KR102055425B1

KR102055425B1 - Focus adjustment device for small satellite and focus adjustment method using the same

Info

Publication number: KR102055425B1
Application number: KR1020180130168A
Authority: KR
Inventors: 황재혁; 김병규; 이동규; 정진원; 조성건; 최준우
Original assignee: 국방과학연구소
Priority date: 2018-10-29
Filing date: 2018-10-29
Publication date: 2019-12-12

Abstract

The proposed technology relates to a small satellite focus control apparatus and a focus control method using the same, and more specifically, utilizes a flexor hinge and a single motor. The small satellite focus control apparatus of the present invention comprises: a motor; a linear screw; an actuation body; and a reflector.

Description

Focus adjustment device for small satellite and focus adjustment method using the same}

제안기술은 소형 위성용 포커스 조절 장치 및 이를 이용한 포커스 조절 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 플렉서 힌지와 단일 모터를 이용한 소형 위성용 포커스 조절 장치 및 이를 이용한 포커스 조절 방법에 관한 발명이다.The proposed technology relates to a small satellite focus control device and a focus control method using the same, and more particularly, to a small satellite focus control device using a flexure hinge and a single motor and a focus control method using the same.

최근 세계 각국에서는 지구 관측 임무 수행을 위하여 제작 비용과 발사 비용이 저렴한 소형 위성에 대해 많은 연구를 수행하고 있다.In recent years, many countries around the world are conducting a lot of research on small satellites with low production and launch costs.

소형화된 위성은 구조적 안정성이 보다 약화되며, 위성 운용 시 우주 환경, 발사 시 충격 및 진동 환경 등에 의한 영향에 취약하다.Miniaturized satellites have less structural stability and are vulnerable to effects from space, satellite launches, shocks and vibrations.

이러한 문제점은 광학계의 정렬오차를 야기하여 광학 탑재체의 영상 품질이 저하될 수 있으므로 이를 보상하기 위하여 발사 후 궤도 상에서 광학 정렬을 수행하는 포커스 메커니즘은 고해상도 영상을 얻기 위한 필수 기술이다.Since this problem may cause an alignment error of the optical system and degrade the image quality of the optical payload, a focus mechanism for performing optical alignment on orbit after launch to compensate for this is an essential technique for obtaining a high resolution image.

최근 국내에서는 고해상도 영상을 얻기 위하여 궤도 상 초점 정렬을 수행하는 포커스 메커니즘에 대한 연구가 진행 중이나 매우 미흡한 상태이며, 관련 보유 기술 또한 서보 구동형이 아닌 열제어형에 국한되어 있다.Recently, research on focusing mechanism to perform focus alignment on track to obtain high resolution image is in progress, but it is very insufficient. Related technologies are limited to heat control type, not servo drive type.

열제어형 포커스 메커니즘은 서보 구동형 메커니즘과 비교하여 간단한 구조이기 때문에 설계 및 제작이 용이하여 구동 메커니즘이 간단하다는 장점이 있지만, 히터와 반사경(부경) 고정 구조재료와의 열교환을 통하여 정렬오차를 보상하는 방식이기 때문에 보다 적은 보정 가능 거리를 가지며, 제어 관점에서 보았을 때 정착시간이 길다는 문제가 있다. 따라서 리포커싱 과정에서 지상과의 송수신 시 시행착오 방법을 통한 조정을 진행하고 있다.The thermally controlled focus mechanism is simpler in design and fabrication than the servo-driven mechanism, which makes the driving mechanism simpler, but compensates for misalignment through heat exchange between the heater and the mirror (fixed diameter) fixed structural material. Since the method has a smaller correctable distance, there is a problem that the settling time is long from the control point of view. Therefore, in the refocusing process, adjustments are made through trial and error methods when transmitting and receiving to and from the ground.

이러한 열제어형 포커스 메커니즘의 문제이도 불구하고 국내 기술 사례에서 서보 구동형 메커니즘에 대한 연구는 진행된 바 없으며, 모두 열제어형 포커스 메커니즘에 국한되어 있다.In spite of the problem of the heat-focused focus mechanism, the research on the servo-driven mechanism has not been conducted in the domestic technical cases, and all of them are limited to the heat-focused focus mechanism.

한국등록특허 제10-1428789호Korea Patent Registration No. 10-1428789

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 발명된 것으로서, 단일 모터와 플렉서 힌지를 이용하여 반사경(부경)에 변위를 발생시킴으로써 위성 발사 후 궤도 상에서 광학 정렬을 수행하는데 목적이 있다.The present invention was invented to solve the above problems, and an object thereof is to perform optical alignment on orbit after satellite launch by generating displacement in a reflector (negative diameter) using a single motor and a flexor hinge.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 소형 위성용 포커스 조절 장치에 있어서,In the small satellite focus control apparatus of the present invention for achieving the above object,

모터;motor;

모터의 회전에 의해 직선 운동하는 리니어 스크류;A linear screw linearly moving by the rotation of the motor;

리니어 스크류의 직선 운동에 의해 리니어 스크류의 운동 방향과 수직인 축을 회전축으로 하여 회전하는 액추에이션 바디;An actuation body rotating by a linear motion of the linear screw with an axis of rotation perpendicular to the direction of movement of the linear screw;

액추에이션 바디의 회전에 의해 변위가 발생되는 반사경;을 포함한다.It includes; reflector is a displacement is generated by the rotation of the actuation body.

