KR101765876B1 - Unfold device of cubesat boom - Google Patents

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KR101765876B1
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spindle
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KR1020160039630A
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김승균
송수아
구소연
한창구
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충남대학교 산학협력단
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Abstract

The present invention relates to a boom unfolding device for a CubeSat. According to the present invention, a boom unfolding device for a CubeSat including a solar sail comprises: a support unit having a predetermined thickness and having a hole formed in a central part; a cylindrical spindle penetrating the hole of the support unit to be able to rotate and having a hollow part formed therein; a plurality of strip-shaped booms coupled in a wing shape at constant intervals along an upper outer circumferential surface of the spindle; a spiral spring coupling both side parts to the spindle and the support unit, and wound on the spindle in a spiral shape between the spindle and the support unit; a disk-shaped holding unit coupled to the bottom part of the spindle to be rotated with the spindle and having a plurality of concave grooves at constant intervals; and a pair of crescent restriction devices coupled to two neighboring grooves among the concave grooves respectively, wherein the pair of crescent restriction devices restrict rotation of the holding unit and the spindle. Due to such feature, an elastic force of the spiral spring is accumulated as the restriction device restricts the rotation of the spindle and the boom for the CubeSat is able to be unfolded by an elastic restoration force of the spiral spring upon separation of the restriction device.

Description

큐브위성용 붐 전개장치{Unfold device of cubesat boom}Unbold device of cubes boom}

본 발명은 큐브위성용 붐 전개장치에 관한 발명으로, 더욱 상세하게는 구속장치의 스핀들 구속으로 스파이럴 스프링의 탄성력을 축적하고, 구속장치의 분리를 통한 스파이럴 스프링의 탄성회복력으로 큐브위성용 붐을 전개하는 장치에 관한 발명이다.The present invention relates to a cube satellite boom deployment apparatus, and more particularly, to a cube satellite boom deployment apparatus that accumulates elastic force of a spiral spring by restraint of a spindle of a restraint apparatus and develops a boom for a cube satellite by elastic recovery force of a spiral spring .

큐브위성(cubesat)은 소형 인공위성의 일종으로, 가로.세로가 각각 10cm, 1kg이 조금 넘는 가벼운 무게를 지닌 정육면체 모양의 초소형 위성이다. 1999년 미국 스탠퍼드대와 캘리포니아공대 연구진이 대학들의 위성 개발 실습을 위해 처음 고안한 것으로, 기존 위성에 비해 개발에서 발사까지 소요되는 비용이 대형 위성의 0.1%정도인 1억~2억 원밖에 들지 않고, 준비기간이 1~2년이면 충분한 장점이 있다. 이러한 장점으로 인해 생물시험, 우주입자 검출 등 우주과학 연구와 중대형 위성용 기술의 사전검증, 그리고 우주탐사 등의 다양한 용도로 쓰이고 있다.A cubesat is a kind of miniaturized satellite, a cubic satellite with a light weight of just over 10cm in width and 1kg in weight. In 1999, researchers at Stanford University and California Institute of Technology first designed the university's satellite development lab. The cost of development and launching was 0.1 to 200 million won , And the preparation period is one to two years. Because of these advantages, it is used for various purposes such as space science research such as biology test, space particle detection, preliminary verification of medium and large satellite technology, and space exploration.

큐브위성은 발사 뒤 지구저궤도에서 큐브위성에 탑재된 태양돛의 전개를 통해 필요한 행성의 데이터 획득 등의 임무를 수행한다. 태양돛이란, 태양복사압(Solar Radiation Pressure, SRP)를 받아 포톤(Photon)의 모멘텀(Momentum) 교환에 의해 위성의 추진력을 발생시키는 것으로, 위성의 임무에 따라 크기와 모양 등이 달라진다. 대표적인 태양돛의 형상은 크게 4개의 붐이 태양돛을 지지하여 붐의 전개를 도와 3축 안정화가 가능한 사각형상, 4개 이상의 블레이드가 회전을 하여 원심력에 의해 전개되는 헬리오자이로(Heliogyro) 형상, 붐과 기둥이 서로 맞물리게 구조물이 연결되어 원형을 이루는 디스크 형상 등이 있다. 본 발명에서는 큐브위성의 탑재부에 박막을 탑재하고, 탑재부 하단의 하우징에 내장된 4개의 붐이 전개됨과 동시에, 탑재부에 탑재된 태양돛의 전개를 돕는 사각형상을 기준으로 한다.Cube satellites perform missions such as acquiring necessary planet data through deployment of solar sails mounted on Cube satellites in low earth orbit after launch. The solar sail, which receives solar radiation pressure (SRP), generates the propulsion of the satellite by photon's momentum exchange, which varies in size and shape depending on the mission of the satellite. The shape of the representative solar sail is largely divided into four types: a rectangular shape in which four booms support the sun sail to assist the expansion of the boom, three-axis stabilization, a Heliogyro shape in which four or more blades are rotated and developed by centrifugal force, And a disk shape in which the columns are connected to each other so as to be engaged with each other to form a circular shape. In the present invention, a thin film is mounted on a mounting portion of a cube satellite, and four booms embedded in a housing at the lower end of the mounting portion are deployed, and a rectangular shape for supporting the deployment of a solar sail mounted on the mounting portion is used as a reference.

4개의 붐이 전개되고, 각각의 붐의 측면을 따라 붐 사이에서 결합되어 탑재부에 탑재된 태양돛이 이에 대응하여 탑재부에서 벗어나 전개되는 과정에서, 붐의 전개를 위한 동력은 일반적으로 모터 등의 전기동력이 이용된다. 또한, 붐의 전개 전 붐의 구속을 위해 전기동력이 필요하다. 그러나 모터 등의 전기동력을 이용하는 경우, 필수적으로 전기동력을 발생시키기 위한 모터, 회로 등의 부품이 추가된다. 이로 인해 위성 발사비용이 증대되고 발사 후 큐브위성의 안전성 및 에너지 효율이 감소되는 단점이 있다. 따라서, 별도의 전기동력을 이용하지 않고 붐의 전개 및 태양돛의 전개를 돕고, 전개 전 붐을 큐브위성 본체에 구속시킬수 있는 발명이 필요한 실정이다.In the course of developing four booms and joining the booms along the sides of each boom so that the solar sails mounted on the mount are correspondingly displaced from the mount, the power for deployment of the boom is generally controlled by electric power Power is used. Further, an electric power is required for restraining the boom before the boom is deployed. However, when an electric power such as a motor is used, components such as a motor and a circuit for generating an electric power are essentially added. This has the disadvantage of increasing satellite launch costs and reducing the safety and energy efficiency of the Cube satellite after launch. Therefore, there is a need for an invention capable of deploying a boom and deploying a solar sail without using separate electric power, and restricting the pre-deployment boom to a cubic satellite body.

본 발명은 큐브위성용 붐 전개장치에 관한 발명으로, 구속장치의 스핀들 구속으로 스파이럴 스프링의 탄성력을 축적하고, 구속장치의 분리를 통한 스파이럴 스프링의 탄성회복력으로 큐브위성용 붐을 전개하는데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a boom deployment apparatus for a cube satellite, in which the elastic force of the spiral spring is accumulated by the spindle restraint of the restraint device, and the boom for the cubic satellite is developed by the resilience of the spiral spring through separation of the restraint device.

