KR20220153318A - A electro-mechanical actuator integration environment simulation device for flight control simulation of a rotorcraft and a flight control simulation system for a rotorcraft including the same - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to an electromechanical actuator integration environment simulation device for a flight control simulation of a rotorcraft, which is able to simulate various environments where a driver of a rotorcraft is actually operated, thereby performing a more precise, highly reliable verification, and a flight control simulation system for a rotorcraft including the same. The electromechanical actuator integration environment simulation device driven by a flight control signal of a rotorcraft comprises: a base unit (100) having a rail (110) installed on one surface thereof; an actuator (200) installed on one surface of the base unit (100) and stroke-driven in accordance with the flight control signal of the rotorcraft; a measuring unit (300) connected to a rod of the actuator (200) and moving in a longitudinal direction of the base unit (100) in accordance with the stroke-driving of the actuator (200); a friction control unit (400) installed on a lower side of the measuring unit (300), movably coupled to the rail (110), and capable of controlling the frictional force with the rail (110); and a sensor unit (500) installed on one side of one surface of the base unit (100) to face the measuring unit (300), and measuring the distance for which the measuring unit (300) has moved.

Description

회전익 항공기의 비행제어 시뮬레이션을 위한 전기 기계식 구동기 통합 환경 모사장치 및 이를 포함하는 회전익 항공기의 비행제어 시뮬레이션 시스템{A electro-mechanical actuator integration environment simulation device for flight control simulation of a rotorcraft and a flight control simulation system for a rotorcraft including the same}An electro-mechanical actuator integration environment simulation device for flight control simulation of a rotorcraft and a flight control simulation system for a rotorcraft including the same}

본 발명은 회전익 항공기의 비행제어 시스템을 개발하는 과정에서 사용되는 시뮬레이터에 항공기의 하중 동특성 및 직렬식 전기 기계식 구동기 특성을 반영한 비행제어 시뮬레이션을 위한 기 통합 환경 모사장치와, 이를 포함하는 회전익 항공기의 비행제어 시뮬레이션 시스템에 관한 것이다.The present invention provides an integrated environment simulation device for flight control simulation that reflects the load dynamic characteristics of the aircraft and the characteristics of a serial electromechanical actuator in a simulator used in the process of developing a flight control system for a rotary wing aircraft, and the flight of a rotary wing aircraft including the same. It is about a control simulation system.

회전익 항공기를 포함한 다양한 항공기는 실제 장치를 구현하여 각종 기능을 통합 환경에서 점검하지 않고, 회전익 항공기의 일부는 모델링된 일종의 시뮬레이터로 구현하고 있으며, 수학적 해석이 어려운 부분은 하드웨어로 통합 구성하여 각종 기능을 점검하며, 이를 HILS(Hardware-In-the-Loop-Simulation)시스템이라고 한다.Various aircraft, including rotary wing aircraft, do not check various functions in an integrated environment by implementing actual devices, but part of the rotary wing aircraft is implemented as a kind of modeled simulator. This is called HILS (Hardware-In-the-Loop-Simulation) system.

도 1은 종래의 회전익 항공기의 비행제어 시뮬레이션 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.1 is a diagram schematically showing a conventional flight control simulation system for a rotary wing aircraft.

도 1을 참조하면, 종래의 회전익 항공기의 비행제어 시뮬레이션 시스템은, 비행제어컴퓨터, 입출력 시스템 등의 하드웨어와, 비행제어 시뮬레이션을 위한 동특성이 모사된 소프트웨어로 이루어질 수 있으며, 이때 회전익 항공기의 제어를 위해 구동되는 구동기 또한 동특성이 모사된 소프트웨어로 구현될 수 있다. 여기서 구동기란, 로터 또는 방향타와 같이 회전익 항공기의 실제 구동을 위한 장치를 구동하는데 사용되는 장치를 의미할 수 있다.Referring to FIG. 1, a conventional flight control simulation system for a rotary wing aircraft may be composed of hardware such as a flight control computer and an input/output system, and software in which dynamic characteristics for flight control simulation are simulated. At this time, for control of the rotary wing aircraft, The driven driver may also be implemented with software that simulates dynamic characteristics. Here, the driver may refer to a device used to drive a device for actually driving the rotary wing aircraft, such as a rotor or a rudder.

도 1과 같은 종래의 회전익 항공기 비행제어 시뮬레이션 시스템은 간단한 방식을 통해 회전익 항공기 비행제어 시뮬레이션 시스템을 구현할 수 있고, 시뮬레이터를 검증할 수 있는 효과가 있으나, 회전익 항공기의 제어를 위해 구동되는 구동기의 각종 상태(예를 들어 고장 또는 구동기에 가해지는 마찰력(Friction))까지 모사하기는 다소 어려운 문제점이 있으며, 구동되는 구동기의 각종 상태를 구현하지 못한다면, 다양한 기계적 하중을 가지는 실제의 회전익 항공기에서 구동기의 동작과 대응되도록 모사하는 것과 비교했을 때, 오차가 발생할 우려가 있었다.The conventional rotary wing aircraft flight control simulation system as shown in FIG. 1 can implement a rotary wing aircraft flight control simulation system through a simple method and has the effect of verifying the simulator, but various states of actuators driven to control the rotary wing aircraft. (For example, failure or friction applied to the actuator) is somewhat difficult to simulate, and if various states of the driven actuator cannot be implemented, the motion of the actuator and Compared to copying so that it corresponds, there was a risk of error.

한국 등록특허공보 제10-0952785호(2010.04.06.)Korean Registered Patent Publication No. 10-0952785 (2010.04.06.)

