KR20200048109A - Non-explosive release mechanism driven by hot wire cutting tensioned cable - Google Patents

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KR20200048109A
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Abstract

The present invention relates to a non-explosive restriction-release apparatus for releasing a restricted object from a main body by cutting a tensioned cable with a heating wire, which comprises: a housing fixed and mounted on a main body and formed to be separated in left and right sides; a front cable holder disposed on a front of the housing and having one end with a first cable hanger to which a cable is hung, and the other end connected to a fastening unit for restricting an object to be restricted; a rear cable holder disposed on a rear surface of the housing and having one end with a second cable hanger to which the cable is hung, and the other end coupled to a cable tension adjusting unit for tensioning the cable; a cable supported by the front and rear cable holders, having both ends formed in a closed ring shape, and providing the main body with restriction force for fastening the object to be restricted; and a heating wire coming in contact with the cable to be wound around the same, having an end connected to a power supply means to be heated, and cutting the cable by heating to release the restricted object.

Description

인장된 케이블의 열선절단으로 구동되는 비폭발식 구속해제장치{Non-explosive release mechanism driven by hot wire cutting tensioned cable}Non-explosive release mechanism driven by hot wire cutting tensioned cable

본 발명은 비폭발식 구속해제장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 인장된 케이블을 열선에 의해 절단함으로써 구동되는 비폭발식 구속해제장치에 관한 것이다.The present invention relates to a non-explosive restraint device, and more particularly, to a non-explosive restraint device that is driven by cutting a tensioned cable with a hot wire.

우주공간에서 작동되는 위성체에는 다양한 형태의 전개구조물들을 장착하게 되는데 전개구조물은, 예를 들어, 전자 부품들의 작동에 필요한 전력을 얻기 위한 넓은 면적의 태양 전지판, 우주공간에서 지상과 통신을 위한 대형 안테나 등이 있다. 이 외에도 위성체에는 여러 가지 형태의 전개형 관측기기, 방열판 등을 장착하게 된다.Satellites operating in outer space are equipped with various types of deployment structures, which are, for example, large-area solar panels to obtain the power required for the operation of electronic components, and large antennas for communication with the ground in outer space. And so on. In addition to this, various types of deployed observation devices and heat sinks are mounted on the satellite body.

이러한 전개구조물을 장착하는 위성체의 발사 시, 전개구조물의 일부 구성요소가 접혀 고정된 상태로 발사체에 탑재되는데 이는 위성체의 제한된 공간 내에 탑재되기 위해 최소 체적을 유지하기 위함이다. 위성체가 발사되어 우주임무궤도에 진입하게 되면, 전개구조물들은 고정상태에서 구속을 해제하게 된다. 전개구조물의 구속해제 과정은 우주용 전개구조물의 임무성공 여부를 판가름하는 매우 중요한 과정이므로, 우주용 구속해제 메커니즘은 정밀하고 신뢰성이 매우 높아야 한다.When launching a satellite equipped with such a deployment structure, some components of the deployment structure are folded and mounted on the projectile in order to maintain a minimum volume for mounting within a limited space of the satellite. When the satellite launches and enters the space mission orbit, the deployment structures are released from restraint. Since the process of unlocking the deployment structure is a very important process to determine whether or not the mission of the space deployment structure will be successful, the mechanism for unlocking the space must be precise and highly reliable.

종래에는 인공위성 내 수행되는 구속해제 방법으로 폭약에 의해 장력부재(tension bar)를 절단하는 파이로 기술(Pyro-technique)을 보편적으로 사용하였다. 그러나 이러한 기술은 필연적으로 높은 취급 안정성이 요구되며, 폭발시의 큰 충격과 점화시 가스와 같은 오염원을 유발한다. 또한, 폭발시 발생할 수 있는 작은 파편들은 또 다른 충돌의 위험성을 수반한다. 이 중에서 폭발시의 충격과 오염원은 발사체 또는 위성체에 탑재된 민감한 전자 장치 또는 광학 장치의 렌즈 또는 거울의 물리적인 손상을 유발하거나 성능을 저하시키는 원인이 되는 문제점이 있다.  Conventionally, Pyro-technique, which cuts a tension bar by explosives as a method of dissociation performed in a satellite, has been commonly used. However, these technologies inevitably require high handling stability, and cause great impacts during explosions and contaminants such as gases during ignition. Also, small debris that can occur in an explosion carries the risk of another collision. Among them, the impact and the source of contamination during an explosion cause physical damage to a lens or mirror of a sensitive electronic device or optical device mounted on a projectile or satellite, or deteriorate performance.

1963년부터 1984년까지 수행된 600회의 위성 발사 중에서 83회가 분리충격에 의한 문제가 있었으며, 그 중에 50% 가량이 직접적인 임무실패를 야기하였다. Of the 600 satellite launches conducted between 1963 and 1984, 83 had a problem with separate impacts, of which about 50% caused direct mission failures.

이로 인해 분리충격이 적고, 취급이 용이하며 재활용성이 있는 비폭발식 구속해제 장치의 개발을 시도했으며 대표적인 성과물이 파라핀 엑츄에이터, 형상기억합금을 이용한 장치, thermal knife, electro-mechanical 분리형 너트를 이용한 장치이다. Due to this, it has attempted to develop a non-explosive restraint device with low separation shock, easy handling, and recyclability. Typical achievements are paraffin actuators, devices using shape memory alloys, devices using thermal knives, and electro-mechanical detachable nuts. to be.

