KR101724332B1 - 관성 측정 장치 - Google Patents

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KR101724332B1
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유명종
황영석
최은석
권승복
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국방과학연구소
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Abstract

본원 발명은, 중공 형태로 형성되는 외부 프레임; 상기 외부 프레임의 내부에 배치되는 내부 프레임; 복수의 개소에서 서로 이격 배치되어 상기 외부 프레임과 내부 프레임 간을 연결하고, 탄성 재질로 형성되는 복수의 연결 부재; 상기 내부 프레임에 설치되어, 가속도를 측정하는 복수의 가속도 센싱 유닛; 및 상기 내부 프레임에 설치되어, 각속도를 측정하는 복수의 각속도 센싱 유닛을 포함하며, 상기 외부 프레임과 상기 내부 프레임 사이에는 상기 복수의 연결 부재 중 서로 인접한 두 연결 부재에 의해 구획되는 빈 공간인 개구부가 복수 개로 형성되고, 상기 복수의 가속도 센싱 유닛 중 일부와 상기 복수의 각속도 센싱 유닛 중 일부는 상기 복수의 개구부 각각을 관통하도록 배치되는 관성 측정 장치를 개시한다.
본원 발명에 의하면, 상기 관성 측정 장치를 소형화시킬 수 있도록 공간 활용도를 높여 줄 수 있는 방진 구조를 갖춘 관성 측정 장치를 제공할 수 있다.

Description

관성 측정 장치{INERTIAL MEASUREMENT UNIT}
본원 발명은 관성 측정 장치를 소형화할 수 있는 구조에 관한 것이다.
관성 측정 장치(IMU; Inertial Measurement Unit)란, 직선 운동을 측정하는 3개의 가속도계와 회전 운동을 측정하는 3개의 각속도계를 종합적으로 이용하여 물체의 전방위 움직임을 측정하는 것으로, 항법 기술에 있어서 매우 중요한 기능을 하는 장치이다.
상기 관성 측정 장치(IMU)를 운용할 때, 내부 구성요소인 관성 센서들에는 외부로부터 노이즈(진동, 충격 등)가 가해질 수 있다. 상기 노이즈는 관성 측정의 정확도를 감소시키며, 상기 관성 측정 장치(IMU)의 오작동 또는 파손을 야기할 수 있다. 따라서, 상기 관성 측정 장치(IMU)에는 노이즈를 최소화할 수 있도록 방진 구조가 적용되는 것이 일반적이다.
상기 관성 측정 장치(IMU)의 내부 중에서도 상기 방진 구조가 적용되는 일반적인 위치는 상기 관성 센서가 실장되어 있는 관성 센서 어셈블리와 외부 케이스의 사이이다.
또한, 상기 방진 구조의 재질은 주로 고무를 사용한다.
도 1은 종래의 관성 측정 장치(10)를 구성하고 있는 PCB(Printed Circuit Board)(11, 12)에 관성 센서(13, 14)가 수직 및 수평으로 실장되어 있는 모습을 도시한 개략도이다.
도 2는 도 1에 도시한 종래의 관성 측정 장치(10)에서 복수의 관성 센서들이 수직 및 수평으로 실장되어 있는 모습을 도시한 개략도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 종래의 방진 구조의 경우, 그 크기가 크기 때문에 이를 그대로 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 센서가 적용된 관성 측정 장치에 적용하는 것은 무리가 있었다.
또한, 상기 관성 측정 장치에 사용되는 관성 센서는 3축(x, y, z축)에 대한 가속도계 및 3축(yaw, roll, pitch 축)에 대한 각속도계를 포함하는 것이 일반적이다. 따라서, 상기 관성 측정 장치(10)는 상기 3축에 대한 가속도계와 3축에 대한 각속도계를 배치하기 할 때 일부 관성 센서를 수직으로 실장시킬 수밖에 없다.
이 때문에 상기 관성 측정 장치(10) 전체의 크기(부피)가 증가될 수밖에 없다는 문제를 가지고 있었다.
MEMS 관성 센서는 그 제작 공정의 특수성으로 인하여 수평 방향으로의 적층(deposition) 또는 식각(etching) 공정을 통한 제작만이 가능하다. 따라서, 하나의 타입으로 제작된 관성 센서(가속도계 z축과 각속도계 roll, pitch 축)가 실장된 PCB(Printed Circuit Board)를 케이스에 실장시키는 경우에는, 도 1 및 도 2에 도시된 것과 같이 실장된다.
또한, 상기 방진 구조는 상기 PCB의 아래에 구비되는 것이 일반적이기 때문에 상기 관성 센서가 수직 방향으로 실장됨으로써 상기 관성 측정 장치(10) 전체의 크기(두께)가 증가되는 문제가 발생하게 된다.
상기 관성 측정 장치(IMU)에 방진 구조를 적용하는 방식은 이하의 두 가지 형태로 나누어볼 수 있다.
첫 번째 방식은 상기 관성 측정 장치의 외부 케이스(15)와 관성 센서 어셈블리(ISA) 블록의 사이, 특히, 상기 관성 센서 어셈블리의 하부에 독립적으로 개발된 방진 구조를 장착시키는 방식이다. 이 경우, 상기 방진 구조를 통한 방진 효과는 뛰어날 수 있지만, 상기 방진 구조의 높이(두께)가 수십 mm에 이르기 때문에 상기 관성 측정 장치 내부의 공간 효율성이 감소하여서 상기 관성 측정 장치 자체를 소형화시키기 어렵다는 문제점이 있다.
두 번째 방식은 상기 관성 측정 장치의 외부 케이스(15)와 관성 센서 어셈블리(ISA) 블록의 사이에 고무 패드를 삽입하거나 링 타입 형태의 방진 구조물을 일체형으로 장착시키는 방식이다. 이 경우에도, 고무 패드나 링 타입 형태의 방진 구조물이 상기 관성 센서 어셈블리(ISA) 블록의 전면에 부착되므로 공간 활용도가 낮아질 수 있다는 문제점을 갖고 있다.
본원 발명의 일 목적은 외부로부터 가해지는 진동이나 충격을 감쇄시켜 주는 방진 구조를 갖춘 관성 측정 장치를 제공하는 것이다.
