KR20100009812A - 태양전지판 전개장치 및 이를 포함하는 인공위성 - Google Patents

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KR20100009812A
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Abstract

높은 전개강성을 가지며 열적으로 우수한 태양전지판 전개장치 및 이를 포함하는 인공위성이 개시된다. 개시된 본 발명에 의한 인공위성은, 인공위성 본체, 인공위성 본체와 연결되어, 태양광을 받아 인공위성 본체의 전력을 발생시키는 태양전지판, 그리고, 태양전지판을 인공위성 본체에 대해 전개시키는 전개장치를 포함한다. 여기서, 전개장치는, 인공위성 본체와 태양전지판을 상호 연결시키는 힌지유닛, 상호 대응되는 형상의 제 1 및 제 2 힌지브라켓을 가지고 인공위성 본체와 연결되는 제 1 전개유닛, 상호 대응되는 형상의 제 3 및 제 4 힌지브라켓을 가지고 태양전지판에 연결되는 제 2 전개유닛, 그리고, 제 1 및 제 2 전개유닛을 상호 접힘/전개 가능하게 연결하는 연결유닛을 포함한다. 이러한 구성에 의하면, 태양전지판이 인공위성 본체로부터 전개될 때 고강성을 가짐으로써, 인공위성의 빠른 안정화를 도모할 수 있다.
인공위성, 태양전지, 전개, 접힘, 펼쳐짐, 강성.

Description

태양전지판 전개장치 및 이를 포함하는 인공위성{SOLAR CELL PANEL UNFOLDING APPARATUS AND ARTIFICIAL SATELLITE HAVING THE SAME}
본 발명은 인공위성에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 고강성을 가지고 임무궤도에서 태양전지판을 인공위성으로부터 전개시키는 태양전지판 전개장치 및 이를 포함하는 인공위성에 관한 것이다.
일반적으로 인공위성에 사용되는 태양전지판은 인공위성이 임무를 수행할 수 있는 전력을 생산하는 전력원이다. 상기 태양전지판은 인공위성에 접혀진 상태이며, 상기 인공위성이 임무궤도에 도달하여 인공위성의 발사를 위한 발사체로부터 분리된 후, 인공위성으로부터 전개되어 태양광을 받아 전력을 생산한다. 이러한 태양전지판은 상기 인공위성에 힌지와 같은 연결수단에 의해 연결된다.
한편, 근래에는 고기동성 인공위성을 위한 연구가 지속적으로 이루어지고 있다. 이러한 고기동성 인공위성을 구현하기 위해서는, 최대한 빠른 시간 안에 기동 후 인공위성이 안정화되어 원하는 임무를 수행할 수 있어야 한다. 이러한 인공위성의 빠른 안정화는 상기 태양전지판이 인공위성으로부터 전개되었을 때의 전개장치의 강성에 의해 좌우된다.
그런데, 상기 태양전지판이 상기 전개장치에 의해 인공위성으로부터 전개되어 고정될 때, 상기 태양전지판에 강한 충격하중이 가해진다. 이러한 태양전지판에 가해지는 강한 충격하중은 상기 태양전지판에 손상을 야기시킬 수 있으며, 이는 인공위성으로의 전력공급 불량을 야기시킨다. 그러므로, 강한 충격하중을 견딜 수 있는 고강성의 태양전지판 전개장치가 요구된다.
뿐만 아니라, 상기 태양전지판이 대략 영하 100℃ 이하의 극저온 환경인 우주에서도 고강성을 가지고 전개될 수 있도록, 열적으로 우수한 태양전지판이 요구된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 전개 강성이 우수하여 안정화를 보다 빠르게 구현할 수 있는 태양전지판 전개장치 및 이를 포함하는 인공위성을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 극저온 환경에서도 높은 강성을 유지할 수 있는 태양전지판 전개장치 및 이를 포함하는 인공위성을 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 의한 태양전지판 전개장치는, 인공위성 본체와 태양전지판을 상호 연결시키는 힌지유닛, 상호 대응되는 형상의 제 1 및 제 2 힌지브라켓을 가지고 상기 인공위성 본체와 연결되는 제 1 전개유닛, 상호 대응되는 형상의 제 3 및 제 4 힌지브라켓을 가지고 상기 태양전지판에 연결되는 제 2 전개유닛, 그리고, 상기 제 1 및 제 2 전개유닛을 상호 접힘/전개 가능하게 연결하는 연결유닛을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 제 1 전개유닛은, 상기 인공위성 본체에 설치되며, 제 1 가이드홈이 형성되는 상기 제 1 힌지브라켓, 상기 제 1 가이드홈과 대응되는 제 1 가이드돌기를 가지고, 상기 접힘위치와 전개위치 사이에서 움직임 가능하게 상기 제 1 힌지브라켓과 연결되는 상기 제 2 힌지브라켓, 상기 제 2 힌지브라켓에 설치되는 제 1 전개튜브, 그리고, 상기 제 1 및 제 2 힌지브라켓 사이에 설치되어, 상기 제 2 힌지브라켓을 상기 전개위치로 가압하는 제 1 전개탄성 체를 포함한다.
