KR20030045803A - 힘 평형용 고성능 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제 1 힌지 핀(20)상에 쐐기 결합된 지지부에 의해서 유지되어 있는 기단부 아암(12) 및, 제 1 핀에 평행하게 연장되고 제 2 힌지 핀(24)에 쐐기 결합되어 기단부 아암에 의해서 유지되며 하중(F)을 지지하는 자유 단부(26)를 가진 말단부 아암(14)으로 이루어지는 관절을 이루는 메카니즘(10)에 관한 것이다. 장치는 기단부 아암(12)상에 작용하는 고 대역폭을 가진 제 1 평형 수단(18,20), 말단부 아암(4)에 작용하며 고 대역폭을 가진 제 2 평형 수단(18,22) 및, 기단부 아암과 말단부 아암의 각각의 회전 운동과 협동하도록 제 1 평형 수단과 제 2 평형 수단 사이에 배치된 조정 수단을 구비한다. 본 발명은 기계적인 조작기, 이송 장치 및, 철도 팬터그래프에도 적용된다.

Description

힘 평형용 고성능 장치{High performance device for balancing a force}

이러한 유형의 평형 장치는, 지지부에 의해서 운반되고 제 1 힌지 핀상에 키이 결합된 기단부 아암 및, 기단부 아암에 의해서 운반되고 제 1 핀에 평행하게 연장된 제 2 힌지 핀의 주위에 키이 결합되며, 하중을 운반하는 자유 단부를 가진 말단 아암에 의해서 형성된 관절로 이어진 메카니즘을 구비하는 것으로 공지되어 있다.

2 개의 관절화된 아암을 가진 상기 유형의 평형 장치는 여러가지 적용예를 가지는데, 특히 취급 장치, 이송 장치등에 적용예를 가진다. 이것은 팬터그래프로서 사용될 수 있는데, 특히 전기 기관차의 철도 팬터그래프(pantograph)로서 사용될 수 있다.

관절로 이루어진 메카니즘에 의해서 운반되는 하중을 평형화시키는 다양한 해법이 공지되어 있다.

제 1 의 경우에 있어서, 예를 들면 수직의 방향에서 하중을 부양시키거나(suspending) 그리고/또는 움직이는 잭(jack)을 채용하는 공압적인 해법이 공지되어 있다.

비록 이러한 해법들이 가벼운 하중에 대해서는 상대적으로 만족스러운 결과를 가져올지라도, 일단 잭 안의 공기의 체적이 1 dm³이 초과하면 이것은 취급이 불가능해진다. 이것은 하중의 손실에 기인한 것으로, 회로의 여러 지점들 사이에서 압력의 편차와 공기의 압축에 이르게 된다. 상기 유형의 공압 수단은 대략 1 초인 응답 시간을 가지는 결점을 가지며, 이것은 평범한 대역폭 값, 즉, 특히 작업자가 느끼지 않기에는 너무 큰 시간에 해당한다.

혼합식의 해법들도 알려져 있는데, 여기에서는 공압 시스템이 평형 하중에 결합된다. 이전의 해법과 같은 결과에 이르게 되는 이러한 해법은 관성에서의 현저한 증가라는 단점을 가지며, 이는 하중의 수평한 움직임에 영향을 미칠 수도 있다.

부가적으로, 자동 하중 조절을 가진 태클(tackle)의 유형을 일반적으로 구비하는 전기적인 해법이 공지되어 있다. 이러한 해법은, 한편으로 정교한 시스템이라는 단점(고장의 위험)을 가지며, 다른 한편으로, 계량 단계를 필요로 하여 계량 단계 동안에 하중이 조절되지 않으며 작업자에게 위험할 수도 있다는 단점을 가진다. 이러한 해법은 또한 그것의 낮은 대역폭 때문에 실제에 있어서 취급의 편리성과 양립할 수 없는 장시간의 응답을 가진다는 단점을 더 가진다. 이러한 점은 특히, 만약 이러한 운동이 물리적으로 표시되지 않는 위치의 조절을 필요로 한다면, 그리고 따라서 위치 루프의 존재를 필요로 한다면, 적용된다.

더욱이, 프랑스 특허 출원 제 00 03047 호에서 정의된 바와 같이, 평행 사변형을 채용하는 해법이 공지되어 있으며, 이것은 한편으로는 (케이블을 가진 것과같이) 안내를 이루지 못하거나 또는 수직의 평면에서 원호의 궤도를 필요로 하는 단점을 가지며, 다른 한편으로는 무게와 관련된 모든 힘들을 평행 사변형의 단일 아암상에 집중시키는 단점을 가진다. 프랑스 특허 96 07556 호에 설명된 해법은 평행 사변형을 채용하지만 공동 작용의 수단을 구비하지는 않는다. 따라서, 조립체의 대역폭은 평형 수단의 품질이 무엇이던 간에 당여한 것으로 여겨질 수 없다.

본 발명은 하중을 주어진 궤도를 따라서, 특히 선형 궤도를 따라서 안내할 수 있는 힘 평형용 장치에 관한 것이다.

도 1 은 본 발명의 제 1 구현예에 따른 평형화 장치의 다이아그램이다.

도 2 는 본 발명의 제 2 구현예에 따른 평형화 장치의 다이아그램이다.

도 3 은 철도 팬터그래프에 적용된 본 발명의 제 3 구현예에 따른 평형화 장치의 측면도이다.

도 4 는 도 3 에 대응하는 정면도이다.

도 5 는 본 발명에 따른 동력화 수단을 도시한다.

도 6 은 도 5 의 동력화 수단을 통합시킨 도 3 과 유사한 측면도이다.

도 7 은 도 5 및, 도 6 의 동력화 수단의 서보 제어 회로 형성 부분을 도시한다.

본 발명의 목적은 특히 상기 언급된 단점들을 극복하는 것이다.

특히 본 발명은 높은 대역폭으로써 하중을 궤도를 따라 안내하는, 힘 평형용 고성능 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

따라서, 본 발명은 처음에 한정된 유형의 힘을 평형화시키는 장치를 제공하는데, 이것은 제 1 의 출력 샤프트를 가지고 기단부 아암에 작용하는 제 1 의 고 대역폭 평형 수단 및, 고 대역폭 조정 수단뿐만 아니라 말단부 아암상에 작용하며 제 2 의 출력 샤프트를 가진 제 2 의 고 대역폭 평형 수단을 구비하는데, 상기 고 대역폭 조정 수단은 기단부 아암과 말단부 아암의 각각의 회전 운동을 조정하도록 제 1 평형 수단과 제 2 평형 수단 사이에 배치된다.

따라서, 본 발명은 서로에 대하여 조정되는 제 1 의 평형 수단과 제 2 의 평형 수단 때문에, 관절을 이룬 메카니즘의 기단부 아암과 말단부 아암이 분리되어 평형화될 수 있다. 이것은 평형 시스템에 되돌아가는 관성 및, 기단부 아암과 말단부 아암의 전달의 탄성을 최소화시킨다.

