KR101661718B1 - 소총, 권총 및 총기를 위한 조준 방향 안정화 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

의도하지 않는 총열 방향의 흔들림으로 인한 영향을 주로 감소시키는, 예를 들어 소총 또는 권총과 같은 총기의 조준 시 총열 흔들림의 안정화 방법. 본 방법은 특히, 총열(1')을 포함하는 총기 전반부(1) 및 총기 둔부(2')를 포함하는 총기 후반부(2) 사이에 있는, 전반부 및 후반부 간의 상대적 움직임을 가능케 하는 힌지(3)의 제공하고; 총열의 길이 방향 움직임을 최소 두 개의 평면상에서 끊임없이 감지하며; 그리고 총열 방향의 변화가 보정되도록 제어 시스템(4h, 4v, 5h, 5v, 6h, 6v)을 이용하여, 총기 둔부와 총열 길이 방향 사이의 최소 하나의 각도를 조절하는 단계들을 특징으로 한다.

Description

소총, 권총 및 총기를 위한 조준 방향 안정화 방법 및 장치{A METHOD AND A DEVICE FOR STABILIZING AIMING DIRECTION FOR FIRE ARMS AND FIRE ARM}

본 발명은 첨부된 특허청구범위의 청구항 제1항의 도입부에 따른 방법에 관한 것이다.

본 발명은 또한 첨부된 특허청구범위의 청구항 제3항의 도입부에 따른 장치에 관한 것이다.

본 발명은 또한 특허청구범위의 청구항 제15항에 따른 총기에 관한 것이다.

위에서 언급한 바와 같은 종류의 기술들이 이미 알려져 있다.

소총 사격 및 권총 사격에서 사격 정확도는 특히 무기 및 탄약의 품질, 그리고 사용된 조준경의 종류에 의하여 제한을 받는다. 탄착점이 발사마다 달라지는 이유 중 하나는 예를 들어 탄환 무게 및 탄약 장착량이 탄약통마다 다르기 때문이다. 총기가 동일한 방향과 동일한 조건에서 연속적으로 발사된다 하더라도, 발포된 탄착점은 사용된 재질의 품질 차이로 인해 일정한 범위로 퍼지게 된다. 그러나 현대의 총기류에 있어서는, 예를 들어 총기의 외부 지지 없이 손에 들고 쏘는 경우에 총기 정확도 또는 탄약의 품질에 의한 탄착점의 분산이 사수 본인에 의해 조준 중에 총기를 충분히 고정하지 못하여 발생하는 탄착점의 분산에 비하여 더 작고, 이러한 이유로 원하는 방향으로 사격하는 것이 어렵게 된다. 최대한 명중하기 위해서는, 사수가 목표 지점을 향하여 총기를 겨냥하고, 피할 수 없는 부분적 무작위의 흔들림 동안, 조준 방향이 목표 지점의 방향과 일치한 순간에 발사하여야 한다. 사수가 목표 지점까지의 조준 방향의 흔들림을 더 잘 통제할수록, 그리고 그 흔들림을 더 잘 늦출수록, 더 나은 사격을 하고 목표물을 명중시키는 것은 더욱 쉬워진다. 특히 조준하는 동안 의도하지 않은 총열의 흔들림을 특징짓는 것은 이러한 흔들림이 크고 느린 조준 방향의 의도적인 수정과 비교해 볼 때, 비교적 빠르고 상대적으로 작다는 점이다.

미국 특허 제5,834,677호에서, 조준 방향의 안정화를 위한 서보 시스템을 장착한, 그래서 사격 정확도를 향상시킨 소총이 설명되었다. 이 경우 총열(barrel: the fire tube)은 바깥쪽 파이프 내에 위치하고 그 안에서 움직일 수 있다. 총열 주위의 파이프는 총 중량을 증가시키고 무게 중심을 앞으로 이동시키는데, 무게 중심의 이동은 소총을 수평으로 드는 데 더 많은 힘을 요구하기 때문에 단점이 된다. 전통적인 소총에 있어서 무게 중심은 보통 오른손과 왼손이 파지하는 두 개의 지점들의 사이, 즉 방아쇠 근처이다. 본 발명에 따르면 총열 주위에 총기의 방향을 제어하기 위한 어떤 외부 기계 장치도 필요하지 않다. 그러므로 동일한 이유로 소총의 무게 중심 앞 쪽의 무게가 증가하지 않는다. 따라서 본 발명은 균형을 파괴하지 않고, 다시 말하면 무게 중심을 앞으로 옮기지 않고 비교적 긴 총열을 가진 총기에 적용될 수 있다. 본 발명에 따르면, 서보 시스템에 포함되는 구성요소들의 주요 부분들, 즉 모터, 전자 장치, 기계 장치들은 총기의 뒤쪽 끝에 위치하며, 따라서 추가적인 구성요소들이 총기의 무게 중심을 앞으로 이동시키지 않는다.

