KR101903254B1 - 정밀유도키트용 롤 및 피치카나드 구동장치 - Google Patents

정밀유도키트용 롤 및 피치카나드 구동장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101903254B1
KR101903254B1 KR1020160181354A KR20160181354A KR101903254B1 KR 101903254 B1 KR101903254 B1 KR 101903254B1 KR 1020160181354 A KR1020160181354 A KR 1020160181354A KR 20160181354 A KR20160181354 A KR 20160181354A KR 101903254 B1 KR101903254 B1 KR 101903254B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
canard
pitch
connecting rod
crank arm
roll
Prior art date
Application number
KR1020160181354A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20180076801A (ko
Inventor
박민수
윤찬식
Original Assignee
주식회사 한화
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 한화 filed Critical 주식회사 한화
Priority to KR1020160181354A priority Critical patent/KR101903254B1/ko
Publication of KR20180076801A publication Critical patent/KR20180076801A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101903254B1 publication Critical patent/KR101903254B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B10/00—Means for influencing, e.g. improving, the aerodynamic properties of projectiles or missiles; Arrangements on projectiles or missiles for stabilising, steering, range-reducing, range-increasing or fall-retarding
    • F42B10/60—Steering arrangements
    • F42B10/62—Steering by movement of flight surfaces
    • F42B10/64—Steering by movement of flight surfaces of fins
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C1/00—Fuselages; Constructional features common to fuselages, wings, stabilising surfaces or the like
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C3/00—Wings
    • B64C3/38—Adjustment of complete wings or parts thereof
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41G—WEAPON SIGHTS; AIMING
    • F41G9/00—Systems for controlling missiles or projectiles, not provided for elsewhere
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/10—Simultaneous control of position or course in three dimensions
    • G05D1/107—Simultaneous control of position or course in three dimensions specially adapted for missiles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)

Abstract

본 발명은 정밀유도키트용 카나드 구동에 관한 것으로, 보다 상세하게는 링크 메커니즘을 통해 1개의 모터를 작동하여 2개의 롤카나드를 서로 반대 방향으로 회전시키는 롤카나드 구동부와 1개의 모터를 작동하여 2개의 피치카나드를 서로 같은 방향으로 회전시키는 피치카나드 구동부가 효율적으로 설계 및 배치된 정밀유도키트용 롤 및 피치카나드 구동장치에 관한 것이다.
본 발명의 롤 및 피치카나드 구동장치는 제1 모터의 작동에 의해 제1 롤카나드와 제2 롤카나드를 롤카나드 회전축을 중심으로 서로 반대 방향으로 회전시키는 롤카나드 구동부; 제2 모터의 작동에 의해 제1 피치카나드와 제2 피치카나드를 피치카나드 회전축을 중심으로 서로 같은 방향으로 회전시키는 피치카나드 구동부;를 포함하고, 상기 롤카나드 구동부와 상기 피치카나드 구동부가 독립적으로 동작하는 것을 특징으로 한다.

