1자기변형소자(32) 및 제2자기변형소자(33)는 상기 길이 방향으로의 신축이 수평면 상에서 이루어 지도록 구비된다. 따라서 후술하는 제1샤프트(40), 제2샤프트(50), 수평안정화판(60)은 외부환경의 변화에 따른 베이스프레임(10)의 회전에 영향을 받지 않고, 제1자기변형소자(32) 및 제2자기변형소자(33)의 신축에 따라 구동을 하게 된다. The first magnetostrictive element 32 and the second magnetostrictive element 33 are provided such that elongation and contraction in the longitudinal direction are performed on the horizontal plane. Therefore, the first shaft 40, the second shaft 50, and the horizontal stabilizing plate 60, which will be described later, are not affected by the rotation of the base frame 10 due to the change of the external environment, And the second magnetostrictive element 33 are expanded and contracted.

또한, 제1자기변형소자(32) 및 제2자기변형소자(33)가 베이스프레임(10)의 회전(10)에 영향을 받지 않고, 수평을 유지하여야 한다. 따라서 본 발명에서의 수평 안정화 장치는 베이스프레임(10) 및 제1자기변형소자(32)에 회전 가능하게 결합되는 제3샤프트(80) 및 베이스프레임(10) 및 제2자기변형소자(33)에 회전 가능하게 결합되는 제4샤프트(90)를 포함한다. In addition, the first magnetostrictive element 32 and the second magnetostrictive element 33 must remain horizontal without being affected by the rotation 10 of the base frame 10. Therefore, the horizontal stabilizing device of the present invention comprises a base frame 10 and a third shaft 80 rotatably coupled to the first magnetostrictive element 32, and a base frame 10 and a second magnetostrictive element 33, And a fourth shaft 90 that is rotatably coupled to the first shaft 90. [

구체적으로 본 실시예에서의 제3샤프트(80) 및 제4샤프트(90)의 일단은 베이스프레임(10)의 상면에 회전 가능하도록 힌지 결합된다. 그리고 제3샤프트(80)의 타단은 제1자기변형소자(32)의 하면에 회전 가능하도록 힌지결합되고, 제4샤프트(90)의 타단은 제2자기변형소자(33)의 하면에 회전 가능하도록 힌지 결합된다. Specifically, one end of the third shaft 80 and the fourth shaft 90 in this embodiment are hinged to be rotatable on the upper surface of the base frame 10. The other end of the third shaft 80 is hinged to be rotatable on the lower surface of the first magnetostrictive element 32 and the other end of the fourth shaft 90 is rotatably mounted on the lower surface of the second magnetostrictive element 33 Lt; / RTI >

따라서 후술하는 도4에 도시된 바와 같이 베이스프레임(10)이 회전을 하면, 이에 따라 제3샤프트(80) 및 제4샤프트(90)가 회전을 하게 된다. 따라서 베이스프레임(10)의 회전에 따른 회전력은 제3샤프트(80) 및 제4샤프트(90)에 전달되고, 제1자기변형소자(32) 및 제2자기변형소자(33)에 전달되지 않는다. 결국 베이스프레임(10)이 회전을 하더라도 제1자기변형소자(32) 및 제2자기변형소자(33)는 수평을 유지하게 된다. Accordingly, as shown in FIG. 4, when the base frame 10 rotates, the third shaft 80 and the fourth shaft 90 rotate accordingly. The rotational force resulting from the rotation of the base frame 10 is transmitted to the third shaft 80 and the fourth shaft 90 and is not transmitted to the first magnetostrictive element 32 and the second magnetostrictive element 33 . As a result, even if the base frame 10 rotates, the first magnetostrictive element 32 and the second magnetostrictive element 33 are kept horizontal.

한편, 본 실시예와 달리 제1자기변형소자(32) 및 제2자기변형소자(33)는 본 발명의 수평 안정화 장치가 설치되는 구조 또는 장소의 별도의 구성에 의하여 수평을 유지하도록 고정될 수도 있다. On the other hand, unlike the present embodiment, the first magnetostrictive element 32 and the second magnetostrictive element 33 may be fixed to maintain the horizontal state by the structure of the horizontal stabilizer of the present invention or a separate structure of the place have.