이와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 큐브위성의 붐 전개장치는,
일정한 두께를 지니고 중심부에 홀이 형성되는 지지부; 상기 지지부의 홀을 회전 가능하게 관통하고, 중공부(中空部)가 형성되는 원통 형상의 스핀들; 상기 스핀들의 상부 외주면의 둘레를 따라 일정한 간격으로 두고 날개 형상으로 결합되는 띠 형상의 복수개의 붐; 상기 스핀들 및 상기 지지부에 양측부가 각각 결합되고, 상기 스핀들을 중심으로 상기 스핀들 및 상기 지지부의 사이에서 나선형상으로 감기는 스파이럴 스프링; 상기 스핀들의 밑단부에 결합되어 상기 스핀들과 함께 일체로 회전하고, 일정한 간격을 두고 복수개의 오목한 홈이 형성되는 원판 형상의 받침부; 및 상기 복수개의 오목한 홈 중 인접한 두 개의 홈에 각각 대응되게 결합되는 초승달 형상의 한 쌍의 구속장치;를 포함하고, 상기 한 쌍의 구속장치의 타단부는 상기 지지부의 하면에 형성된 한 쌍의 회전중심부를 중심으로 각각 회전 가능하게 결합되고, 상기 한 쌍의 구속장치의 일단부는 줄로 연결되어, 상기 한 쌍의 구속장치가 상기 받침부 및 상기 스핀들의 회전을 구속하며, 상기 스핀들이 시계방향 또는 반시계방향으로 회전시, 상기 스파이럴 스프링이 상기 스핀들의 하부 외주면의 둘레를 따라 시계방향 또는 반시계방향으로 감겨 말림과 동시에 상기 복수개의 상기 붐이 상기 스핀들의 상부 외주면의 둘레를 따라 시계방향 또는 반시계방향으로 감겨 말리고, 상기 한 쌍의 구속장치의 상기 스핀들의 구속으로 인해 상기 스파이럴 스프링의 탄성력이 축적되고, 상기 한 쌍의 구속장치가 상기 받침부에서 분리시, 상기 스파이럴 스프링의 탄성 회복력에 의해 상기 스핀들이 회전한 방향과 반대 방향으로 회전하면서 상기 붐이 전개되며, 상기 스핀들의 상부는 복수개의 단차가 형성된 바람개비 형상이고, 상기 단차로 인해 형성된 복수개의 오목부 및 상기 오목부의 형상에 대응되는 복수개의 덮개부의 사이에서 상기 복수개의 붐의 단부가 각각 결합되어 고정되는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a boom deployment apparatus for a cube satellite,
A support having a predetermined thickness and formed with a hole in the center thereof; A cylindrical spindle rotatably penetrating a hole of the support portion and having a hollow portion; A plurality of strip-shaped booms joined at a predetermined interval along the periphery of the upper peripheral surface of the spindle and in a wing shape; A spiral spring that is coupled to both the spindle and the support portion at both sides thereof and spirally wound around the spindle between the spindle and the support; A disk-shaped receiving unit coupled to a bottom of the spindle and integrally rotated together with the spindle and having a plurality of concave grooves formed at regular intervals; And a pair of crescent-shaped restraint devices respectively corresponding to the two adjacent recesses of the plurality of recessed grooves, wherein the other end of the pair of restraint devices is rotatably supported by a pair of rotations Wherein one end of the pair of restraining devices is connected by a line so that the pair of restraining devices restrains rotation of the receiving part and the spindle and the spindle rotates clockwise or counterclockwise When the spindle is rotated in a clockwise direction, the spiral spring is wound clockwise or counterclockwise around the circumference of the lower peripheral surface of the spindle, and the plurality of booms are clockwise or counterclockwise along the circumference of the upper peripheral surface of the spindle And the elasticity of the spiral spring due to the restraint of the spindle of the pair of restraint devices When the pair of restraining devices are separated from the receiving portion, the boom is rotated while being rotated in a direction opposite to the direction in which the spindle is rotated by the resilience of the spiral spring, and the upper portion of the spindle And the end portions of the plurality of booms are fixedly coupled to each other between a plurality of recesses formed by the step and a plurality of lids corresponding to the shape of the recesses.

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또한, 본 발명에 따른 큐브위성의 붐 전개장치의 스핀들의 시계방향으로의 회전시, 스파이럴 스프링이 스핀들의 하부 외주면의 둘레를 따라 시계방향으로 감겨 말림과 동시에 복수개의 붐이 스핀들의 외주면의 둘레를 따라 시계방향으로 감겨 말리고, 스핀들의 구속으로 인해 스파이럴 스프링의 탄성력이 축적되고, 한 쌍의 구속장치가 받침부에서 분리시, 스파이럴 스프링의 탄성 회복력에 의해 스핀들이 반시계방향으로 회전하여 붐이 반시계방향으로 전개되는 것을 특징으로 할 수 있다.When the spindle of the cube satellite boom deployment apparatus according to the present invention is rotated in the clockwise direction, the spiral spring is wound clockwise along the circumference of the lower outer circumferential surface of the spindle, and a plurality of booms are wound around the circumferential surface of the spindle When the pair of restraint devices are separated from the support portion, the spindle rotates counterclockwise due to the elastic restoring force of the spiral spring, and the boom rotates in the counterclockwise direction. As a result, the spindle is rotated in the clockwise direction and the elastic force of the spiral spring is accumulated due to the restraint of the spindle. And is developed in a clockwise direction.

또한, 본 발명에 따른 큐브위성의 붐 전개장치의 지지부는 지지부 및 하부 지지부가 일정한 간격을 두고 결합되고, 하부 지지부에는, 홀을 기준으로 일정한 높이와 두께를 지닌 격벽이 홀의 원주방향을 따라 원형으로 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.The supporting portion of the boom expansion device of the cube satellite according to the present invention is characterized in that the supporting portion and the lower supporting portion are coupled with a predetermined interval and the partition having a predetermined height and thickness with respect to the hole is circularly formed along the circumferential direction of the hole Is formed.

또한, 본 발명에 따른 큐브위성의 붐 전개장치는 스핀들의 하부의 일 지점에 제 1홈이 형성되고, 격벽의 일 지점에 제 2홈이 형성되고, 스파이럴 스프링의 일측부는 제 1홈에 결합되고, 타측부는 제 2홈에 결합되는 것을 특징으로 할 수 있다.In the boom deployment apparatus of the cube satellite according to the present invention, a first groove is formed at a lower portion of the spindle, a second groove is formed at one point of the partition, and one side of the spiral spring is coupled to the first groove And the other side portion is coupled to the second groove.

또한, 본 발명에 따른 큐브위성의 붐 전개장치의 스핀들의 상부는 복수개의 단차가 형성된 바람개비 형상이고, 단차로 인해 형성된 복수개의 오목부 및 오목부의 형상에 대응되는 복수개의 덮개부의 사이에서 복수개의 붐의 단부가 각각 결합되어 고정되는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the upper part of the spindle of the boom deployment apparatus of the cube satellite according to the present invention is in the form of a vane shape having a plurality of stepped portions, and a plurality of concave portions formed by steps and a plurality of boom portions corresponding to the shapes of the concave portions, And the end portions of the guide grooves are respectively coupled and fixed.

