KR101937391B1 - 유도무기용 구동장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따르면, 외면에 적어도 하나 이상의 날개부를 포함하는 하우징 및 상기 하우징의 중심부에 위치하는 위치 센서 모듈을 포함하고, 상기 날개부를 구동하는 구동 모듈을 포함하며, 제1 회전축 내지 제4 회전축이 실질적으로 동일한 평면상에 배치되어 유도 무기의 유도 제어 성능을 확보하는 유도무기용 구동장치가 개시된다.

Description

유도무기용 구동장치{Driving Apparatus for Guidance Weapon}

본 발명은 유도무기의 구동장치에 관한 것으로, 특히 소형 유도무기용 4축 전기식 구동장치에 관한 것이다.

유도무기 발사체는 조종핀의 방향각을 제어하여 상하운동, 선회운동, 구름운동을 하게 되고 이 운동에 의해 방향 및 자세가 결정되는데 조종핀의 방향각을 조종하는 장치로써 다수의 구동장치가 설치된다.

종래에는 지름 70.0mm급의 유도무기의 구동장치가 개발되었으며, 공간의 협소함으로 인하여 날개의 회전축이 동일평면에 배치되지 못하였다. 예를 들어 제1 축 및 제3 축과 제2 축 및 제4 축의 날개의 축이 유도 발사체의 길이방향으로 일정거리를 두고 떨어져 배치된다.

이에 따라, 제1 내지 제4 축의 날개의 축이 동일평면에 배치되지 못하여 유도 발사체 발사 시 롤링발생으로 제어 성능이 저하되며, 지름 40.0mm급의 소형의 유도 발사체에 적용이 힘들다.

유도무기 발사체는 조종핀의 방향각을 제어하여 상하운동, 선회운동, 구름운동을 하게 되고 이 운동에 의해 방향 및 자세가 결정되는데 조종핀의 방향각을 조종하는 장치로써 다수의 구동장치가 설치된다.

종래에는 지름 70.0mm급의 유도무기의 구동장치가 개발되었으며, 공간의 협소함으로 인하여 날개의 회전축이 동일평면에 배치되지 못하였다. 예를 들어 제1 축 및 제3 축과 제2 축 및 제4 축의 날개의 축이 유도 발사체의 길이방향으로 일정거리를 두고 떨어져 배치된다.

이에 따라, 제1 내지 제4 축의 날개의 축이 동일평면에 배치되지 못하여 유도 발사체 발사 시 롤링발생으로 제어 성능이 저하되며, 지름 40.0mm급의 소형의 유도 발사체에 적용이 힘들다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 유도무기용 구동장치는, 외면에 적어도 하나 이상의 날개부를 포함하는 하우징 및 상기 하우징의 중심부에 위치하는 위치 센서 모듈을 포함하고, 상기 날개부를 구동하는 구동 모듈을 포함하며, 상기 구동 모듈은, 제1 구동 모듈 및 상기 중심부를 중심으로 상기 제1 구동 모듈과 대향하여 위치하는 제2 구동 모듈을 포함하고, 상기 제1 구동 모듈과 제2 구동 모듈은 각각 상기 날개부와 연결되어 상기 날개부를 회전시키는 제1 회전축 및 제2 회전축을 포함하며, 상기 제1 회전축 및 제2 회전축은 실질적으로 동일한 평면상에 배치된다.

여기서, 구동 모듈은, 제3 구동 모듈 및 상기 중심부를 중심으로 상기 제3 구동 모듈과 대향하여 위치하는 제4 구동 모듈을 포함하고, 상기 제3 구동 모듈과 제4 구동 모듈은 각각 상기 날개부와 연결되어 상기 날개부를 회전시키는 제3 회전축 및 제4 회전축을 포함하며, 상기 제3 회전축 및 제4 회전축은 실질적으로 동일한 평면상에 배치된다.

여기서, 구동 모듈은, 모터의 구동에 의해 상기 날개부를 일정한 각도로 이동시키는 모터 모듈, 상기 모터 모듈과 회전축을 연결하는 토크암 모듈, 상기 하우징의 중심부에 위치하는 조립체의 일면에 위치하는 위치 센서 모듈을 포함한다.

여기서, 모터 모듈은, 상기 하우징의 외측에 위치하는 구동 모터 및 상기 구동 모터와 연결되어 상기 구동 모터의 구동력에 의해 회전하는 리드스크류를 포함하며, 상기 토크암 모듈은 적어도 일부가 상기 리드스크류를 감싸는 형태이다.