또한, 상기 제 2 전개유닛은, 상기 태양전지판에 설치되며, 제 2 가이드홈이 형성되는 상기 제 3 힌지브라켓, 상기 제 2 가이드홈과 대응되는 제 2 가이드돌기를 가지고, 상기 접힘위치와 전개위치 사이에서 움직임 가능하게 상기 제 3 힌지브라켓과 연결되는 상기 제 4 힌지브라켓, 그리고, 상기 제 4 힌지브라켓에 설치되는 제 2 전개튜브, 그리고, 상기 제 3 및 제 4 힌지브라켓 사이에 설치되어, 상기 제 4 힌지브라켓을 상기 전개위치로 가압하는 제 2 전개탄성체를 포함한다. 즉, 상기 제 1 및 제 2 전개유닛은 서로 연결되는 위치가 상이할 뿐, 동일한 구성을 가지는 것이다.
여기서, 상기 제 1 및 제 2 가이드홈과 제 1 및 제 2 가이드돌기는 서로 다른 재질로 형성되어, 극저온 환경에서 발생될 수 있는 냉간접착을 방지한다. 뿐만 아니라, 상기 제 1 및 제 2 전개튜브는 열적 특성이 우수하여 고강성을 가지는 탄소섬유강화플라스틱(CFRP: Carbon Fiber Reinforced plastic)으로 형성되는 것으로 예시한다.
상기 연결유닛은 상기 제 1 및 제 2 전개튜브를 연결하며 접힘/전개 가능한 C형 스프링을 포함하여, 전개시 일자로 펼쳐진다.
한편, 상기 제 1 및 제 2 전개유닛에 가해지는 충격을 완화하도록, 상기 제 2 힌지브라켓과 제 1 전개튜브 사이에 설치되는 제 1 완충스프링, 상기 제 4 힌지브라켓과 제 2 전개튜브 사이에 설치되는 제 2 완충스프링, 접힘시 상기 제 2 및 제 4 힌지브라켓의 사이에 위치하도록 상기 제 2 및 제 4 힌지브라켓 중 어느 하나 에 설치되는 제 3 완충스프링, 그리고, 접힘시 상기 연결유닛의 양단과 접촉되도록 상기 연결유닛의 일단에 설치되는 제 4 완충스프링을 포함하는 완충유닛을 더 포함한다.
본 발명의 다른 측면에 의한 태양전지판 전개장치는, 인공위성 본체와 태양전지판을 상호 연결시키는 힌지유닛, 상기 인공위성 본체와 연결되는 제 1 전개유닛, 상기 태양전지판에 연결되는 제 2 전개유닛, 상기 제 1 및 제 2 전개유닛을 상호 접힘/전개 가능하게 연결하는 연결유닛, 그리고, 상기 제 1 및 제 2 전개유닛에 가해지는 충격을 완화하는 완충유닛을 포함한다.
본 발명의 목적을 달성하기 위한 인공위성은, 인공위성 본체, 상기 인공위성 본체와 연결되어, 태양광을 받아 상기 인공위성 본체의 전력을 발생시키는 태양전지판, 그리고, 상기 태양전지판을 상기 인공위성 본체에 대해 전개시키는 전개장치를 포함하며, 상기 전개장치는, 인공위성 본체와 태양전지판을 상호 연결시키는 힌지유닛, 상호 대응되는 형상의 제 1 및 제 2 힌지브라켓을 가지고 상기 인공위성 본체와 연결되는 제 1 전개유닛, 상호 대응되는 형상의 제 3 및 제 4 힌지브라켓을 가지고 상기 태양전지판에 연결되는 제 2 전개유닛, 그리고, 상기 제 1 및 제 2 전개유닛을 상호 접힘/전개 가능하게 연결하는 연결유닛을 포함한다.
상기와 같은 본 발명에 따른 태양전지판 전개장치 및 이를 포함하는 인공위성은, 첫째, 서로 대응되는 형상을 가짐으로써 정확히 맞물릴 수 있는 복수의 힌지브라켓들에 의해 태양전지판이 인공위성 본체에 접힘/전개됨으로써, 고강성의 전개 장치를 구현할 수 있다. 그로 인해, 임무궤도에 도달한 인공위성이 보다 빠른 시간 안에 안정화되어 주어진 임무를 수행할 수 있다.
둘째, 상기 복수의 힌지브라켓들이 서로 맞물리는 부위의 재질을 서로 상이하게 구성함으로써, 진공인 우주에서 발생될 수 있는 냉간접착을 방지할 수 있다.