미국 특허 제5,834,677호에 따른 설계의 하나의 단점은, 실제 사격 방향을 보여주어야 할 조준경이 총열을 감싸고 있는 파이프에 장착되어야 한다는 것이다. 이는 설계를 복잡하게 만든다. 본 발명에 따르면 조준경의 장착은 전통적인 총기와 동일한 방식으로 이루어진다. 그러므로 본 발명에 따르면 설계가 덜 복잡해진다.

미국 특허 제5,974,940호에서는 총열의 방향이 두 개의 선형 모터에 의하여 안정화되는 시스템이 설명되었다. 상기 모터들의 중량과 위치는 무게 중심을 앞으로 이동시켜 총기의 앞부분을 무겁게 한다. 동일한 미국 특허 제5,974,940호에서 안정화를 위한 서보 시스템은 방아쇠에 의해 활성화되는데, 서보 시스템을 활성화시키기 위해서는 방아쇠가 제1 위치로 당겨져야 한다. 그 후, 사격은 방아쇠가 더욱 당겨짐으로써 이루어진다. 상기 방법은 사수가 실수로 서보 시스템을 활성화하지 않은 채로 사격을 할 위험성을 포함하고 있다. 서보 시스템을 활성화하는 상기 방법의 또 다른 단점은, 효과적이고 안전하게 적용되기 위해서는 상당한 훈련이 필요하다는 점이다. 보통 방아쇠는 사격의 격발 이외에는 다른 용도로 사용되지 않는다. 본 발명에 따르면, 서보 시스템의 활성화는 사수가 조준할 때 압력판이 어깨에 눌려서 서보 시스템을 활성화하는 회로를 개통시킴으로써 이루어진다. 따라서 사수는 일반적인 사격을 수행하는 데 필요한 작업 이외에 어떤 특별한 작업도 수행할 필요가 없다.

본 발명의 목적은 특히 기존 기술과 관련된 문제점들을 해결하는 것이다.

상기 본 발명의 목적은 각각 첨부된 청구항 제1항, 제3항 및 제15항에 따른 특성들을 갖는 장치 및 총기에 의하여 성취될 수 있다.

추가적인 장점들은 각각의 종속항들에서 명시된 특징들을 통해 얻어질 수 있다.

본 발명은 총열의 방향을 안정화시키는 총기에 내장된 서보 시스템을 통하여 총열의 조준 방향의 움직임을 감소시키도록 설계된 장치 및 방법에 관한 것이다. 서보 시스템은 끊임없이 총열의 수직 및 수평 회전 속도를 측정하는 측정 수단과, 총기의 둔부에 대하여 상대적으로 총열의 방향을 수정하여 총열의 방향을 안정화시키는 모터들을 포함하는데, 이에 따라 원하는 방향으로 총기를 조준하는 것이 단순해지고 사격의 정확도가 증가한다. 안정화를 통하여 의도하지 않은 총열의 움직임, 즉 사수가 어떠한 물리적 지지물 없이 조준 방향을 목표 지점과 일치시키려 할 때 발생하는 움직임이 보정된다. 상기 기법은 모든 종류의 소총뿐만 아니라, 피스톨과 리볼버와 같은 권총에도 적용될 수 있다.

본 명세서에서 설명된 본 발명의 중요한 하나의 특징은, 상기 특허들이 적용되기 어려운 기존의 총기들에도 그대로 적용될 수 있다는 점이다.

본 발명은 사격 조준 시, 빠르고 의도하지 않은 총열의 움직임을 감소시키는 안정화 서보 시스템을 통해 사수가 더욱 쉽게 원하는 탄착점으로 조준 방향을 제어할 수 있게 하고, 더욱 안정된 총열과 조준 방향의 움직임을 통해 정확한 격발 시점을 선택할 수 있는 더 많은 시간 여유를 가질 수 있도록 설계된 소총 또는 소형 총기를 포함한다.