여기서, 토크암 모듈은, 상기 모터 모듈 측과 연결되는 제1 토크암 링크부 및 상기 위치 센서 모듈 측과 연결되는 제2 토크암 링크부를 포함하며, 상기 제1 토크암 링크부와 상기 제2 토크암 링크부는, 상기 회전축을 중심으로 수직으로 연결된다.

여기서, 제1 토크암 링크부는, 상기 리드스크류를 감싸는 형태인 리드스크류 케이스 및 상기 리드스크류 케이스를 고정하는 케이스 고정부를 포함하며, 상기 제1 토크암 링크부는, 상기 리드스크류가 이동할 때, 상기 리드스크류의 직선 운동을 상기 회전축에 전달한다.

여기서, 케이스 고정부는, 내측에 상기 리드스크류와 맞물리는 스크류 너트부를 포함하며, 상기 리드스크류는, 상기 구동 모터의 작동에 의해 상기 스크류 너트부 내부를 관통하되, 상기 제1 토크암 링크부는, 상기 리드스크류가 상기 스크류 너트부 내부를 관통할 때 가해지는 힘을 전달받아 상기 리드스크류의 직선 운동을 상기 회전축에 전달한다.

여기서, 위치 센서 모듈은, 상기 제2 토크암 링크부와 연결된 브러쉬 유닛 및 상기 브러쉬 유닛과 전기적으로 접촉하는 저항 소자를 포함하며, 상기 브러쉬 유닛과 상기 저항 소자의 상대적인 위치에 따른 전기적 신호를 감지하는 센서모듈을 포함한다.

여기서, 위치 센서 모듈은, 상기 회전축이 일정 각도 회전 시 상기 브러쉬 유닛이 이동하여 상기 저항 소자에 탭을 내어 상기 회전축의 회전 각도를 측정한다.

여기서, 토크암 모듈은, 상기 제1 토크암 링크부와 상기 제2 토크암 링크부 사이에 상기 회전축을 결합할 수 있는 결합홀을 더 포함하며, 상기 결합홀은 상기 날개부와 연결되는 상기 회전축을 결합하고, 상기 조립체를 중심으로 상기 구동 모듈이 회전 시 상기 회전축을 지지한다.

여기서, 결합홀은, 상기 결합홀의 내부에 상기 회전축을 감싸는 완충부 및 상기 결합홀의 상단에서 상기 완충부를 가압하여 고정시키는 고정핀을 더 포함하며, 상기 구동 모듈 회전 시 상기 회전축과 상기 회전축에 연결된 상기 날개부로의 진동을 저감한다.

여기서, 위치 센서 모듈은, 상기 브러쉬 유닛의 회전 속도 또는 위치 보정에 대한 보정값을 설정하는 제어부를 더 포함하며, 상기 제어부는, 상기 회전축의 회전 각도에 따라 상기 브러쉬 유닛의 위치를 자동 보정한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예들에 의하면, 외면에 적어도 하나 이상의 날개부를 포함하는 하우징 및 상기 하우징의 중심부에 위치하는 위치 센서 모듈을 포함하고, 상기 날개부를 구동하는 구동 모듈을 포함하며, 제1 회전축 내지 제4 회전축이 실질적으로 동일한 평면상에 배치되어 유도 무기의 유도 제어 성능을 확보할 수 있다.

또한, 구동 장치의 최종단에 위치검출을 위한 위치센서를 구비하여 제어 성능을 확보할 수 있다.

이에 따라, 지름 40.0mm급의 소형의 유도 발사체에 적용할 수 있다.

여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유도무기용 구동장치를 나타낸 내부 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유도무기용 구동장치를 나타낸 내부 정면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유도무기용 구동장치를 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유도무기용 구동장치의 하우징 조립을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 센서 모듈을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 토크암 모듈을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 센서 모듈을 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명에 관련된 유도무기용 구동장치에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 설명하는 실시예에 한정되는 것이 아니다. 그리고, 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략되며, 도면의 동일한 참조부호는 동일한 부재임을 나타낸다.

및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 발명은 유도무기용 구동장치에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유도무기용 구동장치를 나타낸 내부 단면도이다.

도 1을 참조하면, 유도무기용 구동장치(10)는 하우징(100), 구동 모듈(200), 모터 모듈(300), 토크암 모듈(400), 위치 센서 모듈(500)를 포함한다.

유도무기용 구동장치(10)는 유도 무기의 축을 회전 및 직선 운동시키는 구동 장치이다. 유도무기 발사체는 조종핀의 방향각을 제어하여 상하운동, 선회운동, 구름운동을 하게 되고 이 운동에 의해 방향 및 자세가 결정되는데 조종핀의 방향각을 조종하는 장치로써 다수의 구동장치가 설치된다.

