KR102214443B1 - Apparatus for fixing neutral position of wings of projectile and projectile comprising thereof - Google Patents
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Abstract
Description
아래의 설명은 날개 중립 위치 고정 장치 및 이를 포함하는 발사체에 관한 것이다.The following description relates to a wing neutral position fixing device and a projectile including the same.
현대 전쟁환경에서 전투원 개개인의 생존능력 및 임무능력 향상이 요구됨에 따라 전투원 개개인이 휴대할 수 있는 소형전술유도무기의 개발이 필요하다. 국내외에서 소형전술유도무기의 개발은 유도탄의 소형화를 중심으로 진행되고 있다. 하지만 전투원 개인이 휴대할 수 있거나, 소형 드론과 같은 무인화 장비에 탑재할 수 있는 초소형 유도탄의 개발은 완성단계에 이르지 못했다.In the modern war environment, as combatants are required to improve their survival and mission capabilities, it is necessary to develop small tactical guided weapons that can be carried by each combatant. The development of small-sized tactical guided weapons at home and abroad centers on miniaturization of guided missiles. However, the development of microscopic guided missiles that can be carried by individual combatants or mounted on unmanned aerial vehicles such as small drones has not reached the completion stage.
유도탄 소형화의 가장 큰 기술적 장벽 중 하나는 유도탄 날개 구동장치의 소형화이다. 보통의 유도탄의 경우 기본적으로 날개구동장치 이외에 탐색기, 항법센서, 유도제어장치, 추진제, 그리고 배터리 등을 구성요소로 하기 때문에 구동장치에 할당되는 공간 및 중량에 제약있다. 그런데 소형화된 유도탄이라 하더라도 전술한 구성요소는 모두 갖추고 있어야 하므로, 구동장치의 공간적 및 중량적 제한이 더욱 커진다. 반면, 이러한 공간적 및 중량적 제한과는 무관하게, 유도탄에 탑재되는 구동장치의 구동변위, 최대출력토크, 최대출력각속도 등 설계요구조건은 유도탄의 운용개념과 유도기법에 따라 결정된다. 따라서, 구동장치는 공간적 및 중량적 제한 범위내에서도 설계요구조건을 만족시키도록 설계되어야 하며, 이 설계요구조건을 만족시키지 못할 경우 역으로 구동장치가 유도탄의 운용개념 및 유도조종기법에 영향을 미치게 된다. One of the biggest technical barriers to miniaturization of guided missiles is the miniaturization of the guided missile wing drive. In the case of a normal guided missile, the space and weight allocated to the drive system are limited because the searcher, navigation sensor, guidance control device, propellant, and battery are components in addition to the wing drive system. However, even in the case of a miniaturized guided missile, all of the above-described components must be provided, and thus the space and weight limitations of the driving device are further increased. On the other hand, regardless of these spatial and weight restrictions, design requirements such as drive displacement, maximum output torque, and maximum output angular velocity of a driving device mounted on a guided missile are determined according to the operating concept and guidance technique of the guided missile. Therefore, the driving system must be designed to satisfy the design requirements even within the space and weight limitations, and if this design requirement is not satisfied, the driving system will conversely affect the operating concept and guided control technique of the guided missile. .
일반적으로 유도탄이 소형화 될수록 공간-중량 대비 출력 효율이 높고 제어가 용이한 전기식 구동장치가 적용된다. 전기식 구동장치는 기본적으로 동력을 발생시키는 전동기(motor), 동력을 전달하는 감속기 혹은 링크구조물, 회전변위를 계측하는 위치센서, 그리고 전류를 제어하는 전류제어기로 구성된다. 구동장치의 공간적 및 중략적 제한을 고려하여 설계요구조건을 만족시키기 위해 전기식 구동장치 내의 구성은 다양할 수 있다.In general, the smaller the guided missile is, the higher the output efficiency is compared to the space-weight and the easier the controllable electric drive is applied. The electric drive is basically composed of a motor that generates power, a reducer or link structure that transmits power, a position sensor that measures rotational displacement, and a current controller that controls the current. In order to satisfy design requirements in consideration of the spatial and strategic limitations of the driving device, the configuration of the electric driving device may vary.
일반적으로 소형 유도탄에 적용되는 전기식 구동장치의 경우 회전형 BLDC 전동기와 볼스크류/리드스크류 등의 동력전달부를 이용한다. BLDC전동기는 공간대비 출력이 DC전동기보다 높으며 제어가 용이하다는 강점을 갖고 있다. 또한 볼스크류 등의 선형 감속기는 에너지 전달 효율이 높으며 날개에 작용하는 바람 등의 외력을 기계적으로 분산시켜 구동장치 제어시스템의 안정성을 증가시킨다. 그리고 위치센서의 경우 일반적으로 엔코더(encoder)보다 절대각(absolute angle) 확보가 용이하고 주변장치 구성이 단순한 전위차계(potentiometer)를 이용한다. 이 전위차계의 경우 날개의 최대 구동변위를 고려하여 전위차계 분해능을 높이기 위한 감속기(gear) 등을 이용해 회전날개에 부착된다. 구동장치는 유도기법에 따라 그 제어방식이 결정되는데 특히 타겟을 조준하고 발사하는 유도탄의 경우, 구동장치는 발사부터 탄도비행까지 바람 등의 외력으로부터 특정각도를 유지하는 제어를 수행하게 된다.In general, electric drive systems applied to small guided missiles use a rotary BLDC motor and a power transmission unit such as a ball screw/lead screw. BLDC motors have the advantage that the output to space is higher than that of DC motors and control is easy. In addition, linear reducers such as ball screws have high energy transfer efficiency and mechanically disperse external forces such as wind acting on the blades, thereby increasing the stability of the drive system control system. And, in the case of a position sensor, it is generally easier to secure an absolute angle than an encoder, and a potentiometer with a simple peripheral device configuration is used. In the case of this potentiometer, it is attached to the rotor blades using gears to increase the resolution of the potentiometer in consideration of the maximum driving displacement of the blade. The control method of the driving device is determined according to the guidance technique. In particular, in the case of a guided missile aiming and firing a target, the driving device performs control to maintain a specific angle from external forces such as wind from launch to ballistic flight.
전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출과정에서 보유하거나 습득한 것으로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에 공개된 공지기술이라고 할 수는 없다.The above-described background technology is possessed or acquired by the inventor in the process of deriving the present invention, and is not necessarily a known technology disclosed to the general public prior to filing the present invention.
발사체의 제어 시스템에 있어서, 발사 초기 단계에서 브레이크 동작이 요구되는데, 일반적인 브레이크의 경우 능동 구동기(actuator) 및 구동제어기가 별도로 필요해 공간 활용도를 떨어뜨리는 문제가 있으며 추가적인 제작 비용 및 제어를 수행하기 위한 노력이 요구된다. 따라서 이러한 비용과 노력을 들이지 않고, 기계적, 물리적으로 발사체 등의 날개를 고정시키는 날개 중립 위치 고정 장치를 제공하고자 한다.In the projectile control system, brake operation is required at the initial stage of launch.In the case of general brakes, active actuators and drive controllers are separately required, which reduces space utilization, and additional manufacturing costs and efforts to perform control Is required. Therefore, it is intended to provide a wing neutral position fixing device that mechanically and physically fixes the wings of a projectile, without incurring such cost and effort.
일 실시 예에 따르면 날개 중립 위치 고정 장치는, 모듈 하우징; 상기 모듈 하우징에 대하여 회전 가능한 날개; 상기 모듈 하우징에 대하여 회전 가능한 회전자를 포함하는 구동원; 및 (i) 초기 위치에서는 상기 회전자로부터 분리된 상태를 유지하고, (ii) 상기 회전자가 설정 위치로 회전되면 상기 회전자에 결합됨으로써 상기 구동원으로부터 전달받은 동력을 상기 날개로 전달하는 회전 구동축을 포함할 수 있다.According to an embodiment, the wing neutral position fixing device includes: a module housing; Blades rotatable with respect to the module housing; A drive source including a rotor rotatable with respect to the module housing; And (i) maintaining a state separated from the rotor in the initial position, and (ii) when the rotor is rotated to a set position, it is coupled to the rotor to transmit the power received from the driving source to the blades. Can include.
상기 회전 구동축은, 초기 위치에서 상기 모듈 하우징에 고정된 상태를 유지하고, 상기 회전자가 상기 설정 위치로 회전되면 상기 모듈 하우징으로부터 분리될 수 있다.The rotation drive shaft maintains a state fixed to the module housing in an initial position, and may be separated from the module housing when the rotor is rotated to the set position.