반사경의 하측에는 액추에이션 바디의 미 회전 시 기 설정된 사전하중에 의해 반사경의 변위를 유지시키는 원통형 금속 기둥형상의 플렉서 힌지가 구비되는 것을 특징으로 한다.The lower side of the reflector is characterized in that the cylindrical metal columnar flexure hinge is provided to maintain the displacement of the reflector by a predetermined preload when the actuation body is not rotated.

플렉서 힌지의 일정 길이 부분에는 상하방향으로 인장 또는 압축되는 힌지부가 형성되는 것을 특징으로 한다.A predetermined length portion of the flexure hinge is characterized in that the hinge portion is formed to be stretched or compressed in the vertical direction.

힌지부는 플렉서 힌지의 길이방향과 수직하는 방향으로 형성되는 복수 개의 슬릿이 서로 교차하여 형성되는 것을 특징으로 한다.The hinge portion is characterized in that a plurality of slits formed in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the flexure hinge are formed to cross each other.

액추에이션 바디는 이등변 삼각형 형상인 것으로,Actuation body is an isosceles triangle shape,

꼭지각 부분에 형성되며, 양단면을 관통하도록 형성되는 바디홀;A body hole formed in the corner portion and formed to penetrate both end surfaces;

일측의 밑각 부분에 형성되며, 측면으로부터 밑면을 향하여 밑면과 수직이 되도록 일정 깊이 형성되는 스크류 삽입홈;A screw insertion groove which is formed at one side of the bottom angle portion and is formed to be perpendicular to the bottom surface from the side toward the bottom surface;

타측의 밑각 부분에 형성되며, 양단면 사이에 형성되는 일정 깊이의 롤러홈;을 포함하는 것을 특징으로 한다.It is formed on the lower side of the other side, the roller groove of a predetermined depth formed between both end surfaces; characterized in that it comprises a.

바디홀에는 바디홀과 동축인 베어링이 삽입되는 것을 특징으로 한다.The body hole is characterized in that the bearing is coaxial with the body hole is inserted.

베어링은 로테이팅 로드에 의해 관통되는 것을 특징으로 한다.The bearing is characterized in that is penetrated by the rotating rod.

로테이팅 로드는 액추에이션 바디의 회전축이 되는 것을 특징으로 한다.The rotating rod is characterized in that the rotation axis of the actuation body.

로테이팅 로드의 양단 각각은 서포터 월에 고정되는 것을 특징으로 한다.Each end of the rotating rod is characterized in that it is fixed to the supporter wall.

서포터 월의 하단은 바텀플레이트에 고정되는 것을 특징으로 한다.The bottom of the supporter wall is characterized in that fixed to the bottom plate.

리니어 스크류는 직선 운동 시 일단이 스크류 삽입홈에 삽입되면서 액추에이션 바디를 밀어 회전시키는 것을 특징으로 한다.The linear screw is characterized in that the linear body is rotated by pushing the actuation body while one end is inserted into the screw insertion groove.

롤러홈에는 베어링 형상의 롤러가 삽입되는 것을 특징으로 한다.The roller groove is characterized in that the roller of the bearing shape is inserted.

롤러와 액추에이션 바디는, 롤러홈의 양측면과 롤러를 관통하는 롤러볼트에 의해 서로 결합되는 것을 특징으로 한다.The roller and the actuating body are characterized by being coupled to each other by roller bolts penetrating both sides of the roller groove and the roller.

롤러볼트는 로테이팅 로드와 서로 평행인 것을 특징으로 한다.The roller bolt is characterized in that it is parallel to the rotating rod.

롤러볼트는 롤러의 회전축이 되는 것을 특징으로 한다.The roller bolt is characterized in that the rotation axis of the roller.

롤러의 상측에는 반사경서포터가 맞닿아 위치하는 것을 특징으로 한다.The reflector supporter is positioned in contact with the upper side of the roller.

플렉서 힌지의 힌지부와 반사경 사이에는 반사경서포터가 구비되는 것을 특징으로 한다.A reflector supporter is provided between the hinge portion of the flexure hinge and the reflector.

반사경서포터는 원판 형상이며, 반사경과 동일한 직경으로 형성되는 것을 특징으로 한다.The reflector supporter has a disc shape and is formed in the same diameter as the reflector.

플렉서 힌지의 상단은 나사부로 형성되어 반사경서포터의 하면에 형성된 나사홈에 나사 결합되고, 하단은 바텀플레이트에 고정되는 것을 특징으로 한다.The upper end of the flexure hinge is formed by a screw portion is screwed to the screw groove formed on the lower surface of the reflector support, characterized in that the lower end is fixed to the bottom plate.