본원 발명의 다른 일 목적은 상기 관성 측정 장치를 소형화시킬 수 있도록 공간 활용도를 높여 줄 수 있는 방진 구조를 갖춘 관성 측정 장치를 제공하는 것이다.
이와 같은 본원 발명의 해결 과제를 달성하기 위하여, 본원 발명의 관성 측정 장치는, 중공 형태로 형성되는 외부 프레임; 상기 외부 프레임의 내부에 배치되는 내부 프레임; 복수의 개소에서 서로 이격 배치되어 상기 외부 프레임과 내부 프레임 간을 연결하고, 탄성 재질로 형성되는 복수의 연결 부재; 상기 내부 프레임에 설치되어, 가속도를 측정하는 복수의 가속도 센싱 유닛; 및 상기 내부 프레임에 설치되어, 각속도를 측정하는 복수의 각속도 센싱 유닛을 포함하며, 상기 외부 프레임과 상기 내부 프레임 사이에는 상기 복수의 연결 부재 중 서로 인접한 두 연결 부재에 의해 구획되는 빈 공간인 개구부가 복수 개로 형성되고, 상기 복수의 가속도 센싱 유닛 중 일부와 상기 복수의 각속도 센싱 유닛 중 일부는 상기 복수의 개구부 각각을 관통하도록 배치된다.
상기 복수의 가속도 센싱 유닛 및 상기 복수의 각속도 센싱 유닛 각각은, 상기 내부 프레임에 장착되는 회로 기판; 및 상기 회로 기판에 실장되고, 가속도 또는 각속도를 센싱하는 관성 센서를 포함하며, 상기 복수의 가속도 센싱 유닛 중 일부의 회로기판과 상기 복수의 각속도 센싱 유닛 중 일부의 회로 기판은 상기 복수의 개구부 각각을 관통하도록 배치될 수 있다.
상기 내부 프레임은, 베이스 프레임; 및 상기 베이스 프레임의 복수의 개소에서 각각 돌출되게 형성되어, 상기 복수의 연결 부재 각각과 연결되는 복수의 돌출부를 구비할 수 있다.
상기 복수의 개구부 각각을 관통하도록 배치되는 회로 기판은 상기 복수의 돌출부 중 서로 인접한 두 돌출부에 각각 장착될 수 있다.
상기 복수의 돌출부 중 서로 인접한 두 돌출부 각각에는 상기 복수의 개구부 각각을 관통하도록 배치되는 회로 기판을 관통하는 제1 체결 부재의 체결을 위한 제1 체결 홀이 형성될 수 있다.
상기 개구부는 상기 복수의 돌출부 중 서로 인접한 두 돌출부 사이에서 상기 베이스 프레임의 측면을 향하여 함몰된 형태로 형성되는 사이드 리세스부를 구비하며, 상기 복수의 개구부 각각을 관통하도록 배치되는 회로 기판에 실장된 관성 센서는 상기 사이드 리세스부 내에 수용될 수 있다.
상기 베이스 프레임은 상면 및 하면 중 적어도 하나에서 두께 방향으로 함몰되게 형성된 리세스부를 구비하고, 상기 복수의 가속도 센싱 유닛 중 다른 일부의 회로기판과 상기 복수의 각속도 센싱 유닛 중 다른 일부의 회로 기판은 실장된 관성 센서의 적어도 일부가 상기 리세스부 내에 수용되도록 상기 돌출부에 장착될 수 있다.
상기 복수의 돌출부에는 상기 복수의 가속도 센싱 유닛 중 다른 일부의 회로기판과 상기 복수의 각속도 센싱 유닛 중 다른 일부의 회로 기판을 관통하는 제2 체결 부재의 체결을 위한 제2 체결 홀이 형성될 수 있다.
상기 제1 체결 홀과 상기 제2 체결 홀은 서로 수직하게 형성될 수 있다.
상기 외부 프레임에는 상기 복수의 연결 부재에 각각 대응되는 위치에 제1 돌출부가 돌출 형성되고, 상기 복수의 돌출부 각각에는 제2 돌출부가 돌출 형성되며, 상기 복수의 연결 부재 각각에는 상기 제1 및 제2 돌출부에 각각 대응되는 제1 및 제2 삽입홈이 형성될 수 있다.
상기 복수의 가속도 센싱 유닛 각각의 회로기판과 상기 복수의 각속도 센싱 유닛 각각의 회로 기판은 연성 회로 기판을 통하여 상호 연결될 수 있다.
상기 복수의 가속도 센싱 유닛의 관성 센서는 상호 수직한 X축, Y축, Z축 방향으로의 가속도를 각각 센싱하는 제1 내지 제3 가속도 센서를 포함하며, 상기 복수의 각속도 센싱 유닛의 관성 센서는 상기 X축, 상기 Y축, 상기 Z축을 중심으로 하는 각속도를 각각 센싱하는 제1 내지 제3 각속도 센서를 포함할 수 있다.
상기 내부 프레임은 서로 수직한 제1 내지 제4 측벽을 구비하며, 상기 제1 가속도 센서는 상기 내부 프레임의 상면 및 하면 중 어느 하나에 장착되고, 상기 제2 및 제3 가속도 센서는 상기 내부 프레임의 제1 내지 제4 측벽 중 서로 수직한 두 측면에 각각 장착되며, 상기 제1 각속도 센서는 상기 내부 프레임의 상면 및 하면 중 다른 하나에 장착되고, 상기 제2 및 제3 각속도 센서는 상기 내부 프레임의 제1 내지 제4 측벽 중 서로 수직한 나머지 두 측면에 각각 장착될 수 있다.
상기와 같은 구성의 본원 발명에 의하면, 외부로부터 가해지는 진동이나 충격을 감쇄시켜 주는 방진 구조를 갖춘 관성 측정 장치를 제공할 수 있다.
또한, 상기와 같은 구성의 본원 발명에 의하면, 상기 관성 측정 장치를 소형화시킬 수 있도록 공간 활용도를 높여 줄 수 있는 방진 구조를 갖춘 관성 측정 장치를 제공할 수 있다.