상기 회전 구동축은, 상기 회전자가 상기 설정 위치로 회전되면 상기 회전 구동축의 일 부분이 탄성적으로 돌출되어 상기 회전자와 결합할 수 있다.When the rotation drive shaft is rotated to the set position, a portion of the rotation drive shaft elastically protrudes to be coupled to the rotor.
상기 회전 구동축은, 상기 날개와 직접 연결되어, 상기 날개와 일체로 회전할 수 있는 날개 회전축; 상기 날개 회전축에 슬라이딩 가능하게 연결되는 핀 연결 회전축; 상기 핀 연결 회전축의 단부에 고정되는 축연결용 핀; 및 상기 축연결용 핀이 상기 회전자를 향하여 돌출되게 하는 탄성력을 제공하는 스프링을 포함하고, 상기 회전자는 상기 축연결용 핀이 삽입되는 부분을 갖는 프레임을 포함할 수 있다.The rotation drive shaft is directly connected to the blade, the blade rotation shaft capable of rotating integrally with the blade; A pin connection rotation shaft slidably connected to the blade rotation shaft; A shaft connection pin fixed to an end of the pin connection rotation shaft; And a spring providing an elastic force for causing the shaft connection pin to protrude toward the rotor, and the rotor may include a frame having a portion into which the shaft connection pin is inserted.
상기 축연결용 핀은, 핀 바디; 및 상기 핀 바디로부터 돌출되어 형성된 핀 날개를 포함하고, 상기 회전자는 축연결용 홈을 포함하고, 상기 축연결용 홈은, 상기 프레임 상에 형성되고, 상기 핀 바디가 삽입될 수 있는 바디 홈; 및 상기 프레임 상에 형성되고, 상기 핀 날개가 삽입될 수 있는 날개 홈을 포함할 수 있다.The shaft connection pin may include a pin body; And a pin blade protruding from the pin body, wherein the rotor includes a shaft connection groove, and the shaft connection groove is formed on the frame and includes a body groove into which the pin body is inserted; And a wing groove formed on the frame and into which the pin wing can be inserted.
상기 모듈 하우징은, 상기 핀 날개를 수용할 수 있는 핀 날개 수용부; 및 상기 핀 바디를 수용할 수 있는 고정축을 더 포함할 수 있다.The module housing may include a fin blade receiving portion capable of accommodating the fin blade; And a fixed shaft that can accommodate the pin body.
상기 핀 바디가 상기 고정축에 수용되고 상기 핀 날개가 상기 핀 날개 수용부에 수용된 상태에서, 상기 회전자가 특정 각도로 회전되어, 상기 날개 홈 및 상기 핀 날개가 서로 정렬되면, 상기 축연결용 핀이 상기 고정축 및 상기 핀 날개 수용부로부터 돌출되어, 상기 축연결용 홈 내로 삽입됨으로써, 상기 축연결용 홈과 상기 축연결용 핀이 형합할 수 있다.When the fin body is accommodated in the fixed shaft and the fin blades are accommodated in the fin blade accommodating part, when the rotor is rotated at a specific angle so that the blade groove and the fin blade are aligned with each other, the shaft connection pin By protruding from the fixed shaft and the pin blade receiving portion and being inserted into the shaft connection groove, the shaft connection groove and the shaft connection pin can be mated.
상기 모듈 하우징은, 상기 핀 날개를 수용할 수 있는 제 1 핀 날개 수용부를 포함하고, 상기 회전 구동축은, 상기 핀 날개를 수용할 수 있는 제 2 핀 날개 수용부를 더 포함할 수 있다.The module housing may include a first fin blade receiving portion capable of accommodating the fin blades, and the rotation drive shaft may further include a second fin blade receiving portion capable of accommodating the fin blades.
상기 핀 바디가 상기 날개 회전축에 수용되고 상기 핀 날개가 상기 제 1 핀 날개 수용부 및 상기 제 2 핀 날개 수용부에 수용된 상태에서, 상기 회전자가 특정 각도로 회전되어, 상기 날개 홈 및 상기 핀 날개가 서로 정렬되면, 상기 축연결용 핀이 상기 제 1 핀 날개 수용부 및 상기 제 2 핀 날개 수용부로부터 돌출되어, 상기 축연결용 홈 내로 삽입됨으로써, 상기 축연결용 홈과 상기 축연결용 핀이 형합할 수 있다.In a state in which the fin body is accommodated in the blade rotation shaft and the fin blades are accommodated in the first fin blade receiving portion and the second fin blade receiving portion, the rotor is rotated at a specific angle, and the blade groove and the fin blade When are aligned with each other, the shaft connection pin protrudes from the first pin wing receiving portion and the second pin wing receiving portion and is inserted into the shaft connection groove, so that the shaft connection groove and the shaft connection pin You can match this.
일 실시 예에 따르면 날개 중립 위치 고정 장치는, 모듈 하우징; 상기 모듈 하우징에 대하여 회전 가능한 날개; 상기 모듈 하우징에 대하여 회전 가능한 회전자를 포함하는 구동원; 및 상기 날개에 연결되어 상기 날개로 동력을 전달하는 날개 회전축; 및 상기 날개 회전축에 대하여 슬라이딩 가능하고, 상기 회전자에 물리적으로 결합 또는 분리 가능한 축연결용 핀을 포함할 수 있다.According to an embodiment, the wing neutral position fixing device includes: a module housing; Blades rotatable with respect to the module housing; A drive source including a rotor rotatable with respect to the module housing; And a blade rotation shaft connected to the blades to transmit power to the blades. And a shaft connection pin that is slidable with respect to the blade rotation shaft and physically coupled or detachable to the rotor.
상기 모듈 하우징에는, 상기 축연결용 핀의 핀 날개를 수용하여, 상기 축연결용 핀의 회전을 구속하기 위한 제 1 핀 날개 수용부가 형성되고, 상기 날개 회전축에는, 상기 축연결용 핀의 핀 날개를 수용하여, 상기 축연결용 핀의 회전을 구속하기 위한 제 2 핀 날개 수용부가 형성되고, 상기 핀 날개가 상기 제 1 핀 날개 수용부 및 상기 제 2 핀 날개 수용부에 모두 수용됨으로써, 상기 날개 회전축이 상기 모듈 하우징에 대하여 회전이 불가능하도록 할 수 있다.In the module housing, a first fin blade receiving portion is formed to receive the fin blade of the shaft connection pin to restrict the rotation of the shaft connection pin, and the blade rotation shaft includes a fin blade of the shaft connection pin By receiving, a second fin wing receiving portion for restraining the rotation of the shaft connection pin is formed, the fin wing is accommodated in both the first fin wing receiving portion and the second fin wing receiving portion, the wing It is possible to prevent the rotation shaft from rotating with respect to the module housing.
상기 모듈 하우징에는, 상기 축연결용 핀의 핀 날개를 수용하여, 상기 축연결용 핀의 회전을 구속하기 위한 핀 날개 수용부가 형성되고, 상기 날개 회전축은, 상기 축연결용 핀에 대하여 회전 불가능하게 연결됨으로써, 상기 핀 날개가 상기 핀 날개 수용부에 수용되면, 상기 날개 회전축이 상기 모듈 하우징에 대하여 회전이 불가능해질 수 있다.In the module housing, a pin blade receiving portion for accommodating the pin blades of the shaft connection pin is formed to restrict the rotation of the shaft connection pin, and the blade rotation shaft is non-rotatable with respect to the shaft connection pin. By being connected, when the fin blade is accommodated in the fin blade receiving part, the blade rotation shaft may not be able to rotate with respect to the module housing.
일 실시 예에 따르면 발사체는, 동체; 상기 동체 내에 장착 가능한 모듈 하우징; 상기 동체에 대하여 회전 가능한 날개; 상기 날개와 연결되어 상기 날개와 일체로 회전되는 회전 구동축; 및 상기 모듈 하우징에 고정되는 고정자와, 상기 회전 구동축과 연결되어 상기 회전 구동축과 일체로 회전되는 회전자를 구비하는 구동원을 포함하고, 상기 회전 구동축은, 상기 모듈 하우징에 대하여 회전되지 않도록, 상기 회전자로부터 분리되어 상기 모듈 하우징에 결합 가능하고, 이후 상기 회전자가 회전 운동함에 따라서 상기 회전자에 연결되고, 연결된 이후에는 상기 회전자로부터 분리되지 않을 수 있다.According to an embodiment, a projectile is a fuselage; A module housing mountable in the body; Blades rotatable with respect to the fuselage; A rotation drive shaft connected to the wing and integrally rotated with the wing; And a drive source including a stator fixed to the module housing and a rotor connected to the rotation drive shaft and rotated integrally with the rotation drive shaft, wherein the rotation drive shaft is not rotated with respect to the module housing. It is separated from the former and can be coupled to the module housing, and is then connected to the rotor as the rotor rotates, and may not be separated from the rotor after being connected.