본 발명에 따라 설계된 소총 또는 권총의 경우, 총기는 상대적인 움직임이 가능한 두 개의 부재, 즉 총열이 포함된 전반부 및 둔부로 분리된다. 두 개의 부분은, 두 부분을 잇고 수평 및 수직의 움직임을 가능하게 하는 2축 베어링 및 힌지의 공통 지점에서 서로에게 상대적으로 움직일 수 있다. 베어링은 둔부가 전반부와 연결되는 부위에 위치한다. 둔부 및 총열의 방향 간의 각도는 둔부와 총열 사이의 각도를 제어하는 서보 시스템에 의하여 규제되는데, 총열 방향의 빠른 변화가 보정되고 감소되어, 원하는 방향으로 사격을 행하는 것이 쉬워지도록 한다. 총열 방향을 바꾸는 회전 토크는 서보 시스템에 의하여 반대방향으로 회전 토크를 적용함으로써 이루어진다. 예를 들어 외부, 즉 사수에 의한 움직임을 보정하기 위하여 총열이 시계 방향으로 회전해야 한다면, 둔부는 반시계방향으로 회전하여야 한다. 둔부의 관성 모멘트는 회전 토크가 바뀐 방향으로 총열에 적용되도록 한다. 만약 뒤쪽 말단의 둔부가 다소 단단한 물체, 즉 소총 사격의 경우 보통 사수의 어깨에 의해 지지된다면, 회전 토크는 증가한다. 권총 사격의 경우에도 조건은 원칙적으로 동일하지만, 짧은 둔부와 소총 사격에서처럼 둔부가 큰 중량을 가진 물체(사수의 어깨)에 의해 지지되지 않는다는 사실은, 총기 둔부의 관성 모멘트가 훨씬 중요하게 된다는 것을 의미한다. 예로 제시된 실시예에서는, 둔부의 관성 모멘트를 충분히 크게 하기 위하여 무거운 물체가 베어링 뒤쪽에 베어링으로부터 멀리 떨어져 위치하도록 하는, 둔부의 중량을 배치하는 방법을 보여주고 있다. 의도하지 않은 총열의 빠른 움직임을 감소시키는 것에 추가적으로, 안정화를 위한 서보 시스템은 격발 후 반동 시 나타나는 총열의 상향 이동도 또한 감소시킴으로써, 사수가 본 발명에 따른 총기, 특히 반자동 소총을 이용하여 사격을 할 때, 두 번째 조준 사격을 더 빠르게 행할 수 있도록 한다.
본 발명의 방법은 다음의 단계들을 추가로 포함할 수 있다:
- 두 개의 서로 수직인 평면, 바람직하게는 실질적인 수평면과 실질적인 수직면에서 총열 길이 방향의 움직임을 감지하는 단계.
- 제어 시스템의 두 개의 채널들, 즉 평면 당 한 채널, 바람직하게는 수직 및 수평 채널을 제공하고, 각 채널은 각 속도를 감지하는 수단 및 해당 평면에서 총열 길이 방향의 움직임을 전송하는 각 속도 전송기를 포함하도록 하는 단계.
- 총열의 회전이 감지되는 두 개의 평면상에서 상호 움직임이 가능하도록 힌지를 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 총열 흔들림의 안정화 방법.
- 상기 힌지를 카단 조인트(cardan joint)로 구성하여 제공하는 단계.
- 상기 제어 시스템이 두 개의 서로 수직인 평면상에서 둔부와 총열의 길이 방향 사이의 각도를 제어하기 위한 서보 시스템으로 제공되는 단계.
- 상기 두 개의 제어 시스템의 각 채널에서, 해당 채널의 각 속도 전송기로 부터의 신호를 증폭하고 여과하는 대역통과필터를 가진 증폭기를 제공하는 단계.
- 상기 증폭기 내에서 각 속도 전송기로부터의 신호를 고역통과필터를 이용하여 여과하여, 비교적 낮은 주기의 신호를 제거하고 비교적 높은 주기의 신호를 통과시켜서, 총열 방향의 비교적 느린 변화가 총열 방향의 일반적으로 의도하지 않은 빠른 변화만큼 많이 보정되거나 감소되지 않도록 하는 단계.
- 총열 흔들림의 감소를 예를 들어 실제 총기 및 그 사용에 적용하기 위하여 상기 고역통과필터의 제한된 주기를 갖는 고역통과필터를 제공하는 단계.
- 제한된 주기는 약 0.5Hz 내지 5Hz의 범위에서 제공되는 단계.
- 상기 작동 수단을 이용할 수 있도록, 둔부 내부에 구동 수단을 제공하는 단계.
- 둔부와 총열 사이의 각도를 수직 및 수평 방향으로 제어하기 위하여 제어 시스템의 각 채널 당 각각 하나의 전기 모터의 형태로 상기 구동 수단을 제공하는 단계.
- 상기 모터들이 각각 구동 부재를 움직여, 주로 왕복 직선 운동을 시키는 단계.
- 상기 두 개의 채널에 대응하여 상호 수직인 두 개의 방향으로 상기 구동 부재가 움직일 수 있도록 상기 두 개의 모터들과 구동 부재들을 제공하는 단계.
- 상기 전반부와 상기 후반부를 상호 회전시키기 위하여 상기 구동 부재와 상기 작동 수단을 연결하는 단계.
- 둔부 안쪽으로 돌출된 로드(rod) 형태의, 전반부로부터 휘어져 나온 상기 작동 수단의 일부에 상기 구동 부재를 연결하는 단계.
- 조준이 이루어지는 경우에 사수에 의하여 작동되고, 바람직하게는 제어 시스템의 전원 공급을 위한 주 스위치가 켜진 후에 작동하도록 배치된 스위치 장치들을 이용하여 제어 시스템을 활성화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 총열 흔들림의 안정화 방법.
본 발명에 따르는 장치는 다음과 같다:
- 총열의 회전이 감지되는 두 개의 평면상에서 상호 움직임이 가능하게 배치된 조인트를 포함하는 것을 특징으로 하는 총열 흔들림 안정화 장치.
- 상기 조인트가 카단 조인트(cardan joint)로 구성되도록 설계된 것을 특징으로 하는 총열 흔들림 안정화 장치.
- 상기 고역통과필터는 약 0.5Hz 내지 5Hz의 범위의 제한된 주기를 갖도록 설계된 것을 특징으로 하는 총열 흔들림 안정화 장치.
- 상기 전반부와 상기 후반부를 상호 회전시키기 위하여 상기 구동 부재가 상기 작동 수단에 연결되도록 구성된 것을 특징으로 하는 총열 흔들림 안정화 장치.
- 상기 구동 부재가, 둔부 안쪽으로 돌출된 로드 형태의, 전반부로부터 휘어져 나온 상기 작동 수단의 일부에 연결되는 것을 특징으로 하는 총열 흔들림 안정화 장치.