플렉서 힌지는 복수 개 구비되는 것을 특징으로 한다.A plurality of flexor hinges may be provided.

리니어 스크류의 하단은 바텀플레이트에 지지되고, 양측은 서포터 월과 맞닿아 위치하는 것을 특징으로 한다.The lower end of the linear screw is supported by the bottom plate, characterized in that both sides are in contact with the supporter wall.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 소형 위성용 포커스 조절 장치를 이용한 포커스 조절 방법에 있어서,
모터에 전압이 인가되는 단계;
상기 모터의 회전 운동에 의해 리니어 스크류가 직선 운동하는 단계;In the focus control method using a small satellite focus control apparatus of the present invention for achieving the above object,
Applying a voltage to the motor;
Linear movement of the linear screw by the rotational movement of the motor;

상기 리니어 스크류의 직선 운동에 의해 액추에이션 바디가 회전 운동하는 단계;Rotating the actuation body by the linear movement of the linear screw;

액추에이션 바디가 회전하면서 액추에이션 바디의 상단이 반사경을 향하여 상승하는 단계;As the actuation body rotates, the upper end of the actuation body rises toward the reflector;

액추에이션 바디의 회전에 의해 롤러가 회전하면서 반사경서포터를 상측으로 밀어 반사경에 변위를 발생시키는 단계;를 포함한다.And rotating the actuating body to generate a displacement in the reflector by pushing the reflector supporter upward while the roller rotates.

모터에 전압이 인가되는 단계 이전에, 반사경은 상하방향으로 일정 크기의 사전하중이 설정된 플렉서 힌지에 의해 하측이 지지되는 상태인 것을 특징으로 한다.Before the step of applying the voltage to the motor, the reflector is characterized in that the lower side is supported by the flexure hinge in which a predetermined amount of preload is set in the vertical direction.

리니어 스크류가 직선 운동하는 단계에서 리니어 스크류는 액추에이션 바디의 스크류 삽입홈에 삽입되면서 액추에이션 바디의 하단은 미는 것을 특징으로 한다.The linear screw is inserted into the screw insertion groove of the actuation body while the linear screw moves linearly, and the lower end of the actuation body is pushed.

액추에이션 바디가 회전 운동하는 단계에서 액추에이션 바디의 회전은, 리니어 스크류의 운동 방향과 수직인 로테이팅 로드를 회전축으로 하는 것을 특징으로 한다.The rotation of the actuation body in the step of rotating the actuation body is characterized in that the rotating shaft is a rotating rod perpendicular to the direction of movement of the linear screw.

본 발명에 따르면, 단일 모터를 사용하여 반사경(부경)에 변위를 발생시킴으로써 제작 비용을 감소시킬 수 있으며, 구동 요구 전력 또한 줄일 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, the production cost can be reduced by generating a displacement in the reflector (negative diameter) using a single motor, and there is an effect that the driving required power can also be reduced.

또한, 플렉서 힌지의 사전하중을 이용하여 반사경(부경) 정렬도의 안정성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, there is an effect that can improve the stability of the reflector (negative diameter) alignment degree by using the preload of the flexure hinge.

또한, 액추에이션 바디의 회전 각도를 변형시킴으로써 이에 따라 다양한 해상도의 포커싱 성능을 가질 수 있는 효과가 있다.In addition, by modifying the rotation angle of the actuation body there is an effect that can have a focusing performance of various resolutions.

또한, 열제어형 포커스 메커니즘에 비하여 즉각적인 포커스 조절이 가능한 효과가 있다.In addition, there is an effect that can be immediately adjusted focus compared to the thermally controlled focus mechanism.

도 1은 본 발명에 따른 포커스 조절 장치의 분해 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 포커스 조절 장치의 반사경(부경) 및 플렉서 힌지 상세도((a)는 상측 사시도, (b)는 하측 사시도.).
도 3은 본 발명에 따른 포커스 조절 장치의 로테이팅 로드와 액추에이션 바디 상세도.
도 4는 본 발명에 따른 포커스 조절 장치의 전면도.
도 5는 본 발명에 따른 포커스 조절 장치의 사시도.
도 6은 본 발명에 따른 포커스 조절 장치의 동작 개념도.
도 7은 본 발명에 따른 엑추에이션 바디의 회전에 따른 반사경의 위치 이동 개념도.
도 8은 본 발명에 따른 힌지부의 개념도.1 is an exploded perspective view of a focus control device according to the present invention.
Figure 2 is a reflector (parameter) and flexure hinge detail of the focusing device according to the invention ((a) is a top perspective view, (b) a bottom perspective view.).
Figure 3 is a detailed view of the rotating rod and the actuation body of the focusing device according to the present invention.
Figure 4 is a front view of the focus control device according to the invention.
5 is a perspective view of a focus adjustment apparatus according to the present invention.
6 is a conceptual view of the operation of the focus control device according to the present invention.
Figure 7 is a conceptual diagram of the position movement of the reflector according to the rotation of the actuator body according to the present invention.
8 is a conceptual view of a hinge unit according to the present invention.