이러한 평형 수단은 상당한 마찰 및, 관성을 부가하지 않으면서, 약 100 헤르쯔의 대역폭을 의미하는 고 대역폭을 가진다.

나머지로서, 대역폭은 일시적인 현상에 반작용하도록 기계적인 시스템의 성능을 변형시킨다. 실제에 있어서, 이것은 응력을 받을때 그것의 성능을 유지하도록 상기 시스템의 능력을 변형시키는데, 현재의 경우에 있어서 이것은 대략 100 헤르쯔일 수 있으며, 이것은 대략 100 분의 1 초인 응답 시간으로 한정될 수도 있다.

본 발명의 범위내에서, 다양한 유형의 평형 수단이 사용될 수 있으며, 어떤 경우에는 자동화차 수단을 포함한다.

본 발명의 바람직한 구현예에 있어서, 상기 장치는 사인 곡선의 기계적인 토크를 제공할 수 있으며 그리고 동기화되지만 반대 방향인 회전의 속도를 가지는 2 개의 출력 샤프트를 가질 수 있는 평형기를 구비하며, 이러한 출력 샤프트들은 기단부 아암의 제 1 힌지 핀과 말단부 아암의 제 2 힌지 핀에 각각 회전 가능하게 맞물린다.

하나의 예로서, 상기 유형의 평형기는 프랑스 특허 제 88 02 423 호에 설명된 유형의 것일 수 있다. (제 2 627 718 호로 간행됨)

순수하게 기계적인 상기 유형의 공지된 평형기는 일반적으로 공구와 같은 하중에 의해서 작용을 받는 아암에 작용하는 힘들을 평형화시키도록 사용된다. 이것은 그 각도의 위치가 무엇이건간에, 아암의 엄격한 평형화를 초래하며, 360°로 피봇될 수 있어서, 하중의 원형의 궤도를 그릴 수 있게 한다.

이러한 공지의 평형기는 현저한 수율과 높은 대역폭을 가지는 사인 곡선의 토크, 즉, 짧은 응답 시간을 가진 기계적인 평형화를 제공하는 장점을 충족시킨다.

따라서, 2 개의 평형기 출력 샤프트가 기단부 아암의 힌지 핀 및, 말단부 아암의 힌지 핀과 각각 회전 가능하게 맞물렸을때, 본 발명에 따른 평형화 장치는, 관절을 이루는 메카니즘의 2 개의 아암들중 각각에 분포하는 하중이 어떠하던 간에, 하중의 단일 운동 동안에 2 개 아암의 동기화된 움직임을 가능하게 한다.

바람직스럽게는, 평형기의 2 개의 출력 샤프트들중 하나는 기단부 아암의 힌지 핀을 형성하는 반면에, 다른 출력 샤프트는 전동 수단에 의해서 말단부 아암의 힌지 핀에 결합된다.

다양한 기계적 수단이 이러한 목적을 위해서 사용될 수 있는데, 특히 적어도 하나의 변형 가능한 평행 사변형을 가지는 수단이 그러하다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 기단부 아암과 말단부 아암은 같은 길이이다.

결과적으로, 하중은 상기 언급된 각각의 아암들의 길이에 4 배에 해당하는 운동의 범위를 가지고 직선의 궤도를 따라서 움직일 수 있다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 장치는 장치의 적어도 하나의 운동 부분에 결합된 적어도 하나의 액튜에이터에 의해 형성된 부가적인 동력화 수단을 구비한다.

이러한 유형의 동력화 수단은 관절을 이룬 메카니즘을 두개의 위치들중 하나로부터 다른 위치로 움직이는데 사용될 수 있는데, 상기 두개의 위치는 작용 위치와 저장 위치를 포함한다.

바람직스럽게는, 이러한 조절 수단이 기단부 아암 또는 말단부 아암상에서움직일 수 있는 질량을 구비한다.

본 발명은 또한, 수동 운동의 경우에 작업자를 보조하거나 또는 일정한 힘을 주어진 부분에 적용하도록 선택된 위치에 배치되어 있는 힘 센서에 의해서 제어되는 부가적인 동력화 수단을 구비할 수 있다.

본 발명의 바람직한 적용에 있어서, 말단부 아암의 자유 단부는, 하중이 활형상부(bows)에 의해서 현수선(catenary)상에 가해지는 힘으로 형성되도록, 현수선으로부터 전기적인 에너지를 집적할 수 있는 철도 팬터그래프의 활을 유지한다.

철도 팬터그래프에 대한 적용의 경우에 있어서, 장치가 적어도 하나의 액세서리, 특히 에어포일(airfoil)을 가지면 유리한데, 이것은 제 2 출력 샤프트상에 장착되거나 또는 제 1 출력 샤프트상에 공전되게끔 장착되면서 제 2 출력 샤프트와 회전 가능하게 맞물리고, 이것이 회전 가능하게 맞물린 말단부 아암에 평행하게 움직이고 그리고 선택된 기하를 가지며, 이것이 공기로 침투하면 관절을 이루는 메카니즘(즉, 여기에서는 팬토그래프)이 공기로 침투하는 경우의 토크와 동등하면서 반대인 토크를 발생시키도록 상기 액세서리는 선회(gyration)의 반경상에 배치되며, 상기 2 개의 토크들은 연결된 기계 구조에서 서로 소거된다. 바람의 속도에 영향을 받지 않는 팬터그래프는 이러한 방식으로 생산된다.

이전에 언급된 바와 같이, 본 발명의 평형화 수단은 변형예에서 동력화 수단을 구비할 수 있다.

특히, 철도 팬터그래프용으로 의도된 다른 구현예에서, 서보제어 동력화 수단은 수직의 축상에서 구조 완전성의 운동과 관련된 관성력을 제공한다. 이것은 현수선상의 활에 의해서 발생된 힘이 상기 운동에 의해서 저해되는 것을 방지하도록 의도된다. 이러한 서보제어 동력화 수단은 상기 언급된 에어포일에 의해 한정된 토크의 불완전성을 보상할 수 있게 되거나, 또는 심지어는 그것이 결여된 것을 보충한다. 이러한 동력화 수단은 너트와 협동하는 무한 스크류에 결합된 전기 모터를 구비하는데, 상기 너트는 말단부 아암의 자유 단부에서 운반되는 힘 센서에 의해 전송된 제어 신호에 기초하여 전기 모터를 제어하도록 제공된다.

무한 스크류는 감속 기어를 통해서 전기 모터에 의해 구동되는 가역 스크류인 것이 유리하며, 클러치 메카니즘이 감속 기어와 무한 스크류 사이에 배치된다.

상기 감속 기어의 존재는 높은 역 수율(high reverse yield)을 가진, 커다란 피치(pitch)의 가역 무한 스크류의 사용을 가능하게 한다. 그러나, 보다 작은 피치를 가지면서 감속 기어가 없는 스크류도 고려될 수 있다.

