KR20140116772A - 제어 모멘트 자이로 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 각 부품의 형상 및 장착 위치의 최적화로 성능에는 변화가 없으면서도 부피를 줄일 수 있어 제한된 공간에서도 장착이 가능한 제어 모멘트 자이로를 제공하는 것이 그 기술적 과제이다. 이를 위해, 본 발명의 제어 모멘트 자이로는, 서로 수직으로 배치되는 두 개의 축을 회전시켜 상기 두 개의 축 모두에 대해 직교하는 방향의 토크를 발생시키는 제어 모멘트 자이로로서, 중공된 원통 형상을 하며 모멘텀을 제공하는 김벌모터; 상기 김벌모터의 내부에 구비되며 상기 김벌모터의 모멘텀과 수직한 방향의 모멘텀을 제공하는 스핀모터; 및 상기 김벌모터의 내부에 구비되며 상기 김벌모터의 회전력과 상기 스핀모터의 회전력을 제공받는 플라이휠을 포함한다.

Description

제어 모멘트 자이로{Control moment gyroscope}
본 발명은 이동체 또는 부유체 등에서 자세 안정화 또는 방향 전환 등을 위해 사용되는 제어 모멘트 자이로에 관한 것이다.
일반적으로, 제어 모멘트 자이로(CMG; control moment gyroscope)는 고 관성모멘트(moment of inertia)를 갖는 로터(rotor)를 구비한 모터 응용장치로서 인공위성, 선박, 잠수정, 자동차, 항공기, 미사일 등의 이동체(vehicle)와 부유체(floating platform)의 자세 안정화 및 방향 전환을 위한 토크(torque) 발생용으로 사용된다.
이러한 제어 모멘트 자이로는, 물리학의 자이로스코프 원리(gyroscopic principle)를 이용한 토크 발생 구동기로, 도 1에 도시된 바와 같이, 플라이휠(21)(flywheel), 스핀모터(20)(spin motor), 김벌모터(10)(gimbal motor)를 포함하여 구성된다. 특히, 플라이휠(21)은 스핀모터(20)의 회전축에 장착되고, 김벌모터(10)의 회전축은 스핀모터(20)의 회전축에 수직이 되도록 배치된다. 이 때, 스핀모터(20)가 플라이휠(21)을 고속으로 회전시키면 모멘텀(h)이 발생하며, 김벌모터(10)의 구동에 의해서 스핀모터(20)의 회전축이 김벌모터(10)의 회전축을 기준으로 회전(g)하면 두 축에 수직인 축에 토크(T)가 발생한다.
현재 미국의 허니웰(Honeywell)사와 프랑스의 아스트리움(Astrium)사가 제어 모멘트 자이로를 대표적으로 생산하고 있다. 하지만, 해당 국가 정부는 수출규제(export license) 일환으로 구매승인 절차를 요구하며, 제작업체는 제어 모멘트 자이로의 하드웨어뿐만 아니라 제품에 특화된 소프트웨어를 포함하는 턴키(turn-key) 방식의 고가 전략으로 인해 구매가 현실적으로 어려운 실정이다.
이하, 도 1을 다시 참조하여, 종래의 제어 모멘트 자이로에 대해 보다 상세히 살펴본다.
도 1에 도시된 바와 같이, 도면상 좌측으로 돌출된 형상으로 김벌모터(10)가 배치되고, 도면상 우측으로 돌출된 형상으로 김벌모터(10)의 회전축에 회전대(11)가 장착되어 회전되게 된다. 이때 상기 회전대(11)에 스핀모터(20)가 장착되고, 스핀모터(20)에 의해 플라이휠(21)이 회전하게 된다. 이러한 구성에 의해 상술한 바와 같이 회전대(11)가 회전하게 됨은 물론 플라이휠(21)이 직교되는 방향으로 회전되어 자이로스코프 토크가 발생하게 된다.
그러나, 상술한 바와 같은 종래의 제어 모멘트 자이로의 경우, 김벌모터(10)상에 도면상 우측으로 돌출된 형상으로 회전대(11)가 배치되는 한편 회전대(11)에 스핀모터(20)와 플라이휠(21)이 배치되어, 제어 모멘트 자이로는 상당한 공간을 차지하게 된다. 즉, 인공위성의 적재량과 적재공간의 제한 때문에 제어 모멘트 자이로와 그 질량에 요구되는 공간은 주어진 각모멘텀과 토크에 대하여 가능한 한 줄여야 하는데, 상술한 바와 같은 종래의 제어 모멘트 자이로의 경우 그 부피가 커서 상당한 공간을 차지하여 소형의 인공위성용 구동기로서는 사용하기 힘든 문제가 있다.
또한, 회전대(11)가 스핀모터(20)의 측면 일부분을 지지하는 열린 구조의 형상을 가지고 있기 때문에 구조적인 견고성, 모터구동에 의해 발생하는 미소진동에 의한 안정성, 고열을 발생하는 스핀모터(20)의 열소산 특성이 취약한 단점이 있다.
1. 한국등록특허 제10-0957240호 (등록일: 2010년 05월 03일)
본 발명의 기술적 과제는, 각 부품의 형상 및 장착 위치의 최적화로 성능에는 변화가 없으면서도 부피를 줄일 수 있어 제한된 공간에서도 장착이 가능한 제어 모멘트 자이로를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 기술적 과제는, 구조적 형상의 대칭성을 최대화할 수 있는 제어 모멘트 자이로를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 기술적 과제는, 구조적인 견고성과 미소진동에 의한 안정성을 개선할 수 있는 제어 모멘트 자이로를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 제어 모멘트 자이로는, 서로 수직으로 배치되는 두 개의 축을 회전시켜 상기 두 개의 축 모두에 대해 직교하는 방향의 토크를 발생시키는 제어 모멘트 자이로로서, 중공된 원통 형상을 하며 모멘텀을 제공하는 김벌모터; 상기 김벌모터의 내부에 구비되며 상기 김벌모터의 모멘텀과 수직한 방향의 모멘텀을 제공하는 스핀모터; 및 상기 김벌모터의 내부에 구비되며 상기 김벌모터의 회전력과 상기 스핀모터의 회전력을 제공받는 플라이휠을 포함한다.