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 본 발명에 의한 회전익 항공기의 비행제어 시뮬레이션을 위한 전기 기계식 구동기 통합 환경 모사장치 및 이를 포함하는 회전익 항공기의 비행제어 시뮬레이션 시스템의 목적은, 회전익 항공기의 구동기를 각종 환경을 모사할 수 있어 보다 정확하고 신뢰성이 높은 검증이 가능한 회전익 항공기의 비행제어 시뮬레이션을 위한 통합 환경 모사장치와, 이를 포함하는 회전익 항공기의 비행제어 시뮬레이터 시스템을 제공함에 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and the purpose of the electromechanical actuator integrated environment simulation device for flight control simulation of a rotorcraft according to the present invention and the flight control simulation system of a rotorcraft including the same are It is to provide an integrated environment simulation device for flight control simulation of a rotorcraft, which can simulate various environments of the actuator of a rotorcraft, enabling more accurate and highly reliable verification, and a flight control simulator system of a rotorcraft including this. .

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 의한 회전익 항공기의 비행제어 시뮬레이션을 위한 전기 기계식 구동기 통합 환경 모사장치는, 회전익 항공기의 비행제어신호에 의해 구동하는 구동환경을 모사하며, 일면에 레일(110)이 설치되는 베이스부(100), 상기 베이스부(100)의 일면에 설치되어, 회전익 항공기의 비행제어신호에 따라 스트로크 구동하는 액추에이터(200), 상기 액추에이터(200)의 로드와 연결되어, 상기 액추에이터(200)의 스트로크 구동에 따라 상기 베이스부(100)의 길이방향으로 이동하는 측정부(300), 상기 측정부(300)의 하부에 설치되고, 상기 레일(110)에 이동 가능하게 결합되며, 상기 레일(110)과의 마찰력을 조절 가능하게 구성되는 마찰 제어부(400) 및 상기 측정부(300)와 대향되게 상기 베이스부(100)의 일면 중 일측에 설치되어, 상기 측정부(300)가 이동한 거리를 측정하는 센서부(500)를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to solve the above problems, the electromechanical actuator integrated environment simulation device for flight control simulation of a rotary wing aircraft according to the present invention simulates a driving environment driven by a flight control signal of a rotary wing aircraft, and a rail on one side ( 110) is installed, the actuator 200 installed on one side of the base part 100 and driven in stroke according to the flight control signal of the rotorcraft, the actuator 200 is connected to the rod, A measuring part 300 moving in the longitudinal direction of the base part 100 according to the stroke driving of the actuator 200, installed below the measuring part 300, and movably coupled to the rail 110 The friction control unit 400 configured to adjust the frictional force with the rail 110 and the measurement unit 300 are installed on one of the surfaces of the base unit 100 to face each other, and the measurement unit 300 ) is characterized in that it comprises a sensor unit 500 for measuring the moved distance.

또한, 상기 마찰 제어부(400)는, 상기 레일(110)에 결합되는 블록(410), 상기 블록(410)의 상기 레일(110)측 일면에 형성되되, 상기 레일(110)측으로 이동 가능하게 구성되는 가변 마찰부(420) 및 상기 가변 마찰부(420)의 위치를 조정하는 위치 조정수단(430)을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the friction controller 400 is formed on a block 410 coupled to the rail 110 and one surface of the block 410 on the rail 110 side, and is configured to be movable toward the rail 110 side. It is characterized in that it includes a variable friction part 420 and a position adjusting means 430 for adjusting the position of the variable friction part 420.

또한, 상기 측정부(300)는, 판 형태로 일면이 상기 센서부(500)를 향하는 형태인 것을 특징으로 한다.In addition, the measuring unit 300 is characterized in that one surface faces the sensor unit 500 in the form of a plate.

또한, 상기 측정부(300)와 상기 센서부(500) 사이의 레일(110)에 결합되어 상기 측정부(300)의 움직임을 제한하는 잼 모사부(600)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, it is coupled to the rail 110 between the measurement unit 300 and the sensor unit 500 characterized in that it further comprises a jam copying unit 600 for limiting the movement of the measurement unit 300.

본 발명에 의한 회전익 항공기의 비행제어 시뮬레이션 시스템은, HILS(Hardware-In-the-Loop-Simulation)시스템이 적용된 회전익 항공기의 비행제어 시뮬레이션 시스템에 있어서, 회전익 항공기의 동특성이 모델링되어 시뮬레이션으로 구현하고, 사용자에 의한 조작에 따라 제어신호를 생성하는 시뮬레이션부(10) 및 상기 제어신호에 따라 동작하는 액추에이터를 포함하고, 회전익 항공기의 동특성 환경 또는 고장을 모사하는 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 회전익 항공기의 비행제어 시뮬레이션을 위한 전기 기계식 구동기 통합 환경 모사장치(20)를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the flight control simulation system of the rotorcraft according to the present invention, in the flight control simulation system of the rotorcraft to which the Hardware-In-the-Loop-Simulation (HILS) system is applied, the dynamic characteristics of the rotorcraft are modeled and implemented in simulation, Any one of claims 1 to 4, including a simulation unit 10 that generates a control signal according to a user's operation and an actuator that operates according to the control signal, and simulates the dynamic environment or failure of a rotorcraft It is characterized in that it includes an electromechanical actuator integrated environment simulation device 20 for flight control simulation of a rotary wing aircraft.

또한, 상기 시뮬레이션부(10)는, 사용자인 조작에 의해 회전익 항공기 모델의 동특성에 따라 제어신호를 생성해, 상기 회전익 항공기의 비행제어 시뮬레이션을 위한 구동환경 모사장치(20)에 입력하는 제어부(12)를 포함하고, 상기 회전익 항공기의 비행제어 시뮬레이션을 위한 전기 기계식 구동기 통합 환경 모사장치(20)는, 상기 제어부(12)로부터 입력되는 제어신호를 수신하는 입출력시스템(700)을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the simulation unit 10 generates a control signal according to the dynamic characteristics of the rotary wing aircraft model by user manipulation and inputs the control signal to the driving environment simulation device 20 for flight control simulation of the rotary wing aircraft. ), and the electromechanical actuator integrated environment simulation device 20 for flight control simulation of the rotary wing aircraft includes an input/output system 700 for receiving a control signal input from the control unit 12. do.