그리고 본 발명의 수평 안정화 장치는 제1자기변형소자(32) 및 제2자기변형소자(33)가 양측에 결합되는 고정부(100)을 더 포함할 수 있다. 구체적으로 제1자기변형소자(32) 및 제2자기변형소자(33)의 각 끝단은 고정부(100)의 측면에 결합된다. 따라서 인가되는 자기장의 변화에 따라 제1자기변형소자(32) 및 제2자기변형소자(33)의 타단이 신축하게 된다. The horizontal stabilizing device of the present invention may further include a fixing portion 100 to which the first magnetostrictive element 32 and the second magnetostrictive element 33 are coupled at both sides. Specifically, the respective ends of the first magnetostrictive element 32 and the second magnetostrictive element 33 are coupled to the side surface of the fixing portion 100. Therefore, the other ends of the first magnetostrictive element 32 and the second magnetostrictive element 33 are expanded and contracted in accordance with the change of the applied magnetic field.

그리고 고정부(100)는 별도의 구성에 의하여 지지 및 고정될 수 있고, 본 실시예에서는 고정부(100)의 하단이 베이스프레임(10)에 지지된다. The fixing part 100 may be supported and fixed by a separate structure. In this embodiment, the lower end of the fixing part 100 is supported by the base frame 10.

한편, 고정부(100)는 베이스프레임(10)의 회전에 영향을 받지 않기 위한 다양한 형태로 베이스프레임(10)에 결합이 될 수 있다. 예를 들어 베이스프레임(10)에는 삽임홈(10a)이 형성되고, 고정부(100)의 하단이 삽임홈(10a)에 끼움 결합될 수 있다. 이 경우 삽임홈(10a)은 고정부(100)의 하단보다 깊게 형성될 수 있다. Meanwhile, the fixing part 100 may be coupled to the base frame 10 in various forms so as not to be affected by the rotation of the base frame 10. For example, the base frame 10 is provided with an insertion groove 10a, and the lower end of the fixing portion 100 can be fitted into the insertion groove 10a. In this case, the insertion groove 10a may be formed deeper than the lower end of the fixing portion 100.

구체적으로 본 실시예에서는 고정부(100)의 하단에는 롤러(100a)가 형성되고, 롤러(100a)는 베이스프레임(10)의 삽임홈(10a)의 바닥면과 접촉하도록 구비된다. 따라서 베이스프레임(10)의 회전에 따른 회전력은 롤러(100a)에 전달되어 롤러(100a)를 회전시키고, 고정부(100)에 전달되지 않는다. Specifically, in the present embodiment, a roller 100a is formed at the lower end of the fixing portion 100, and the roller 100a is provided so as to be in contact with the bottom surface of the insertion groove 10a of the base frame 10. Therefore, the rotational force generated by the rotation of the base frame 10 is transmitted to the roller 100a to rotate the roller 100a, and is not transmitted to the fixing unit 100. [

나아가 베이스프레임(10)의 회전력이 고정부(100)로 전달되는 것을 최소화하기 위하여 삽임홈(10a)의 하부면는 베이스프레임(10)의 회전반경을 고려하여 일정 곡률을 가지도록 형성될 수 있다.The lower surface of the insertion groove 10a may be formed to have a certain curvature in consideration of the turning radius of the base frame 10 in order to minimize the transmission of the rotational force of the base frame 10 to the fixing portion 100. [

제1샤프트(50)는 일단이 제1자기변형소자(32)에 결합되며, 제1자기변형소자(32)의 길이 변화에 따라 따라 타단의 높이가 변하도록 구비된다. 그리고 제2샤프트(50)는 일단이 제2자기변형소자(33)에 결합되며, 제2자기변형소자(33)의 길이변화에 따라 타단의 높이가 변하도록 구비된다. The first shaft 50 is coupled at one end to the first magnetostrictive element 32 and is provided so that the height of the other end varies along with the change in length of the first magnetostrictive element 32. One end of the second shaft 50 is coupled to the second magnetostrictive element 33 and the second magnetostrictive element 33 is provided so that the height of the other end of the second shaft 50 varies as the length of the second magnetostrictive element 33 changes.

제1샤프트(50) 및 제2샤프트(60)의 높이의 변화에 따라 후술하는 수평안정화판(70)은 회전을 하여 베이스프레임(10)과 평행을 유지하게 된다. The horizontal stabilizing plate 70, which will be described later, is rotated in accordance with a change in height of the first shaft 50 and the second shaft 60 so as to be kept parallel to the base frame 10.