서보제어 수단은, 전기 모터에 의해서 구동되고 속도 신호를 전달할 수 있는 속도계 다이나모(tachymetric dynamo), 상기 스피드 신호를 수신하고 제 1 의 출력 신호를 발생시키는 제 1 의 작동 증폭기(스피드 루프), 제 1 의 출력 신호를 수신하고 제 2 의 출력 신호를 전송하는 제 2 의 작동 증폭기(전류 루프), 상기 제 2 의 출력 신호를 수신하고 전기 모터로 보내지는 출력 전류를 전송하여 그것으로부터 상기 출력 전류의 이메이지가 제 2 의 작동 증폭기로 보내지는 동력 증폭기를 구비하고, 힘 센서에 의해서 전송된 제어 신호는 제 2 의 작동 증폭기의 입력에 가해진다(전류 루프).

서보 제어 동력화 수단은 펼침 및, 접힘 작동을 위한 부수적인 시스템으로서사용될 수 있다.

이러한 펼침 및, 접힘 메카니즘은 말단 아암의 자유 단부가 철도 팬터그래프의 활 형상부를 운반할때 특히 흥미롭다.

바람직스럽게는, 이러한 메카니즘은 관절을 이룬 메카니즘의 접힘 또는 펼침을 발생시키도록 제 1 작동 증폭기(스피드 루프)에 적용된 제어 신호를 수신할 수 있다. 이러한 신호는 전류 루프로 되돌아가는, 힘 센서로부터의 신호에 비해서 우선적인 것이 될 것이다.

이러한 메카니즘은 비상시에 관절을 이룬 메카니즘의 접힘을 발생시키도록 제 1 의 작동 증폭기(스피드 루프)에 가해지는 비상 신호를 발생시킬 수 있다는 점에서도 유리하다. 이러한 신호는 또한 전류 루프로 되돌아가는, 힘 센서로부터의 신호에 대해서 우선적인 것이 될 것이다.

전류 루프에 대하여 스피드 루프가 우선적인 되는 것은 현수선상의 활 형상부의 힘이 상당한 시간 동안 사라질 때마다 우세하게 된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 서보 제어 수단은 센서의 하류측에 배치된 기계와 관련된 관성력을 보상하기 위하여, 특히 철도 팬터그래프의 경우에는 활 형상부의 질량과 관련된 관성력을 보상하기 위하여, 힘 센서에 의해 전달된 제어 신호와 하중에 가해진 실제 힘 사이에서 교정 작용을 수행할 수 있는 교정 수단을 구비한다. 이러한 교정 수단은 시간에 걸쳐서 속도계 다이나모상에 기록된 속도 변화를 미분하고 그리고 그것을 제 2 의 작동 증폭기 입력에 적용할 수 있는 미분 수단을 구비한다.

상기에서 설명된 시스템과 상이한 다른 보조의 구동 시스템은 이러한 제 1 시스템의 고장의 경우에 팬터그래프의 접힘을 허용할 것이다.

일 예로서 주어지는 다음의 설명에서 첨부된 도면을 참조하여 설명될 것이다.

도 1 에 도시된 평형화 장치는 기단부 아암(12)과 말단부 아암(14)에 의해 형성된 관절로 이루어진 메카니즘(10)을 구비한다. 기단부 아암(12)은 평형기(18)의 프레임 또는 동체에 의해서 여기에 형성된 지지부(16)에 의해 유지된다.

상기 평형기는 위에서 언급된 프랑스 특허 제 88 02423 호에 설명된 유형인 것이 바람직스럽다. 이것은 2 개의 출력 핀 또는 샤프트(20,22)를 구비하는데, 이들은 서로 평행하며, 일 예에서는 수평으로 배치된다. 평형기는 사인 곡선의 토크를 제공할 수 있으며 2 개의 출력 샤프트(20,22)는 회전 속도가 동기화되지만 반대의 방향이도록 연결된다.

출력 샤프트(20)는 기단부 아암(12)의 힌지 핀과 일치한다. 말단부 아암(14)은 기단부 아암(12)에 의해서 유지되며 출력 샤프트(20)에 평행하게 연장된 힌지 핀(24)의 둘레에 키이 결합되어 있다.

말단부 아암(14)은 힘(F)을 제공할 수 있는 자유 단부(26)와 힌지 핀을 형성하는 반대 단부(28)를 가진다.

말단부 아암(12)은 평형기(18)의 출력 샤프트(20)에 고정되며 따라서 그것과 함께 회전 가능하게 맞물린다.

크랭크(30)는 평형기의 출력 샤프트(22)에 고정되며 그것과 회전 가능하게 맞물린다. 결과적으로, 말단부 아암(12)과 크랭크(30)는 동기화되지만 반대의 방향으로 회전한다.

크랭크(32)는 출력 샤프트(20)상에 도시되지 않은 베어링(미도시)으로 설치되는데, 베어링은 크랭크를 상기 샤프트상에서 자유롭게 회전할 수 있게 한다.

더욱이, 연결 링크(34)는 크랭크(30,32)의 단부에 베어링(미도시)으로 설치되는데, 베어링은 회전을 가능하게 하며 따라서 크랭크(30)의 힘을 크랭크(32)로 전달하는 평행 사변형을 만든다.

말단부 아암(14)은 기단부 아암(12)의 단부에 베어링(미도시)으로 설치되는데, 베어링은 핀(24)을 중심으로 하는 응력이 없이 말단부 아암이 자유롭게 피봇될수 있게 한다.

아암(14)은 그것의 단부(26)와 힌지 핀(24) 사이에 길이(L)를 가지며, 이것은 샤프트(20)와 핀(24) 사이에 한정된 바와 같은 아암(12)의 길이와 같다.

기단부 아암(12)에 평행한 연결 로드(36)는 일 측상에서 크랭크(38)에 설치되고 다른 측상에서는 베어링(14)(미도시)을 통해서 말단부 아암(14)의 단부(28)에 설치되며, 따라서 크랭크(38)의 힘을 말단부 아암(14)에 전달하는 제 2 의 평행 사변형을 만든다. 크랭크(32,38)는 출력 샤프트(20)에 설치되며 자유롭게 회전 가능하도록 장착되지만 서로에 대하여 회전 가능하게 맞물려서, 버팀을 방지할 수 있는 각도(A)를 형성한다.

출력 샤프트(20,22)는 반대 ??향으로 동기화되고, 아암(12)이 평행할때, (연결 로드(36)가 아암(12)의 아래 또는 위에 있는지의 여부에 따라서 어느 방향으로든) 크랭크(38)도 평행하도록 인덱싱(indexing)된다. 결과적으로, 출력 샤프트(20,22)의 180°를 통한 회전은 자유 단부(26)가 4 X L 과 같은 거리 또는 범위에 걸쳐서 직선을 따라서 움직이게 한다. 이러한 직선은 이러한 예에서 수직으로 연장된 직선의 궤도(T)에 해당한다.