그러나 여전히 비폭발식 구속해제장치는 발사 현장에서의 충격하중과 진동하중의 지지, 적은 분리충격량, 짧은 분리시간, 최대 체결력을 모두 만족시켜야 하는 문제점이 있다. However, the non-explosive restraint device still has problems in that it must satisfy both the impact load and the vibration load at the launch site, a small separation shock amount, a short separation time, and a maximum fastening force.

본 발명은 위성체의 발사 시에는 인장된 케이블이 전개 구조물에 구속력을 발휘하도록 하고 우주임무궤도 진입 시에는 케이블에 접촉되어 있는 열선의 발열로 인하여 케이블이 절단되면서 전개 구조물에 대한 구속을 해제시키는 인장된 케이블의 열선절단으로 구동되는 비폭발식 구속해제장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention allows the tensioned cable to exert a binding force on the deployment structure upon launch of the satellite, and when entering the space mission orbit, the cable is cut off due to the heating of the heating wire contacting the cable to release the constraint on the deployment structure. An object of the present invention is to provide a non-explosive restraint device driven by a hot wire cutting of a cable.

본 발명의 일 실시예에 따른 인장된 케이블의 열선절단으로 구동되는 비폭발식 구속해제장치는, 인장된 케이블을 열선으로 절단함으로써 본체에서 구속 대상물을 해제시키는 비폭발식 구속해제 장치로서, 상기 본체에 고정 장착되고 좌측과 우측으로 분리 가능하게 구성된 하우징; 상기 하우징의 전면에 배치되고, 일단은 상기 케이블이 걸리는 제1 케이블 걸이를 가지고 타단은 상기 구속대상물을 구속하는 체결부와 연결되는 전면 케이블 홀더; 상기 하우징의 후면에 배치되고, 일단은 상기 케이블이 걸리는 제2 케이블 걸이를 가지고 타단은 상기 케이블을 인장시키는 케이블 인장 조절부와 결합되는 후면 케이블 홀더; 상기 전면 케이블 홀더 및 후면 케이블 홀더에 의해 지지되고 양단이 폐쇄된 고리 형태를 이루며 상기 본체에 상기 구속 대상물을 체결시키는 구속력을 제공하는 케이블; 및 상기 케이블에 접촉하여 감겨지고, 단부가 전원공급수단과 연결되어 발열되며, 발열에 의해 상기 케이블을 절단하여 상기 구속 대상물을 해제시키게 하는 열선을 포함한다.A non-explosive restraint device driven by hot wire cutting of a tensioned cable according to an embodiment of the present invention is a non-explosive restraint device that releases an object to be restrained from the main body by cutting the tensioned cable with a hot wire. A fixedly mounted housing and configured to be separable left and right; A front cable holder disposed on the front surface of the housing, one end having a first cable hanger to which the cable is hooked, and the other end connected to a fastening part restraining the restraint object; A rear cable holder disposed on the rear side of the housing, one end having a second cable hanger to which the cable is hung, and the other end being combined with a cable tension adjusting unit for tensioning the cable; A cable supported by the front cable holder and the rear cable holder and having both ends closed in the form of a ring, and providing a binding force to fasten the restraint object to the main body; And a heating wire that is wound in contact with the cable, the end of which is connected to a power supply means to generate heat, and releases the restrained object by cutting the cable by heat generation.

또한, 상기 하우징의 전방에 위치하고 상기 케이블의 절단으로 인한 구속 해제 시에 복원력에 의해 상기 하우징을 밀어내는 스프링; 및 상기 스프링을 수용하는 스프링 덮개를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, a spring that is located in front of the housing and pushes the housing by a restoring force when the restraint due to the cutting of the cable is released; And it characterized in that it further comprises a spring cover for receiving the spring.

또한, 상기 하우징, 상기 전면 케이블 홀더 및 상기 후면 케이블 홀더는 전기적 절연 재질인 것을 특징으로 한다. In addition, the housing, the front cable holder and the rear cable holder is characterized in that the electrical insulation material.

또한, 상기 열선에 흐르는 전류를 조절하기 위한 저항; 상기 하우징의 상면에 접촉되고 상기 저항이 놓여지는 저항 베이스; 및 상기 저항을 수용하는 공간을 형성하는 저항 덮개를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, a resistor for adjusting the current flowing in the heating wire; A resistance base contacting the upper surface of the housing and placing the resistance; And a resistance cover forming a space accommodating the resistance.

또한, 상기 열선의 일단과 상기 저항의 일단을 전기적으로 연결하는 제1 커넥터; 및 상기 열선의 타단과 상기 전원공급수단을 전기적으로 연결하는 제2 커넥터를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, a first connector for electrically connecting one end of the heating wire and one end of the resistor; And a second connector electrically connecting the other end of the heating wire to the power supply means.

또한, 상기 저항 베이스의 상면에는 제1 커넥터 및 제2 커넥터의 형상과 일치하는 제1 커넥터 홈 및 제2 커넥터 홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.In addition, the upper surface of the resistance base is characterized in that the first connector groove and the second connector groove are formed to match the shape of the first connector and the second connector.

또한, 상기 저항 베이스 및 상기 저항 덮개는 전기적 절연 재질인 것을 특징으로 한다.In addition, the resistance base and the resistance cover is characterized in that the electrical insulation material.