종래에는 지름 70.0mm급의 유도무기의 구동장치가 개발되었으며, 공간의 협소함으로 인하여 날개의 회전축이 동일평면에 배치되지 못하였다. 예를 들어 제1 축 및 제3 축과 제2 축 및 제4 축의 날개의 축이 유도 발사체의 길이발향으로 일정거리를 두고 떨어져 배치된다. 이에 따라, 제1 내지 제4 축이 동일평면에 배치되지 못하여 유도 발사체 발사 시 롤링발생으로 제어 성능이 저하되며, 지름 40.0mm급의 소형의 유도 발사체에 적용이 힘들다.

롤링발생은 노면이 고르지 못해 일어나는 가로흔들림이나, 고속에서 경사진 길을 돌 때의 원심력에 의한 기울임이다. 롤링이 심하면 조종성이나 승차감에 나쁜 영향을 줄 뿐만 아니라, 때로는 전복될 위험이 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 유도무기용 구동장치에 따르면, 제1 회전축 내지 제4 회전축이 실질적으로 동일한 평면상에 배치되어 롤링 발생을 막을 수 있고, 유도 무기의 유도 제어 성능을 확보할 수 있으며, 지름 40.0mm급의 소형의 유도 발사체에 적용할 수 있다.

하우징(100)은 외면에 적어도 하나 이상의 날개부(110)를 포함하며, 구동 모듈(200)과 일체형 구조를 이루는 것이 바람직하다.

구동 모듈(200)은 하우징의 중심부에 위치하는 위치 센서 모듈을 포함하고, 날개부를 구동하는 모듈이다. 위치 센서 모듈은 하우징의 중심부에 위치하는 조립체(120)의 일면에 위치한다.

본 발명의 일 실시예에서, 구동 모듈은(200) 조립체(120)을 중심으로 4개 배치되어, 4축 구동장치로 구현하는 것이 바람직하다. 여기서, 제1 회전축 내지 제4 회전축은 실질적으로 동일한 평면상에 배치된다.

구동 모듈 (200)은 모터 모듈(300), 토크암 모듈(400), 위치 센서 모듈(500)를 포함한다.

모터 모듈(300)는 모터의 구동에 의해 상기 날개부를 일정한 각도로 이동시킨다. 모터 모듈(300)는 구동 모터(310), 리드스크류(320)를 포함한다.

구동 모터(310)는 하우징의 외측에 위치하며, 구동 모터(310)는 BLDC 모터를 이용하여 구현되는 것이 바람직하다.

BLDC 모터는 모터 내부의 마모되기 쉬운 부분을 줄여 내구성을 높이고, 소음이 감소한 모터이다. 또한, 모터 모듈(300)는 BLDC 모터를 신속하게 감속 구동시킬 수 있는 물리적인 감속기를 포함할 수 있다.

리드스크류(320)는 구동 모터와 연결되어 구동 모터의 구동력에 의해 회전한다.

토크암 모듈(400)는 적어도 일부가 리드스크류(320)를 감싸는 형태이며, 토크암 모듈(400)는 모터 모듈(300)와 회전축을 연결한다. 구체적으로, 리드스크류 케이스(411)가 리드스크류를 감싸는 형태이며 리드스크류 케이스의 내부를 리드스크류가 이동한다.

토크암 모듈(400)는, 모터 모듈 측과 연결되는 제1 토크암 링크부(410) 및 위치 센서 모듈 측과 연결되는 제2 토크암 링크부(430)를 포함하고, 제1 토크암 링크부(410)와 제2 토크암 링크부(430)는, 회전축을 중심으로 수직으로 연결된다.

결합홀은 날개부와 연결되는 회전축을 결합하고, 회전축을 중심으로 구동 모듈이 회전 시 회전축을 지지한다. 결합홀은, 결합홀의 내부에 상기 회전축을 감싸는 완충부 및 결합홀의 상단에서 완충부를 가압하여 고정시키는 고정핀(453)을 더 포함하며, 구동 모듈 회전 시 회전축과 회전축에 연결된 날개부로의 진동을 저감한다.

위치 센서 모듈(500)는 조립체과 연결되는 분압기의 외측면에 위치한다.

위치 센서 모듈(500)는 저항 소자(520)를 포함하는 센서 모듈(510)과 제2 토크암 링크부와 연결되는 브러쉬 유닛(532)을 포함한다.

구체적으로, 조립체와 조립된 부분과 인접하는 4개의 면이 4축을 이루어 구동 모듈과 날개부가 배치되고, 4축을 이루는 위치 센서 모듈(500)이 중앙에 통합하여 배치된다.

