KR20110064062A

KR20110064062A - 인공위성 탑재 안테나의 전개시험용 무중력상태 제공장치

Info

Publication number: KR20110064062A
Application number: KR1020090120487A
Authority: KR
Inventors: 우성현; 문홍열; 박홍원; 조창래; 김근식; 안민홍; 김진희; 장익수; 이문석
Original assignee: 한국항공우주연구원
Priority date: 2009-12-07
Filing date: 2009-12-07
Publication date: 2011-06-15
Also published as: KR101077535B1

Abstract

본 발명은 인공위성에 설치된 채 회동되어 전개되는 인공위성 탑재 안테나의 전개시험을 위한 무중력상태 제공장치에 있어서, 베이스 프레임과, 상기 베이스 프레임의 상부에 수직 방향으로 설치되는 고정축과, 상기 고정축의 상단에 수평 방향으로 형성되는 서포트 빔과, 상기 서포트 빔의 상면에 설치되되, 서포트 빔의 가로 및 세로 방향으로 슬라이드 이동가능하도록 설치되는 제1 슬라이드 유닛과, 상기 슬라이드 유닛의 상부에 회전가능하도록 설치되는 회전 유닛과, 상기 회전 유닛의 하부에 설치되는 지지케이블과, 상기 지지케이블의 하단에 형성되되, 수평 가로 및 세로 방향으로 슬라이드 이동가능하도록 설치되는 제2 슬라이드 유닛과, 상기 제2 슬라이드 유닛의 하부에 형성되어 인공위성 탑재 안테나와 결합되는 브라켓을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 인공위성에 탑재된 안테나의 전개시험 시 안테나의 자중을 지지하여 완벽한 무중력상태를 구현할 수 있어 인공위성 탑재 안테나 전개시험의 신뢰성 및 정확성을 높일 수 있는 효과가 있다.

인공위성 탑재 안테나, 전개시험, 무중력상태 제공장치

Description

인공위성 탑재 안테나의 전개시험용 무중력상태 제공장치 {WEIGHTLESSNESS OFFERING APPARATUS FOR DEPLOYMENT TEST OF SATELLITE PAYLOAD ANTENNA}

본 발명은 인공위성 탑재 안테나의 전개시험용 무중력상태 제공장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 인공위성에 탑재된 안테나의 전개시험 시 안테나의 자중을 지지하여 완벽한 무중력상태를 구현할 수 있는 인공위성 탑재 안테나의 전개시험용 무중력상태 제공장치에 관한 것이다.

인공위성에는 통신 및 영상촬영 등 그 임무에 따라 특수하게 제작되는 안테나 구조물이 탑재되어 진다.

일반적으로, 이러한 탑재 안테나는 발사과정에서 위성체를 제한된 발사체 공간에 적치시키기 위하여 접혀진 상태로 위성체에 고정되게 되고, 운용 궤도에 도달한 후에는 적절한 전개 매커니즘을 구동시켜 전개하게 된다.

인공위성 탑재 안테나는 인공위성의 임무운용을 위한 주요 탑재물인 만큼 지상시험을 통하여 탑재 안테나의 전개 매커니즘의 신뢰성을 검증하는 작업이 필요하다.

이러한 탑재 안테나의 전개 특성을 결정 짓는 주요 구성요소인 힌지(Hinge) 매커니즘과 안테나 고정부(HRM, Hold & Release Mechanism)는 무중력 환경에서의 운용을 목적으로 설계 및 제작되므로, 중력이 작용하는 지상에서 시험을 통하여 성능을 검증하기 위해서는 전개 과정 중 안테나에 작용하는 중력을 상쇄시켜 무중력 조건을 모사할 수 있어야 한다.

그러나, 이러한 무중력상태 제공장치가 아직 개발되지 않아 인공위성 탑재 안테나의 전개시험을 정확하게 실시할 수 없는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 인공위성에 탑재된 안테나의 전개시험 시 안테나의 자중을 지지하여 완벽한 무중력상태를 구현할 수 있는 인공위성 탑재 안테나의 전개시험용 무중력상태 제공장치를 제공하는 것이다.