또한, 상기 입출력시스템(700)은 상기 제어신호에 따라 구동기 명령신호를 생성해 상기 액추에이터(220)를 구동시키고, 상기 센서부(500)는 상기 구동기 명령신호에 따라 구동된 상기 액추에이터(220)의 스트로크 거리를 측정하고, 측정된 신호를 상기 입출력시스템(700)에 전송하며, 상기 입출력시스템(700)은 상기 센서부(500)로부터 수신한 신호를 상기 시뮬레이션부(10)로 전송하는 것을 특징으로 한다.In addition, the input/output system 700 generates an actuator command signal according to the control signal to drive the actuator 220, and the sensor unit 500 detects the motion of the actuator 220 driven according to the actuator command signal. Measures the stroke distance, transmits the measured signal to the input/output system 700, and the input/output system 700 transmits the signal received from the sensor unit 500 to the simulation unit 10. do.

또한, 상기 입출력시스템(700)은, 상기 액추에이터(220)의 스트로크 거리 정보를 이더넷 통신을 통해 상기 시뮬레이션부(10)로 전송하는 것을 특징으로 한다.In addition, the input/output system 700 is characterized in that it transmits the stroke distance information of the actuator 220 to the simulation unit 10 through Ethernet communication.

상기한 바와 같은 본 발명에 의한 회전익 항공기의 비행제어 시뮬레이션을 위한 전기 기계식 구동기 통합 환경 모사장치 및 이를 포함하는 회전익 항공기의 비행제어 시뮬레이션 시스템에 의하면, 회전익 항공기의 제어를 위해 구동되는 구동기인 액추에이터(220)를 비행제어 시뮬레이션과 연동하여 실시간 시뮬레이션이 가능하도록 하여, 구동기의 동특성을 회전익 항공기의 동역학 모델과 연동하여, 실제 회전익 항공기에서의 구동기의 동작과 유사하게 시뮬레이션이 가능하도록 하여, 회전익 항공기의 시뮬레이터를 검증해, 시뮬레이터의 신뢰도를 증대시킬 수 있는 효과가 있다.According to the electromechanical actuator integrated environment simulation device for flight control simulation of a rotorcraft according to the present invention as described above and the flight control simulation system of a rotorcraft including the same, the actuator (220), which is a driving machine driven to control the rotorcraft, ) in conjunction with the flight control simulation to enable real-time simulation, linking the dynamic characteristics of the actuator with the dynamic model of the rotary wing aircraft, enabling simulation similar to the operation of the actuator in the actual rotary wing aircraft, thereby enabling the simulator of the rotary wing aircraft It has the effect of increasing the reliability of the simulator by verifying it.

또한 본 발명에 의하면, 마찰 제어부(400)를 이용해 회전익 항공기에서 구동기(액추에이터)에 적용되는 각종 기계적 하중을 모사할 수 있어, 보다 정확한 시뮬레이션을 수행할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to simulate various mechanical loads applied to actuators (actuators) in a rotary wing aircraft using the friction control unit 400, so that a more accurate simulation can be performed.

또한 본 발명에 의하면, 구동기(액추에이터)의 동특성 및 고장에 대한 시뮬레이션이 가능하여, 회전익 항공기의 개발에 따른 위험요소를 최소화할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to simulate dynamic characteristics and failures of actuators (actuators), thereby minimizing risk factors associated with the development of rotary wing aircraft.

도 1은 종래의 회전익 항공기의 비행제어 시뮬레이션 시스템을 개략도이고,
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 회전익 항공기의 비행제어 시뮬레이션을 위한 구동환경 모사장치를 포함하는 회전익 항공기의 비행제어 시뮬레이션 시스템의 개략도이며,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 회전익 항공기의 비행제어 시뮬레이션을 위한 전기 기계식 구동기 통합 환경 모사장치의 평면도이고,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 회전익 항공기의 비행제어 시뮬레이션을 위한 전기 기계식 구동기 통합 환경 모사장치의 평면도이며,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 회전익 항공기의 비행제어 시뮬레이션을 위한 전기 기계식 구동기 통합 환경 모사장치의 마찰 제어부의 정면도이다.1 is a schematic diagram of a conventional flight control simulation system for a rotary wing aircraft;
2 is a schematic diagram of a flight control simulation system for a rotary wing aircraft including a driving environment simulation device for flight control simulation of a rotary wing aircraft according to an embodiment of the present invention;
3 is a plan view of an electromechanical actuator integrated environment simulation device for flight control simulation of a rotary wing aircraft according to an embodiment of the present invention;
4 is a plan view of an electromechanical actuator integrated environment simulation device for flight control simulation of a rotary wing aircraft according to an embodiment of the present invention;
5 is a front view of a friction control unit of an electromechanical actuator integrated environment simulation device for flight control simulation of a rotary wing aircraft according to an embodiment of the present invention.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 일실시예에 따른 회전익 항공기의 비행제어 시뮬레이션을 위한 전기 기계식 구동기 통합 환경 모사장치를 포함하는 회전익 항공기의 비행제어 시뮬레이션 시스템 관하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a flight control simulation system for a rotary wing aircraft including an electromechanical actuator integrated environment simulation device for flight control simulation of a rotary wing aircraft according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 회전익 항공기의 비행제어 시뮬레이션을 위한 전기 기계식 구동기 통합 환경 모사장치를 포함하는 회전익 항공기의 비행제어 시뮬레이션 시스템의 개략도이다.2 is a schematic diagram of a flight control simulation system for a rotary wing aircraft including an electromechanical actuator integrated environment simulation device for flight control simulation of a rotary wing aircraft according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 의한 회전익 항공기의 비행제어 시뮬레이션을 위한 전기 기계식 구동기 통합 환경 모사장치를 포함하는 회전익 항공기의 비행제어 시뮬레이션 시스템은, HILS(Hardware-In-the-Loop-Simulation)시스템이 적용될 수 있으며, 시뮬레이션부(10)와 회전익 항공기의 비행제어 시뮬레이션을 위한 전기 기계식 구동기 통합 환경 모사장치(20)(이하 구동환경 모사장치)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 2, the flight control simulation system of a rotary wing aircraft including an electromechanical actuator integrated environment simulation device for flight control simulation of a rotary wing aircraft according to an embodiment of the present invention, HILS (Hardware-In-the -Loop-Simulation) system may be applied, and may include a simulation unit 10 and an electromechanical actuator integrated environment simulating device 20 (hereinafter referred to as a driving environment simulating device) for flight control simulation of a rotary wing aircraft.