또한, 본 발명에 따른 큐브위성의 붐 전개장치의 한 쌍의 구속장치의 타단부는 하부 지지부의 하면에 형성된 한 쌍의 회전중심부를 중심으로 각각 회전 가능하게 결합되고, 한 쌍의 구속장치의 일단부는 줄로 연결되어, 한 쌍의 구속장치가 받침부 및 스핀들의 회전을 구속하는 것을 특징으로 할 수 있다.The other end of the pair of restraint devices of the boom deployment apparatus of the cube satellite according to the present invention is rotatably coupled to each of the pair of rotation center portions formed on the lower surface of the lower support portion, And the pair of restraint devices are connected to the spool so as to restrain the rotation of the spool and the support portion.

또한, 본 발명에 따른 큐브위성의 붐 전개장치의 하부 지지부의 하면에는 전원 및 저항을 포함하는 발열부가 형성되고, 발열부의 저항은 줄과 맞닿게 위치하고, 발열부의 저항의 발열에 의해 줄이 절단시, 받침부 및 스핀들이 한 쌍의 구속장치로부터 분리되어 회전 가능한 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, a heating unit including a power source and a resistor is formed on a lower surface of a lower support of a cube satellite boom deployment apparatus according to the present invention, and a resistance of the heating unit is located in contact with a line. , The receiving portion and the spindle can be separated from the pair of restraining devices and rotated.

또한, 본 발명에 따른 큐브위성의 붐 전개장치의 상부 지지부의 상면에는, 붐의 전개방향에 대응되게 지면에 수직인 방향으로, 일정한 두께 및 높이를 지닌 롤러 및 가이드를 포함하는 가이드부가 형성되고, 붐이 롤러 및 가이드를 따라 전개되는 것을 특징으로 할 수 있다.A guide portion including a roller and a guide having a predetermined thickness and height is formed on the upper surface of the upper support portion of the boom expansion apparatus of the cube satellite according to the present invention in a direction perpendicular to the paper surface, And the boom is deployed along the roller and the guide.

또한, 본 발명에 따른 큐브위성의 붐 전개장치의 가이드의 단부에는, 지면에 수직인 방향으로 단차가 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.Further, a step may be formed at an end of the guide of the boom deployment apparatus of the cube satellite according to the present invention in a direction perpendicular to the paper.

또한, 본 발명에 따른 큐브위성의 붐 전개장치의 스핀들의 반시계방향으로의 회전시, 스파이럴 스프링이 스핀들의 하부 외주면의 둘레를 따라 반시계방향으로 감겨 말림과 동시에 복수개의 붐이 스핀들의 외주면의 둘레를 따라 반시계방향으로 감겨 말리고, 스핀들의 구속으로 인해 스파이럴 스프링의 탄성력이 축적되고, 한 쌍의 구속장치가 받침부에서 분리시,스파이럴 스프링의 탄성 회복력에 의해 스핀들이 시계방향으로 회전하여 붐이 시계방향으로 전개되는 것을 특징으로 할 수 있다.When the spindle of the cube satellite boom deployment apparatus according to the present invention is rotated in the counterclockwise direction, the spiral spring is wound in a counterclockwise direction along the circumference of the lower outer circumferential surface of the spindle, and a plurality of booms are formed on the outer peripheral surface of the spindle When the pair of restraint devices are separated from the receiving portion, the spindle rotates in the clockwise direction due to the elastic restoring force of the spiral spring, and the spindle rotates in the counterclockwise direction, Is developed in the clockwise direction.

또한, 본 발명에 따른 큐브위성의 붐 전개장치의 줄의 재질은 다이니마인 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the material of the rope of the boom deployment apparatus of the cube satellite according to the present invention may be characterized by being a dyneema.

본 발명에 따른 큐브위성용 붐 전개장치의 스파이럴 스프링에 저장된 탄성력 및 탄성회복력에 의해 붐을 전개하므로 별도의 동력을 필요로 하지 않는 장점이 있다.The boom is deployed by the resilience and elastic restoring force stored in the spiral spring of the cube satellite boom deployment apparatus according to the present invention, so that there is an advantage that no additional power is required.

또한, 본 발명에 따른 큐브위성용 붐 전개장치의 구속장치가 물리적 힘이 아닌 저항의 발열에 의해 구속이 분리되므로, 별도의 동력 없이 붐이 전개되는 장점이 있다.In addition, the restraint apparatus of the boom expansion apparatus for cube satellite according to the present invention is advantageous in that the boom is deployed without any additional power because the restraint apparatus is separated from the restraint by the heat of resistance, not the physical force.

도 1은 본 발명에 따른 큐브위성용 붐 전개장치가 결합된 큐브위성의 모습을 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 큐브위성용 붐 전개장치의 붐의 전개 전 붐 전개장치의 모습을 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 큐브위성용 붐 전개장치의 하부 지지부를 도시한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 큐브위성용 붐 전개장치의 스핀들을 도시한 도면.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 큐브위성용 붐 전개장치의 스파이럴 스프링이 스핀들을 중심으로 감기면서 탄성력이 축적되는 모습을 도시한 도면.
도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 큐브위성용 붐 전개장치의 구속장치의 구속으로부터 받침부 및 스핀들이 분리되어 회전하는 모습을 도시한 도면.
도 9는 본 발명에 따른 큐브위성용 붐 전개장치의 가이드부를 도시한 도면.
도 10은 본 발명에 따른 큐브위성용 붐 전개장치의 붐이 전개되는 모습을 도시한 도면.
도 11은 본 발명에 따른 큐브위성용 붐 전개장치의 붐의 전개 후 모습을 도시한 도면.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 is a view of a cube satellite coupled with a boom deployment apparatus for a cube satellite according to the present invention.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a boom expansion apparatus for a cube satellite,
3 is a view showing a lower support portion of a boom deployment apparatus for a cube satellite according to the present invention.
4 is a view of a spindle of a boom deployment apparatus for a cube satellite according to the present invention.
5 and 6 are views showing a state in which elastic force is accumulated while a spiral spring of a boom expansion apparatus for a cube satellite according to the present invention is wound around a spindle.
FIG. 7 and FIG. 8 are views showing a state in which the receiving portion and the spindle are separated from the restraint of the restraint device of the boom expansion device for a cube satellite according to the present invention and rotated.
9 is a view showing a guide portion of a boom expansion apparatus for a cube satellite according to the present invention.
10 is a view showing a boom of a boom expansion apparatus for a cube-satellite according to the present invention deployed.
11 is a view showing a boom of a boom expansion apparatus for a cube satellite according to the present invention after deployment.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 큐브위성용 붐 전개장치가 결합된 큐브위성의 모습을 도시한 도면이다. 이하 도 1을 통해, 큐브위성의 전반적인 구조에 대해 설명하도록 한다.FIG. 1 is a view showing a cube satellite coupled with a boom expansion apparatus for a cube satellite according to the present invention. The overall structure of the cube satellite will now be described with reference to FIG.