아래의 상세한 설명을 첨부된 도면과 함께 파악함으로써 본 발명의 내용을 보다 잘 이해할 수 있는데, 여러 도면에서 동일한 세부 부재들은 동일하게 표시되었다.
도 1a는 우측에서 바라본, 안정된 조준 방향을 갖는 소총을 보여주는 도면이다.
도 1b는 위쪽에서 바라본, 안정된 조준 방향을 갖는 소총을 보여주는 도면이다.
도 2는 우측에서 바라본, 안정된 조준 방향을 갖는 권총을 보여주는 도면이다.
도 3a는 회전 운동을 하는 모터를 이용한, 모터 및 로드(rod)의 배치를 보여주는 도면이다.
도 3b는 선형 운동을 하는 모터를 이용한, 모터 및 로드(rod)의 배치를 보여주는 도면이다.
도 4는 수평 채널을 위한 전자적 구성요소 및 모터를 보여주는 블록선도이다.
도 5는 카단 조인트(cardan joint) 및 로드 형태로 구성된, 힌지 및 베어리을 보여주는 도면이다.

도 1a는 우측에서 바라본, 안정화된 조준 방향을 갖는 소총을 보여주고 있다. 감춰진 일부 주요 기능적 요소들은 점선으로 표시되어 있다. 감춰진 다른 일부 요소들은 도면에 표시되어 있지 않다. 두 개의 상호 움직임이 가능한 부분, 즉 전반부(1)와 둔부(2) 사이에, 두 개의 부분을 수평 및 수직으로 움직일 수 있도록 해주는 힌지(3) 및 베어링(3)을 볼 수 있다. 전반부와 둔부 사이의 간격은, 명료한 설명을 위해, 원하는 움직임을 가능케 하기에 필요한 것보다 더 큰 간격으로 표현되어 있다. 베어링(3)을 통해 전반부에 결합된 로드(10)는 둔부 안까지 뒤쪽으로 돌출된다. 로드의 단부에서 모터(6v)의 회전 운동을 로드(10)의 주로 직선 및 수직 운동으로 전달할 수 있도록 암(8v)이 결합되는데, 이로 인해 둔부와 총열 간의 각도가 변화될 수 있다. 수평의 움직임을 발생시키는 요소들은 명료한 설명을 위하여 도면에서 생략되었다. 둔부의 뒤쪽 단부에서는 돌출된 압력판(12)을 볼 수 있다.

도면에서 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 소총의 외부 설계는 사냥이나 군경용 사격을 위한 전통적인 소총의 디자인으로부터 인식 가능한 정도로 다르지 않을 수 있다.

도 1b는 위쪽에서 바라본, 안정화된 조준 방향을 갖는 소총을 보여준다. 감춰진 구성 요소 중 오직 로드(10) 및 모터들(6h, 6v)만이 도면에 포함되어 있다.

도 2는 우측에서 바라본, 안정화된 조준 방향을 갖는 리볼버를 보여준다. 공간상의 이유로 배터리들, 전자 부품들, 모터들 및 다른 구성요소들은 권총 손잡이 아래에 부착된 장비 박스 내에 표현되었다. 둔부의 관성 모멘트를 증가시키기 위하여 무거운 구성요소들은 베어링(3) 뒤쪽의 멀리 떨어진 곳에 위치시켰다.