제1샤프트(50)는 제1자기변형소자(32)의 신축에 따라 높이가 변화하는 다양한 구성으로 형성될 수 있고, 구체적으로 본 실시예에서의 제1샤프트(50)의 일단은 제1자기변형소자(32)에 회전 가능하게 결합된다. 그리고 제1샤프트(50)의 타단은 수평안정화판(70)의 제1삽입홈(71)에 삽입된다.The first shaft 50 may be formed in various configurations in which the height varies according to the expansion and contraction of the first magnetostrictive element 32. Specifically, one end of the first shaft 50 in this embodiment is a first magnet 50, Is rotatably coupled to the deforming element (32). The other end of the first shaft (50) is inserted into the first insertion groove (71) of the horizontal stabilizing plate (70).

여기서 제1샤프트(50)는 제1자기변형소자(32)와 특정 각도(β)를 형성한다. 그리고 제1자기변형소자(32)의 길이 방향으로의 신장에 따라 제1샤프트(50)는 제1자기변형소자(32)와 형성하는 각도(β)가 작아지는 방향으로 회전을 하게 된다. 그리고 제1샤프트(50)의 회전에 따라 제1샤프트(50)의 타단의 높이는 낮아지게 된다.Here, the first shaft 50 forms a specific angle? With the first magnetostrictive element 32. As the first magnetostrictive element 32 is stretched in the longitudinal direction, the first shaft 50 rotates in a direction in which the angle 硫 formed with the first magnetostrictive element 32 is reduced. The height of the other end of the first shaft 50 is lowered as the first shaft 50 rotates.

제1샤프트(50) 및 제1자기변형소자(32) 사이에는 상기 각도(β)를 유지하도록 제1샤프트(50)를 지지하면서 제1샤프트(50)의 회전을 안내하는 제1가이드(52)가 구비된다. A first guide (52) for guiding the rotation of the first shaft (50) is provided between the first shaft (50) and the first magnetostrictive element (32) while supporting the first shaft (50) .

본 실시예에서의 제1가이드(52)의 일단은 제1자기변형소자(32)에 고정되고, 타단은 제1샤프트(50)와 접촉한다. 그리고 제1가이드(52)는 제1자기변형소자(32)와 고정된 각도(θ)를 형성한다. One end of the first guide 52 in this embodiment is fixed to the first magnetostrictive element 32 and the other end is in contact with the first shaft 50. [ The first guide 52 forms a fixed angle? With the first magnetostrictive element 32.

결국 제1가이드(52)는 제1자기변형소자(32) 간의 각도(θ)가 고정되어 있는 바, 제1자기변형소자(32)와 제1샤프트(50)가 형성하는 각도(β)가 작아짐에 따라 제1가이드(52)와 제1샤프트(50)가 형성하는 각도는 커지게 된다. 즉 제1샤프트(50)는 제1가이드(52)의 타단과 접촉을 한 상태에서 슬라이딩 되면서 회전을 하게 된다. As a result, the angle? Between the first magnetostrictive elements 32 is fixed, and the angle? Formed by the first magnetostrictive element 32 and the first shaft 50 is The angle formed by the first guide 52 and the first shaft 50 is increased. In other words, the first shaft 50 is rotated while sliding while being in contact with the other end of the first guide 52.

한편, 제1샤프트(50)에는 제1가이드(52)의 타단이 삽입되는 삽입홈(50a)이 형성될 수 있다. 그리고 삽입홈(50a)의 길이에 따라 제1샤프트(50)가 회전을 할 수 있는 각도가 결정된다. 그리고 제1가이드(52)의 타단에는 제1샤프트(50)의 슬라이딩시 마찰을 줄일 수 있도록 롤러(52a)가 구비될 수 있다. Meanwhile, the first shaft 50 may have an insertion groove 50a through which the other end of the first guide 52 is inserted. The angle at which the first shaft 50 can rotate is determined according to the length of the insertion groove 50a. At the other end of the first guide 52, a roller 52a may be provided to reduce friction when the first shaft 50 is slid.