즉, 상기 복수의 센싱 유닛 중 적어도 하나는 상기 외부 프레임과 내부 프레임의 사이에 구비되는 복수의 개구부 중 일부를 관통하게 배치됨으로써 상기 관성 센서의 수직 실장으로 인한 관성 측정 장치의 크기 증가에 대한 부담을 줄여줄 수 있다.
이를 통해, 종래와 같이 링 타입으로 방진 구조물을 설계하였을 때에 비하여 활용할 수 있는 공간(단면적)이 증가할 수 있다.
도 1은 종래의 관성 측정 장치(IMU)를 구성하고 있는 PCB에 관성 센서가 수직으로 실장되어 있는 모습을 도시한 개략도이다.
도 2는 도 1에 도시한 종래의 관성 측정 장치(IMU)에서 복수의 관성 센서들이 수직 및 수평으로 실장되어 있는 모습을 도시한 개략도이다.
도 3은 돌출부를 구비한 내부 프레임을 포함하는 본원 발명의 일 실시예에 따른 관성 측정 장치(IMU)에 복수의 센싱 유닛이 장착되어 있지 않은 상태를 도시한 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시한 본원 발명의 일 실시예에 따른 관성 측정 장치(IMU)의 평면도이다.
도 5는 도 3에 도시한 본원 발명의 일 실시예에 따른 관성 측정 장치(IMU)의 내부 프레임에 복수의 센싱 유닛들이 장착된 모습을 도시한 사시도이다.
도 6은 도 3에 도시한 본원 발명의 일 실시예에 따른 관성 측정 장치(IMU)의 내부 프레임에 복수의 센싱 유닛들이 체결 부재를 이용하여 장착되는 것을 설명하기 위한 분해도이다.
도 7은 도 3에 도시한 본원 발명의 일 실시예에 따른 관성 측정 장치(IMU)의 IX 방향에서 바라본, 양 돌출부를 가로지르는 단면도이다.
도 8은 도 7에 도시한 본원 발명의 일 실시예에 따른 관성 측정 장치(IMU)의 단면도 중에서 연결 부재가 연결되어 있는 모습을 설명하기 위해 상기 연결 부재가 위치하고 있는 X 부분을 확대한 확대도이다.
도 9는 본원 발명의 변형례에 따른 관성 측정 장치(IMU)에 복수의 센싱 유닛이 장착되어 있지 않은 상태를 도시한 사시도이다.
도 10은 본원 발명의 일 실시예에 따른 관성 측정 장치(IMU)의 외부 충격 또는 진동으로부터의 차단 주파수 응답 그래프이다.
도 11은 본원 발명의 다른 일 실시예에 따른 관성 측정 장치(IMU)의 외부 충격 또는 진동으로부터의 차단 주파수 응답 그래프이다.
이하, 본원 발명의 관성 측정 장치(100)에 대하여 본원 명세서에 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "프레임", "부재" 및 "유닛"은 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아님에 유의하여야 한다.
본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음의 설명으로 갈음한다.
본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
본 명세서 및 특허청구범위에서 사용되는 용어나 단어는 통상적이거나 사전적 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되고, 본원 발명의 기술적 사항에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
이하, 본원 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예에는 본원 발명을 예시하는 것일 뿐 본원 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
본원 발명은 관성 측정 장치(IMU; Inertial Measurement Unit)에 관한 것으로서, 상기 관성 측정 장치(IMU)를 구성하고 있는 관성 센서 소자들이 외부의 진동 및 충격으로부터 영향을 받지 않도록 도와주는 방진 구조(Anti-vibration structure) 및 상기 관성 측정 장치(IMU)의 소형화를 위한 센싱 유닛의 배치 구조를 갖춘 관성 측정 장치(100)에 관한 것이다.
본원 발명은 MEMS(Micro Electro Mechanical System) 관성 센서로 이루어진 관성 측정 장치(IMU)에 적용가능하므로 본원 발명에 의하면 상기 관성 측정 장치(IMU)를 소형화하여 제작할 수 있다.
도 3은 돌출부(131 내지 134)를 구비한 내부 프레임(130)을 포함하는 본원 발명의 일 실시예에 따른 관성 측정 장치(IMU)에 복수의 센싱 유닛이 장착되어 있지 않은 상태를 도시한 사시도이다.
도 3을 참조하면, 본원 발명의 일 실시예에 따른 관성 측정 장치(100)는 외부 프레임(150), 내부 프레임(130), 복수의 연결 부재(110) 및 복수의 센싱 유닛(171 내지 176)을 포함할 수 있다.
상기 외부 프레임(150)은 중공 형태로 형성될 수 있다. 상기 중공 부분에는 후술할 내부 프레임(130)이 위치할 수 있다.
상기 외부 프레임(150)은 외부로부터의 충격 또는 진동을 직접적으로 받는 부분에 해당한다. 상기 외부로부터의 충격 또는 진동이 내부로 전달될 경우 상기 관성 측정 장치(IMU)의 측정 정확도가 크게 감소할 수 있으며, 관성 센서들의 파손이 야기될 수도 있다. 따라서, 상기 외부 프레임(150)은 위와 같은 충격 또는 진동을 흡수할 수 있는 기능을 갖는 소재로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 내부 프레임(130)은 다양한 형상으로 형성될 수 있으며, 상기 외부 프레임(150)의 중공 내부에 배치될 수 있는 형상이기만 하면 다양한 형상으로 제작될 수 있다.
단, 상기 내부 프레임(130)에는 후술할 복수의 센싱 유닛들이 장착되게 되므로 상기 복수의 센싱 유닛들을 다양한 방향으로 고정시켜 장착할 수 있도록 다양한 방향의 평면을 포함하는 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 복수의 연결 부재(110)는 복수의 개소에서 서로 이격하여 배치될 수 있다. 상기 복수의 연결 부재(110)는 상기 외부 프레임(150)과 내부 프레임(130) 간을 연결하는 기능을 수행한다.
상기 복수의 연결 부재(110)는 고무 또는 다공성 물질을 포함하는 다양한 탄성 재질 중의 하나로 형성됨으로써 방진 기능을 갖추는 것이 바람직하다.