아암(12,14)에 의해서 형성된 가변적인 각도의 2 등분은 그 자체에 평행하게 유지된다는 점이 이해될 것이다.

평형기(18)는 사인 곡선의 토크를 제공하므로, 단부(26)에 전달된 힘(F)은 화살표에 의해서 표시된 방향에 항상 평행하며 일정하다. 이러한 힘은, 아암(12,14)이 수직이거나, 상방향이거나 또는 하방향일때 버티는 현상이 발생하는경우를 제외하고, 2 X L 의 값으로 나뉘어지는, 다양한 운동 요소들(아암, 연결 로드, 크랭크, 연결 링크, 평 베어링 또는 구름 베어링등에 더하여 다양한 기판상의 시스템 또는 공구들)의 중량에 의해서 돌아오는 토크에 의해서 감소되면서, 출력 샤프트(20,22)에서 평형기(18)에 의해 주어진 최대 토크(아암(12) 평행)의 합과 같다.

이러한 힘은 질량을 평형화시키도록 사용될 수 있어서, 그것이 전체 궤적(T)(여기에서는 수직의 궤적)에 걸쳐서 무게가 없게 되거나, 예를 들면 전류-집전기 팬터그래프 활 형상부가 현수선상에 발휘하여야만 하는 힘인, 힘을 적용하게 될 것이다.

도 2 의 장치는 도 1 의 장치의 기본 요소를 구비하는데, 동일한 요소들은 동일한 참조 번호에 의해서 표시된다. 이것은 또한 이러한 예에서 연결 링크(34)에 적용되고 그리고 상이한 목적으로 사용될 수 있는 부가적인 동력화 수단(40)을 구비한다.

이러한 부가적인 동력화 수단은 특히 작용 위치와 저장 위치를 포함하는 두개의 위치들중 하나로부터 다른 곳으로 관절을 이룬 메카니즘(10)을 움직이는데 사용될 수 있다. 이러한 동력화 수단은 장치가 작용 위치 또는 작동 위치에 있을때 중립화될 것이다.

변형예에 있어서, 이러한 부가적인 동력화 수단은, 항상 존재하지 않거나 또는 그 무게가 실질적으로 상이한 부가적인 질량을 평형화시키도록 사용될 수 있거나, 또는 부가적인 질량의 결여를 보상하도록 사용될 수 있다. 일 예로서, 주 질량은 그리퍼(gripper)일 수 있고 부가적인 질량은 다양한 부분일 수 있어서, 동력화 수단(40)은 존재하는 부분의 무게에 제한된다.

이러한 부가적인 동력화 수단은 단부(26)가 소기의 운동을 통과하도록 사용될 수도 있는데, 동력화 수단은 평형화되지 않은 하중을 제외할만큼 마찰과 관성에 제한된다.

부가적인 질량과 동력화 수단의 보조적인, 균형화의 그 어떤 조합이 사용될 수도 있다.

필요하다면, 출원인 명의의 프랑스 특허 출원 제 0003047 호에 기재된 바와 같이, 장치가 기계적인 취급 수단을 서보제어로 제어하는 장치와 결합될 수 있다.

부가적인 동력화 수단(40)이 그 어떤 유형일 수 있으며 (공압, 유압, 전기 등등), 선형이거나 또는 원형일 수 있다는 점이 이해되어야 한다. 더욱이, 그것의 적용 지점은 연결 링크(34)에 제한되지 않으며, 운동과 관련된 그 어떤 부분일 수 있으며, 출력 샤프트(20,22)와 심지어는 말단부 아암의 자유 단부(26)를 포함한다.

더욱이, 도 2 의 장치는 하중(힘(F))을 운반하는 연결 링크(42)에 일정한 배향을 부여할 수 있는 수단을 구비한다. 따라서 이러한 연결 링크(42)는 상기 언급된 궤도(T)의 방향으로 연장된다.

이러한 장치는 구름 베어링으로 기단부 아암(12)의 단부에 설치된 크랭크(44)를 구비하며 따라서 그에 대하여 자유롭게 회전 가능하다. 그것의 하부 단부에서, 상기 크랭크(44)는 타원형 구멍을 구비하는 신장된 부분(46)을 유지하여 그 구멍안에서 힌지 핀(24)에 수직으로 연결용 로드(36)에 설치된 핑거(48)가 미끄러진다. 아암(12,14), 연결 링크(38) 및, 연결 로드(36)에 의해서 작동하는 동안에 형성된 평행 사변형의 변형 때문에, 핑거(48)가 타원형 구멍안에서 미끄러질때, 크랭크(44)는 수직으로 유지된다. 연결 로드(50)는 구름 베어링에 의해서 설치되며, 따라서 아암(14)에 대하여 평행하게 유지되기 위하여 그리고 따라서 변형 가능한 평행 사변형을 형성하기 위하여 크랭크(44)에 대한 일 단부와 연결 링크(42)에 대한 단부에서 자유롭게 회전 가능하다.

명백하게 이러한 미끄럼 핑거 유형의 장치를 평행 사변형으로 대체할 수 있는데, 이것은 출력 샤프트(20)와 고정 지점 사이에서 수직의 방향일 수 있는 주어진 방향을 구하게 된다.

특정의 적용예에서, 연결 링크(42)상에서 무게 중심의 위치가 무엇이든 소정의 배향을 유지하는 공구(미도시)를 구성하는 것이 가능하며, 특히 제 1 부분의 배향을 변화시킬 수 있는 부품 파지용 공구를 구성할 수 있다.

단부(26)(도 1)에서 필요한 힘 또는 하중의 변형이 동력화 수단(40)을 통해서뿐만 아니라, 아암(12,14)들중 하나를 따른 하중의 운동을 통해서도 달성될 수 있다는 점이 주목되어야 한다. 이러한 운동은 손 또는 동력화 수단에 의해서 이루어질 수 있다. 이것은 기계적인 토크가 움직이는 요소들의 중량과 연관될 수 있게 하고 그리고 개량되어야 하는 장치(18)로 돌아가게 한다.

도 3 및, 도 4 를 참조하면, 본 발명에 따른 균형 장치가 도시되어 있는데 이것은 도 2 의 것과 유사하며 철도 동력 유니트의 팬터그래프에 적용된다. 도 2 의 것과 공통적인 요소들은 동일한 참조 번호로 표시된다. 장치는 현수선(미도시)과 접촉될 수 있는 2 개의 철도 활 형상부(76,78)를 유지한다.

이러한 구현예는 수평 힘들, 특히 공기를 통한 저항에 의해 유도된 것들에서의 거동을 향상시키는 것을 목적으로 한다.

팬터그래프의 실제 구조는 철도 동력 유니트의 전진 방향에 직각으로 발생하는 측방향 힘들에 대하여 현저한 거동을 가능하게 하며, 이것은 그 어떤 특정의 문제들도 야기하지 않는다.

문제점은 철도 동력 유니트의 이동 방향에서 발생된 힘들과 특히 관련하여 발생한다.