셋째, 상기 힌지브라켓과 전개튜브 사이에 완충스프링을 설치함으로써, 태양전지판이 인공위성 본체로부터 전개될 때의 충격하중을 완충시킬 수 있다.
넷째, 상기 복수의 힌지브라켓들과 전개튜브를 연결하는 연결유닛이 접힘 위치에 있을 때 완충스프링에 의해 상호 적정 간격을 유지시킴으로써, 인공위성의 발사에 의한 진동과 같은 외부 충격을 완화시킬 수 있다.
마지막으로, 복수의 힌지브라켓에 설치되어 접히거나 펼쳐지는 전개튜브를 열적/기계적 특성이 우수한 재질로 형성함으로써, 전개강성을 높일 수 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 인공위성(1)은 인공위성 본체(10), 태양전지판(20) 및 전개장치(100)를 포함한다.
상기 인공위성 본체(10)는 지구에서 인공적으로 쏘아 올려 달과 같이 지구 주위를 궤도 운동하는 인공위성(1)의 몸체로써, 과학실험, 정찰 및/또는 통신 등과 같은 주어진 임무를 수행한다. 상기 인공위성 본체(10)는 발사체(미도시)에 의해 지구로부터 발사된 후, 임무궤도에 도달하면 발사체(미도시)로부터 분리되어 관성 에 의해 임무궤도를 주행하게 된다. 이러한 인공위성 본체(10)의 동작 기술구성은 공지의 기술로부터 이해 가능하므로, 자세한 설명 및 도시를 생략한다.
상기 태양전지판(20)은 상기 임무궤도에 도달한 이후, 주어진 임무를 수행하기 위한 전기에너지를 발생시키는 전력원이다. 즉, 상기 태양전지판(20)은 상기 인공위성 본체(10)의 추진력이 아닌 임무수행을 위한 전력을 발생시키는 것이다. 이러한 태양전지판(20)은 다수의 태양전지셀(미도시)을 구비하여 태양광을 전기에너지로 변환한다. 상기 태양전지판(20)에 의해 변환된 전기에너지는 태양전지판(20)과 인공위성 본체(10) 사이의 연결에 의해, 상기 인공위성 본체(10)로 공급된다.
상기 전개장치(100)는 상기 인공위성 본체(10)와 연결된 태양전지판(20)을 전개시킨다. 이러한 전개장치(100)는 도 3 및 도 4의 도시와 같이, 힌지유닛(110), 제 1 및 제 2 전개유닛(120)(140), 그리고 완충유닛(170)을 포함한다.
상기 힌지유닛(110)은 상기 인공위성 본체(10)와 태양전지판(20)을 연결시킨다. 이 힌지유닛(110)은 도 1 및 도 2의 도시와 같이, 상기 인공위성 본체(10)의 일단과 태양전지판(20)의 일단을 2개소에서 상호 연결시킨다. 이때, 상기 힌지유닛(110)은 상기 태양전지판(20)이 인공위성 본체(10)로부터 전개되어 태양(미도시)과 마주할 수 있도록, 상기 인공위성 본체(10)와 태양전지판(20)을 상호 연결시킨다. 여기서, 상기 힌지유닛(110)의 개수는 도 1 및 도 2의 도시와 같이 2개로 한정하지 않는다.
상기 제 1 전개유닛(120)은 상기 인공위성 본체(10)와 연결되며, 도 3 및 도 4의 도시와 같이, 제 1 및 제 2 힌지브라켓(121)(124), 제 1 전개탄성체(127) 및 제 1 전개튜브(128)를 포함한다.
상기 제 1 힌지브라켓(121)은 상기 인공위성 본체(10)에 설치되며, 도 4의 도시와 같이, 제 1 가이드홈(122)이 양측면에 형성된다. 상기 제 1 가이드홈(122)에 대응되어, 상기 제 2 힌지브라켓(124)의 양측면에는 제 1 가이드돌기(125)가 형성된다. 여기서, 상기 제 2 힌지브라켓(124)은 도 3과 같은 접힘위치와 도 4와 같은 전개위치 사이에서 움직임이 가능하도록, 제 1 힌지브라켓(121)과 연결된다.
참고로, 상기 제 1 가이드홈(122)은 대략 삼각형의 홈이며, 이에 대응하여 제 1 가이드돌기(125) 또한, 삼각형의 돌기이다. 상기 제 1 가이드홈(122)과 제 1 가이드돌기(125)는 도 3의 도시와 같이, 상기 제 1 및 2 힌지브라켓(121)(124)이 접힘위치에 위치할 때, 상호 맞물린다. 이러한 제 1 가이드홈(122)과 제 1 가이드돌기(125)는 서로 다른 재질로 형성되어, 진공상태인 우주환경에서 발생될 수 있는 냉간접촉을 방지함이 좋다. 본 실시예에서는, 상기 제 1 가이드홈(122)이 제 1 힌지브라켓(121), 제 2 힌지브라켓(124) 및 제 1 가이드돌기(125)와 다른 재질로 형성되는 것으로, 도시 및 예시한다.