도 3a는 선형 운동을 하는 모터들이 사용되는 경우, 어떻게 모터들(6h 및 6v)과 로드(10)를 연결하는 기계적 장치가 구성될 수 있는지, 그 원리를 보여주고 있다.

도 4에서는 수평 채널에서 어떻게 전자 구성요소들과 모터들이 결합될 수 있는지를 도식적으로 보여주고 있다. 수직 채널에서의 구성요소들도 유사한 방식으로 결합된다.

도 5는 총열과 둔부 사이의 베어링과 로드(10)를 보여준다. 우측의 플렌지(16)는 볼트를 사용한 연결을 이용하여 베어링을 총열(1)에 고정시키기 위하여 사용된다. 좌측의 플렌지(17)는 유사한 방식으로 베어링을 둔부에 고정시키기 위하여 사용된다.

본 발명에 따라 설계된 소총 또는 권총에서는, 총기가 두 개의 움직일 수 있는 부분들, 즉 총열을 포함하는 전반부(1)와 둔부(2)로 나뉘어 진다. 두 부분(1, 2)은 공통 연결 지점에서 서로에 대하여 상대적으로 움직일 수 있는데, 상기 공통 연결 지점은 카단 조인트(cardan joint)로 설계된 2축 베어링(3)에 의해 연결된다. 베어링은 둔부가 전반부와 연결되는 지점에 위치한다. 베어링은 둔부가 베어링 위치를 중심으로 총열에 대하여 상대적으로 두 개의 수직인 평면들, 즉 수평면과 수직면 상에서 회전하는 것을 가능하게 한다.

둔부 및 총열 방향 간의 각도는 제어 시스템, 바람직하게는 둔부와 총열 간의 각도를 제어하는 서보 시스템에 의하여, 총열 방향의 빠른 변화가 감소되어 원하는 방향으로 조준하고 사격하는 것이 쉽게 이루어지도록 제어된다.

본 발명에 따르면, 제어 시스템, 즉 서보 시스템은,

- 총기의 전반부에 장착되고 두 개의 평면, 즉 수평면 및 수직면 상에서 총열의 회전 속도를 전달하는 두 개의 각속도 전달 장치, 예를 들어 자이로스코프들(4h, 4v);

- 자이로스코프로 부터의 신호를 증폭하고 필터링하는, 대역통과필터를 가진 증폭기(5h, 5v); 및

- 증폭기들(5h, 5v)에 의하여 제어되고, 로드(10)의 뒤쪽 단부를 총기의 둔부에 상대적으로 움직임으로써 둔부와 총열 간의 각도를 수평 및 수직 방향으로 변화시킬 수 있는 두 개의 전기 모터들(6h, 6v)을 포함한다. 도면에서는 로드, 그리고 그에 따라 총열을 수직 방향으로 움직이는 모터는 도면 부호 6v로 표시되어 있고, 총열을 수평 방향으로 움직이는 모터는 도면 부호 6h로 표시되어 있다. 모터들은 원하는 직선 운동을 제공하기 위하여 필요에 따라 다르게 설계될 수 있다. 도 1a, 도 1b, 도 2 및 도 3a에 보인 설계에서, 회전식 모터는 출력축의 회전수를 줄이도록 하는 기어 장치와 함께 표현되어 있고, 모터의 회전 운동은, 모터의 출력축에 장착된 휠의 외곽에 있는 베어링에 연결된 두 개의 암들(8h, 8v)에 의하여 (주로) 왕복 운동으로 변환된다. 회전식 모터의 대안으로서는, 도 3b에 보인 것처럼 직접 직선 운동을 제공하는 선형 모터가 이용될 수 있다. 회전식 또는 선형 운동을 제공하는 모터인지 여부와는 별개로, 모터들은 서보 모터, 즉 입력 신호에 비례하는 편향 값을 갖도록, 내장된 자동 제어 시스템을 가지고 출력축의 위치를 제어할 수 있는 모터들로 설계될 수 있다.

두 개의 모터들(6h, 6v)은 각각 암들(8h, 8v)을 통하여 총기의 전반부(1)에 고정되고 카단 조인트(3)의 중앙을 통과하여 뒤쪽으로 돌출된 로드(10)의 뒤쪽 단부에 결합되는데, 이 때 카단 조인트의 일부분, 즉 도 5에 따르면 우측으로 향한 플렌지(16)를 가진 카단 조인트의 우측 부분이 총기의 전반부(1)에 고정된다. 로드의 뒤쪽 단부가 암들(8h, 8v)에 의하여 움직여질 때, 총열(1')과 둔부(2') 간의 각도는 둔부와 총열이 베어링을 중심으로 서로에 대하여 상대적으로 회전함으로써 변화하게 된다.

모터들(6h, 6v)은 두 개의 부분(1, 2) 간의 각도를 결정하는 제어 시스템을 위한 구동 수단을 구성한다. 물론, 전기 모터가 아닌 다른 구동 수단들, 예를 들어 전자기적(electromagnetic) 장치 또는 압전식(piezoelectric) 장치들이 사용될 수도 있다.