시뮬레이션부(10)는 회전익 항공기의 동특성이 모델링되어 시뮬레이션으로 구현하고, 사용자에 의한 조작에 따라 제어신호를 생성하며 시뮬레이션 호스트(11)와 제어부(12)를 포함할 수 있다.The simulation unit 10 models the dynamic characteristics of the rotary wing aircraft and implements them as simulations, generates control signals according to user manipulation, and may include a simulation host 11 and a control unit 12 .

시뮬레이션 호스트(11)는 사용자의 조작에 의해 회전익 항공기 모델의 동특성에 따른 신호를 생성한다. 여기서 사용자의 조작이란 시뮬레이션 상에서 회전익 항공기에 포함되는 구동기(로터 또는 기타 장치를 구동하는 액추에이터)등의 조작일 수 있으며, 따라서 시뮬레이션 호스트(11)는 소정의 입력장치를 포함하는 전자기기로 구현될 수 있고, 특히 회전익 항공기의 조종간을 모사한 장치일 수 있다.The simulation host 11 generates signals according to the dynamic characteristics of the rotorcraft model by a user's manipulation. Here, the user's manipulation may be manipulation of actuators (actuators that drive rotors or other devices) included in the rotorcraft in the simulation, and thus the simulation host 11 may be implemented as an electronic device including a predetermined input device. In particular, it may be a device that simulates the control stick of a rotary wing aircraft.

제어부(12)는 시뮬레이션 호스트(11)에서 생성된 신호에 따라 구동기의 제어신호를 생성하여, 후술할 구동환경 모사장치(20)로 입력하게 된다. 제어부(12)는 연산장치를 포함하는 일종의 제어컴퓨터로 구현될 수 있다. 도 2에 도시된 본 실시예에서 시뮬레이션 호스트(11)와 제어부(12)는 서로 별개로 도시되어 있지만, 본 발명은 시뮬레이션 호스트(11)와 제어부(12)의 구현 형태를 이에 한정하는 것은 아니며, 시뮬레이션 호스트(11)와 제어부(12) 각각이 서로 일체화된 실시예 또한 있을 수 있다.The control unit 12 generates a control signal for the driver according to the signal generated by the simulation host 11, and inputs the control signal to the driving environment simulation device 20 to be described later. The controller 12 may be implemented as a kind of control computer including an arithmetic device. In the present embodiment shown in FIG. 2, the simulation host 11 and the control unit 12 are shown separately from each other, but the present invention is not limited to the implementation form of the simulation host 11 and the control unit 12, There may also be an embodiment in which the simulation host 11 and the control unit 12 are integrated with each other.

도 2에 도시된 바와 같이, 구동환경 모사장치(20)는 입출력시스템(700), 액추에이터(200) 및 측정부(300)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 2 , the driving environment simulation device 20 may include an input/output system 700 , an actuator 200 and a measuring unit 300 .

입출력시스템(700)은 제어부(12)로부터 입력되는 제어신호를 수신하고, 후단에 위치한 액추에이터(200)로 제어신호를 입력한다. 본 발명에서 액추에이터(200)는 총 4개가 있을 수 있으며, 각각은 피치(Pitch), 롤(Roll1, Roll2), 요(Yaw)에 대응되는 동작을 모사한다. 액추에이터(200)가 입출력시스템(700)으로부터 입력된 제어신호에 의해 구동하면, 센서부(500)는 액추에이터(200)에 의해 구동한 거리를 측정한다. 센서부(500)에서 측정된 정보는 전압형태로 변환되어 입출력시스템(700)으로 전송되고, 입출력시스템(700)은 센서부(500)로부터 수신한 정보를 시뮬레이션부(10)의 제어부(12)로 송신한다. 제어부(12)는 수신한 정보, 즉 액추에이터(200)가 움직인 거리가 시뮬레이션 호스트(11)에서 동역학 모델의 입력값으로 제공되어 회전익 항공기에 대한 시뮬레이션을 수행할 수 있다.The input/output system 700 receives a control signal input from the controller 12 and inputs the control signal to the actuator 200 located at the rear end. In the present invention, there may be a total of four actuators 200, and each simulates an operation corresponding to pitch, roll (Roll1, Roll2), and yaw. When the actuator 200 is driven by a control signal input from the input/output system 700, the sensor unit 500 measures a distance driven by the actuator 200. The information measured by the sensor unit 500 is converted into a voltage form and transmitted to the input/output system 700, and the input/output system 700 transfers the information received from the sensor unit 500 to the control unit 12 of the simulation unit 10. send to The control unit 12 may perform a simulation of the rotorcraft by providing the received information, that is, the distance the actuator 200 has moved, as an input value of the dynamics model from the simulation host 11 .