또한, 상기 제 1 및 제 2 힌지브라켓(121)(124)에는 제 1 힌지브라켓(121)에 대한 제 2 힌지브라켓(124)의 접힘 또는 전개위치로의 움직임을 가이드하기 위한 제 1 및 제 2 가이드면(123)(126)이 각각 형성된다. 이 제 1 및 제 2 가이드면(123)(126)은 도 4의 도시와 같이, 상기 제 1 가이드홈(122)과 제 1 가이드돌기(125)의 맞물림이 해제된 경우 상호 접촉될 수 있도록, 상기 제 1 가이드홈(122)과 제 1 가이드돌기(125) 인근에 각각 형성된다. 이때, 상기 제 1 가이드면(123)과 제 2 가이드면(126)은 완곡면으로 형성되어, 상기 제 1 및 제 2 힌지브라켓(124)의 전개동작을 부드럽게 가이드함이 좋다.
상기 제 1 전개탄성체(127)는 도 3 내지 도 5의 도시와 같이, 상기 제 1 및 제 2 힌지브라켓(121)(124) 사이에 한 쌍으로 설치되어, 제 2 힌지브라켓(124)을 전개위치로 가압한다. 상기 제 1 전개탄성체(127)는 간단한 구조로 극저온에서도 고강성을 유지할 수 있는 인장 스프링을 포함한다.
상기 제 1 전개튜브(128)는 상기 제 2 힌지브라켓(124)에 설치된다. 이 제 1 전개튜브(128)는 도 4의 도시와 같이, 내부가 비워진 원통의 튜브로써, 극저온 환경에서도 고강성을 유지할 수 있는 열적 특성이 우수한 복합재료인 탄소섬유강화플라스틱으로 형성된다.
상기 제 2 전개유닛(140)은 상기 태양전지판(20)과 연결되며, 도 3 및 도 4의 도시와 같이, 제 3 및 제 4 힌지브라켓(141)(144), 제 2 전개탄성체(147) 및 제 2 전개튜브(148)를 포함한다.
상기 제 3 힌지브라켓(141)은 상기 태양전지판(20)에 설치되며, 제 2 가이드홈(142)이 형성된다. 이 제 2 가이드홈(142)은 상술한 제 1 가이드홈(122)과 마찬가지로, 상기 제 3 힌지브라켓(141)의 양측면에 삼각형의 홈으로 형성된다.
상기 제 4 힌지브라켓(144)에는 상기 제 2 가이드홈(142)에 대응되는 제 2 가이드돌기(145)가 양측면에 형성되며, 상기 접힘위치와 전개위치 사이에서 제 3 힌지브라켓(141)에 대해 움직임이 가능하도록 제 3 힌지브라켓(141)과 연결된다. 이때, 상기 제 2 가이드돌기(145)는 상기 제 2 가이드홈(142)에 대응하여 삼각형의 돌기로 형성된다.
상기 제 2 가이드홈(142)과 제 2 가이드돌기(145)는 상기 제 1 가이드홈(122)과 제 1 가이드돌기(125)와 마찬가지로, 서로 다른 재질로 형성되어 냉간접촉 발생을 방지한다. 즉, 상기 제 2 가이드홈(142)이 제 3 및 제 4 힌지브라켓(141)(144)과 제 2 가이드돌기(145)와는 다른 재질로 형성되는 것이다. 그로 인해, 상기 제 1 및 2 힌지브라켓(121)(124)과 제 1 및 2 가이드돌기(125)(145)는 서로 동일한 재질로 형성되고, 제 1 및 제 2 가이드홈(122)(142)은 제 1 및 2 힌지브라켓(121)(124)과 제 1 및 2 가이드돌기(125)(145)와는 다른 재질로 형성된다.
또한, 상기 제 3 및 제 4 힌지브라켓(141)(144)에는 상기 제 1 및 제 2 힌지브라켓(121)(124)과 마찬가지로 제 3 힌지브라켓(141)에 대한 제 4 힌지브라켓(144)의 접힘 또는 전개위치로의 움직임을 가이드하기 위한 제 3 및 제 4 가이드면(143)(146)이 각각 형성된다. 이러한 제 3 및 제 4 가이드면(143)(146)은 상기 제 2 가이드홈(142)과 제 2 가이드돌기(145)의 맞물림이 해제될 경우 상호 접촉되어 제 4 힌지브라켓(144)의 움직임을 가이드할 수 있도록, 상기 제 2 가이드홈(142)과 제 2 가이드돌기(145) 인근에 각각 형성된다. 이때, 상기 제 3 및 제 4 가이드면(143)(146)은 제 1 및 제 2 가이드면(123)(126)과 마찬가지로, 완곡면으로 형성된다.
