KR102413246B1 - Automatic tension control device using winch - Google Patents

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KR102413246B1
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shaft
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pin
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KR1020210173770A
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이일우
윤성준
이시왕
이호경
박대찬
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주식회사 유시스
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Abstract

본 발명에 의한 윈치를 이용한 자동장력조절장치는 드론과 연결된 전원선과 길이 방향의 외주면에 상기 전원선이 권취되는 스풀과 상기 스풀의 축과 평행하게 설치되는 다이아몬드 스크류와 상기 다이아몬드 스크류를 감싸게 설치되는 슬라이딩 가이드와 스풀과 평행하게 설치되어 상기 슬라이딩 가이드가 수평 이동하도록 하는 핀 가이드 축과 일정한 회전력을 발생하는 정하중 스프링과 상기 스풀의 회전에 따라 전원선이 엉키는 것을 방지 하고, 외부 지상관제시스템(Ground Control System, GCS)과 상기 전원선과 연결하는 슬립 링과 상기 스풀, 상기 정하중 스프링 및 기어부의 각각의 기어가 핀 결합되어 회전력을 전달하는 샤프트부와 일측에 설치되어 상기 샤프트부의 각각의 샤프트에 핀 결합되어 상기 샤프트부의 각각의 샤프트에 회전력을 전달하는 기어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The automatic tension control device using a winch according to the present invention includes a power line connected to a drone, a spool on which the power line is wound on an outer circumferential surface in the longitudinal direction, a diamond screw installed parallel to the axis of the spool, and a sliding installed to surround the diamond screw. A pin guide shaft installed in parallel with the guide and the spool to allow the sliding guide to move horizontally, a static load spring that generates a constant rotational force, and the spool to prevent tangling of the power line according to the rotation of the spool, and an external Ground Control System , GCS) and the slip ring connected to the power line, the spool, the static load spring, and each gear of the gear part are pin-coupled and installed on one side of the shaft part to transmit rotational force, and are pin-coupled to each shaft of the shaft part. It is characterized in that it includes a gear portion for transmitting a rotational force to each shaft of the shaft portion.

Description

윈치를 이용한 자동장력조절장치{Automatic tension control device using winch}Automatic tension control device using winch

본 발명은 윈치를 이용한 자동장력조절장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 종래의 윈치를 이용한 장력조절장치보다 설계가 간단하고, 유지 및 보수가 비교적 쉬우며, 제어 모듈과 제어 프로그램이 불필요하며, 전원선을 권취함에 있어서 전원 공급이 불필요하며, 정하중 스프링을 이용하여 일정한 장력을 작용하는 윈치를 이용한 자동장력조절장치에 관한 것이다.The present invention relates to an automatic tension control device using a winch, and more particularly, has a simpler design than a conventional tension control device using a winch, is relatively easy to maintain and repair, and does not require a control module and a control program; It relates to an automatic tension control device using a winch that does not require power supply when winding a wire, and applies a constant tension using a static load spring.

일반적으로 종래의 윈치를 이용한 자동장력조절장치는 유선 드론의 기체가 하강할 경우 전원선이 꼬이거나 프롭에 말림을 방지하기 위해 모터로 전원선의 길이를 제어하고, 별도 제어시스템을 통하여 길이를 조절하고, 위치 및 속도에 따른 장력을 조절한다.In general, the automatic tension control device using a conventional winch controls the length of the power line with a motor to prevent the power line from being twisted or curled by the prop when the aircraft of the wired drone descends, and the length is adjusted through a separate control system. , adjust the tension according to the position and speed.

그런데, 이러한 상기 종래의 윈치를 이용한 장력조절장치의 경우, 설계가 복잡하고, 유지 및 보수가 어려우며, 제어 모듈과 제어 프로그램이 필요하며, 전원선을 권취함에 있어서 전원 공급이 필요하며, 장력을 조절하는 모터가 별도로 필요한 문제점이 있다.However, in the case of such a tension control device using the conventional winch, the design is complicated, maintenance and repair are difficult, a control module and a control program are required, power supply is required for winding the power line, and the tension is adjusted There is a problem that a separate motor is required.

KRKR 10-2009-0089241 10-2009-0089241 AA KRKR 10-2010-0014068 10-2010-0014068 AA

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로,The present invention has been devised to solve the above problems,

본 발명의 목적은 윈치를 이용한 자동장력조절장치의 설계가 간단하고, 유지 및 보수가 비교적 쉬우며, 제어 모듈과 제어 프로그램이 불필요하며, 전원선을 권취함에 있어서 전원 공급이 불필요하며, 정하중 스프링을 이용하여 일정한 장력을 작용하는 윈치를 이용한 자동장력조절장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is that the design of the automatic tension control device using a winch is simple, maintenance and repair are relatively easy, a control module and a control program are unnecessary, power supply is unnecessary when winding a power line, and a constant load spring is used. An object of the present invention is to provide an automatic tension control device using a winch that applies a constant tension by using it.

상기와 같은 기술적인 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에 의한 윈치를 이용한 자동장력조절장치는 드론과 연결된 전원선과 길이 방향의 외주면에 상기 전원선이 권취되는 스풀과 상기 스풀의 축과 평행하게 설치되는 다이아몬드 스크류와 상기 다이아몬드 스크류를 감싸게 설치되는 슬라이딩 가이드와 스풀과 평행하게 설치되어 상기 슬라이딩 가이드가 수평 이동하도록 하는 핀 가이드 축과 일정한 회전력을 발생하는 정하중 스프링과 외부 지상관제시스템(Ground Control System, GCS)과 상기 전원선을 연결하는 슬립 링과 상기 스풀, 상기 정하중 스프링 및 기어부의 각각의 기어가 핀 결합되어 회전력을 전달하는 샤프트부와 일측에 설치되어 상기 샤프트부의 각각의 샤프트에 핀 결합되어 상기 샤프트부의 각각의 샤프트에 회전력을 전달하는 기어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to solve the above technical problems, the automatic tension control device using a winch according to the present invention is installed parallel to the axis of the power line connected to the drone and the spool on which the power line is wound on the outer peripheral surface in the longitudinal direction and the spool A diamond screw, a sliding guide installed to surround the diamond screw, and a pin guide shaft installed parallel to the spool so that the sliding guide moves horizontally, a static load spring generating a constant rotational force, and an external Ground Control System (GCS) A slip ring connecting the power line and the spool, the static load spring and each gear of the gear unit are pin-coupled and installed on one side of the shaft unit that transmits the rotational force, and are pin-coupled to each shaft of the shaft unit. It is characterized in that it includes a gear unit that transmits a rotational force to each shaft.