상기 복수의 연결 부재(110)는 외부 충격 또는 진동으로부터 상기 내부 프레임(130) 및 상기 내부 프레임(130)에 장착되어 있는 복수의 센싱 유닛들을 보호하는 기능을 수행할 수 있다.
상기 복수의 센싱 유닛은 상기 내부 프레임(130)의 외부면들에 장착될 수 있다.
상기 복수의 센싱 유닛은 가속도 또는 각속도를 측정할 수 있는 센싱 유닛들의 집합으로 구성된다. 즉, 상기 복수의 센싱 유닛은 어느 한 방향의 가속도 또는 각속도를 측정할 수 있는 센싱 유닛들을 복수로 구비함으로써 다양한 방향의 가속도 및 각속도를 측정할 수 있다.
상기 외부 프레임(150)과 내부 프레임(130)의 사이에는 상기 복수의 연결 부재(111 내지 114) 중 서로 인접한 두 연결 부재에 의해 구획되는 빈 공간인 개구부(141 내지 144)가 복수 개로 형성될 수 있다.
도 3을 참조하면, 본원 발명의 일 실시예에 따른 내부 프레임(130)은 6면을 갖는 형상으로 형성되어, 상기 6면 모두를 관성 센서가 실장되어 있는 복수의 회로 기판을 장착하는 면으로 활용할 수 있는 실시예가 도시되어 있음을 확인할 수 있다.
도 3에서는 상기 복수의 연결 부재(111 내지 114)가 총 4개 형성되어 있는 실시예가 도시되어 있으나 상기 연결 부재(111 내지 114)의 개수가 반드시 이로 한정되는 것은 아니다.
또한, 도 3에서는 상기 복수의 연결 부재(111 내지 114)의 개수가 총 4개인 실시예가 도시됨에 따라서 상기 복수의 개구부(141 내지 144) 역시 총 4개가 형성된 실시예가 도시되어 있으나 상기 복수의 개구부의 개수 역시 반드시 이로 한정되는 것은 아니다.
상기 복수의 센싱 유닛 중 일부는 상기 복수의 개구부(111 내지 114) 중 적어도 하나를 관통하도록 배치될 수 있다.
이러한 구조를 통하여, 상기 복수의 센싱 유닛 중 적어도 하나가 수직으로 배치되면, 상기 복수의 센싱 유닛 중 적어도 하나가 상기 내부 프레임(130)의 상면 또는 하면 상에 수직으로 배치되어야 하는 종래의 실시예들과 비교할 때, 상기 관성 측정 장치(100)가 상기 내부 프레임(130)의 두께만큼 줄어든 두께를 갖도록 소형화되어 제작될 수 있다는 장점을 가질 수 있다.
본원 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 복수의 센싱 유닛(171 내지 176) 각각은, 회로 기판(171a 내지 176a) 및 관성 센서(171b 내지 176b)를 포함할 수 있다.
상기 복수의 센싱 유닛(171 내지 176)들은 상기 내부 프레임(130) 상에서 다양한 방향으로 장착될 수 있다.
이러한 구조 통해, 상기 회로 기판(171a 내지 176a)상에 실장되는 관성 센서(171b 내지 176b)는 다양한 방향의 가속도 또는 각속도를 센싱할 수 있게 된다.
상기 관성 센서(171b 내지 176b)는 앞서 설명한 바와 같이 상기 복수의 회로 기판(171a 내지 176a) 중 하나에 실장되고, 각각의 회로 기판(171a 내지 176a)이 어떠한 방향으로 실장되느냐에 따라서 해당 방향의 가속도 또는 각속도를 센싱하는 기능을 수행하게 된다.
또한, 상기 내부 프레임(130)의 측면에 배치되는 복수의 센싱 유닛(173 내지 176)의 회로 기판(173a 내지 176a) 중 일부는 상기 복수의 개구부(141 내지 144) 중 적어도 하나를 관통하도록 배치될 수 있다.
이러한 구조를 통하여, 상기 내부 프레임(130)의 측면에 배치되는 복수의 센싱 유닛(173 내지 176)의 회로 기판(173a 내지 176a) 중 적어도 하나가 수직으로 배치되면, 상기 복수의 센싱 유닛(173 내지 176)의 회로 기판(173a 내지 176a) 중 적어도 하나가 상기 내부 프레임(130)의 상면 또는 하면 상에 수직으로 배치되어야 하는 종래의 실시예들과 비교할 때, 상기 관성 측정 장치(100)가 상기 내부 프레임(130)의 두께만큼 줄어든 두께를 갖도록 소형화되어 제작될 수 있다는 장점을 가질 수 있다.
도 1은 종래의 관성 측정 장치(100)를 구성하고 있는 PCB에 관성 센서가 수직으로 실장되어 있는 모습을 도시한 개략도이다.
도 2는 도 1에 도시한 종래의 관성 측정 장치(100)에서 복수의 관성 센서들이 수직 및 수평으로 실장되어 있는 모습을 도시한 개략도이다.
도 5는 도 3에 도시한 본원 발명의 일 실시예에 따른 관성 측정 장치(100)의 내부 프레임(130)에 복수의 센싱 유닛(171 내지 176)들이 장착된 모습을 도시한 사시도이다.
상기 도 1, 도 2 및 도 5를 종합적으로 참조하면, 상기 본원발명의 실시예들에 의할 때에, 상기 관성 측정 장치(100)가 상기 내부 프레임(130)의 두께만큼 줄어든 두께로 소형화하여 제작될 수 있음을 확인할 수 있다.
도 3은 돌출부(131 내지 134)를 구비한 내부 프레임(130)을 포함하는 본원 발명의 일 실시예에 따른 관성 측정 장치(100)에 복수의 센싱 유닛이 장착되어 있지 않은 상태를 도시한 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시한 본원 발명의 일 실시예에 따른 관성 측정 장치(100)의 평면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하여 본원 발명에 따른 일 실시예를 설명하면, 상기 내부 프레임(130)은 베이스 프레임(135); 및 상기 베이스 프레임(135)의 복수의 개소에서 각각 돌출되게 형성되어, 상기 복수의 연결 부재(111 내지 114) 각각과 연결되는 복수의 돌출부(131 내지 134)를 구비하도록 형성될 수 있다.