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 회전익 항공기의 비행제어 시뮬레이션을 위한 전기 기계식 구동기 통합 환경 모사장치의 평면도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 회전익 항공기의 비행제어 시뮬레이션을 위한 전기 기계식 구동기 통합 환경 모사장치의 측면도이다.3 is a plan view of an electromechanical actuator integrated environment simulation device for flight control simulation of a rotary wing aircraft according to an embodiment of the present invention, and FIG. It is a side view of the mechanical actuator integrated environment simulation device.

도 3와 도 4를 참조하여, 상술한 전기 기계식 구동기 통합 환경 모사장치(20)를 보다 상세히 설명한다.Referring to FIGS. 3 and 4 , the above-described electromechanical actuator integrated environment simulation device 20 will be described in more detail.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 전기 기계식 구동기 통합 환경 모사장치(20)는 상술한 입출력시스템(700), 액추에이터(200), 센서부(500) 외에도, 베이스부(100), 측정부(300) 및 마찰 제어부(400)를 더 포함할 수 있다.As shown in FIGS. 3 and 4, the electromechanical driver integrated environment simulation device 20 includes the above-described input/output system 700, actuator 200, and sensor unit 500, as well as the base unit 100 and the measurement unit. 300 and a friction control unit 400 may be further included.

베이스부(100)는 일면에 레일(110)이 설치되며, 상기한 액추에이터(200), 측정부(300), 마찰 제어부(400) 및 센서부(500)가 설치되는 부분이다. 베이스부(100)는 일종의 판 형상일 수 있으며, 레일(110)은 베이스부(100)의 길이 방향으로 연장 형성될 수 있다. 베이스부(100)는 외곽의 형상이 사각형인 것이 바람직하나, 본 발명은 베이스부(100)의 형상을 사각형에 한정하지 않고, 다양한 형상의 실시예가 가능하다.A rail 110 is installed on one surface of the base part 100, and the actuator 200, the measurement part 300, the friction control part 400, and the sensor part 500 are installed. The base part 100 may be a kind of plate shape, and the rail 110 may extend in the longitudinal direction of the base part 100 . It is preferable that the base part 100 has a rectangular shape, but the present invention does not limit the shape of the base part 100 to a rectangular shape, and embodiments of various shapes are possible.

액추에이터(200)는 베이스부(100)의 일면 중, 레일(110)의 일측에 설치될 수 있다. 액추에이터(200)에는 로드가 결합되어, 액추에이터(200)가 구동됨에 따라 로드가 스트로크 구동할 수 있다.The actuator 200 may be installed on one side of the rail 110 among one side of the base part 100 . A rod is coupled to the actuator 200, and as the actuator 200 is driven, the rod may be stroke-driven.

측정부(300)는 액추에이터(200)의 로드에 결합되어, 액추에이터(200)의 구동에 따라 액추에이터(200)의 로드와 함께 스트로크 구동되는 부분으로, 베이스부(100)의 길이방향으로 이동하게 된다.The measuring unit 300 is coupled to the rod of the actuator 200, is driven in stroke along with the rod of the actuator 200 according to the driving of the actuator 200, and moves in the longitudinal direction of the base part 100 .

마찰 제어부(400)는 측정부(300)의 하부에 설치되되, 레일(110)에 이동 가능하게 결합된다. 즉, 마찰 제어부(400)는 액추에이터(200)가 구동함에 따라 로드 및 측정부(300)와 함께 레일(110)을 이동하게 된다. 마찰 제어부(400)는 레일(110) 사이의 마찰력을 조정함으로써, 구동기로의 액추에이터(200)에 가해지는 기계적 하중을 구현할 수 있다.The friction control unit 400 is installed below the measuring unit 300 and is movably coupled to the rail 110 . That is, the friction controller 400 moves the rail 110 together with the rod and the measuring unit 300 as the actuator 200 is driven. The friction control unit 400 may implement a mechanical load applied to the actuator 200 as a driver by adjusting the frictional force between the rails 110 .

센서부(500)는 측정부(300)와 대향되게 배이스부(100)의 일면 중 일측에 설치된다. 센서부(500)는 소정의 방식으로 센서부(500)와 측정부(300) 사이의 간격을 측정한다. 본 실시예에서 소정의 방식이란, 적외선을 측정부(300)로 발산하고, 측정부(300)의 표면에서 반사되어 오는 적외선을 수신한 후, 적외선이 수신된 시간을 이용하는 광학식 측정방식일 수 있다. 이러한 광학식 측정방식을 사용할 때, 적외선이 입사되는 로드의 끝단이 평평하지 않으면, 측정된 센서부(500)와 로드의 끝단 사이의 간격이 정확하지 않거나, 측정 자체가 어려워질 수 있다. 따라서 본 발명은 판 형상의 측정부(300)를 로드의 끝단에 설치하여, 센서부(500)에서 조사되는 빛이 측정부(300)의 표면에서 보다 용이하게 반사되도록 할 수 있다. 센서부(500)에서 측정된 거리 정보는 전압과 같은 아날로그 출력으로 생성되어, 상술한 입출력시스템(700)으로 전송된다.The sensor unit 500 is installed on one side of one side of the base unit 100 to face the measurement unit 300 . The sensor unit 500 measures the distance between the sensor unit 500 and the measurement unit 300 in a predetermined manner. In this embodiment, the predetermined method may be an optical measurement method that emits infrared rays to the measurement unit 300, receives the infrared rays reflected from the surface of the measurement unit 300, and uses the time when the infrared rays are received. . When using such an optical measurement method, if the end of the rod through which infrared rays are incident is not flat, the distance between the measured sensor unit 500 and the end of the rod may be inaccurate or the measurement itself may be difficult. Therefore, according to the present invention, the plate-shaped measurement unit 300 is installed at the end of the rod so that the light irradiated from the sensor unit 500 can be more easily reflected from the surface of the measurement unit 300. The distance information measured by the sensor unit 500 is generated as an analog output such as voltage and transmitted to the above-described input/output system 700 .

