KR20090126501A - 중대형 위성체의 조립작업을 위한 트롤리 - Google Patents

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Abstract

인공위성의 조립작업시에 작업자의 접근성과 작업 효율을 높이기 위하여 위성체의 자세 변환이 자유로운 트롤리가 개시된다. 인공위성체의 일단을 지지하며, 상기 인공위성체의 롤링(rolling) 회전을 구현하는 회전수단, 상기 회전수단이 일면에 고정된 측판, 상기 측판과 힌지 결합하여, 상기 측판을 회전시켜 기립 운동을 구현하는 복수의 기립수단, 및 상기 기립 수단을 지지하는 하부 플랫폼(platform)이 구성된다. 이에 따라, 안전하고 자유롭게 자세변환할 수 있으면서도, 그 구성이 비교적 단순하여 제작 및 설비 보수가 용이할 뿐만 아니라, 적은 동력으로도 인공위성체의 자세전환이 가능하며, 인공위성체의 조립 작업시에 인공위성체의 안전 및 신뢰성을 확보할 수 있다.
트롤리, 인공위성체, 조립작업, 접근성

Description

중대형 위성체의 조립작업을 위한 트롤리{TROLLEY FOR ASSEMBLY OF LARGE SIZE SATELLITE}
본 발명은 중대형 위성체의 조립작업을 위한 트롤리에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 인공위성의 조립작업시에 작업자의 접근성과 작업 효율을 높이기 위하여 위성체의 자세 변환이 자유로운 트롤리에 관한 것이다.
인공위성은 고도의 정밀도와 안전성이 요구된다. 이에 따라 인공위성에 탑재되는 부품들도 민감하고 고가의 부품 등이 사용되며, 탑재되는 부품의 수도 점차 증가되는 추세이다. 이에 따라 인공위성도 점차 중량화, 대형화되어 가고 있다.
인공위성을 조립하기 위해서는, 작업자가 인공위성체의 전부위에 대한 접근성이 보장되는 것이 중요하다. 즉, 작업자가 작업하기 편한 자세로 정밀한 부품을 조립하여야 정밀히 조립이 되는 것이며, 또한 조립작업의 효율성에도 지대한 영향을 미치게 된다.
이를 위해서, 기존에도 인공위성의 자세를 자유롭게 변형할 수 있는 트롤리(trolley)가 개발되어 있다. 그러나 기존 트롤리는 서술한 바와 같이 인공위성체의 전부위에 대한 접근성을 보장할 수 없어서, 작업자의 작업 효율이 떨어지는 문제가 있었다. 즉, 위성체의 위치 변환이 어렵고, 작업자의 인력에 전적으로 의존하므로, 고중량의 위성체의 조립 작업성이 불량하며, 구조물이 위성체를 감싸고 있어서 조립을 위한 접근성 확보가 어렵다.
또한, 점차 중량화, 대형화되어가는 인공위성체의 자세를 자유롭게 변형시키지 못할 뿐만 아니라, 고도의 정밀한 조립작업을 수행하기에는 부적합한 측면이 있었다. 따라서, 정밀도와 안전성이 최우선시되는 인공위성의 조립작업에 사용되는데는 여러가지 문제점을 야기하고 있다.
이에 따라, 작업자의 접근성을 보장하고, 인공위성체를 수월하게 자세를 변형시키는 트롤리의 개발이 시급한 시점이라 하겠다.
따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 본 발명의 목적은 인공위성체의 자유로운 자세변환이 가능하여 전부위에 대한 작업자의 접근성이 보장되는 중대형 인공위성체의 조립작업을 위한 트롤리를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 인공위성체를 안전하고 자유롭게 자세변환할 수 있으면서도, 그 구성이 비교적 단순하여 제작 및 설비 보수가 용이한 중대형 인공위성체의 조립작업을 위한 트롤리를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 인공위성체의 조립을 용이하게 하기 위하여, 트롤리의 구조물이 작업자의 조립 작업을 방해하지 않아 접근성이 확보되고, 작업을 위한 충분한 공간을 제공할 수 있는 중대형 인공위성체의 조립작업을 위한 트롤리를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 적은 동력으로도 인공위성체의 자세전환이 가능하며, 인공위성체의 조립 작업시에 인공위성체의 안전 및 신뢰성을 확보할 수 있는 중대형 인공위성체의 조립작업을 위한 트롤리를 제공함에 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 중대형 인공위성체의 조립작업을 위한 트롤리는 인공위성체의 일단을 지지하며, 상기 인공위성체의 롤링(rolling) 회전을 구현하는 회전수단, 상기 회전수단이 일면에 고정된 측판, 상기 측판과 힌지 결합하여, 상기 측판을 회전시켜 기립 운동을 구현하는 복수의 기립수단, 및 상기 기립 수단을 지지하는 하부 플랫폼(platform)을 포함한다. 상기 회전수단은 선회기어(slewing gear)인 것이 바람직하다.