또한, 상기 열선과 상기 저항은 전기적으로 직렬로 연결되고 상기 열선에 전원이 인가되는 경우 상기 열선에 흐르는 전류는 3A 내지 5A 인 것을 특징으로 한다.In addition, when the heating wire and the resistor are electrically connected in series and power is applied to the heating wire, the current flowing in the heating wire is 3A to 5A.

또한, 상기 케이블 인장 조절부는 볼트이고 상기 후면 케이블 홀더의 타단은 상기 볼트의 몸통이 결합되는 나사산으로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.In addition, the cable tension adjusting portion is a bolt and the other end of the rear cable holder is characterized in that it is formed of a thread to which the body of the bolt is coupled.

또한, 상기 본체와 상기 구속 대상물 사이의 구속력은 케이블이 감긴 수에 의해 증가될 수 있는 것을 특징으로 한다.In addition, the binding force between the main body and the restraining object is characterized in that it can be increased by the number of cables wound.

본 발명의 인장된 케이블의 열선절단으로 구동되는 비폭발식 구속해제장치는 상기 케이블이 약 2000N의 허용하중을 지지하기 때문에 위성체의 발사 동안에 전개 구조물이 펼쳐지지 않도록 단단한 구속력을 발휘할 수 있다.The non-explosive restraint device driven by the hot wire cutting of the tensioned cable of the present invention can exert a firm restraining force so that the deployment structure does not expand during the launch of the satellite because the cable supports an allowable load of about 2000 N.

또한, 열선의 발열로 인장된 케이블을 절단함으로써 분리 소요시간을 2.5초 이내로 줄이고 열선의 정상 발열을 보장하기 위한 장치의 구조로 인하여 열선의 열 손실을 줄이고 구속해제 메커니즘의 신뢰성을 높일 수 있다.In addition, by cutting the cable tensioned by the heating of the heating wire, the time required for separation can be reduced to less than 2.5 seconds, and the heat loss of the heating wire can be reduced and the reliability of the release mechanism can be increased due to the structure of the device for ensuring normal heating of the heating wire.

또한, 열선의 발열로 인장된 케이블을 절단하기 때문에 구속해제 시 충격량이 매우 적고 발생되는 오염원을 줄일 수 있어서 이로 인해 우주에서 임무를 수행하는 위성체 내의 또는 전개 구조물 내의 전자 장치 및 광학 장치의 손상을 피할 수 있다.In addition, since the cable that is stretched by the heating of the heating wire is cut, the impact amount is very small when it is released, and contaminants generated can be reduced, thereby avoiding damage to electronic devices and optical devices in satellites or deployment structures performing missions in space. Can be.

또한, 본 발명의 비폭발식 구속해제장치는 위성체 등의 본체에 쉽게 장착 가능하고 재사용이 가능하며 취급 및 보관에 안전성이 보장될 수 있다. In addition, the non-explosive restraint device of the present invention can be easily mounted on a body such as a satellite body, can be reused, and can be secured in handling and storage.

또한, 본 발명의 비폭발식 구속해제장치는 본체 및 본체에서 분리 가능한 구속 대상물을 구속하고 분리하는 것이 필요한 다른 장치, 예를 들어 sounding 로켓 낙하산 사출장치 등에 활용이 가능하다.In addition, the non-explosive restraint device of the present invention can be utilized in other devices that require restraining and separating the main body and the restraint object, for example, a sounding rocket parachute injection device.

도 1은 본 발명의 인장된 케이블의 열선절단으로 구동되는 비폭발식 구속해제장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 인장된 케이블의 열선절단으로 구동되는 비폭발식 구속해제장치의 분해 전개도이다.
도 3은 열선절단 구동 전의 인장된 케이블의 열선절단으로 구동되는 비폭발식 구속해제장치의 단면도이다.
도 4는 열선절단 구동 후의 인장된 케이블의 열선절단으로 구동되는 비폭발식 구속해제장치의 단면도이다.1 is a perspective view of a non-explosive restraint device driven by hot wire cutting of a tensioned cable of the present invention.
2 is an exploded exploded view of a non-explosive restraint device driven by hot wire cutting of a tensioned cable of the present invention.
3 is a cross-sectional view of a non-explosive restraint device driven by hot wire cutting of a tensioned cable before hot wire cutting.
4 is a cross-sectional view of a non-explosive restraint device driven by hot wire cutting of a tensioned cable after hot wire cutting.

이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명의 실시예들을 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention having the configuration as described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 인장된 케이블의 열선절단으로 구동되는 비폭발식 구속해제장치의 사시도를 나타내고 도 2는 본 발명의 인장된 케이블의 열선절단으로 구동되는 비폭발식 구속해제장치의 분해 전개도를 나타낸다.1 is a perspective view of a non-explosive restraint device driven by hot wire cutting of a tensioned cable of the present invention, and FIG. 2 is an exploded exploded view of a non-explosive restraint device driven by hot wire cutting of a tensioned cable of the present invention. Shows.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 인장된 케이블의 열선절단으로 구동되는 비폭발식 구속해제장치는 하우징(100), 전면 케이블 홀더(200), 후면 케이블 홀더(300), 케이블(400) 및 열선(500)을 포함한다.1 and 2, the non-explosive restraint device driven by hot wire cutting of a tensioned cable according to an embodiment of the present invention includes a housing 100, a front cable holder 200, and a rear cable holder 300. ), The cable 400 and the heating wire 500.