일 실시 예에 따른 발사체 날개 중립 위치 고정 장치는 유도탄 구동장치의 주된 운용구간인 초기발사부터 탄도비행까지 특정각을 유지시켜 유도탄의 에너지 소모를 최소화시킬 수 있다. 본 발명의 수동고정장치는 수동으로 동작하기에 별도의 에너지 소모가 없고 에너지 효율을 극대화시키고 공간 및 비용 절감이 가능하다. The device for fixing a neutral position of a projectile wing according to an embodiment may minimize energy consumption of a guided missile by maintaining a specific angle from initial launch, which is a main operating section of the guided missile driving device, to ballistic flight. Since the manual fixing device of the present invention is operated manually, there is no separate energy consumption, energy efficiency is maximized, and space and cost can be saved.
도 1은 일 실시 예에 따른 발사체를 나타낸 도면이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 구동 모듈의 사시도이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 구동 모듈 중 하우징의 일부를 절개한 모습을 나타내는 사시도이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 구동 모듈의 동작을 나타낸 도면이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 권선 뭉치 및 하부 영구 자석을 나타낸 도면이다.
도 6은 일 실시 예에 따른 상판 영구 자석 및 하판 영구 자석을 나타낸 도면이다.
도 7은 일 실시 예에 따른 회전각 센서의 동작을 나타낸 도면이다.
도 8은 일 실시 예에 따른 구동 모듈 및 제어기 등을 포함한 시스템에 대한 블록도이다.
도 9는 일 실시 예에 따른 구동 모듈의 일부 분해 사시도이다.
도 10는 일 실시 예에 따른 날개 고정 유지 상태 및 해제 상태를 나타낸 도면이다.
도 11은 일 실시 예에 따른 날개 중립 위치 고정 장치를 나타낸 도면이다.
도 12는 도 11의 절개선 I-I을 따라 절개한 단면도이다.
도 13은 다른 실시 예에 따른 날개 중립 위치 고정 장치를 나타낸 도면이다.1 is a view showing a projectile according to an embodiment.
2 is a perspective view of a driving module according to an embodiment.
3 is a perspective view illustrating a state in which a part of a housing is cut out of a driving module according to an exemplary embodiment.
4 is a diagram illustrating an operation of a driving module according to an exemplary embodiment.
5 is a view showing a bundle of windings and a lower permanent magnet according to an embodiment.
6 is a view showing an upper permanent magnet and a lower permanent magnet according to an embodiment.
7 is a diagram illustrating an operation of a rotation angle sensor according to an exemplary embodiment.
8 is a block diagram of a system including a driving module and a controller according to an exemplary embodiment.
9 is a partial exploded perspective view of a driving module according to an exemplary embodiment.
10 is a view showing a fixed maintenance state and a release state of the wing according to an embodiment.
11 is a view showing a blade neutral position fixing device according to an embodiment.
12 is a cross-sectional view taken along the cut line II of FIG. 11.
13 is a view showing a blade neutral position fixing device according to another embodiment.
이하, 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, embodiments will be described in detail through exemplary drawings. In adding reference numerals to elements of each drawing, it should be noted that the same elements are assigned the same numerals as possible even if they are indicated on different drawings. In addition, in describing the embodiment, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function interferes with the understanding of the embodiment, a detailed description thereof will be omitted.
또한, 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In addition, in describing the constituent elements of the embodiment, terms such as first, second, A, B, (a) and (b) may be used. These terms are only used to distinguish the component from other components, and the nature, order, or order of the component is not limited by the term. When a component is described as being "connected", "coupled" or "connected" to another component, that component may be directly connected or connected to that other component, but another component between each component It should be understood that may be “connected”, “coupled” or “connected”.
어느 하나의 실시 예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시 예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시 예에 기재한 설명은 다른 실시 예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.Components included in one embodiment and components including common functions will be described using the same name in other embodiments. Unless otherwise stated, the description in one embodiment may be applied to other embodiments, and a detailed description will be omitted in the overlapping range.
도 1은 일 실시 예에 따른 발사체를 나타낸 도면이고, 도 2는 일 실시 예에 따른 구동 모듈의 사시도이고, 도 3은 일 실시 예에 따른 구동 모듈 중 하우징의 일부를 절개한 모습을 나타내는 사시도이다.FIG. 1 is a view showing a projectile according to an embodiment, FIG. 2 is a perspective view of a driving module according to an embodiment, and FIG. 3 is a perspective view showing a partially cutaway view of a housing among driving modules according to an embodiment. .
도 1 내지 도 3을 참조하면, 발사체(10)는 동체(2) 및 구동 모듈(1)을 포함할 수 있다. 구동 모듈(1)은 유도조종장치의 전기적 신호를 받아, 표적이 있는 방향으로 발사체(10)를 유도하거나, 항로를 결정할 수 있다. 예를 들어, 구동 모듈(1)은, 동체(2)의 후방에 배치되며 제 1 날개(11b)를 구비하는 제 1 구동 모듈(1b)과, 제 1 날개(11b)의 전방에 배치되는 제 2 날개(11a)를 구비하는 제 2 구동 모듈(1a)을 포함할 수 있다. 여기서, 제 2 날개(11a)는, 귀날개(Canad)를 포함할 수 있다. 한편, 이상의 설명은 하나의 예시에 불과할 뿐, 반대되는 기재가 없는 이상, 구동 모듈(1a, 1b) 및 날개(11a, 11b)의 위치 및 종류는 제한되지 않음을 밝혀 둔다. 이하, 제 1 구동 모듈(1b) 및 제 2 구동 모듈(1a)은 "구동 모듈(1)"로, 제 1 날개(11b) 및 제 2 날개(11a)는 "날개(11)"로 통칭하기로 한다. 구동 모듈(1)은 날개(11), 모듈 하우징(12), 회전 구동축(13), 구동원(14), 회전각 센서(15) 및 제어부(미도시)를 포함할 수 있다. 한편, 상술한 날개(11), 모듈 하우징(12), 회전 구동축(13) 및 구동원(14)을 통칭하여, "날개 중립 위치 고정 장치"라고 할 수도 있다.1 to 3, the
모듈 하우징(12)은 동체(2) 내에 장착 가능하며, 구동원(14) 및 회전각 센서(15)를 내장할 수 있다. 한편, 모듈 하우징(12)은 동체(2)의 일부를 구성하는 것으로 이해할 수도 있다.The