Description

정밀유도키트용 롤 및 피치카나드 구동장치{APPARATUS FOR CONTROLLING ROLL AND PITCH CANARD OF PRECISION GUIDANCE KIT}
본 발명은 정밀유도키트용 카나드 구동에 관한 것으로, 보다 상세하게는 링크 메커니즘을 통해 1개의 모터를 작동하여 2개의 롤카나드를 서로 반대 방향으로 회전시키는 롤카나드 구동부와 1개의 모터를 작동하여 2개의 피치카나드를 서로 같은 방향으로 회전시키는 피치카나드 구동부가 효율적으로 설계 및 배치된 정밀유도키트용 롤 및 피치카나드 구동장치에 관한 것이다.
정밀유도키트(500)는 도 1에 도시된 바와 같이 화포를 이용하여 발사되는 곡사포탄(155mm, 105mm), 함포탄(5inch) 또는 박격포탄(120mm, 81mm, 60mm) 등 탄(1000)의 신관이 장착되는 전방부에 장착되어, 발사 후 비행하는 탄(1000)의 표적타격 정밀도를 높이기 위하여 롤카나드(10) 및 피치카나드(20)를 구동하여 비행하는 탄(1000)을 표적으로 유도하는 역할을 수행하는 것으로, 기존 신관의 구성품 외 유도에 필요한 제어컴퓨터, 롤 제어장치, 구동장치 등으로 구성된다.
이러한 정밀유도키트(500)는 탄(1000)의 롤모멘트와 피치모멘트를 제어하기 위한 롤카나드 및 피치카나드를 구동시키는 카나드 구동부(501)가 필요하다. 이 중 롤카나드(10)를 제어하는 롤카나드 구동부는 탄체와 회전 분리된 정밀유도키트의 롤 방향 회전속도를 일정하게 제어해야하므로 2개의 롤카나드(10)를 동일한 회전축을 중심으로 서로 다른 방향으로 구동해야한다.
이렇게 2개의 롤카나드(10)를 서로 다른 방향으로 회전하여 롤모멘트를 생성하며, 롤카나드(10)의 구동각을 변화시켜 롤모멘트의 크기를 제어한다. 나아가 이를 통해 일정한 관성량을 지닌 정밀유도키트의 회전을 제어할 수 있게 된다.
반면에, 피치카나드(20)를 제어하는 피치카나드 구동부는 2개의 피치카나드(20)가 서로 같은 방향으로 회전하여 피치모멘트를 생성하며, 피치카나드(20)의 구동각을 변화시켜 피치모멘트의 크기를 제어한다. 나아가 이를 통해 정밀유도키트의 피치 운동을 제어할 수 있게 된다.
상기 설명한 롤카나드 구동부와 피치카나드 구동부를 포함하는 정밀유도키트는 기존 탄(1000)의 신관(fuze) 조립 공간에 배치되어야 하므로 매우 협소한 공간 안에서 각각의 구동부가 원활히 구동해야한다. 따라서 롤카나드 구동부와 피치카나드 구동부를 포함하는 카나드 구동장치는 각각의 구성 부품들이 효율적으로 설계 및 배치되어야 한다.
그러나 종래의 카나드 구동장치는 2개의 롤카나드와 2개의 피치카나드 각각에 독립적인 구동부가 연결되어 4개의 구동부가 4개의 카나드를 제어함으로써, 어느 정도 설치 공간의 확보가 가능한 대형 유도탄의 경우에는 적용이 가능하나 설치 공간이 충분하지 않아 공간적 제약이 심한 포탄약용 및 소구경 탄약의 경우에는 적용이 어려운 문제가 있었다.
대한민국등록특허공보 제10-0306208호
이에 상기와 같은 문제를 해결하고자, 본 발명은 링크 메커니즘을 통해 1개의 모터를 작동하여 2개의 롤카나드를 서로 반대 방향으로 회전시키는 롤카나드 구동부와 1개의 모터를 작동하여 2개의 피치카나드를 서로 같은 방향으로 회전시키는 피치카나드 구동부가 효율적으로 설계 및 배치된 정밀유도키트용 롤 및 피치카나드 구동장치를 제공하는 데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 롤 및 피치카나드 구동장치는, 제1 모터의 작동에 의해 제1 롤카나드와 제2 롤카나드를 롤카나드 회전축을 중심으로 서로 반대 방향으로 회전시키는 롤카나드 구동부; 및 제2 모터의 작동에 의해 제1 피치카나드와 제2 피치카나드를 피치카나드 회전축을 중심으로 서로 같은 방향으로 회전시키는 피치카나드 구동부;를 포함하고, 상기 롤카나드 구동부와 상기 피치카나드 구동부가 독립적으로 동작하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 롤카나드 구동부는, 상기 제1 모터의 작동에 의해 제1 모터회전축을 중심으로 회전하는 제1 스크류; 상기 제1 스크류에 결합되고, 상기 제1 스크류의 회전에 의해 상하 직선 이동하는 제1 너트; 상기 제1 너트에 결합되고, 상기 제1 너트의 직선 이동에 의해 양방향으로 회전 가능하도록 형성된 제1 커넥팅로드와 제2 커넥팅로드; 상기 제1 커넥팅로드에 결합되고, 상기 제1 커넥팅로드의 회전에 의해 양방향으로 회전 가능하도록 형성되며, 상기 제1 롤카나드와 결합되어 상기 제1 롤카나드가 회전하도록 토크를 제공하는 제1 크랭크암; 상기 제2 커넥팅로드에 결합되고, 상기 제2 커넥팅로드의 회전에 의해 양방향으로 회전 가능하도록 형성되며, 상기 제2 롤카나드와 결합되어 상기 제2 롤카나드가 회전하도록 토크를 제공하는 제2 크랭크암;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 피치카나드 구동부는, 상기 제2 모터의 작동에 의해 제2 모터회전축을 중심으로 회전하는 제2 스크류; 상기 제2 스크류에 결합되고, 상기 제2 스크류의 회전에 의해 상하 직선 이동하는 제2 너트; 상기 제2 너트의 일측에 결합되고, 상기 제2 너트의 직선 이동에 의해 양방향으로 회전 가능하도록 형성된 제3 커넥팅로드; 상기 제3 커넥팅로드에 결합되고, 상기 제3 커넥팅로드의 회전에 의해 양방향으로 회전 가능하도록 형성되며, 상기 제1 피치카나드와 상기 제2 피치카나드가 양측에 대칭을 이루며 결합되어 상기 제1 피치카나드와 상기 제2 피치카나드가 회전하도록 토크를 제공하는 사각 프레임형의 제3 크랭크암;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 롤카나드 구동부와 상기 피치카나드 구동부는, 상기 제1 모터회전축과 상기 제2 모터회전축이 일직선상에 위치하고, 동시에 상기 롤카나드 회전축과 상기 피치카나드 회전축이 서로 수직을 이루도록, 위치하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 롤카나드 구동부의 상기 제1 너트는, 상기 피치카나드 구동부의 상기 제3 크랭크암의 프레임 안을 상하로 통과하며 직선 이동하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 피치카나드 구동부의 상기 제2 너트는, 상기 롤카나드 구동부의 상기 제1 커넥팅로드, 상기 제2 커넥팅로드, 상기 제1 크랭크암 및 상기 제2 크랭크암이 테두리가 되어 형성하고 있는 공간 안을 상하 직선 이동하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 롤카나드 구동부의 상기 제1 너트는 상기 제1 스크류와 나사 결합된 중심부; 상기 중심부의 양측이 상기 제1 스크류와 수직으로 연장되어 형성된 제1 연장부와 제2 연장부;를 포함하고, 상기 제1 연장부에는 상기 제1 커넥팅로드의 일측 끝단이 회전 가능하도록 결합되고, 상기 제2 연장부에는 상기 제2 커넥팅로드의 일측 끝단이 회전 가능하도록 결합되되, 상기 제1 커넥팅로드와 대각선을 이루는 위치에 결합되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 연장부와 상기 제1 커넥팅로드의 일측 끝단은 제1 크레비스핀으로 결합됨으로써, 상기 제1 커넥팅로드는 상기 제1 크레비스핀 축을 중심으로 회전하고, 상기 제2 연장부와 상기 제2 커넥팅로드의 일측 끝단은 제2 크레비스핀으로 결합됨으로써, 상기 제2 커넥팅로드는 상기 제2 크레비스핀 축을 중심으로 회전하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 커넥팅로드의 타측 끝단은 상기 제1 크랭크암의 일측 끝단과 제3 크레비스핀으로 결합됨으로써, 상기 제1 크랭크암은 상기 제3 크레비스핀 축을 중심으로 회전하고, 상기 제2 커넥팅로드의 타측 끝단은 상기 제2 크랭크암의 일측 끝단과 제4 크레비스핀으로 결합됨으로써, 상기 제2 크랭크암은 상기 제4 크레비스핀 축을 중심으로 회전하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 크랭크암은 상기 제1 커넥팅로드의 타측 끝단과 결합된 제1 몸체; 상기 제1 몸체와 수직으로 연결되고, 상기 제1 롤카나드가 결합된 제2 몸체;를 포함하고, 상기 