하우징(100)은 위성체와 같은 본체에 고정 장착되며, 이를 위해 도시한 바와 같이 하우징과 일체로 형성되고 하우징의 바닥면에서 연장된 발에 나사 또는 볼트가 결합하기 위한 하나 이상의 결합홀(111, 112)이 형성된다. 결합홀(111, 112)을 통한 볼트 등과의 결합으로 위성체 등과 같은 본체에 구속해제장치의 장착을 용이하게 한다. 또한 하우징(100)은 좌측 하우징(110)과 우측 하우징(120)으로 분리 및 결합가능하며 전면 케이블 홀더(200), 후면 케이블 홀더(300), 케이블(400) 및 열선(500)을 수용하고 위성체의 발사가 진행되는 동안 진동하중 및 가속도로 인한 충격하중으로부터 상기 내부에 수용되는 구성들을 보호하게 된다.The housing 100 is fixedly mounted to a body such as a satellite, and for this purpose, one or more coupling holes 111 and 112 for screw or bolt coupling to a foot formed integrally with the housing and extending from the bottom surface of the housing ) Is formed. The coupling with the bolts through the coupling holes 111 and 112 facilitates the installation of the release device on a body such as a satellite. In addition, the housing 100 can be separated and combined into the left housing 110 and the right housing 120, and accommodates the front cable holder 200, the rear cable holder 300, the cable 400 and the heating wire 500, and a satellite body. It is to protect the components received therein from the impact load due to the vibration load and acceleration during the launch of the.

전면 케이블 홀더(200)는 일단에 케이블(400)이 걸리는 제1 케이블 걸이(210)를 가지고 타단에 위성체가 우주임무궤도에 들어왔을 때 임무 수행을 위해 전개되는 태양전지판, 안테나 등과 같은 전개 구조물인 구속 대상물을 구속 또는 결박하는 체결부(230)와 연결되도록 구성된다. 도 2에 도시된 바와 같이 구속 대상물을 구속하는 체결부(230)는 텐션바(tension bar)이고 상기 체결부는 체결부 홀더(240)를 통해 전면 케이블 홀더(200)의 타단에 형성된 연결부(220)와 연결되게 된다. 여기서 전면 케이블 홀더와 체결부의 연결은 하우징의 전면에 형성된 홀에서 이루어진다.The front cable holder 200 is a deployment structure such as a solar panel, an antenna, etc. that are deployed to perform a mission when a satellite body enters the space mission orbit with the first cable hanger 210 that takes the cable 400 at one end. It is configured to be connected to the fastening unit 230 for restraining or binding the restraint object. As shown in Figure 2, the fastening part 230 for restraining the restraint object is a tension bar, and the fastening part is a connection part 220 formed at the other end of the front cable holder 200 through the fastening holder 240 Will be connected to. Here, the connection between the front cable holder and the fastening part is made in a hole formed in the front of the housing.

후면 케이블 홀더(300)는 일단에 케이블(400)이 걸리는 제2 케이블 걸이(310)를 가지고 타단에 상기 케이블을 하우징 내에서 인장시키는 케이블 인장 조절부(330)와 결합되도록 구성된다. 케이블이 하우징 내에서 팽팽하게 인장되어 있어야 열선의 발열로 인해 쉽게 케이블의 절단이 이루어질 수 있다. 또한 케이블에 걸리는 장력은 위성체와 구속대상물을 체결시키는 구속력을 구성한다. 도 2에 도시된 바와 같이 케이블 인장 조절부(330)는 볼트일 수 있고 후면 케이블 홀더의 타단은 볼트 몸통과 나사 결합 가능한 나사산으로 형성되어 있을 수 있다. 또한 케이블 인장 조절부(330)와 후면 케이블 홀더(300)는 하우징의 후면에 형성된 후면 케이블 홀더의 타단(320)의 단면 형상과 일치하는 홀에서 연결되고 케이블 인장 조절부(330), 즉 볼트의 머리 부분은 하우징 밖으로 빠지도록 구성된다. 상기 볼트를 삽입할수록 케이블(400)의 인장력이 증가하게 된다.The rear cable holder 300 is configured to have a second cable hanger 310 to which the cable 400 is applied at one end and to be coupled with a cable tension adjuster 330 that tensions the cable at the other end within the housing. If the cable is tensioned in the housing, it can be easily cut off due to the heating of the heating wire. In addition, the tension applied to the cable constitutes a binding force for fastening the satellite to the restraint object. As shown in FIG. 2, the cable tension adjusting part 330 may be a bolt, and the other end of the rear cable holder may be formed of a thread that can be screwed to the bolt body. In addition, the cable tension adjustment unit 330 and the rear cable holder 300 are connected in a hole that matches the cross-sectional shape of the other end 320 of the rear cable holder formed on the rear surface of the housing, and the cable tension adjustment unit 330, that is, the bolt The head portion is configured to fall out of the housing. The tensile force of the cable 400 increases as the bolt is inserted.