회전 구동축(13)은, 모듈 하우징(12)을 관통하도록 배치되고, 모듈 하우징(12)에 대하여 회전될 수 있다. 회전 구동축(13)은 날개(11)와 연결되어 날개(11)와 일체로 회전될 수 있다. 예를 들어, 날개(11)와 회전 구동축(13)은 하나의 강체 운동을 할 수 있다. 이와 같은 구조에 따르면, 회전 구동축(13)이 회전하는 경우, 회전 구동축(13)과 날개(11)가 고정된 모듈 하우징(12)에 대하여 회전할 수 있다. 한편, 날개(11) 및 회전 구동축(13)은 중간에 개입되는 감속기 없이 직접적으로 연결될 수 있다. 후술하는 것처럼 회전 구동축(13)은 (i) 회전자(142)에 결합함으로써, 회전자(142)의 회전력을 날개(11)에 전달하거나, (ii) 회전자(142)로부터 분리되어 모듈 하우징(12)에 결합함으로써, 모듈 하우징(12)에 대하여 회전되지 않은 상태를 유지할 수 있다. The
구동원(14)은 날개(11)를 회전시키기 위한 동력을 제공할 수 있다. 예를 들어, 구동원(14)는 감속기를 구비하지 않을 수 있다. 부피가 큰 감속기를 생략함에 따라서, 구동원(14)의 용적을 줄일 수 있다. 또한 동력 전달시, 도 8에 도시된 것처럼 통상 기어 구조로 제공되는 감속기에서 발생되는 백래시(backlash1) 문제가 없어서 제어가 용이하다. 구동원(14)은 고정자(141) 및 회전자(142)를 포함할 수 있다.The
고정자(141)는 모듈 하우징(12)에 고정될 수 있다. 예를 들어, 고정자(141)는 모듈 하우징(12)에 고정되는 상판 영구 자석(1411) 및 모듈 하우징(12)에 고정되는 하판 영구 자석(1412)을 포함할 수 있다.The
회전자(142)는 고정자(141)에 대하여 회전되는 부분으로, 회전 구동축(13)과 연결되어 회전 구동축(13)과 일체로 회전될 수 있다. 예를 들어, 회전자(142)는 적어도 일부분이 상판 영구 자석(1411) 및 하판 영구 자석(1412) 사이에 형성되는 자기력선에 수직한 방향으로 전류가 흐르도록 안내하는 권선 뭉치(1421)와, 권선 뭉치(1421)에 연결되어 권선 뭉치(1421)와 일체로 회전되는 프레임(1422)을 포함할 수 있다. 이와 같은 구조에 따라, 회전자(142)는 상판 영구 자석(1411) 및 하판 영구 자석(1412) 사이에서 로렌츠의 힘에 의하여, 원호 방향으로 왕복 운동할 수 있다.The
회전각 센서(15)는 날개(11)의 회전 각도를 감지할 수 있다. 예를 들어, 회전각 센서(15)는 발사체의 운동 방향이 목표 방향으로 향하도록 하는 회전 각도를 산출하기 위한 정보를 제공할 수 있다.The
제어부는, 회전각 센서(15)를 통하여 날개(11)의 회전각 정보를 전달받고, 구동원(14)을 제어함으로써 날개(11)의 회전각을 제어할 수 있다.The controller may control the rotation angle of the
전술한 구조를 포함한 구동 모듈(1)은 복수 개의 날개(11)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 구동 모듈(1)이 양 측에 두 개의 날개(11)를 포함하는 경우, 하나의 모듈 하우징(12)에는 두 개의 날개(11)를 제어할 수 있도록, 회전 구동축(13), 구동원(14) 및 회전각 센서(15)가 각각 두 개씩 구비될 수 있다. 예를 들어, 날개(11), 회전 구동축(13), 구동원(14) 및 회전각 센서(15)를 각각 포함하는 두 개의 어셈블리는 모듈 하우징(12)의 중심을 기준으로 양쪽에 대칭으로 배치될 수 있다.The
도 4는 일 실시 예에 따른 구동 모듈의 동작을 나타낸 도면이고, 도 5는 일 실시 예에 따른 권선 뭉치 및 하부 영구 자석을 나타낸 도면이고, 도 6은 일 실시 예에 따른 상판 영구 자석 및 하판 영구 자석을 나타낸 도면이다.4 is a view showing the operation of a driving module according to an embodiment, FIG. 5 is a view showing a bundle of windings and a lower permanent magnet according to an embodiment, and FIG. 6 is a permanent upper magnet and a permanent lower panel according to an embodiment. It is a diagram showing a magnet.
먼저 도 4를 참조하면, 상판 영구 자석(1411) 및 하판 영구 자석(1412) 사이에 위치한 권선 뭉치(1421)에 전류가 흐를 때, 전류 방향에 따라 회전 방향이 달라질 수 있다.First, referring to FIG. 4, when a current flows through the winding
상판 영구 자석(1411)과 하판 영구 자석(1412)은 서로 마주보는 면에 서로 다른 자극이 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 6에 도시된 방향을 기준으로 상판 영구 자석 좌측부(14111)가 S극이고, 상판 영구 자석 우측부(14112)가 N극인 경우, 하판 영구 자석 좌측부(14121)는 N극이고, 하판 영구 자석 우측부(14122)는 S극 일 수 있다. 자기력선은 상판 영구 자석(1411)과 하판 영구 자석(1412) 사이에서 수직한 방향으로 형성되며, 영구 자석의 좌측부와 우측부에서 자기력선의 방향이 서로 다를 수 있다.The upper
도 4 및 도 5를 참조하면, 권선 뭉치(1421)는 중심부에 공동이 형성된 부채꼴 형상을 가질 수 있다. 권선 뭉치(1421)는 한 쌍의 반경 방향 코일부(14211) 및 한 쌍의 원호 방향 코일부(14212)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 한 쌍의 반경 방향 코일부(14211)는 회전 구동축(13)으로부터 멀어지는 방향을 따라서 배치될 수 있다. 한 쌍의 원호 방향 코일부(14212)는 회전 구동축(13)에 대하여 각각 일정한 거리에 위치하며, 한 쌍의 반경 방향 코일부(14211)를 상호 연결시킬 수 있다. 4 and 5, the winding
상판 영구 자석(1411) 및 하판 영구 자석(1412)의 극성이 도면에 도시된 것처럼 형성된 상태에서, 도 4의 (a)와 같이, 권선 뭉치(1421)에 반시계 방향의 전류가 흐를 경우, 한 쌍의 반경 방향 코일부(14211)의 좌측부 및 우측부는 전자기력에 의해 모두 반시계 방향으로 회전하려는 토크(torque)를 생성한다. 도 4의 (b)와 같이, 권선 뭉치(1421)에 시계 방향의 전류가 흐를 경우, 한 쌍의 반경 방향 코일부(14211)의 좌측부 및 우측부는 전자기력에 의해 모두 시계 방향으로 회전하려는 토크를 생성한다. 이와 같은 구조에 따르면, 권선 뭉치(1421)에 흐르는 전류의 방향을 바꾸는 것으로서, 회전 구동축(13)의 회전 방향을 전환시킬 수 있다.In a state in which the polarities of the upper
이와 같은 구조에 따르면, 모듈 하우징(12, 도 3 참조) 및 영구 자석 상판(1411) 및 영구 자석 하판(1412)은 움직이지 않고, 회전자(142), 회전 구동축(13) 및 날개(11, 도 3 참조)가 회전함으로써, 날개(11)가 구동원(14)과 일체로 연결되어 직구동 방식으로 발사체(10, 도 1 참조)의 운동 방향을 제어할 수 있다.According to this structure, the module housing 12 (refer to FIG. 3), the permanent magnet
한편, 모듈 하우징(12, 도 2 참조)은, 상판 영구 자석(1411)과 하판 영구 자석(1412) 사이에 권선뭉치가 차지하는 공간이외의 공간에 위치하는 저항 유체를 더 포함할 수 있다. 저항 유체에 의하면, 직구동 방식의 구동 모듈(1)이 갖는 단점으로써, 외란에 대하여 지나치게 민감한 문제를 줄여줄 수 있다. 예를 들어, 저항 유체는 자성 유체와 비자성 유체를 혼합한 유체일 수 있다. 자성 유체는 공극으로 누설되는 자기장의 손실을 줄여서, 구동을 위한 토크를 증대 또는 감소시킬 수 있다. 그에 따라 구동 모듈에 요구되는 만큼의 토크를 출력할 수 있다. 예를 들어, 비자성 유체는 자성 유체보다 점성이 높은 유체일 수 있다. 예를 들어, 자성 유체와 비자성 유체의 혼합 비율은, 사전에 구동 모듈 동작 시뮬레이션을 통하여 산출된 예상 마찰력에 따라 그 비율을 달리함으로써, 회전자(142)의 점성 마찰(viscous friction)을 조정할 수 있다. 점성마찰이 출력에 미치는 영향에 대한 메커니즘은 도 8에 대한 설명에서 후술하기로 한다.Meanwhile, the module housing 12 (refer to FIG. 2) may further include a resistance fluid located in a space other than the space occupied by the winding bundle between the upper
한편, 도 5와 같이, 회전자(142)가 좌측으로 최대로 회전된 상태에서, 한 쌍의 반경 방향 코일부(14211) 중 좌측에 위치하는 반경 방향 코일부는 하판 영구 자석 좌측부(14121)에 오버랩되고, 우측에 위치하는 반경 방향 코일부는 하판 영구 자석 우측부(14122)에 오버랩될 수 있다. 이와 같은 구조에 의하면, 상호 다른 방향의 전류가 흐르는 한 쌍의 반경 방향 코일부(14211)가, 모두 동일한 방향의 자기장 내에 위치함에 따라서, 회전자(142)이 회전되지 못하는 문제를 방지할 수 있다. 마찬가지로 회전자(142)가 우측으로 최대로 회전된 상태에서는 한 쌍의 반경 방향 코일부(14211) 중 우측에 위치하는 반경 방향 코일부는 하판 영구 자석 우측부(14122)에 오버랩되고, 좌측에 위치하는 반경 방향 코일부는 하판 영구 자석 좌측부(14121)에 오버랩될 수 있다. Meanwhile, as shown in FIG. 5, in a state in which the
예를 들어, 회전자(142)가 좌측으로 최대로 회전된 상태에서, 우측에 위치하는 반경 방향 코일부(14211)는 하판 영구 자석 좌측부(14121)에 오버랩되지 않고, 회전자(142)가 우측으로 최대로 회전된 상태에서, 좌측에 위치하는 반경 방향 코일부는 하판 영구 자석 우측부(14122)에 오버랩되지 않을 수 있다. 이와 같은 구조에 의하면, 한 쌍의 반경 방향 코일부(14211)에 서로 다른 방향의 전자기력이 인가되는 것을 방지할 수 있으므로, 토크 손실 문제를 최소화할 수 있다. For example, in a state in which the
한편, 도 6과 같이, 상판 영구 자석(2411) 및 하판 영구 자석(2412)은 각각 복수 개로 분할된 조각을 배열하여 형성될 수 있다. 분할 되지 않은 상판 영구 자석(1411) 및 하판 영구 자석(1412)에 비하여, 복수개로 분할한 뒤 결합한 상판 영구 자석(2411) 및 하판 영구 자석(2412)은 와전류를 감소시켜 전류 손실을 줄이고, 자속밀도를 균일하게 하게 할 수 있으며 그에 따라 구동원(14, 도 3 참조)의 크기 대비 출력을 증대시킬 수 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 6, the upper
도 7은 일 실시 예에 따른 회전각 센서의 동작을 나타낸 도면이다.7 is a diagram illustrating an operation of a rotation angle sensor according to an exemplary embodiment.