또한 바람직하게는 상기 전원선은 상기 드론에 전원을 공급하고, 상기 드론에서 생성된 데이터를 전송하는 것을 특징으로 한다.Also preferably, the power line supplies power to the drone and transmits data generated by the drone.

또한 바람직하게는 상기 스풀은 제2 샤프트의 외주면에 핀 결합에 의해 체결되어 상기 정하중 스프링에서 발생된 회전력을 통해 상기 전원선을 일정한 장력으로 외주면에 권취하는 것을 특징으로 한다.Also preferably, the spool is fastened to the outer circumferential surface of the second shaft by pin coupling, and the power wire is wound around the outer circumferential surface with a constant tension through the rotational force generated by the static load spring.

또한 바람직하게는 상기 다이아몬드 스크류는 제1 샤프트의 외주면에 스풀이 1회전 할 때 상기 전원선의 두께만큼의 리드(lead : 스크류 1회전당 이동하는 직선거리)를 가지도록 절삭 가공 형성되어 슬라이딩 가이드가 상기 제1 샤프트의 축방향으로 왕복 수평 이동하도록 하는 것을 특징으로 한다.Also preferably, the diamond screw is formed by cutting on the outer peripheral surface of the first shaft to have a lead equal to the thickness of the power wire when the spool rotates once, so that the sliding guide is formed to have a lead (a linear distance moved per screw rotation). It is characterized in that it reciprocates horizontally in the axial direction of the first shaft.

또한 바람직하게는 상기 슬라이딩 가이드는 일측에 형성된 키부에 의해 상기 다이아몬드 스크류의 외주면에 형성된 홈부를 따라 이동하여 스풀에 전원선이 엉키지 않도록 선을 정리하는 것을 특징으로 한다.Also preferably, the sliding guide moves along the groove formed on the outer circumferential surface of the diamond screw by the key formed on one side to arrange the lines so that the power line is not tangled in the spool.

또한 바람직하게는 상기 정하중 스프링은 제4 샤프트의 외주면에 핀 결합에 의해 체결되어 일정한 회전력을 발생하고, 상기 전원선이 일정한 장력을 받도록 하는 것을 특징으로 한다.Also preferably, the static load spring is fastened to the outer circumferential surface of the fourth shaft by a pin coupling to generate a constant rotational force, and the power line is characterized in that it receives a constant tension.

또한 바람직하게는 상기 슬립 링은 상기 전원선을 통해 상기 드론에 전원을 공급하고, 상기 스풀의 회전에 따른 상기 전원선의이 엉키지 않도록 연결하며, 상기 드론에서 생성된 데이터를 상기 전원선을 통해 상기 지상관제시스템으로 전송하기 위한 커넥터인 것을 특징으로 한다.Also preferably, the slip ring supplies power to the drone through the power line, connects the power line so that the power line does not get tangled according to the rotation of the spool, and controls the ground control with data generated by the drone through the power line It is characterized in that it is a connector for transmission to the system.

또한 바람직하게는 상기 샤프트부는 외주면에 상기 다이아몬드 스크류가 형성 되고, 제1 스퍼기어가 핀 결합되는 제1 샤프트와 외주면에 상기 스풀, 제2 스퍼기어 및 제3 스퍼기어가 핀 결합에 의해 체결되는 제2 샤프트와 외주면에 제4 스퍼기어, 제5 스퍼기어가 핀 결합에 의해 체결되는 제3 샤프트와 외주면에 제6 스퍼기어, 상기 정하중 스프링이 핀 결합에 의해 체결되는 제4 샤프트를 포함하는 것을 특징으로 한다.Also preferably, the diamond screw is formed on the outer circumferential surface of the shaft portion, and the first shaft to which the first spur gear is pinned and the spool, the second spur gear and the third spur gear are fastened to the outer circumferential surface by pin coupling. The second shaft and the fourth spur gear on the outer circumferential surface, the third shaft to which the fifth spur gear is fastened by pin coupling, the sixth spur gear to the outer circumferential surface, and a fourth shaft to which the static load spring is fastened by pin coupling. do it with