서보 시스템의 기능은 총열의 길이 방향을 변화시킴으로써 베어링 위치(3)에서의 각도를 변화시켜 총열 방향의 변화를 보정하는 것이다. 본 발명에 따라 구현된 소총의 주요 기능은 아래의 예를 통하여 설명될 수 있다. 사수가 주 전류 스위치(14)를 켠 후 조준, 즉 총기를 들고 총기의 둔부를 어깨에 접근시킨다고 가정한다. 사수가 총기의 둔부를 어깨에 밀착시킬 때 전류 스위치(15)가 활성화되고, 이는 다시 서보 시스템을 활성화시켜, 이때부터 총열의 조준이 안정화된다. 나아가 사수가 원하는 목표를 향하여 조준하고, 조준하는 동안 의도하지 않게 앞부분의 총열 받침, 즉 총기 전반부의 아랫부분을 잡고 있는 손을 낮춘다고 가정하자. 그 결과로 총열이 낮춰지기 시작할 때, 소총이 회전, 즉 총열과 둔부(1, 2)가 함께 총기의 둔부가 사수의 어깨와 만나는 점을 중심으로 회전하게 된다. 도 1a의 소총을 참조하면, 총열이 낮춰질 때 회전은 시계방향으로 이루어진다. 이러한 회전은 총열의 수직방향 회전을 측정하는 자이로스코프(4v)의 신호 값의 변화를 가져온다. 신호는 증폭기(5v)를 통하여 둔부(2)와 총열(1) 간의 수직방향 각도를 변화시키는 모터(6v)에 영향을 끼쳐, 로드(10)의 뒤쪽 단부를 둔부의 뒤쪽 단부에 대하여 상대적으로 아래쪽으로 누르는데, 이에 따라 단부의 앞부분과 전반부의 뒷부분이 아래쪽을 향하는 힘을 받게 된다. 로드(10)를 아래쪽으로 누르는 힘은 전반부의 무게 중심이 아닌, 무게 중심 뒤쪽(도 1a에서 좌측)의 지점에 작용하므로, 상기 힘은 총열(1)에 작용하는 회전 토크, 즉 도 1a에서 반시계방향을 갖는 토크를 발생시킨다. 총열의 뒤쪽 단부는 낮춰지고 총열의 방향은 조준 방향이 위로 향하도록 변화하여, 의도하지 않았던 조준 방향의 낮춰짐이 줄어들거나 없어진다. 이러한 방식으로 조준 방향(그리고 사격 방향)이 움직임의 속도 및 크기에 따라 사수에 의해 낮춰지기 이전의 총열 방향으로 다소 회복될 수 있다.

수평방향의 회전이 시작된 경우에는, 서보 시스템의 수평 채널에 있는 해당 구성요소들의 영향으로 수평면상의 총열 방향 조정이 이루어진다.

권총의 경우에도 상기 기능은, 총기 둔부(2)의 뒤쪽 단부가 사수의 어깨에 밀착되어 있지 않아서 (비교적) 고정된 지점에 고정되어 있지 않다는 점을 제외하고는 원칙적으로 동일하다. 둔부(2)가 둔부의 뒤쪽 단부를 중심으로 회전하는 대신, 권총은 권총 중량의 중심, 즉 무게 중심을 기준으로 회전하는 경향이 있다. 만약 서보 시스템의 전자 장치들과 기계적 장치들을 포함하는 총기 둔부(2)에 해당하는 부분의 중량이 충분히 크고 베어링(3)으로부터 멀리 떨어져 있다면, 서보 시스템이 작동할 때 총열의 회전 토크는, 단부(2)의 중량 및 관성 모멘트에 의한 안정화가 이루어지기에 충분할 정도로 클 수 있다.

의도하지 않은 총열의 흔들림, 즉 서보 시스템에 의해 감소되어야할 움직임을 특징짓는 것은, 의도한 움직임에 비하여 훨씬 더 높은 주기의 동작 요소를 포함한다는 점이다. 서보 시스템이 작동하는 주기 범위의 적절한 선택을 통하여, 사수는 총열의 움직임에서 일정한 관성력을 느끼는 정도 이외의 어떠한 방해도 받지 않고 총열 방향의 조정을 행할 수 있게 되고, 그동안 반대로 빠른, 일반적으로 의도하지 않은 총열 방향의 변화는 보정되어 훨씬 줄어들게 된다.

바람직한 실시예에 따르면, 각 회전 속도 전송기는 증폭기 내부의 대역통과필터에 포함된 고역통과필터를 통해 여과되어 상대적으로 낮은 대역의 신호는 제거하고 상대적으로 높은 대역의 신호들은 통과시킴으로써, 총열 방향의 비교적 느린 변화는 비교적 빠르고 의도하지 않은 변화만큼 높은 정도로 보정되고 감소되지 않도록 한다.