도 7을 참조하면, 회전각 센서(15)는 날개(11)의 회전 각도를 감지하기 위한 것으로써, 한 쌍의 저항체(151), 브러쉬(152), 브러쉬 암(153), 기판(154) 및 전위차계를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 7, the
한 쌍의 저항체(151)는 모듈 하우징(12, 도 2 참조)에 설치되는 절연성 재질의 기판(154) 상에 형성될 수 있다.A pair of
전위차계는 한 쌍의 저항체(151)와 각각 연결되어, 인가되는 전압을 측정함으로써, 날개(11)의 회전각을 측정할 수 있다. The potentiometer is connected to the pair of
브러쉬(152)는 한 쌍의 저항체(151) 및 한 쌍의 저항체(151)에 각각 연결될 수 있다. 예를 들어, 브러쉬(152)의 끝단에 복수 개의 접점을 복수 개 구비할 수 있다. 접점이 다중으로 형성되어 계측시 발생할 수 있는 노이즈를 최소화할 수 있다.The
브러쉬 암(153)은, 브러쉬(152) 및 회전 구동축(13)을 서로 연결함으로써, 브러쉬(152) 및 회전 구동축(13)이 하나의 강체 운동을 하도록 할 수 있다. 이와 같은 구조에 의하면, 다시 말하면, 회전각 센서(15)는 감속기를 구비하지 않음으로써, 도 8에 표시된 것 같은 백래시(backlash2)가 생기는 것을 방지할 수 있다. The
이상의 구조에 따르면 회전각 센서(15)는 날개(11)의 최대 회전각에 따른 회전 구동 범위 내에서 전위차계를 통해 전위차를 측정하여, 이를 기초로 날개(11)의 회전 각도를 감지할 수 있다. 예를 들어, 도 7의 (a)와 같이, 날개(11)가 반시계 방향으로 최대로 구동한 경우, 전위차계의 계측 전압은 최소 값이 될 수 있다. 도 7의 (b)와 같이, 날개(11)가 시계방향으로 최대로 구동한 경우, 계측 전압이 최대 값이 될 수 있다. According to the above structure, the
도 8은 일 실시 예에 따른 구동 모듈 및 제어기 등을 포함한 시스템에 대한 블록도이다.8 is a block diagram of a system including a driving module and a controller according to an exemplary embodiment.
도 8을 참조하여 설명하는 것처럼, 감속기를 제거한 직구동 방식의 구동 모듈(1)은 바람 등의 외란에 대한 민감도가 높아서 실제 적용하기 어려운 문제가 있지만, 실시 예와 같이 자성 유체 및 비자성 유체를 혼합한 저항 유체를 이용하면 이와 같은 문제를 해소할 수 있다. 구동 모듈(1) 및 제어기 등을 포함한 시스템에 대하여 입력 대비 출력과 외란 대비 출력을 수식화하면 다음과 같다.As described with reference to FIG. 8, the direct drive
여기서,here,
Gro: 입력 명령 대비 출력각의 전달함수G ro : Transfer function of output angle compared to input command
Gc: 구동 전압 제어기의 전달함수G c : Transfer function of driving voltage controller
Ge: 전동기의 전기적 모델의 전달함수G e : Transfer function of electric motor model
Gm: 전동기의 기계적 모델의 전달함수G m : Transfer function of the mechanical model of the motor
H: 센서 모델의 전달함수H: transfer function of sensor model
여기서,here,
Gdo: 외란 대비 출력각의 전달함수G do : Transfer function of output angle versus disturbance
여기서,here,
Ka: 토크 상수K a : torque constant
La: 권선의 인덕턴스L a : winding inductance
Ra: 권선 저항R a : winding resistance
여기서, here,
J: 구동 모듈의 전체 관성 모멘트J: Total moment of inertia of the driving module
b: 구동 모듈 회전부의 전체 점성 마찰b: Total viscous friction of the rotating part of the drive module
중소형 이상의 전동기에서는 전기적 모델인 Ge의 응답이 Gm보다 빠르지만, 구동장치가 소형화 될수록 기계적 모델의 J 및 b의 감소가 전기적 모델의 Ra 및 La의 감소보다 제곱배로 줄어들기 때문에 Gm의 응답이 Ge보다 느리다는 보장이 없다. 이로 인해 [수학식 1]에 따른 외란 대비 출력 전달함수는 무시할 만큼 작아지기 어렵다. 이는 Gc를 키우거나, b를 키워서 시스템 보상할 수 있는데 도 4에서 설명한 자성 유체와 비자성유체를 혼합한 저항 유체의 점도는 Gm의 점성마찰 b을 증대시켜 시스템의 댐핑을 증가시켜 Gdo의 영향을 감소시키는 역할을 한다. 그리고 증가된 마찰로 인한 Gro의 응답 저하는 자성유체를 통한 토크상수 K-a증대로 보상이 가능하다. 이를 응용하면, 시스템 설계 후 마찰 값이 크게 산출되어 낮은 외란 민감도에도 불구하고 구동력이 부족할 경우, 비자성유체의 점도가 작은 것을 채택하여 자성 유체와 혼합한 유체를 만들면 회전부를 더욱 부드럽게 만들어 b를 낮출 수 있다.In small- and medium-sized or more electric motor only in the electrical model, the G e response faster than G m, because the drive device is miniaturized the more it reduces the decrease in the mechanical model J and b times the square than the decrease in the R a and L a electrical model G m There is no guarantee that the response of is slower than G e . For this reason, the output transfer function versus disturbance according to [Equation 1] is difficult to be negligibly small. Which raise the G c or kiwoseo the b can be compensated system There viscosity of the magnetic fluid and the non-magnetic fluid resistance fluid mix described in Figure 4 by increasing the viscous friction b of G m by increasing the damping of the system G do It serves to reduce the impact of And the decrease in response of G ro due to the increased friction can be compensated by increasing the torque constant K- a through the magnetic fluid. Applying this, if the driving force is insufficient despite the low disturbance sensitivity due to the large friction value calculated after the system design, if the fluid mixed with the magnetic fluid is made by adopting the low viscosity of the nonmagnetic fluid, the rotating part is made smoother and b is lowered. I can.
동력 전달 및 회전 변위 계측에 감속기가 이용되지 않아 도 8의 제어블록도에서 백래시 발생 지점 2개소에 백래시가 발생하지 않는다. 이는 제어시스템의 비선형성을 축소시키고 제어성능을 향상시키는데 역할을 한다Since the speed reducer is not used for power transmission and rotational displacement measurement, backlash does not occur at the two backlash generation points in the control block diagram of FIG. 8. This plays a role in reducing the nonlinearity of the control system and improving the control performance.
도 9는 일 실시 예에 따른 구동 모듈의 일부 분해 사시도이고, 도 10는 일 실시 예에 따른 날개 고정 유지 상태 및 해제 상태를 나타낸 도면이다.9 is a partial exploded perspective view of a driving module according to an exemplary embodiment, and FIG. 10 is a view showing a state of holding and releasing a wing fixed according to an exemplary embodiment.