상기 김벌모터는, 코일이 권선된 중공된 원통 형상의 제1 고정자; 상기 제1 고정자에 대해 공극을 가지고 구비되며 영구자석을 갖는 중공된 원통 형상의 제1 회전자; 상기 제1 고정자를 지지하는 중공된 원통 형상의 제1 고정자 지지대; 및 상기 제1 회전자를 지지하고, 상기 제1 고정자 지지대에 회전 가능하게 구비되며, 상기 제1 고정자 지지대의 내측에 삽입되는 삽입부를 포함하는 중공된 원통 형상의 제1 회전자 지지대를 포함할 수 있다.
상기 제1 고정자 지지대에는 상기 김벌모터의 모멘텀 방향으로 요입된 환형의 제1 안내로가 형성될 수 있고, 상기 제1 고정자는 상기 제1 안내로에 고정될 수 있으며, 상기 제1 회전자는 상기 제1 안내로에 회전 가능하게 삽입될 수 있다.
상기 스핀모터는, 상기 삽입부에 고정되되 상기 김벌모터의 모멘텀 방향과 수직한 방향으로 돌출되며 코일이 권선된 중공된 원통 형상의 제2 고정자; 상기 제2 고정자에 대해 공극을 가지고 구비되고 상기 플라이휠에 지지되며 영구자석을 갖는 중공된 원통형상의 제2 회전자; 및 상기 삽입부에 회동가능하게 구비되고 상기 플라이휠의 회전중심을 이루며 상기 김벌모터의 모멘텀의 방향과 수직한 방향을 갖는 스핀축을 포함할 수 있다.
상기 플라이휠에는 상기 스핀모터의 모멘텀 방향으로 요입된 환형의 제2 안내로가 형성될 수 있고, 상기 제2 고정자는 상기 플라이휠이 회전 가능하도록 상기 제2 안내로에 삽입될 수 있으며, 상기 제2 회전자는 상기 제2 안내로에 고정될 수 있다.
일 예로, 상기 플라이휠은 구 형상을 가질 수 있다.
다른 예로, 상기 플라이휠은 원판 또는 타원판 형상을 가질 수 있다.
또 다른 예로, 상기 플라이휠이 원판 또는 타원판 형상을 가질 경우, 상기 플라이휠은 그 외주연이 상기 스핀축에 의해 관통되는 형태로 위치될 수 있다.
또 다른 예로, 상기 플라이휠이 원판 또는 타원판 형상을 가질 경우, 상기 플라이휠은 그 평평한 면의 중심이 상기 스핀축에 의해 관통되는 형태로 위치될 수 있다.
또 다른 예로, 상기 플라이휠은 상기 스핀축의 축 방향으로 길다란 타원판 형상 또는 상기 김벌 모터의 모멘텀 방향으로 길다란 타원판 형상을 가질 수 있다.
또 다른 예로, 상기 플라이휠은 상기 스핀축의 축 방향으로 직경이 점점 커지다가 점점 작아지는 럭비공 형상 또는 상기 김벌 모터의 모멘텀 방향으로 직경이 점점 커지다가 점점 작아지는 럭비공 형상을 가질 수 있다.
또 다른 예로, 상기 플라이휠은 복수개의 원판 또는 타원판이 적층되어 이루어질 수 있다.
또 다른 예로, 상기 플라이휠은 복수개의 원판이 상기 스핀축의 축 방향으로 적층되어 원통형상, 구형상 또는 럭비공 형상 중 어느 하나의 형상을 가질 수 있다.
또 다른 예로, 상기 플라이휠은 복수개의 타원판이 상기 스핀축의 축 방향으로 적층되어 타원기둥 형상 또는 럭비공 형상을 가질 수 있다.
또 다른 예로, 상기 복수개의 원판 또는 타원판 각각은 서로 단차진 형태로 상기 스핀축의 축 방향을 따라 적층되어 이루어질 수 있다.
상술한 본 발명의 실시예에 따른 제어 모멘트 자이로는, 상기 김벌모터의 상부 개방부를 덮는 상부 커버; 및 상기 김벌모터의 하부 개방부를 덮는 하부 커버를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 회전자 지지대의 상기 삽입부는 슬립링(slip ring)을 통해 상기 하부 커버에 회전가능하게 지지될 수 있다.
이상에서와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 제어 모멘트 자이로는 다음과 같은 효과를 가질 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 김벌모터가 중공된 원통 형상을 가지며, 스핀모터와 플라이휠이 김벌모터의 내부에 장착되는 최적화된 기술구성을 가지므로, 성능의 변화가 없으면서도 부피를 줄일 수 있어 제한된 공간에서도 장착할 수 있는 이점이 있다. 궁극적으로, 본 발명의 실시예에 따른 제어 모멘트 자이로는 제한된 공간에서도 장착될 수 있어 소형의 인공위성용 구동기로서 사용될 수 있고, 여러 개의 제어 모멘트 자이로를 배치함에 있어 배치의 유연성과 유지 및 보수 관리의 편리성을 최대화할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 전체적으로 원통 형상을 가지므로, 구조적 형상의 대칭성을 최대화할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 스핀모터가 중공된 원통 형상의 김벌모터의 내부에 장착되어 전체적으로 김벌모터에 의해 닫힌 구조의 형상을 가지므로, 구조적인 견고성과 미소진동에 의한 안정성을 개선할 수 있고, 모터구동 발열에 대한 열소산 능력을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 상부 커버와 하부 커버를 더 포함하는 기술구성을 가지므로, 외부환경으로부터 오염예방 및 안정성을 최대화할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 플라이휠의 형상을 다양하게 하여 플라이휠의 무게, 제어 모멘트 자이로의 높이 또는 지름 등을 줄일 수 있고, 특히 플라이휠을 제작하기 위해 복수개의 원형 또는 타원형의 판을 사용할 수 있는 실시 형태를 가지므로, 단일 가공으로 제작하기 힘든 구 형상 또는 럭비공 형상을 복수개의 원판으로 용이하게 만들 수 있다.