상기 제 2 전개탄성체(147)는 도 3 내지 도 5의 도시와 같이, 상기 제 3 및 제 4 힌지브라켓(141)(144) 사이에 한 쌍으로 설치되어, 제 3 힌지브라켓(141)을 전개위치로 가압한다. 이 제 2 전개탄성체(147)는 상기 제 1 전개탄성체(127)와 마 찬가지로 인장 스프링을 포함한다.
상기 제 2 전개튜브(148)는 상기 제 4 힌지브라켓(144)에 설치된다. 이 제 2 전개튜브(148)는 도 4의 도시와 같이, 내부가 비워진 원통의 튜브로써 제 1 전개튜브(128)와 동일한 재질 즉, 탄소섬유강화플라스틱으로 형성된다.
상기와 같은 구성에 의하면, 상기 제 1 및 제 2 전개유닛(120)(140)이 인공위성 본체(10)와 태양전지판(20)이라는 연결 위치에 있어서 서로 상이할 뿐, 상호 동일한 구성을 가진다.
상기 연결유닛(160)은 도 1 내지 도 4의 도시와 같이, 상기 제 1 및 제 2 전개유닛(120)(140)을 상호 접힘 또는 전개 가능하게 연결한다. 여기서, 상기 연결유닛(160)은 상기 제 1 및 제 2 전개튜브(128)(148)를 상호 연결한다. 구체적으로, 상기 제 1 및 제 2 전개튜브(128)(148)의 일단(129)(149)은 각각 제 2 및 제 4 힌지브라켓(124)(144)과 연결되고, 제 1 및 제 2 전개튜브(128)(148)의 타단(130)(150)은 연결유닛(160)과 연결된다.
이러한 연결유닛(160)은 도 3과 같이 접힘상태에서는 C자형으로 접히고, 도 4와 같이 전개상태일 때에는 일자로 펼쳐지는 C형 스프링을 포함한다. 또한, 상기 연결유닛(160)은 상기 제 1 및 제 2 전개튜브(128)(148)의 타단(130)(150)에 한 쌍으로 마련된다. 여기서, 상기 연결유닛(160)은 전개시 완전히 일자로 펼쳐진 상태로 고정됨으로써, 상기 제 1 및 제 2 전개유닛(120)(140)의 전개범위를 고정시킨다. 즉, 상기 연결유닛(160)은 일자로 펼쳐진 상태가 원래의 형태이나, 도시되지 않은 가압수단에 의해 인공위성 본체(10)가 임무궤도에 도달할 때까지 C자형으로 접힌 상태를 유지하는 것이다.
상기 완충유닛(170)은 상기 접힘위치와 전개위치에 위치하는 제 1 및 제 2 전개유닛(140)으로 가해지는 충격을 완화시키기 위한 것으로, 도 3 내지 도 5의 도시와 같이, 제 1 내지 제 4 완충스프링(171)(172)(173)(174)을 포함한다.
도 5의 도시와 같이, 상기 제 1 완충스프링(171)은 상기 제 2 힌지브라켓(124)과 제 1 전개튜브(128) 사이에 설치되어, 전개시의 충격을 완충시킨다. 또한, 상기 제 2 완충스프링(172)은 도 5의 도시와 같이, 제 4 힌지브라켓(144)과 제 2 전개튜브(148) 사이에 설치된다. 그로 인해, 상기 제 1 및 제 2 전개유닛(120)(140)이 전개되어 고정될 때의 충격이 인공위성 본체(10)와 태양전지판(20) 쪽으로 전달됨을 제 1 및 제 2 완충스프링(171)(172)에 의해 차단한다.
도 3 및 도 4의 도시와 같이, 상기 제 3 완충스프링(173)은 접힘상태일 때, 상기 제 2 및 제 4 힌지브라켓(124)(144)의 사이에 위치하도록 제 2 및 제 4 힌지브라켓(144) 중 어느 하나에 설치된다. 본 실시예에서는 상기 제 3 완충스프링(173)이 제 4 힌지브라켓(144)에 설치되는 것으로 도시 및 예시한다. 또한, 상기 제 4 완충스프링(174)은 접힘상태일 때, C형 스프링인 연결유닛(160)의 양단과 접촉되도록 연결유닛(160)의 일단에 설치된다.
이러한 구성에 의하면, 상기 인공위성 본체(10)가 발사될 때 발생되는 진동과 같이, 상기 제 1 및 제 2 전개유닛(120)(140)이 접힌 상태에서 가해지는 충격으로부터 제 1 및 제 2 전개유닛(120)(140)을 보호하게 된다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 인공위성(1)의 태양전지판(20) 전개동작을 첨부된 도 1 내지 도 5를 참고하여 설명한다.