저항 소자(520)는 브러쉬 유닛과 전기적으로 접촉하며, 센서 모듈(510)은 상기 브러쉬 유닛과 상기 저항 소자의 상대적인 위치에 따른 전기적 신호를 감지한다. 이에 따라, 위치 센서 모듈(500)은 회전축이 일정 각도 회전 시 상기 브러쉬 유닛이 이동하여 상기 저항 소자에 탭을 내어 상기 회전축의 회전 각도를 측정한다.

또한, 구동 모듈이 결합된 하우징(100)은 별도의 커버(130) 내부에 포함되며, 커버(130)의 외측에는 날개부(110)만 도출되어, 회전 시 구동 모듈이 받는 영향을 줄일 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유도무기용 구동장치를 나타낸 내부 정면도이다.

도 2를 참조하면, 구동 모듈(200)은, 각각 날개부(110)와 연결되어 날개부를 회전시키는 제1 회전축 내지 제4 회전축(210a, 210b, 210c, 210d)을 포함하며, 상기 제1 회전축 내지 제4 회전축은 실질적으로 동일한 평면상에 배치된다.

구체적으로, 하우징의 중심부에 위치하는 조립체(120)을 중심으로 제1 회전축 내지 제4 회전축이 배치된다.

또한, 구동 모듈이 결합된 하우징(100)은 별도의 커버(130) 내부에 포함되며, 커버(130)의 외측에는 날개부(110)만 도출되어, 회전 시 구동 모듈이 받는 영향을 줄일 수 있다.

리드스크류(320)는 구동 모터와 연결되어 구동 모터의 구동력에 의해 회전한다.

토크암 모듈(400)은 적어도 일부가 리드스크류(320)를 감싸는 형태이며, 토크암 모듈(400)은 모터 모듈(300)과 회전축을 연결한다. 구체적으로, 리드스크류 케이스(411)가 리드스크류를 감싸는 형태이며 리드스크류 케이스의 내부를 리드스크류가 이동한다.

결합홀(450)은 제1 토크암 링크부와 제2 토크암 링크부 사이에 상기 회전축을 결합한다. 결합홀은 상기 날개부와 연결되는 상기 회전축을 결합하고, 상기 회전축을 중심으로 상기 구동 모듈이 회전 시 상기 회전축을 지지한다.

또한, 토크암 모듈(400)는 구동 모듈의 회전축과 토크암 모듈(400) 사이에 이격된 상태를 유지할 수 있도록 다수의 베어링(460)을 포함할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유도무기용 구동장치를 나타낸 사시도이다.

도 3의 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 유도무기용 구동장치가 별도의 커버 내에 포함된 것을 나타낸 도면이고, 도 3의 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 유도무기용 구동장치를 나타낸 도면이다.

도 3의 (a)를 참조하면, 구동 모듈이 결합된 하우징(100)은 별도의 커버(130) 내부에 포함되며, 커버(130)의 외측에는 날개부(110)만 도출되어, 회전 시 구동 모듈이 받는 영향을 줄일 수 있다.

커버(130)는 빠른 비행속도로 인해 발사체와 조종핀이 받는 열을 효과적으로 차단할 수 있는 구조이며, 열을 차단하는 재질을 포함하는 것이 바람직하다.

도 3의 (b)를 참조하면, 구동 모듈(200)은, 제1 구동 모듈 내지 제4 구동 모듈(200a, 200b, 200c, 200d)을 포함하며, 제1 회전축 내지 제4 회전축은 실질적으로 동일한 평면상에 배치된다.

하우징(100)은 외면에 적어도 하나 이상의 날개부(110)를 포함하며, 구동 모듈(200a, 200b, 200c, 200d)과 일체형 구조를 이루는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시예에 따른 유도무기용 구동장치에 따르면, 제1 회전축 내지 제4 회전축이 실질적으로 동일한 평면상에 배치되어 롤링 발생을 막을 수 있고, 유도 무기의 유도 제어 성능을 확보할 수 있으며, 지름 40.0mm급의 소형의 유도 발사체에 적용할 수 있다.

구동 모듈(200a, 200b, 200c, 200d)은 하우징의 중심부에 위치하는 조립체(120)을 중심으로 구동되는 모듈이다.

본 발명의 일 실시예에서, 구동 모듈은(200) 조립체(120)을 중심으로 4개 배치되어, 4축 구동장치로 구현하는 것이 바람직하다.

기본적으로 유도 무기의 구동장치는 협소한 공간에 설치되고, 가능한 한 작은 크기의 모터를 이용하여 구동하여야 하며, 간단하면서도 동력전달효율이 좋은 동력전달방식을 통해 효율적으로 동력전달이 이루어져야한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 유도무기용 구동장치는 제1 회전축 내지 제4 회전축이 실질적으로 동일한 평면상에 배치되어 유도 무기의 유도 제어 성능을 확보할 수 있으며, 지름 40.0mm급의 소형의 유도 발사체에 적용할 수 있다.