도 1은 종래의 제어 모멘트 자이로를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 모멘트 자이로를 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 2의 제어 모멘트 자이로를 III-III선으로 잘라 본 절개 사시도이다.
도 4는 도 2의 제어 모멘트 자이로를 III-III선으로 잘라 본 단면도이다.
도 5는 도 2의 제어 모멘트 자이로를 V-V선으로 잘라 본 절개 사시도이다.
도 6은 도 2의 제어 모멘트 자이로를 V-V선으로 잘라 본 단면도이다.
도 7은 도 2의 제어 모멘트 자이로를 VII-VII선으로 잘라 본 단면도이다.
도 8은 도 2의 제어 모멘트를 분해하여 나타낸 분해 사시도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 제어 모멘트 자이로를 나타낸 절개 사시도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제어 모멘트 자이로를 나타낸 절개 사시도이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제어 모멘트 자이로를 나타낸 절개 사시도이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제어 모멘트 자이로를 나타낸 절개 사시도이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제어 모멘트 자이로를 나타낸 절개 사시도이다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제어 모멘트 자이로를 나타낸 단면도이다.
도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제어 모멘트 자이로를 나타낸 단면도이다.
도 16은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제어 모멘트 자이로를 나타낸 단면도이다.
도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제어 모멘트 자이로를 나타낸 요부 사시도이다.
도 18은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제어 모멘트 자이로를 나타낸 요부 사시도이다.
도 19는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제어 모멘트 자이로를 나타낸 요부 사시도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 모멘트 자이로를 나타낸 사시도이고, 도 3은 도 2의 제어 모멘트 자이로를 III-III선으로 잘라 본 절개 사시도이며, 그리고 도 4는 도 2의 제어 모멘트 자이로를 III-III선으로 잘라 본 단면도이다.
도 5는 도 2의 제어 모멘트 자이로를 V-V선으로 잘라 본 절개 사시도이고, 도 6은 도 2의 제어 모멘트 자이로를 V-V선으로 잘라 본 단면도이며, 그리고 도 7은 도 2의 제어 모멘트 자이로를 VII-VII선으로 잘라 본 단면도이다.
도 8은 도 2의 제어 모멘트를 분해하여 나타낸 분해 사시도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제어 모멘트 자이로(100)는, 서로 수직으로 배치되는 두 개의 축을 회전시켜 두 개의 축 모두에 대해 직교하는 방향의 토크를 발생시키는 것으로, 도 2 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 김벌모터(110)(gimbal motor)와, 스핀모터(120)(spin motor)와, 그리고 플라이휠(130)(flywheel)을 포함한다. 특히, 김벌모터(110)의 내부에 스핀모터(120)와 플라이휠(130)이 내장된다.
김벌모터(110)는 스핀모터(120)와 플라이휠(130)을 수용할 수 있음과 함께 구조적 형상의 대칭성을 가질 수 있도록 중공된 원통 형상을 하며, 그 중심축 방향으로 모멘텀을 제공한다. 이하, 도 2 내지 도 8을 참조하여, 김벌모터(110)에 대해 보다 상세히 살펴본다.
예를 들어, 김벌모터(110)는, 도 3, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 제1 고정자(111)와, 제1 회전자(112)와, 제1 고정자 지지대(113)와, 그리고 제1 회전자 지지대(114)를 포함할 수 있다. 특히, 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 고정자(111), 제1 회전자(112), 제1 고정자 지지대(113) 및 제1 회전자 지지대(114)는 중공된(즉, 속이 빈) 원통 형상을 가질 수 있다.
제1 고정자(111)는 일명 스테이터(stator)라고도 하며, 제1 고정자 지지대(113)에 고정된 상태로 구비된다. 도시되지는 않았지만, 제1 고정자(111)는 복수의 코어(미도시) 각각에 코일(미도시)이 권선되어 이루어질 수 있다. 따라서, 해당 코일에 전류가 인가되면 코어는 전자석 성질을 띠게 된다.
제1 회전자(112)는 일명 로터(rotor)라고도 하며, 제1 회전자 지지대(114)에 고정된 상태로 구비된다. 특히, 제1 회전자(112)는 제1 고정자(111)에 대해 공극을 가지고 구비된다. 도시되지는 않았지만, 제1 회전자(112)는 상술한 복수의 코어(미도시)에 대향하는 면에 구비되는 복수의 영구자석(미도시)을 포함할 수 있다. 따라서, 공극 사이에서 해당 영구자석과 상술한 해당 전자석 성질을 띤 코어와의 반력 또는 인력이 작용하면서 제1 회전자(112) 및 후술할 플라이휠(130)은 회전하게 된다.
제1 고정자 지지대(113)는 제1 고정자(111)를 고정할 뿐만 아니라, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 제어 모멘트 자이로(100)의 외주면의 일부를 이루기도 한다. 특히, 제1 고정자 지지대(113)에는 김벌모터(110)의 모멘텀 방향[즉, 김벌모터(110)의 중심축 방향]으로 요입된 환형의 제1 안내로(113a)가 형성될 수 있다. 따라서, 상술한 제1 고정자(111)는 제1 안내로(113a)에 고정될 수 있고, 그리고 상술한 제1 회전자(112)는 제1 안내로(113a)에 회전 가능하게 삽입될 수 있다.
제1 회전자 지지대(114)는 제1 회전자(112)를 고정할 뿐만 아니라, 제1 고정자 지지대(113)의 단부에 제1 베어링(115)에 의해 회전 가능하게 구비된다. 이와 함께, 제1 회전자 지지대(114)는 제1 고정자 지지대(113)의 내측에 삽입되는 중공된 원통 형상의 삽입부(114a)를 포함한다. 특히, 후술할 스핀축(123)이 이 중공된 원통 형상의 삽입부(114a)를 가로질러 이에 제2 베어링(124)에 의해 회전 가능하게 구비된다. 따라서, 스핀축(123)이 원통 형상으로 닫힌 구조물인 삽입부(114a)에 회전 가능하게 구비되므로, 구조적인 견고성과 미소진동에 의한 안정성을 개선할 수 있다.