도 1을 참고하면, 지구에서 인공위성(1)이 발사될 때에는 상기 인공위성 본체(10)에 태양전지판(20)이 접혀진 상태이다. 구체적으로, 상기 전개장치(100)가 도 3의 도시와 같이, 도시되지 않은 가압수단에 의해, 상기 제 1 및 제 2 전개유닛(120)(140)은 상호 마주하며, 연결유닛(160)은 C자형으로 접혀져 제 1 및 제 2 전개유닛(120)(140)을 상호 연결시킨 상태이다.
이때, 상기 제 1 가이드홈(122)과 제 1 가이드돌기(125), 제 2 가이드홈(142)과 제 2 가이드돌기(145)는 서로 대응되는 형상에 의해 완전히 맞물림으로써, 고강성을 가지고 제 1 및 제 2 전개유닛(120)(140)이 상호 접혀진다. 또한, 상기 제 4 힌지브라켓(144)에 마련된 제 3 완충스프링(173)에 의해 인공위성(1)의 발사 시 발생되는 진동에도 접힘상태의 제 1 및 제 2 전개유닛(120)(140)으로 가해지는 충격이 완화된다. 아울러, 상기 C자 스프링인 연결유닛(160)의 양단에 설치된 제 4 완충스프링(174)에 의해 연결유닛(160)이 외부 진동에도 제 1 및 제 2 전개유닛(120)(140)으로 가해지는 충격을 완화시킨다. 즉, 상기 제 3 및 제 4 완충스프링(173)(174)에 의해 접힘위치의 제 1 및 제 2 전개유닛(120)(140)이 상호 적정 이격간격을 유지하여 외부 충격을 완화하게 되는 것이다.
상기 인공위성(1)이 임무궤도에 도달하면, 상기 인공위성 본체(10)로부터 인공위성(1)의 발사 추진력을 제공하였던 발사체(미도시)가 분리되고, 인공위성 본체(10)는 소정 임무를 수행한다. 이를 위해, 도 2의 도시와 같이, 상기 가압수단(미도시)에 의해 가압력이 해제된 태양전지판(20)이 인공위성 본체(10)로부터 전개 된다.
구체적으로, 도 4의 도시와 같이, 상기 인공위성 본체(10) 측으로 제 1 및 제 2 전개유닛(120)(140)이 접혀진 상태에서, 해제된 가압력에 의해 제 1 및 제 2 전개탄성체(127)(147)가 전개방향으로 제 2 및 제 4 힌지브라켓(124)(144)을 가압한다. 그로 인해, 상호 맞물려 있던 상기 제 1 및 제 2 가이드홈(122)(142)과 제 1 및 제 2 가이드돌기(125)(145)의 맞물림이 해제되고, 제 1 내지 제 4 가이드면(123)(126)(143)(146)의 가이드 접촉에 의해 제 2 및 제 4 힌지브라켓(124)(144)이 전개방향으로 제 1 및 제 3 힌지브라켓(121)(141)에 대해 회전된다. 이때, 상기 제 1 및 제 2 전개튜브(128)(148)를 연결하며 C자형으로 접혀져 있던 연결유닛(160)도 전개방향으로 펼쳐진다.
그러면, 상기 제 2 및 제 4 힌지브라켓(124)(144)에 연결된 제 1 및 제 2 전개튜브(148)는 일직선을 이루도록 전개됨으로써, 상기 태양전지판(20)이 인공위성 본체(10)에 대해 전개되어 고정된다. 여기서, 상기 제 2 및 제 4 힌지브라켓(124)(144)이 전개방향으로 회전될 때 가해지는 충격은, 제 1 및 제 2 완충스프링(171)(172)에 의해 완화된다.