상기 언급된 프랑스 특허 제 88 02423 호에 설명된 유형의 평형기는 직접 및, 간접 산출의 높은 값들, 즉 대략 98 % 의 값을 제공한다. 이러한 기계들의 높은 대역폭은 출력 샤프트의 하나로부터 다른 것으로의 매우 양호한 토크 전달을 팬터그래에 부여한다. 사실상, 이러한 출력 샤프트들은 반대 방향으로 회전하므로, 평형기는 전달된 토크의 방향을 하나의 출력 샤프트로부터 다른 것으로 역전시킬 것이다. 따라서 이러한 특징은 특정한 양의 안정성이 전체 구조에 부여될 수 있게 한다.

도 3 및, 도 4 의 구현예에 따른 장치는 일정한 배향을 연결용 링크(42)에 부여할 수 있는 수단과 관련하여 도 2 와는 상이하다. 타원형 구멍(도 2)을 구비하는 신장된 부분(46)은 평형기의 프레임상에서 그것의 방향을 구하는 연결 로드(80)에 의해서 교체된다.

이러한 경우에, 현수선상의 마찰 뿐만 아니라, 공기를 통한 활형상부(76,78)와 그것의 지지부의 침투에 의해 발생되는 힘은 수직 축상에서 팬터그래프의 거동에 영향을 미치지 않는다. 이것은 말단부 아암의 단부에 위치한 모든 기계에 대하여 타당하다.

다른 한편으로, 공기를 통한 기단부 아암(12)과 말단부 아암(14)의 침투의 힘은 완전하게 보상되지 않는다. 기단부 아암(12)의 단부에 적용된 말단부 아암(14)의 침투의 힘에 의해 발생된 것과 균등한 토크는 (기단부 아암을 지지하는) 출력 샤프트(20)상에 유지된다.

따라서 이것은 동력 유니트의 이동 방향에 따라서 활에 의해 현수선상에 가해진 힘에서의 증가 또는 감소를 초래한다. 따라서 이러한 현상은 팬터그래프의 양호한 작동을 손상시키며, 그러한 현상이 소거될 수 있거나 또는 그것의 효과가 적어도 감소될 수 있도록 고려되어야 한다.

이러한 유형의 해법은 몇가지 단점을 가지는데, 특히 팬터그래프가 접혀졌을때 구조 중량에서의 증가, 그 관성에서의 증가 및, 부피에서 2 배가 되는 것이 단점이다. 더욱이, 이러한 해법은 매우 비용이 비싸다.

이러한 문제점을 해결하도록, 본 발명은 상기 제 2 구조를 모델링하고 그것을 액세서리로 대체하는 것을 포함하는 다른 해법을 제안하는데, 상기 액세서리는 특히 제 2 의 구조와 공기 역학적으로 균등한 에어포일이다.

도 3 및, 도 4 를 참조하면, 이러한 유형의 액세서리(82)가 도시되어 있는데, 이것은 여기에서 에어포일이며, 선택된 기하를 가지며 그것이 회전되게 맞물려 있는 말단부 아암(14)에 대하여 평행하게 움직인다.

이러한 액세서리(82)는, 공기를 통한 그것의 침투가 관절을 이루는 메카니즘(10)(팬터그래프)의 공기를 통한 침투의 토크와 같으면서 반대 방향인 토크를 발생하도록 배치되며, 이러한 2 개의 토크는 평형기의 연결 기계에 있어서 서로를 소거한다.

상기 예에서, 액세서리(82)는 실제의 에어포일을 형성하는 프로파일(84)을 구비하며 크랭크(30)와 회전되게 맞물린 2 개의 레버(86)들의 단부에 고정된다.

결과적으로, 이런 2 개의 레버들은 기단부 아암과 같은 시간에 반대의 방향으로 회전되게 설정된다.

여기에서 이전에 보인 바로서, 나머지의 토크는 말단부 아암의 공기를 통한 침투에 해당하는 힘에 의해서 발생되었으며 기단부 아암의 단부에 적용되었다.

평형기의 제 2 출력 샤프트와 회전 가능하게 맞물린 액세서리(82)는 말단 아암과 같은 각도로 공기에 취해질때 동일한 마찰 조건을 제공하며 말단부 아암과도 회전 가능하게 맞물리고 그 레버 아암의 변형도 기단부 아암의 변형과 완전하게 대칭적이다. 따라서 공기를 통한 팬터그래프 구조의 침투에 기인한 나머지 토크와 유형과 값에 있어서 균등한 토크를 발생시킨다. 따라서 이러한 2 가지 토크는 평형기의 기계부를 통해서 서로를 소거시킨다.

이러한 모델링은 동력 유니트와 팬터그래프의 공기역학적 특징에 따라서, 특히 에어로포일의 구조 및, 기하와 그것의 선회 반경과 관련하여 명백하게 조절될 수 있을 것이다.

더욱이, 이러한 시스템의 부착은 도 1 및, 도 2 와 관련하여 여기에서 이전에 언급된 모든 지점들, 특히 힘들을 위한 서보제어 시스템의 설치(여기에서 이후에 설명될 동력화 수단(90)을 참조)에 보완적인 것이며, 그것의 조절은 그것의 역할을 팬터그래프의 관성 제어에 제한함으로써 용이해진다.

이러한 액세서리의 부착은 팬터그래프의 전체적인 관성에 현저하게 영향을 미치지 않는다. 그것의 중량은 완전하게 평형기에 의한 원인이 된다.

마지막으로, 계산에서 얻어진 가정에 적합하지 않으면서 비록 말단부 아암과 기단부 아암이 동일한 길이를 가지고 있을지라도, 말단부 아암의 공기를 통한 침투의 힘이 기단부 아암의 힘과 동일하지 않으며, 특히 동력 유니트의 발동기 커버와 연결 로드(36)의 존재 때문에 동일하지 않다는 사실에 기인하여, 액세서리는 왜곡의 교정을 가능하게 한다.

변형에 있어서, 액세서리는 평형기의 제 2 출력 샤프트와 다시 회전되게 맞물린 크랭크(32)상에 장착될 수 있으며, 이러한 배치는 접혀진 액세서리의 부피를 감소시킨다. 이러한 경우에, 액세서리는 제 1 출력 샤프트(20)상에 공전되게 장착된다.

보다 일반적으로, 평형기의 제 2 출력 샤프트와 회전되게 맞물린, 팬터그래프의 구조에 의해 공기를 통하여 침투한 힘을 보상하는 그 어떤 수단도 평형기의 제 1 출력 샤프트 또는 제 2 출력 샤프트상에 또는 그 양쪽에조차도 배치될 수 있다.

액세서리의 구조는 도 3 및, 도 4 에 도시된 바와 같이 에어포일에 제한되지 않지만, 공기를 통한 그것의 침투가 모델로 하고 있는 말단부 아암의 구조에 더욱근접한 구조와 유사할 수 있다.