이하, 도 3 내지 도 8을 다시 참조하여, 스핀모터(120)에 대해 상세히 살펴본다.
스핀모터(120)는 김벌모터(110)의 내부에 구비되며 김벌모터(110)의 모멘텀과 수직한 방향의 모멘텀을 제공하는 것으로, 예를 들어, 도 3 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 제2 고정자(121)와, 제2 회전자(122)와, 그리고 스핀축(123)을 포함할 수 있다.
제2 고정자(121)는 삽입부(114a)에 고정된 상태로 구비된다. 특히, 제2 고정자(121)는 김벌모터(110)의 모멘텀 방향[김벌모터(110)의 중심축 방향]과 수직한 방향으로 돌출된다. 도시되지는 않았지만, 제2 고정자(121)는 상술한 제1 고정자(111)와 같이, 복수의 코어(미도시) 각각에 코일(미도시)이 권선되어 이루어질 수 있다. 따라서, 해당 코일에 전류가 인가되면 코어는 전자석 성질을 띠게 된다.
제2 회전자(122)는 플라이휠(130)에 고정된 상태로 구비된다. 특히, 제2 회전자(122)는 제2 고정자(121)에 대해 공극을 가지고 구비된다. 도시되지는 않았지만, 제2 회전자(122)는 상술한 제1 회전자(112)와 같이 복수의 코어(미도시)에 대향하는 면에 구비되는 복수의 영구자석(미도시)을 포함할 수 있다. 따라서, 공극 사이에서 해당 영구자석과 상술한 해당 전자석 성질을 띤 코어와의 반력 또는 인력이 작용하면서 제2 회전자(122) 및 플라이휠(130)은 회전하게 된다.
스핀축(123)은 상술한 중공된 원통 형상의 삽입부(114a)를 가로질러 이에 회전 가능하게 구비된다. 따라서, 스핀축(123)이 원통 형상으로 닫힌 구조물인 삽입부(114a)에 회전 가능하게 구비되므로, 구조적인 견고성과 미소진동에 의한 안정성을 개선할 수 있다. 또한, 스핀축(123)은 플라이휠(130)의 중심에 삽입 고정되어 플라이휠(130)의 회전중심을 이룬다.
나아가, 스핀축(123)은 김벌모터(110)의 모멘텀 방향[즉, 김벌모터(110)의 중심축 방향]과 수직한 방향을 갖는다. 따라서, 김벌모터(110)의 중심축과 플라이휠(130)에 고정된 스핀축(123)이 서로 수직으로 배치되므로 각각 회전될 경우 두 개의 축 모두에 대해 직교하는 방향의 토크를 발생시킬 수 있다.
이하, 도 3 내지 도 8을 다시 참조하여, 플라이휠(130)에 대해 상세히 살펴본다.
플라이휠(130)은 김벌모터(110)의 내부에 구비되며 김벌모터(110)의 회전력과 스핀모터(120)의 회전력을 제공받는 것으로, 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 김벌모터(110)의 제1 회전자 지지대(114)의 삽입부(114a) 내에 구비됨과 함께 스핀모터(120)의 스핀축(123)에 의해 삽입부(114a)에 회전가능하게 구비되어, 김벌모터(110)의 회전력과 스핀모터(120)의 회전력을 제공받는다.
또한, 플라이휠(130)에는 스핀모터(120)의 모멘텀 방향[즉, 스핀축(123) 방향]으로 요입된 환형의 제2 안내로(131)가 형성될 수 있다. 따라서, 상술한 제2 고정자(121)는 플라이휠(130)이 회전 가능하도록 제2 안내로(131)에 삽입될 수 있으며, 그리고 상술한 제2 회전자(122)는 플라이휠(130)과 함께 회전되도록 제2 안내로(131)에 고정될 수 있다.
나아가, 플라이휠(130)은 김벌모터(110)에 의한 회전과 스핀모터(120)에 의한 회전시 각각 구조적으로 대칭성을 갖도록 구 형상을 가질 수 있다.
이와 더불어, 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 모멘트 자이로(100)는, 도 2, 도 3 및 도 8에 도시된 바와 같이, 김벌모터(110)의 상부 개방부를 덮는 상부 커버(140)와, 김벌모터(110)의 하부 개방부를 덮는 하부 커버(150)를 더 포함할 수 있다. 따라서, 중공된 원통 형상의 김벌모터(110)와 더불어 그 상부 개발부를 덮는 상부 커버(140)와 그 하부 개방부를 덮는 하부 커버(150)가 포함되므로, 외부 이물질의 유입이 차단되어 외부환경으로부터 오염예방 및 안정성을 최대화할 수 있다.
또한, 제1 회전자 지지대(114)의 삽입부(114a)는 슬립링(160)(slip ring)을 통해 하부 커버(150)에 회전가능하게 지지될 수 있다. 따라서, 슬립링(160)을 통해 회전이 자유로우면서도 필요한 전류를 김벌모터(110) 및 스핀모터(120)로 공급할 수 있다.
이하, 도 9를 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 제어 모멘트 자이로에 대해 설명한다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 제어 모멘트 자이로를 나타낸 절개 사시도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 제어 모멘트 자이로는, 도 9에 도시된 바와 같이, 플라이휠(1130)의 형상을 제외하고는 상술한 본 발명의 일 실시예와 동일하므로, 이하에서는 플라이휠(1130)에 대해서만 설명한다.
플라이휠(1130)은 원판 형상(일명, 디스크 형상)을 할 수 있다. 일 예로, 도 9에 도시된 바와 같이, 원판 형상의 플라이휠(1130)은 그 외주연이 스핀축(123)에 의해 관통되는 형태로 위치될 수 있다. 즉, 원판 형상의 플라이휠(1130)은 그 원판의 중심축이 스핀축(123)의 축 방향과 수직됨과 함께 김벌모터(110)의 모멘텀 방향과 수직되도록 위치될 수 있다.