케이블(400)은 제1 케이블 걸이(210)와 제2 케이블 걸이(310)에 각각 걸려서 전면 케이블 홀더(200) 및 후면 케이블 홀더(300)에 의해 지지되고 양단이 폐쇄된 고리형태를 가진다. 양단이 폐쇄된 고리 형태의 케이블은 제조과정에서 둘레가 정해진 고리로 형성되어 각각의 케이블 걸이에 걸릴 수 있고 또는 양단이 개방된 케이블을 각각의 케이블 걸이에 건 후 매듭지어져 형성될 수 있다. The cable 400 is hooked to the first cable hanger 210 and the second cable hanger 310, respectively, and is supported by the front cable holder 200 and the rear cable holder 300, and has both ends closed. The cable in the form of a ring with both ends closed may be formed by a ring having a fixed circumference in the manufacturing process, or may be formed by knotting after opening the cable with both ends open to each cable hanger.

케이블에 걸리는 장력은 본체와 구속대상물을 체결시키는 구속력을 구성하며 케이블이 감긴 수에 의해 상기 구속력을 증가시킬 수 있다. 케이블이 감긴 수가 1회인 경우 케이블은 1800N에서 2000N 만큼의 하중을 허용한다.The tension applied to the cable constitutes a binding force for fastening the main body and the restraint object, and the binding force can be increased by the number of cables wound. If the number of turns of the cable is one, the cable allows loads from 1800N to 2000N.

케이블은 캐뷸라 소재로 이루어질 수 있고 이 경우 녹는 온도는 177°이다.The cable can be made of cabula material, in which case the melting temperature is 177 °.

열선(500)은 케이블에 접촉하여 감겨지고 단부가 전원공급수단과 연결되어 전류가 흐름으로 인해 발열되며 발열에 의해 케이블을 절단하게 된다. 따라서 인장된 케이블을 발열된 열선이 절단함으로써 구속 대상물을 본체로부터 구속 해제하게 된다. 이러한 구속 해제 메커니즘이 제대로 작동하기 위해서는 열선을 발열시키는 과정 전까지 열선이 진동하중 또는 충격하중으로부터 보호되어야 하며 전원공급수단과 연결이 끊어지지 않아야 하며 열선에 의해 발생된 열이 케이블로 전달될 수 있도록 열선에 흐르는 전류의 누전이 없어야 한다.The heating wire 500 is wound in contact with the cable, and the end is connected to the power supply means to generate heat due to current flow and to cut the cable by heating. Therefore, the heated cable is cut by the heated cable to release the restrained object from the main body. In order for the restraint mechanism to work properly, the heating wire must be protected from vibration loads or shock loads before the heating process is generated, and the power supply means must not be disconnected, and the heating wire can be transferred to the cable by heat generated by the heating wire. There should be no short circuit of current flowing through.

또한, 열선(500)이 케이블이 녹는 온도 이상에 도달하여 케이블을 절단하기 위해서는 열선에 3A 이상의 전류가 흘러야 한다. 열선에 흐르는 전류의 세기가 클수록 구속 해제에 소요되는 시간은 짧아진다. 열선이 칸탈(cantal)선으로 이루어지고 열선에 4.2A의 전류가 흐르는 경우 구속 해제에 소요되는 시간, 즉 열선이 발열하여 케이블을 절단함으로써 구속을 해제하는데 까지 걸리는 시간은 2.5초 이내이다. 따라서 구속 해제 소요 시간과 열선의 허용 전류를 고려하였을 때 열선에 흐르는 전류는 3A 내지 5A 사이인 것이 바람직하다.In addition, in order for the heating wire 500 to reach the temperature at which the cable melts and cut the cable, a current of 3 A or more must flow through the heating wire. The greater the intensity of the current flowing in the hot wire, the shorter the time it takes to release the restraint. When the heating wire is made of a cantal wire and a current of 4.2A flows through the heating wire, the time required to release the restraint, that is, the time required to release the restraint by cutting the cable by heating the cable is within 2.5 seconds. Therefore, considering the time required to release the restraint and the allowable current of the heating wire, it is preferable that the current flowing through the heating wire is between 3A and 5A.

또한, 열선에 흐르는 전류를 조절하기 위하여 열선은 저항(530)과 전기적으로 직렬로 연결된다. 예를 들어, 열선 및 저항에 공급되는 직류 전원의 공급 전압은 28V이고 열선의 저항값은 3Ω인 경우 4Ω의 저항값을 갖는 저항을 사용하게 된다.In addition, in order to control the current flowing through the heating wire, the heating wire is electrically connected to the resistor 530 in series. For example, when the supply voltage of the DC power supplied to the heating wire and the resistance is 28V and the resistance value of the heating wire is 3Ω, a resistor having a resistance value of 4Ω is used.

저항(530)은 하우징의 최상부면에 접촉되어 배치되는 저항 베이스(510)에 놓여지고 저항 덮개(540)에 의해 외부에 노출되지 않도록 수용된다. The resistor 530 is placed on the resistor base 510 disposed in contact with the uppermost surface of the housing and is accommodated so as not to be exposed to the outside by the resistor cover 540.