제2샤프트(60)의 일단은 제2자기변형소자(33)에 회전 가능하게 결합되고, 타단은 수평안정화판(70)의 제2삽입홈(72)에 삽입된다. 그리고 제2가이드(62)의 일단은 제2자기변형소자(33)에 고정되고, 타단은 제2샤프트(60)의 삽입홈(60a)에 삽입된다. 그리고 제2샤프트(60), 제2가이드(62)의 전체적인 구동은 상기 설명한 제1샤프트(50) 및 제1가이드(52)와 동일한 바, 이하 설명을 생략한다. One end of the second shaft 60 is rotatably coupled to the second magnetostrictive element 33 and the other end is inserted into the second insertion groove 72 of the horizontal stabilizing plate 70. One end of the second guide 62 is fixed to the second magnetostrictive element 33 and the other end is inserted into the insertion groove 60a of the second shaft 60. The overall driving of the second shaft 60 and the second guide 62 is the same as that of the first shaft 50 and the first guide 52 described above, and will not be described below.

수평안정화판(70)은 제1샤프트(50) 및 제2샤프트(60)의 높이의 변화에 따라 회전하도록 구비된다. 구체적으로 수평안정화판(70)은 베이스프레임(10)과 평행하게 배치되고, 베이스프레임(10)이 외부환경의 변화에 따라 회전함에 따라 수평안정화판(70)은 다시 베이스프레임(10)과 평행을 유지하도록 회전을 하게 된다. The horizontal stabilizing plate 70 is provided to rotate in accordance with a change in height of the first shaft 50 and the second shaft 60. [ Specifically, the horizontal stabilizing plate 70 is disposed parallel to the base frame 10, and the horizontal stabilizing plate 70 is parallel to the base frame 10 as the base frame 10 rotates in accordance with the change of the external environment As shown in Fig.

그리고 본 실시예에서의 수평안정화판(70)에는 제1샤프트(50)가 삽입되는 제1삽입홈(71) 및 제2샤프트(60)가 삽입되는 제2삽입홈(72)이 형성된다. 그리고 회전축이 삽입되는 홀(70a)이 형성될 수 있다. The horizontal stabilizing plate 70 of the present embodiment is formed with a first insertion groove 71 into which the first shaft 50 is inserted and a second insertion groove 72 into which the second shaft 60 is inserted. And a hole 70a into which the rotation shaft is inserted can be formed.

도4는 본 발명의 일실시예에 따른 수평 안정화 장치의 베이스프레임이 회전한 상태를 나타내는 도면이고, 도5는 본 발명의 일실시예에 따른 수평 안정화 장치의 수평안정화판이 회전하는 과정을 나타내는 도면이다. 도4 및 도5를 참조하여, 본 발명의 수평 안정화 장치의 구동을 설명한다. FIG. 4 is a view illustrating a state where a base frame of a horizontal stabilizing device according to an embodiment of the present invention is rotated. FIG. 5 is a view illustrating a process of rotating a horizontal stabilizing plate of the horizontal stabilizing device according to an embodiment of the present invention. to be. 4 and 5, the driving of the horizontal stabilizer of the present invention will be described.

본 발명의 수평 안정화 장치가 설치된 설비가 수평을 유지하는 동안 베이스프레임(10)은 수평한 상태를 유지한다. 그리고 설비가 기울어지면 이에 따라 베이스프레임(10)은 기울어지게 된다. 이때 수평안정화판(70)은 회전하지 않도록 고정된다. 예를 들어 별도의 고정장치 등에 의하여 고정이 되고, 제1자기변형소자(32) 또는 제2자기변형소자(33)가 신축되는 경우 고정이 해제되는 다양한 구성으로 구비될 수 있을 것이다. The base frame 10 remains in a horizontal state while the apparatus provided with the horizontal stabilizer of the present invention maintains the horizontal position. When the equipment is tilted, the base frame 10 is inclined accordingly. At this time, the horizontal stabilizing plate 70 is fixed so as not to rotate. The first magnetostrictive element 32 or the second magnetostrictive element 33 may be fixed by a separate fixing device or the like and may be provided with various configurations in which the fixing is released when the first magnetostrictive element 32 or the second magnetostrictive element 33 is expanded or contracted.