따라서, 구형의 플라이휠에 비해 무게 등을 더 줄일 수 있다.
이하, 도 10을 참조하여, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제어 모멘트 자이로에 대해 설명한다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제어 모멘트 자이로를 나타낸 절개 사시도이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제어 모멘트 자이로는, 도 10에 도시된 바와 같이, 플라이휠(2130)의 형상을 제외하고는 상술한 본 발명의 일 실시예와 동일하므로, 이하에서는 플라이휠(2130)에 대해서만 설명한다.
플라이휠(2130)은 타원판 형상을 할 수 있다. 일 예로, 도 10에 도시된 바와 같이, 타원판 형상의 플라이휠(2130)은 스핀축(123)의 축 방향으로 길다란 형상을 할 수 있다. 다른 예로, 도시되지는 않았지만, 타원판 형상의 플라이휠의 평평한 면이 스핀축(123)에 의해 관통되는 형태로 위치될 수 있다.
따라서, 구형의 플라이휠에 비해 무게 등을 더 감소시킬 수 있고, 구형 또는 원판 형상의 플라이휠에 비해 제어 모멘트 자이로의 높이를 더 낮출 수 있다.
이하, 도 11을 참조하여, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제어 모멘트 자이로에 대해 설명한다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제어 모멘트 자이로를 나타낸 절개 사시도이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제어 모멘트 자이로는, 도 11에 도시된 바와 같이, 플라이휠(3130)의 형상을 제외하고는 상술한 본 발명의 일 실시예와 동일하므로, 이하에서는 플라이휠(3130)에 대해서만 설명한다.
플라이휠(3130)은 타원판 형상을 할 수 있다. 일 예로, 타원판 형상의 플라이휠(3130)은 김벌 모터(110)의 모멘텀 방향으로 길다란 형상을 할 수 있다.
따라서, 구형의 플라이휠에 비해 무게 등을 더 감소시킬 수 있고, 구형 또는 원판 형상의 플라이휠에 비해 제어 모멘트 자이로의 전체 지름을 더 줄일 수 있다.
이하, 도 12를 참조하여, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제어 모멘트 자이로에 대해 설명한다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제어 모멘트 자이로를 나타낸 절개 사시도이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제어 모멘트 자이로는, 도 12에 도시된 바와 같이, 플라이휠(4130)의 형상을 제외하고는 상술한 본 발명의 일 실시예와 동일하므로, 이하에서는 플라이휠(4130)에 대해서만 설명한다.
플라이휠(4130)은 대략 럭비공 형상을 할 수 있다. 일 예로, 럭비공 형상의 플라이휠(4130)은 스핀축(123)의 축 방향으로 그 직경이 점점 커지다가 점점 작아지는 형상일 수 있다.
따라서, 구형 또는 원판 형상의 플라이휠에 비해 제어 모멘트 자이로의 높이를 더 낮출 수 있다.
이하, 도 13을 참조하여, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제어 모멘트 자이로에 대해 설명한다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제어 모멘트 자이로를 나타낸 절개 사시도이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제어 모멘트 자이로는, 도 13에 도시된 바와 같이, 플라이휠(5130)의 형상을 제외하고는 상술한 본 발명의 일 실시예와 동일하므로, 이하에서는 플라이휠(5130)에 대해서만 설명한다.
플라이휠(5130)은 대략 럭비공 형상을 할 수 있다. 특히, 럭비공 형상의 플라이휠(5130)은 김벌 모터(110)의 모멘텀 방향으로 그 직경이 점점 커지다가 점점 작아지는 형상을 할 수 있다.
따라서, 구형 또는 원판 형상의 플라이휠에 비해 제어 모멘트 자이로의 전체 지름을 더 줄일 수 있다.
이하, 도 14를 참조하여, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제어 모멘트 자이로에 대해 설명한다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제어 모멘트 자이로를 나타낸 단면도이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제어 모멘트 자이로는, 도 14에 도시된 바와 같이, 플라이휠(6130)의 형상을 제외하고는 상술한 본 발명의 일 실시예와 동일하므로, 이하에서는 플라이휠(6130)에 대해서만 설명한다.
플라이휠(6130)은 복수개의 원판이 적층되어 이루어질 수 있다. 특히, 플라이휠(6130)은 복수개의 원판이 스핀축(123)의 축 방향으로 적층되어 대략 구 형상을 할 수 있다.
따라서, 단일 가공으로 제작하기 힘든 구 형상 형상을 복수개의 원판으로 용이하게 만들 수 있다.
이하, 도 15를 참조하여, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제어 모멘트 자이로에 대해 설명한다.
도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제어 모멘트 자이로를 나타낸 단면도이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제어 모멘트 자이로는, 도 15에 도시된 바와 같이, 플라이휠(7130)의 형상을 제외하고는 상술한 본 발명의 일 실시예와 동일하므로, 이하에서는 플라이휠(7130)에 대해서만 설명한다.
플라이휠(7130)은 복수개의 원판이 적층되어 이루어질 수 있다. 특히, 플라이휠(7130)은 복수개의 원판이 스핀축(123)의 축 방향으로 적층되어 대략 럭비공 형상을 할 수 있다.
따라서, 단일 가공으로 제작하기 힘든 럭비공 형상을 복수개의 원판으로 용이하게 만들 수 있고, 구형에 비해 제어 모멘트 자이로의 전체 높이를 더 낮출 수 있다.
이하, 도 16을 참조하여, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제어 모멘트 자이로에 대해 설명한다.
도 16은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제어 모멘트 자이로를 나타낸 단면도이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제어 모멘트 자이로는, 도 16에 도시된 바와 같이, 플라이휠(8130)의 형상을 제외하고는 상술한 본 발명의 일 실시예와 동일하므로, 이하에서는 플라이휠(8130)에 대해서만 설명한다.