상기 목적은 본 발명에 따라, 인공위성에 설치된 채 회동되어 전개되는 인공위성 탑재 안테나의 전개시험을 위한 무중력상태 제공장치에 있어서, 베이스 프레임과, 상기 베이스 프레임의 상부에 수직 방향으로 설치되는 고정축과, 상기 고정축의 상단에 수평 방향으로 형성되는 서포트 빔과, 상기 서포트 빔의 상면에 설치되되, 서포트 빔의 가로 및 세로 방향으로 슬라이드 이동가능하도록 설치되는 제1 슬라이드 유닛과, 상기 슬라이드 유닛의 상부에 회전가능하도록 설치되는 회전 유닛과, 상기 회전 유닛의 하부에 설치되는 지지케이블과, 상기 지지케이블의 하단에 형성되되, 수평 가로 및 세로 방향으로 슬라이드 이동가능하도록 설치되는 제2 슬라이드 유닛과, 상기 제2 슬라이드 유닛의 하부에 형성되어 인공위성 탑재 안테나와 결합되는 브라켓에 의해 달성된다.

또한, 상기 제1 슬라이드 유닛은 상기 서포트 빔의 상부에 가로 방향으로 형성되는 제1 나사스크류와, 상기 제1 나사스크류에 끼워져 설치되어, 제1 나사스크류의 회전에 따라 슬라이드 이동되는 제1 슬라이드 블록과, 상기 제1 슬라이드 블 록의 상부에 결합되는 제1 슬라이드 플레이트와, 상기 제1 슬라이드 플레이트의 상부에 세로 방향으로 형성되는 제2 나사스크류와, 상기 제2 나사스크류에 끼워져 설치되어, 제2 나사스크류의 회전에 따라 슬라이드 이동되는 제2 슬라이드 블록과, 상기 제2 슬라이드 블록의 상부에 결합되는 제2 슬라이드 플레이트를 포함할 수 있다.

또한, 상기 회전 유닛은 상기 슬라이드 유닛의 상부에 수직 방향으로 설치되는 회전축과, 상기 회전축에 수평 방향으로 회전가능하도록 끼워져 설치되고, 하부에 상기 지지케이블이 연결되는 지지 빔을 포함할 수 있다.

또한, 상기 지지빔의 하부에 수평 방향으로 형성되는 슬라이드 바와, 상기 슬라이드 바를 따라 슬라이드 이동가능하도록 설치되되, 하부에 지지케이블이 연결되는 슬라이드 부재를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제2 슬라이드 유닛은 상기 지지케이블의 하단에 결합되는 제3 슬라이드 플레이트와, 상기 제3 슬라이드 플레이트의 하부에 수평 가로 방향으로 설치되는 제3 나사스크류와, 상기 제3 나사스크류에 끼워져 설치되어, 제3 나사스크류의 회전에 따라 슬라이드 이동되는 제3 슬라이드 블록과, 상기 제3 슬라이드 블록의 하부를 수평 세로 방향으로 관통하여 설치되어, 회전에 따라 슬라이드 이동되는 제4 나사스크류와, 상기 제4 나사스크류에 결합되고, 그 하부에 지지케이블이 연결되는 제4 슬라이드 플레이트를 포함할 수 있다.

또한, 상기 지지케이블과 브라켓의 사이에 형성되는 스프링 댐퍼를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 지지케이블과 브라켓의 사이에 형성되는 로드셀을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 베이스 프레임의 하부에 설치되는 다수의 이송휠을 더 포함할 수 있다.

이에 의해, 인공위성에 탑재된 안테나의 전개시험 시 안테나의 자중을 지지하여 완벽한 무중력상태를 구현할 수 있어 인공위성 탑재 안테나 전개시험의 신뢰성 및 정확성을 높일 수 있는 효과가 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.

첨부된 도면은 본 발명의 예시적인 형태를 도시한 것으로, 이는 본 발명을 보다 상세히 설명하기 위해 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적인 범위가 한정되는 것은 아니다.

본 발명에 따른 인공위성 탑재 안테나의 전개시험용 무중력상태 제공장치는, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 베이스 프레임(100)과, 베이스 프레임(100)의 상부에 설치되는 고정축(200)과, 고정축(200)의 상단에 수평 방향으로 형성되는 서포트 빔(300)과, 서포트 빔(300)의 상면에 슬라이드 이동가능하게 설치되는 제1 슬라이드 유닛(400)과, 제1 슬라이드 유닛(400)의 상부에 회전가능하도록 설치되는 회전유닛(500)과, 회전유닛(500)의 하부에 설치되는 지지케이블(600)과, 지지케이블(600)의 하단에 수평 방향으로 슬라이드 이동가능하게 설치되는 제2 슬라이드 유 닛(700)과, 제2 슬라이드 유닛(700)의 하부에 형성되어 인공위성 탑재 안테나(810)와 결합되는 브라켓(800)으로 구성된다.