또한, 회전축의 방향각과 회전속도 검출을 위한 감지기를 더 포함할 수 있다. 커버(130)는 빠른 비행속도로 인해 발사체와 조종핀이 받는 열을 효과적으로 차단할 수 있는 구조이며, 열을 차단하는 재질을 포함하는 것이 바람직하다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유도무기용 구동장치의 하우징 조립을 나타낸 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 유도무기용 구동장치에 따르면, 하우징(100)은 외면에 적어도 하나 이상의 날개부(110)를 포함하며, 구동 모듈(200)과 일체형 구조를 이루는 것이 바람직하다.

조립체(120)는 하우징의 중심부에 위치하며, 4축으로 이루어지는 구동 모듈(200)과 조립될 수 있도록 4각 기둥을 포함하는 구조인 것이 바람직하다. 구동 모듈(200)은 하우징의 중심부에 위치하는 조립체(120)을 중심으로 구동된다.

유도무기용 구동장치의 중심부에는 위치 센서 모듈(500)이 위치한다.

구체적으로, 조립체와 조립된 부분과 인접하는 4개의 면이 4축을 이루어 구동 모듈과 날개부가 배치되고, 4축을 이루는 위치 센서 모듈(500)이 중앙에 통합하여 배치된다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 센서 모듈을 나타낸 도면이다.

위치 센서 모듈(500)는 조립체(120)와 연결되는 분압기의 외측면에 위치한다.

위치 센서 모듈(500)는 저항 소자(520)를 포함하는 센서 모듈(510)과 제2 토크암 링크부와 연결되는 브러쉬 유닛(532)을 포함한다.

각각 날개부(110)와 연결되어 날개부를 회전시키는 제1 회전축 내지 제4 회전축은 실질적으로 동일한 평면상에 배치된다. 또한, 하우징의 중심부에 위치하는 조립체(120)를 중심으로 제1 회전축 내지 제4 회전축이 배치되는 4축 구동장치이며, 각 축은 동일한 조립체(120)을 중심으로 회전한다.

토크암 모듈(400)는 모터 모듈(300)와 회전축을 연결한다. 구체적으로, 리드스크류 케이스(411)가 리드스크류를 감싸는 형태이며 리드스크류 케이스의 내부를 리드스크류가 이동한다.

저항 소자(520)는 센서 모듈의 외측면에 포함되어 상기 토크암 모듈과 접하도록 마련된다.

저항 소자(520)는 브러쉬 유닛과 전기적으로 접촉하며, 센서 모듈(510)은 상기 브러쉬 유닛과 상기 저항 소자의 상대적인 위치에 따른 전기적 신호를 감지한다. 이에 따라, 위치 센서 모듈(500)은 회전축이 일정 각도 회전 시 상기 브러쉬 유닛이 이동하여 상기 저항 소자에 탭을 내어 상기 회전축의 회전 각도를 측정한다.

구체적으로, 저항 소자(520)와 맞닿는 상단에 토크암 모듈(400)의 브러쉬 유닛(532)과 브러쉬 유닛(532)을 회동시키는 모터 유닛이 배치되어, 브러쉬 유닛(532)이 저항 소자(520)의 상단을 이동하게 된다.

저항 소자(520)는 날개부의 회전각도를 측정할 수 있도록 적어도 일부가 곡선을 포함하는 형태로 구현될 수 있다.

센서 모듈(510)는, 일면이 상기 조립체와 조립되고, 상기 일면에 수직하여 인접한 다수의 면에 상기 저항 소자(520)를 각각 포함하여, 상기 다수의 토크암 모듈이 상기 조립체를 중심으로 상기 다수의 면에 인접한다.

상기 위치 센서 모듈은, 브러쉬 유닛의 회전 속도 또는 위치 보정에 대한 보정값을 설정하는 제어부(미도시)를 더 포함하며, 제어부는 상기 회전축의 회전 각도에 따라 상기 브러쉬 유닛의 위치를 자동 보정한다.

구체적으로, 제어부는 날개부의 회전수와 회전축의 회전각도를 각각 제어부의 설정값 비교하여 일치 또는 불일치 여부를 판단하고, 이에 따라 브러쉬 유닛의 위치를 자동보정한다.

또한, 센서 모듈(510)는 회전에 의한 영향을 받지 않도록 다수의 고정부(511)를 이용하여 조립체에 고정되며, 조립체에 조립된 측면은, 다수의 안착부(530)가 조립체를 둘러싸는 형태로 배치된다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 토크암 모듈을 나타낸 도면이다.