플라이휠(8130)은 복수개의 타원판이 적층되어 이루어질 수 있다. 특히, 플라이휠(8130)은 복수개의 타원판이 스핀축(123)의 축 방향으로 적층되어 대략 럭비공 형상을 할 수 있다.
따라서, 단일 가공으로 제작하기 힘든 럭비공 형상을 복수개의 원판으로 용이하게 만들 수 있고, 구형에 비해 제어 모멘트 자이로의 전체 지름을 더 줄일 수 있다.
이하, 도 17을 참조하여, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제어 모멘트 자이로에 대해 설명한다.
도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제어 모멘트 자이로를 나타낸 요부 사시도이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제어 모멘트 자이로는, 도 17에 도시된 바와 같이, 플라이휠(9130)의 형상을 제외하고는 상술한 본 발명의 일 실시예와 동일하므로, 이하에서는 플라이휠(9130)에 대해서만 설명한다.
플라이휠(9130)은 원판(또는 타원판) 형상을 하고, 원판(또는 타원판) 형상의 플라이휠(9130)은 그 평평한 면이 스핀축(123)에 의해 관통되는 형태로 위치될 수 있다. 즉, 원판(또는 타원판) 형상의 플라이휠(9130)은 그 원판(또는 타원판)의 중심축이 스핀축(123)의 축 방향과 일치되게 위치될 수 있다.
따라서, 구형의 플라이휠에 비해 무게 등을 더 줄일 수 있음과 함께, 구형 또는 원판 형상의 플라이휠에 비해 제어 모멘트 자이로의 전체 지름을 더 줄일 수 있다.
이하, 도 18을 참조하여, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제어 모멘트 자이로에 대해 설명한다.
도 18은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제어 모멘트 자이로를 나타낸 요부 사시도이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제어 모멘트 자이로는, 도 18에 도시된 바와 같이, 플라이휠(11130)의 형상을 제외하고는 상술한 본 발명의 일 실시예와 동일하므로, 이하에서는 플라이휠(11130)에 대해서만 설명한다.
플라이휠(11130)은 복수개의 원판(또는 타원판)이 적층되어 이루어질 수 있다. 특히, 플라이휠(11130)은 복수개의 원판(또는 타원판)이 스핀축(123)의 축 방향으로 적층되어 대략 원통형상(또는 타원기둥 형상)을 할 수 있다.
따라서, 복수개의 원판(또는 타원판)의 수를 조절하여 간단한 방식으로 플라이휠(11130)의 무게를 조절할 수 있다.
이하, 도 19를 참조하여, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제어 모멘트 자이로에 대해 설명한다.
도 19는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제어 모멘트 자이로를 나타낸 요부 사시도이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제어 모멘트 자이로는, 도 19에 도시된 바와 같이, 플라이휠(12130)의 형상을 제외하고는 상술한 본 발명의 일 실시예와 동일하므로, 이하에서는 플라이휠(12130)에 대해서만 설명한다.
플라이휠(12130)은 복수개의 원판(또는 타원판)이 적층되어 이루어질 수 있다. 특히, 플라이휠(12130)은 복수개의 원판(또는 타원판) 각각이 서로 단차진 형태로 스핀축(123)의 축 방향을 따라 적층되어 이루어질 수 있다. 예를 들어, 도 19에 도시된 바와 같이, 복수개의 원판(또는 타원판)의 각 직경은 스핀축(123)의 축 방향으로 점점 커지다가 점점 작아지는 형상일 수 있다.
따라서, 단차진 형태를 가지므로 각 원판(또는 타원판)을 제작할 때 외주연에 경사면을 형성시키지 않아도 되므로 제작이 용이하고, 각 원판(또는 타원판)의 지름 등이 다양하게 제공되므로 플라이휠(12130)의 무게를 보다 정확하게 조절할 수 있다.
이상에서와 같이, 본 발명의 일 실시예들에 따른 제어 모멘트 자이로(100)는 다음과 같은 효과를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예들에 의하면, 김벌모터(110)가 중공된 원통 형상을 가지며, 스핀모터(120)와 플라이휠(130)이 김벌모터(110)의 내부에 장착되는 최적화된 기술구성을 가지므로, 성능의 변화가 없으면서도 부피를 줄일 수 있어 제한된 공간에서도 장착할 수 있는 이점이 있다. 궁극적으로, 본 발명의 실시예에 따른 제어 모멘트 자이로(100)는 제한된 공간에서도 장착될 수 있어 소형의 인공위성용 구동기로서 사용될 수 있고, 여러 개의 제어 모멘트 자이로를 배치함에 있어 배치의 유연성과 유지 및 보수 관리의 편리성을 최대화할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예들에 의하면, 전체적으로 원통 형상을 가지므로, 구조적 형상의 대칭성을 최대화할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예들에 의하면, 스핀모터(120)가 중공된 원통 형상의 김벌모터(110)의 내부에 장착되어 전체적으로 김벌모터(110)에 의해 닫힌 구조의 형상을 가지므로, 구조적인 견고성과 미소진동에 의한 안정성을 개선할 수 있고, 모터구동 발열에 대한 열소산 능력을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예들에 의하면, 상부 커버(140)와 하부 커버(150)를 더 포함하는 기술구성을 가지므로, 외부환경으로부터 오염예방 및 안정성을 최대화할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 플라이휠의 형상을 다양하게 하여 플라이휠의 무게, 제어 모멘트 자이로의 높이 또는 지름 등을 줄일 수 있고, 특히 플라이휠을 제작하기 위해 복수개의 원형 또는 타원형의 판을 사용할 수 있는 실시 형태를 가지므로, 단일 가공으로 제작하기 힘든 구 형상 또는 럭비공 형상을 복수개의 원판으로 용이하게 만들 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
100: 제어 모멘트 자이로 110: 김벌모터
111: 제1 고정자 112: 제1 회전자
113: 제1 고정자 지지대 113a: 제1 안내로
114: 제1 회전자 지지대 114a: 삽입부
120: 스핀모터 121: 제2 고정자
122: 제2 회전자 123: 스핀축
130: 플라이휠 131: 제2 안내로
140: 상부 커버 150: 하부 커버
160: 슬립링

Claims (17)

  1. 서로 수직으로 배치되는 두 개의 축을 회전시켜 상기 두 개의 축 모두에 대해 직교하는 방향의 토크를 발생시키는 제어 모멘트 자이로로서,
    중공된 원통 형상을 하며 모멘텀을 제공하는 김벌모터;
    상기 김벌모터의 내부에 구비되며 상기 김벌모터의 모멘텀과 수직한 방향의 모멘텀을 제공하는 스핀모터; 및
    상기 김벌모터의 내부에 구비되며 상기 김벌모터의 회전력과 상기 스핀모터의 회전력을 제공받는 플라이휠
    을 포함하는 제어 모멘트 자이로.