먼저, 베이스 프레임(100)은 사각형태로 형성되는 구조물로서, 본 발명의 모든 구성요소를 지지하는 역할을 한다.

이때, 베이스 프레임(100)의 하부에는 이동의 편의성을 위하여 다수의 이송휠(110)이 형성될 수 있다.

그리고, 고정축(200)은 베이스 프레임(100)의 상부면에 수직한 방향으로 형성되는 사각기둥 형태의 구조물이다.

이때, 고정축(200)의 확실한 고정을 위하여, 고정축(200)의 측면과 베이스 프레임(100)을 연결하는 다수의 지지부재가 형성될 수 있다.

한편, 서포트 빔(300)은 사각형태의 빔 구조물로, 고정축(200)의 상단에 수평 일 방향으로 연장되도록 설치된다.

그리고, 서포트 빔(300)의 상면에 서포트 빔(300)의 가로 및 세로 방향으로 슬라이드 이동가능하도록 설치되는 제1 슬라이드 유닛(400)은 제1 나사스크류(410), 제1 슬라이드 블록(420), 제1 슬라이드 플레이트(430), 제2 나사스크류(440), 제2 슬라이드 블록(450) 및 제2 슬라이드 플레이트(460)로 구성된다.

먼저, 제1 나사스크류(410)는 외측 원주면 전 영역에 나사산이 형성되는 봉으로서, 서포트 빔(300)의 상면에 가로 방향으로 설치된다.

이때, 제1 나사스크류(410)를 회전시키기 위하여 일 단부에 핸들이 형성된다.

또한, 제1 슬라이드 블록(420)은 내부에 제1 나사스크류(410)의 나사산에 대응하는 나사공이 형성된 사각 구조물로, 제1 나사스크류(410)에 끼워져 설치되어 제1 나사스크류(410)의 회전에 의해 제1 나사스크류(410)를 따라 슬라이드 이동된다.

여기서, 제1 슬라이드 블록(420)은 하나만 설치될 수도 있지만, 제1 슬라이드 플레이트(430)의 안전한 지지를 위하여 다수로 설치되는 것이 바람직하다.

제1 슬라이드 플레이트(430)는 소정 두께를 갖는 사각 형태의 플레이트로, 제1 슬라이드 블록(420)의 상면과 제1 슬라이드 플레이트(430)의 하면이 상호 결합된다.

한편, 제2 나사스크류(440)는 외측 원주면 전 영역에 나사산이 형성되는 봉으로서, 제1 슬라이드 플레이트(430)의 상면에 설치되되 서포트 빔(300)의 세로 방향으로 설치된다.

이때에도, 제2 나사스크류(440)를 회전시키기 위하여 일 단부에 핸들이 형성된다.

그리고, 제2 슬라이드 블록(450)은 내부에 제2 나사스크류(440)의 나사산에 대응하는 나사공이 형성된 사각 구조물로, 제2 나사스크류(440)에 끼워져 설치되어 제2 나사스크류(440)의 회전에 의해 제2 나사스크류(440)를 따라 슬라이드 이동된다.

여기에서도, 제2 슬라이드 블록(450)은 하나만 설치될 수도 있지만, 제2 슬라이드 플레이트(460)의 안전한 지지를 위하여 다수로 설치되는 것이 바람직하다.

그리고, 제2 슬라이드 플레이트(460)는 소정 두께를 갖는 사각 형태의 플레이트로, 제2 슬라이드 블록(450)의 상면과 제2 슬라이드 플레이트(460)의 하면이 상호 결합된다.

상기와 같이 구성된 제1 슬라이드 유닛(400)은 제1 나사스크류(410) 및 제2 나사스크류(440)의 회전에 따라 제1 슬라이드 플레이트(430) 및 제2 슬라이드 플레이트(460)가 가로 및 세로 방향으로 슬라이드 이동되는 것이다.

한편, 회전유닛(500)은 회전축(510)과 지지빔(520)으로 구성된다.

회전축(510)은 소정 직경을 갖는 원통 형상의 구조물로, 제2 슬라이드 플레이트(460)의 상면에 수직 방향으로 설치된다.

그리고, 지지빔(520)은 사각 형태의 빔 구조물로, 일 영역에 회전축(510)의 직경에 대응하는 결합공이 형성되어 회전축(510)에 회전가능하도록 끼워져 설치된다.