상술한 본 발명의 특징 및 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 출원에서 사용되는 용어는 단지 특정한 실시 예들을 설명하기 위한 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.The above-described features and effects of the present invention will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, and thus, those skilled in the art to which the present invention pertains may easily implement the technical idea of the present invention. Could be. As the inventive concept allows for various changes and numerous embodiments, particular embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to a specific disclosure, it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 소형 위성용 포커스 조절 장치 및 이를 이용한 포커스 조절 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 플렉서 힌지와 단일 모터를 이용한 소형 위성용 포커스 조절 장치 및 이를 이용한 포커스 조절 방법에 관한 발명이다.The present invention relates to a small satellite focus adjusting apparatus and a focus adjusting method using the same, and more particularly, to a small satellite focus adjusting apparatus using a flexure hinge and a single motor and a focus adjusting method using the same.

도 1에는 본 발명에 따른 포커스 조절 장치의 분해 사시도가 도시되어 있다.1 is an exploded perspective view of the focus control device according to the present invention.

위성에 탑재되는 망원경 및 카메라에 적용되는 본 발명에 포커스 조절 장치는 단일 모터와, 상기 모터의 회전에 의해 직선 운동하는 리니어 스크류(4)와, 상기 리니터 스크류(4)의 직선 운동에 의해 상기 리니어 스크류(4)의 운동 방향과 수직인 축을 회전축으로 하여 회전하는 액추에이션 바디(6)와, 상기 액추에이션 바디(6)의 회전에 의해 변위가 발생되는 반사경(부반사경)(14)과, 상기 반사경(14)의 하측에 위치하며 상기 액추에이션 바디(6)의 미 회전 시 기 설정된 사전하중에 의해 상기 반사경의 변위를 유지시키는 원통형 금속 기둥형상의 플렉서 힌지(16)를 포함하여 구성된다.According to the present invention applied to a telescope and a camera mounted on a satellite, a focus control device includes a single motor, a linear screw 4 linearly moving by rotation of the motor, and a linear motion of the liner screw 4. An actuation body 6 rotating with an axis perpendicular to the direction of movement of the linear screw 4 as a rotation axis, a reflector (sub-reflector) 14 in which displacement is generated by the rotation of the actuation body 6, And a cylindrical metal columnar flexure hinge 16 positioned below the reflector 14 and maintaining the displacement of the reflector by a preset preload when the actuation body 6 is not rotated. .

도 2에는 본 발명에 따른 포커스 조절 장치의 반사경(부경) 및 플렉서 힌지 상세도가 도시되어 있고, 도 3에는 본 발명에 따른 포커스 조절 장치의 로테이팅 로드와 액추에이션 바디 상세도가 도시되어 있다.FIG. 2 shows a detailed view of the reflector (flexion) and the flexure hinge of the focus adjusting apparatus according to the present invention, and FIG. 3 shows a detail of the rotating rod and the actuation body of the focus adjusting apparatus according to the present invention. .

상기 액추에이션 바디(6)는 모서리가 곡선인 이등변 삼각형 형상으로 형성되어 꼭지각 부분은 상기 리니어 스크류(4)를 향하고, 일측의 밑각은 하측을 향하며, 타측의 밑각은 상측의 상기 반사경(14)을 향하도록 위치하게 된다.The actuation body 6 is formed in an isosceles triangular shape with a curved corner so that the vertex angle faces the linear screw 4, the bottom angle of one side faces downward, and the bottom angle of the other side faces the reflector 14 of the upper side. To be located.

상기 액추에이션 바디(6)의 꼭지각 부분에는 상기 액추에이션 바디(6)의 양단면을 관통하는 바디홀(8)이 형성된다. 상기 바디홀(8)에는 상기 바디홀(8)과 동축인 베어링(20)이 삽입된다. 상기 베어링(20)은 상기 액추에이션 바디(6)의 회전축이 되는 로테이팅 로드(22)에 의해 관통된다. A body hole 8 penetrating both end surfaces of the actuation body 6 is formed at the vertex angle of the actuation body 6. The bearing 20 coaxial with the body hole 8 is inserted into the body hole 8. The bearing 20 is penetrated by a rotating rod 22 which is a rotation axis of the actuation body 6.

상기 로테이팅 로드(22)의 양단 각각은 서포터 월(24)에 고정되며, 상기 서포터 월(24)의 하단은 바텀플레이트(26)에 고정된다.Both ends of the rotating rod 22 are fixed to the supporter wall 24, and the lower end of the supporter wall 24 is fixed to the bottom plate 26.

상기 액추에이션 바디(6)의 일측의 밑각 부분에는 스크류 삽입홈(10)이 형성된다. 상기 스크류 삽입홈(10)은 상기 액추에이션 바디(6)의 측면으로부터 상기 액추에이션 바디(6)의 밑면을 향하여 일정 깊이 형성되는 것으로, 상기 스크류 삽입홈(10)은 상기 밑면과 서로 수직이 된다.A screw insertion groove 10 is formed at a lower portion of one side of the actuation body 6. The screw insertion groove 10 is formed at a predetermined depth from the side of the actuation body 6 toward the bottom of the actuation body 6, the screw insertion groove 10 is perpendicular to the bottom surface. .