토크암 모듈(400)는 회전축의 회전 운동과 리드스크류의 선형 운동을 분리하여 독립적으로 제어하도록 한다.

동일한 토크를 받고 있는 회전축에서 토크 암(torque arm)의 길이에 따라 선형 액추에이터(linear actuator)에서 전달되는 전달력(토크)에는 큰 차이가 발생한다. 즉 토크 암의 길이가 길어질수록 더 적은 힘으로 동일한 토크를 발생시킬 수 있다. 그러나 토크 암의 길이가 길어질수록 선형 액추에이터의 전달력에는 이득을 얻을 수 있지만, 선형 액추에이터의 동일한 선형속도에 대해 전달되는 각속도는 줄어들게 된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 토크암 모듈은 'ㄱ'자 형태로 구현되어, 회전축을 중심으로 회전이 가능하며, 리드스크류의 직선 운동과 회전축의 회전운동을 각각 검출할 수 있다.

도 6을 참조하면, 토크암 모듈(400)는 제1 토크암 링크부(410), 제2 토크암 링크부(430), 결합홀(450)을 포함한다.

토크암 모듈(400)는 적어도 일부가 리드스크류(320)를 감싸는 형태이며, 토크암 모듈(400)는 모터 모듈(300)와 회전축을 연결한다. 구체적으로, 리드스크류 케이스(411)가 리드스크류를 감싸는 형태이며 리드스크류 케이스의 내부를 리드스크류가 이동한다.

토크암 모듈(400)는 모터 모듈과 회전축을 연결한다.

제1 토크암 링크부(410)는 모터 모듈 측과 연결된다. 제2 토크암 링크부(430)는 위치 센서 모듈 측과 연결된다. 이에 따라, 토크암 모듈(400)의 일측에서는 리드스크류의 직선 운동을 회전축에 전달하며, 타측에서는 회전축의 회전각도를 측정할 수 있다.

제1 토크암 링크부(410)와 제2 토크암 링크부(430)는 회전축을 중심으로 수직으로 연결되는 것이 바람직하다.

토크암 모듈(400)는 회전축의 회전 운동과 리드스크류의 선형 운동을 분리하여 독립적으로 제어하도록 한다. 이에 따라, 구동 모듈에 인가되는 전류를 조절할 수도 있다. 또한, 회전유압실린더 구조의 축 구동 조립체를 더 포함할 수 있다.

제1 토크암 링크부(410)는 리드스크류 케이스(411), 케이스 고정부(413)를 포함한다.

리드스크류 케이스(411)는 리드스크류를 감싸는 형태이다. 리드스크류 케이스(411)는 육면체의 구조인 것이 바람직하며, 상단 또는 하단에 결합돌출부(412)를 포함하여, 제1 토크암 링크부(410)에 결합될 수 있다. 구체적으로, 결합돌출부(412)는 리드스크류 케이스를 고정하는 케이스 고정부(413)에 결합된다.

케이스 고정부(413)는 제1 토크암 링크부(410)가 연장되는 방향으로 제1 토크암 링크부(410)의 상단과 하단에 각각 연결되며, 'ㄷ'자 구조이고, 'ㄷ'구조의 내부에 결합돌출부(412)가 고정된다.

결합돌출부(412)가 케이스 고정부(413)에 고정되어 리드스크류가 이동하더라도, 리드스크류 케이스(411)가 일체로 이동하지 않고 고정될 수 있다.

제1 토크암 링크부는, 리드스크류가 이동할 때, 리드스크류의 직선 운동을 회전축에 전달한다.

케이스 고정부(413)는, 내측에 상기 리드스크류와 맞물리는 스크류 너트부(415)를 포함하며, 리드스크류는, 상기 구동 모터의 작동에 의해 상기 스크류 너트부 내부를 관통하되, 상기 제1 토크암 링크부는, 상기 리드스크류가 상기 스크류 너트부 내부를 관통할 때 가해지는 힘을 전달받아 상기 리드스크류의 직선 운동을 상기 회전축에 전달한다.

스크류 너트부(415)는 케이스 고정부(413)의 내부에 홀의 형태로 구현되는 것이 바람직하다.

상기 제1 토크암 링크부와 상기 제2 토크암 링크부는, 상기 회전축(210)을 중심으로 수직으로 연결된다.

제2 토크암 링크부(430)는, 위치 센서 모듈과 인접하는 브러쉬 유닛(532)을 포함하며, 브러쉬 유닛은, 저항 소자(520)를 이동하며 상기 회전축의 회전 각도를 측정한다.