또한, 지지빔(520)의 하면에는 봉 형태의 슬라이드 바(521)가 형성되고, 슬라이드 바(521)에 끼워져 설치되어 슬라이드 바(521)을 따라 슬라이드 이동되는 슬라이드 부재(522)가 설치된다.

그리고, 지지케이블(600)은 스틸 와이어의 형태로 형성된 소정 길이의 케이블로, 일 단이 슬라이드 부재(522)의 하부에 연결된다.

이때, 지지케이블(600)의 길이 조절을 위하여, 지지케이블(600)의 일 영역에 턴버클이 형성될 수 있다.

그리고, 지지케이블(600)에 의해 지지되는 안테나(810)의 하중을 측정하기 위해 지지케이블(600)의 일 영역에 로드셀(620)이 형성될 수 있고, 브라켓(800)과 안테나(810)가 결합될 때 지지케이블(600)에 부가되는 순간적인 충격을 완화하기 위하여 지지케이블(600)의 일 영역에 스프링 댐퍼(610)가 형성될 수 있다.

한편, 제2 슬라이드 유닛(700)은 제3 슬라이드 플레이트(710), 제3 나사스크류(720), 제3 슬라이드 블록(730), 제4 나사스크류(740) 및 제4 슬라이드 플레이트(750)로 구성된다.

먼저, 제3 슬라이드 플레이트(720)는 상부가 지지케이블(600)의 하단과 결합되고, 하면에 제3 나사스크류(720)가 수평 가로 방향으로 설치된다.

제3 나사스크류(720)는 외측 원주면 전 영역에 나사산이 형성되는 봉으로서, 이를 회전시키기 위하여 일 단부에 핸들이 형성된다.

그리고, 제3 슬라이드 블록(730)은 내부에 제3 나사스크류(720)의 나사산에 대응하는 나사공이 형성된 사각 구조물, 제3 나사스크류(720)에 끼워져 설치되어 제3 나사스크류(720)의 회전에 의해 제3 나사스크류(720)를 따라 슬라이드 이동된다.

또한, 제4 나사스크류(740)은 외측 원주면 전 영역에 나사산이 형성되는 봉으로서, 제3 슬라이드 블록(730)의 하부를 수평 세로 방향으로 관통하여 설치되어 회전에 따라 슬라이드 이동된다.

이때에도, 제4 나사스크류(740)의 회전시키기 위하여 일 단부에 핸들이 형성된다.

그리고, 제4 슬라이드 플레이트(750)는 소정 두께를 갖는 사각 형태의 플레 이트로, 그 상부가 제4 나사스크류(740)와 결합된다.

상기와 같이 구성된 제2 슬라이드 유닛(700)은 제3 나사스크류(720) 및 제4 나사스크류(740)의 회전에 따라 제4 슬라이드 플레이트(750)가 수평 가로 및 세로 방향으로 슬라이드 이동된다.

한편, 브라켓(800)은 제4 슬라이드 플레이드(750)의 하부에 그 상단이 결합되고, 하부에 안테나(810)가 결합된다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 인공위성 탑재 안테나의 전개시험용 무중력상태 제공장치에 의해 인공위성 탑재 안테나(810)의 하중이 지지되어 안테나(810) 전개시험 시 무중력상태를 구현하게 된다.

이때, 회전유닛(500)의 회전축(510)과 인공위성(120)과 안테나(810)를 결합시킨 힌지축이 동일축 상에 위치되는 것이 바람직하다.

본 실시예 및 본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타내고 있는 것에 불과하며, 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형예와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 기술적 사상의 범위에 포함되는 것은 자명하다.

도 1은 본 발명에 따른 인공위성 탑재 안테나의 전개시험용 무중력상태 제공장치가 인공위성에 설치된 사시도이다.

도 2는 인공위성 탑재 안테나의 전개시험용 무중력상태 제공장치의 사시도이다.

도 3은 인공위성 탑재 안테나의 전개시험용 무중력상태 제공장치의 부분 확대 사시도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 베이스 프레임 110 : 이송휠

120 : 인공위성 200 : 고정축

300 : 서포트 빔 400 : 제1 슬라이드 유닛

410 : 제1 나사스크류 420 : 제1 슬라이드 블록

430 : 제1 슬라이드 플레이트 440 : 제2 나사스크류

450 : 제2 슬라이드 블록 460 : 제2 슬라이드 플레이트

500 : 회전유닛 510 : 회전축

520 : 지지빔 521 : 슬라이드 바

522 : 슬라이드 부재 600 : 지지케이블

610 : 스프링 댐퍼 620 : 로드셀

700 : 제2 슬라이드 유닛 710 : 제3 슬라이드 플레이트

720 : 제3 나사스크류 730 : 제3 슬라이드 블록

740 : 제4 나사스크류 750 : 제4 슬라이드 플레이트

800 : 브라켓 810 : 안테나

Claims

인공위성에 설치된 채 회동되어 전개되는 인공위성 탑재 안테나의 전개시험을 위한 무중력상태 제공장치에 있어서,

베이스 프레임과;