회전각 센서(20)는 베이스프레임(10)의 회전에 따른 회전각(α)를 측정한다. 그리고 측정된 회전각(α)에 따라 제1구동회로(31a) 또는 제2구동회로(31b)에 전류 인가의 입력신호가 전달된다. The rotation angle sensor 20 measures the rotation angle [alpha] as the base frame 10 rotates. An input signal of current application is transmitted to the first driving circuit 31a or the second driving circuit 31b according to the measured rotation angle [alpha].

그리고 제1구동회로(31a) 및 제2구동회로(31b)는 회전각 센서(20)의 신호에 따른 전류를 발생시키고, 전류의 변화에 따른 자기장의 변화에 따라 제1자기변형소자(32) 또는 제2자기변형소자(33)의 신축하게 된다. The first driving circuit 31a and the second driving circuit 31b generate a current according to the signal of the rotation angle sensor 20 and generate the first magnetostrictive element 32 according to the change of the magnetic field, Or the second magnetostrictive element 33 is expanded or contracted.

구체적으로 베이스프레임(10)이 수평면과 형성하는 각도(α)가 양인 경우, 제2구동회로(31b)에 각도(α)에 대응하는 전류 입력 신호가 전달된다. 그리고 제2구동회로(31b)가 발생하는 전류에 따른 자기장에 변화에 따라 제2자기변형소자(33)의 길이가 증가하게 된다. Specifically, when the angle? Formed by the base frame 10 with the horizontal plane is positive, a current input signal corresponding to the angle? Is transmitted to the second driving circuit 31b. The length of the second magnetostrictive element 33 increases with the change of the magnetic field according to the current generated by the second driving circuit 31b.

그리고 제2자기변형소자(33)의 길이가 늘어남에 따라, 제2샤프트(60)는 제2자기변형소자(33)와 형성하는 각도(β)가 줄어드는 방향으로 회전하게 된다. 이 때 제2가이드(62)는 제2샤프트(62)의 회전을 안내하게 된다. As the length of the second magnetostrictive element 33 increases, the second shaft 60 rotates in a direction in which the angle 硫 forming the second magnetostrictive element 33 decreases. At this time, the second guide 62 guides the rotation of the second shaft 62.

결국 동일한 높이를 유지하던 제1샤프트(50) 및 제2샤프트(60) 중 제2샤프트(60)의 타단의 높이가 낮아짐에 따라 수평을 유지하던 수평안정화판(70)는 회전을 하게 된다. As a result, as the height of the other end of the second shaft 60 of the first shaft 50 and the second shaft 60, which have maintained the same height, is lowered, the horizontal stabilizing plate 70 which has been kept horizontal rotates.

그리고 수평안정화판의 회전각은 입력전류에 따른 자기변형소자의 신축률, 자기변형소자의 신축의 따른 제1샤프트(50) 및 제2샤프트(60)의 높이의 변화 등에 대한 정하여진 데이터에 따라 베이스프레임(10)의 외부 환경의 변화에 따라 회전한 회전각(α)와 같도록 설계될 수 있을 것이다. The rotation angle of the horizontal stabilizing plate depends on the data on the expansion and contraction ratio of the magnetostrictive element according to the input current, the change in height of the first shaft 50 and the second shaft 60 due to elongation and contraction of the magnetostrictive element, May be designed to be equal to the rotation angle [alpha] rotated according to the change of the external environment of the base frame 10. [

그리고 베이스프레임(10)이 수평면과 형성하는 각도(α)가 변화하는 경우, 제1구동회로(31a) 및 제2구동회로(31b)는 이에 대응하는 전류를 발생하여 자기장의 변화를 유도하고, 이에 따라 제1자기변형소자(32) 또는 제2자기변형소자(33)는 수평안정화판(70)이 베이스프레임(10)의 변화된 각도와 수평을 이루도록 회전시킨다. When the angle? Formed by the base frame 10 with the horizontal plane changes, the first driving circuit 31a and the second driving circuit 31b generate a corresponding current to induce a change in the magnetic field, The first magnetostrictive element 32 or the second magnetostrictive element 33 rotates the horizontal stabilizer plate 70 so as to be horizontal with the changed angle of the base frame 10. [

나아가 베이스프레임(10)가 외부환경과 수평을 유지하는 경우, 제1구동회로(31a) 또는 제2구동회로(31b)에 인가되는 전류를 차단되고, 이에 따라 제1자기변형소자(32) 또는 제2자기변형소자(33)은 원래의 길이로 복원된다. 그리고 제1샤프트(50) 또는 제2샤프트(60)은 제1가이드(52) 또는 제2가이드(62)에 지지되면서 원위치로 복원되고, 수평안정화판(70) 역시 수평인 상태로 복원된다.The current applied to the first driving circuit 31a or the second driving circuit 31b is cut off so that the first magnetostrictive element 32 or the first magnetostrictive element 32 The second magnetostrictive element 33 is restored to its original length. The first shaft 50 or the second shaft 60 is restored to the original position while being supported by the first guide 52 or the second guide 62 and the horizontal stabilization plate 70 is also restored to a horizontal state.