이제 도 5 를 참조하면, 관절을 이룬 메카니즘(10)의 서보 제어용으로 사용되는 동력화 수단(90)이 도시되어 있으며, 이러한 메카니즘은 도 6 에 도시된 바와 같이 철도 팬터그래프로 구성되는 것이 바람직스럽다.

서보 제어를 가진 이러한 동력화 수단은 이전에 설명된 바와 같이 2 개의 출력 샤프트(20,22)를 가진 기계적인 평형기(18)와 조합되는 것이 바람직스럽다. 이러한 동력화 수단(90)은 핀(92)을 중심으로 관절을 이룬 조립체를 구비하며 속도계 다이나모(96)에 결합된 전기 모터(94)를 구비한다. 감속 기어(98)와 클러치(100)를 통해서 이러한 모터(94)는 너트(104)와 협동하는 무한 스크류(102)를 구동한다. 이러한 너트(104)는 평형기(18)의 출력 샤프트(20,22)들중 하나에 결합된 크랭크(108)의 단부에 대하여 도면 번호 106 에서 관절을 이룬다. 바람직스럽게는, 이러한 결합이 평형기의 전기 전위(현수선상의 전기 전위)를 무한 스크류(동력 유니트의 질량)의 전기 전위로부터 절연시킨다.

도 7 을 참조하여 이후에 설명될 서보제어 회로(110)는 관절을 이루는 메카니즘(10)의 말단부 아암(14)의 자유 단부에 유지되는 힘 센서(112)에 의해서 전달된 제어 신호(SC)에 기초하여 전기 모터(94)를 제어한다. 이전에 여기에서 언급된 바와 같이, 이러한 동력화 수단은 도 6 에 도시된 바와 같이 철도 팬터그래프의 경우에 유리하게 사용된다. 도 6 의 팬터그래프는 도 3 및, 도 4 의 것에 해당한다. 이러한 특정의 예에서, 철도 팬터그래프는 이전에 설명된 것과 유사한 에어포일(82)을 구비한다. 크랭크(108)는 바람직스럽게는 에어포일과 회전되게 맞물리며, 특히 평형기(18)의 출력 샤프트(22)와 회전되게 맞물린 레버(86)와 맞물린다.

이러한 서보제어 수단의 설치는 특히, 팬터그래프 구조의 관성 제어 및, 현수선(74)상의 압력을 발생시키는 시스템의 분리 문제를 해결하도록 의도된 것이다. 이것은 현수선과 철도 사이의 평행에 있어서의 편차가, 실제적인 선의 기하학에 기인한 것이거나, 또는 제 1 팬터그래프의 통과가 현수선상에 야기하고 그 어떤 다음의 팬터그래프가 뒤따라야 하는 진동에 기인한 것이거나 간에, 그러한 편차를 극복하도록 의도된 것이다.

이러한 서보 제어 동력화 수단은 예에서 기계적인 평형기(18)상에 장착되어 있다. 이러한 유형의 기계적인 평형기는 구조체의 98 % 의 질량을 균형화시키는 사인 곡선의 토크를 실질적으로 발생시킨다. 팬터그래프의 경우에, 팬터그래프 구조체의 접히지 않은 위치가 무엇이건간에, 그것들의 부분의 유도된 운동학은 실질적으로 현수선상에 동일한 정확도로써 힘을 발생시킨다. 더욱이, 그것의 높은 대역폭뿐만 아니라 평형기의 낮은 관성 및, 마찰의 값은 이러한 유형의 동력화 수단에 특히 적절하게 할 수 있다.

평형기(18) 둘레에 구성된 팬터그래프 구조는, 완전한 조건에 있어서, 그것이 받는 모든 유형의 수평한 힘의 간섭을 보상한다. 결과적으로, 액튜에이터와 액튜에이터가 만드는 활에 대한 힘 사이의 관계는, 실질적으로 기차의 속도, 팬터그래프의 이동 방향 및, 그것의 접혀지지 않는 높이에 독립적으로 유지된다.

동력화 수단(90)은 실질적으로 구조체의 수직 운동에 필요한 관성력이 수용될 수 있게 한다. 이러한 동력화 수단은 특히 높은 동력학적 성능을 가진다. 필요하다면, 이들은 특히 팬터그래프 구조가 공기를 통하여 침투하는 것에 의해 야기된 나머지의 힘을 보상할 수 있으며, 바람직스럽게는 여기에서 이전에 설명된 에어포일(82)과 협동하여 보상할 수 있다. 이것은 도 6 에 도시된 바와 같이 상기 동력화 수단(90)이 에어포일을 가진 팬터그래프와 바람직스럽게 결합되어 있기 때문이다. 더욱이, 이러한 동력화 수단은 필요하다면 균형화의 전부 또는 일부를 마찬가지로 보상하거나, 또는 현수선상의 활의 힘의 전부 또는 일부를 발생시킨다.

본 발명에 따르면, 서보제어 수단의 운동학적 연쇄(kinematic chain)는 동종의 동력학적(homokinetic)인 것이다. 따라서, 팬터그래프의 위치가 무엇이건간에, 활들의 선형 가속과 구동 토크 사이의 기계적인 이득이 실질적으로 일정하게 될 것이다.

이러한 운동학은 일정한 힘을 사인 곡선의 토크로 변형시키는 연결 로드/크랭크 시스템(크랭크(108))을 재생함으로써 이루어지는데, 상기 토크는 활 형상부(76,78)의 영역에서 팬터그래프 구조에 의해 일정한 힘으로 재변형된다.

이러한 환경하에서, 크랭크(108)의 사인 곡선은 동기화되며, 즉, 위상에 있어서 팬터그래프의 위상과 동기화된다.

감속 기어(98)(도 5)는, 동력화 수단의 크랭크(크랭크(108))와 팬터그래프 구조 사이의 증폭에 대한 역의 관계로써, 피니언의 열을 가진 감속 기어로 이루어지는 것이 바람직스럽다.

무한 스크류(102)는 높은 역의 수율을 가진 가역적인 유형의 스크류인 것이유리하다. 따라서, 구름 나선(rolled thread)를 가지는 볼 스큐를 사용하는 것이 바람직스러우며, 30 mm 의 피치와 30 mm 의 직경을 가지는 스크류인 것이 바람직스럽다.

도시된 예에서, 스크류는 가역적이며, 이는 감속 기어가 제공되기 때문이다. 그러나, 변형예에 있어서, 감속 기어가 없이 보다 작은 피치를 가진 스크류를 사용하는 것이 바람직스럽지만, 이것의 역의 수율은 더 낮게 될 것이다.

클러치(10)는 예를 들면 동력화 수단(90)의 고장의 경우에 동력화 수단(90)이 분리될 수 있게 하여, 팬터그래프의 손상된 이동을 가능하게 한다. 이것은 팬터그래프의 성능이 서보제어가 없는 팬터그래프의 성능과 작동의 모드에 있어서 유사하게 될 것이라는 점을 의미한다.