큐브위성(1)은 크게 붐 전개장치(10)와 버스(Bus)(20)로 구성된다. 붐 전개장치(10)는 붐(300)이 구속되고 전개되는 곳으로, 붐 전개장치(10)의 상세한 구조에 대한 설명은 도 2를 통해서 설명하도록 한다. 전개된 붐(300) 사이에는 태양돛(310)이 결합되어 붐(300)을 따라 펼쳐진다. 붐 전개장치(10)와 버스(Bus)(20) 사이에는 기둥(920)을 중심으로 일정한 높이를 지니고, 붐(300)이 탑재될 수 있는 탑재공간(910)이 4방향 모두 구비된 태양돛 탑재부(900)가 결합되는 것이 바람직하다. 붐(300)이 전개되기 전에 태양돛(310)은 붐(300)의 측면을 따라 결합된 상태에서 접혀져 태양돛 탑재부(900)의 탑재공간(910)에 탑재되고, 붐(300)의 전개와 동시에 탑재공간(910)으로부터 나와 붐(300)을 따라 펼쳐진다. 태양돛(310)의 재질은 한정되지 않으나, 일 실시예로 박막으로 구성되고 박막은 25㎛두께의 알루미늄이 코팅된 kapton film인 것이 바람직하다. Kapton film은 산과 알칼리 등의 화공약품에 저항력과 마찰력이 우수하고, 극저온부터 극고온 환경에 대응할 수 있어 우주에서 사용되기 적합한 소재이다.The cube satellite 1 is largely composed of a boom deployment apparatus 10 and a bus 20. The boom deployment apparatus 10 is where the boom 300 is restrained and deployed, and a detailed description of the structure of the boom deployment apparatus 10 will be given with reference to FIG. Solar sails 310 are coupled between the deployed boom 300 and spread along the boom 300. A mounting space 910 having a predetermined height around the pillar 920 and capable of mounting the boom 300 is disposed between the boom deployment apparatus 10 and the bus 20, It is preferable that the mounting portion 900 is coupled. Before the boom 300 is deployed, the solar sails 310 are folded together along the side of the boom 300 and mounted in the mounting space 910 of the solar sail mount 900, At the same time, comes out from the mounting space 910 and spreads along the boom 300. The material of the solar sail 310 is not limited, but it is preferable that the solar sail 310 is made of a thin film, and the thin film is a 25 mu m-thick aluminum coated kapton film. Kapton film has excellent resistance and frictional resistance to chemicals such as acid and alkali, and is suitable for use in space because it can cope with cryogenic to extreme high temperature environments.

버스(Bus)(20)는 본체(21), 솔라패널(22)로 구성된다. 본체(21)는 직육면체 형상의 하우징으로, 자세제어시스템, 전력시스템, 운용컴퓨터, ADB(Attitude Determination Board), 3축 Reaction Wheel, Magnetic torque, Fine Sun Sensor, GPS 수신기 등이 내장되어 있는 것이 바람직하다. 솔라패널(22)은 본체(21) 밑단부에 힌지결합으로 결합되어 일반적인 태양광 패널 역할을 한다.The bus 20 is composed of a main body 21 and a solar panel 22. It is preferable that the main body 21 is a rectangular parallelepiped-shaped housing and includes an attitude control system, a power system, an operation computer, an Attitude Determination Board (ADB), a three-axis reaction wheel, a magnetic torque, a fine sun sensor, . The solar panel 22 is hingedly coupled to the bottom of the main body 21 to serve as a general solar panel.

도 2는 본 발명에 따른 큐브위성용 붐 전개장치의 붐이 전개되기 전 모습을 도시한 도면이다. 이하 도 2를 통해 붐 전개장치의 구성요소를 상세히 설명하도록 한다.2 is a view showing a state before a boom of a boom expansion apparatus for cube satellites according to the present invention is deployed. Hereinafter, the components of the boom deployment apparatus will be described in detail with reference to FIG.

붐 전개장치(10)는 크게 지지부(100), 스핀들(200), 붐(300), 스파이럴 스프링(400), 받침부(500), 구속장치(600), 가이드부(700), 발열부(800)로 구성된다. The boom deployment apparatus 10 includes a support 100, a spindle 200, a boom 300, a spiral spring 400, a support unit 500, a restraint unit 600, a guide unit 700, 800).

지지부(100)는 상부 지지부(101)와 하부 지지부(102)로 구성된다. 하부 지지부(102)의 구성은 도 3을 참조하여 상세히 설명하도록 한다. 하부 지지부(102)는 각 모서리에 일정한 높이를 갖는 기둥(102a)이 지면에 수직으로 연장형성되고, 이로 인해 지지부(100)가 일정한 높이를 지니게 되는 것이 바람직하다. 하부 지지부(102)의 중심부에는 후술할 스핀들(200)이 관통되도록 스핀들(200)의 직경에 대응되는 홀(H)이 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 상부 지지부(101)에도 하부 지지부(102)의 홀(H)의 위치에 대응되게 홀(H)이 형성되는 것이 바람직하다. 하부 지지부(102)에 형성되는 홀(H)을 기준으로 일정한 높이와 두께를 지닌 격벽(110)이 홀(H)의 원주방향을 따라 원형으로 형성되는 것이 바람직하다. 후술하겠지만, 홀(H)에 스핀들(200)이 관통되고, 스핀들(200)과 격벽(110) 사이에 스파이럴 스프링이 위치된다. 격벽(110)의 일 지점에는 제 2홈(111)이 형성된다. 스파이럴 스프링(400)의 양측부(401,402) 중 어느 하나의 측부가 제 2홈(111)에 걸림 결합되어 고정되므로, 스핀들(200)의 회전을 통해 스파이럴 스프링(400)의 탄성력이 축적될 수 있다. 스파이럴 스프링(400)의 양측부(401,402)의 결합 관련 설명은 도 5 및 도 6에서 상세히 설명하도록 한다.The support portion 100 includes an upper support portion 101 and a lower support portion 102. The configuration of the lower support portion 102 will be described in detail with reference to Fig. The lower support part 102 is preferably formed such that a column 102a having a constant height at each corner extends perpendicularly to the ground surface, so that the support part 100 has a constant height. It is preferable that a hole H corresponding to the diameter of the spindle 200 is formed in the center of the lower support part 102 so that the spindle 200 to be described later is passed therethrough. It is also preferable that a hole H is formed in the upper support portion 101 so as to correspond to the position of the hole H in the lower support portion 102. It is preferable that the partition 110 having a predetermined height and thickness is formed in a circular shape along the circumferential direction of the hole H with respect to the hole H formed in the lower support portion 102. As will be described later, the spindle 200 is passed through the hole H, and the spiral spring is positioned between the spindle 200 and the partition 110. A second groove (111) is formed at one point of the barrier rib (110). The elastic force of the spiral spring 400 can be accumulated through the rotation of the spindle 200 because any one of the side portions 401 and 402 of the spiral spring 400 is engaged and fixed to the second groove 111 . The description of the engagement of the two side portions 401 and 402 of the spiral spring 400 will be described in detail with reference to FIG. 5 and FIG.