제2 크랭크암은 상기 제2 커넥팅로드의 타측 끝단과 결합된 제1 몸체; 상기 제2 크랭크암의 상기 제1 몸체와 수직으로 연결되고, 상기 제2 롤카나드가 결합된 제2 몸체;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 크랭크암의 상기 제2 몸체의 중심축과 상기 제2 크랭크암의 상기 제2 몸체의 중심축은 일직선상에 위치하고, 상기 롤카나드 회전축과 동일한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 스크류의 회전에 의해 상기 제1 너트가 하강하면, 상기 제1 크랭크암은 상기 제3 크레비스핀 축을 중심으로 회전하되, 상기 제1 커넥팅로드와 이루는 내각이 감소하는 방향으로 회전하고, 상기 제2 크랭크암은 상기 제4 크레비스핀 축을 중심으로 회전하되, 상기 제2 커넥팅로드와 이루는 내각이 감소하는 방향으로 회전하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 크랭크암의 회전에 의해 상기 제1 롤카나드는 상기 롤카나드 회전축을 중심으로 시계방향으로 회전하고, 상기 제2 크랭크암의 회전에 의해 상기 제2 롤카나드는 상기 롤카나드 회전축을 중심으로 반시계방향으로 회전하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 스크류의 회전에 의해 상기 제1 너트가 상승하면, 상기 제1 크랭크암은 상기 제3 크레비스핀 축을 중심으로 회전하되, 상기 제1 커넥팅로드와 이루는 내각이 증가하는 방향으로 회전하고, 상기 제2 크랭크암은 상기 제4 크레비스핀 축을 중심으로 회전하되, 상기 제2 커넥팅로드와 이루는 내각이 증가하는 방향으로 회전하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 크랭크암의 회전에 의해 상기 제1 롤카나드는 상기 롤카나드 회전축을 중심으로 반시계방향으로 회전하고, 상기 제2 크랭크암의 회전에 의해 상기 제2 롤카나드는 상기 롤카나드 회전축을 중심으로 시계방향으로 회전하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 너트의 양측에는 상기 제1 모터회전축과 평행한 방향으로 가이드슬롯이 형성되어 있고, 상기 가이드슬롯에 상기 제1 모터회전축과 수직한 방향으로 가이드 핀이 삽입됨으로써, 상기 제1 너트가 상기 제1 스크류와의 마찰에 의해 상기 제1 모터회전축을 중심으로 회전되지 않도록 구속된 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 피치카나드 구동부의 상기 제2 너트의 일측과 상기 제3 커넥팅로드의 일측 끝단은 제5 크레비스핀으로 결합됨으로써, 상기 제3 커넥팅로드는 상기 제5 크레비스핀 축을 중심으로 회전하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제3 커넥팅로드의 타측 끝단은 상기 제3 크랭크암의 일측과 제6 크레비스핀으로 결합됨으로써, 상기 제3 크랭크암은 상기 제6 크레비스핀 축을 중심으로 회전하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제5 크레비스핀 축과 상기 제6 크레비스핀 축은, 상기 피치카나드 회전축과 평행한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제2 스크류의 회전에 의해 상기 제2 너트가 하강하면, 상기 제3 크랭크암이 상기 제6 크레비스핀 축을 중심으로 회전하되, 상기 제3 커넥팅로드와 이루는 내각이 증가하는 방향으로 회전하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제3 크랭크암의 회전에 의해 상기 제1 피치카나드와 상기 제2 피치카나드는, 상기 피치카나드 회전축을 중심으로 반시계방향으로 회전하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제2 스크류의 회전에 의해 상기 제2 너트가 상승하면, 상기 제3 크랭크암이 상기 제6 크레비스핀 축을 중심으로 회전하되, 상기 제3 커넥팅로드와 이루는 내각이 감소하는 방향으로 회전하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제3 크랭크암의 회전에 의해 상기 제1 피치카나드와 상기 제2 피치카나드는, 상기 피치카나드 회전축을 중심으로 시계방향으로 회전하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제2 너트는, 상기 제2 모터회전축과 평행하고, 동작이 고정된 가이드바에 끼워짐으로써, 상기 제2 너트가 상기 제2 스크류와의 마찰에 의해 상기 제2 모터회전축을 중심으로 회전되지 않도록 구속된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 롤 및 카나드 구동장치는 링크 메커니즘을 통해 1개의 모터를 작동하여 2개의 롤카나드를 동일한 회전축을 중심으로 서로 반대 방향으로 회전시키도록 설계된 롤카나드 구동부와 1개의 모터를 작동하여 2개의 피치카나드를 동일한 회전축을 중심으로 서로 같은 방향으로 회전시키도록 설계된 피치카나드 구동부를 적용함으로써, 2개의 구동부로 4개의 카나드를 구동시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 상기 롤카나드 구동부와 상기 피치카나드 구동부를 효율적으로 배치함으로써, 설치를 위해 필요한 공간을 최소화하는 효과가 있다.
따라서 이를 통해 종래의 기술보다 필요한 부품의 수 및 설치를 위해 필요한 공간이 감소하여 공간의 효율성 및 비용적인 측면에서 우수하고, 이로 인해 설치 공간이 충분하지 않은 소구경 탄약에도 적용 가능한 효과가 있다.
또한, 링크 메커니즘은 필요한 감속비를 구현하는데 있어서 기어 등의 종래의 방식보다 좁은 공간을 이용하므로 공간적으로 용이한 장점이 있다.
도 1은 정밀유도키트가 장착된 탄의 모식도이다.
도 2는 본 발명인 정밀유도키트용 롤 및 피치카나드 구동장치의 모식도이다.
도 3은 본 발명인 롤카나드 구동부의 모식도이다.
도 4는 본 발명인 롤카나드 구동부의 구동의 일 실시 예로, 구동 시 각 구성의 회전방향을 보여주는 모식도이다.
도 5는 본 발명인 롤카나드 구동부의 구동의 다른 실시 예로, 구동 시 각 구성의 회전방향을 보여주는 모식도이다.
도 6은 도 4의 구동을 보여주는 개념도이다.
도 7은 도 5의 구동을 보여주는 개념도이다.
도 8은 본 발명인 피치카나드 구동부를 보여주는 모식도이다.
도 9는 본 발명인 피치카나드 구동부의 구동의 일 실시 예로, 구동 시 각 구성의 회전방향을 보여주는 모식도이다.
도 10은 본 발명인 피치카나드 구동부의 구동의 다른 실시 예로, 구동 시 각 구성의 회전방향을 보여주는 모식도이다.
도 11은 도 9의 구동을 보여주는 개념도이다.
도 12는 도 10의 구동을 보여주는 개념도이다.
이하, 본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시 예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 구성은 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예인 롤 및 피치카나드 구동장치(300)를 보여주는 모식도이고, 도 3은 롤카나드 구동부(100)의 모식도이며, 도 4는 롤카나드 구동부(100)의 구동의 일 실시 예로, 구동 시 각 구성의 회전방향을 보여주는 모식도이고, 도 5는 롤카나드 구동부(100)의 구동의 다른 실시 예로, 구동 시 각 구성의 회전방향을 보여주는 모식도이며, 도 6은 도 4의 구동을 보여주는 개념도, 도 7은 도 5의 구동을 보여주는 개념도이다.
그리고 도 8은 피치카나드 구동부(200)를 보여주는 모식도이고, 도 9는 피치카나드 구동부(200)의 구동의 일 실시 예로, 구동 시 각 구성의 회전방향을 보여주는 모식도이며, 도 10은 피치카나드 구동부(200)의 구동의 다른 실시 예로, 구동 시 각 구성의 회전방향을 보여주는 모식도이고, 도 11은 도 9의 구동을 보여주는 개념도, 도 12는 도 10의 구동을 보여주는 개념도이다.