도 9 및 도 10을 참조하면, 회전 구동축(13)은, 초기 위치에서는 회전자(142)로부터 분리된 상태를 유지하고, 회전자(142)가 설정 위치로 회전되면 회전자(142)에 결합됨으로써 구동원(14)으로부터 전달받은 동력을 날개(11)로 전달할 수 있다. 즉, 회전 구동축(13)은 초기 위치에서 모듈 하우징(12)에 고정된 상태를 유지하고, 회전자(142)가 설정 위치로 회전되면 모듈 하우징(12)으로부터 분리될 수 있다. 9 and 10, the
먼저, 도 10의 (a)에 도시된 것처럼, 회전 구동축(13)이 모듈 하우징(12)에 대하여 회전되지 않도록, 회전 구동축(13)은 회전자(142)로부터 분리되어 모듈 하우징(12)에 결합 가능하다.First, as shown in (a) of Figure 10, so that the
다음으로, 도 10의 (b)에 도시된 것처럼, 회전자(142)가 설정 위치로 회전 되면, 회전 구동축(13)의 일 부분이 탄성적으로 돌출되어 회전자(142)와 결합할 수 있다. 회전 구동축(13)이 회전자(142)에 연결된 이후에는 외력을 가하지 않는 이상, 탄성력에 의해 회전 구동축(13)이 회전자(142)로부터 분리되지 않을 수 있다. Next, as shown in (b) of FIG. 10, when the
예를 들어, 회전 구동축(13)은 스프링(131), 축연결용 핀(132), 핀 연결 회전축(133) 및 날개 회전축(134)을 포함할 수 있다.For example, the
스프링(131)은, 축연결용 핀(132) 및 날개 회전축(134) 사이에 배치되어, 축연결용 핀(132)이 회전자(142)를 향하여 돌출되게 하는 탄성력을 제공할 수 있다. 예를 들어, 스프링(131)은, 핀 연결 회전축(133)을 중심으로 감싸는 형상을 가질 수 있다.The
날개 회전축(134)은 날개(11)와 직접 연결되어, 날개(11)로 동력을 전달할 수 있다. 예를 들어, 날개 회전축(134)은, 날개(11)와 일체로 회전할 수 있다.The
핀 연결 회전축(133)은 날개 회전축(134)에 대하여 축 방향으로는 슬라이딩 가능하되, 축 둘레 방향으로는 날개(11)와 동일한 각도로 회전될 수 있다. 예를 들어, 핀 연결 회전축(133)은 날개 회전축(134)에 대하여 회전할 수 없고, 회전축 방향을 따라서 슬라이딩되는 운동만을 할 수 있다.The pin-connected
축연결용 핀(132)은 핀 연결 회전축(133)의 단부에 고정되는 부분으로, 회전자(142)에 형합 가능한 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 축연결용 핀(132)은, 핀 바디(1321)와 중심으로부터 외측으로 돌출되는 핀 날개(1322)를 포함할 수 있다. The
모듈 하우징(12)은 고정축(121)을 포함할 수 있다. 고정축(121)은 고정자(141)와 마찬가지로 모듈 하우징(12)에 대하여 움직이지 않는 부분으로써, 축연결용 핀(132)에 형합 가능한 구조를 가질 수 있다. 도 10의 (a)에 도시되는 것처럼, 축연결용 핀(132)이 고정축(121)에 결합되면, 축연결용 핀(132) 및 그와 연결된 날개(11)가 모듈 하우징(12)에 대하여 회전되지 않을 수 있다. 이와 같은 상태를 "날개 고정 유지 상태"라고 할 수 있다.The
프레임(1422)은, 축연결용 홈(14221)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 축연결용 홈(14221)은 축연결용 핀(132)에 형합 가능한 구조를 가질 수 있다. 도 10의 (b)에 도시되는 것처럼, 축연결용 핀(132)이 축연결용 홈(14221)에 결합되면, 축연결용 핀(132) 및 그와 연결된 날개(11)가 회전자(142)의 회전에 따라 회전될 수 있다. 이와 같은 상태를 "날개 고정 해제 상태"라고 할 수 있다. 이와 같은 구조에 의하면, 핀 연결 회전축(133)이 고정축(121) 및 축연결용 홈(14221) 중 어느 쪽에 결합되었는지 여부에 따라서, 날개(11)의 상태가 전환될 수 있다. 축연결용 홈(14221)은 프레임(1422) 상에 형성될 수 있다. 축연결용 홈(14221)은 핀 바디(1321)가 삽입될 수 있는 바디 홈(14221a)과, 프레임(1422) 상에 형성되고, 핀 날개(1322)가 삽입될 수 있는 날개 홈(14221b)을 포함할 수 있다. The
도 10의 (a)에 도시된 날개 고정 유지 상태에서는, 별도의 능동 브레이크 없이 초기 위치를 기구적으로 고정하여, 날개(11)의 구동을 위한 소모전력을 최소화시킬 수 있다. 다시 말하면, 회전 구동축(13) 및 날개(11)는 모듈 하우징(12) 및 고정축(121)에 대하여 회전하지 않는 고정 상태가 될 수 있다. 예를 들어, 발사 초기 상태에서는 날개(11)의 각도를 일정하게 유지할 필요가 있다. 따라서, 축연결용 핀(132)이 고정축(121)에 결합되도록 스프링(131)을 압축시킨 상태에서, 축연결용 핀(132)이 축연결용 홈(14221)에 삽입되지 않도록, 회전자(142)를 특정 각도로 회전시켜 서로 어긋나게 배치시켜 둠으로써, 이와 같은 날개 고정 유지 상태를 달성할 수 있다. In the state where the blades are fixed and maintained as shown in FIG. 10A, the initial position is mechanically fixed without a separate active brake, so that power consumption for driving the
다만, 유도탄 등의 발사체(10, 도 1 참조)의 발사 초기에 날개(11)의 각도를 유지하는 단계를 지나서, 유도 조종을 시작하는 시점에서는 날개(11)의 각도를 제어할 필요가 있다. 구체적으로, 회전자(142)가 특정 각도로 회전되어 축연결용 홈(14221) 및 축연결용 핀(132)이 서로 정렬되면 도 10의 (b)에 도시된 날개 고정 해제 상태가 될 수 있다. 예를 들어, 축연결용 홈(14221) 및 축연결용 핀(132)이 서로 맞물리는 위치로 정렬되도록 회전자(142)를 특정 각도로 회전시키면, 스프링(131)의 탄성 복원력에 의해 축연결용 핀(132)이 돌출되어, 축연결용 핀(132)이 축연결용 홈(14221) 내로 삽입됨으로써, 축연결용 홈(14221)과 축연결용 핀(132)이 형합할 수 있다. 그에 따라, 회전 구동축(13) 및 날개(11)는 모듈 하우징(12) 및 고정축(121)에 대하여 회전할 수 있는 고정 해제 상태가 될 수 있다. 즉, 회전 구동축(13)과 프레임(1422)이 연결되어, 날개(11), 회전 구동축(13) 및 프레임(1422)이 일체로 회전될 수 있다.However, it is necessary to control the angle of the
초기 발사시부터 날개(11)를 특정 위치가 유지되도록 제어하는 것은 많은 에너지 소모가 필요하기 때문에 소형 유도탄에서는 운용이 제한적이지만, 이와 같은 구조에 의하면, 제어가 필요한 시점에 전기적 제어를 할 수 있으므로, 효율적이다.Controlling the
도 11은 일 실시 예에 따른 날개 중립 위치 고정 장치를 나타낸 도면이고, 도 12는 도 11의 절개선 I-I를 따라 절개한 단면도이다.11 is a view showing a blade neutral position fixing device according to an embodiment, and FIG. 12 is a cross-sectional view taken along the cut line I-I of FIG. 11.