열선(500)을 진동하중 또는 충격하중으로부터 보호하고 전원공급수단과의 연결을 보장하기 위하여 케이블을 감은 열선은 그 2개의 단부가 하우징 최상부면에 형성된 작은 관통홀을 통과하게 되고 다시 저항 베이스에 형성된 작은 관통홀을 통과하여 일단은 저항과 연결되는 제1 커넥터(521)와 연결되고 타단은 전원공급수단과 연결되는 제2 커넥터(522)와 연결된다. 제1 및 제2 커넥터는 열선과 저항을, 열선과 전원공급수단을 전기적으로 연결하므로 전도성을 가진다. 또한 진동 또는 충격으로부터 열선을 보호하기 위하여 제1 및 제2 커넥터는 저항 베이스 상면에 형성되어 있고 제1 및 제2 커넥터의 일단면과 형상이 일치하도록 형성된 제1 커넥터 홈 및 제2 커넥터 홈에 끼워지게 된다.In order to protect the heating wire 500 from vibration load or shock load and to ensure the connection with the power supply means, the heating wire wound around the cable passes through a small through hole formed at the uppermost surface of the housing and is again formed on the resistance base. Through the small through hole, one end is connected to the first connector 521 connected to the resistor, and the other end is connected to the second connector 522 connected to the power supply means. The first and second connectors have a conductivity because they electrically connect the heating wire and the resistor and the heating wire and the power supply means. In addition, in order to protect the heating wire from vibration or shock, the first and second connectors are formed on the upper surface of the resistance base and are inserted into the first connector groove and the second connector groove formed to match the shape of one end face of the first and second connectors. Lose.

구속 해제 메커니즘의 신뢰성을 보장하기 위하여 열선에 흐르는 전류가 기타 접촉에 의해 누전이 발생하지 않도록 열선과 접촉 가능할 수 있는 하우징, 전면 커넥터 홀더, 후면 케넥터 홀더, 저항 베이스 및 저항 덮개는 전기적 절연 재질로 구성된다. 예를 들면, 표면에 아노다이징(anodizing) 처리를 한 알루미늄 7075 T6이 사용된다.To ensure the reliability of the release mechanism, the housing, front connector holder, rear connector holder, resistor base and resistor cover, which can be contacted with the heating wire so that electric current flowing through the heating wire does not short circuit by other contact, are made of electrically insulating material. It is composed. For example, aluminum 7075 T6 with anodizing on the surface is used.

본 발명의 인장된 케이블의 열선절단으로 구동되는 비폭발식 구속해제장치는 하우징의 전방에 위치하는 스프링 및 스프링 덮개를 더 포함할 수 있으며, 스프링은 복원력에 의해 하우징의 전면을 밀게 되고 발열된 열선이 케이블을 절단하는 경우 본체와 구속 대상물의 분리를 확실하게 보장한다. The non-explosive restraint device driven by the hot wire cutting of the tensioned cable of the present invention may further include a spring and a spring cover located at the front of the housing, the spring pushing the front of the housing by restoring force and heating the heated wire When the cable is cut, it ensures the separation of the body and the restraint.

또한, 좌측 하우징에는 하우징의 내부를 볼 수 있도록 작은 창(113)이 형성되어 있으며 이를 통해 내부의 상태의 확인이 가능하다.In addition, a small window 113 is formed on the left housing so that the inside of the housing can be seen, and through this, it is possible to check the internal state.

도 3은 열선절단 구동 전의 인장된 케이블의 열선절단으로 구동되는 비폭발식 구속해제장치의 단면을 나타내고 도 4는 열선절단 구동 후의 인장된 케이블의 열선절단으로 구동되는 비폭발식 구속해제장치의 단면을 나타낸다. 3 is a cross-sectional view of a non-explosive restraint device driven by a hot wire cutting of a tensioned cable before a hot-wire cutting operation, and FIG. 4 is a cross-section of a non-explosive restraint device driven by a hot wire cutting of a stretched cable after a hot-wire cutting operation. Indicates.

도 3 및 도 4를 참조하면, 전면 케이블 홀더(200) 및 후면 케이블 홀더(300)는 케이블(400)을 지지한다. 후면 케이블 홀더(300)는 하우징(100)의 후면에서 케이블 인장 조절부(330)와 연결되고 케이블 인장 조절부의 머리부가 본체에 장착되는 하우징에 걸리게 됨으로써 케이블을 지지하고 전면 케이블 홀더는 하우징의 전면에서 구속 대상물을 본체에 결속시키는 체결부(230)의 체결부 홀더(240)와 연결됨으로써 케이블을 지지하게 된다. 따라서 케이블은 후면 케이블 홀더를 통해 본체와 연결되고 전면 케이블 홀더를 통해 구속 대상물과 연결됨으로써 구속 해제되기 전까지 구속 대상물을 본체에 체결시키는 구속력을 제공하게 된다. 3 and 4, the front cable holder 200 and the rear cable holder 300 support the cable 400. The rear cable holder 300 supports the cable by being connected to the cable tension adjustment part 330 at the rear of the housing 100 and the head of the cable tension adjustment part is caught in the housing mounted on the body, and the front cable holder is provided at the front of the housing. The cable is supported by being connected to the fastening part holder 240 of the fastening part 230 that binds the restrained object to the body. Therefore, the cable is connected to the main body through the rear cable holder and connected to the restraint object through the front cable holder, thereby providing a restraining force to fasten the restraint object to the main body until the restraint is released.

열선(500)은 케이블에 접촉하여 감겨지고 열선의 2개의 단부는 하우징 및 저항 베이스에 형성된 관통홀을 통과하여 제1 커넥터(521) 및 제2 커넥터(522)를 통해 저항(530) 및 전원공급수단과 전기적으로 직렬로 연결된다. The heating wire 500 is wound in contact with the cable, and the two ends of the heating wire pass through the through-holes formed in the housing and the resistance base to supply resistance 530 and power through the first connector 521 and the second connector 522. It is electrically connected in series with the means.