본 발명의 롤 및 피치카나드 구동장치(300)는 제1 모터(40)의 작동에 의해 제1 롤카나드(10a)와 제2 롤카나드(10b)를 롤카나드 회전축(L6)을 중심으로 서로 반대 방향으로 회전시키는 롤카나드 구동부(100), 제2 모터(50)의 작동에 의해 제1 피치카나드(20a)와 제2 피치카나드(20b)를 피치카나드 회전축(A4)을 중심으로 서로 같은 방향으로 회전시키는 피치카나드 구동부(200)을 포함하여 구성되며, 상기 롤카나드 구동부(100)와 상기 피치카나드 구동부(200)는 각각 제1 모터(40)와 제2 모터(50)의 작동에 의해 독립적으로 동작한다.
먼저, 도 3 내지 도 7를 참조하여 롤카나드 구동부(100)를 설명한다.
롤카나드 구동부(100)는 제1 모터(40)의 작동에 의해 제1 모터회전축(L1)을 중심으로 회전하는 제1 모터축(11), 상기 제1 모터축(11)에 결합되고 제1 모터축(11)의 회전에 의해 제1 모터회전축(L1)을 중심으로 회전하는 제1 스크류(12), 상기 제1 스크류(12)에 결합되고 제1 스크류(12)의 회전에 의해 상하 직선 이동하는 제1 너트(13), 상기 제1 너트(13)에 결합되고 제1 너트(13)의 직선 이동에 의해 양방향으로 회전 가능하도록 형성된 제1 커넥팅로드(14a)와 제2 커넥팅로드(14b), 상기 제1 커넥팅로드(14a)에 결합되고 제1 커넥팅로드(14a)의 회전에 의해 양방향으로 회전 가능하도록 형성된 제1 크랭크암(15), 상기 제2 커넥팅로드(14b)에 결합되고 제2 커넥팅로드(14b)의 회전에 의해 양방향으로 회전 가능하도록 형성된 제2 크랭크암(16)을 포함하여 구성된다.
그리고 상기 제1 크랭크암(15)에 결합되고 제1 크랭크암(15)의 회전에 의해 발생한 토크를 제공받아 롤카나드 회전축(L6)을 중심으로 회전하는 제1 롤카나드(10a), 상기 제2 크랭크암(16)에 결합되고 제2 크랭크암(16)의 회전에 의해 발생한 토크를 제공받아 상기 롤카나드 회전축(L6)을 중심으로 회전하는 제2 롤카나드(10b)를 포함하여 구성된다.
상기 제1 너트(13)는 제1 스크류(12)와 나사 결합된 원기둥형의 중심부(13a), 상기 중심부(13a)의 대칭되는 양측이 제1 스크류(12)와 수직한 방향으로 각각 연장되어 형성된 제1 연장부(13b)와 제2 연장부(13c)를 포함하여 구성된다.
그리고 상기 제1 연장부(13b)에는 제1 커넥팅로드(14a)의 일측 끝단이 회전 가능하도록 결합되고, 상기 제2 연장부(13c)에는 제2 커넥팅로드(14b)의 일측 끝단이 회전 가능하도록 결합된다.
이때, 상기 제1 커넥팅로드(14a)와 제2 커넥팅로드(14b)의 결합 위치가 제1 모터회전축(L1)을 기준으로 서로 대각선을 이루도록 제1 너트(13)에 결합되는 것이 바람직하다.
보다 상세히 설명하면, 제1 연장부(13b)와 제1 커넥팅로드(14a)의 일측 끝단은 상기 제1 연장부(13b)에 형성된 홀과 상기 제1 커넥팅로드(14a)의 일측 끝단에 형성된 홀에 원기둥형의 머리와 상기 머리보다 직경이 작은 원통형의 몸체를 갖는 제1 크레비스핀(30a)의 몸체가 삽입됨으로써, 상기 제1 커넥팅로드(14a)가 회전 가능하도록 결합된다.
이를 통해 상기 제1 커넥팅로드(14a)는 상기 제1 크레비스핀(30a)의 중심축인 제1 크레비스핀 축(L2)을 중심으로 회전하게 된다.
또한, 제2 연장부(13c)와 제2 커넥팅로드(14b)의 일측 끝단 역시 상기 제2 연장부(13c)에 형성된 홀과 상기 제2 커넥팅로드(14b)의 일측 끝단에 형성된 홀에 제2 크레비스핀(30b)의 몸체가 삽입됨으로써, 상기 제2커넥팅로드(14b)가 회전 가능하도록 결합된다.
이를 통해 상기 제2 커넥팅로드(14b)는 상기 제2 크레비스핀(30b)의 중심축인 제2 크레비스핀 축(L3)을 중심으로 회전하게 된다.
한편, 상기 제1 커넥팅로드(14a)와 상기 제2 커넥팅로드(14b)는 서로 대각선을 이루며 위치하는 것이 바람직하므로 상기 제1 크레비스핀(30a)와 상기 제2 크레비스핀(30b)의 삽입 방향은 반대가 된다.
그리고 제1 커넥팅로드(14a)의 타측 끝단은 제1 크랭크암(15)의 일측 끝단과 결합되는데, 보다 상세히는 상기 제1 커넥팅로드(14a)의 타측 끝단에 형성된 홀과 상기 제1 크랭크암(15)의 일측 끝단에 형성된 홀에 제3 크레비스핀(30c)의 몸체가 삽입됨으로써, 상기 제1 크랭크암(15)이 회전 가능하도록 결합된다.
이를 통해 상기 제1 크랭크암(15)은 상기 제3 크레비스핀(30c)의 중심축인 제3 크레비스핀 축(L4)을 중심으로 회전하게 된다.
또한, 제2 커넥팅로드(14b)의 타측 끝단은 제2 크랭크암(16)의 일측 끝단과 결합되는데, 보다 상세히는 상기 제2 커넥팅로드(14b)의 타측 끝단에 형성된 홀과 상기 제2 크랭크암(16)의 일측 끝단에 형성된 홀에 제4 크레비스핀(30d)의 몸체가 삽입됨으로써, 상기 제2 크랭크암(16)이 회전 가능하도록 결합된다.
이를 통해 상기 제2 크랭크암(16)은 상기 제4 크레비스핀(30d)의 중심축인 제4 크레비스핀 축(L5)을 중심으로 회전하게 된다.
한편, 상기 제1 크랭크암(15)은 제3 크레비스핀(30c)에 의해 제1 커넥팅로드(14a)와 결합된 제1 몸체(15a)와 상기 제1 롤카나드(10a)가 결합된 원기둥형의 제2 몸체(15b)를 포함하여 구성되며, 여기서 상기 제1 몸체(15a)와 상기 제2 몸체(15b)는 수직으로 연결된 것이 바람직하다.
이와 동일하게 상기 제2 크랭크암(16) 역시 제4 크레비스핀(30d)에 의해 제2 커넥팅로드(14b)와 결합된 제1 몸체(16a)와 상기 제2 롤카나드(10b)가 결합된 원기둥형의 제2 몸체(16b)를 포함하여 구성되며, 여기서 상기 제1 몸체(16a)와 상기 제2 몸체(16b)는 수직으로 연결된 것이 바람직하다.
그리고 상기 제1 크랭크암(15)의 제2 몸체(15b)의 중심축과 상기 제2 크랭크암(16)의 제2 몸체(16b)의 중심축은 항상 일직선상에 위치하는 것이 바람직하며, 상기 일직선이 제1 롤카나드(10a)와 제2 롤카나드(10b)의 회전축인 롤카나드 회전축(L6)이 된다.
그리고 상기 제1 크랭크암(15)의 제2 몸체(15b)와 상기 제2 크랭크암(16)의 제2 몸체(16b)는 카나드 구동부(501)의 하우징에 의해 회전은 가능하되, 위치의 이동이 불가능하도록 축 고정되어 있고, 이로 인해 롤카나드 회전축(L6)의 위치 역시 고정되어 있다.
한편, 앞서 설명한 롤카나드 구동부(100)의 구성 중 서로 대응되는 구성은 동일한 크기와 형상을 갖는 것이 바람직하며, 보다 상세히는 제1 커넥팅로드(14a)는 제2 커넥팅로드(14b)와, 제1 크랭크암(15)은 제2 크랭크암(16)과, 제1 롤카나드(10a)는 제2 롤카나드(10b)와, 제1 크레비스핀(30a)은 제 2크레비스핀(30b)와, 제3 크레비스핀(30c)은 제4 크레비스핀(30d)와 대응되므로 동일한 크기와 형상을 갖는다.
한편, 도 3과 같이 롤카나드 구동부(100)의 너트(13)에는 모터회전축(L1)과 평행한 방향으로 가이드슬롯(17)을 형성할 수 있고, 상기 가이드슬롯(17)에 모터회전축(L1)과 수직한 방향으로 가이드핀(18)이 삽입됨으로써, 너트(13)가 회전하는 스크류(12)와의 마찰로 인해 모터회전축(L1)을 중심으로 회전되지 않고 상하 직선 이동만 가능하도록 동작이 구속되어 있다.
그리고 이와 같은 가이드슬롯(17)과 가이드핀(18)은 너트(13)의 양측인 제1 연장부(13b), 제2 연장부(13c) 각각에 형성되는 것이 너트(13)의 회전을 확실히 구속하기 위해 바람직하다.
이하, 도 4 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 롤카나드 구동부(100)의 구동을 설명한다.
도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 크랭크암(15)의 제1 몸체(15a)와 제2 크랭크암(16)의 제1 몸체(16a)가 평행한 위치를 기준으로 제1 모터(40)의 작동에 의해 제1 스크류(12)가 제1 너트(13)가 하강하는 방향으로 회전함으로써 제1 너트(13)가 하강하면, 도 4와 같이 제1 커넥팅로드(14a)와 제2 커넥팅로드(14b)가 각각 회전한다.
그리고 도 6과 같이 제1 커넥팅로드(14a)의 회전에 의해 제1 크랭크암(15)은 제1 몸체(15a)가 제1 커넥팅로드(14a)와 이루는 내각(
Figure 112016128678092-pat00001
)이 감소하는 방향(
Figure 112016128678092-pat00002