이와 같은 구조를 통하여, 상기 복수의 돌출부(131 내지 134)는 상기 내부 프레임(130)이 상기 복수의 연결 부재(111 내지 114)와 보다 원활하게 연결될 수 있도록 도와줌으로써 상기 관성 측정 장치(100) 전체의 방진 효과를 증진시켜 주는 역할을 할 수 있다.
또한, 상기 복수의 돌출부(131 내지 134)가 형성됨으로써 상기 복수의 개구부(141 내지 144)와 공유하는 빈 공간이 보다 확대될 수 있다.
본원 발명에 따른 일 실시예에 따르면, 상기 복수의 센싱 유닛(171 내지 176)을 구성하고 있는 회로 기판(171a 내지 176a)들 중 일부의 회로 기판은 상기 복수의 돌출부(131 내지 134) 중 서로 인접한 두 돌출부에 각각 장착될 수 있다.
물론, 본원 발명에 따른 일 실시예에 따르면, 상기 복수의 센싱 유닛(171 내지 176)을 구성하는 회로 기판(171a 내지 176a)들 중 일부의 회로 기판은 상기 복수의 돌출부(131 내지 134) 중 서로 인접하지 않은 두 돌출부에도 각각 장착될 수 있다.
즉, 상기 복수의 돌출부(131 내지 134)는 상기 복수의 센싱 유닛(171 내지 176)을 구성하고 있는 복수의 회로 기판(171a 내지 176a)들을 다양한 방향으로 장착시킬 수 있는 장착부의 기능을 수행할 수 있다. 이러한 구조를 통해, 상기 복수의 회로 기판(171a 내지 176a)상에 실장되는 관성 센서(171b 내지 176b)들이 다양한 방향의 가속도 또는 각속도를 센싱할 수 있게 된다.
또한, 상기 복수의 돌출부(131 내지 134)에 상기 복수의 회로 기판(171a 내지 176a)이 장착되므로, 소형화된 관성 측정 장치(100)를 제작할 때 상기 복수의 회로 기판(171a 내지 176a)을 장착하는 공정이 보다 용이하고 간편하게 진행될 수 있다는 장점이 있다.
도 5는 도 3에 도시한 본원 발명의 실시예에 따른 관성 측정 장치(100)의 내부 프레임(130)에 복수의 회로 기판(171a 내지 176a, 177)들이 장착되어 있는 모습을 도시한 사시도이다.
도 6은 도 4에 도시한 본원 발명의 실시예에 따른 관성 측정 장치(100)의 내부 프레임(130)에 복수의 센싱 유닛(171 내지 176)들이 체결 부재(121, 123 및 125)를 이용하여 장착되는 것을 설명하기 위한 분해도이다.
본원 발명에 따른 일 실시예에 따르면, 상기 복수의 돌출부(131 내지 134) 중 서로 인접한 두 돌출부 각각에는 상기 회로 기판을 관통하여 상기 돌출부에 고정되는 제1 체결 부재(121)의 체결을 위한 제1 체결 홀(122)이 형성될 수 있다.
본원 발명에 따른 일 실시예에 따르면, 상기 복수의 돌출부(131 내지 134) 중 서로 인접한 두 돌출부 각각에는 상기 적어도 다른 회로 기판을 관통하여 상기 돌출부에 고정되는 제2 체결 부재(123)의 체결을 위한 제2 체결 홀(124)이 형성될 수 있다.
본원 발명에 따른 일 실시예에 따르면, 상기 복수의 돌출부(131 내지 134) 중 서로 인접한 두 돌출부 각각에는 상기 적어도 다른 회로 기판을 관통하여 상기 돌출부에 고정되는 제3 체결 부재(125)의 체결을 위한 제3 체결 홀(126)이 형성될 수 있다.
상기 제1 체결 홀(122), 제2 체결 홀(124) 및 제3 체결 홀(126)은 서로 수직하게 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 체결 부재(121), 제2 체결 부재(123) 및 제3 체결 부재(125)는 서로 동일한 형상의 체결 부재일 수 있다. 상기 체결 부재로는 다양한 부재들이 이용될 수 있으나, 가장 일반적으로 이용될 수 있는 부재는 나사일 것이나 이에 한정되는 것은 아니며, 못 또는 피스를 이용하거나 접착 또는 끼움 방식을 통하여 체결되는 것도 가능할 것이다.
도 3은 사이드 리세스부(146 내지 149)를 구비한 내부 프레임(130)을 포함하는 본원 발명의 일 실시예에 따른 관성 측정 장치(100)에 복수의 센싱 유닛이 장착되어 있지 않은 상태를 도시한 사시도이다.
도 3을 참조하여 본원 발명에 따른 일 실시예를 설명하면, 상기 내측 프레임(130)의 측면에는 상기 복수의 돌출부(131 내지 134) 중 서로 인접한 두 돌출부 사이에서 상기 베이스 프레임(135)의 측면을 향하여 함몰된 형태로 형성되는 사이드 리세스부(146 내지 149)가 형성될 수 있다.
또한, 상기 일부의 회로 기판(173a 내지 176a)에 실장된 관성 센서(173b 내지 176b)는 상기 사이드 리세스부(146 내지 149) 내에 수용될 수 있다.
이러한 구조를 통해, 상기 관성 측정 장치(100)는 측면 두께를 줄여서 보다 소형화된 사이즈로 제작될 수 있다.
도 3은 상면 리세스부(138) 및 하면 리세스부(139)를 구비한 내부 프레임(130)을 포함하는 본원 발명의 일 실시예에 따른 관성 측정 장치(100)에 복수의 센싱 유닛이 장착되어 있지 않은 상태를 도시한 사시도이다.
도 3을 참조하여 본원 발명에 따른 일 실시예를 설명하면, 상기 베이스 프레임(135)은 상면 및 하면 중 적어도 하나에서 두께 방향으로 함몰되게 형성된 리세스부(138 또는 139)를 구비할 수 있다.