이제 도 7 을 참조하면, 서보제어 수단(110)의 예가 설명될 것이다. 도 7 은 모터(94)와 속도계 다이나모(96)를 도시한다. 모터에 의해 구동되는 속도계 다이나모는 속도 신호(SV)를 전달한다.

회로(110)는 이러한 속도 신호(SV)를 수신하고 제 2 의 작동 증폭기(116)(전류 루프)에 전달되는 제 1 의 출력 신호(S1)를 발생시키는 제 1 의 작동 증폭기(114)(속도 루프)를 구비한다. 이러한 제 2 의 작동 증폭기는 동력 증폭기(18)에 의해서 수신된 제 2 의 출력 신호(S2)를 전달하는데, 상기 동력 증폭기는 전기 모터(94)에 전달된 출력 전류(CS)를 전달하고 그것의 이메이지는 제 2 의 작동 증폭기(116)로 보내진다. (포노그래프 활에 의해서 유지되는) 힘 센서(112)는 제 2 의 작동 증폭기(116)의 입력에 적용된 제어 신호(SC)를 전달한다.

따라서, 활 형상부/현수선의 힘의 제어는 서보 제어 수단(작동 증폭기(116))의 전류 루프의 영역으로 적용된다. 이것은 모터(94)에 의해서 전달된 토크가 이러한 루프의 제어 신호에 비례하기 때문에, 완전하게 동종인(homogeneous) 값의 집합과 관리의 매우 짧은 응답 시간을 초래한다.

펼쳐짐과 접힘 작동(120)이 또한 제공되는데, 이것은 관절을 이루는 메카니즘(10), 즉, 팬터그래프의 예에서 접힘 또는 펼쳐짐을 발생시키도록 제 1 작동 증폭기(속도 루프)에 적용된 제어 신호(SRD)를 수신할 수 있다.

더욱이, 비상 신호(SU)는 현수선의 고장의 경우에 작동되는 안전 장치(122)에 의해 보내진다. 이러한 안전 장치는 (예로서 주어진) 그 어떤 다음의 경우에도 팬터그래프 구조를 접도록 비상 신호를 보낸다.

- 작동의 단계에서 활 형상부/현수선의 힘이 장기간 나타나지 않음.

- 구조체가 그것의 높은 지점에 시간에 맞지 않게 도달함.

- 동력 유니트를 공급하는 전류가 장시간 나타나지 않음.

- 그 어떤 다른 검출 시스템에 의한 비상 신호의 전달.

특정의 경우에 있어서, 현수선상에 활 형상부에 의해 가해진 실제의 힘과 힘 센서에 의해 전달된 신호(SC) 사이에 교정의 작용을 수행하는 것은 가치있는 일일 수 있다. 따라서, 센서의 하류측에 배치된 기계와 특히 활 형상부에 기인한 관성력을 고려한다. 교정 수단(124)이 이러한 목적을 위해서 제공되는데, 이것은 힘 센서(112)에 의해서 전달된 제어 신호(SC)와 하중(F), 또는 이러한 경우에 현수선상에 가해진 실제 힘 사이의 교정 작용을 전달할 수 있다. 이러한 교정 수단은 시간에 걸쳐서 속도계 다이나모(96)상에 기록된 속도의 변화를 미분할 수 있고 그리고 그러한 변화를 제 2 작동 증폭기(116)의 입력에 적용할 수 있다. 가속에 있어서 선형인 이러한 신호는 전류를 발생시킬 것이며, 따라서 상기 가속에 자체적으로 비례하는, 위에 정의된 관성력을 보상할 수 있는 토크를 발생시킬 것이다.

이미 언급된 바와 같이, 구조체의 접힘과 펼침을 위해서 보조적으로 사용되는 서보제어 시스템은, 예를 들면 도 2 에 도시된 부가적인 동력화 수단(40)에 의해서, 제 1 시스템의 고장의 경우에 팬터그래프를 접기 위한 다른 시스템으로써 복제된다.

여기서 이전에 설명된 바와 같이, 서보제어를 가진 동력화 수단은 다른 균형화 수단과 결합되어 사용될 수 있다. 더욱이, 이들은 철도 팬터그래프 유형의 관절을 이루는 메카니즘과의 사용에 제한되지 않는다.

도면(도 6)의 이해를 돕기 위하여, 서보제어 동력화 시스템은 에어포일을 유지하는 축상에 수직으로 배치되었다. 실제에 있어서, 그리고 공간을 절약하도록, 이러한 동력화 시스템은 평형기의 2 개의 출력 샤프트들중 어느 하나에 장착될 것이며 그것의 측부에서 수평으로 배치될 것이다.

본 발명의 주제는 다수의 적용예를 가지며, 특히 취급 장치, 이송 장치, 철도 팬터그래프등에 적용될 수 있다.

본 발명의 장치의 균형화 수단은 상기 언급된 프랑스 특허 제 88 02 423 호에 설명된 유형의 평형기를 채용하는 것이 유리하다.

다른 균형 수단들이 높은 대역폭을 가진다면, 명백하게 다른 균형 수단을 사용하는 것도 가능하다.

본 발명의 주제는 다수의 적용예를 가지며, 특히 취급 장치, 이송 장치, 철도 팬터그래프등에 적용될 수 있다.

Claims (19)

1. 제 1 힌지 핀(20)상에 키이(key) 결합되어 지지부에 의해 유지되는 기단부 아암(12) 및, 제 1 핀에 평행하게 연장된 제 2 힌지 핀(24)상에 키이 결합되고 기단부 아암에 유지되며, 하중(F)을 유지하는 자유 단부(26)를 가지는 말단부 아암(14)에 의해 형성된 관절을 이룬 메카니즘(10)을 구비하는 유형의 힘 평형용 장치로서,

   기단부 아암과 말단부 아암의 각각의 회전 운동을 조정하도록 제 1 의 평형 수단과 제 2 의 평형 수단 사이에 배치된 고 대역폭 조정 수단뿐만 아니라, 출력 샤프트(20)를 가지며 기단부 아암(12)에 작용하는 제 1 의 고 대역폭 평형 수단(18)과, 출력 샤프트(22)를 가지며 말단부 아암(14)에 작용하는 제 2 의 고 대역폭 평형 수단(18)을 구비하는 것을 특징으로 하는 힘 평형용 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   동기화되지만 반대의 방향인 회전 속도를 가지는 2 개의 출력 샤프트(20,22)를 가지며 사인 곡선의 기계적인 토크를 제공할 수 있는 평형기(18)를 구비하고, 이들 출력 샤프트(20,22)들은 기단부 아암(12)의 제 1 힌지 핀(20) 및, 말단부 아암(14)의 제 2 힌지 핀(24)과 각각 회전되게 맞물리는 것을 특징으로 하는 장치.
3. 제 1 항과 제 2 항의 어느 한 항에 있어서,