지지부(100)의 홀(H)에는 스핀들(200)이 회전이 가능하도록 관통 결합된다. 스핀들(200)은 원통 형상의 하우징으로, 중공부(中空部)(201)가 스핀들(200)을 관통하도록 형성된다. 스핀들(200)의 상세한 구조는 도 4를 참조하여 설명하도록 한다. 스핀들(200)은 상부 스핀들(210) 과 하부 스핀들(230)로 구성되고, 상부 스핀들(210)과 하부 스핀들(230) 사이에는 각각을 구분하는 돌출부(240)가 형성된다. 하부 스핀들(230)의 밑단부에는 스핀들의 중공부(201)의 중심을 기준으로 중공부(201)의 원주방향을 따라 육각 스핀들(250) 및 받침부(500)가 결합되며, 상세한 구조는 도 7에서 후술하도록 한다. 하부 스핀들(230)의 일 지점에는 제 1홈(231)이 형성되고, 스파이럴 스프링(400)의 양측부(401,402) 중 어느 하나의 측부가 결합되는 곳이다. 상세한 구조는 도 5에서 후술하도록 한다.The spindle 200 is coupled to the hole H of the support 100 so as to be rotatable. The spindle 200 is a cylindrical housing, and a hollow portion 201 is formed to penetrate the spindle 200. The detailed structure of the spindle 200 will be described with reference to FIG. The spindle 200 is composed of an upper spindle 210 and a lower spindle 230 and a protrusion 240 is formed between the upper spindle 210 and the lower spindle 230. The hex spindle 250 and the receiving unit 500 are coupled to the bottom of the lower spindle 230 along the circumferential direction of the hollow 201 with respect to the center of the hollow 201 of the spindle. 7 below. A first groove 231 is formed at one point of the lower spindle 230 and a side of one of the side portions 401 and 402 of the spiral spring 400 is coupled. The detailed structure will be described later in Fig.

붐(300)은 태양돛 시스템에서 태양돛(310)을 지지하여 모양을 유지시켜 주는 구성요소로, 본 발명에서는 일정한 두께와 길이는 지닌 띠 형상이 바람직하다. 이때, 붐(300)은 C curve를 가진 폭 25mm, 두께 0.1mm인 줄자 형상이 바람직하고, 붐의 재질은 CFRP(Carbon Fiber Reinforced Polymer) 또는 Steel인 것이 바람직하다.The boom 300 is a component that supports the solar sail 310 in the solar sail system to maintain its shape. In the present invention, it is preferable that the boom 300 has a certain thickness and length. At this time, the boom 300 is preferably a tape-like shape having a C curve of 25 mm in width and 0.1 mm in thickness, and the material of the boom is preferably CFRP (Carbon Fiber Reinforced Polymer) or Steel.

상부 스핀들(210)은 붐(300)이 결합되는 곳이다. 이때, 상부 스핀들(210)은 시계방향 혹은 반시계 방향으로 복수개의 단차가 형성된 바람개비 형상인 것이 바람직하다. 상부 스핀들(210)에 형성된 단차로 인해 복수개의 오목부(211)가 형성된다. 또한, 복수개의 오목부(211)의 형상에 대응되게 날개 형상을 지닌 복수개의 덮개부(220)가 형성된다. 오목부(211)와 덮개부(220) 사이의 간격(S)에 띠 형상의 붐(300)이 오목부(211)의 외측면 및 덮개부(220)의 내측면을 따라서 위치한다. 오목부(211), 덮개부(220) 및 붐(300)을 결합하고 고정하기 위해 볼트(221a)결합 하는 것이 바람직하다. 이때, 볼트(221a)결합을 위해 덮개부(220)의 측면에는 홈(221)이 형성되는 것이 바람직하다. 붐(300)이 상부 스핀들(210)을 따라 시계방향 또는 반시계방향으로 감겨 말리는 형상은 도 10에서 상세히 설명하도록 한다.The upper spindle 210 is where the boom 300 is coupled. At this time, it is preferable that the upper spindle 210 has a vane shape having a plurality of steps in a clockwise or counterclockwise direction. A plurality of recesses 211 are formed by the step formed on the upper spindle 210. In addition, a plurality of lids 220 having a wing shape corresponding to the shape of the plurality of recesses 211 are formed. Shaped boom 300 is positioned along the outer surface of the concave portion 211 and the inner surface of the lid portion 220 at the interval S between the concave portion 211 and the lid portion 220. [ It is preferable that the bolt 221a is coupled to engage and fix the concave portion 211, the lid portion 220 and the boom 300. At this time, it is preferable that a groove 221 is formed on a side surface of the lid 220 to engage with the bolt 221a. The shape in which the boom 300 is wound clockwise or counterclockwise along the upper spindle 210 will be described in detail in Fig.

도 5 및 도 6은 스파이럴 스프링(400)이 스핀들(200)의 회전으로 인해 감겨 말리는 모습을 도시한 도면이다. 이하 도 5 및 도 6을 참조하여 스파이럴 스프링(400)의 결합구조에 관하여 설명하도록 한다.5 and 6 are views showing a state in which the spiral spring 400 is wound and rolled due to the rotation of the spindle 200. FIG. Hereinafter, the coupling structure of the spiral spring 400 will be described with reference to FIGS. 5 and 6. FIG.

스파이럴 스프링(400)이란, 단면이 일정한 가늘고 긴 띠모양의 강을 한 평면상에 코일 형상으로 감은 스프링으로, 나선형 스프링 또는 태엽 스프링이라고도 지칭한다. 스파이럴 스프링(400)은 회전력을 편위(偏位)로 변환시킬 수 있다. 즉, 스파이럴 스프링(400)은 스파이럴 스프링(400) 자체의 회전으로 인한 탄성력을 축적하고, 축적된 탄성력을 일방향의 힘으로 변환시킬 수 있다. 이때, 본 발명에서의 스파이럴 스프링(400)은 강성을 위해 폭 5mm, 두께 0.2mm~0.3mm인 것이 바람직하고, 본 발명에서 스파이럴 스프링(400)은 회전되어 감기기 전을 기준으로, 스핀들(200)의 외측면 및 격벽(110)의 내측면 사이에서 나선형으로 위치되는 것이 바람직하다. 스파이럴 스프링(400)은 양 측부(401,402)를 지니고, 일측부(401)은 하부 스핀들(230)에 형성된 제 1홈(231)에 걸림 결합되고, 타측부(402)는 격벽(110)에 형성된 제 2홈(111)에 걸림 결합되는 것이 바람직하다.The spiral spring 400 is a spring that is wound in a coil shape on a flat surface of an elongated strip-like steel having a constant cross section, and is also referred to as a spiral spring or a spiral spring. The spiral spring 400 can convert the rotational force to an offset. That is, the spiral spring 400 accumulates the elastic force due to the rotation of the spiral spring 400 itself, and can convert the accumulated elastic force into a one-directional force. The spiral spring 400 according to the present invention preferably has a width of 5 mm and a thickness of 0.2 mm to 0.3 mm for the purpose of rigidity. In the present invention, the spiral spring 400 is wound around the spindle 200, And between the inner surface of the barrier rib 110 and the inner surface of the barrier rib 110. The spiral spring 400 has both side portions 401 and 402. One side portion 401 is engaged with a first groove 231 formed in the lower spindle 230 while the other side portion 402 is formed in the partition wall 110 And is engaged with the second groove 111.

붐(300) 및 스핀들(200)을 구속장치(600)에 구속시키기 위한 단계로, 스핀들(200)을 시계방향 또는 반시계방향으로 회전시킨다. 스핀들(200)을 회전시키면, 스핀들(200) 및 격벽(110)에 걸림 결합된 스파이럴 스프링(400)은 이에 대응하여 하부 스핀들(230)을 중심으로 모이면서 시계방향 또는 반시계방향으로 하부 스핀들(230)에 감겨 말리게 된다. 이렇게 스파이럴 스프링(400)이 감겨 말리게 되면, 스파이럴 스프링(400)에 회전 탄성력이 축적되게 된다. 또한, 스파이럴 스프링(400)이 감겨 말림과 동시에 상부 스핀들(210)에 결합된 붐(300)도 상부 스핀들(210)의 외주면의 둘레를 따라 시계방향 또는 반시계방향으로 회전되고, 상부 스핀들(210)을 중심으로 감겨 말리게 되어 도 2와 같은 상태의 붐(300)이 형성된다.The spindle 200 is rotated in a clockwise or counterclockwise direction for restricting the boom 300 and the spindle 200 to the restraining device 600. [ When the spindle 200 is rotated, the spiral spring 400 engaged with the spindle 200 and the partition wall 110 rotates corresponding to the lower spindle 230 in the clockwise or counterclockwise direction 230). When the spiral spring 400 is wound and dried, a rotational elastic force is accumulated in the spiral spring 400. The boom 300 coupled to the upper spindle 210 is rotated clockwise or counterclockwise around the outer circumference of the upper spindle 210 while the spindle spring 400 is wound and the upper spindle 210 And the boom 300 is formed as shown in Fig.