여기서, 기립수단은 모터, 상기 측판과 결합된 직진가이드판, 상기 직진가이드판과 연결된 가이드 유닛, 상기 가이드 유닛을 안내하는 가이드 레일, 상기 모터와 연결되며, 나사산이 형성된 가이드봉, 상기 가이드봉과 결합되어, 상기 가이드봉 상을 상기 나사산을 따라 움직이는 전후진유닛, 및 상기 전후진유닛과 상기 가이드유닛을 연결하는 연결봉이 구비된다.
상기 기립수단은 일측은 상기 하부 프레임에 힌지 결합되고, 타측은 상기 측판의 타면에 힌지 결합되어 상기 측판을 지지하는 지지가이드를 더 포함하며, 상기 직진가이드판은 L자 형태로서, 상기 가이드 유닛은 상기 직진가이드판의 일단과 연결된 것을 특징으로 한다.
상기 가이드 유닛은 리미트 센서가 구비되어 일정 변위 이상은 구동하지 못하도록 하는 것이 좋으며, 스토퍼를 더 포함하며, 상기 스토퍼는 상기 가이드유닛이 일정 변위 이상은 구동하지 못하도록 구속하는 것이 바람직하다.
상기 하부 플랫폼은 그 이동을 위하여 하부에 캐스터가 구비되며, 상기 하부 플랫폼은 그 이동을 위하여 그 측부에 토우 고리가 구비되어, 조립 공간내에서 견인차 등으로 이동이 가능하도록 한다. 상기 하부 플랫폼은 복수개의 잭스크류가 구비되어, 수평조절을 하고, 무게 균형을 맞추도록 구성한다.
따라서, 본 발명에 따르면 인공위성체의 자유로운 자세변환이 가능하여 전부위에 대한 작업자의 접근성이 보장되는 효과가 있다.
또한, 인공위성체를 안전하고 자유롭게 자세변환할 수 있으면서도, 그 구성이 비교적 단순하여 제작 및 설비 보수가 용이한 효과가 있다.
또한, 인공위성체의 조립을 용이하게 하기 위하여, 트롤리의 구조물이 작업자의 조립 작업을 방해하지 않아 접근성이 확보되고, 작업을 위한 충분한 공간을 제공할 수 있는 효과가 있다.
또한, 적은 동력으로도 인공위성체의 자세전환이 가능하며, 인공위성체의 조립 작업시에 인공위성체의 안전 및 신뢰성을 확보할 수 있다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명에 따른 중대형 인공위성체의 조립작업을 위한 트롤리를 도시한 사시도이며, 도 2는 트롤리의 정면도이다. 이에 도시된 바와 같이, 트롤리(100)는 인공위성체(10)의 일단을 잡아서 지지하며, 그 구성요소로는 회전수단(110), 측판(120), 기립수단(130) 및 하부플랫폼(140)을 포함하여 구성된다.
이를 하나씩 설명하면 다음과 같다.
회전수단(110)은 인공위성체(10)의 일단과 결합되어 있으며, 선회기 어(slewing gear)로 형성되어 상기 인공위성체(10)가 롤링(rolling)회전할 수 있다. 즉, 회전수단(110)은 인공위성체(10)가 360도 회전하여 작업자가 위성체의 측면 중에서 어느 부위도 용이하게 접근할 수 있도록 구성된다. 회전수단(110)은 측판(120)에 고정되어 있으며, 회전수단(110)은 측판(120)과 고정된 부분과, 상기 측판과 고정된 부분에 대하여 상대적으로 회전이 가능한 위성체와 고정된 부분으로 구분할 수 있다. 위성체와 고정된 부분이 회전하여 인공위성체(10)를 자유롭게 회전시키며, 선회기어를 이용하여 고정된 물건을 회전하는 것은 공지의 기술이므로, 자세한 설명을 생략한다. 회전수단(110)이 선회기어인 경우에는 서보모터를 이용하여 회전운동을 수행하며, 필요시 정밀한 위치결정이 가능하도록 하는 것이 바람직하다.
측판(120)은 사각판 형태로서, 일면에는 전술한 바와 같이 회전수단(110)이 고정되어 있고, 직진가이드판(Linear guide plate, or Linear Motor Guide Plate, 131)과 결합되어 있다. 또한, 회전수단(110)이 장착된 측판(120)의 일면의 반대면(즉, 타면)에는 지지가이드(132)가 힌지 결합되어 있다. 뒤에서 자세히 기술하겠지만, 직진가이드판(131)은 전후진이 가능하도록 지지되고 있고, 지지가이드(132)는 하부 플랫폼(140)과 힌지결합되어 있다. 즉, 측판(120)은 직진가이드판(131)과 지지가이드(132)에 의하여 하부 플랫폼(140)과 연결 또는 지지된다고 할 수 있다.