총열 흔들림의 감소를 예를 들어 실제 총기 및 그 사용에 적용하는 데 있어서, 고역통과필터가 제한된 주기를 갖도록 선택된 고역통과필터를 공급하는 것이 바람직하다.

상기 제한 주기의 바람직한 범위는 약 0.5Hz 내지 약 5Hz이다.

서보 시스템의 전자 회로 및 모터들은 총기에 내장된 배터리(13)에 의해 작동한다. 총기의 적정 위치에 장착된 서보 시스템의 전자 회로를 위해 전압을 켜고 끄기 위한 주 스위치(14)에 추가하여, 둔부의 끝에 장착된 압력판(12) 및 그 압력판에 연결되어 서보 시스템의 모터들을 활성화시키는 스위치(15)가 소총 내부에 포함된다. 압력판은 스프링에 의해 바깥 위치로 밀려나오게 되고, 사수가 총기의 둔부를 어깨에 밀착시킬 때 밀려들어간다. 압력판이 그 바깥쪽 위치에 있을 때는 스위치가 꺼진 상태이다. 서보 시스템의 모터들이 작동하기 위한 조건은, 주 스위치(14)가 켜지고 압력판(12)이 밀려들어가 스위치(15)가 켜진 상태이다. 따라서 압력판(12) 및 그에 연결된 스위치(15)는 오직 조준 시에만, 즉 소총이 어깨에 밀착된 상태에서만, 서보 시스템 모터들을 활성화하고 조준 방향을 안정화시키는 기능을 수행하고, 이외의 경우에는 그렇지 아니하다. 이러한 방법으로 전류의 소모를 줄일 수 있다.

권총의 경우에는 서보 시스템 모터들을 활성화시키는 압력판은, 사수가 조준할 때 작동될 수 있도록 총기의 적절한 위치에 장착된 스위치(7)에 의하여 대체된다. 도 2에서는 둔부의 뒤쪽 단부에 있는 프레스 버튼을 눌러 사격 시 서보 시스템을 활성화시킬 수 있도록 하는 위치를 나타내었다. 상기 스위치(7)의 정확한 위치는 총기의 모양과 조준 시 총기가 어떻게 손에 쥐어지는지를 고려하여 결정된다.

권총의 경우에는 총기 내부에 사용 가능한 공간이 서보 시스템과 기계적 장치들을 포함할 수 있을 정도로 크지 않다. 이런 이유로, 또한 총기 단부(2)의 관성 모멘트를 증가시키기 위하여, 상기 부재들은 권총 손잡이의 뒤쪽 아래에 배치된다. 하나의 가능한 설계가 도 2에 나타나있다. 관성 모멘트의 증가는 단부와 총열 간 각도의 주어진 일정 변화를 더 작은 둔부의 회전으로 이룰 수 있도록 한다.

지금까지 바람직한 실시예 및 설계 예들과 함께 본 발명의 내용을 설명하였다.

물론 본 발명의 기본적인 발명 원리에서 벗어나지 않고서 사소한 변형이나 추가뿐만 아니라 추가적인 개선이 이루어질 수 있다.

Claims (38)