스파이럴 스프링(400) 및 붐(300)이 스핀들(200)을 중심으로 감겨 말린 상태에서, 회전 탄성력을 구속시키기 위해 한 쌍의 구속장치(600)가 사용된다. 한 쌍의 구속장치(600) 및 한 쌍의 구속장치(600)와 관련된 기타 구성요소의 상세한 구조는 도 7을 참조하도록 한다. 스핀들(200)의 하부에는 스핀들(200)의 하부에서 연장형성되어 육각스핀들(250)이 결합된다. 육각스핀들(250)은 육각형의 일정한 두께를 지닌 판으로, 육각스핀들(250)에는 중공부가 형성되어 있는 것이 바람직하다. 육각스핀들(250)의 외측면에는 받침부(500)가 결합되는 것이 바람직하다. 스핀들(200)의 하부, 육각스핀들(250) 및 받침부(500)는 볼트(B)에 의해 결합된다. 받침부(500)는 원판 형상으로, 스핀들(200)의 밑단부에 결합되어 스핀들(200)과 함께 일체로 회전하고, 일정한 간격을 두고 복수개의 오목한 홈(510)이 형성되는 것이 바람직하다. 홈(510)의 개수는 제한이 없으나, 3개인 것이 바람직하다. 이때, 홈(510)은 후술할 구속장치(600)의 형상에 대응되게 형성된다.In a state where the spiral spring 400 and the boom 300 are wound around the spindle 200, a pair of restraining devices 600 are used to restrain the rotational elastic force. The detailed structure of a pair of restraining devices 600 and other components related to the pair of restraining devices 600 is described with reference to FIG. The hexagonal spindle 250 is coupled to the lower portion of the spindle 200 by extending from the lower portion of the spindle 200. The hexagonal spindle 250 is preferably a hexagonal plate having a predetermined thickness, and the hexagonal spindle 250 preferably has a hollow portion. It is preferable that the receiving portion 500 is coupled to the outer side surface of the hexagonal spindle 250. The lower portion of the spindle 200, the hexagonal spindle 250 and the receiving portion 500 are joined by bolts B. [ It is preferable that the support portion 500 is formed in a circular plate shape and is coupled to the bottom portion of the spindle 200 to be integrally rotated together with the spindle 200 to form a plurality of concave grooves 510 at regular intervals. The number of the grooves 510 is not limited, but three grooves are preferable. At this time, the groove 510 is formed to correspond to the shape of the restraining device 600 to be described later.

한 쌍의 구속장치(600)는 하부 지지부(102)의 하면에 형성되고, 받침부(500)를 중심에 두고 일정한 간격을 두고 하부 지지부(120)의 하면에 결합되는 것이 바람직하다. 한 쌍의 구속장치(600)는 초승달 형상인 것이 바람직하고, 한 쌍의 구속장치(600)의 일단부는 홀(601)이 형성되어 각각의 구속장치(600)의 홀(601)을 관통하여 각 구속장치(600)의 일단부가 줄(W)로 연결되어 고정되는 것이 바람직하다. 한 쌍의 구속장치(600)의 타단부에는 하부 지지부(102)의 하면에 형성된 원판 형상의 한 쌍의 회전중심부(601)에 결합되어 회전중심부(601)를 기준으로 회전가능하도록 결합되는 것이 바람직하다.It is preferable that the pair of restraint devices 600 are formed on the lower surface of the lower support part 102 and are coupled to the lower surface of the lower support part 120 with a predetermined distance around the support part 500. One end of each of the pair of restraint devices 600 is formed with a hole 601 through which the hole 601 of each restraint device 600 is inserted, It is preferable that one end of the restraint apparatus 600 is connected and fixed by a line W. [ It is preferable that the other end of the pair of restraint devices 600 be coupled to a pair of circular center portions 601 formed on the lower surface of the lower support portion 102 so as to be rotatable with respect to the rotation center portion 601 Do.

이때, 줄(W)의 재질은 다이니마인 것이 바람직하다. 다이니마는 폴리에틸렌의 원사로, 초경량, 초강도 특성을 지닌 섬유이다. 다이니마는 끈끈하게 달라붙은 힘인 점착력이 강철보다 15배나 높고 충격 흡수력이 매우 뛰어난 장점이 있어 우주에서 사용되기에 적합한 소재이다.At this time, it is preferable that the material of the string W is dyneema. Dyneema is a yarn of polyethylene yarn, which has ultra-light and ultra-high strength properties. Dyneema is a material suitable for use in space because it has a sticky strength of 15 times higher than that of steel and a very high impact absorption capacity.

초승달 형상의 한 쌍의 구속장치(600)의 각각의 굴곡진 부분(602)은 받침부(500)의 복수의 홈 중 두개의 홈(510)에 각각 결합하여 스핀들(200)의 회전을 구속시킬 수 있다. 도 7은 스핀들(200)이 회전하여 붐(300) 및 스파이럴 스프링(400)이 감겨 말린 상태의 도면으로, 감겨 말린 상태에서 한 쌍의 구속장치(600)가 두개의 홈(510)에 결합되고, 줄(W)로 인해 한 쌍의 구속장치(600)의 회전이 구속되므로, 붐(300) 및 스파이럴 스프링(400)의 회전을 구속시켜 회전 탄성력을 스파이럴 스프링(400)에 축적할 수 있게 된다. 줄(W)의 중심부의 하단 위치에 하부 지지부(102)의 하면에는 발열부(800)가 형성된다. 발열부(800)는 전원(810) 및 저항(820)을 포함하고, 발열부(800)는 하부 지지부(102)에 볼트결합(510)으로 고정되는 것이 바람직하다. 이때, 저항(820)의 위치는 줄(W)과 맞닿게 형성되는 것이 바람직하다. 전원(810)을 통해 전류가 흐르면 저항(820)에 열이 발생하므로, 저항(820)과 맞닿은 줄(W)이 절단될 수 있게 된다. 즉, 전원(810)을 통한 전류 조절로 구속장치(600)의 구속 및 분리를 조절하여 별도의 동력장치 없이 붐(300)을 전개할 수 있어 본 발명의 목적에 부합하게 된다. 따라서 본 발명에 따르면 큐브위성(1)의 붐(300)을 지상에서 한 쌍의 구속장치(600)를 통해 고정시키고, 우주에 발사되는 경우 원하는 시간 및 위치에서 발열부(800)에 전류를 흘려주어 한 쌍의 구속장치(600)가 분리되어 스파이럴 스프링(400)에 축적되어 있는 회전 탄성력에 의해 붐(300)을 전개할 수 있게 된다.Each curved portion 602 of a pair of crescent-shaped restraining devices 600 is engaged with two grooves 510 of the plurality of grooves of the receiving portion 500 to constrain the rotation of the spindle 200 . 7 shows a state in which the spindle 200 rotates so that the boom 300 and the spiral spring 400 are wound and wound. In a state where the spindle 200 is wound and wound, a pair of restraint devices 600 are coupled to the two grooves 510 The rotation of the pair of restraining devices 600 is restrained by the string W and thus the rotation of the boom 300 and the spiral spring 400 is restrained so that the rotational elastic force can be accumulated in the spiral spring 400 . A heating part 800 is formed on the lower surface of the lower support part 102 at the lower end of the center of the line W. The heat generating unit 800 may include a power source 810 and a resistor 820 and the heat generating unit 800 may be fixed to the lower supporting unit 102 with a bolt connection 510. At this time, it is preferable that the position of the resistor 820 is formed so as to be in contact with the line W. When a current flows through the power source 810, heat is generated in the resistor 820, so that the line W abutting the resistor 820 can be cut. That is, by controlling the current through the power source 810, the restraint device 600 can be restrained and separated so that the boom 300 can be deployed without a separate power device, thereby meeting the object of the present invention. Therefore, according to the present invention, the boom 300 of the cube satellite 1 is fixed via a pair of restraint devices 600 on the ground, and a current is supplied to the heating unit 800 at a desired time and position when fired in space The boom 300 can be deployed by the rotational elastic force accumulated in the spiral spring 400 because the pair of restraint devices 600 are separated.