또한 바람직하게는 상기 기어부는 상기 제1 샤프트의 외주면에 핀 결합에 의해 체결되고, 제2 스퍼기어와 치결합되어 회전력을 전달하는 제1 스퍼기어와 상기 제2 샤프트의 외주면에 핀 결합에 의해 체결되고, 상기 제1 스퍼기어와 치결합되어 회전력을 전달하는 제2 스퍼기어와 상기 제2 샤프트의 외주면에 핀 결합에 의해 체결되고, 제4 스퍼기어와 치결합되어 회전력을 전달하는 제3 스퍼기어와 상기 제3 샤프트의 외주면에 핀 결합에 의해 체결되고, 상기 제3 스퍼기어와 치결합되어 회전력을 전달하는 제4 스퍼기어와 상기 제3 샤프트의 외주면에 핀 결합에 의해 체결되고, 제6 스퍼기어와 치결합되어 회전력을 전달하는 제5 스퍼기어와 상기 제4 샤프트의 외주면에 핀 결합에 의해 체결되고, 상기 제5 스퍼기어와 치결합되어 회전력을 전달하는 제6 스퍼기어를 포함하는 것을 특징으로 한다.Also preferably, the gear part is fastened to the outer circumferential surface of the first shaft by pin coupling, and the first spur gear and the second spur gear are toothed to transmit rotational force and are fastened to the outer circumferential surface of the second shaft by pin coupling. and a second spur gear that is toothed with the first spur gear to transmit a rotational force and a third spur gear that is fastened to the outer circumferential surface of the second shaft by a pin coupling, and is toothed with the fourth spur gear to transmit a rotational force and a fourth spur gear coupled to the outer circumferential surface of the third shaft by a pin coupling, tooth coupled with the third spur gear to transmit a rotational force, and a fourth spur gear coupled to the outer circumferential surface of the third shaft by pin coupling, and a sixth spur gear A fifth spur gear that is toothed with a gear to transmit a rotational force and a sixth spur gear that is coupled to an outer peripheral surface of the fourth shaft by a pin coupling and is toothed with the fifth spur gear to transmit a rotational force. do it with

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 윈치를 이용한 자동장력조절장치에 따르면, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.According to the automatic tension control apparatus using the winch of the present invention made as described above, the following effects can be obtained.

본 발명의 일 실시예에 따르면 윈치를 이용한 자동장력조절장치의 설계가 간단하고, 유지 및 보수가 비교적 쉬우며, 제어 모듈과 제어 프로그램이 불필요하며, 전원선을 권취함에 있어서 전원 공급이 불필요하며, 정하중 스프링을 이용하여 일정한 장력을 작용하여 전원선을 권취할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the design of the automatic tension control device using a winch is simple, maintenance and repair are relatively easy, a control module and a control program are unnecessary, and power supply is unnecessary when winding a power line, The power line can be wound by applying a constant tension using a static load spring.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, which are merely exemplary, those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Accordingly, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 윈치를 이용한 자동장력조절장치를 도시한 사시도.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 윈치를 이용한 자동장력조절장치를 도시한 정면도.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 윈치를 이용한 자동장력조절장치를 도시한 평면도.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 윈치를 이용한 자동장력조절장치를 도시한 단면도 및 부분 확대도.1 is a perspective view showing an automatic tension control device using a winch according to a preferred embodiment of the present invention.
Figure 2 is a front view showing an automatic tension control device using a winch according to a preferred embodiment of the present invention.
Figure 3 is a plan view showing an automatic tension control device using a winch according to a preferred embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view and a partially enlarged view showing an automatic tension control device using a winch according to a preferred embodiment of the present invention.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings in order to describe in detail enough that a person of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily implement the technical idea of the present invention.

그러나, 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 일 예에 불과한 것으로 이에 의해 본 발명의 권리범위가 축소되거나 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.However, the following examples are merely examples to help the understanding of the present invention, thereby not reducing or limiting the scope of the present invention. In addition, the present invention may be embodied in several different forms and is not limited to the embodiments described herein.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 윈치를 이용한 자동장력조절장치를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 윈치를 이용한 자동장력조절장치를 도시한 정면이고, 도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 윈치를 이용한 자동장력조절장치를 도시한 평면도이다.1 is a perspective view showing an automatic tension adjusting device using a winch according to a preferred embodiment of the present invention, Figure 2 is a front view showing an automatic tension adjusting device using a winch according to a preferred embodiment of the present invention, Figure 3 is a plan view showing an automatic tension control device using a winch according to a preferred embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 3를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 윈치를 이용한 자동장력조절장치는 전원선(100), 스풀(300), 다이아몬드 스크류(200), 슬라이딩 가이드(210), 핀 가이드 축(220), 정하중 스프링(400), 슬립 링(310), 샤프트부 및 기어부를 포함하여 구성된다.1 to 3 , the automatic tension control device using a winch according to an embodiment of the present invention includes a power line 100 , a spool 300 , a diamond screw 200 , a sliding guide 210 , and a pin guide. The shaft 220, the static load spring 400, the slip ring 310, is configured to include a shaft portion and a gear portion.

상기 샤프트부는 상기 스풀(300) 또는 상기 정하중 스프링(400) 및 상기 기어부의 각각의 스퍼기어가 결합되어 회전력을 전달하는 것으로, 외주면에 상기 다이아몬드 스크류(200)가 형성되고, 제1 스퍼기어(600)가 핀 결합되는 제1 샤프트(500)와 외주면에 상기 스풀(300), 제2 스퍼기어(560) 및 제3 스퍼기어(620)가 핀 결합에 의해 체결되는 제2 샤프트(510)와 외주면에 제4 스퍼기어(630), 제5 스퍼기어(640)가 핀 결합에 의해 체결되는 제3 샤프트(520)와 주면에 제6 스퍼기어(650), 상기 정하중 스프링(400)이 핀(P) 결합에 의해 체결되는 제4 샤프트(530)를 포함한다.The shaft portion is to transmit a rotational force by coupling the spool 300 or the constant load spring 400 and the respective spur gears of the gear portion, the diamond screw 200 is formed on the outer circumferential surface, and the first spur gear 600 ) to which the spool 300, the second spur gear 560 and the third spur gear 620 are fastened by pin coupling to the first shaft 500 and the outer circumferential surface to which the pin is coupled. The second shaft 510 and the outer circumferential surface The fourth spur gear 630, the fifth spur gear 640 to the third shaft 520 to which the pin coupling is coupled, the sixth spur gear 650 to the main surface, and the static load spring 400 to the pin (P) ) includes a fourth shaft 530 fastened by coupling.