한편, 본 실시예에서는 한 개의 태양전지판(20)이 인공위성 본체(10)와 연결되는 것으로 도시 및 예시하였으나, 상기 태양전지판(20)의 개수는 한정되지 않는다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야에 숙련된 자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으 로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 인공위성을 개략적으로 도시한 사시도,
도 2는 도 1의 인공위성 본체로부터 태양전지판이 전개된 상태를 개략적으로 도시한 사시도,
도 3은 접힘상태의 태양전지판 전개장치를 개략적으로 도시한 사시도,
도 4는 전개상태의 태양전지판 전개장치를 개략적으로 도시한 단면도, 그리고,
도 5는 제 1 및 제 2 전개유닛을 발췌하여 도시한 사시도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>
1: 인공위성 10: 인공위성 본체
20: 태양전지판 100: 전개장치
110: 힌지유닛 120: 제 1 전개유닛
121: 제 1 힌지브라켓 124: 제 2 힌지브라켓
127: 제 1 전개탄성체 128: 제 1 전개튜브
140: 제 2 전개유닛 141: 제 3 힌지브라켓
144: 제 4 힌지브라켓 147: 제 2 전개탄성체
148: 제 2 전개튜브 160: 연결유닛
170: 완충유닛

Claims (23)

  1. 인공위성 본체와 태양전지판을 상호 연결시키는 힌지유닛;
    상호 대응되는 형상의 제 1 및 제 2 힌지브라켓을 가지고 상기 인공위성 본체와 연결되는 제 1 전개유닛;
    상호 대응되는 형상의 제 3 및 제 4 힌지브라켓을 가지고 상기 태양전지판에 연결되는 제 2 전개유닛; 및
    상기 제 1 및 제 2 전개유닛을 상호 접힘/전개 가능하게 연결하는 연결유닛;
    을 포함하는 태양전지판 전개장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 전개유닛은,
    상기 인공위성 본체에 설치되며, 제 1 가이드홈이 형성되는 상기 제 1 힌지브라켓;
    상기 제 1 가이드홈과 대응되는 제 1 가이드돌기를 가지고, 접힘위치와 전개위치 사이에서 움직임 가능하게 상기 제 1 힌지브라켓과 연결되는 상기 제 2 힌지브라켓;
    상기 제 2 힌지브라켓에 설치되는 제 1 전개튜브; 및
    상기 제 1 및 제 2 힌지브라켓 사이에 설치되어, 상기 제 2 힌지브라켓을 상기 전개위치로 가압하는 제 1 전개탄성체;
    를 포함하는 태양전지판 전개장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 전개유닛은,
    상기 태양전지판에 설치되며, 제 2 가이드홈이 형성되는 상기 제 3 힌지브라켓;
    상기 제 2 가이드홈과 대응되는 제 2 가이드돌기를 가지고, 상기 접힘위치와 전개위치 사이에서 움직임 가능하게 상기 제 3 힌지브라겟과 연결되는 상기 제 4 힌지브라켓;
    상기 제 4 힌지브라켓에 설치되는 제 2 전개튜브; 및
    상기 제 3 및 제 4 힌지브라켓 사이에 설치되어, 상기 제 4 힌지브라켓을 상기 전개위치로 가압하는 제 2 전개탄성체;
    를 포함하는 태양전지판 전개장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 가이드홈과 제 1 및 제 2 가이드돌기는 서로 다른 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 태양전지판 전개장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 전개튜브는 탄소섬유강화플라스틱(CFRP: Carbon Fiber Reinforced plastic)으로 형성되는 것을 특징으로 하는 태양전지판 전개장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 연결유닛은 상기 제 1 및 제 2 전개튜브를 연결하며, 접힘/전개 가능한 C형 스프링을 포함하는 태양전지판 전개장치.
  7. 제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 전개유닛에 가해지는 충격을 완충하는 완충유닛;
    을 더 포함하는 태양전지판 전개장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 완충유닛은,
    상기 제 2 힌지브라켓과 제 1 전개튜브 사이에 설치되는 제 1 완충스프링; 및
    상기 제 4 힌지브라켓과 제 2 전개튜브 사이에 설치되는 제 2 완충스프링;
    을 포함하는 태양전지판 전개장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 완충유닛은,
    접힘시 상기 제 2 및 제 4 힌지브라켓의 사이에 위치하도록 상기 제 2 및 제 4 힌지브라켓 중 어느 하나에 설치되는 제 3 완충스프링; 및
    접힘시 상기 연결유닛의 양단과 접촉되도록 상기 연결유닛의 일단에 설치되는 제 4 완충스프링;
    을 포함하는 태양전지판 전개장치.
  10. 인공위성 본체와 태양전지판을 상호 연결시키는 힌지유닛;
    상기 인공위성 본체와 연결되는 제 1 전개유닛;
    상기 태양전지판에 연결되는 제 2 전개유닛;
    상기 제 1 및 제 2 전개유닛을 상호 접힘/전개 가능하게 연결하는 연결유닛; 및
    상기 제 1 및 제 2 전개유닛에 가해지는 충격을 완충하는 완충유닛;
    을 포함하는 태양전지판 전개장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 전개유닛은,
    상기 인공위성 본체에 설치되며, 제 1 가이드홈이 형성되는 제 1 힌지브라켓;
    상기 제 1 가이드홈과 대응되는 제 1 가이드돌기를 가지고, 상기 접힘위치와 전개위치 사이에서 움직임 가능하게 상기 제 1 힌지브라켓과 연결되는 제 2 힌지브라켓;
    상기 제 2 힌지브라켓에 설치되는 제 1 전개튜브; 및
    상기 제 1 및 제 2 힌지브라켓 사이에 설치되어, 상기 제 2 힌지브라켓을 상기 전개위치로 가압하는 제 1 전개탄성체;
    를 포함하는 태양전지판 전개장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 2 전개유닛은,
    상기 태양전지판에 설치되며, 제 2 가이드홈이 형성되는 제 3 힌지브라켓;
    상기 제 2 가이드홈과 대응되는 제 2 가이드돌기를 가지고, 상기 접힘위치와 전개위치 사이에서 움직임 가능하게 상기 제 3 힌지브라켓과 연결되는 제 4 힌지브라켓;
    상기 제 4 힌지브라켓에 설치되는 제 2 전개튜브; 및
    상기 제 3 및 제 4 힌지브라켓 사이에 설치되어, 상기 제 4 힌지브라켓을 상기 전개위치로 가압하는 제 3 전개탄성체;
    를 포함하는 태양전지판 전개장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 가이드홈과 제 1 및 제 2 가이드돌기는 서로 다른 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 태양전지판 전개장치.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 연결유닛은 상기 제 1 및 제 2 전개튜브를 연결하며, 접힘 가능한 C형 스프링을 포함하는 태양전지판 전개장치.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 완충유닛은,
    상기 제 2 힌지브라켓과 제 1 전개튜브 사이에 설치되는 제 1 완충스프링;
    상기 제 4 힌지브라켓과 제 2 전개튜브 사이에 설치되는 제 2 완충스프링;
    접힘시 상기 제 2 및 제 4 힌지브라켓의 사이에 위치하도록 상기 제 2 및 제 4 힌지브라켓 중 어느 하나에 설치되는 제 3 완충스프링; 및
    접힘시 상기 연결유닛의 양단과 접촉되도록 상기 연결유닛의 일단에 설치되는 제 4 완충스프링;
    을 포함하는 태양전지판 전개장치.