도6은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 수평 안정화 장치의 수평안정화판이 회전하는 과정을 나타내는 도면이다. 6 is a view illustrating a process of rotating a horizontal stabilizing plate of a horizontal stabilizing device according to another embodiment of the present invention.

도4 및 도6을 참조하면, 본 실시예에서의 수평안정화판(70)은 상기 실시예와 반대로 회전을 하게 된다. 구체적으로 제1자기변형소자(32)의 길기가 늘어나고, 이에 따라 제1샤프트(50)가 회전을 하면서 수평안정화판(70)은 반시계방향으로 회전을 하게 된다. Referring to FIGS. 4 and 6, the horizontal stabilizing plate 70 in this embodiment rotates in the reverse direction to the above embodiment. Specifically, the length of the first magnetostrictive element 32 is increased, so that the first shaft 50 rotates while the horizontal stabilizing plate 70 rotates counterclockwise.

결국 본 발명의 수평 안정화 장치가 외란(disturbance)에 의하여 일정각도(α)만큼 시계방향으로 회전을 하면, 베이스프레임(10) 및 수평안정화판(70)도 1차적으로 시계방향으로 일정각도(α) 회전을 한다. As a result, when the horizontal stabilizer of the present invention rotates in the clockwise direction by a predetermined angle?, The base frame 10 and the horizontal stabilizer plate 70 are also rotated in the clockwise direction at a predetermined angle? ).

그리고 상기 설명한 바와 같이 수평안정화판(70)이 반시계방향으로 일정각도(α) 회전함에 따라, 수평안정화판(70)은 다시 수평면도 평행을 이루게 된다. As described above, as the horizontal stabilizing plate 70 is rotated in the counterclockwise direction by a predetermined angle?, The horizontal stabilizing plate 70 is parallel to the horizontal plane.

결국 본 발명의 수평 안정화 장치 또는 수평 안정화 장치가 설치된 설비 등이 외란(disturbance)에 따라 수평을 유지하지 않는 경우에도 수평안정화판(70)은 항상 수평을 유지할 수 있게 된다. As a result, even if the horizontal stabilizer or the apparatus equipped with the horizontal stabilizer of the present invention does not maintain horizontal due to disturbance, the horizontal stabilizer 70 can always maintain the horizontal position.

이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.
It will be apparent to those skilled in the art that the present invention can be embodied in other specific forms without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the appended claims. It is obvious to them. Therefore, the above-described embodiments are to be considered as illustrative rather than restrictive, and the present invention is not limited to the above description, but may be modified within the scope of the appended claims and equivalents thereof.

10: 베이스프레임 20: 회전각 센서
30: 자기변형모듈 31a: 제1구동회로
31b: 제2구동회로 32: 제1자기변형소자
33: 제2자기변형소자 50: 제1샤프트
60: 제2샤프트 70: 수평안정화판
80: 제3샤프트 90: 제4샤프트
100: 고정부10: Base frame 20: Rotation angle sensor
30: magnetostriction module 31a: first drive circuit
31b: second driving circuit 32: first magnetostrictive element
33: second magnetostrictive element 50: first shaft
60: second shaft 70: horizontal stabilizing plate
80: Third shaft 90: Fourth shaft
100:

Claims (7)