이때, 상기 샤프트부의 각각의 샤프트는 제1 판넬(110)의 위에 수직 방향으로 볼트로 체결되어 설치된 제2 판넬(120)과 제3 판넬(130)의 사이에 상기 샤프트부의 각각의 샤프트는 각각 평행하고 양단이 베어링(B) 고정된 형태로 회전 가능하게 설치된다.At this time, the respective shafts of the shaft part are parallel to each other between the second panel 120 and the third panel 130 installed by being fastened with bolts in the vertical direction on the first panel 110 . and both ends are rotatably installed in a fixed form with the bearing (B).

그리고, 상기 제2 판넬(120)과 상기 제3 판넬(130)을 고정하기 위해 상단부에 두개의 보강축인 제1 보강 축(140)과 제2 보강축(150)이 볼트로 체결되어 설치된다.In addition, in order to fix the second panel 120 and the third panel 130 , the first reinforcing shaft 140 and the second reinforcing shaft 150 , which are two reinforcing shafts, are installed at the upper end by fastening them with bolts. .

상기 기어부는 상기 제1 샤프트(500)의 외주면에 핀(P) 결합에 의해 체결되고, 상기 제2 스퍼기어(610)와 치결합되어 회전력을 전달하는 제1 스퍼기어(600)와 상기 제2 샤프트(510)의 외주면에 핀(P) 결합에 의해 체결되고, 상기 제1 스퍼기어(600)와 치결합되어 회전력을 전달하는 제2 스퍼기어(610)와 상기 제2 샤프트(510)의 외주면에 핀(P) 결합에 의해 체결되고, 상기 제4 스퍼기어(630)와 치결합되어 회전력을 전달하는 제3 스퍼기어(620)와 상기 제3 샤프트(520)의 외주면에 핀(P) 결합에 의해 체결되고, 상기 제3 스퍼기어(620)와 치결합되어 회전력을 전달하는 제4 스퍼기어(630)와 상기 제3 샤프트(520)의 외주면에 핀(P) 결합에 의해 체결되고, 상기 제6 스퍼기어(650)와 치결합되어 회전력을 전달하는 제5 스퍼기어(640)와 상기 제4 샤프트(530)의 외주면에 핀(P) 결합에 의해 체결되고, 상기 제5 스퍼기어와(640) 치결합되어 회전력을 전달하는 제6 스퍼기어(650)를 포함한다.The gear part is fastened to the outer peripheral surface of the first shaft 500 by a pin (P) coupling, and is toothed with the second spur gear 610 to transmit a rotational force. The first spur gear 600 and the second The second spur gear 610 is coupled to the outer peripheral surface of the shaft 510 by a pin (P) coupling, and is toothed with the first spur gear 600 to transmit rotational force and the outer peripheral surface of the second shaft 510. A pin (P) coupling to the outer peripheral surface of the third spur gear 620 and the third shaft 520 coupled by a pin (P) coupling to the third spur gear 620 and tooth coupled with the fourth spur gear 630 to transmit a rotational force The fourth spur gear 630, which is toothed with the third spur gear 620 and transmits rotational force, and the third shaft 520 are fastened by a pin (P) coupling to the outer circumferential surface, and the The fifth spur gear 640, which is toothed with the sixth spur gear 650 to transmit rotational force, and the fourth shaft 530 are fastened by a pin (P) coupling to the outer circumferential surface, and the fifth spur gear and ( 640) It includes a sixth spur gear 650 that is toothed to transmit a rotational force.

상기 전원선(100)은 상기 드론에 연결되어 상기 드론에 전원을 공급하고, 상기 드론에서 생성된 데이터를 상기 슬립 링(310)으로 전송한다.The power line 100 is connected to the drone to supply power to the drone, and transmits data generated by the drone to the slip ring 310 .

이를 위해, 상기 전원선(100)은 내부에 2개의 전선을 한 쌍으로 하는 한 쌍의 전원라인과 데이터 라인을 포함한 케이블이거나 PoE(Power over Ethernet) 전송 방식의 케이블일 수 있다.To this end, the power line 100 may be a cable including a pair of power lines and data lines having two wires as a pair therein, or a Power over Ethernet (PoE) transmission type cable.

상기 스풀(300)은 상기 제2 샤프트의(510) 외주면에 핀(P) 결합에 의해 체결되어 상기 정하중 스프링(400)에서 발생된 회전력을 통해 상기 전원선(100)을 일정한 장력으로 외주면에 권취한다.The spool 300 is fastened to the outer circumferential surface of the second shaft 510 by a pin (P) coupling, and the power line 100 is wound around the outer circumferential surface with a constant tension through the rotational force generated by the static load spring 400. do.

상기 다이아몬드 스크류(200)는 상기 제1 샤프트(500)의 외주면에 상기 스풀(300)이 1회전 할 때 상기 전원선(100)의 두께만큼의 리드(lead : 스크류 1회전당 이동하는 직선거리)를 가지도록 절삭 가공 형성되어 상기 슬라이딩 가이드(210)가 상기 제1 샤프트(500)의 축 방향으로 왕복 수평 이동하도록 한다.The diamond screw 200 has a lead equal to the thickness of the power wire 100 when the spool 300 rotates once on the outer circumferential surface of the first shaft 500 (a straight line distance moved per screw rotation) It is formed by cutting so as to have the sliding guide 210 reciprocate horizontally in the axial direction of the first shaft 500 .

이때, 상기 다이아몬드 스크류(200)의 외주면에 형성된 홈부(201)는 두개의 나선형 홈이 상기 제1 샤프트(500)의 축방향으로 서로 동일한 피치(pitch, 서로 인접한 나사산 사이의 축 방향 거리)로 각각 반대방향으로 형성된 것이다.At this time, the groove portion 201 formed on the outer circumferential surface of the diamond screw 200 has two helical grooves at the same pitch in the axial direction of the first shaft 500 (pitch, axial distance between adjacent threads), respectively. formed in the opposite direction.