상기 복수의 센싱 유닛(171 내지 172) 중 적어도 다른 하나의 센싱 유닛은, 관성 센서(171b 또는 172b)의 적어도 일부가 상기 리세스부(138 또는 139) 내에 수용되도록 배치되어 상기 돌출부(131 내지 134)에 장착될 수 있다.
이러한 구조를 통해, 상기 관성 측정 장치(100)는 상하측 두께를 줄여서 보다 소형화된 사이즈로 제작될 수 있다.
본원 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 리세스부(138 또는 139)에는 상기 내부 프레임(130)의 외측으로 연결된 홈이 형성됨으로써 상기 관성 센서의 냉각을 도와줄 수 있다.
상기 리세스부(138 또는 139)는 서로 대향하여 장착되는 관성 센서들 간의 간섭 또는 단락을 방지하는 기능을 수행하기도 한다.
또한, 상기 리세스부(138 또는 139)를 형성함으로써 상기 관성 측정 장치(100) 전체의 공간 활용성이 증대될 수 있고, 상기 관성 측정 장치(100) 전체의 무게가 감소되는 효과를 발휘할 수도 있다.
도 7은 도 3에 도시한 본원 발명의 일 실시예에 따른 관성 측정 장치(100)의 IX 방향에서 바라본, 양 돌출부(131, 133)를 가로지르는 단면도이다.
도 8은 도 7에 도시한 본원 발명의 일 실시예에 따른 관성 측정 장치(100)의 단면도 중에서 연결 부재(111)가 연결되어 있는 모습을 설명하기 위해 상기 연결 부재가 위치하고 있는 X 부분을 확대한 확대도이다.
도 7 및 도 8을 참조하여 본원 발명에 따른 일 실시예를 설명하면, 상기 외부 프레임(150)에는 상기 복수의 연결 부재(111 내지 114)에 각각 대응되는 위치에 제1 돌출부(151)가 돌출 형성되고, 상기 복수의 돌출부(131 내지 134) 각각에는 제2 돌출부(136)가 돌출 형성되며, 상기 복수의 연결 부재(111 내지 114) 각각에는 상기 제1 및 제2 돌출부(151, 136)에 각각 대응되는 제1 및 제2 삽입홈(115, 116)이 형성될 수 있다.
이러한 구조를 통하여, 상기 복수의 연결 부재(111 내지 114)가 상기 내부 프레임(130) 및 외부 프레임(150)과 접촉하는 면적을 넓힘으로써 보다 향상된 방진 효과를 가질 수 있게 된다.
도 5는 도 3에 도시한 본원 발명의 일 실시예에 따른 관성 측정 장치(100)의 복수의 센싱 유닛(171 내지 176)들이 연성 회로 기판(177)을 통하여 상호 연결되어 있는 모습을 도시한 사시도이다.
도 6은 도 3에 도시한 본원 발명의 일 실시예에 따른 관성 측정 장치(100)의 복수의 센싱 유닛(171 내지 176)들이 연성 회로 기판(177)을 통하여 상호 연결된 상태에서 체결 부재를 이용하여 내부 프레임(130)에 장착되는 단계를 설명하기 위한 분해도이다.
도 5 및 도 6을 참조하여 본원 발명에 따른 일 실시예를 설명하면, 상기 복수의 센싱 유닛(171 내지 176)은 연성 회로 기판(177)을 통하여 상호 연결될 수 있다.
이러한 구조를 통하여, 각각 다른 방향으로 배열되어 있는 복수의 센싱 유닛(171 내지 176)들이 서로 원활하게 연결될 수 있다.
도 5를 참조하여 본원 발명에 따른 일 실시예를 설명하면, 상기 복수의 관성 센서는, 상호 수직한 X축, Y축, Z축 방향으로의 가속도를 각각 센싱하는 제1 내지 제3 가속도 센서; 및 상호 수직한 상기 X축, 상기 Y축, 상기 Z축을 중심으로 하는 각속도를 각각 센싱하는 제1 내지 제3 각속도 센서를 포함하도록 이루어질 수 있다.
이러한 구조를 통하여, 상기 복수의 관성 센서는 상호 수직한 X축, Y축, Z축을 기준으로 한 가속도 및 각속도를 측정하는 기능을 수행할 수 있게 된다.
물론 위 실시예에서는 6가지의 가속도 또는 각속도를 측정할 수 있는 관성 측정 장치(100)를 설명하고 있지만 본원 발명에 장착될 수 있는 관성 센서의 수는 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 6개 보다 많은 수의 관성 센서를 장착한다면 보다 정밀하고 다양한 방향에서의 관성 측정이 가능해 질 수 있다.
본원 발명에 따른 일 실시예에 따르면, 상기 내부 프레임(130)은 서로 수직한 제1 내지 제4 측벽을 구비하며, 상기 제1 가속도 센서는 상기 내부 프레임의 상면 및 하면 중 어느 하나에 장착되고, 상기 제2 및 제3 가속도 센서는 상기 내부 프레임의 제1 내지 제4 측벽 중 서로 수직한 두 측면에 각각 장착되며, 상기 제1 각속도 센서는 상기 내부 프레임의 상면 및 하면 중 다른 하나에 장착되고, 상기 제2 및 제3 각속도 센서는 상기 내부 프레임의 제1 내지 제4 측벽 중 서로 수직한 나머지 두 측면에 각각 장착될 수 있다.
이러한 구조를 통하여 고밀도로 구성되어 공간 효율성을 극대화한 관성 측정 장치(100)의 제작이 가능해진다.
도 9는 본원 발명의 변형례에 따른 관성 측정 장치(200)에 복수의 센싱 유닛이 장착되기 전의 상태를 도시한 사시도이다.
도 9를 참조하면, 본원 발명의 변형례에 따른 관성 측정 장치(200)는 외부 프레임(250), 내부 프레임(230), 복수의 연결 부재(210) 및 복수의 센싱 유닛(271 내지 276)을 포함할 수 있다.
도 10은 본원 발명의 일 실시예에 따른 관성 측정 장치(l00)의 외부 충격 또는 진동으로부터의 차단 주파수 응답 그래프이다.
도 11은 본원 발명의 다른 일 실시예에 따른 관성 측정 장치(100)의 외부 충격 또는 진동으로부터의 차단 주파수 응답 그래프이다.