도 11 및 도 12를 참조하면, 모듈 하우징(12)은 회전 구동축(13)에 맞물림으로써, 회전 구동축(13)이 모듈 하우징(12)에 대하여 회전하지 않도록, 회전 구동축(13)을 고정시킬 수 있다. 예를 들어, 모듈 하우징(12)은 핀 바디(1321)를 수용할 수 있는 고정축(121)과, 핀 날개(1322)를 수용하여 축연결용 핀(132)의 회전을 구속할 수 있는 핀 날개 수용부(122)를 포함할 수 있다.11 and 12, the
핀 바디(1321)가 고정축(121)에 수용되고 핀 날개(1322)가 핀 날개 수용부(122)에 수용되면, 축연결용 핀(132)이 모듈 하우징(12)에 대하여 회전이 불가능한 상태가 된다. 또한, 예를 들어, 도 12와 같이, 핀 연결 회전축(133)의 외면 및 날개 회전축(134)의 내면에는, 축 둘레 방향을 따라서 이격 배치되며 상호 형합하는 돌기 및 홈이 형성될 수 있다. 이와 같은 구조에 의하면, 날개 회전축(134)이 축연결용 핀(132)에 대하여 회전이 불가능한 상태가 되고, 결과적으로, 날개 회전축(134)은 모듈 하우징(12)에 대하여 회전이 불가능한 상태(날개 고정 유지 상태)가 될 수 있다.When the
한편, 회전자(142)가 특정 각도로 회전되어, 날개 홈(14221b, 도 9 참조) 및 핀 날개(1322)가 서로 정렬되면, 축연결용 핀(132)이 고정축(121) 및 핀 날개 수용부(122)로부터 돌출되어, 축연결용 홈(14221, 도 9 참조) 내로 삽입될 수 있다. 따라서, 축연결용 홈(14221)과 축연결용 핀(132)이 형합되어, 날개 회전축(134)을 제어할 수 있는 상태(날개 고정 해제 상태)가 될 수 있다. On the other hand, when the
도 13은 다른 실시 예에 따른 날개 중립 위치 고정 장치를 나타낸 도면이다.13 is a view showing a blade neutral position fixing device according to another embodiment.
도 13을 참조하면, 다른 실시 예에 따른 날개 중립 위치 고정 장치는, 날개, 모듈 하우징(22), 회전 구동축(23) 및 구동원을 포함할 수 있다. 회전 구동축(23)은, 스프링(231), 축연결용 핀(232), 핀 연결 회전축(233) 및 날개 회전축(234)을 포함할 수 있다. 축연결용 핀(232)은, 핀 바디(2321) 및 핀 날개(2322)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 13, a blade neutral position fixing device according to another exemplary embodiment may include a blade, a
도 13에 도시된 것처럼, 모듈 하우징(22)에는 도 11에서 설명한 바와 같은 고정축(121)이 형성되지 않고, 회전 구동축(23)이 모듈 하우징(22)을 관통하도록 배치될 수 있다. 또한, 모듈 하우징(22)에는, 핀 날개(2322)를 수용하여 축연결용 핀(232)의 회전을 구속하기 위한 제 1 핀 날개 수용부(222)가 형성되고, 마찬가지로, 날개 회전축(234)에도, 핀 날개(2322)를 수용하여 축연결용 핀(232)의 회전을 구속하기 위한 제 2 핀 날개 수용부(235)가 형성될 수 있다. 이와 같은 구조에 의하면, 축연결용 핀(232)이 모듈 하우징(22) 및 날개 회전축(234)에 모두 형합됨으로써, 날개 회전축(234)이 모듈 하우징(22)에 대하여 회전이 불가능한 상태(날개 고정 요지 상태)가 될 수 있다. 이와 같은 구조에 의하면, 상술한 실시 예에 비교하여, 도 12에 도시한 것과 같은 돌기 및 홈의 구조를 적용하지 않아도 되는 장점을 갖게 된다.As shown in FIG. 13, the fixed
한편, 회전자(142, 도 9 참조)가 특정 각도로 회전되어, 날개 홈(14221b, 도 9 참조) 및 핀 날개(2322)가 서로 정렬되면, 축연결용 핀(232)이 날개 회전축(234) 내부에 수용된 상태에 있다가 모듈 하우징(22)의 제 1 핀 날개 수용부(122) 및 날개 회전축(234)의 제 2 핀 날개 수용부(235)로부터 돌출되어, 축연결용 홈(14221, 도 9 참조) 내로 삽입될 수 있다. 따라서, 축연결용 홈(14221)과 축연결용 핀(232)이 형합되어, 날개 회전축(234)을 제어할 수 있는 상태(날개 고정 해제 상태)가 될 수 있다. On the other hand, when the rotor 142 (refer to FIG. 9) is rotated at a specific angle, and the wing groove (14221b (refer to FIG. 9)) and the
이상과 같이 비록 한정된 도면에 의해 실시 예들이 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구조, 장치 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although the embodiments have been described by the limited drawings, various modifications and variations are possible from the above description to those of ordinary skill in the art. For example, the described techniques are performed in a different order from the described method, and/or components such as the described structure, device, etc. are combined or combined in a form different from the described method, or in other components or equivalents. Even if substituted or substituted by, appropriate results can be achieved.
Claims (13)
상기 모듈 하우징에 대하여 회전 가능한 날개;
상기 모듈 하우징에 대하여 회전 가능한 회전자를 포함하는 구동원; 및
(i) 초기 위치에서는 상기 회전자로부터 분리된 상태를 유지하고, (ii) 상기 회전자가 설정 위치로 회전되면 상기 회전자에 결합됨으로써 상기 구동원으로부터 전달받은 동력을 상기 날개로 전달하는 회전 구동축을 포함하고,
상기 회전 구동축은,
초기 위치에서 상기 모듈 하우징에 고정된 상태를 유지하고, 상기 회전자가 상기 설정 위치로 회전되면 상기 모듈 하우징으로부터 분리되는 것을 특징으로 하는 날개 중립 위치 고정 장치.
Module housing;
Blades rotatable with respect to the module housing;
A drive source including a rotor rotatable with respect to the module housing; And
(i) maintains a state separated from the rotor at the initial position, and (ii) when the rotor is rotated to a set position, it is coupled to the rotor to transmit power received from the drive source to the blades. and,
The rotation drive shaft,
A blade neutral position fixing device, characterized in that it maintains a state fixed to the module housing in an initial position, and is separated from the module housing when the rotor is rotated to the set position.
상기 회전 구동축은,
상기 회전자가 상기 설정 위치로 회전되면 상기 회전 구동축의 일 부분이 탄성적으로 돌출되어 상기 회전자와 결합하는 것을 특징으로 하는 날개 중립 위치 고정 장치.
The method of claim 1,
The rotation drive shaft,
When the rotor is rotated to the set position, a portion of the rotation drive shaft elastically protrudes to engage with the rotor.
상기 회전 구동축은,
상기 날개와 직접 연결되어, 상기 날개와 일체로 회전할 수 있는 날개 회전축;
상기 날개 회전축에 슬라이딩 가능하게 연결되는 핀 연결 회전축;
상기 핀 연결 회전축의 단부에 고정되는 축연결용 핀; 및
상기 축연결용 핀이 상기 회전자를 향하여 돌출되게 하는 탄성력을 제공하는 스프링을 포함하고,
상기 회전자는 상기 축연결용 핀이 삽입되는 부분을 갖는 프레임을 포함하는 날개 중립 위치 고정 장치.
The method of claim 1,
The rotation drive shaft,
A wing rotation shaft directly connected to the wing and capable of rotating integrally with the wing;
A pin connection rotation shaft slidably connected to the blade rotation shaft;
A shaft connection pin fixed to an end of the pin connection rotation shaft; And
It includes a spring that provides an elastic force for the shaft connection pin to protrude toward the rotor,
The rotor is a blade neutral position fixing device comprising a frame having a portion into which the pin for connecting the shaft is inserted.
상기 축연결용 핀은,
핀 바디; 및
상기 핀 바디로부터 돌출되어 형성된 핀 날개를 포함하고,
상기 회전자는 축연결용 홈을 포함하고,
상기 축연결용 홈은,
상기 프레임 상에 형성되고, 상기 핀 바디가 삽입될 수 있는 바디 홈; 및
상기 프레임 상에 형성되고, 상기 핀 날개가 삽입될 수 있는 날개 홈을 포함하는 날개 중립 위치 고정 장치.
The method of claim 4,
The shaft connection pin,
Fin body; And
It includes a fin blade protruding from the fin body,
The rotor includes a shaft connection groove,
The shaft connection groove,
A body groove formed on the frame and into which the pin body may be inserted; And
A wing neutral position fixing device formed on the frame and including a wing groove into which the pin wing can be inserted.
상기 모듈 하우징은,
상기 핀 날개를 수용할 수 있는 핀 날개 수용부; 및
상기 핀 바디를 수용할 수 있는 고정축을 더 포함하는 날개 중립 위치 고정 장치.
The method of claim 5,
The module housing,
A fin wing receiving portion capable of accommodating the fin wing; And
Wing neutral position fixing device further comprising a fixed shaft capable of accommodating the pin body.
상기 핀 바디가 상기 고정축에 수용되고 상기 핀 날개가 상기 핀 날개 수용부에 수용된 상태에서,
상기 회전자가 특정 각도로 회전되어, 상기 날개 홈 및 상기 핀 날개가 서로 정렬되면,
상기 축연결용 핀이 상기 고정축 및 상기 핀 날개 수용부로부터 돌출되어, 상기 축연결용 홈 내로 삽입됨으로써, 상기 축연결용 홈과 상기 축연결용 핀이 형합하는 것을 특징으로 하는 날개 중립 위치 고정 장치.