상기 핀 가이드 축(220)은 상기 스풀(300)과 평행하게 설치되어 상기 슬라이딩 가이드(210)가 수평 이동 하도록 한다.The pin guide shaft 220 is installed parallel to the spool 300 so that the sliding guide 210 moves horizontally.

이를 위해, 상기 핀 가이드 축(220)은 상기 제2 판넬(110)과 상기 제3 판넬(120) 사이에 볼트로 체결되어 설치된다.To this end, the pin guide shaft 220 is installed by being fastened with a bolt between the second panel 110 and the third panel 120 .

상기 슬라이딩 가이드(210)는 일측에 형성된 키부(211)에 의해 상기 다이아몬드 스크류(200)의 외주면에 형성된 상기 홈부(201)를 따라 이동하여 상기 스풀(300)에 상기 전원선(100)이 엉키지 않도록 상기 전원선(100)을 정리한다.The sliding guide 210 moves along the groove portion 201 formed on the outer peripheral surface of the diamond screw 200 by the key portion 211 formed on one side to prevent the power wire 100 from being tangled in the spool 300 . The power line 100 is arranged.

이를 위해, 상기 슬라이딩 가이드(210)는 상기 핀 가이드 축(220)의 외주면과, 상기 다이아몬드 스크류(200)의 외주면을 감싸도록 설치되어 상기 스풀(300)이 1회전 할 때 상기 전원선의 두께만큼 수평 이동한다.To this end, the sliding guide 210 is installed to surround the outer circumferential surface of the pin guide shaft 220 and the outer circumferential surface of the diamond screw 200, and is horizontal as much as the thickness of the power line when the spool 300 rotates once. Move.

또한, 상기 슬라이딩 가이드(210)의 상기 키부(211)와 상기 다이아몬드 스크류(200)의 외주면에 형성된 상기 홈부(201)에 의해 상기 다이아몬드 스크류(200)의 종단까지 수평 이동하게 되면 다시 반대로 이동하여 수평 왕복 이동을 한다. In addition, when the key portion 211 of the sliding guide 210 and the groove portion 201 formed on the outer circumferential surface of the diamond screw 200 move horizontally to the end of the diamond screw 200, it moves in the opposite direction and horizontally make a round trip

상기 정하중 스프링(400)은 상기 제4 샤프트(530)의 외주면에 핀(P) 결합에 의해 체결되어 일정한 회전력을 발생하고, 상기 전원선(100)이 일정한 장력을 받도록 한다.The static load spring 400 is fastened to the outer circumferential surface of the fourth shaft 530 by a pin (P) coupling to generate a constant rotational force, so that the power line 100 receives a constant tension.

이를 위해, 상기 정하중 스프링(400)은 상기 제4 샤프트(530)에 의해 상기 제6 스퍼기어(650)에 회전력을 전달하고, 상기 제6 스퍼기어(650)와 치결합된 상기 제5 스퍼기어(640)는 상기 제3 샤프트(620)에 의해 동축 연결된 상기 제4 스퍼기어(630)에 회전력을 전달하고, 상기 제4 스퍼기어(630)와 치결합된 상기 제3 스퍼기어(620)는 상기 제2 샤프트(510)에 의해 동축 연결된 상기 스풀(300)에 회전력을 전달한다.To this end, the static load spring 400 transmits a rotational force to the sixth spur gear 650 by the fourth shaft 530 , and the fifth spur gear toothed with the sixth spur gear 650 . 640 transmits a rotational force to the fourth spur gear 630 coaxially connected by the third shaft 620, and the third spur gear 620 toothed with the fourth spur gear 630 is A rotational force is transmitted to the spool 300 coaxially connected by the second shaft 510 .

따라서, 상기 스풀(300)이 회전할 경우 회전 방향의 역방향으로 일정한 회전력을 발생한다.Accordingly, when the spool 300 rotates, a constant rotational force is generated in a direction opposite to the rotational direction.

이때, 상기 정하중 스프링(400)은 목표 장력에 따라 스프링을 병렬 배치하거나 기어의 감속비를 이용하여 목표 장력을 얻을 수 있으며, 하기 수학식 1 내지 수학식 7을 이용하여 구할 수 있다.At this time, the static load spring 400 can obtain the target tension by arranging the springs in parallel or using a reduction ratio of the gear according to the target tension, and can be obtained using the following Equations 1 to 7.

Figure 112021141732870-pat00001
Figure 112021141732870-pat00001

(상기

Figure 112021141732870-pat00002
은 스프링의 회전력, 상기
Figure 112021141732870-pat00003
은 스프링의 장력, 상기
Figure 112021141732870-pat00004
은 스프링의 반지름이다.)(remind
Figure 112021141732870-pat00002
is the rotational force of the spring, said
Figure 112021141732870-pat00003
is the tension of the spring, said
Figure 112021141732870-pat00004
is the radius of the spring.)

Figure 112021141732870-pat00005
Figure 112021141732870-pat00005

(상기

Figure 112021141732870-pat00006
은 스풀의 회전력, 상기
Figure 112021141732870-pat00007
은 스프링의 회전력이다.)(remind
Figure 112021141732870-pat00006
The rotational force of the silver spool, said
Figure 112021141732870-pat00007
is the rotational force of the spring.)

Figure 112021141732870-pat00008
Figure 112021141732870-pat00008

(상기

Figure 112021141732870-pat00009
는 감속비, 상기
Figure 112021141732870-pat00010
은 스풀의 전체 회전수, 상기
Figure 112021141732870-pat00011
은 스프링의 전체 회전수이다.)(remind
Figure 112021141732870-pat00009
is the reduction ratio, where
Figure 112021141732870-pat00010
the total number of revolutions of the silver spool, said
Figure 112021141732870-pat00011
is the total number of revolutions of the spring.)