  2. 제1항에서,
    상기 김벌모터는
    코일이 권선된 중공된 원통 형상의 제1 고정자;
    상기 제1 고정자에 대해 공극을 가지고 구비되며 영구자석을 갖는 중공된 원통 형상의 제1 회전자;
    상기 제1 고정자를 지지하는 중공된 원통 형상의 제1 고정자 지지대; 및
    상기 제1 회전자를 지지하고, 상기 제1 고정자 지지대에 회전 가능하게 구비되며, 상기 제1 고정자 지지대의 내측에 삽입되는 삽입부를 포함하는 중공된 원통 형상의 제1 회전자 지지대를 포함하는 제어 모멘트 자이로.
  3. 제2항에서,
    상기 제1 고정자 지지대에는 상기 김벌모터의 모멘텀 방향으로 요입된 환형의 제1 안내로가 형성되고,
    상기 제1 고정자는 상기 제1 안내로에 고정되며,
    상기 제1 회전자는 상기 제1 안내로에 회전 가능하게 삽입되는 제어 모멘트 자이로.
  4. 제2항에서,
    상기 스핀모터는
    상기 삽입부에 고정되되 상기 김벌모터의 모멘텀 방향과 수직한 방향으로 돌출되며 코일이 권선된 중공된 원통 형상의 제2 고정자;
    상기 제2 고정자에 대해 공극을 가지고 구비되고 상기 플라이휠에 지지되며 영구자석을 갖는 중공된 원통형상의 제2 회전자; 및
    상기 삽입부에 회동가능하게 구비되고 상기 플라이휠의 회전중심을 이루며 상기 김벌모터의 모멘텀의 방향과 수직한 방향을 갖는 스핀축을 포함하는 제어 모멘트 자이로.
  5. 제4항에서,
    상기 플라이휠에는 상기 스핀모터의 모멘텀 방향으로 요입된 환형의 제2 안내로가 형성되고,
    상기 제2 고정자는 상기 플라이휠이 회전 가능하도록 상기 제2 안내로에 삽입되며,
    상기 제2 회전자는 상기 제2 안내로에 고정되는 제어 모멘트 자이로.
  6. 제5항에서,
    상기 플라이휠은 구 형상을 갖는 제어 모멘트 자이로.
  7. 제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에서,
    상기 김벌모터의 상부 개방부를 덮는 상부 커버; 및
    상기 김벌모터의 하부 개방부를 덮는 하부 커버를 더 포함하는 제어 모멘트 자이로.
  8. 제7항에서,
    상기 제1 회전자 지지대의 상기 삽입부는 슬립링을 통해 상기 하부 커버에 회전가능하게 지지되는 제어 모멘트 자이로.
  9. 제5항에서,
    상기 플라이휠은 원판 또는 타원판 형상을 갖는 제어 모멘트 자이로.
  10. 제9항에서,
    상기 플라이휠은 그 외주연이 상기 스핀축에 의해 관통되는 형태로 위치되는 제어 모멘트 자이로.
  11. 제9항에서,
    상기 플라이휠은 그 평평한 면의 중심이 상기 스핀축에 의해 관통되는 형태로 위치되는 제어 모멘트 자이로.
  12. 제5항에서,
    상기 플라이휠은 상기 스핀축의 축 방향으로 길다란 타원판 형상 또는 상기 김벌 모터의 모멘텀 방향으로 길다란 타원판 형상을 갖는 제어 모멘트 자이로.
  13. 제5항에서,
    상기 플라이휠은 상기 스핀축의 축 방향으로 직경이 점점 커지다가 점점 작아지는 럭비공 형상 또는 상기 김벌 모터의 모멘텀 방향으로 직경이 점점 커지다가 점점 작아지는 럭비공 형상을 갖는 제어 모멘트 자이로.
  14. 제5항에서,
    상기 플라이휠은 복수개의 원판 또는 타원판이 적층되어 이루어지는 제어 모멘트 자이로.
  15. 제5항에서,
    상기 플라이휠은 복수개의 원판이 상기 스핀축의 축 방향으로 적층되어 원통형상, 구형상 또는 럭비공 형상 중 어느 하나의 형상을 갖는 제어 모멘트 자이로.
  16. 제5항에서,
    상기 플라이휠은 복수개의 타원판이 상기 스핀축의 축 방향으로 적층되어 타원기둥 형상 또는 럭비공 형상을 갖는 제어 모멘트 자이로.