The method of claim 6,
In a state in which the fin body is accommodated in the fixed shaft and the fin blade is accommodated in the fin blade receiving part,
When the rotor is rotated at a specific angle, and the wing groove and the pin wing are aligned with each other,
The shaft connection pin is protruded from the fixed shaft and the pin wing receiving portion and is inserted into the shaft connection groove, whereby the shaft connection groove and the shaft connection pin are joined together. Device.
상기 모듈 하우징은,
상기 핀 날개를 수용할 수 있는 제 1 핀 날개 수용부를 포함하고,
상기 회전 구동축은,
상기 핀 날개를 수용할 수 있는 제 2 핀 날개 수용부를 더 포함하는 날개 중립 위치 고정 장치.
The method of claim 5,
The module housing,
Including a first fin wing receiving portion capable of accommodating the fin wing,
The rotation drive shaft,
A wing neutral position fixing device further comprising a second pin wing receiving portion capable of accommodating the pin wing.
상기 핀 바디가 상기 날개 회전축에 수용되고 상기 핀 날개가 상기 제 1 핀 날개 수용부 및 상기 제 2 핀 날개 수용부에 수용된 상태에서,
상기 회전자가 특정 각도로 회전되어, 상기 날개 홈 및 상기 핀 날개가 서로 정렬되면,
상기 축연결용 핀이 상기 제 1 핀 날개 수용부 및 상기 제 2 핀 날개 수용부로부터 돌출되어, 상기 축연결용 홈 내로 삽입됨으로써, 상기 축연결용 홈과 상기 축연결용 핀이 형합하는 것을 특징으로 하는 날개 중립 위치 고정 장치.
The method of claim 8,
In a state in which the fin body is accommodated in the blade rotation shaft and the fin blade is accommodated in the first fin blade receiving portion and the second fin blade receiving portion,
When the rotor is rotated at a specific angle, and the wing groove and the pin wing are aligned with each other,
The shaft connection pin protrudes from the first pin wing receiving portion and the second pin wing receiving portion and is inserted into the shaft connection groove, so that the shaft connection groove and the shaft connection pin are mated. Wing neutral position fixing device.
상기 모듈 하우징에 대하여 회전 가능한 날개;
상기 모듈 하우징에 대하여 회전 가능한 회전자를 포함하는 구동원; 및
상기 날개에 연결되어 상기 날개로 동력을 전달하는 날개 회전축; 및
상기 날개 회전축에 대하여 슬라이딩 가능하고, 상기 회전자에 물리적으로 결합 또는 분리 가능한 축연결용 핀을 포함하는 날개 중립 위치 고정 장치.
Module housing;
Blades rotatable with respect to the module housing;
A drive source including a rotor rotatable with respect to the module housing; And
A blade rotation shaft connected to the blades to transmit power to the blades; And
A blade neutral position fixing device including a shaft connection pin that is slidable with respect to the blade rotation shaft and physically coupled or detachable to the rotor.
상기 모듈 하우징에는, 상기 축연결용 핀의 핀 날개를 수용하여, 상기 축연결용 핀의 회전을 구속하기 위한 제 1 핀 날개 수용부가 형성되고,
상기 날개 회전축에는, 상기 축연결용 핀의 핀 날개를 수용하여, 상기 축연결용 핀의 회전을 구속하기 위한 제 2 핀 날개 수용부가 형성되고,
상기 핀 날개가 상기 제 1 핀 날개 수용부 및 상기 제 2 핀 날개 수용부에 모두 수용됨으로써, 상기 날개 회전축이 상기 모듈 하우징에 대하여 회전이 불가능하도록 할 수 있는 것을 특징으로 하는 날개 중립 위치 고정 장치.
The method of claim 10,
In the module housing, a first fin blade receiving portion is formed to receive the fin blades of the shaft connection pin and restrict the rotation of the shaft connection pin,
In the blade rotation shaft, a second fin blade receiving portion is formed to receive the fin blade of the shaft connection pin and restrict the rotation of the shaft connection pin,
The blade neutral position fixing device, characterized in that the pin blade is accommodated in both the first fin blade receiving portion and the second fin blade receiving portion, so that the blade rotation shaft cannot be rotated with respect to the module housing.
상기 모듈 하우징에는, 상기 축연결용 핀의 핀 날개를 수용하여, 상기 축연결용 핀의 회전을 구속하기 위한 핀 날개 수용부가 형성되고,
상기 날개 회전축은, 상기 축연결용 핀에 대하여 회전 불가능하게 연결됨으로써, 상기 핀 날개가 상기 핀 날개 수용부에 수용되면, 상기 날개 회전축이 상기 모듈 하우징에 대하여 회전이 불가능해지는 것을 특징으로 하는 날개 중립 위치 고정 장치.
The method of claim 10,
In the module housing, a pin wing receiving portion for accommodating the pin wing of the shaft connection pin is formed to restrict the rotation of the shaft connection pin,
The blade rotation shaft is non-rotatably connected with respect to the shaft connection pin, so that when the fin blade is accommodated in the fin blade receiving portion, the blade rotation shaft is not rotatable with respect to the module housing. Positioning device.
상기 동체 내에 장착 가능한 모듈 하우징;
상기 동체에 대하여 회전 가능한 날개;
상기 날개와 연결되어 상기 날개와 일체로 회전되는 회전 구동축; 및
상기 모듈 하우징에 고정되는 고정자와, 상기 회전 구동축과 연결되어 상기 회전 구동축과 일체로 회전되는 회전자를 구비하는 구동원을 포함하고,
상기 회전 구동축은,
상기 모듈 하우징에 대하여 회전되지 않도록, 상기 회전자로부터 분리되어 상기 모듈 하우징에 결합 가능하고, 이후 상기 회전자가 회전 운동함에 따라서 상기 회전자에 연결되고, 연결된 이후에는 상기 회전자로부터 분리되지 않고,
(i) 초기 위치에서는 상기 회전자로부터 분리된 상태를 유지하고, (ii) 상기 회전자가 설정 위치로 회전되면 상기 회전자에 결합됨으로써 상기 구동원으로부터 전달받은 동력을 상기 날개로 전달하고,
초기 위치에서 상기 모듈 하우징에 고정된 상태를 유지하고, 상기 회전자가 상기 설정 위치로 회전되면 상기 모듈 하우징으로부터 분리되는 것을 특징으로 하는 날개 중립 위치 고정 장치를 이용한 발사체.fuselage;
A module housing mountable in the body;
Blades rotatable with respect to the fuselage;
A rotation drive shaft connected to the wing and integrally rotated with the wing; And
A stator fixed to the module housing and a drive source having a rotor connected to the rotation drive shaft and rotated integrally with the rotation drive shaft,
The rotation drive shaft,
In order not to rotate with respect to the module housing, it is separated from the rotor and can be coupled to the module housing, and then connected to the rotor as the rotor rotates, and after being connected, it is not separated from the rotor,
(i) maintains a state separated from the rotor in the initial position, (ii) when the rotor is rotated to the set position, it is coupled to the rotor to transmit the power received from the drive source to the blades,
A projectile using a wing neutral position fixing device, characterized in that it maintains a state fixed to the module housing in an initial position, and is separated from the module housing when the rotor is rotated to the set position.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020190144878A KR102214443B1 (en) | 2019-11-13 | 2019-11-13 | Apparatus for fixing neutral position of wings of projectile and projectile comprising thereof |
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ID=74559241
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KR1020190144878A KR102214443B1 (en) | 2019-11-13 | 2019-11-13 | Apparatus for fixing neutral position of wings of projectile and projectile comprising thereof |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102377638B1 (en) | 2021-09-08 | 2022-03-23 | 국방과학연구소 | Axis alignment member for image seeker and navigation system of a guided missile and the guided missile |
Citations (2)
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---|---|---|---|---|
JP2000180099A (en) * | 1998-12-10 | 2000-06-30 | Mitsubishi Electric Corp | Guided projectile |
KR101901892B1 (en) * | 2017-11-22 | 2018-09-28 | (주)경인테크 | Driving device for wing of guided aircraft |
-
2019
- 2019-11-13 KR KR1020190144878A patent/KR102214443B1/en active IP Right Grant
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JP2000180099A (en) * | 1998-12-10 | 2000-06-30 | Mitsubishi Electric Corp | Guided projectile |
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