)으로 회전하고, 동시에 제2 커넥팅로드(14b)의 회전에 의해 제2 크랭크암(16) 역시 제1 몸체(16a)가 제2 커넥팅로드(14b)와 이루는 내각이 감소하는 방향으로 회전한다.
여기서 제1 크랭크암(15)의 제1 몸체(15a)가 제1 커넥팅로드(14a)와 이루는 내각(
Figure 112016128678092-pat00003
)과 제2 크랭크암(16)의 제1 몸체(16a)가 제2 커넥팅로드(14b)와 이루는 내각의 크기는 동일하고, 내각의 감소량(
Figure 112016128678092-pat00004
) 역시 동일하다.
그러면 제1 크랭크암(15)의 회전에 의해 발생한 토크를 제공받아 제1 롤카나드(10a)가 회전하고, 제2 크랭크암(16)의 회전에 의해 발생한 토크를 제공받아 제2 롤카나드(10b)가 회전하게 된다.
이때, 도 4와 같이 제1 롤카나드(10a)는 롤카나드 회전축(L6)을 중심으로 시계방향으로 회전하고, 제2 롤카나드(10b)는 반시계방향으로 회전한다.
그리고 여기서 제1 롤카나드(10a)의 회전각도는 제1 크랭크암(15)의 회전각도인
Figure 112016128678092-pat00005
와 같고, 제2 롤카나드(10b)의 회전각도는 제2 크랭크암(16)의 회전각도인
Figure 112016128678092-pat00006
와 같으며, 둘의 회전각도는
Figure 112016128678092-pat00007
로 동일하다.
그리고 나아가 제1 크랭크암(15)의 제1 몸체(15a)와 제2 크랭크암(16)의 제1 몸체(16a)가 다시 평행을 이루도록 스크류(12)를 회전시켜 너트(13)를 상승시키면, 앞서 설명한 동작과 반대되는 메커니즘으로 동작되게 된다.
반면에, 도 5 및 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 크랭크암(15)의 제1 몸체(15a)와 제2 크랭크암(16)의 제1 몸체(16a)가 평행한 위치를 기준으로 제1 모터(40)의 작동에 의해 제1 스크류(12)가 제1 너트(13)가 상승하는 방향으로 회전함으로써 제1 너트(13)가 상승하면, 도 5와 같이 제1 커넥팅로드(14a)와 제2 커넥팅로드(14b)가 각각 회전한다.
그리고 도 7과 같이 제1 커넥팅로드(14a)의 회전에 의해 제1 크랭크암(15)은 제1 몸체(15a)가 제1 커넥팅로드(14a)와 이루는 내각(
Figure 112016128678092-pat00008
)이 증가하는 방향(
Figure 112016128678092-pat00009
)으로 회전하고, 동시에 제2 커넥팅로드(14b)의 회전에 의해 제2 크랭크암(16) 역시 제1 몸체(16a)가 제2 커넥팅로드(14b)와 이루는 내각이 증가하는 방향으로 회전한다.
여기서 제1 크랭크암(15)의 제1 몸체(15a)가 제1 커넥팅로드(14a)와 이루는 내각(
Figure 112016128678092-pat00010
)과 제2 크랭크암(16)의 제1 몸체(16a)가 제2 커넥팅로드(14b)와 이루는 내각의 크기는 동일하고, 내각의 증가량(
Figure 112016128678092-pat00011
) 역시 동일하다.
그러면 제1 크랭크암(15)의 회전에 의해 발생한 토크를 제공받아 제1 롤카나드(10a)가 회전하고, 제2 크랭크암(16)의 회전에 의해 발생한 토크를 제공받아 제2 롤카나드(10b)가 회전하게 된다.
이때, 도 5와 같이 제1 롤카나드(10a)는 롤카나드 회전축(L6)을 중심으로 반시계방향으로 회전하고, 제2 롤카나드(10b)는 시계방향으로 회전한다.
그리고 여기서 제1 롤카나드(10a)의 회전각도는 제1 크랭크암(15)의 회전각도인
Figure 112016128678092-pat00012
와 같고, 제2 롤카나드(10b)의 회전각도는 제2 크랭크암(16)의 회전각도인
Figure 112016128678092-pat00013
와 같으며, 둘의 회전각도는
Figure 112016128678092-pat00014
로 동일하다.
그리고 나아가 제1 크랭크암(15)의 제1 몸체(15a)와 제2 크랭크암(16)의 제1 몸체(16a)가 다시 평행을 이루도록 제1 스크류(12)를 회전시켜 제1 너트(13)를 하강시키면, 앞서 설명한 동작과 반대되는 메커니즘으로 동작되게 된다.
이러한 롤카나드 구동부(100)는 제1 롤카나드(10a)와 제2 롤카나드(10b) 각각의 회전각도가 롤카나드 회전축(L6)을 중심으로 시계방향으로 약 20도 이하, 반시계방향으로 약 20도 이하의 범위 내에서 회전하도록 즉, 길이에 의해 제한된 각운동을 하며, 이러한 각도의 범위는 제1 커넥팅로드(14a), 제2 커넥팅로드(14b), 제1 크랭크암(15), 제2 크랭크암(16) 등의 구성요소의 길이 조절 및 설계를 통해 변경이 가능하다.
다음으로, 도 8 내지 도 12를 참조하여 피치카나드 구동부(200)를 설명한다.
피치카나드 구동부(200)는 제2 모터(50)의 작동에 의해 제2 모터회전축(A1)을 중심으로 회전하는 제2 모터축(21), 상기 제2 모터축(21)에 결합되고 제2 모터축(21)의 회전에 의해 제2 모터회전축(A1)을 중심으로 회전하는 제2 스크류(22), 상기 제2 스크류(22)에 결합되고 제2 스크류(22)의 회전에 의해 상하 직선 이동하는 제2 너트(23), 상기 제2 너트(23)에 결합되고 제2 너트(23)의 직선 이동에 의해 양방향으로 회전 가능하도록 형성된 제3 커넥팅로드(24), 상기 제3 커넥팅로드(24)에 결합되고 제3 커넥팅로드(24)의 회전에 의해 양방향으로 회전 가능하도록 형성된 사각 프레임형의 제3 크랭크암(25)을 포함하여 구성된다.
그리고 상기 제3 크랭크암(25)의 양측에 대칭을 이루며 각각 가이드핀(27)에 의해 결합되고 상기 제3 크랭크암(25)의 회전에 의해 발생한 토크를 제공받아 피치카나드 회전축(A4)을 중심으로 회전하는 제1 피치카나드(20a), 제2 피치카나드(20b)를 포함하여 구성된다.
상기 제2 너트(23)는 제2 스크류(22)와 나사 결합된 중심부를 갖는 사각판 형상으로, 상기 제2 너트(23)의 일측에 상기 제3 커넥팅로드(24)의 일측 끝단이 회전 가능하도록 결합된다.
보다 상세히 설명하면, 제2 너트(23)와 제3 커넥팅로드(24)의 일측 끝단은 상기 제2 너트(23)에 형성된 홀과 상기 제3 커넥팅로드(24)의 일측 끝단에 형성된 홀에 제5 크레비스핀(30e)의 몸체가 삽입됨으로써, 상기 제3 커넥팅로드(24)가 회전 가능하도록 결합된다.
이를 통해 상기 제3 커넥팅로드(24)는 상기 제5 크레비스핀(30e)의 중심축인 제5 크레비스핀 축(A2)을 중심으로 회전하게 된다.
또한, 제3 커넥팅로드(24)의 타측 끝단은 제3 크랭크암(25)의 일측 프레임과 결합되는데, 보다 상세히는 상기 제3 커넥팅로드(24)의 타측 끝단에 형성된 홀과 상기 제3 크랭크암(25)의 일측 프레임에 형성된 홀에 제6 크레비스핀(30f)의 몸체가 삽입됨으로써, 상기 제3 크랭크암(25)이 회전 가능하도록 결합된다.
이를 통해 상기 제3 크랭크암(25)은 상기 제6 크레비스핀(30f)의 중심축인 제6 크레비스핀 축(A3)을 중심으로 회전하게 된다.
여기서 상기 제5 크레비스핀 축(A2)과 상기 제6 크레비스핀 축(A3)은 서로 평행하고, 제1 피치카나드(20a)와 제2 피치카나드(20b)의 회전축인 피치카나드 회전축(A4)과도 평행하며, 제2 모터회전축(A1)과는 수직을 이루는 것이 바람직하다.
그리고 상기 제3 크랭크암(25)은 카나드 구동부(501)의 하우징에 의해 회전은 가능하되, 위치의 이동이 불가능하도록 축 고정되어 있고, 이로 인해 피치카나드 회전축(A4)의 위치 역시 고정되어 있다.
한편, 도 8과 같이 피치카나드 구동부(200)의 제2 너트(23)의 일측에는 홀이 형성되어 있고, 상기 홀에 제2 모터회전축(A1)과 평행하고, 일측 또는 양측이 타 구성에 고정되어 동작이 고정된 가이드바(26)가 끼워짐으로써, 제2 너트(23)가 회전하는 제2 스크류(22)와의 마찰로 인해 제2 모터회전축(A1)을 중심으로 회전되지 않고 상하 직선 이동만 가능하도록 동작이 구속되어 있다.
그리고 이와 같은 가이드바(26)는 제3 커넥팅로드(24)와 결합된 일측의 맞은편 측에 위치하는 것이 제3 커넥팅로드(24)의 회전을 방해하지 않고 제2 너트(23)의 회전을 확실히 구속하기 위해 바람직하다.
이하, 도 9 내지 도 12를 참조하여 본 발명의 피치카나드 구동부(200)의 구동을 설명한다.