Figure 112021141732870-pat00012
Figure 112021141732870-pat00012

(상기

Figure 112021141732870-pat00013
는 감소된 스풀의 회전력, 상기
Figure 112021141732870-pat00014
은 스풀의 회전력, 상기
Figure 112021141732870-pat00015
는 감속비, 상기
Figure 112021141732870-pat00016
는 안전계수이다.)(remind
Figure 112021141732870-pat00013
is the reduced rotational force of the spool, where
Figure 112021141732870-pat00014
The rotational force of the silver spool, said
Figure 112021141732870-pat00015
is the reduction ratio, where
Figure 112021141732870-pat00016
is the safety factor.)

Figure 112021141732870-pat00017
Figure 112021141732870-pat00017

(상기

Figure 112021141732870-pat00018
는 감소된 스풀의 장력, 상기
Figure 112021141732870-pat00019
는 감소된 스풀의 회전력, 상기
Figure 112021141732870-pat00020
은 스풀의 반지름이다.)(remind
Figure 112021141732870-pat00018
is the reduced spool tension, where
Figure 112021141732870-pat00019
is the reduced rotational force of the spool, where
Figure 112021141732870-pat00020
is the radius of the spool.)

Figure 112021141732870-pat00021
Figure 112021141732870-pat00021

(상기

Figure 112021141732870-pat00022
는 전원선의 장력, 상기
Figure 112021141732870-pat00023
는 감소된 스풀의 장력이다.)(remind
Figure 112021141732870-pat00022
is the tension of the power line, said
Figure 112021141732870-pat00023
is the reduced spool tension.)

도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 윈치를 이용한 자동장력조절장치를 도시한 단면도이다.4 is a cross-sectional view showing an automatic tension control device using a winch according to a preferred embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 상기 슬립 링(310)은 상기 전원선(100)을 통해 상기 드론에 전원을 공급하고, 상기 스풀(300)의 회전에 따른 상기 전원선(100)이 엉키는 것을 방지하며, 상기 드론에서 생성된 데이터를 상기 전원선(100)을 통해 상기 지상관제시스템으로 전송하기 위한 커넥터이다. 4, the slip ring 310 supplies power to the drone through the power line 100, and prevents the power line 100 from being tangled according to the rotation of the spool 300, It is a connector for transmitting data generated by the drone to the ground control system through the power line 100 .

이상과 같이 본 발명은 윈치를 이용한 자동장력조절장치를 주요한 기술적 사상으로 하고 있으며, 도면을 참고하여 상술한 실시예는 단지 하나의 실시예에 불과하고, 본 발명의 진정한 권리 범위는 특허 청구범위를 기준으로 하되, 다양하게 존재할 수 있는 균등한 실시예에도 미친다 할 것이다.As described above, the present invention has an automatic tension control device using a winch as the main technical idea, and the embodiment described above with reference to the drawings is only one embodiment, and the true scope of the present invention is defined in the claims. However, it will be said that it extends to equivalent embodiments that may exist in various ways.

100: 전원선 110: 제1 판넬
120: 제2 판넬 130: 제3 판넬
140: 제1 보강 축 150: 제2 보강 축
200: 다이아몬드 스크류 201: 홈부
210: 슬라이딩 가이드 211: 키부
220: 핀 가이드 축 300: 스풀
310: 슬립 링 400: 정하중 스프링
500: 제1 샤프트 510: 제2 샤프트
520: 제3 샤프트 530: 제4 샤프트
600: 제1 스퍼기어 610: 제2 스퍼기어
620: 제3 스퍼기어 630: 제4 스퍼기어
640: 제5 스퍼기어 650: 제6 스퍼기어100: power line 110: first panel
120: second panel 130: third panel
140: first reinforcing shaft 150: second reinforcing shaft
200: diamond screw 201: groove
210: sliding guide 211: kivu
220: pin guide shaft 300: spool
310: slip ring 400: static load spring
500: first shaft 510: second shaft
520: third shaft 530: fourth shaft
600: first spur gear 610: second spur gear
620: third spur gear 630: fourth spur gear
640: fifth spur gear 650: sixth spur gear

Claims (9)