직진가이드판(131)과 지지가이드(132)는 기립수단(130)에 포함된다. 직진 가이드판(131)은 대략 L 자 형태로서, 상기 측판(120)과 고정된다. 직진가이드 판(131)은 그 일단이 하부 플랫폼(140)에 전후진이 가능하도록 지지되는데, 그 자세한 작동은 후술하기로 한다. 아울러, 지지가이드(132)도 측판(120)의 타면에 힌지 결합되어 인공위성체(10)가 기립시에 지지하는 역할을 하는데, 이에 대하여서도 자세히 후술하기로 한다.
하부 플랫폼(140)은 트롤리(100)의 이동을 위하여 그 하부에 캐스터(142, caster)가 장착되어 있다. 캐스터(142)는 하부 플랫폼(140) 하부에 복수개 구비되어, 조립 공간 내부에서 이동이 가능하도록 제작된다. 하부 플랫폼(140)의 일단에는 토우(tow) 고리가 구비되어, 견인차에 의하여 견인시에 결합할 수도 있다. 즉, 트롤리(100)를 캐스터(142)와 토우 고리에 의하여 견인차로 견인하여 근거리 이동이 가능하다.
아울러, 하부 플랫폼(140)에는 6개의 잭스크류(141)가 구비된다. 잭스크류(141)는 미세 수평조절뿐 아니라, 바닥으로의 고른 하중전달을 수행할 수 있도록 구성된다. 잭스크류(141)의 작동방식은 공지의 기술이므로, 자세한 설명을 생략한다.
보다 자세한 설명을 위하여, 도 3 내지 도 5를 제시한다. 도 3은 기립수단에 의하여 측판이 직립된 모습을 도시한 사시도이며, 도 4는 측판이 45도 기울어진 모습을 도시한 사시도이며, 도 5는 측판이 누워있는 모습을 도시한 사시도이다.
이에 도시된 바와 같이, 측판(120)의 양쪽에 고정된 직진가이드판(131)은 가이드 유닛(133)과 결합되며, 각 가이드 유닛(133)은 연결봉(135)에 의하여 연결된다. 연결봉(135) 상에는 나사산이 형성된 전후진유닛(136)이 형성되어 있으며, 상 기 전후진유닛(136)은 나사산이 형성된 가이드봉(137)과 결합되어 있다. 가이드봉(137)은 모터(138)에 의하여 회전 가능하다. 가이드 유닛(133)은 가이드 레일(134)상을 전후진할 수 있다. 모터(138)는 기어박스와 연결되어 토크를 향상시킬 수 있다.
작동을 설명하면, 다음과 같다. 모터(138)가 정회전 또는 역회전하면, 가이드봉(137)이 회전하게 된다. 이에 따라 전후진유닛(136)이 전진 또는 후진하게 된다. 전후진유닛(136)이 전진 또는 후진하게 되면, 추진력은 연결봉(135)에 의하여 가이드 유닛(133)에 전달되어 가이드레일(134)을 따라 움직이게 된다. 이에 따라 가이드 유닛(133)과 직진가이드판(131)에 의하여 연결된 측판(120)이 회전하게 되는 것이며, 측판(120)에 회전수단(110)에 의하여 고정된 인공위성체가 기립 또는 누울 수 있는 것이다. 이때, 측판(120)은 지지가이드(132)에 의하여 그 배면이 지지된다. 측판(120)과 지지가이드(132)는 힌지 결합되어 있다.
도 4와 같이, 모터(138)가 회전하면, 가이드봉(137)이 회전하여 전후진유닛(136) 및 이와 연결봉(135)에 의하여 연결된 가이드유닛(133)이 일측으로 움직인다. 가이드유닛은 직진가이드판(131)에 의하여 연결된 측판(120)이 회전하면서, 이에 연결된 인공위성체를 45도 각도로 제어할 수 있다. 도 4와 같은 방향으로 모터(138)를 회전시키면, 도 5와 같이 완전히 누워있는 상태까지 회전시킬 수 있다.
즉, 링크구조에 의하여 회전 운동을 직선운동으로 변경시켰으며, 적은 동력으로 높은 출력을 낼 수 있도록 하였다. 아울러, 구동을 위하여 필요한 부품은 하부 프레임의 하부에 설치하여 작업자들의 충분한 작업공간을 확보하도록 한다.