상술한 측정부(300)에 대해서 보다 상세히 설명한다.The above-described measuring unit 300 will be described in more detail.

도 3에 도시된 바와 같이, 측정부(300)는 기본 측정부판(310), 결합 측정부판(320) 및 이동 측정부판(330)을 포함할 수 있다.As shown in FIG. 3 , the measurement unit 300 may include a basic measurement sub-plate 310 , a coupling measurement sub-plate 320 and a movement measurement sub-plate 330 .

기본 측정부판(310)은 상술한 마찰 제어부(400)와 결합되며, 결합 측정부판(320)은 기본 측정부판(310)의 일측에서 상측으로 연장되어, 상기 액추에이터(200)의 로드와 결합되며, 이동 측정부판(330)은 기본 측정부판(310)의 타측에서 상측으로 연장된다. 즉, 기본 측정부판(310), 결합 측정부판(320) 및 이동 측정부판(330)을 포함하는 측정부(300)는 U자형 또는 뒤집어진 디귿자 형태로 이루어진다. 본 발명에서 측정부(300)는 결합 측정부판(320)을 포함함으로써, 액추에이터(200)의 로드와 결합이 용이하도록 할 수 있다. 또한, 액추에이터(200)의 로드가 스트로크 구동하는 과정에서, 마찰 제어부(400)의 마찰력 제어 동작에 의해 손상 또는 변형되는 것을 방지할 수 있다. 센서부(500)에서 조사되는 광은 기본 측정부판(310)의 표면에서 반사된다.The basic measuring part plate 310 is coupled to the above-described friction control unit 400, and the coupled measuring part plate 320 extends upward from one side of the basic measuring part plate 310, and is coupled to the rod of the actuator 200, The moving measurement sub-plate 330 extends upward from the other side of the basic measurement sub-plate 310 . That is, the measuring unit 300 including the basic measuring part 310, the coupling measuring part 320, and the moving measuring part 330 is formed in a U-shape or an inverted D-shaped shape. In the present invention, the measurement unit 300 may be easily coupled with the rod of the actuator 200 by including the coupling measurement part plate 320 . In addition, it is possible to prevent the rod of the actuator 200 from being damaged or deformed by the friction control operation of the friction control unit 400 during stroke driving. Light irradiated from the sensor unit 500 is reflected from the surface of the basic measurement sub-plate 310 .

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 회전익 항공기의 비행제어 시뮬레이션을 위한 전기 기계식 구동기 통합 환경 모사장치의 마찰 제어부의 정면도이다.5 is a front view of a friction control unit of an electromechanical actuator integrated environment simulation device for flight control simulation of a rotary wing aircraft according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하여 마찰 제어부(400)에 대해 상세히 설명하면, 마찰 제어부(400)는 블록(410), 가변 마찰부(420) 및 조정수단(430)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 5, the friction control unit 400 will be described in detail. The friction control unit 400 may include a block 410, a variable friction unit 420, and an adjustment unit 430.

상기한 블록(410)은 레일(110)에 결합되어 레일(110)을 따라 이동 가능하게 구성된다. 상술한 기본 측정부판(310)은 블록(410)에 결합될 수 있다. 블록(410)의 내부에는 레일(110)의 형상에 대응되는 공간이 형성되어 있는데, 가변 마찰부(420)는 블록(410)의 공간상의 일면에 레일(110)측으로 이동하거나, 그 반대방향으로 이동가능하게 구성된다. 즉, 가변 마찰부(420)는 마찰 제어부(400)와 레일(110) 사이의 마찰력을 가변시키기 위한 부분이다. 가변 마찰부(420)는 레일(110)의 형상에 대응되어, 레일(110)의 양측면과 상면 총 세 개의 파트로 구성될 수 있다.The block 410 is coupled to the rail 110 and is configured to be movable along the rail 110 . The above-described basic measurement part plate 310 may be coupled to the block 410 . A space corresponding to the shape of the rail 110 is formed inside the block 410, and the variable friction part 420 moves toward the rail 110 on one side of the space of the block 410 or moves in the opposite direction. configured to be movable. That is, the variable friction part 420 is a part for varying the frictional force between the friction controller 400 and the rail 110 . The variable friction part 420 corresponds to the shape of the rail 110 and may be composed of a total of three parts, both side surfaces and the upper surface of the rail 110 .