저항 소자(520)는 센서 모듈의 외측면에 포함되어 상기 토크암 모듈과 접하도록 마련된다.

구체적으로, 저항 소자(520)에 가이드 블록이 설치될 수 있으며, 가이드 블록과 맞닿은 상단에 토크암 모듈(400)의 브러쉬 유닛(532)과 브러쉬 유닛(532)을 회동시키는 모터 유닛이 배치되어, 브러쉬 유닛(532)이 저항 소자(520)의 상단을 이동하게 된다.

저항 소자(520)는 한 쌍으로 구성되는 것이 바람직하며, 회전축의 회전각도를 측정할 수 있도록 적어도 일부가 곡선을 포함하는 형태이다.

브러쉬 유닛(532)은 저항 소자(520)의 곡선을 이동하게 된다. 또한, 브러쉬 유닛(532)은 제2 토크암 링크부에 브러쉬 결합부(431)로 연결된다. 브러쉬 유닛(532)은 하단이 적어도 일부가 고리 모양을 포함하는 구조이며, 고리 모양의 일부가 저항 소자를 탭하게 된다.

결합홀(450)은 제1 토크암 링크부와 상기 제2 토크암 링크부 사이에 상기 회전축을 결합한다.

결합홀은 상기 날개부와 연결되는 상기 회전축을 결합하고, 상기 회전축을 중심으로 상기 구동 모듈이 회전 시 상기 회전축을 지지한다.

결합홀(450)은, 상기 결합홀의 내부에 상기 회전축을 감싸는 완충부(451) 및 상기 결합홀의 상단에서 상기 완충부를 가압하여 고정시키는 고정핀(453)을 더 포함하며, 상기 구동 모듈 회전 시 상기 회전축과 상기 회전축에 연결된 상기 날개부로의 진동을 저감한다.

회전축과 결합홀 사이에 제1 완충부, 제2 완충부를 결합하여 설치함으로써, 토크암 모듈(400)를 진동시키는 구동 모터의 진동을 이중으로 완충하여 완충성능을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 센서 모듈을 나타낸 도면이다.

도 7을 참조하면, 위치 센서 모듈(500)는 저항 소자(520)를 포함하는 센서 모듈(510)과 제2 토크암 링크부와 연결되는 브러쉬 유닛(532)을 포함한다.

저항 소자(520)는 브러쉬 유닛과 전기적으로 접촉하며, 센서 모듈(510)은 상기 브러쉬 유닛과 상기 저항 소자의 상대적인 위치에 따른 전기적 신호를 감지한다. 이에 따라, 위치 센서 모듈(500)은 회전축이 일정 각도 회전 시 상기 브러쉬 유닛이 이동하여 상기 저항 소자에 탭을 내어 상기 회전축의 회전 각도를 측정한다.

구체적으로 저항 소자(520)는 저항부(520a)와 도체부(520b)로 구분되며, 저항부(520a)는 브러쉬 유닛(532)의 제1 부분(532a)이 닿게 되며, 도체부(520b)는 브러쉬 유닛의 제2 부분(532b)이 닿게 된다. 제1 부분과 제2 부분은 브러쉬 연결부(533)로 연결된다.

브러쉬 유닛(532)이 저항 소자(520)에 닿는 부분은 저항 소자에 탭을 낼 수 있도록 저항 소자 부분으로 적어도 일부가 구부러진 형태를 포함하는 터치부(534)를 포함하는 것이 바람직하다.

이상의 설명은 본 발명의 일 실시예에 불과할 뿐, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 범위는 전술한 실시예에 한정되지 않고 특허 청구 범위에 기재된 내용과 동등한 범위 내에 있는 다양한 실시 형태가 포함되도록 해석되어야 할 것이다.

10: 유도무기용 구동장치
100: 하우징
200: 구동 모듈
300: 모터 모듈
400: 토크암 모듈
500: 위치 센서 모듈

Claims (12)