또한, 안전을 위하여 가이드유닛(133)에는 각각에 리미트 센서를 설치하여, 일정 변위 이상은 구동하지 못하도록 하는 것이 바람직하다. 아울러, 리미트 센서의 전선 단락으로 인한 신호가 제어기와 통신이 단절되었을 경우에는 시스템이 즉시 정지되도록 구성하는 것이 좋으며, 시스템으로의 갑작스런 전원 단락의 경우에는 현재의 상태를 유지한 체로 정지하도록 시스템을 제작하는 것이 바람직하다.
이러한 전기적 안전장치 이외에도 프로그래밍을 통하여 일정 부하 이상이면, 시스템이 자동으로 정지되도록 구성하는 것이 좋으며, 기구적으로는 스토퍼(stopper)를 설치하여 위성체의 손상을 미연에 방지하는 것이 바람직하다.
인공위성체가 측판에 고정되어 일정 각도를 이루는 모습을 도 6에 도시하였다. 이에 도시된 바와 같이, 회전수단(110)에 의하여 고정된 인공위성체(10)는 I 방향으로 360도 자유롭게 회전이 가능하다. 또한, 기립수단(130)에 의하여 II 방향으로 0도에서 90도로 자유롭게 인공위성체(10)를 기립시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 중대형 인공위성체의 조립작업을 위한 트롤리를 도시한 사시도이다.
도 2는 트롤리의 정면도이다.
도 3은 기립수단에 의하여 측판이 직립된 모습을 도시한 사시도이다.
도 4는 측판이 45도 기울어진 모습을 도시한 사시도이다.
도 5는 측판이 누워있는 모습을 도시한 사시도이다.
도 6은 인공위성체가 움직이는 모습을 도시한 정면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
110 ：회전수단 120：측판
130： 기립수단 131：직진가이드판
132： 지지가이드 133：가이드 유닛
134: 가이드레일 135： 연결봉
137：가이드봉 138：모터
140：하부 플랫폼 141: 잭스크류
142：캐스터

Claims (10)

  1. 인공위성체의 일단을 지지하며, 상기 인공위성체의 롤링(rolling) 회전을 구현하는 회전수단;
    상기 회전수단이 일면에 고정된 측판;
    상기 측판과 힌지 결합하여, 상기 측판을 회전시켜 기립 운동을 구현하는 복수의 기립수단; 및
    상기 기립 수단을 지지하는 하부 플랫폼(platform);
    을 포함하는 중대형 인공위성체의 조립작업을 위한 트롤리.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기립수단은
    모터;
    상기 측판과 결합된 직진가이드판;
    상기 직진가이드판과 연결된 가이드 유닛;
    상기 가이드 유닛을 안내하는 가이드 레일;
    상기 모터와 연결되며, 나사산이 형성된 가이드봉;
    상기 가이드봉과 결합되어, 상기 가이드봉 상을 상기 나사산을 따라 움직이는 전후진유닛; 및
    상기 전후진유닛과 상기 가이드유닛을 연결하는 연결봉;
    을 포함하는 중대형 인공위성체의 조립작업을 위한 트롤리.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 기립수단은 일측은 상기 하부 프레임에 힌지 결합되고, 타측은 상기 측판의 타면에 힌지 결합되어 상기 측판을 지지하는 지지가이드를 더 포함하는 중대형 인공위성체의 조립작업을 위한 트롤리.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 직진가이드판은 L자 형태로서, 상기 가이드 유닛은 상기 직진가이드판의 일단과 연결된 것을 특징으로 하는 중대형 인공위성체의 조립작업을 위한 트롤리.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 가이드 유닛은 리미트 센서가 구비되어 일정 변위 이상은 구동하지 못하도록 하는 것을 특징으로 하는 인공위성체의 조립작업을 위한 트롤리.
  6. 제 2항에 있어서,
    스토퍼를 더 포함하며, 상기 스토퍼는 상기 가이드유닛이 일정 변위 이상은 구동하지 못하도록 구속하는 것을 특징으로 하는 인공위성체의 조립작업을 위한 트롤리.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 하부 플랫폼은 그 이동을 위하여 하부에 캐스터가 구비된 것을 특징으로 하는 중대형 인공위성체의 조립작업을 위한 트롤리.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 하부 플랫폼은 그 이동을 위하여 그 측부에 토우 고리가 구비된 것을 특징으로 하는 중대형 인공위성체의 조립작업을 위한 트롤리.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 하부 플랫폼은 복수개의 잭스크류가 구비되어, 수평조절을 수행하는 것을 특징으로 하는 중대형 인공위성체의 조립작업을 위한 트롤리.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 회전수단은 선회기어(slewing gear)인 것을 특징으로 하는 중대형 인공위성체의 조립작업을 위한 트롤리.
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