도 8은 구속장치(600)가 받침부(500)로부터 분리되는 모습을 도시한 도면이다. 위에서 설명한 바와 같이, 발열부(800)에 전류를 흘려주어 저항(820)에 열이 발생되면, 줄(W)이 절단되게 된다. 줄(W)이 절단되면, 받침부(500)를 기준으로 한 쌍의 구속장치(600)는 각각 양 옆으로 퍼지는 형상으로 회전하면서 분리된다. 이때, 최초에 구속을 위해 스핀들(200) 및 스파이럴 스프링(400)을 감았던 방향의 반대방향으로 스핀들(200)이 회전하게 되고, 이에 대응하여 붐(300)도 스핀들(200)의 회전방향으로 펼쳐지면서 전개된다. 붐(300)의 전개과정은 도 10 및 도 11을 참조하도록 한다. 붐(300)은 상부 스핀들(210)의 외주면 및 덮개부(200)의 외주면을 따라 나선형으로 감겨 고정되어 있고, 이후 한 쌍의 구속장치(600)가 받침부(500)로부터 분리되면, 스핀들(200)의 회전 방향에 대응하여 전개되어, 최종적으로 도 11 상태로 붐(300)이 전개된다.8 is a view showing a state in which the restraining device 600 is detached from the receiving portion 500. FIG. As described above, when a current is supplied to the heat generating unit 800 and heat is generated in the resistor 820, the line W is cut. When the line W is cut, the pair of restraint devices 600 with respect to the support part 500 are rotated and separated in a shape spreading on both sides. At this time, the spindle 200 is rotated in the direction opposite to the direction in which the spindle 200 and the spiral spring 400 are wound for the first time, and the boom 300 is also rotated in the rotating direction of the spindle 200 Unfolded and unfolded. The deployment process of the boom 300 will be described with reference to Figs. 10 and 11. Fig. The boom 300 is wound and fixed spirally along the outer circumferential surface of the upper spindle 210 and the outer circumferential surface of the lid unit 200. When the pair of the constraining apparatuses 600 are separated from the receiving unit 500, 200, and finally the boom 300 is deployed in the state of FIG.

도 9는 가이드부의 형상을 도시한 도면이다. 이하 도 9를 통해 가이드부의 상세한 구조에 대해 설명하도록 한다.9 is a view showing the shape of the guide portion. The detailed structure of the guide portion will be described with reference to FIG.

가이드부(700)는 크게 가이드(710), 롤러(720) 및 보호대(730)으로 구성된다. 가이드(710) 및 롤러(720)는 붐(300)의 전개방향에 대응되게 지면에 수직인 방향으로 상부 지지부(101)의 상면에 결합된다. 이때, 롤러(720)는 가이드(710)의 단부에 회전가능하게 결합되고, 붐(300)이 구속 또는 전개시 가이드(710) 및 롤러(720)를 스치는 것이 바람직하다. 이와 같은 가이드(710) 및 롤러(720) 구조로 인해, 붐(300)이 구속 또는 전개되는 동작 관련하여, 말리지 않고, 자연스럽게 붐(300)의 이동 동작이 이행될 수 있는 장점이 있다. 이때, 가이드(710)의 단부에는 지면에 수직인 방향으로 단차(711)가 형성되는 것이 바람직하다. 가이드(710)의 상부는 태양돛 탑재부(900)의 하면이 결합되는 곳으로, 단차(711)로 인해 여유 공간이 확보되고, 붐(300)의 구속 또는 전개과정에서의 마찰력이 감소되어 본 발명의 수명이 연장되는 장점이 있다. 보호대(730)는 가이드(710) 및 롤러(720)의 우주공간에서의 외부노출을 보호하기 위한 것으로, 상부 지지부(101)의 상면에 위치하여 ㄱ자 형상으로 지면에 수직하게 형성되는 것이 바람직하다.The guide unit 700 mainly includes a guide 710, a roller 720, and a protector 730. The guide 710 and the roller 720 are coupled to the upper surface of the upper support 101 in a direction perpendicular to the paper surface corresponding to the deployment direction of the boom 300. [ The rollers 720 are then rotatably coupled to the ends of the guides 710 and preferably the boom 300 rubs the guides 710 and rollers 720 during restraint or deployment. Such a structure of the guide 710 and the roller 720 is advantageous in that the movement operation of the boom 300 can be performed smoothly and naturally without regard to the operation in which the boom 300 is constrained or deployed. At this time, it is preferable that a step 711 is formed at the end of the guide 710 in a direction perpendicular to the paper. The upper part of the guide 710 is where the lower surface of the solar sail mounting part 900 is coupled and the space is secured by the step 711 and the frictional force during the restraint or expansion of the boom 300 is reduced, Thereby extending the life of the battery. The protector 730 is provided to protect the guide 710 and the roller 720 from external exposure in an outer space. The protector 730 is preferably positioned on the upper surface of the upper support 101 and is formed to be perpendicular to the paper surface.

이상에서 다양한 실시예를 들어 본 발명을 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 본 발명의 권리범위로부터 합리적으로 해석될 수 있는 것이라면 무엇이나 본 발명의 권리범위에 속하는 것은 당연하다.While the present invention has been described with reference to the particular embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims.