본원 발명의 일 실시예에 따른 관성 측정 장치(100)의 방진 효과는 진동 시험기를 이용하여 확인할 수 있다.
도 10 및 도 11은 실험을 통해서 검증한 본원 발명의 방진 구조의 차단 주파수 응답 그래프이다.
본원 발명의 일 실시예에 따른 관성 측정 장치(100)에 3축 방향으로 진동을 가해주는 실험을 통해서 차단 주파수의 확인이 가능하다.
상기 차단 주파수의 조정은 상기 연결 부재(111 내지 114)의 경도를 조정하면 가능하다. 또한, 각각의 축 방향 마다의 차단 주파수는 상기 연결 부재(111 내지 114)의 형상(예를 들어, 두께, 너비 및 높이)을 조절함으로써 가능하다.
본원 발명의 일 실시예에 따른 관성 측정 장치(100)에 의하면, 방진 구조를 링 타입으로 설계한 종래의 관성 측정 장치와 비교할 때 약 22.3%의 단면적(활용할 수 있는 공간)이 증가하는 것을 확인할 수 있다.
도 10은 도 4에 도시되어 있는 관성 측정 장치(100)를 기준으로 x 축 또는 y 축(대칭이므로 어느 축을 기준으로 하든지 결과는 동일함)으로 진동을 인가(진동 시험기를 이용하여 가진)하였을 때 상기 내부 프레임(130)에서의 진동 응답을 가속도로 측정한 결과를 도시한 그래프이다.
또한, 도 11은 도 4에 도시되어 있는 관성 측정 장치(100)를 기준으로 z 축으로 진동을 인가(가진)하였을 때 상기 내부 프레임(130)에서의 진동 응답을 가속도로 측정한 결과를 도시한 그래프이다.
위 측정은 상기 내부 프레임(130)에 가속도계를 장착한 상태에서 가진시키는 방법을 통하여 이루어졌다.
도 10의 A 및 도 11의 C는 상기 연결 부재(111, 112, 113, 114)를 메탈(Al-Alloy)로 제작하여 실험한 결과이고, 도 10의 B 및 도 11의 D는 상기 연결 부재(111, 112, 113, 114)를 본원발명에서의 주된 재료인 고무로 제작하여 실험한 결과를 도시한 것이다.
실험 결과, 도 10의 B 및 도 11의 D는 도 10의 A 및 도 11의 C에 비해서 주파수가 올라갈수록 응답 가속도가 작아지는 것을 확인할 수 있다. 따라서, 본원발명의 연결 부재가 탄성을 지닌 재료로 제작되었을 때 현저한 방진 효과를 발휘한다는 것을 확인할 수 있다.
이상의 설명은 본원 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본원 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본원 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다.
또한, 본원 발명에 개시된 실시 예 및 첨부된 도면들은 본원 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면에 의하여 본원 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본원 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본원 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10 : 종래의 관성 측정 장치
11, 12 : PCB
13, 14 : 관성 센서
15 : 외부 케이스
100 : 관성 측정 장치
111, 112, 113, 114 : 연결 부재
115 : 제1 삽입홈
116 : 제2 삽입홈
121 : 제1 체결 부재
122 : 제1 체결 홀
123 : 제2 체결 부재
124 : 제2 체결 홀
125 : 제3 체결 부재
126 : 제3 체결 홀
130 : 내부 프레임
131, 132, 133, 134 : 돌출부
135 : 베이스 프레임
136 : 제2 돌출부
138 : 상면 리세스부
139 : 하면 리세스부
141, 142, 143, 144 : 개구부
146, 147, 148, 149 : 사이드 리세스부
150 : 외부 프레임
151 : 제1 돌출부
171 : 상면 센싱 유닛
172 : 하면 센싱 유닛
173, 174, 175, 176 : 측면 센싱 유닛
171a : 상면 회로 기판
172a : 하면 회로 기판
173a, 174a, 175a, 176a : 측면 회로 기판
171b : 상면 관성 센서
172b : 하면 관성 센서
173b, 174b, 175b, 176b : 측면 관성 센서
177 : 연성 회로 기판
200 : 관성 측정 장치
211, 212, 213, 214 : 연결 부재
230 : 내측 프레임
250 : 외부 프레임
A : 도 4에 도시되어 있는 관성 측정 장치(100)의 연결 부재(111, 112, 113, 114)를 메탈(Al-Alloy)로 제작한 경우 상기 관성 측정 장치(100)의 x 축 또는 y 축으로 진동을 인가하였을 때 내부 프레임(130)에서의 진동 응답을 가속도로 측정한 그래프
B : 도 4에 도시되어 있는 관성 측정 장치(100)의 연결 부재(111, 112, 113, 114)를 고무로 제작한 경우 상기 관성 측정 장치(100)의 x 축 또는 y 축으로 진동을 인가하였을 때 내부 프레임(130)에서의 진동 응답을 가속도로 측정한 그래프
C : 도 4에 도시되어 있는 관성 측정 장치(100)의 연결 부재(111, 112, 113, 114)를 메탈(Al-Alloy)로 제작한 경우 상기 관성 측정 장치(100)의 z 축으로 진동을 인가하였을 때 내부 프레임(130)에서의 진동 응답을 가속도로 측정한 그래프
D : 도 4에 도시되어 있는 관성 측정 장치(100)의 연결 부재(111, 112, 113, 114)를 고무로 제작한 경우 상기 관성 측정 장치(100)의 z 축으로 진동을 인가하였을 때 내부 프레임(130)에서의 진동 응답을 가속도로 측정한 그래프

Claims (12)

  1. 중공 형태로 형성되는 외부 프레임;
    상기 외부 프레임의 내부에 배치되는 내부 프레임;
    복수의 개소에서 서로 이격 배치되어 상기 외부 프레임과 내부 프레임 간을 연결하고, 탄성 재질로 형성되는 복수의 연결 부재;
    상기 내부 프레임에 설치되어, 가속도를 측정하는 복수의 가속도 센싱 유닛; 및
    상기 내부 프레임에 설치되어, 각속도를 측정하는 복수의 각속도 센싱 유닛을 포함하며,
    상기 외부 프레임과 상기 내부 프레임 사이에는 상기 복수의 연결 부재 중 서로 인접한 두 연결 부재에 의해 구획되는 빈 공간인 개구부가 복수 개로 형성되고,
    상기 복수의 가속도 센싱 유닛 중 일부와 상기 복수의 각속도 센싱 유닛 중 일부는 상기 복수의 개구부 각각을 관통하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 관성 측정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 가속도 센싱 유닛 및 상기 복수의 각속도 센싱 유닛 각각은,
    상기 내부 프레임에 장착되는 회로 기판; 및