상기 베이스 프레임의 상부에 수직 방향으로 설치되는 고정축과;

상기 고정축의 상단에 수평 방향으로 형성되는 서포트 빔과;

상기 서포트 빔의 상면에 설치되되, 서포트 빔의 가로 및 세로 방향으로 슬라이드 이동가능하도록 설치되는 제1 슬라이드 유닛과;

상기 슬라이드 유닛의 상부에 회전가능하도록 설치되는 회전 유닛과;

상기 회전 유닛의 하부에 설치되는 지지케이블과;

상기 지지케이블의 하단에 형성되되, 수평 가로 및 세로 방향으로 슬라이드 이동가능하도록 설치되는 제2 슬라이드 유닛과;

상기 제2 슬라이드 유닛의 하부에 형성되어 인공위성 탑재 안테나와 결합되는 브라켓을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 인공위성 탑재 안테나의 전개시험용 무중력상태 제공장치.
제1항에 있어서,

상기 제1 슬라이드 유닛은,

상기 서포트 빔의 상부에 가로 방향으로 형성되는 제1 나사스크류와;

상기 제1 나사스크류에 끼워져 설치되어, 제1 나사스크류의 회전에 따라 슬라이드 이동되는 제1 슬라이드 블록과;

상기 제1 슬라이드 블록의 상부에 결합되는 제1 슬라이드 플레이트와;

상기 제1 슬라이드 플레이트의 상부에 세로 방향으로 형성되는 제2 나사스크류와;

상기 제2 나사스크류에 끼워져 설치되어, 제2 나사스크류의 회전에 따라 슬라이드 이동되는 제2 슬라이드 블록과;

상기 제2 슬라이드 블록의 상부에 결합되는 제2 슬라이드 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 인공위성 탑재 안테나의 전개시험용 무중력상태 제공장치.
제1항에 있어서,

상기 회전 유닛은,

상기 슬라이드 유닛의 상부에 수직 방향으로 설치되는 회전축과;

상기 회전축에 수평 방향으로 회전가능하도록 끼워져 설치되고, 하부에 상기 지지케이블이 연결되는 지지 빔을 포함하는 것을 특징으로 하는 인공위성 탑재 안테나의 전개시험용 무중력상태 제공장치.
제3항에 있어서,

상기 지지빔의 하부에 수평 방향으로 형성되는 슬라이드 바와;

상기 슬라이드 바를 따라 슬라이드 이동가능하도록 설치되되, 하부에 지지케 이블이 연결되는 슬라이드 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인공위성 탑재 안테나의 전개시험용 무중력상태 제공장치.
제1항에 있어서,

상기 제2 슬라이드 유닛은,

상기 지지케이블의 하단에 결합되는 제3 슬라이드 플레이트와;

상기 제3 슬라이드 플레이트의 하부에 수평 가로 방향으로 설치되는 제3 나사스크류와;

상기 제3 나사스크류에 끼워져 설치되어, 제3 나사스크류의 회전에 따라 슬라이드 이동되는 제3 슬라이드 블록과;

상기 제3 슬라이드 블록의 하부를 수평 세로 방향으로 관통하여 설치되어, 회전에 따라 슬라이드 이동되는 제4 나사스크류와;

상기 제4 나사스크류에 결합되고, 그 하부에 지지케이블이 연결되는 제4 슬라이드 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 인공위성 탑재 안테나의 전개시험용 무중력상태 제공장치.
제1항에 있어서,

상기 지지케이블과 브라켓의 사이에 형성되는 스프링 댐퍼를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인공위성 탑재 안테나의 전개시험용 무중력상태 제공장치.
제1항에 있어서,

상기 지지케이블과 브라켓의 사이에 형성되는 로드셀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인공위성 탑재 안테나의 전개시험용 무중력상태 제공장치.
제1항에 있어서,

상기 베이스 프레임의 하부에 설치되는 다수의 이송휠을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인공위성 탑재 안테나의 전개시험용 무중력상태 제공장치.