상기 모터의 회전운동에 의한 상기 리니어 스크류(4)의 직선 운동 시 상기 리니어 스크류(4)의 일단이 상기 스크류 삽입홈(10)에 삽입되면서 상기 액추에이션 바디(6)를 밀어 회전시키게 된다.During linear movement of the linear screw 4 by the rotational movement of the motor, one end of the linear screw 4 is inserted into the screw insertion groove 10 to push and rotate the actuation body 6.

상기 액추에이션 바디(6)의 타측의 밑각 부분에는 일정 깊이의 롤러홈(12)이 형성된다. 상기 롤러홈(12)은 상기 액추에이션 바디(6)의 양단면 사이에 형성되는 것으로, 상기 롤러홈(12)에는 베어링 형상의 롤러(28)가 삽입된다. The bottom groove portion of the other side of the actuation body 6 is formed with a roller groove 12 of a predetermined depth. The roller groove 12 is formed between both end surfaces of the actuation body 6, the roller groove 12 of the bearing shape is inserted into the roller groove 12.

상기 롤러(28)와 상기 액추에이션 바디(6)는 상기 롤러홈(12)의 양측면과 상기 롤러(28)를 관통하는 롤러볼트(30)에 의해 서로 결합된다. The roller 28 and the actuation body 6 are coupled to each other by roller bolts 30 penetrating both sides of the roller groove 12 and the roller 28.

상기 롤러볼트(30)는 상기 롤러(28)의 회전축이 되는 것으로, 상기 롤러볼트(30)와 상기 로테이팅 로드(22)는 서로 평행이다.The roller bolt 30 is to be a rotation axis of the roller 28, the roller bolt 30 and the rotating rod 22 is parallel to each other.

상기 롤러(28)의 상측으로는 상기 반사경(14)과 반사경서포터(32)가 위치하게 된다.The reflector 14 and the reflector supporter 32 are positioned above the roller 28.

상기 반사경서포터(32)는 원판 형상으로 형성되는 것으로, 상기 반사경(14)과 동일한 직경으로 형성된다. The reflector supporter 32 is formed in a disc shape, and is formed in the same diameter as the reflector 14.

상기 반사경서포터(32)의 상면은 상기 반사경(14)의 하면과 맞닿아 접착제로고정되며, 상기 롤러(28)는 상기 반사경서포터(32)의 하면 중앙부에 맞닿게 된다.The upper surface of the reflector supporter 32 abuts on the lower surface of the reflector 14 and is fixed with an adhesive, and the roller 28 is in contact with a central portion of the lower surface of the reflector supporter 32.

상기 플렉서 힌지(16)는 상기 바텀플레이트(26)와 상기 반사경(14) 사이에 위치하여 상기 반사경(14)을 지지하게 된다.The flexor hinge 16 is positioned between the bottom plate 26 and the reflector 14 to support the reflector 14.

상기 플렉서 힌지(16)의 일정 길이 부분에는 상하방향으로 인장 또는 압축되는 힌지부(18)가 구성되고, 상기 힌지부(18)의 상단으로는 나사부가 형성된다.A predetermined length portion of the flexure hinge 16 has a hinge portion 18 which is stretched or compressed in the vertical direction, and a screw portion is formed at the upper end of the hinge portion 18.

상기 힌지부(18)는 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 플렉서 힌지(16)의 길이방향과 수직하는 방향으로 형성되는 복수 개의 슬릿(34)이 서로 교차하여 형성된다.As shown in FIG. 8, the hinge portion 18 is formed by crossing a plurality of slits 34 formed in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the flexor hinge 16.

상기 슬릿(34)은 상기 플렉서 힌지(16)에 있어서 서로 마주보도록 일측과 타측에 형성되며, 일측에 형성된 복수 개의 상기 슬릿(34) 사이사이에는 타측에 형성된 복수 개의 상기 슬릿(34)이 형성되어 상기 힌지부(18)를 형성하게 된다.The slit 34 is formed on one side and the other side to face each other in the flexor hinge 16, a plurality of the slit 34 formed on the other side between the plurality of slit 34 formed on one side is formed Thus, the hinge portion 18 is formed.

상기 반사경(14)과 상기 플렉서 힌지(16)의 힌지부(18) 사이에는 상기 반사경서포터(32)가 구비된다.The reflector supporter 32 is provided between the reflector 14 and the hinge portion 18 of the flexor hinge 16.

상기 플렉서 힌지(16)의 하단은 상기 바텀플레이트(26)에 고정되고, 상단은 상기 나사부가 상기 반사경서포터(32)의 하면에 형성된 나사홈에 나사 결합된다.The lower end of the flexure hinge 16 is fixed to the bottom plate 26, the upper end is screwed into a screw groove formed in the lower surface of the reflector supporter 32.