위치 조정수단(430)은, 가변 마찰부(420)의 위치를 조정하여, 마찰력을 조정한다. 위치 조정수단(430)은 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 본 실시예에서 위치 조정수단(430)은 블록(410)의 외측에 위치한 렌치 홀과, 렌치 홀에 연결되어 블록(410)의 내부에서 가변 마찰부(420)를 밀어내는 형태로 구현될 수 있다. 보다 구체적으로. 블록(410)의 내부에는 블록(410)의 길이방향으로 연장되되, 가변 마찰부(420)와 면접하는 하면이 경사지게 형성되는 경사블록이 수용될 수 있다. 사용자가 렌치 홀로 구성되는 위치 조정수단(430)을 렌치를 이용해 일방향으로 회전시키면, 경사블록이 블록(410)의 길이 방향으로 이동하고, 이에 따라 경사면이 가변 마찰부(420)를 레일(110)측으로 밀어내 마찰력을 증가시킬 수 있다. 이와 반대로, 사용자가 렌치 홀로 구성되는 위치 조정수단(430)을 렌치를 이용해 타측 방향으로 회전시키면, 경사블록이 블록(410)의 길이 방향으로 이동하고, 이에 따라 가변 마찰부(420)는 레일(110)의 반대측으로 이동하여 마찰력을 저감시킬 수 있다. 단, 본 발명은 위치 조정수단(430)의 형태를 상기한 것으로 한정하는 것은 아니며, 소정의 수단을 이용해 스프링을 압축/인장 시켜, 가변 마찰부(420)를 레일(110)측으로 이동시키거나 반대측으로 이동하도록 할 수 있는 형태로 위치 조정수단(430)이 구현될 수 있다.The position adjusting means 430 adjusts the frictional force by adjusting the position of the variable friction part 420 . The position adjusting means 430 may be implemented in various forms, and in this embodiment, the position adjusting means 430 is connected to the wrench hole and the wrench hole located outside the block 410, and inside the block 410. It may be implemented in a form of pushing the variable friction part 420 . more specifically. Inside the block 410, an inclined block extending in the longitudinal direction of the block 410 and having an inclined lower surface facing the variable friction part 420 may be accommodated. When the user rotates the position adjusting means 430 composed of a wrench hole in one direction using a wrench, the inclined block moves in the longitudinal direction of the block 410, and accordingly, the inclined surface moves the variable friction part 420 to the rail 110. You can push it to the side to increase the frictional force. Conversely, when the user rotates the position adjusting means 430 composed of a wrench hole in the other direction using a wrench, the inclined block moves in the longitudinal direction of the block 410, and accordingly, the variable friction part 420 moves the rail ( 110) to reduce the frictional force. However, the present invention is not limited to the shape of the position adjusting means 430 as described above, and the spring is compressed/tensioned using a predetermined means to move the variable friction part 420 to the side of the rail 110 or to the opposite side The position adjustment means 430 may be implemented in a form capable of moving to .

도면에는 도시되어 있지 않지만, 본 발명은 측정부(300)와 센서부(500) 사이의 레일(110)상에 설치되어, 이물질 또는 기타 요인에 의해 구동기가 동작하지 않는 잼(jam) 상황을 모사할 수 있는 잼 모사부를 더 포함할 수 있다.Although not shown in the drawings, the present invention is installed on the rail 110 between the measuring unit 300 and the sensor unit 500, and simulates a jam situation in which the driver does not operate due to foreign substances or other factors It may further include a jam copy that can be made.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다. The present invention is not limited to the above embodiments, and the scope of application is diverse, and various modifications and implementations are possible without departing from the gist of the present invention claimed in the claims.

10 : 시뮬레이션부
20 : 회전익 항공기의 비행제어 시뮬레이션을 위한 구동환경 모사장치
100 : 베이스부
110 : 레일
200 : 액추에이터
300 : 측정부
310 : 기본 측정부판
320 : 결합 측정부판
330 : 이동 측정부판
400 : 마찰 제어부
410 : 블록
420 : 가변 마찰부
430 : 조정수단
500 : 센서부10: simulation unit
20: Driving environment simulation device for flight control simulation of rotary wing aircraft
100: base part
110: rail
200: actuator
300: measuring unit
310: basic measuring plate
320: combined measuring plate
330: moving measuring plate
400: friction control unit
410: block
420: variable friction part
430: adjustment means
500: sensor unit

Claims (8)