전원공급수단에 의해 열선에 전류가 흐르게 되면 열선을 발열하게 되고 발열로 인하여 케이블의 녹는점에 도달하게 되면 케이블이 녹아 절단되며, 도 4에 도시된 바와 같이 전면 케이블 홀더, 이와 연결되어 있는 체결부 홀더 및 체결부가 하우징으로부터 분리되며 결국 구속 대상물은 본체로부터 구속이 해제, 즉 분리되게 된다. 이때 스프링의 본원력(F1)에 의해 분리가 용이해진다.스프링은 복원력(F1)에 의해 하우징 전면을 밀게 되고 하우징은 그 반작용으로 스프링을 미는 힘(F2)을 가하게 되어 상기의 작용-반작용 힘에 의해 분리가 수월해진다. When current flows through the heating wire by the power supply means, the heating wire is heated, and when the melting point of the cable is reached due to heat generation, the cable is melted and cut, and the front cable holder, as shown in FIG. 4, is connected to it. The holder and the fastening part are separated from the housing, and consequently, the restraint object is released from the main body, that is, separated. In this case it is easy separation by the plateau force (F 1) of the spring the spring restoring force (F 1) and pushes the front of the housing by the housing operation of the is applies a pressing force (F 2) of the spring to the reaction - Separation is facilitated by reaction forces.

상기의 구속 해제 메커니즘으로 인하여 구속해제 시 충격량이 매우 적고 발생되는 오염원을 줄일 수 있어서 이로 인해 우주에서 임무를 수행하는 위성체 내의 또는 전개 구조물 내의 전자 장치 및 광학 장치의 손상을 피할 수 있다.Due to the restraint mechanism described above, the amount of impact generated when the restraint is released is very small and the generated pollutants can be reduced, thereby avoiding damage to electronic devices and optical devices in satellites or deployment structures performing missions in space.

본 발명의 인장된 케이블의 열선절단으로 구동되는 비폭발식 구속해제장치의 조립 순서는 하기와 같다. The assembly sequence of the non-explosive restraint device driven by hot wire cutting of the tensioned cable of the present invention is as follows.

(a) 케이블을 제1 케이블 걸이 및 제2 케이블 걸이에 거는 단계(a) Hanging the cables on the first cable hanger and the second cable hanger

(b) 케이블에 열선을 감는 단계(b) Winding the wire over the cable

(c) 케이블의 양단을 연결하는 단계(c) connecting both ends of the cable

(d) 하우징 내에 전면 케이블 홀더, 후면 케이블 홀더, 케이블 및 열선을 일체로 수용하는 단계(d) receiving the front cable holder, the rear cable holder, the cable and the heating wire integrally in the housing

(e) 좌측 하우징과 우측 하우징을 연결하는 단계 (e) connecting the left and right housings

(f) 케이블 인장 조절부로 케이블을 인장시키는 단계(f) tensioning the cable with the cable tensioning portion

(g) 열선과 저항, 열선과 전원공급수단을 커넥터로 연결하는 단계(g) connecting a heating wire and a resistor, a heating wire and a power supply means with a connector

(h) 저항 덮개를 조립하고 전원공급수단의 하니스를 연결하는 단계(h) assembling the resistance cover and connecting the harness of the power supply means

(i) 스프링과 스프링 덮개를 하우징과 연결하는 단계 (i) connecting the spring and the spring cover with the housing

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 것을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구 범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.The present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, but these are merely examples, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be defined by the technical spirit of the appended claims.

1000 : 인장된 케이블의 열선절단으로 구동되는 비폭발식 구속해제장치
100 : 하우징
200 : 전면 케이블 홀더
300 : 후면 케이블 홀더
400 : 케이블
500 : 열선
510 : 저항 베이스 520 : 커넥터
530 : 저항 540 : 저항 덮개
600 : 스프링 1000: Non-explosive restraint device driven by hot wire cutting of tensioned cable
100: housing
200: front cable holder
300: rear cable holder
400: cable
500: heating wire
510: resistance base 520: connector
530: Resistance 540: Resistance cover
600: spring

Claims (10)