도 4에는 본 발명에 따른 포커스 조절 장치의 전면도가 도시되어 있고, 도 5에는 본 발명에 따른 포커스 조절 장치의 사시도가 도시되어 있다.4 is a front view of the focus adjusting apparatus according to the present invention, and FIG. 5 is a perspective view of the focus adjusting apparatus according to the present invention.

상기 플렉서 힌지(16)는 복수 개 구비되는 것으로, 본 발명의 일실시예에서는 세 개로 구성되어 상기 서포터 월(24)의 외측과 상기 액추에이션 바디(6)의 밑면 측에 위치하도록 구성하였다.The flexure hinge 16 is provided with a plurality, in one embodiment of the present invention is configured to be located on the outer side of the supporter wall 24 and the bottom side of the actuation body (6).

상기 리니어 스크류(4)의 하단은 상기 바텀플레이트(26)에 지지되고, 양측은 상기 서포터 월(24)과 맞닿아 위치하게 된다. 상기 리니어 스크류와 상기와 같이 위치함에 따라 상기 모터의 회전에 따라 회전하지 않고 직선 운동만 이루어지게 된다.The lower end of the linear screw 4 is supported by the bottom plate 26, both sides are in contact with the supporter wall 24. As the linear screw is positioned as described above, only linear motion is made without rotating according to the rotation of the motor.

상기 리니어 스크류(4)와 상기 모터 사이에는 모터 연결부(2)가 구비된다.A motor connection part 2 is provided between the linear screw 4 and the motor.

도 6에는 본 발명에 따른 포커스 조절 장치의 동작 개념도가 도시되어 있다.6 is a conceptual diagram illustrating the operation of the focus adjusting apparatus according to the present invention.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 포커스 조절 장치를 이용한 포커스 조절 방법은, Focus control method using the focus control device of the present invention configured as described above,

상기 모터에 전압이 인가되는 단계;Applying a voltage to the motor;

상기 모터의 회전 운동에 의해 상기 리니어 스크류(4)가 직선 운동하는 단계;Linear movement of the linear screw (4) by the rotational movement of the motor;

상기 리니어 스크류(4)의 직선 운동에 의해 액추에이션 바디(6)가 회전 운동하는 단계;Rotation of the actuation body (6) by linear movement of the linear screw (4);

상기 액추에이션 바디(6)가 회전하면서 상기 액추에이션 바디(6)의 상단이 반사경을 향하여 상승하는 단계;The upper end of the actuation body 6 ascending toward the reflector while the actuation body 6 rotates;

상기 액추에이션 바디(6)의 회전에 의해 상기 롤러(28)가 회전하면서 상기 반사경서포터(32)를상측으로 밀어 상기 반사경(14)에 변위를 발생시키는 단계;Pushing the reflector supporter (32) upward while the roller (28) rotates by the rotation of the actuation body (6) to generate displacement in the reflector (14);

를 포함하여 진행된다.It proceeds including.

상기 모터에 전압이 인가되기 전, 상기 반사경(14)은 상하방향으로 일정 크기의 사전하중(pre-load)이 설정된 상기 플렉서 힌지(16)에 의해 하측이 지지되는 상태로 유지된다.Before the voltage is applied to the motor, the reflector 14 is maintained in a state where the lower side is supported by the flexor hinge 16 in which a predetermined size of pre-load is set in the vertical direction.

상기와 같은 상태에서 상기 반사경(14)에 정렬오차 발생 시 상기 모터에 전압을 인가하여 상기 정렬오차를 보상하기 위한 광학 정렬을 수행하게 된다.In the above state, when an alignment error occurs in the reflector 14, a voltage is applied to the motor to perform optical alignment to compensate for the alignment error.

도 7에는 본 발명에 따른 엑추에이션 바디의 회전에 따른 반사경의 위치 이동 개념도가 도시되어 있다.7 is a conceptual diagram illustrating the position movement of the reflector according to the rotation of the actuation body according to the present invention.

상기 모터에 전압이 인가되면 상기 모터의 회전운동은 상기 모터 연결부(2)에 전달되고, 상기 모터의 회전운동은 상기 모터 연결부(2)에 의해 직선 운동으로 변환되어 상기 리니어 스크류(4)는 상기 액추에이션 바디(6)를 향하여 직선 운동하게 된다.When voltage is applied to the motor, the rotational motion of the motor is transmitted to the motor connection part 2, and the rotational motion of the motor is converted into linear motion by the motor connection part 2 so that the linear screw 4 is connected to the motor. There is a linear motion towards the actuation body 6.

상기 리니어 스크류(4)의 직선 운동 시 상기 리니어 스크류(4)의 전단은 상기 액추에이션 바디(6)의 스크류 삽입홈(10)에 삽입되면서 상기 엑추에이션 바디(6)의 하단을 상기 액추에이션 바디(6)의 밑면 측으로 밀게 된다.In the linear movement of the linear screw 4, the front end of the linear screw 4 is inserted into the screw insertion groove 10 of the actuation body 6 and the lower end of the actuation body 6 is moved to the actuation body. It is pushed to the bottom side of (6).