100...지지부 200...스핀들
300...붐 400...스파이럴 스프링
500...받침부 600...구속장치
700...가이드부 800...발열부
900...태양돛 탑재부100 ... support part 200 ... spindle
300 ... boom 400 ... spiral spring
500 ... receiving part 600 ... restraining device
700 ... Guide part 800 ... Heat generating part
900 ... Solar sail mount

Claims (11)

태양돛이 탑재된 큐브위성의 붐 전개장치에 있어서,
일정한 두께를 지니고 중심부에 홀이 형성되는 지지부;
상기 지지부의 홀을 회전 가능하게 관통하고, 중공부(中空部)가 형성되는 원통 형상의 스핀들;
상기 스핀들의 상부 외주면의 둘레를 따라 일정한 간격으로 두고 날개 형상으로 결합되는 띠 형상의 복수개의 붐;
상기 스핀들 및 상기 지지부에 양측부가 각각 결합되고, 상기 스핀들을 중심으로 상기 스핀들 및 상기 지지부의 사이에서 나선형상으로 감기는 스파이럴 스프링;
상기 스핀들의 밑단부에 결합되어 상기 스핀들과 함께 일체로 회전하고, 일정한 간격을 두고 복수개의 오목한 홈이 형성되는 원판 형상의 받침부; 및
상기 복수개의 오목한 홈 중 인접한 두 개의 홈에 각각 대응되게 결합되는 초승달 형상의 한 쌍의 구속장치;를 포함하고,
상기 한 쌍의 구속장치의 타단부는 상기 지지부의 하면에 형성된 한 쌍의 회전중심부를 중심으로 각각 회전 가능하게 결합되고, 상기 한 쌍의 구속장치의 일단부는 줄로 연결되어, 상기 한 쌍의 구속장치가 상기 받침부 및 상기 스핀들의 회전을 구속하며,
상기 스핀들이 시계방향 또는 반시계방향으로 회전시, 상기 스파이럴 스프링이 상기 스핀들의 하부 외주면의 둘레를 따라 시계방향 또는 반시계방향으로 감겨 말림과 동시에 상기 복수개의 상기 붐이 상기 스핀들의 상부 외주면의 둘레를 따라 시계방향 또는 반시계방향으로 감겨 말리고,
상기 한 쌍의 구속장치의 상기 스핀들의 구속으로 인해 상기 스파이럴 스프링의 탄성력이 축적되고, 상기 한 쌍의 구속장치가 상기 받침부에서 분리시, 상기 스파이럴 스프링의 탄성 회복력에 의해 상기 스핀들이 회전한 방향과 반대 방향으로 회전하면서 상기 붐이 전개되며,
상기 스핀들의 상부는 복수개의 단차가 형성된 바람개비 형상이고,
상기 단차로 인해 형성된 복수개의 오목부 및 상기 오목부의 형상에 대응되는 복수개의 덮개부의 사이에서 상기 복수개의 붐의 단부가 각각 결합되어 고정되는 것을 특징으로 하는 큐브위성용 붐 전개장치.1. A boom deployment apparatus for a cube satellite equipped with a solar sail,
A support having a predetermined thickness and formed with a hole in the center thereof;
A cylindrical spindle rotatably penetrating a hole of the support portion and having a hollow portion;
A plurality of strip-shaped booms joined at a predetermined interval along the periphery of the upper peripheral surface of the spindle and in a wing shape;
A spiral spring that is coupled to both the spindle and the support portion at both sides thereof and spirally wound around the spindle between the spindle and the support;
A disk-shaped receiving unit coupled to a bottom of the spindle and integrally rotated together with the spindle and having a plurality of concave grooves formed at regular intervals; And
And a pair of crescent-shaped restraining devices respectively corresponding to the two adjacent recesses of the plurality of recessed grooves,
Wherein the other end of the pair of restraint devices is rotatably coupled to each other around a pair of rotation center portions formed on a lower surface of the support portion and one end of the pair of restraint devices is connected to a line, Restricting rotation of the receiving portion and the spindle,
Wherein when the spindle rotates in a clockwise or counterclockwise direction, the spiral spring is wound clockwise or counterclockwise around the lower outer circumferential surface of the spindle, and the plurality of booms are wound around the outer circumferential surface of the upper peripheral surface of the spindle And then wound in a clockwise or counterclockwise direction,
The elastic force of the spiral spring is accumulated due to the restraint of the spindle of the pair of restraint devices, and when the pair of restraint devices are separated from the receiving part, the elastic recovery force of the spiral spring causes the spindle The boom is deployed while being rotated in a direction opposite to that of the boom,
The upper portion of the spindle is in the shape of a pinwheel having a plurality of steps,
Wherein the end portions of the plurality of booms are fixedly coupled to each other between a plurality of concave portions formed by the step and a plurality of lid portions corresponding to the shape of the concave portion. 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 지지부는 상부 지지부 및 하부 지지부가 일정한 간격을 두고 결합되고,
상기 하부 지지부에는, 상기 홀을 기준으로 일정한 높이와 두께를 지닌 격벽이 상기 홀의 원주방향을 따라 원형으로 형성되며,
상기 회전중심부는 상기 하부 지지부의 하면에 형성되는 것을 특징으로 하는 큐브위성의 붐 전개장치.The method according to claim 1,
Wherein the support portion includes an upper support portion and a lower support portion coupled to each other at a predetermined interval,
A partition wall having a predetermined height and thickness with respect to the hole is formed in a circular shape along the circumferential direction of the hole,
Wherein the rotation center portion is formed on a lower surface of the lower support portion. 청구항 3에 있어서,
상기 스핀들의 하부의 일 지점에 제 1홈이 형성되고,
상기 격벽의 일 지점에 제 2홈이 형성되고,
상기 스파이럴 스프링의 일측부는 상기 제 1홈에 결합되고, 타측부는 상기 제 2홈에 결합되는 것을 특징으로 하는 큐브위성의 붐 전개장치.The method of claim 3,
A first groove is formed at one point below the spindle,
A second groove is formed at one point of the partition wall,
Wherein one side of the spiral spring is coupled to the first groove and the other side is coupled to the second groove. 삭제delete 삭제delete 청구항 3에 있어서,
상기 하부 지지부의 하면에는 전원 및 저항을 포함하는 발열부가 형성되고,
상기 발열부의 저항은 상기 줄과 맞닿게 위치되고,
상기 발열부의 저항의 발열에 의해 상기 줄이 절단시,
상기 받침부 및 상기 스핀들이 상기 한 쌍의 구속장치로부터 분리되어 회전 가능한 것을 특징으로 하는 큐브위성용 붐 전개장치.The method of claim 3,
A heating part including a power source and a resistor is formed on a lower surface of the lower supporting part,
The resistance of the heat generating portion is positioned in contact with the line,
When the string is cut by the heat of the resistance of the heat generating portion,
Wherein the support portion and the spindle are rotatable separately from the pair of restraining devices. 청구항 3에 있어서,
상기 상부 지지부의 상면에는,
상기 붐의 전개방향에 대응되게 지면에 수직인 방향으로, 일정한 두께 및 높이를 지닌 롤러 및 가이드를 포함하는 가이드부가 형성되고,
상기 붐이 상기 롤러 및 상기 가이드를 따라 전개되는 것을 특징으로 하는 큐브위성용 붐 전개장치.The method of claim 3,
On the upper surface of the upper support portion,
A guide portion including a roller and a guide having a predetermined thickness and height is formed in a direction perpendicular to the paper surface in correspondence with the expansion direction of the boom,
Wherein the boom is deployed along the roller and the guide. 청구항 8에 있어서,
상기 가이드의 단부에는,
지면에 수직인 방향으로 단차가 형성되는 것을 특징으로 하는 큐브위성용 붐 전개장치.The method of claim 8,
At the end of the guide,
Wherein a step is formed in a direction perpendicular to the ground surface. 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 줄의 재질은 다이니마인 것을 특징으로 하는 큐브위성의 붐 전개장치.The method according to claim 1,
And the material of the string is dyneema.
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