1. 외면에 적어도 하나 이상의 날개부를 포함하는 하우징; 및 상기 하우징의 중심부에 위치하는 위치 센서 모듈을 포함하고, 상기 날개부를 구동하는 구동 모듈;을 포함하며,
   상기 구동 모듈은, 제1 구동 모듈 및 상기 중심부를 중심으로 상기 제1 구동 모듈과 대향하여 위치하는 제2 구동 모듈을 포함하고, 상기 제1 구동 모듈과 제2 구동 모듈은 각각 상기 날개부와 연결되어 상기 날개부를 회전시키는 제1 회전축 및 제2 회전축을 포함하며, 상기 제1 회전축 및 제2 회전축은 실질적으로 동일한 평면상에 배치되고,
   상기 구동 모듈은, 모터의 구동에 의해 상기 날개부를 일정한 각도로 이동시키는 모터 모듈; 상기 모터 모듈과 회전축을 연결하는 토크암 모듈; 및 상기 하우징의 중심부에 위치하는 조립체의 일면에 위치하는 위치 센서 모듈;을 포함하고,
   상기 토크암 모듈은, 상기 모터 모듈 측과 연결되는 제1 토크암 링크부; 및 상기 위치 센서 모듈 측과 연결되는 제2 토크암 링크부;를 포함하며, 상기 제1 토크암 링크부와 상기 제2 토크암 링크부는, 상기 회전축을 중심으로 수직으로 연결되고,
   상기 위치 센서 모듈은, 상기 제2 토크암 링크부와 연결된 브러쉬 유닛; 및 상기 브러쉬 유닛과 전기적으로 접촉하는 저항 소자를 포함하며, 상기 브러쉬 유닛과 상기 저항 소자의 상대적인 위치에 따른 전기적 신호를 감지하는 센서모듈; 을 포함하고, 상기 회전축이 일정 각도 회전 시 상기 브러쉬 유닛이 이동하여 상기 저항 소자에 탭을 내어 상기 회전축의 회전 각도를 측정하는 것을 특징으로 하는 유도무기용 구동장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 구동 모듈은, 제3 구동 모듈 및 상기 중심부를 중심으로 상기 제3 구동 모듈과 대향하여 위치하는 제4 구동 모듈을 포함하고,
   상기 제3 구동 모듈과 제4 구동 모듈은 각각 상기 날개부와 연결되어 상기 날개부를 회전시키는 제3 회전축 및 제4 회전축을 포함하며,
   상기 제3 회전축 및 제4 회전축은 실질적으로 동일한 평면상에 배치되는 것을 특징으로 하는 유도무기용 구동장치.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 모터 모듈은,
   상기 하우징의 외측에 위치하는 구동 모터; 및
   상기 구동 모터와 연결되어 상기 구동 모터의 구동력에 의해 회전하는 리드스크류;를 포함하며,
   상기 토크암 모듈은 적어도 일부가 상기 리드스크류를 감싸는 형태인 것을 특징으로 하는 유도무기용 구동장치.
5. 삭제
6. 제4항에 있어서,
   상기 제1 토크암 링크부는,
   상기 리드스크류를 감싸는 형태인 리드스크류 케이스; 및
   상기 리드스크류 케이스를 고정하는 케이스 고정부;를 포함하며,
   상기 제1 토크암 링크부는, 상기 리드스크류가 이동할 때, 상기 리드스크류의 직선 운동을 상기 회전축에 전달하는 것을 특징으로 하는 유도무기용 구동장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 케이스 고정부는,
   내측에 상기 리드스크류와 맞물리는 스크류 너트부를 포함하며,
   상기 리드스크류는, 상기 구동 모터의 작동에 의해 상기 스크류 너트부 내부를 관통하되, 상기 제1 토크암 링크부는, 상기 리드스크류가 상기 스크류 너트부 내부를 관통할 때 가해지는 힘을 전달받아 상기 리드스크류의 직선 운동을 상기 회전축에 전달하는 것을 특징으로 하는 유도무기용 구동장치.
8. 삭제
9. 삭제
10. 제6항에 있어서,
    상기 토크암 모듈은,
    상기 제1 토크암 링크부와 상기 제2 토크암 링크부 사이에 상기 회전축을 결합할 수 있는 결합홀;을 더 포함하며,
    상기 결합홀은 상기 날개부와 연결되는 상기 회전축을 결합하고, 상기 회전축을 중심으로 상기 구동 모듈이 회전 시 상기 회전축을 지지하는 것을 특징으로 하는 유도무기용 구동장치.
11. 제10항에 있어서,
    상기 결합홀은,
    상기 결합홀의 내부에 상기 회전축을 감싸는 완충부; 및
    상기 결합홀의 상단에서 상기 완충부를 가압하여 고정시키는 고정핀; 을 더 포함하며,
    상기 구동 모듈 회전 시 상기 회전축과 상기 회전축에 연결된 상기 날개부로의 진동을 저감하는 것을 특징으로 하는 유도무기용 구동장치.
12. 제1항에 있어서,
    상기 위치 센서 모듈은,
    상기 브러쉬 유닛의 회전 속도 또는 위치 보정에 대한 보정값을 설정하는 제어부;를 더 포함하며,
    상기 제어부는, 상기 회전축의 회전 각도에 따라 상기 브러쉬 유닛의 위치를 자동 보정하는 것을 특징으로 하는 유도무기용 구동장치.
    

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