   평형 수단은 동력화 수단(40;90)을 구비하는 것을 특징으로 하는 장치.
4. 제 1 항 내지 제 3 항의 어느 항에 있어서,

   2 개의 출력 샤프트들중 하나(20)는 기단부 아암(12)의 힌지 핀을 형성하는 반면에, 다른 출력 샤프트(22)는 전달 수단에 의해서, 특히 적어도 하나의 변형 가능한 평행 사변형을 가진 수단에 의해서 말단부 아암(14)의 힌지 핀(24)에 결합되는 것을 특징으로 하는 장치.
5. 제 1 항 내지 제 4 항의 어느 항에 있어서,

   기단부 아암(12)과 말단부 아암(14)은 동일한 길이(L)를 가지는 것을 특징으로 하는 장치.
6. 제 1 항 내지 제 5 항의 어느 항에 있어서,

   장치의 적어도 하나의 운동 부분(34)에 결합된 적어도 하나의 액튜에이터에 의해서 형성된 부가적인 동력화 수단(40)을 구비하는 것을 특징으로 하는 장치.
7. 제 6 항에 있어서,

   이러한 부가적인 동력화 수단(40)은 작용 위치와 저장 위치를 포함하는 두개의 위치들중 하나로부터 다른 곳으로 관절을 이루는 메카니즘(10)을 움직일 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
8. 제 1 항 내지 제 7 항의 어느 항에 있어서,

   적어도 하나의 제 1 평형 수단(18,20)과 제 2 평형 수단(18,22)은 말단부 아암(14)의 자유 단부(26)에 적용된 하중(F)을 변화시킬 수 있는 조절 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 장치.
9. 제 8 항에 있어서,

   조절 수단은 기단부 아암(12) 또는 말단부 아암(14)상에서 움직일 수 있는 질량을 구비하는 것을 특징으로 하는 장치.
10. 제 1 항 내지 제 9 항의 어느 항에 있어서,

    수동 교체의 경우에 작업자를 보조하도록 또는 주어진 부분에 일정한 힘을 적용하도록 선택된 위치에 배치된 힘 센서에 의해서 제어되는 부가적인 동력화 수단(40;90)을 구비하는 것을 특징으로 하는 장치.
11. 제 1 항 내지 제 10 항의 어느 항에 있어서,

    말단부 아암(14)의 자유 단부(26)는 현수선(74)으로부터 전기적인 에너지를 집적할 수 있는 팬터그래프의 활(76,78)을 유지함으로써 여기서의 하중이 활에 의해서 현수선상에 가해지는 힘에 의해서 형성되는 것을 특징으로 하는 장치.
12. 제 11 항과 결합된, 제 1 항 내지 제 10 항의 어느 항에 있어서,

    적어도 하나의 액세서리(82), 특히 에어포일(82)을 구비하며, 이것은 제 1 출력 샤프트(20)상에 공전되게 장착되거나 또는 제 2 출력 샤프트상에 장착되면서 상기 제 2 의 출력 샤프트(22)와 회전 가능하게 맞물리며, 선택된 기하학을 가지며 그것이 회전되게 맞물린 말단부 아암(14)에 대하여 평행하게 움직이고, 이러한 액세서리는 선회 반경(R)상에 배치됨으로써 그것의 공기를 통한 침투가 관절을 이룬 메카니즘(10)의 공기 침투의 토크와 같으면서 반대인 토크를 발생시켜서, 이러한 2 개의 토크들은 연결 기계에서 서로를 소거하는 것을 특징으로 하는 장치.
13. 제 1 항 내지 제 12 항의 어느 항에 있어서,

    너트(104)와 협동하는 무한 스크류(102)에 결합된 전기 모터(94)를 구비한 서보제어 동력화 수단(90)을 구비하고, 이러한 너트는 제 1 출력 샤프트(20)와 제 2 출력 샤프트(22)들중 하나에 결합된 크랭크(108)에 의해서 유지되고, 서보제어 수단(110)은 말단부 아암(14)의 자유 단부에 유지된 힘 센서(112)로부터의 신호에 기초하여 전기 모터(94)를 제어하는 것을 특징으로 하는 장치.
14. 제 13 항에 있어서,

    무한 스크류(102)는 감속 기어(98)를 통해서 전기 모터(94)에 의해 구동되는 가역 스크류이며 클러치 메카니즘(100)은 감속 기어(98)와 무한 스크류(102) 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
15. 제 13 항 및, 제 14 항의 어느 항에 있어서,

    서보제어 수단은, 전기 모터(94)에 의해서 구동되고 출력 신호(SV)를 전달할 수 있는 속도계 다이나모(96), 이러한 속도 신호(SV)를 수신하고 제 1 출력 신호(S1)를 발생시키는 제 1 의 작동 증폭기(114), 제 1 의 출력 신호(S1)를 수신하고 제 2 의 출력 신호(S2)를 송신하는 제 2 의 작동 증폭기(116)(전류 루프), 제 2 의 출력 신호(S2)를 수신하고 전기 모터(94)로 보내진 출력 전류(CS)를 송신하며 그로부터 이메이지가 제 2 의 작동 증폭기(116)로 보내지는 동력 증폭기(118)를 구비하며, 힘 센서(112)에 의해서 전달된 제어 신호(SC)는 제 2 작동 증폭기(116)의 입력으로 적용되는 것(전류 루프)을 특징으로 하는 장치.
16. 제 13 항 내지 제 15 항의 어느 항에 있어서,

    서보제어 동력화 수단(90)은 관절을 이룬 메카니즘(10)의 접힘과 펼침을 위한 보조 시스템(120)을 형성하는 것을 특징으로 하는 장치.
17. 제 16 항에 있어서,

    접힘과 펼침 메카니즘(120)은 관절을 이룬 메카니즘(10)의 접힘 또는 펼침을 발생시키도록 제 1 의 작동 증폭기(114)에 적용된 제어 신호(SRD)를 수신할 수 있으며, 이러한 제어 신호는 전류 루프로 가져간 힘 센서로부터의 신호보다 우선적인 것을 특징으로 하는 장치.
18. 제 16 항에 있어서,

    접힘과 펼침 메카니즘(120)은 비상시에 관절을 이룬 메카니즘(10)의 접힘을 발생시키도록 제 1 의 작동 증폭기(114)(속도 루프)에 적용된 비상 신호(SU)를 수신할 수 있고, 이러한 비상 신호(SU)는 전류 루프로 가져간 힘 센서로부터의 신호 보다 우선적인 것을 특징으로 하는 장치.
19. 제 15 항 내지 제 18 항의 어느 항에 있어서,

    서보제어 수단(110)은 하중에 가해진 실제 힘과 힘 센서(112)에 의해서 송신된 제어 신호(SC) 사이의 교정 작용을 수행할 수 있는 교정 수단(124)을 구비하고, 이러한 교정 수단은 시간에 걸쳐서 속도계 다이나모(96)에 기록된 속도 변화를 미분할 수 있으며 그것을 제 2 작동 증폭기(116)의 입력에 적용할 수 있는 미분 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 장치.