회전익 항공기의 비행제어신호에 의해 구동하는 구동환경 모사장치에 있어서,
일면에 레일(110)이 설치되는 베이스부(100);
상기 베이스부(100)의 일면에 설치되어, 회전익 항공기의 비행제어신호에 따라 스트로크 구동하는 액추에이터(200);
상기 액추에이터(200)의 로드와 연결되어, 상기 액추에이터(200)의 스트로크 구동에 따라 상기 베이스부(100)의 길이방향으로 이동하는 측정부(300);
상기 측정부(300)의 하부에 설치되고, 상기 레일(110)에 이동 가능하게 결합되며, 상기 레일(110)과의 마찰력을 조절 가능하게 구성되는 마찰 제어부(400); 및
상기 측정부(300)와 대향되게 상기 베이스부(100)의 일면 중 일측에 설치되어, 상기 측정부(300)가 이동한 거리를 측정하는 센서부(500);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전익 항공기의 비행제어 시뮬레이션을 위한 전기 기계식 구동기 통합 환경 모사장치.
In the driving environment simulation device driven by the flight control signal of the rotary wing aircraft,
Base part 100 on which the rail 110 is installed on one side;
an actuator 200 installed on one surface of the base part 100 and driving a stroke according to a flight control signal of a rotary wing aircraft;
a measuring unit 300 that is connected to the rod of the actuator 200 and moves in the longitudinal direction of the base unit 100 according to the stroke driving of the actuator 200;
a friction control unit 400 installed below the measuring unit 300, movably coupled to the rail 110, and configured to adjust a frictional force with the rail 110; and
a sensor unit 500 installed on one of the surfaces of the base unit 100 to face the measurement unit 300 and measuring a distance moved by the measurement unit 300;
An electromechanical actuator integrated environment simulation device for flight control simulation of a rotary wing aircraft, characterized in that it comprises a.
 제1항에 있어서,
상기 마찰 제어부(400)는,
상기 레일(110)에 결합되는 블록(410);
상기 블록(410)의 상기 레일(110)측 일면에 형성되되, 상기 레일(110)측으로 이동 가능하게 구성되는 가변 마찰부(420); 및
상기 가변 마찰부(420)의 위치를 조정하는 위치 조정수단(430);
을 포함하는 것을 특징으로 하는 회전익 항공기의 비행제어 시뮬레이션을 위한 전기 기계식 구동기 통합 환경 모사장치.
According to claim 1,
The friction control unit 400,
A block 410 coupled to the rail 110;
a variable friction part 420 formed on one surface of the block 410 on the side of the rail 110 and configured to be movable toward the side of the rail 110; and
a position adjustment means 430 for adjusting the position of the variable friction part 420;
An electromechanical actuator integrated environment simulation device for flight control simulation of a rotary wing aircraft, characterized in that it comprises a.
 제1항에 있어서,
상기 측정부(300)는, 판 형태로 일면이 상기 센서부(500)를 향하는 형태인 것을 특징으로 하는 회전익 항공기의 비행제어 시뮬레이션을 위한 전기 기계식 구동기 통합 환경 모사장치.
According to claim 1,
The measuring unit 300 is an electromechanical actuator integrated environment simulation device for flight control simulation of a rotary wing aircraft, characterized in that in a plate shape with one surface facing the sensor unit 500.
 제1항에 있어서,
상기 측정부(300)와 상기 센서부(500) 사이의 레일(110)에 결합되어 상기 측정부(300)의 움직임을 제한하는 잼 모사부(600);
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 회전익 항공기의 비행제어 시뮬레이션을 위한 전기 기계식 구동기 통합 환경 모사장치.
According to claim 1,
A jam copying unit 600 coupled to the rail 110 between the measuring unit 300 and the sensor unit 500 to limit the movement of the measuring unit 300;
An electromechanical actuator integrated environment simulation device for flight control simulation of a rotary wing aircraft, characterized in that it further comprises.
 HILS(Hardware-In-the-Loop-Simulation)시스템이 적용된 회전익 항공기의 비행제어 시뮬레이션 시스템에 있어서,
회전익 항공기의 동특성이 모델링되어 시뮬레이션으로 구현하고, 사용자에 의한 조작에 따라 제어신호를 생성하는 시뮬레이션부(10); 및
상기 제어신호에 따라 동작하는 액추에이터를 포함하고, 회전익 항공기의 동특성 환경 또는 고장을 모사하는 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 회전익 항공기의 비행제어 시뮬레이션을 위한 구동환경 모사장치(20);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전익 항공기의 비행제어 시뮬레이션 시스템.
In the flight control simulation system of a rotorcraft to which the HILS (Hardware-In-the-Loop-Simulation) system is applied,
A simulation unit 10 that models the dynamic characteristics of the rotary wing aircraft, implements them through simulation, and generates a control signal according to manipulation by a user; and
A driving environment simulation device for flight control simulation of a rotorcraft according to any one of claims 1 to 4, including an actuator that operates according to the control signal, and simulating a dynamic environment or failure of the rotorcraft;
A flight control simulation system for a rotary wing aircraft comprising a.
 제5항에 있어서,
상기 시뮬레이션부(10)는,
사용자인 조작에 의해 회전익 항공기 모델의 동특성에 따라 제어신호를 생성해, 상기 회전익 항공기의 비행제어 시뮬레이션을 위한 전기 기계식 구동기 통합 환경 모사장치(20)에 입력하는 제어부(12)를 포함하고,
상기 회전익 항공기의 비행제어 시뮬레이션을 위한 전기 기계식 구동기 통합 환경 모사장치(20)는,
상기 제어부(12)로부터 입력되는 제어신호를 수신하는 입출력시스템(700);을 포함하는 것을 특징으로 하는 회전익 항공기의 비행제어 시뮬레이션 시스템.
According to claim 5,
The simulation unit 10,
A control unit 12 that generates a control signal according to the dynamic characteristics of the rotary wing aircraft model by user manipulation and inputs the control signal to the electromechanical actuator integrated environment simulation device 20 for flight control simulation of the rotary wing aircraft,
The electromechanical actuator integrated environment simulation device 20 for flight control simulation of the rotary wing aircraft,
A flight control simulation system for a rotary wing aircraft, characterized in that it includes; an input/output system (700) for receiving a control signal input from the controller (12).
 제6항에 있어서,
상기 입출력시스템(700)은 상기 제어신호에 따라 구동기 명령신호를 생성해 상기 액추에이터(220)를 구동시키고,
상기 센서부(500)는 상기 구동기 명령신호에 따라 구동된 상기 액추에이터(220)의 스트로크 거리를 측정하고, 측정된 신호를 상기 입출력시스템(700)에 전송하며,
상기 입출력시스템(700)은 상기 센서부(500)로부터 수신한 신호를 상기 시뮬레이션부(10)로 전송하는 것을 특징으로 하는 회전익 항공기의 비행제어 시뮬레이션 시스템.
According to claim 6,
The input/output system 700 generates an actuator command signal according to the control signal to drive the actuator 220,
The sensor unit 500 measures the stroke distance of the actuator 220 driven according to the actuator command signal and transmits the measured signal to the input/output system 700,
The input/output system 700 transmits the signal received from the sensor unit 500 to the simulation unit 10, characterized in that the flight control simulation system of the rotary wing aircraft.
 제7항에 있어서,
상기 입출력시스템(700)은,
상기 액추에이터(220)의 스트로크 거리 정보를 이더넷 통신을 통해 상기 시뮬레이션부(10)로 전송하는 것을 특징으로 하는 회전익 항공기의 비행제어 시뮬레이션 시스템.According to claim 7,
The input-output system 700,
Flight control simulation system for a rotorcraft, characterized in that for transmitting the stroke distance information of the actuator 220 to the simulation unit 10 through Ethernet communication.
KR1020210060756A 2021-05-11 2021-05-11 A electro-mechanical actuator integration environment simulation device for flight control simulation of a rotorcraft and a flight control simulation system for a rotorcraft including the same KR102595516B1 (en)

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