도 9 및 도 11에 도시된 바와 같이, 제3 크랭크암(25)이 제2 모터회전축(A1)과 수직을 이루는 위치를 기준으로 제2 모터(50)의 작동에 의해 제2 스크류(22)가 제2 너트(23)가 하강하는 방향으로 회전함으로써 제2 너트(23)가 하강하면, 도 9와 같이 제3 커넥팅로드(24)가 회전한다.
그리고 도 11과 같이 제3 커넥팅로드(24)의 회전에 의해 제3 크랭크암(25)은 제3 커넥팅로드(24)와 이루는 내각(
Figure 112016128678092-pat00015
)이 증가하는 방향(
Figure 112016128678092-pat00016
)으로 회전한다.
그러면 제3 크랭크암(25)의 회전에 의해 발생한 토크를 제공받아 제1 피치카나드(20a)와 제2 피치카나드(20b)가 회전하게 된다.
이때, 도 9와 같이 제1 피치카나드(20a)와 제2 피치카나드(20b)는 피치카나드 회전축(A4)을 중심으로 반시계방향으로 회전한다.
그리고 여기서 제1 피치카나드(20a)와 제2 피치카나드(20b)의 회전각도는 제3 크랭크암(25)의 회전각도인
Figure 112016128678092-pat00017
로 동일하다.
그리고 나아가 제3 크랭크암(25)이 제2 모터회전축(A1)과 다시 수직을 이루도록 제2 스크류(22)를 회전시켜 제2 너트(23)를 상승시키면, 앞서 설명한 동작과 반대되는 메커니즘으로 동작되게 된다.
반면에, 도 10 및 도 12에 도시된 바와 같이, 제3 크랭크암(25)이 제2 모터회전축(A1)과 수직을 이루는 위치를 기준으로 제2 모터(50)의 작동에 의해 제2 스크류(22)가 제2 너트(23)가 상승하는 방향으로 회전함으로써 제2 너트(23)가 상승하면, 도 10과 같이 제3 커넥팅로드(24)가 회전한다.
그리고 도 12와 같이 제3 커넥팅로드(24)의 회전에 의해 제3 크랭크암(25)은 제3 커넥팅로드(24)와 이루는 내각(
Figure 112016128678092-pat00018
)이 감소하는 방향(
Figure 112016128678092-pat00019
)으로 회전한다.
그러면 제3 크랭크암(25)의 회전에 의해 발생한 토크를 제공받아 제1 피치카나드(20a)와 제2 피치카나드(20b)가 회전하게 된다.
이때, 도 10과 같이 제1 피치카나드(20a)와 제2 피치카나드(20b)는 피치카나드 회전축(A4)을 중심으로 시계방향으로 회전한다.
그리고 여기서 제1 피치카나드(20a)와 제2 피치카나드(20b)의 회전각도는 제3 크랭크암(25)의 회전각도인
Figure 112016128678092-pat00020
로 동일하다.
그리고 나아가 제3 크랭크암(25)이 제2 모터회전축(A1)과 다시 수직을 이루도록 제2 스크류(22)를 회전시켜 제2 너트(23)를 하강시키면, 앞서 설명한 동작과 반대되는 메커니즘으로 동작되게 된다.
이러한 피치카나드 구동부(200)도 제1 피치카나드(20a)와 제2 피치카나드(20b) 각각의 회전각도가 피치카나드 회전축(A4)을 중심으로 시계방향으로 약 20도 이하, 반시계방향으로 약 20도 이하의 범위 내에서 회전하도록 즉, 길이에 의해 제한된 각운동을 하며, 이러한 각도의 범위는 제3 커넥팅로드(24), 제3 크랭크암(25) 등의 구성요소의 길이 조절 및 설계를 통해 변경이 가능하다.
본 발명의 롤카나드 구동부(100) 및 피치카나드 구동부(200)는 4절 링크 메커니즘을 통해 슬라이더(slider)의 직선 운동이 크랭크(crank)의 회전운동으로 작용하기도 하고, 크랭크(crank)의 회전운동이 슬라이더(slider)의 직선운동으로 작용하기도 하는 시스템인 slide-crank mechanism을 통해 동작된다.
그리고 이와 같은 메커니즘을 통해 모터(40,50)의 회전속도 대비 카나드(10,20)의 회전속도는 감속하고, 모터(40,50)의 토크 대비 카나드(10,20)의 토크는 증폭하게 되며, 이때 모터(40,50)의 회전속도와 카나드(10,20)의 회전속도의 비가 감속비가 된다.
이하, 도 2를 참조하여 상기 설명한 롤카나드 구동부(100)와 피치카나드 구동부(200)를 포함하여 구성된 롤 및 피치카나드 구동장치(300)을 설명한다.
롤 및 피치카나드 구동장치(300)는 제한된 공간 내에서 설치 가능하도록 부피를 최소화시키기 위해 독립적으로 작동하는 롤카나드 구동부(100)와 피치카나드 구동부(200)를 중첩 배치하고 있다.
보다 상세히 설명하면, 롤카나드 구동부(100)의 제1 모터(40) 및 제1 모터축(11)이 피치카나드 구동부(200)의 제2 모터(50) 및 제2 모터축(21)과 서로 마주보며 위치해있다.
그리고 롤카나드 구동부(100)의 제1 모터회전축(L1)과 피치카나드 구동부(200)의 제2 모터회전축(A1)이 일직선상에 위치하고, 동시에 롤카나드 회전축(L6)과 피치카나드 회전축(A4)이 서로 수직을 이루도록 배치되어 있다.
또한, 롤카나드 구동부(100)의 제1 너트(13)는 피치카나드 구동부(200)의 제3 크랭크암(25)의 프레임 안쪽에 위치하여, 상기 제3 크랭크암(25)의 프레임 안을 상하로 통과하며 직선 이동하는 것이 바람직하다.
이를 위해 제1 너트(13)는 회전하는 제3 크랭크암(25)의 프레임 안을 상하로 통과하며 직선 이동할 수 있는 크기로 제작되어야 한다.
그리고 피치카나드 구동부(200)의 제2 너트(23)는 롤카나드 구동부(100)의 제1 크랭크암(15)의 제1 몸체(15a), 제2 크랭크암(16)의 제1 몸체(16a), 제3 크레비스핀(30c)이 삽입된 제1 커넥팅로드(14a) 타측, 제4 크레비스핀(30d)이 삽입된 제2 커넥팅로드(14b)의 타측이 테두리가 되어 형성하고 있는 사각형상의 공간 안을 상하로 통과하며 직선 이동하는 것이 바람직하다.
이를 위해 제2 너트(23)는 회전하는 제1 크랭크암(15)의 제1 몸체(15a), 제2 크랭크암(16)의 제1 몸체(16a), 제1 커넥팅로드(14a), 제2 커넥팅로드(14b)가 테두리로 작용하여 형성하고 있는 사각형상의 공간 안을 상하로 통과하며 직선 이동할 수 있는 크기로 제작되어야 한다.
본 발명의 롤 및 피치카나드 구동장치(300)는, 롤카나드 구동부(100)와 피치카나드 구동부(200)가 부피를 최소화하는 방향으로 효율적으로 중첩 배치됨으로써, 공간적 제약이 심한 포탄약용 및 소구경 탄약의 경우에도 적용 가능하다.
나아가 중첩 배치되었음에도 롤카나드 구동부(100)와 피치카나드 구동부(200)는 서로의 동작을 방해하지 않고 독립적으로 원활히 동작할 수 있게 된다.
본 발명인 정밀유도키트용 롤 및 피치카나드 구동장치의 실시 예는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 당업자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하는 바람직한 실시 예일 뿐, 전술한 실시 예 및 첨부한 도면에 한정되는 것은 아니므로 이로 인해 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 당업자에게 있어 명백할 것이며, 당업자에 의해 용이하게 변경 가능한 부분도 본 발명의 권리범위에 포함됨은 자명하다.
1000 : 탄
500 : 정밀유도키트
501 : 카나드 구동부
300 : 롤 및 피치카나드 구동장치
200 : 피치카나드 구동부
100 : 롤카나드 구동부
10 : 롤카나드
10a : 제1 롤카나드
10b : 제2 롤카나드
11 : 제1 모터축
12 : 제1 스크류
13 : 제1 너트
13a : 중심부
13b : 제1 연장부
13c : 제2 연장부
14a : 제1 커넥팅로드
14b : 제2 커넥팅로드
15 : 제1 크랭크암
15a : 제1 크랭크암의 제1 몸체
15b : 제1 크랭크암의 제2 몸체
16 : 제2 크랭크암
16a : 제2 크랭크암의 제1 몸체
16b : 제2 크랭크암의 제2 몸체
17 : 가이드슬롯
18 : 가이드핀
20 : 피치카나드
20a : 제1 피치카나드
20b : 제2 피치카나드
21 : 제2 모터축
22 : 제2 스크류
23 : 제2 너트
24 : 제3 커넥팅로드
25 : 제3 크랭크암
26 : 가이드바
27 : 가이드핀
30a : 제1 크레비스핀
30b : 제2 크레비스핀
30c : 제3 크레비스핀
30d : 제4 크레비스핀
30e : 제5 크레비스핀
30f : 제6 크레비스핀
40 : 제1 모터
50 : 제2 모터