드론과 연결된 전원선(100);
길이방향의 외주면에 상기 전원선(100)이 권취되는 스풀(300);
상기 스풀(300)의 축과 평행하게 설치되는 다이아몬드 스크류(200);
상기 다이아몬드 스크류(200)를 감싸게 설치되는 슬라이딩 가이드(210);
상기 스풀(300)과 평행하게 설치되어 상기 슬라이딩 가이드(210)가 수평 이동하도록 하는 핀 가이드 축(220);
일정한 회전력을 발생하는 정하중 스프링(400);
상기 스풀(300)의 회전에 따른 상기 전원선(100)이 엉키는 것을 방지 하고, 외부 지상관제시스템(Ground Control System, GCS)과 상기 전원선(100)을 연결하는 슬립 링(310);
상기 스풀(300), 상기 정하중 스프링(400) 및 기어부의 각각의 기어가 핀(P) 결합되어 회전력을 전달하는 샤프트부; 및
일측에 설치되어 상기 샤프트부의 각각의 샤프트에 핀(P) 결합되어 상기 샤프트부의 각각의 샤프트에 회전력을 전달하는 기어부를 포함하며,
상기 샤프트부는
외주면에 상기 다이아몬드 스크류(200)가 형성되고, 제1 스퍼기어(600)가 핀(P) 결합되는 제1 샤프트(500);
외주면에 상기 스풀(300), 제2 스퍼기어(610) 및 제3 스퍼기어(620)가 핀(P) 결합에 의해 체결되는 제2 샤프트(510);
외주면에 제4 스퍼기어(630), 제5 스퍼기어(640)가 핀(P) 결합에 의해 체결되는 제3 샤프트(520);
외주면에 제6 스퍼기어(650), 상기 정하중 스프링(400)이 핀(P) 결합에 의해 체결되는 제4 샤프트(530)를 포함하며,
상기 기어부는
상기 제1 샤프트(500)의 외주면에 핀(P) 결합에 의해 체결되고, 상기 제2 스퍼기어(610)와 치결합되어 회전력을 전달하는 제1 스퍼기어(600);
상기 제2 샤프트(510)의 외주면에 핀(P) 결합에 의해 체결되고, 상기 제1 스퍼기어(600)와 치결합되어 회전력을 전달하는 제2 스퍼기어(610);
상기 제2 샤프트(510)의 외주면에 핀(P) 결합에 의해 체결되고, 상기 제4 스퍼기어(630)와 치결합되어 회전력을 전달하는 제3 스퍼기어(620);
상기 제3 샤프트(520)의 외주면에 핀(P) 결합에 의해 체결되고, 상기 제3 스퍼기어(620)와 치결합되어 회전력을 전달하는 제4 스퍼기어(630);
상기 제3 샤프트(520)의 외주면에 핀(P) 결합에 의해 체결되고, 상기 제6 스퍼기어(650)와 치결합되어 회전력을 전달하는 제5 스퍼기어(640);
상기 제4 샤프트(530)의 외주면에 핀(P) 결합에 의해 체결되고, 상기 제5 스퍼기어(640)와 치결합되어 회전력을 전달하는 제6 스퍼기어(650)를 포함하며,
상기 스풀(300)은
상기 제2 샤프트(510)의 외주면에 핀(P) 결합에 의해 체결되어 상기 정하중 스프링(400)에서 발생된 회전력을 통해 상기 전원선(100)을 일정한 장력으로 외주면에 권취하며,
상기 다이아몬드 스크류(200)는
상기 제1 샤프트(500)의 외주면에 상기 스풀(300)이 1회전 할 때 상기 전원선(100)의 두께만큼의 리드(lead : 스크류 1회전당 이동하는 직선거리)를 가지도록 절삭 가공 형성되어 상기 슬라이딩 가이드(210)가 상기 제1 샤프트(500)의 축방향으로 왕복 수평 이동하도록 하며,
상기 슬라이딩 가이드(210)는
일측에 형성된 키부(211)에 의해 상기 다이아몬드 스크류(200)의 외주면에 형성된 홈부(201)를 따라 이동하여 상기 스풀(300)에 상기 전원선(100)이 엉키지 않도록 상기 전원선(100)을 정리하며,
상기 정하중 스프링(400)은
상기 제4 샤프트(530)의 외주면에 핀(P) 결합에 의해 체결되어 상기 전원선(100)이 일정한 장력을 받도록 일정한 회전력을 발생하며,
상기 슬립 링(310)은
상기 전원선(100)을 통해 상기 드론에 전원을 공급하고, 상기 스풀(300)의 회전에 따른 상기 전원선(100)이 엉키지 않도록 연결하며, 상기 드론에서 생성된 데이터를 상기 전원선(100)을 통해 상기 지상관제시스템으로 전송하기 위한 커넥터이며,
목표 장력은
상기 정하중 스프링(400)이 하기 수학식 1에 기초하여 상기 정하중 스프링(400)의 회전력을 발생하고, 상기 스풀(300)은 하기 수학식 2에 기초하여 상기 정하중 스프링(400)의 회전력을 전달 받으며, 상기 스풀(300)이 전달받은 회전력을 감소하기 위해 상기 제1 스퍼기어(600) 내지 상기 제6 스퍼기어는 하기 수학식 3 내지 하기 수학식 4에 기초하여 상기 스풀(300)에 감소된 회전력을 전달하고, 상기 스풀(300)에 연결된 상기 전원선(100)은 하기 수학식 5 내지 하기 수학식 6에 기초하여 상기 목표 장력을 받는 것을
특징으로 하는 윈치를 이용한 자동장력조절장치.
(수학식 1)
Figure 112022501333575-pat00030

{상기
Figure 112022501333575-pat00031
은 스프링의 회전력, 상기
Figure 112022501333575-pat00032
은 스프링의 장력, 상기
Figure 112022501333575-pat00033
은 스프링의 반지름이다. }
(수학식 2)
Figure 112022501333575-pat00034

{상기
Figure 112022501333575-pat00035
은 스풀의 회전력, 상기
Figure 112022501333575-pat00036
은 스프링의 회전력이다. }
(수학식 3)
Figure 112022501333575-pat00037

{상기
Figure 112022501333575-pat00038
는 감속비, 상기
Figure 112022501333575-pat00039
은 스풀의 전체 회전수, 상 기
Figure 112022501333575-pat00040
은 스프링의 전체 회전수이다. }
(수학식 4)
Figure 112022501333575-pat00041

{상기
Figure 112022501333575-pat00042
는 감소된 스풀의 회전력, 상기
Figure 112022501333575-pat00043
은 스풀의 회전력, 상기
Figure 112022501333575-pat00044
는 감속비, 상기
Figure 112022501333575-pat00045
는 안전계수이다. }
(수학식 5)
Figure 112022501333575-pat00046

{상기
Figure 112022501333575-pat00047
는 감소된 스풀의 장력, 상기
Figure 112022501333575-pat00048
는 감소된 스풀의 회전력, 상기
Figure 112022501333575-pat00049
은 스풀의 반지름이다. }
(수학식 6)
Figure 112022501333575-pat00050