인장된 케이블을 열선으로 절단함으로써 본체에서 구속 대상물을 해제시키는 비폭발식 구속해제 장치로서,
상기 본체에 고정 장착되고 좌측과 우측으로 분리 가능하게 구성된 하우징;
상기 하우징의 전면에 배치되고, 일단은 상기 케이블이 걸리는 제1 케이블 걸이를 가지고 타단은 상기 구속대상물을 구속하는 체결부와 연결되는 전면 케이블 홀더;
상기 하우징의 후면에 배치되고, 일단은 상기 케이블이 걸리는 제2 케이블 걸이를 가지고 타단은 상기 케이블을 인장시키는 케이블 인장 조절부와 결합되는 후면 케이블 홀더;
상기 전면 케이블 홀더 및 후면 케이블 홀더에 의해 지지되고 양단이 폐쇄된 고리 형태를 이루며 상기 본체에 상기 구속 대상물을 체결시키는 구속력을 제공하는 케이블; 및
상기 케이블에 접촉하여 감겨지고, 단부가 전원공급수단과 연결되어 발열되며, 발열에 의해 상기 케이블을 절단하여 상기 구속 대상물을 해제시키게 하는 열선을 포함하는 인장된 케이블의 열선절단으로 구동되는 비폭발식 구속해제장치.
As a non-explosive restraint device for releasing the restrained object from the body by cutting the tensioned cable with a hot wire,
A housing fixedly mounted to the main body and configured to be separable left and right;
A front cable holder disposed on the front surface of the housing, one end having a first cable hanger to which the cable is hooked, and the other end connected to a fastening part restraining the restraint object;
A rear cable holder disposed on the rear side of the housing, one end having a second cable hanger to which the cable is hung, and the other end being combined with a cable tension adjusting unit for tensioning the cable;
A cable supported by the front cable holder and the rear cable holder and having both ends closed in the form of a ring, and providing a binding force to fasten the restraint object to the main body; And
A non-explosive type driven by a hot wire cutting of a tensioned cable including a hot wire that is wound in contact with the cable, connected to a power supply means to generate heat, and releases the restrained object by cutting the cable by heat generation. Restraint device.
제1항에 있어서,
상기 하우징의 전방에 위치하고 상기 케이블의 절단으로 인한 구속 해제 시에 복원력에 의해 상기 하우징을 밀어내는 스프링; 및
상기 스프링을 수용하는 스프링 덮개를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인장된 케이블의 열선절단으로 구동되는 비폭발식 구속해제장치.
According to claim 1,
A spring which is located in front of the housing and pushes the housing by restoring force when the restraint due to the cutting of the cable is released; And
Non-explosive restraint device driven by the hot wire cutting of the tensioned cable, characterized in that it further comprises a spring cover for receiving the spring.
제1항에 있어서,
상기 하우징, 상기 전면 케이블 홀더 및 상기 후면 케이블 홀더는 전기적 절연 재질인 것을 특징으로 하는 인장된 케이블의 열선절단으로 구동되는 비폭발식 구속해제장치.
According to claim 1,
The housing, the front cable holder and the rear cable holder is a non-explosive restraint device driven by hot wire cutting of a tensioned cable, characterized in that it is an electrical insulating material.
제1항에 있어서,
상기 열선에 흐르는 전류를 조절하기 위한 저항;
상기 하우징의 상면에 접촉되고 상기 저항이 놓여지는 저항 베이스; 및
상기 저항을 수용하는 공간을 형성하는 저항 덮개를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인장된 케이블의 열선절단으로 구동되는 비폭발식 구속해제장치.
According to claim 1,
Resistance for adjusting the current flowing in the heating wire;
A resistance base contacting the upper surface of the housing and placing the resistance; And
Non-explosive restraint device driven by the hot wire cutting of the tensioned cable, characterized in that it further comprises a resistance cover forming a space for receiving the resistance.
제4항에 있어서,
상기 열선의 일단과 상기 저항의 일단을 전기적으로 연결하는 제1 커넥터; 및
상기 열선의 타단과 상기 전원공급수단을 전기적으로 연결하는 제2 커넥터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인장된 케이블의 열선절단으로 구동되는 비폭발식 구속해제장치.
The method of claim 4,
A first connector electrically connecting one end of the heating wire and one end of the resistor; And
And a second connector electrically connecting the other end of the heating wire to the power supply means.
제4항에 있어서,
상기 저항 베이스의 상면에는 상기 제1 커넥터 및 제2 커넥터의 형상과 일치하는 제1 커넥터 홈 및 제2 커넥터 홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 인장된 케이블의 열선절단으로 구동되는 비폭발식 구속해제장치.
The method of claim 4,
A non-explosive restraint driven by hot wire cutting of a tensioned cable, characterized in that a first connector groove and a second connector groove are formed on the upper surface of the resistance base that match the shapes of the first and second connectors. Device.
제4항에 있어서,
상기 저항 베이스 및 상기 저항 덮개는 전기적 절연 재질인 것을 특징으로 하는 인장된 케이블의 열선 절단으로 구동되는 비폭발식 구속해제장치.
The method of claim 4,
The resistance base and the resistance cover is a non-explosive restraint device driven by hot wire cutting of a tensioned cable, characterized in that it is an electrical insulating material.
제4항에 있어서,
상기 열선과 상기 저항은 전기적으로 직렬로 연결되고 상기 열선에 전원이 인가되는 경우 상기 열선에 흐르는 전류는 3A 내지 5A인 것을 특징으로 하는 인장된 케이블의 열선절단으로 구동되는 비폭발식 구속해제장치.
The method of claim 4,
The non-explosive restraining device driven by a hot wire cutting of a tensioned cable, wherein the heating wire and the resistor are electrically connected in series and the current flowing through the heating wire is 3A to 5A when power is applied to the heating wire.
제1항에 있어서,
상기 케이블 인장 조절부는 볼트이고 상기 후면 케이블 홀더의 타단은 상기 볼트의 몸통이 결합되는 나사산으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 인장된 케이블의 열선절단으로 구동되는 비폭발식 구속해제장치.
According to claim 1,
The cable tension adjusting part is a bolt, and the other end of the rear cable holder is formed of a screw thread to which the body of the bolt is coupled. Non-explosive restraining device driven by hot wire cutting of a tensioned cable.
제1항에 있어서,
상기 본체와 상기 구속 대상물 사이의 구속력은 케이블이 감긴 수에 의해 증가될 수 있는 것을 특징으로 하는 인장된 케이블의 열선절단으로 구동되는 비폭발식 구속해제장치.According to claim 1,
A non-explosive restraint device driven by hot wire cutting of a tensioned cable, characterized in that the binding force between the main body and the restraint object can be increased by the number of cables wound.
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