이에 따라 상기 액추에이션 바디(6)의 상단은 상기 반사경(14)을 향하여 상승하면서 상기 리니어 스크류(4)를 향하는 방향으로 회전하게 된다.Accordingly, the upper end of the actuation body 6 is rotated in the direction toward the linear screw 4 while rising toward the reflector 14.

이때, 상기 액추에이션 바디(6)의 회전은 상기 로테이팅 로드(22)를 회전축으로 하여 이루어진다.At this time, the actuation body 6 is rotated by using the rotating rod 22 as the rotation axis.

상기 액추에이션 바디(6)의 회전에 의해 상기 롤러(28)가 상기 반사경서포터(32)를 상측으로 밀어 상기 반사경(14)에 변위를 발생시키게 된다.Rotation of the actuation body 6 causes the roller 28 to push the reflector supporter 32 upward to generate displacement in the reflector 14.

상기 액추에이션 바디의 회전에 의해 상기 반사경에 변위가 발생할 때, 상기 롤러에는 상기 반사경을 향한 상측으로의 변위뿐만 아니라 상기 롤러볼트를 회전축으로 하여 회전하면서 도 7에 도시된 바와 같이 도면상 왼쪽으로의 변위 또한 발생하게 된다. 이러한 상기 롤러의 변위에 의해 상기 롤러가 상기 반사경서포터의 하면을 구르면서 상기 반사경과 상기 반사경서포터에 영향을 미치지 않게 된다.When displacement occurs in the reflector by rotation of the actuation body, the roller is rotated to the left side in the drawing as shown in FIG. 7 while rotating the roller bolt as the axis of rotation as well as the upward direction toward the reflector. Displacement will also occur. By the displacement of the roller, the roller does not affect the reflector and the reflector while rolling the lower surface of the reflector supporter.

만약, 상기 롤러를 설치하지 않고 상기 액추에이션 바디의 상단이 바로 상기 반사경서포터의 하면을 밀어 올릴 경우, 상기 액추에이션 바디의 상단과 상기 반사경서포터 사이의 마찰에 의해 상기 반사경의 정렬도를 흩트리게 된다.If the upper end of the actuation body directly pushes up the lower surface of the reflector supporter without installing the roller, the alignment degree of the reflector is dispersed by the friction between the upper end of the actuation body and the reflector supporter. .

즉, 상기 롤러가 상기 롤러볼트를 회전축으로 하여 회전함으로써 상기 롤러의 좌우방향 변위에 의한 마찰을 상쇄시킬 수 있게 된다.That is, the roller rotates by rotating the roller bolt as a rotating shaft, thereby it is possible to offset the friction caused by the horizontal displacement of the roller.

상기 반사경(14)에 발생되는 변위는 상기 플렉서 힌지(16)에 적용된 사전하중에 의해 안정적으로 유지된다.The displacement generated in the reflector 14 is stably maintained by the preload applied to the flexor hinge 16.

상기 액추에이션 바디(6)의 회전 각도에 따라 상기 반사경(14)에 발생되는 변위의 크기를 변화시킴으로써 다양한 해상도의 포커싱 성능을 만족시킬 수 있게 된다.By varying the magnitude of the displacement generated in the reflector 14 according to the rotation angle of the actuation body 6, it is possible to satisfy the focusing performance of various resolutions.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 포커스 조절 장치와 이의 조절 방법은 단일 모터를 이용하여 상기 반사경에 변위를 발생시킴으로써 제작비용을 감소시킬 수 있으며, 따라서 구동 요구 전력을 줄일 수 있는 효과가 있다.The focus adjusting device and the adjusting method of the present invention configured as described above can reduce the manufacturing cost by generating a displacement in the reflector using a single motor, and thus there is an effect of reducing the driving required power.

또한, 플렉서 힌지(16)의 사전하중을 이용하여 상기 반사경(14) 정렬도의 안정성을 향상시킬 수 있으며, 모터를 이용하여 상기 반사경(14)의 변위를 조절함으로써 기존의 열제어형 포커스 메커니즘에 비하여 즉각적인 포커스 조절이 가능한 효과가 있다.In addition, it is possible to improve the stability of the reflector 14 alignment degree by using the preload of the flexure hinge 16, and by adjusting the displacement of the reflector 14 by using a motor to the existing thermal control focus mechanism Compared to the above, the focus can be adjusted immediately.

앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술 될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.In the detailed description of the present invention described above with reference to the preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art or those skilled in the art having ordinary skill in the art will be described in the claims to be described later And it will be understood that various modifications and changes of the present invention can be made without departing from the scope of the art.