{상기
Figure 112022501333575-pat00051
는 전원선의 장력, 상기
Figure 112022501333575-pat00052
는 감소된 스풀의 장력이다. }Power line 100 connected to the drone;
a spool 300 on which the power line 100 is wound on an outer circumferential surface in the longitudinal direction;
a diamond screw 200 installed parallel to the axis of the spool 300;
a sliding guide 210 installed to surround the diamond screw 200;
a pin guide shaft 220 installed in parallel with the spool 300 so that the sliding guide 210 moves horizontally;
Static load spring 400 for generating a constant rotational force;
a slip ring 310 that prevents the power line 100 from being tangled according to the rotation of the spool 300 and connects an external Ground Control System (GCS) and the power line 100;
The spool 300, the static load spring 400, and each gear of the gear portion is coupled to the pin (P) shaft portion for transmitting the rotational force; and
and a gear part installed on one side and coupled to each shaft of the shaft part by a pin (P) to transmit a rotational force to each shaft of the shaft part,
the shaft part
a first shaft 500 on which the diamond screw 200 is formed on an outer circumferential surface and to which a first spur gear 600 is coupled to a pin (P);
a second shaft 510 to which the spool 300, the second spur gear 610 and the third spur gear 620 are fastened to the outer peripheral surface by a pin (P) coupling;
a third shaft 520 to which the fourth spur gear 630 and the fifth spur gear 640 are fastened to the outer peripheral surface by a pin (P) coupling;
A sixth spur gear 650 on the outer circumferential surface, and a fourth shaft 530 to which the static load spring 400 is fastened by a pin (P) coupling,
the gear part
The first spur gear 600 is coupled to the outer peripheral surface of the first shaft 500 by a pin (P) coupling, and is toothed with the second spur gear 610 to transmit a rotational force;
a second spur gear 610 coupled to the outer circumferential surface of the second shaft 510 by a pin (P) coupling, and toothed with the first spur gear 600 to transmit a rotational force;
a third spur gear 620 coupled to the outer circumferential surface of the second shaft 510 by a pin (P) coupling and toothed with the fourth spur gear 630 to transmit a rotational force;
a fourth spur gear 630 coupled to the outer peripheral surface of the third shaft 520 by a pin (P) coupling, and toothed with the third spur gear 620 to transmit a rotational force;
a fifth spur gear 640 coupled to the outer circumferential surface of the third shaft 520 by a pin (P) coupling and toothed with the sixth spur gear 650 to transmit a rotational force;
It is fastened to the outer peripheral surface of the fourth shaft 530 by a pin (P) coupling, and includes a sixth spur gear 650 that is toothed with the fifth spur gear 640 to transmit a rotational force,
The spool 300 is
It is fastened to the outer circumferential surface of the second shaft 510 by a pin (P) coupling, and the power line 100 is wound around the outer circumferential surface with a constant tension through the rotational force generated by the static load spring 400,
The diamond screw 200 is
When the spool 300 rotates once on the outer peripheral surface of the first shaft 500, a cutting process is formed to have a lead equal to the thickness of the power supply wire 100 (a linear distance moved per screw rotation). The sliding guide 210 reciprocates horizontally in the axial direction of the first shaft 500,
The sliding guide 210 is
The power line 100 is arranged so that the power line 100 is not tangled in the spool 300 by moving along the groove portion 201 formed on the outer peripheral surface of the diamond screw 200 by the key portion 211 formed on one side. and
The static load spring 400 is
It is fastened to the outer circumferential surface of the fourth shaft 530 by a pin (P) coupling to generate a constant rotational force so that the power line 100 receives a constant tension,
The slip ring 310 is
Power is supplied to the drone through the power line 100, and the power line 100 is connected so that the power line 100 is not tangled according to the rotation of the spool 300, and the data generated by the drone is transferred to the power line 100. It is a connector for transmitting to the ground control system through
target tension is
The static load spring 400 generates a rotational force of the static load spring 400 based on Equation 1 below, and the spool 300 receives the rotational force of the static load spring 400 based on Equation 2 below. , the first spur gear 600 to the sixth spur gear in order to reduce the rotational force transmitted to the spool 300 is the reduced rotational force on the spool 300 based on the following Equations 3 to 4 , and the power line 100 connected to the spool 300 receives the target tension based on Equations 5 to 6 below.
Automatic tension control device using winch.
(Equation 1)
Figure 112022501333575-pat00030

{remind
Figure 112022501333575-pat00031
is the rotational force of the spring, said
Figure 112022501333575-pat00032
is the tension of the spring, said
Figure 112022501333575-pat00033
is the radius of the spring. }
(Equation 2)
Figure 112022501333575-pat00034

{remind
Figure 112022501333575-pat00035
The rotational force of the silver spool, said
Figure 112022501333575-pat00036
is the rotational force of the spring. }
(Equation 3)
Figure 112022501333575-pat00037

{remind
Figure 112022501333575-pat00038
is the reduction ratio, where
Figure 112022501333575-pat00039
is the total number of revolutions of the spool,
Figure 112022501333575-pat00040
is the total number of revolutions of the spring. }
(Equation 4)
Figure 112022501333575-pat00041

{remind
Figure 112022501333575-pat00042
is the reduced rotational force of the spool, where
Figure 112022501333575-pat00043
The rotational force of the silver spool, said
Figure 112022501333575-pat00044
is the reduction ratio, where
Figure 112022501333575-pat00045
is the safety factor. }
(Equation 5)
Figure 112022501333575-pat00046

{remind
Figure 112022501333575-pat00047
is the reduced spool tension, where
Figure 112022501333575-pat00048
is the reduced rotational force of the spool, where
Figure 112022501333575-pat00049
is the radius of the spool. }
(Equation 6)
Figure 112022501333575-pat00050

{remind
Figure 112022501333575-pat00051
is the tension of the power line, said
Figure 112022501333575-pat00052
is the reduced spool tension. } 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090089241A (en) 2008-02-18 2009-08-21 임선우 A small winch for ship
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WO2013036145A2 (en) * 2011-09-08 2013-03-14 Capwell As Petroleum well intervention winch system
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KR101640362B1 (en) * 2016-01-22 2016-07-15 박종모 Winch Apparatus For Autonomous Flight Robot

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