1. 의도하지 않는 총열 방향의 흔들림으로 인한 영향을 감소시키는 총기의 조준 시 총열 흔들림의 안정화 방법으로서,
   - 총열(1') 및 방아쇠를 포함하는 총기 전반부(1) 및 총기 둔부(2')를 포함하는 총기 후반부(2) 사이에 있는, 전반부 및 후반부 간의 상대적 움직임을 가능케 하는 조인트(3)를 제공하는 단계;
   - 총열의 길이 방향 움직임을 최소 두 개의 평면상에서 끊임없이 감지하는 단계;
   - 총열 방향의 변화가 보정되도록 제어 시스템(4h, 4v, 5h, 5v, 6h, 6v)을 이용하여, 총기 둔부와 총열 길이 방향 사이의 최소 하나의 각도를 조절하는 단계;
   - 평면 당 한 채널인 제어 시스템의 두 개의 채널들, 즉, 수직 및 수평 채널을 제공하되, 각 채널은 각 속도를 감지하는 수단(4h, 4v) 및 해당 평면에서 총열 길이 방향의 움직임을 전송하는 각 속도 전송기를 포함하도록 하는 단계; 및
   - 두 개의 서로 수직인 평면상에서 둔부와 총열의 길이 방향 사이의 각도를 제어하는 서보 시스템으로서 상기 제어 시스템을 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 총열 흔들림의 안정화 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제어 시스템이 작용할 수 있도록, 상기 전반부(1)에 배치되고 상기 후반부(2)의 둔부 속으로 돌출된, 상기 조인트로부터 작동하는 작동 수단(10)을 이용하여, 상기 전반부(1)와 상기 후반부(2)를 서로 상대적으로 회전시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 총열 흔들림의 안정화 방법.
3. 의도하지 않는 총열 방향의 흔들림으로 인한 영향을 감소시키는 총기의 조준 시 총열 흔들림을 안정화하는 장치로서,
   - 총열(1') 및 방아쇠를 포함하는 총기 전반부(1) 및 총기 둔부(2')를 포함하는 총기 후반부(2) 사이에 있는, 전반부 및 후반부 간의 상대적 움직임을 가능케 하는 조인트(3);
   - 총열의 길이 방향 움직임을 최소 두 개의 평면상에서 끊임없이 감지하는 장치(4h, 4v);
   - 총열 방향의 변화가 보정되도록, 총기 둔부와 총열 길이 방향 사이의 최소 하나의 각도를 조절하는 제어 시스템(4h, 4v, 5h, 5v, 6h, 6v);
   - 평면 당 한 채널 씩, 수직 및 수평 채널인 제어 시스템의 두 개의 채널들이되, 각 채널은 각 속도를 감지하는 수단(4h, 4v) 및 해당 평면에서 총열 길이 방향의 움직임을 전송하는 각 속도 전송기를 포함하는, 제어 시스템의 두 개의 채널들을 포함하는 총열 흔들림 안정화 장치에 있어서,
   상기 제어 시스템은 두 개의 서로 수직인 평면상에서 둔부와 총열의 길이 방향 사이의 각도를 제어하는 서보 시스템인 것을 특징으로 하는 총열 흔들림 안정화 장치.
4. 제3항에 있어서,
   - 수평면과 수직면인 두 개의 서로 수직인 평면에서 총열 길이 방향의 움직임을 감지하는 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 총열 흔들림 안정화 장치.
5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
   상기 두 개의 제어 시스템의 각 채널은 해당 채널의 각 속도 전송기로 부터의 신호를 증폭하고 여과하는 대역통과필터를 가진 증폭기(5h, 5v)를 포함하고,
   상기 증폭기 내에서 각 속도 전송기로부터의 신호를 고역통과필터를 이용하여 여과하여, 낮은 주기의 신호를 제거하고 높은 주기의 신호를 통과시켜서, 총열 방향의 느린 변화가 총열 방향의 의도하지 않은 빠른 변화만큼 많이 보정되거나 감소되지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 총열 흔들림 안정화 장치.
6. 제5항에 있어서,
   총열 흔들림의 감소를 실제 총기 및 그 사용에 적용하기 위하여 상기 고역통과필터가 제한된 주기를 갖는 것을 특징으로 하는 총열 흔들림 안정화 장치.
7. 제3항에 있어서,
   상기 전반부(1)와 상기 후반부(2)를 서로 상대적으로 회전시키기 위하여, 상기 제어 시스템이 작용할 수 있도록, 상기 전반부(1)에 배치되고 상기 후반부(2)의 둔부 속으로 돌출된, 상기 조인트로부터 작동하는 작동 수단(10)을 제공하는 것을 특징으로 하는 총열 흔들림 안정화 장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 작동 수단을 이용할 수 있도록, 둔부 내부에 구동 수단(6h, 6v)을 포함하는 것을 특징으로 하는 총열 흔들림 안정화 장치.
9. 제8항에 있어서,
   둔부와 총열 사이의 각도를 수직 및 수평 방향으로 제어하기 위하여 제어 시스템의 각 채널 당 각각 하나의 전기 모터(6h, 6v)의 형태로 제공된 구동 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 총열 흔들림 안정화 장치.
10. 제9항에 있어서,
    상기 모터들이 각각 구동 부재(8h, 8v)를 움직여 왕복 직선 운동을 시키는 것을 특징으로 하는 총열 흔들림 안정화 장치.
11. 제10항에 있어서,
    상기 두 개의 채널에 대응하여 상호 수직인 두 개의 방향으로 상기 구동 부재가 움직일 수 있도록 상기 두 개의 모터들과 구동 부재들이 구성된 것을 특징으로 하는 총열 흔들림 안정화 장치.
12. 제3항에 있어서,
    제어 시스템의 전원 공급을 위한 주 스위치(14)가 켜진 후에 사수에 의하여 조준이 이루어지는 경우에 작동되도록 배치된 스위치 장치들(7, 12, 15)을 이용하여 제어 시스템이 활성화되도록 구성된 것을 특징으로 하는 총열 흔들림 안정화 장치.
13. 둔부와 총열을 구비한, 소총 또는 권총인 총기로서,
    제3항에 따른 총열 흔들림 안정화 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 총기.
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