베이스프레임;
상기 베이스프레임에 설치되어 상기 베이스프레임의 회전각을 측정하는 회전각센서;
상기 회전각센서에서 측정된 회전각에 대응하는 값의 전류를 발생시키는 자기변형소자 구동부, 상기 자기변형소자 구동부에서 발생한 전류에 따른 자기장의 변화에 따라 수평면상에서 길이가 가변되는 제1자기변형소자 및 제2자기변형소자를 포함하는 자기변형모듈;
일단이 상기 제1자기변형소자에 결합되며, 상기 제1자기변형소자의 길이의 변화에 따라 타단의 높이가 변하도록 구비되는 제1샤프트;
일단이 상기 제2자기변형소자에 결합되며, 상기 제2자기변형소자의 길이의 변화에 따라 타단의 높이가 변하도록 구비되는 제2샤프트; 및
상기 제1샤프트 및 상기 제2샤프트의 높이의 변화에 따라 회전하도록 구비되는 수평안정화판;
을 포함하는 수평 안정화 장치.A base frame;
A rotation angle sensor installed on the base frame for measuring a rotation angle of the base frame;
A first magnetostrictive element having a variable length on a horizontal plane according to a change in a magnetic field according to a current generated in the magnetostrictive element driving unit, A magnetostrictive module comprising a second magnetostrictive element;
A first shaft coupled at one end to the first magnetostrictive element and adapted to vary in height at the other end according to a change in length of the first magnetostrictive element;
A second shaft coupled at one end to the second magnetostrictive element and adapted to vary the height of the other end according to a change in length of the second magnetostrictive element; And
A horizontal stabilizing plate that is provided to rotate according to a change in height of the first shaft and the second shaft;
≪ / RTI > 제1항에 있어서,
상기 제1샤프트의 일단은 상기 제1자기변형소자에 회전 가능하게 결합되고, 상기 제2샤프트의 일단은 상기 제2자기변형소자에 회전 가능하게 결합되며,
상기 수평안정화판에는 상기 제1샤프트의 타단이 삽입되는 제1삽입홈 및 상기 제2샤프트의 타단이 삽입되는 제2삽입홈이 형성되는 수평 안정화 장치.The method according to claim 1,
One end of the first shaft is rotatably coupled to the first magnetostrictive element, one end of the second shaft is rotatably coupled to the second magnetostrictive element,
Wherein the horizontal stabilizing plate has a first insertion groove into which the other end of the first shaft is inserted and a second insertion groove into which the other end of the second shaft is inserted. 제1항에 있어서,
상기 베이스프레임 및 상기 제1자기변형소자에 회전 가능하게 결합되는 제3샤프트 및 상기 베이스프레임 및 상기 제2자기변형소자에 회전 가능하게 결합되는 제4샤프트를 더 포함하는 수평 안정화 장치.The method according to claim 1,
A third shaft rotatably coupled to the base frame and the first magnetostrictive element, and a fourth shaft rotatably coupled to the base frame and the second magnetostrictive element. 제1항에 있어서,
상기 자기변형모듈은 상기 제1자기변형소자 및 상기 제2자기변형소자가 고정되고, 하단에 롤러가 형성된 고정부를 포함하고,
상기 롤러는 상기 베이스프레임과 접촉하는 수평 안정화 장치.The method according to claim 1,
Wherein the magnetostrictive module includes a fixing portion in which the first magnetostrictive element and the second magnetostrictive element are fixed and a roller is formed at a lower end thereof,
Wherein the roller contacts the base frame. 제4항에 있어서,
상기 베이스프레임에는 상기 롤러와 접촉하고, 곡률을 가지는 바닥면이 형성된 삽입홈이 구비된 수평 안정화 장치.5. The method of claim 4,
Wherein the base frame has an insertion groove in contact with the roller and having a bottom surface having a curvature. 제1항에 있어서,
상기 자기변형소자구동부는 상기 제1자기변형소자에 전류를 인가하는 제1구동회로 및 상기 제2자기변형소자에 전류를 인가하는 제2구동회로를 포함하는 수평 안정화 장치.The method according to claim 1,
Wherein the magnetostrictive device driving unit includes a first driving circuit for applying a current to the first magnetostrictive element and a second driving circuit for applying a current to the second magnetostrictive element. 제1항에 있어서,
상기 제1샤프트와 접촉을 하면서 상기 제1샤프트의 회전을 안내하는 제1가이드 및 상기 제2샤프트와 접촉을 하면서 상기 제2샤프트의 회전을 안내하는 제2가이드를 포함하는 수평 안정화 장치.The method according to claim 1,
A first guide for guiding rotation of the first shaft while being in contact with the first shaft, and a second guide for guiding rotation of the second shaft while being in contact with the second shaft.
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