  17. 제14항에서,
    상기 복수개의 원판 또는 타원판 각각은 서로 단차진 형태로 상기 스핀축의 축 방향을 따라 적층되어 이루어지는 제어 모멘트 자이로.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180039660A (ko) * 2015-09-04 2018-04-18 록웰 콜린스 도이칠란트 게엠바하 우주선의 위치 안정화를 위한 플라이휠 장치
KR200487327Y1 (ko) * 2017-03-30 2018-09-04 곽준범 자이로 효과를 이용한 학습용 교구
CN112256048A (zh) * 2020-10-13 2021-01-22 北京航空航天大学 一种混合灵敏度优化的cmg框架系统速度调节方法
KR102667505B1 (ko) * 2023-01-16 2024-05-22 주식회사세오 자세 안정화 장치

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10202208B1 (en) 2014-01-24 2019-02-12 Arrowhead Center, Inc. High control authority variable speed control moment gyroscopes
CN104908978B (zh) * 2015-06-05 2017-01-11 北京航空航天大学 一种五自由度陀螺房结构
JP7007731B2 (ja) * 2015-10-08 2022-01-25 バートン アイピー プロプリエタリー リミテッド 資材管理システムおよび方法
JP6505262B2 (ja) * 2016-02-10 2019-04-24 三菱電機株式会社 コントロールモーメントジャイロ
RU2646002C2 (ru) * 2016-03-11 2018-02-28 Сергей Феодосьевич Коновалов Привод для разворота оборудования на космическом носителе, не создающий реактивного момента
US10836512B2 (en) * 2016-05-06 2020-11-17 Honeywell International Inc. Energy efficient spherical momentum control devices
US10118716B2 (en) * 2016-07-12 2018-11-06 Honeywell International Inc. Spin and tilt control of a multi-degree of freedom electromagnetic machine
US11945697B2 (en) 2018-02-08 2024-04-02 Vita Inclinata Ip Holdings Llc Multiple remote control for suspended load control equipment apparatus, system, and method
US20210017001A1 (en) * 2018-03-28 2021-01-21 Verton IP Pty Ltd Improved arrangements for rotational apparatus
EP3830521A4 (en) * 2018-07-27 2022-04-27 Airborne Motor Works Inc. METHOD AND APPARATUS FOR SPLIT-FLYWHEEL GYROSCOPE PRODUCING THRUST
US10973226B2 (en) 2018-10-05 2021-04-13 TMRW Life Sciences, Inc. Apparatus to preserve and identify biological samples at cryogenic conditions
CN109466801A (zh) * 2018-11-20 2019-03-15 中国人民解放军战略支援部队航天工程大学 一种磁悬浮万向球
CN109475015B (zh) * 2018-11-21 2021-05-07 中国船舶重工集团公司第七0七研究所 一种用于核磁共振陀螺仪的笼式无磁加热器
CN109878579B (zh) * 2019-01-24 2020-07-31 厦门大学 一种基于控制力矩陀螺的铰接车辆主动安全控制系统
US11834305B1 (en) 2019-04-12 2023-12-05 Vita Inclinata Ip Holdings Llc Apparatus, system, and method to control torque or lateral thrust applied to a load suspended on a suspension cable
US11618566B1 (en) 2019-04-12 2023-04-04 Vita Inclinata Technologies, Inc. State information and telemetry for suspended load control equipment apparatus, system, and method
CN111853059A (zh) * 2020-07-21 2020-10-30 中山大学 一种安培力补偿机械式cmg及主动提高使用寿命的方法
USD951481S1 (en) 2020-09-01 2022-05-10 TMRW Life Sciences, Inc. Cryogenic vial
CN112099519B (zh) * 2020-09-23 2021-09-03 北京理工大学 航天器控制力矩陀螺的快速奇异躲避规划方法
USD963194S1 (en) 2020-12-09 2022-09-06 TMRW Life Sciences, Inc. Cryogenic vial carrier
AU2021396319A1 (en) 2020-12-10 2023-06-22 TMRW Life Sciences, Inc. Specimen holder with wireless transponder for attachment to secimen collection body
US11992444B1 (en) 2023-12-04 2024-05-28 Vita Inclinata Ip Holdings Llc Apparatus, system, and method to control torque or lateral thrust applied to a load suspended on a suspension cable

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3309931A (en) * 1967-03-21 In vf-ntors. paul r. adams carlos
US3027471A (en) * 1960-04-04 1962-03-27 Honeywell Regulator Co Gas bearing spin motor
US3498144A (en) * 1962-03-21 1970-03-03 Singer General Precision Stable two-axis case rotating gyroscopes
US4466299A (en) * 1964-11-23 1984-08-21 General Motors Corporation Gyro bearing assembly
US3274666A (en) * 1965-05-26 1966-09-27 Gen Motors Corp Method of producing a spherical gyro rotor
US3527108A (en) * 1968-01-02 1970-09-08 Raytheon Co Zero cross-coupling single axis gyro stabilization system
US4426889A (en) * 1978-08-08 1984-01-24 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Molded inertial sensor
US5425281A (en) 1990-08-16 1995-06-20 Alliedsignal Inc. Fluid pendulum arrangement for implementing fast erection of vertical gyroscopes
US5386738A (en) * 1992-12-22 1995-02-07 Honeywell Inc. Direct torque control moment gyroscope
US6834561B2 (en) 2002-08-22 2004-12-28 Honeywell International Inc. Radially actuated control moment gyroscope
WO2005095891A1 (en) * 2004-04-02 2005-10-13 Eco Bond Trading Pte Ltd Gyroscope apparatus
FR2907423B1 (fr) 2006-10-23 2009-07-03 Astrium Sas Soc Par Actions Si Gyrodyne et son dispositif de montage
US8205514B2 (en) 2008-01-18 2012-06-26 Honeywell International Inc. Control moment gyroscope
US8312782B2 (en) * 2009-06-18 2012-11-20 Honeywell International Inc. Control moment gyroscope based momentum control systems in small satellites
US8919213B2 (en) * 2012-05-21 2014-12-30 Honeywell International Inc. Control moment gyroscopes including rotors having radially-compliant spokes and methods for the manufacture thereof

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180039660A (ko) * 2015-09-04 2018-04-18 록웰 콜린스 도이칠란트 게엠바하 우주선의 위치 안정화를 위한 플라이휠 장치
KR200487327Y1 (ko) * 2017-03-30 2018-09-04 곽준범 자이로 효과를 이용한 학습용 교구
CN112256048A (zh) * 2020-10-13 2021-01-22 北京航空航天大学 一种混合灵敏度优化的cmg框架系统速度调节方法
CN112256048B (zh) * 2020-10-13 2022-02-11 北京航空航天大学 一种混合灵敏度优化的cmg框架系统速度调节方法
KR102667505B1 (ko) * 2023-01-16 2024-05-22 주식회사세오 자세 안정화 장치

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