  16. 인공위성 본체;
    상기 인공위성 본체와 연결되어, 태양광으로부터 상기 인공위성 본체의 전력을 발생시키는 태양전지판; 및
    상기 태양전지판을 상기 인공위성 본체에 대해 전개시키는 전개장치;
    를 포함하며,
    상기 전개장치는,
    상기 인공위성 본체와 태양전지판을 상호 연결시키는 힌지유닛;
    상호 대응되는 형상의 제 1 및 제 2 힌지브라켓을 가지고 상기 인공위성 본체와 연결되는 제 1 전개유닛;
    상호 대응되는 형상의 제 3 및 제 4 힌지브라켓을 가지고 상기 태양전지판에 연결되는 제 2 전개유닛; 및
    상기 제 1 및 제 2 전개유닛을 상호 접힘/전개 가능하게 연결하는 연결유닛;
    을 포함하는 인공위성.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 1 전개유닛은,
    상기 인공위성 본체에 설치되며, 제 1 가이드홈이 형성되는 상기 제 1 힌지브라켓;
    상기 제 1 가이드홈과 대응되는 제 1 가이드돌기를 가지고, 상기 접힘위치와 전개위치 사이에서 움직임 가능하게 상기 제 1 힌지브라켓과 연결되는 상기 제 2 힌지브라켓;
    상기 제 2 힌지브라켓에 설치되는 제 1 전개튜브; 및
    상기 제 1 및 제 2 힌지브라켓 사이에 설치되어, 상기 제 2 힌지브라켓을 상기 전개위치로 가압하는 제 1 전개탄성체;
    를 포함하는 인공위성.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 2 전개유닛은,
    상기 태양전지판에 설치되며, 제 2 가이드홈이 형성되는 상기 제 3 힌지브라켓;
    상기 제 2 가이드홈과 대응되는 제 2 가이드돌기를 가지고, 상기 접힘위치와 전개위치 사이에서 움직임 가능하게 상기 제 3 힌지브라켓과 연결되는 상기 제 4 힌지브라켓;
    상기 제 4 힌지브라켓에 설치되는 제 2 전개튜브; 및
    상기 제 3 및 제 4 힌지브라켓 사이에 설치되어, 상기 제 4 힌지브라켓을 상기 전개위치로 가압하는 제 2 전개탄성체;
    를 포함하는 인공위성.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 가이드홈과 제 1 및 제 2 가이드돌기는 서로 다른 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 인공위성.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 연결유닛은 상기 제 1 및 제 2 전개튜브를 연결하며, 접힘/전개 가능한 C형 스프링을 포함하는 인공위성.
  21. 제 18 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 전개유닛에 가해지는 충격을 완충하는 완충유닛;
    을 더 포함하는 인공위성.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 완충유닛은,
    상기 제 2 힌지브라켓과 제 1 전개튜브 사이에 설치되는 제 1 완충스프링; 및
    상기 제 4 힌지브라켓과 제 2 전개튜브 사이에 설치되는 제 2 완충스프링;
    을 포함하는 인공위성.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 완충유닛은,
    접힘시 상기 제 2 및 제 4 힌지브라켓의 사이에 위치하도록 상기 제 2 및 제 4 힌지브라켓 중 어느 하나에 설치되는 제 3 완충스프링; 및
    접힘시 상기 연결유닛의 양단과 접촉되도록 상기 연결유닛의 일단에 설치되는 제 4 완충스프링;
    을 포함하는 인공위성.
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