    상기 회로 기판에 실장되고, 가속도 또는 각속도를 센싱하는 관성 센서를 포함하며,
    상기 복수의 가속도 센싱 유닛 중 일부의 회로기판과 상기 복수의 각속도 센싱 유닛 중 일부의 회로 기판은 상기 복수의 개구부 각각을 관통하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 관성 측정 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 내부 프레임은,
    베이스 프레임; 및
    상기 베이스 프레임의 복수의 개소에서 각각 돌출되게 형성되어, 상기 복수의 연결 부재 각각과 연결되는 복수의 돌출부를 구비하는 것을 특징으로 하는 관성 측정 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 복수의 개구부 각각을 관통하도록 배치되는 회로 기판은 상기 복수의 돌출부 중 서로 인접한 두 돌출부에 각각 장착되는 것을 특징으로 하는 관성 측정 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 복수의 돌출부 중 서로 인접한 두 돌출부 각각에는 상기 복수의 개구부 각각을 관통하도록 배치되는 회로 기판을 관통하는 제1 체결 부재의 체결을 위한 제1 체결 홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 관성 측정 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 개구부는 상기 복수의 돌출부 중 서로 인접한 두 돌출부 사이에서 상기 베이스 프레임의 측면을 향하여 함몰된 형태로 형성되는 사이드 리세스부를 구비하며,
    상기 복수의 개구부 각각을 관통하도록 배치되는 회로 기판에 실장된 관성 센서는 상기 사이드 리세스부 내에 수용되는 것을 특징으로 하는 관성 측정 장치.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 베이스 프레임은 상면 및 하면 중 적어도 하나에서 두께 방향으로 함몰되게 형성된 리세스부를 구비하고,
    상기 복수의 가속도 센싱 유닛 중 다른 일부의 회로기판과 상기 복수의 각속도 센싱 유닛 중 다른 일부의 회로 기판은 실장된 관성 센서의 적어도 일부가 상기 리세스부 내에 수용되도록 상기 돌출부에 장착되는 것을 특징으로 하는 관성 측정 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 복수의 돌출부에는 상기 복수의 가속도 센싱 유닛 중 다른 일부의 회로기판과 상기 복수의 각속도 센싱 유닛 중 다른 일부의 회로 기판을 관통하는 제2 체결 부재의 체결을 위한 제2 체결 홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 관성 측정 장치.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 외부 프레임에는 상기 복수의 연결 부재에 각각 대응되는 위치에 제1 돌출부가 돌출 형성되고,
    상기 복수의 돌출부 각각에는 제2 돌출부가 돌출 형성되며,
    상기 복수의 연결 부재 각각에는 상기 제1 및 제2 돌출부에 각각 대응되는 제1 및 제2 삽입홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 관성 측정 장치.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 가속도 센싱 유닛 각각의 회로기판과 상기 복수의 각속도 센싱 유닛 각각의 회로 기판은 연성 회로 기판을 통하여 상호 연결되는 것을 특징으로 하는 관성 측정 장치.
  11. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 가속도 센싱 유닛의 관성 센서는,
    상호 수직한 X축, Y축, Z축 방향으로의 가속도를 각각 센싱하는 제1 내지 제3 가속도 센서를 포함하며,
    상기 복수의 각속도 센싱 유닛의 관성 센서는,
    상기 X축, 상기 Y축, 상기 Z축을 중심으로 하는 각속도를 각각 센싱하는 제1 내지 제3 각속도 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 관성 측정 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 내부 프레임은 서로 수직한 제1 내지 제4 측벽을 구비하며,
    상기 제1 가속도 센서는 상기 내부 프레임의 상면 및 하면 중 어느 하나에 장착되고,
    상기 제2 및 제3 가속도 센서는 상기 내부 프레임의 제1 내지 제4 측벽 중 서로 수직한 두 측면에 각각 장착되며,
    상기 제1 각속도 센서는 상기 내부 프레임의 상면 및 하면 중 다른 하나에 장착되고,
    상기 제2 및 제3 각속도 센서는 상기 내부 프레임의 제1 내지 제4 측벽 중 서로 수직한 나머지 두 측면에 각각 장착되는 것을 특징으로 하는 관성 측정 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108225313A (zh) * 2017-12-29 2018-06-29 中国电子科技集团公司第十三研究所 基于冗余mems传感器的航姿仪

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08304081A (ja) * 1995-04-19 1996-11-22 Smiths Ind Plc 慣性センサアセンブリ
KR19980086521A (ko) * 1997-05-09 1998-12-05 제럴드 엘.클라인 단일결정 진동 비임 각속도 센서
JP2004361420A (ja) * 2004-09-27 2004-12-24 Kazuhiro Okada 角速度センサ
JP2007163471A (ja) * 2005-11-18 2007-06-28 Honeywell Internatl Inc 慣性計測ユニット用遮断システム

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08304081A (ja) * 1995-04-19 1996-11-22 Smiths Ind Plc 慣性センサアセンブリ
KR19980086521A (ko) * 1997-05-09 1998-12-05 제럴드 엘.클라인 단일결정 진동 비임 각속도 센서
JP2004361420A (ja) * 2004-09-27 2004-12-24 Kazuhiro Okada 角速度センサ
JP2007163471A (ja) * 2005-11-18 2007-06-28 Honeywell Internatl Inc 慣性計測ユニット用遮断システム

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108225313A (zh) * 2017-12-29 2018-06-29 中国电子科技集团公司第十三研究所 基于冗余mems传感器的航姿仪

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