Claims (24)

  1. 제1 모터의 작동에 의해 제1 롤카나드와 제2 롤카나드를 롤카나드 회전축을 중심으로 서로 반대 방향으로 회전시키는 롤카나드 구동부; 및
    제2 모터의 작동에 의해 제1 피치카나드와 제2 피치카나드를 피치카나드 회전축을 중심으로 서로 같은 방향으로 회전시키는 피치카나드 구동부;를 포함하고,
    상기 롤카나드 구동부와 상기 피치카나드 구동부가 독립적으로 동작하는 것을 특징으로 하는 정밀유도키트용 롤 및 피치카나드 구동장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 롤카나드 구동부는,
    상기 제1 모터의 작동에 의해 제1 모터회전축을 중심으로 회전하는 제1 스크류;
    상기 제1 스크류에 결합되고, 상기 제1 스크류의 회전에 의해 상하 직선 이동하는 제1 너트;
    상기 제1 너트에 결합되고, 상기 제1 너트의 직선 이동에 의해 양방향으로 회전 가능하도록 형성된 제1 커넥팅로드와 제2 커넥팅로드;
    상기 제1 커넥팅로드에 결합되고, 상기 제1 커넥팅로드의 회전에 의해 양방향으로 회전 가능하도록 형성되며, 상기 제1 롤카나드와 결합되어 상기 제1 롤카나드가 회전하도록 토크를 제공하는 제1 크랭크암;
    상기 제2 커넥팅로드에 결합되고, 상기 제2 커넥팅로드의 회전에 의해 양방향으로 회전 가능하도록 형성되며, 상기 제2 롤카나드와 결합되어 상기 제2 롤카나드가 회전하도록 토크를 제공하는 제2 크랭크암;을 포함하는 것을 특징으로 하는 정밀유도키트용 롤 및 피치카나드 구동장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 피치카나드 구동부는,
    상기 제2 모터의 작동에 의해 제2 모터회전축을 중심으로 회전하는 제2 스크류;
    상기 제2 스크류에 결합되고, 상기 제2 스크류의 회전에 의해 상하 직선 이동하는 제2 너트;
    상기 제2 너트의 일측에 결합되고, 상기 제2 너트의 직선 이동에 의해 양방향으로 회전 가능하도록 형성된 제3 커넥팅로드;
    상기 제3 커넥팅로드에 결합되고, 상기 제3 커넥팅로드의 회전에 의해 양방향으로 회전 가능하도록 형성되며, 상기 제1 피치카나드와 상기 제2 피치카나드가 양측에 대칭을 이루며 결합되어 상기 제1 피치카나드와 상기 제2 피치카나드가 회전하도록 토크를 제공하는 사각 프레임형의 제3 크랭크암;을 포함하는 것을 특징으로 하는 정밀유도키트용 롤 및 피치카나드 구동장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 롤카나드 구동부와 상기 피치카나드 구동부는,
    상기 제1 모터회전축과 상기 제2 모터회전축이 일직선상에 위치하고,
    동시에 상기 롤카나드 회전축과 상기 피치카나드 회전축이 서로 수직을 이루도록,
    위치하는 것을 특징으로 하는 정밀유도키트용 롤 및 피치카나드 구동장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 롤카나드 구동부의 상기 제1 너트는,
    상기 피치카나드 구동부의 상기 제3 크랭크암의 프레임 안을 상하로 통과하며 직선 이동하는 것을 특징으로 하는 정밀유도키트용 롤 및 피치카나드 구동장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 피치카나드 구동부의 상기 제2 너트는,
    상기 롤카나드 구동부의 상기 제1 커넥팅로드, 상기 제2 커넥팅로드, 상기 제1 크랭크암 및 상기 제2 크랭크암이 테두리가 되어 형성하고 있는 공간 안을 상하 직선 이동하는 것을 특징으로 하는 정밀유도키트용 롤 및 피치카나드 구동장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 롤카나드 구동부의 상기 제1 너트는 상기 제1 스크류와 나사 결합된 중심부;
    상기 중심부의 양측이 상기 제1 스크류와 수직으로 연장되어 형성된 제1 연장부와 제2 연장부;를 포함하고,
    상기 제1 연장부에는 상기 제1 커넥팅로드의 일측 끝단이 회전 가능하도록 결합되고,
    상기 제2 연장부에는 상기 제2 커넥팅로드의 일측 끝단이 회전 가능하도록 결합되되, 상기 제1 커넥팅로드와 대각선을 이루는 위치에 결합되는 것을 특징으로 하는 정밀유도키트용 롤 및 피치카나드 구동장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 연장부와 상기 제1 커넥팅로드의 일측 끝단은 제1 크레비스핀으로 결합됨으로써, 상기 제1 커넥팅로드는 상기 제1 크레비스핀 축을 중심으로 회전하고,
    상기 제2 연장부와 상기 제2 커넥팅로드의 일측 끝단은 제2 크레비스핀으로 결합됨으로써, 상기 제2 커넥팅로드는 상기 제2 크레비스핀 축을 중심으로 회전하는 것을 특징으로 하는 정밀유도키트용 롤 및 피치카나드 구동장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 커넥팅로드의 타측 끝단은 상기 제1 크랭크암의 일측 끝단과 제3 크레비스핀으로 결합됨으로써, 상기 제1 크랭크암은 상기 제3 크레비스핀 축을 중심으로 회전하고,
    상기 제2 커넥팅로드의 타측 끝단은 상기 제2 크랭크암의 일측 끝단과 제4 크레비스핀으로 결합됨으로써, 상기 제2 크랭크암은 상기 제4 크레비스핀 축을 중심으로 회전하는 것을 특징으로 하는 정밀유도키트용 롤 및 피치카나드 구동장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 크랭크암은 상기 제1 커넥팅로드의 타측 끝단과 결합된 제1 몸체;
    상기 제1 몸체와 수직으로 연결되고, 상기 제1 롤카나드가 결합된 제2 몸체;를 포함하고,
    상기 제2 크랭크암은 상기 제2 커넥팅로드의 타측 끝단과 결합된 제1 몸체;
    상기 제2 크랭크암의 상기 제1 몸체와 수직으로 연결되고, 상기 제2 롤카나드가 결합된 제2 몸체;를 포함하는 것을 특징으로 하는 정밀유도키트용 롤 및 피치카나드 구동장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 크랭크암의 상기 제2 몸체의 중심축과 상기 제2 크랭크암의 상기 제2 몸체의 중심축은 일직선상에 위치하고, 상기 롤카나드 회전축과 동일한 것을 특징으로 하는 정밀유도키트용 롤 및 피치카나드 구동장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 스크류의 회전에 의해 상기 제1 너트가 하강하면,
    상기 제1 크랭크암은 상기 제3 크레비스핀 축을 중심으로 회전하되, 상기 제1 커넥팅로드와 이루는 내각이 감소하는 방향으로 회전하고,
    상기 제2 크랭크암은 상기 제4 크레비스핀 축을 중심으로 회전하되, 상기 제2 커넥팅로드와 이루는 내각이 감소하는 방향으로 회전하는 것을 특징으로 하는 정밀유도키트용 롤 및 피치카나드 구동장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 크랭크암의 회전에 의해 상기 제1 롤카나드는 상기 롤카나드 회전축을 중심으로 시계방향으로 회전하고,
    상기 제2 크랭크암의 회전에 의해 상기 제2 롤카나드는 상기 롤카나드 회전축을 중심으로 반시계방향으로 회전하는 것을 특징으로 하는 정밀유도키트용 롤 및 피치카나드 구동장치.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 제1 스크류의 회전에 의해 상기 제1 너트가 상승하면,
    상기 제1 크랭크암은 상기 제3 크레비스핀 축을 중심으로 회전하되, 상기 제1 커넥팅로드와 이루는 내각이 증가하는 방향으로 회전하고,
    상기 제2 크랭크암은 상기 제4 크레비스핀 축을 중심으로 회전하되, 상기 제2 커넥팅로드와 이루는 내각이 증가하는 방향으로 회전하는 것을 특징으로 하는 정밀유도키트용 롤 및 피치카나드 구동장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1 크랭크암의 회전에 의해 상기 제1 롤카나드는 상기 롤카나드 회전축을 중심으로 반시계방향으로 회전하고,
    상기 제2 크랭크암의 회전에 의해 상기 제2 롤카나드는 상기 롤카나드 회전축을 중심으로 시계방향으로 회전하는 것을 특징으로 하는 정밀유도키트용 롤 및 피치카나드 구동장치.
  16. 제4항에 있어서,
    상기 제1 너트의 양측에는 상기 제1 모터회전축과 평행한 방향으로 가이드슬롯이 형성되어 있고,
    상기 가이드슬롯에 상기 제1 모터회전축과 수직한 방향으로 가이드 핀이 삽입됨으로써,
    상기 제1 너트가 상기 제1 스크류와의 마찰에 의해 상기 제1 모터회전축을 중심으로 회전되지 않도록 구속된 것을 특징으로 하는 정밀유도키트용 롤 및 피치카나드 구동장치.
  17. 제4항에 있어서,
    상기 피치카나드 구동부의 상기 제2 너트의 일측과 상기 제3 커넥팅로드의 일측 끝단은 제5 크레비스핀으로 결합됨으로써, 상기 제3 커넥팅로드는 상기 제5 크레비스핀 축을 중심으로 회전하는 것을 특징으로 하는 정밀유도키트용 롤 및 피치카나드 구동장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제3 커넥팅로드의 타측 끝단은 상기 제3 크랭크암의 일측과 제6 크레비스핀으로 결합됨으로써, 상기 제3 크랭크암은 상기 제6 크레비스핀 축을 중심으로 회전하는 것을 특징으로 하는 정밀유도키트용 롤 및 피치카나드 구동장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제5 크레비스핀 축과 상기 제6 크레비스핀 축은,
    상기 피치카나드 회전축과 평행한 것을 특징으로 하는 정밀유도키트용 롤 및 피치카나드 구동장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 제2 스크류의 회전에 의해 상기 제2 너트가 하강하면,
    상기 제3 크랭크암이 상기 제6 크레비스핀 축을 중심으로 회전하되,
    상기 제3 커넥팅로드와 이루는 내각이 증가하는 방향으로 회전하는 것을 특징으로 하는 정밀유도키트용 롤 및 피치카나드 구동장치.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 제3 크랭크암의 회전에 의해 상기 제1 피치카나드와 상기 제2 피치카나드는,
    상기 피치카나드 회전축을 중심으로 반시계방향으로 회전하는 것을 특징으로 하는 정밀유도키트용 롤 및 피치카나드 구동장치.
  22. 제19항에 있어서,
    상기 제2 스크류의 회전에 의해 상기 제2 너트가 상승하면,
    상기 제3 크랭크암이 상기 제6 크레비스핀 축을 중심으로 회전하되,
    상기 제3 커넥팅로드와 이루는 내각이 감소하는 방향으로 회전하는 것을 특징으로 하는 정밀유도키트용 롤 및 피치카나드 구동장치.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 제3 크랭크암의 회전에 의해 상기 제1 피치카나드와 상기 제2 피치카나드는,
    상기 피치카나드 회전축을 중심으로 시계방향으로 회전하는 것을 특징으로 하는 정밀유도키트용 롤 및 피치카나드 구동장치.
  24. 제4항에 있어서,
    상기 제2 너트는,
    상기 제2 모터회전축과 평행하고, 동작이 고정된 가이드바에 끼워짐으로써,
    상기 제2 너트가 상기 제2 스크류와의 마찰에 의해 상기 제2 모터회전축을 중심으로 회전되지 않도록 구속된 것을 특징으로 하는 정밀유도키트용 롤 및 피치카나드 구동장치.
KR1020160181354A 2016-12-28 2016-12-28 정밀유도키트용 롤 및 피치카나드 구동장치 KR101903254B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160181354A KR101903254B1 (ko) 2016-12-28 2016-12-28 정밀유도키트용 롤 및 피치카나드 구동장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160181354A KR101903254B1 (ko) 2016-12-28 2016-12-28 정밀유도키트용 롤 및 피치카나드 구동장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180076801A KR20180076801A (ko) 2018-07-06
KR101903254B1 true KR101903254B1 (ko) 2018-10-01