2 : 모터연결부
4 : 리니어 스크류
6 : 액추에이션 바디
8 : 바디홀
10 : 스크류 삽입홈
12 : 롤러홈
14 : 반사경(부경)
16 : 플렉서 힌지
18 : 힌지부
20 : 베어링
22 : 로테이팅 로드
24 : 서포터 월
26 : 바텀플레이트
28 : 롤러
30 : 롤러볼트
32 : 반사경서포터
34 : 슬릿2: motor connection
4: linear screw
6: actuation body
8: body hole
10: screw insertion groove
12: roller groove
14 reflector (negative diameter)
16: flexor hinge
18: hinge part
20: bearing
22: rotating rod
24: supporter wall
26: bottom plate
28: roller
30: roller bolt
32: reflector supporter
34: slit

Claims

In the focus control device applied to a telescope and camera mounted on a satellite,
motor;
A linear screw linearly moving by the rotation of the motor;
An actuation body rotating by a linear motion of the linear screw with an axis perpendicular to the direction of movement of the linear screw as a rotation axis;
And a reflector in which displacement is generated by the rotation of the actuation body.
The actuation body is an isosceles triangle shape,
A body hole formed in the corner portion and formed to penetrate both end surfaces;
A screw insertion groove which is formed at one side of the bottom angle portion and is formed at a predetermined depth so as to be perpendicular to the bottom surface from the side toward the bottom surface;
It is formed on the bottom of the other side, the roller groove of a predetermined depth formed between both end surfaces; including
Small satellite focus control device characterized in that.

The method of claim 1,
And a cylindrical metal columnar flexure hinge that maintains the displacement of the reflector by a predetermined preload when the actuation body is unrotated at the lower side of the reflector.

The method of claim 2,
A predetermined length portion of the flexure hinge is a small satellite focus control device, characterized in that the hinge portion is configured to extend or compress in the vertical direction.

The method of claim 3,
And the hinge portion is formed by crossing a plurality of slits formed in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the flexure hinge.

delete

The method of claim 2,
And a bearing coaxial with the body hole is inserted into the body hole.

The method of claim 6,
And the bearing is penetrated by a rotating rod.

The method of claim 7, wherein
And the rotating rod is a rotation axis of the actuation body.

The method of claim 8,
Both ends of the rotating rod is fixed to the small satellite focus adjustment apparatus, characterized in that fixed to the supporter wall.

The method of claim 9,
The lower end of the supporter wall is a small satellite focus control device, characterized in that fixed to the bottom plate.

The method of claim 1,
The linear screw focus control device for a small satellite, characterized in that the linear body is pushed to rotate the actuation body while one end is inserted into the screw insertion groove.

The method of claim 7, wherein
The focus control device for a small satellite, characterized in that the roller-shaped roller is inserted into the roller groove.

The method of claim 12,
The roller and the actuation body, the focus control device for a small satellite, characterized in that coupled to each other by the roller bolt penetrating both sides of the roller groove and the roller.

The method of claim 13,
The roller bolt is a focus control device for a small satellite, characterized in that parallel to the rotating rod.

The method of claim 14,
The roller bolt is a focus control device for a small satellite, characterized in that the rotation axis of the roller.

The method of claim 12,
The focus control apparatus for a small satellite, characterized in that the reflector supporter is positioned in contact with the upper side of the roller.

The method of claim 16,
And a reflector supporter is provided between the hinge portion of the flexor hinge and the reflector.

The method of claim 17,
The reflector supporter is a disk-shaped, the focus control device for a small satellite, characterized in that formed in the same diameter as the reflector.

The method of claim 18,
The upper end of the flexure hinge is formed of a screw portion screwed to the screw groove formed on the lower surface of the reflector supporter, the lower end of the focus adjustment device for a small satellite, characterized in that fixed to the bottom plate.

The method of claim 19,
And a plurality of flexure hinges are provided.

The method of claim 10,
The lower end of the linear screw is supported by the bottom plate, both sides are in contact with the supporter wall characterized in that the small satellite focus control device.

In the focus control method using a focus control device applied to a telescope and a camera mounted on a satellite,
Applying a voltage to the motor;
Linear movement of the linear screw by the rotational movement of the motor;
Rotating the actuation body by the linear movement of the linear screw;
The upper end of the actuation body rises toward the reflector while the actuation body rotates;
And rotating the actuating body to generate a displacement in the reflector by pushing the reflector supporter upward while the roller rotates.
The actuation body is an isosceles triangle shape,
A body hole formed in the corner portion and formed to penetrate both end surfaces;
A screw insertion groove which is formed at one side of the bottom angle portion and is formed at a predetermined depth so as to be perpendicular to the bottom surface from the side toward the bottom surface;
It is formed on the bottom of the other side, the roller groove of a predetermined depth formed between both end surfaces; including
Focus control method using a small satellite focus control device characterized in that.

The method of claim 22,
Before the voltage is applied to the motor, the reflector is a focus control method using a small satellite focus control device, characterized in that the lower side is supported by a flexor hinge in which a predetermined amount of preload is set in the vertical direction.

The method of claim 22,
And the linear screw is inserted into a screw insertion groove of the actuation body while the linear screw moves linearly, and a lower end of the actuation body is pushed.

The method of claim 22,
The rotation of the actuation body in the step of rotating the actuation body, the focus control method using a small satellite focus control device, characterized in that the rotating rod is a rotation axis perpendicular to the direction of movement of the linear screw.