Family

ID=62921446

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160181354A KR101903254B1 (ko) 2016-12-28 2016-12-28 정밀유도키트용 롤 및 피치카나드 구동장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101903254B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11892275B2 (en) * 2022-05-25 2024-02-06 Raytheon Company Drive mechanism for control surface actuation

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080029641A1 (en) 2005-02-07 2008-02-07 Bae Systems Information And Electronic Systems Three Axis Aerodynamic Control of Guided Munitions
US20110073705A1 (en) 2005-10-05 2011-03-31 Giat Industries Drive device for projectile fins

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ATE438074T1 (de) * 2001-02-01 2009-08-15 Bae Sys Land & Armaments Lp Zweidimensionale geschossflugbahnkorrekturvorrichtung
US8513581B2 (en) * 2008-05-20 2013-08-20 Raytheon Company Multi-caliber fuze kit and methods for same
EP2707673B1 (en) * 2011-05-13 2018-11-07 Leigh Aerosystems Corporation Ground-projectile guidance system
US9546853B2 (en) * 2014-08-05 2017-01-17 Raytheon Company Air vehicle with control system mechanical coupler

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080029641A1 (en) 2005-02-07 2008-02-07 Bae Systems Information And Electronic Systems Three Axis Aerodynamic Control of Guided Munitions
US20110073705A1 (en) 2005-10-05 2011-03-31 Giat Industries Drive device for projectile fins

Also Published As

Publication number Publication date
KR20180076801A (ko) 2018-07-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8410412B2 (en) Guidance control for spinning or rolling vehicle
EP1009966B1 (en) Method and apparatus for non-propulsive fin control in an air or sea vehicle using planar actuation
US9546854B2 (en) Ground-projectile guidance system
CN107589548A (zh) 一种匀光棒调节装置和投影机
KR101903254B1 (ko) 정밀유도키트용 롤 및 피치카나드 구동장치
KR102223487B1 (ko) 발사체용 핀 전개 기구 및 핀 전개 방법
JPH05202689A (ja) 部材の位置決め装置およびこの装置を用いた掘削機の掘削方向制御装置
JP2011144911A (ja) 送りねじ機構
JP4440291B2 (ja) 燃料流体噴射回路のための直接制御燃料バルブ
CN105281034B (zh) 一种小型化天线伺服装置
KR101903250B1 (ko) 정밀유도키트용 롤카나드 구동장치 및 이를 이용한 롤카나드 구동방법
US9163915B2 (en) Projectile with steerable control surfaces and control method of the control surfaces of such a projectile
US9297622B2 (en) Projectile with steerable fins and control method of the fins of such a projectile
CN101229069A (zh) B超匀速扇形扫描运动装置
US9464876B2 (en) Trajectory modification of a spinning projectile by controlling the roll orientation of a decoupled portion of the projectile that has actuated aerodynamic surfaces
KR101746556B1 (ko) 블레이드 각도 조절장치
US6752352B1 (en) Gun-launched rolling projectile actuator
KR102214443B1 (ko) 날개 중립 위치 고정 장치 및 이를 포함하는 발사체
CN114061136A (zh) 用于导风板的运动机构、空调器
JP4222240B2 (ja) 制御ドア駆動装置
JP2010039351A (ja) 空間安定装置のジンバルの動作バランス調整構造
KR20220036639A (ko) 유도비행체용 구동장치
WO2011146988A1 (en) Rotatable electrical connection
JP2010032075A (ja) 飛翔体の操舵装置
RU2010129955A (ru) Направляемая система

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant