KR20240050349A - 광학 계기를 위치시키는 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 탄성적으로 변형가능한 몸체가 마련된 액츄에이팅 부재들(3)을 이용하는 우주 광학 계기 미러 유형의 장비 항목을 위치시키는 장치에 관한 것이다. 액츄에이팅 부재들(3)의 몸체는 마이크로미터 나사를 이용해 변형될 수 있다.

Description

광학 계기를 위치시키는 장치 및 방법

본 발명은 예를 들어 광학 계기 장비와 같은, 정확한 포지셔닝을 필요로 하는 포지셔닝 장비 분야에 관한 것이다.

본 발명은 특히, 우주 계기 장비 분야에 관심이 있지만, 이에 한정되지 않는다.

우주 계기 장비 분야에 있어서, 광기계식 마운팅을 사용하여 미러들 또는 렌즈들과 같은 장비들을 위치시키는 것이 알려져 있다.

문헌 WO2012/041462A2는 6 자유도로 장비의 위치를 조정할 수 있는 육각(hexapod)을 형성하는 6 개의 길이-조정가능한 레그들을 포함하는, 이러한 포지셔닝 장치를 개시한다.

하지만, 이러한 장치를 이용하여 장비를 위치시키는 것은 레그들 각각의 길이를 조정하기 위해 조정 디스크들을 추가하고 제거해야 하기 때문에 오래 걸리고 지루한 일이다. 이것은 측정, 디스크들의 두께 결정, 분해, 조정 및 재조립의 단계들이 반복적으로 수행되어야 한다.

이에 더하여, 이러한 장치는 디스크들의 추가 및 제거와 이에 대응하는 조립 및 분해 단계들 관점에서 조정의 재현성에 문제가 있다.

본 발명은 종래의 포지셔닝 장치들의 단점들을 극복하는 것, 특히 우주 광학 계기 또는 3차원 공간에서 정확한 포지셔닝을 필요로 하는 다른 계기의 장비의 포지셔닝을 단순화하는 것을 목적으로 한다.

이를 위해, 본 발명의 주제는 장비를 수신하도록 의도되거나 또는 장비의 일부를 형성하는 플랫폼 및 상기 플랫폼에 연결되는 하나 또는 그 이상의 액츄에이팅 부재들을 포함하는, 우주 광학 계기 미러와 같은 장비를 위치시키는 장치이다. 본 발명에 따르면, 상기 액츄에이팅 부재들 중 적어도 하나는 탄성적으로 변형가능한 몸체 및 상기 몸체를 변형시킬 수 있도록 구성되는 제어 메카니즘을 포함하여 상기 플랫폼의 위치를 조정하게 된다.

이러한 액츄에이팅 부재는 이러한 디스크들과 같은 제거가능한 조정 구성요소들을 사용하지 않고도 몸체의 길이 및 그 결과 장비 및 플랫폼의 위치를 조정하는 것을 가능하게 해준다. 이로써 장비는 액츄에이팅 부재의 몸체의 단순 변형에 의해 변위되거나 또는 재위치될 수 있다.

이로써 본 발명은 정확하고 재현가능한 포지셔닝을 보장하면서 장비의 포지셔닝을 단순화하는 것을 가능하게 해준다.

일 실시예에 있어서, 상기 몸체는 이펙터 구성요소 및 상기 이펙터 구성요소에 각각 연결되는 2 개의 암들을 포함하여 상기 암들이 제어 방향에 따라 서로에 대해 이격되어 있고, 상기 제어 메카니즘은 상기 암들에 상기 제어 방향에 따라 상기 암들을 분리시키는 거리를 조정할 수 있는 기계적 힘을 적용하도록 구성되어 상기 제어 방향에 대하여 수직이거나 또는 비스듬한 작동 방향에 따라 상기 이펙터 구성요소를 변위시키게 된다.

특히, 몸체는, 이 암들이 제어 방향에 따라 서로 각각 멀리 움직여서, 이 암들을 서로 더 근접하게 하는 것이 첫번째 의미로는 이펙터 구성요소의 변위를, 두번째 의미로는 작동 방향에 따라, 초래하도록 구성될 수 있다.

이펙터 구성요소는 바람직하게 작동 방향을 따라 몸체의 단부를 형성할 수 있는 몸체의 일 부분에 의해 형성된다.

이펙터 구성요소는 이 경우에 있어서 암들을 서로에 연결하는 몸체의 단순한 구조적 구성요소에 의해 형성될 수 있다.

이펙터 구성요소는 이로써 플랫폼에 연결되어 제어 메카니즘의 작동 하에서몸체가 변형될 때 이를 변위시킬 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 몸체의 상기 암들 각각은 상기 제어 메카니즘에 연결되는 연결 부분 및 상기 몸체의 이펙터 구성요소에 상기 연결 부분을 연결하는 스트립과 같은 연성 구성요소를 포함한다.

일 실시예에 있어서, 상기 제어 메카니즘은 마이크로미터 나사 또는 차동 나사를 포함한다.

마이크로미터 나사는 단순한 방식으로 정확한 조정을 획득하는 것을 가능하게 해준다.

마이크로미터 나사는 제1 외부 나사산 및 제2 외부 나사산을 포함할 수 있다. 제1 외부 나사산은 몸체의 제1 부분에 의해, 예를 들어 몸체의 암들 중 하나의 해당 연결 부분에 의해, 또는 몸체의 이 제1 부분에 연결되는 제어 메카니즘의 제1 부분에 의해, 형성되는 내부 나사산과 협력할 수 있다. 제2 외부 나사산은 몸체의 제2 부분에 의해, 예를 들어 몸체의 암들 중 다른 하나의 해당 연결 부분에 의해, 또는 몸체의 이 제2 부분에 연결되는 제어 메카니즘의 제2 부분에 의해, 형성되는 내부 나사산과 협력할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 마이크로미터 나사는 제1 조정 나사를 형성하고, 상기 제어 메카니즘은 상기 제1 조정 나사의 외부 나사산과 협력하는 내부 나사산을 형성하는 오리피스가 마련된 제2 조정 나사를 포함하고, 상기 제어 메카니즘은 상기 제1 조정 나사 및/또는 상기 제2 조정 나사의 회전 변위의 작동 하에서 상기 몸체를 변형시킬 수 있도록 구성된다.

이 실시예의 맥락에서, 제2 조정 나사는 바람직하게 몸체의 해당 제2 부분에 연결되는 제어 메카니즘의 일 부분과 협력하는 외부 나사산을 포함한다.

일 실시예에 있어서, 액츄에이팅 부재는 제어 방향을 따라 앞뒤로(translationally) 몸체의 해당 암들을 안내하는 수단을 포함한다.

안내 수단은 제어 메카니즘의 해당 제1 및 제2 부분들에 의해, 또는 몸체의 암들 중 각 암에 통합된 2 개의 부분들에 의해 형성될 수 있고, 이 부분들은 바람직하게 슬라이딩 피봇 링크 또는 슬라이드 링크에 의해 서로에게 연결된다.

실시예 변형의 일 예에 있어서, 제어 메카니즘은 압전 액츄에이터를 포함한다.

이 액츄에이터는 액츄에이팅 부재의 몸체의 암들 사이에 삽입되는 변형가능한 압전 물질을 포함할 수 있다.

실시예 변형의 다른 일 예에 있어서, 제어 메카니즘은 스테퍼 모터를 포함한다.

일 실시예에 있어서, 상기 몸체는 연결 부재에 의해 상기 플랫폼에 연결되고, 이 연결 부재는 적어도 1 자유도를 정의하는 링크에 의해 상기 몸체에 연결된다.

보다 상세하게, 이 연결 부재는 해당 이펙터 구성요소에 연결될 수 있다.

이 연결 부재와 몸체 사이의 링크는 피봇 링크 또는 볼 조인트 링크일 수 있다.

제1 변형에 따르면, 연결 부재는 로드에 의해 몸체에 연결된다.

이 링크 로드는 이로써 3 자유도를 정의하는 볼 조인트 링크를 형성할 수 있다.

제2 변형에 따르면, 연결 부재는 스트립에 의해 몸체에 연결된다.

이 링크 스트립은 이로써 1 자유도를 정의하는 피봇 링크를 형성할 수 있다.

대안적으로 또는 추가적으로, 액츄에이팅 부재는 베이스에 몸체를 연결하도록 기술되었거나 의도되는 것에 유사한 연결 부재를 포함할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 액츄에이팅 부재들은 6 개의 액츄에이팅 부재들을 포함한다.

액츄에이팅 부재들은 이로써 육각을 형성할 수 있다.

바람직하게, 액츄에이팅 부재들 각각은 탄성적으로 변형가능한 몸체 및 몸체를 변형시킬 수 있도록 구성된 제어 메카니즘을 포함하여 플랫폼의 위치를 조정하게 된다.

일 실시예에 있어서, 이 장치는 플랫폼의 위치를 결정하도록 구성되는 측정 시스템을 포함한다.

측정 시스템은 광학적일 수 있다.

다른 측면에 따르면, 본 발명은 또한 상기에서 정의된 장치를 이용하는, 우주 광학 계기 미러와 같은, 장비를 위치시키는 방법에 관한 것이다.

일 구현에 있어서, 이 방법은 상기에서 언급된 측정 시스템을 이용하여 플랫폼의 위치를 결정하는 단계, 및 플랫폼의 타겟 위치의 함수로서, 해당 액츄에이팅 부재들 중 하나 또는 그 이상의 타겟 설정을 결정하는 단계를 포함한다.

본 발명은 또한 운영자가 상기에서 정의된 방법을 구현하는 것을 보조하도록 구성되는 컴퓨터화된 도구에 관한 것이다.

바람직하게, 이 도구는 상기에서 언급된 장치의 모델을 포함한다.

이 도구는 이 장치의 플랫폼의 초기 위치로부터 시작하는 조정 명령들을 제공하도록 구성될 수 있다.

이 초기 위치는 상기에서 언급된 측정 시스템을 이용해 결정될 수 있다.

본 발명의 다른 장점들 및 특징들은 이하의 상세하고 한정적이지 않은 설명을 읽을 때 명백해질 것이다.

이하의 상세한 설명은 첨부된 도면들을 참조한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액츄에이팅 부재들을 포함하는, 파라볼릭 미러와 같은 장비를 위치시키는 장치의 대략적인 사시도이다.
도 2는 도 1의 액츄에이팅 부재들 중 하나의 대략적인 사시도이다.
도 3은 도 2의 액츄에이팅 부재의 대략적인 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 액츄에이팅 부재의 대략적인 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 액츄에이팅 부재의 대략적인 사시도이다.

도 1은 본 발명에 따른 장치를 보여준다.

한정적이지 않은, 이 예에 있어서, 장치는 베이스(1), 플랫폼(2) 및 6 개의 액츄에이팅 부재들(3)을 포함한다.

베이스(1)는 가로대들(4)에 의해 서로에게 연결되는 3 개의 단부들을 가지는 대체적으로 삼각형인, 삼각(tripod)을 형성한다.

베이스(1)의 각 단부는 주 지지대(미도시)에 이 장치를 단단히 연결하도록 마련되는 고정 수단(5)을 포함한다.

그 단부들 각각에, 베이스(1)는 2 개의 개구부들(6)을 포함하고, 그 각각에는 너트를 위한 하우징을 정의하는 카운터보어(보이지 않음; 이하 참조)가 마련된다.

플랫폼(2)은 원형의 평평한 상부 표면(7)을 정의하는 몸체를 포함한다.

플랫폼(2)의 몸체는, 일 측 상에서, 그 각각이 상부 표면(7)으로 나오는 오리피스들(8A)을 포함한다. 타 측 상에서, 플랫폼(2)의 몸체는, 그 각각에 너트를 위한 하우징을 정의하는 카운터보어(이하 참조)가 마련된 개구부들(9)에 의해서뿐만 아니라, 오리피스들(8B)에 의해서 관통된다.

도 1의 예에 있어서, 액츄에이팅 부재들(3) 각각은 2 개의 단부들을 포함하고, 그 중 하나는 베이스(1)의 개구부들(6) 중 하나에 수신되고 다른 하나는 플랫폼(2)의 개구부들(9) 중 하나에 수신된다.

액츄에이팅 부재들(3)은 베이스(1)에 대한 플랫폼(2)의 위치를 조정할 수 있도록 구성된다.

이 예에 있어서, 이 장치는 우주 광학 계기의 파라볼릭 미러(미도시)를 지지하도록 의도된다. 미러는 오리피스들(8A) 내에 고정 장착되는 안내 핀들(미도시)을 이용해 플랫폼(2) 상에 위치될 수 있고 또한 오리피스들(8B)을 관통하는 나사들(미도시)에 의해 플랫폼(2)에 잠길 수 있다.

이러한 적용의 맥락에서, 베이스(1)는 상기에서 언급된 주 지지대를 형성하는 위성의 일 부분(미도시)에 고정될 수 있다.

도 1의 액츄에이팅 부재들(3) 중 하나는 이제 도 2 및 도 3을 참조하여 설명될 것이다. 이하의 설명은 도 1의 액츄에이팅 부재들(3) 각각에 유사하게 적용된다.

도 2 및 도 3은 그 각각이 제1 기준 방향, 제2 기준 방향 및 제3 기준 방향을 정의하는, 기준 프레임(D1-D2-D3)을 포함한다.

일반적으로, 도 2 및 도 3의 액츄에이팅 부재(3)는 몸체(10), 2 개의 연결 부재들(12 및 13), 제어 메카니즘(14) 및 프리텐션 스프링(15)을 포함한다.

몸체(10)는, 또한 "바(bar)"로 지칭되는데, "작동 방향(actuation direction)"으로 지칭되는, 방향 D2를 따라 연장되고, 이 예에 있어서는 그 각각이 몸체(10)의 하단부 및 상단부를 형성하는, 2 개의 구성요소들(22 및 23) 및 하단부(22) 및 상단부(23)를 서로 연결하는 2 개의 암들을 포함한다.

도 2 및 도 3에서 좌측에 위치되는, 이 암들 중 제1 암은 몸체(10)를 제어 메카니즘(14)에 연결하기 위한 부분을 형성하는 중앙 구성요소(20) 뿐만 아니라 연결 부분(20)을 하단부(22) 및 상단부(23) 각각에 연결하는 2 개의 구성요소들(25 및 26)을 포함한다.

도 2 및 도 3에서 우측에 위치되는, 이 암들 중 제2 암 또한 몸체(10)를 제어 메카니즘(14)에 연결하기 위한 부분을 형성하는 중앙 구성요소(21) 뿐만 아니라 연결 부분(21)을 상단부(23) 및 하단부(22) 각각에 연결하는 2 개의 구성요소들(27 및 28)을 포함한다.

연결 부분들(20 및 21) 각각은 대체적으로 평행육면체 형태를 가져서, 변형되지 않고도 몸체(10)의 다른 부분들에 힘을 전달하는 것을 허용한다.

이 예에 있어서, 몸체(10)의 2 개의 암들은 평면 D2-D3에 대하여 서로에 대해 대칭적이고 또한 몸체(10)의 하단부(22)와 상단부(23)는 평면 D1-D3에 대하여 서로에 대해 대칭적이다.

몸체(10)의 연결 부분들(20 및 21)은 "제어 방향(control direction)"으로 지칭되는, 제1 방향(D1)을 따라 서로에 대해 이격되어 있다.

몸체(10)의 하단부(22) 및 상단부(23)는 작동 방향 D2을 따라 서로에 대해 이격되어 있다.

구성요소들(25 내지 28) 각각은 이 예에 있어서 연성 스트립(flexible strip), 즉 그 주요 크기들에 비해서 상대적으로 작은 두께를 가지는 구성요소를 형성한다.

이로써, 도 3을 참조하면, 스트립(25)은 연결 부분(20)과 하단부(22) 사이에서 연장되어 이 스트립(25)의 평균 두께 X2에 비해서 상대적으로 큰 길이 X1를 정의하게 된다.

도 2를 참조하면, 스트립(25)은 게다가 방향 D3을 따라 연장되어 이 구성요소(25)의 평균 두께 X2에 비해서 상대적으로 큰 폭 X3을 정의하게 된다.

이 예에 있어서 스트립(25)과 동일한 기하구조를 가지는, 스트립들(26, 27 및 28)에 동일하게 적용된다.

이 예에 있어서, 액츄에이팅 부재(3)의 몸체(10)는 또한 변형을 방지하지 못하도록 스트립들(25 내지 28)로부터 소정의 거리에 방향 D1을 따라 몸체(10)의 2 개의 암들 사이에서 연장되는 2 개의 정지 구성요소들(30 및 31)을 포함한다.

정지 구성요소(stop component, 30)는 하단부(22)의 내부 표면의 우측으로 연장되고 정지 구성요소(31)는 상단부(23)의 내부 표면의 우측으로 연장된다.

이 정지 구성요소들(30 및 31) 각각은, 그 단부(22 또는 23)의 내부 표면에 대향하여, 2 개의 내부 접합 표면들(32A 및 32B) 및 2 개의 외부 접합 표면들(33A 및 33B)을 정의하는 이중 포크의 형태로 자유단을 가진다.

정지 구성요소들(30 및 31) 각각의 접합 표면들(32A, 32B, 33A 및 33B)은 방향 D1을 따라 서로로부터 이격되어 있다.

도 3을 참조하면, 몸체(10)의 연결 부분(20)은 방향 D1을 따라, 정지 구성요소들(30 및 31)의 접합 표면들(abutment surfaces, 32A 및 33A) 사이에서 연장되도록 구성되는, 2 개의 탭들(tabs, 40 및 41)을 포함한다. 대칭적으로, 몸체(10)의 연결 부분(21) 또한 방향 D1을 따라, 정지 구성요소들(30 및 31)의 접합 표면들(32B 및 33B) 사이에서 연장되도록 구성되는, 2 개의 탭들(tabs, 40 및 41)을 포함한다.

몸체(10)는 제어 방향 D1을 따라 서로에게 근접하도록 하기 위해 힘이 연결 부분들(20 및 21)에 적용될 때, 스트립들(25 내지 28)이 변형되도록 구성되어, 단부들(22 및 23)이 작동 방향 D2을 따라 멀리 움직이도록 초래된다. 즉, 액츄에이팅 부재(3)의 몸체(10)의 길이 X4의 증가(도 2 참조).

이것은 플랫폼(2)을 향하고 있다는 의미에서 작동 방향 D2을 따라, "이펙터 구성요소(effector component)"로 지칭되는, 몸체(10)의 상단부(23)의 상대적 변위로 귀결된다.

반대로, 제어 방향 D1을 따라 서로로부터 멀어지도록 움직이게 하기 위해 힘이 연결 부분들(20 및 21)에 적용될 때, 스트립들(25 내지 28)은 변형되어, 단부들(22 및 23)이 작동 방향 D2을 따라 서로 더 근접하도록 초래된다. 즉, 액츄에이팅 부재(3)의 몸체(10)의 길이 X4의 축소.

이것은 베이스(1)를 향하고 있다는 의미에서 작동 방향 D2을 따라, 몸체(10)의 이펙터 구성요소(23)의 상대적 변위로 귀결된다.

물론, 스트립들(25 내지 28)의 유연성 뿐만 아니라 몸체(10)의 탄성적 변형가능성은 몸체(10) 및 특히 구성요소들(25 내지 28)의 수많은 기하구조들에서 귀인할 수 있다. 예를 들어, 도시되지 않은 실시예들에 있어서, 도 2 및 도 3의 스트립들(25 내지 28) 각각은 하나 또는 그 이상의 홈들 또는 개구부들을 포함하거나 또는 도 2의 스트립들의 폭 X3보다 더 작은 폭을 가지는 수 개의 스트립들에 의해, 또는 타원 형태인 스트립들에 의해 교체될 수 있다.

이 예에 있어서, 내부 접합 표면들(32A 및 32B)은 방향 D1을 따라 모은다는 의미에서 연결 부분들(20 및 21)의 변위를 제한하지만, 외부 접합 표면들(33A 및 33B)은 방향 D1을 따라 멀리 움직인다는 의미에서 연결 부분들(20 및 21)의 변위를 제한한다.

정지 구성요소들(30 및 31)은 이로써 그 탄성 한계를 넘지 않도록 몸체(10)의 변형을 제한하는 것을 가능하게 해준다.

접착제와 같은 강화 또는 제동 구성요소들은, 조정을 잠그기 위해, 연결 부분들(20 및 21) 각각의 탭들(40 및 41)과 표면들(32A 및 32B, 또는 33A 및 33B) 사이에 삽입될 수 있다. 이것은 예를 들어 장치에 탑재된 로켓이 발사되는 동안, 액츄에이팅 부재들(3)의 강성(stiffness)을 증가시키는 것을 가능하게 해준다. 이것은 또한 이러한 상황에서 더 무거운 장비를 지지하는 것을 가능하게 해준다.

몸체(10)를 베이스(1) 및 플랫폼(2)에 연결하는 것에 대해 더 상세하게 설명하면, 도 2 및 도 3의 연결 부재들(12 및 13) 각각은 외부 표면을 정의하는 숄더(60)를 포함하는데, 외부 표면의 우측으로 너트(62)와 협력하기 위해 마련된 나사산 있는 섀프트(61)가 연장된다.

연결 부재(12, 13) 각각의 숄더(60)는 몸체(10)의 하단부(22) 및 상단부(23)각각에 링크 로드(63)에 의해 연결되는데, 링크 로드는 이 부분들에 고정되어 일 측상에서는 몸체(10)의 하단부(22) 및 상단부(23) 각각의 외부 표면의 우측으로 연장되게 되고 또한 타 측 상에서는 연결 부재(12, 13) 각각의 숄더(60)의 내부 표면의 우측으로 연장되게 된다.

연결 부재들(12 및 13) 각각의 링크 로드(63)는 몸체(10)에 대한 이 연결 부재들(12 및 13)의 상대적 변위를 허용하도록 구성되고, 그 각각은 볼 조인트 링크를 정의한다.

도 1 내지 도 3 및 상기의 설명을 참조하면, 액츄에이팅 부재(3)는 이로써 연결 부재(12)를 통해 베이스(1)에 그리고 연결 부재(13)를 통해 플랫폼(2)에 연결될 수 있다.

이를 위해, 연결 부재(13)의 나사산 있는 섀프트(61)는 플랫폼(2)의 개구부들(9) 중 하나에 하우징되어 숄더(60)의 외부 표면은 플랫폼(2)의 표면 상에 지지되고 또한 나사산 있는 섀프트(61)에 맞물리는 너트(62)는 이 개구부(9)의 카운터보어에 의해 형성되는 지지 표면에 파지력을 가하는 것에 의해 이 링크를 잠근다.

유사한 방식으로, 연결 부재(12)의 나사산 있는 섀프트(61)는 베이스(1)의 개구부들(6) 중 하나에 하우징되어 숄더(60)의 외부 표면은 베이스(1)의 표면 상에 지지되고 또한 나사산 있는 섀프트(61)에 맞물리는 너트(62)는 이 개구부(6)의 카운터보어에 의해 형성되는 지지 표면에 파지력을 가하는 것에 의해 이 링크를 잠근다.

이러한 연결 부재들(12 및 13)은, 특히 장치가 진공 환경에 놓일 때, 마찰공학적 문제점들을 감소시키는 것을, 이로써 예를 들어 접촉 표면들을 처리해야 하는 것을 피하는 것을 가능하게 해준다.

이제 제어 메카니즘(14)에 있어서, 이 예에 있어서, 제어 메카니즘은 2 개의 조정 나사들(11 및 52)을 포함하고, 그 각각은 몸체(10)가 각각의 정밀도 수준으로 변형되는 것을 허용한다.

도 2 및 도 3의 나사(11)는 회전축 A1을 가지고 또한 방향 D1을 따라 연장되는, 마이크로미터 나사이거나, 또는 차동 나사이다.

이 나사(11)는 제1 외부 나사산을 가지는 제1 부분(도 3의 우측에 있는) 및 제2 외부 나사산을 가지는 제2 부분(도 3의 좌측에 있는)을 포함하고, 제2 외부 나사산의 피치는 제1 외부 나사산과는 다르다.

나사(52)는 일 측에는 상기의 나사(11)의 제2 나사산과 협력하는 내부 나사산을, 그리고 다른 일 측에는 외부 나사산을 가지는 슬리브를 형성한다.

도 3을 참조하면, 제어 메카니즘(14)은 2 개의 칼라들(50 및 51) 및 2 개의 잠금너트들(53 및 54)을 더 포함한다.

칼라(collar, 51)는 D1 방향을 따라 몸체(10)의 연결 부분(21)을 관통하는 오리피스에, 예를 들어 나사결합 또는 접합에 의해, 함몰 장착된다.

이 칼라(51)는 방향 D1을 따라 관통하고 또한, 도 3의 우측에서 좌측으로 방향 D1을 따라, 나사(11)의 상기의 제1 외부 나사산과 협력하는 내부 나사산을 형성하는 제1 부분 및 나사(11)의 제1 부분의 직경보다 더 큰 직경을 가지는 원만한 오리피스를 형성하는 제2 부분을 정의하는, 단차 있는 내부 개구부를 포함한다.

칼라(50)에 있어서, 칼라는 도 3의 우측에서 좌측으로 방향 D1을 따라, 제1 부분 및 제2 부분을 정의하는, 단차 있는 튜브를 형성한다.

칼라(50)의 제1 부분은 나사(11)의 제1 및 제2 부분들의 직경보다 더 큰 내부 직경 및 칼라(51)의 제2 부분에 의해 형성되는 오리피스의 직경보다 약간 더 작은 외부 직경을 가진다.

칼라(50)의 제1 부분은 칼라(51)의 제2 부분에 의해 형성되는 오리피스에 수신되어 칼라와 슬라이딩 피봇 링크를 형성하게 되고, 이로써 칼라들(50 및 51)이 제어 방향 D1을 따라 서로에 대해 변위될 때 병진 안내(translational guiding)를 보장하게 된다.

칼라(50)의 제2 부분은 D1 방향을 따라 몸체(10)의 연결 부분(20)을 관통하는 오리피스에 함몰 장착되고 또한 칼라(50)의 제1 부분의 내부 직경보다 더 큰 내부 직경을 가지고 내부 나사산을 형성하는 내부 표면을 포함한다.

나사(52)의 외부 나사산은 칼라(50)의 제2 부분의 내부 나사산과 협력한다.

이 예에 있어서, 나사(11)의 제1 외부 나사산과 칼라(51)의 제1 부분의 내부 나사산은 0.2 mm의 피치를 가지고, 나사(11)의 제2 외부 나사산과 나사(52)의 내부 나사산은 0.225 mm의 피치를 가지고 또한 나사(52)의 외부 나사산과 칼라(50)의 제2 부분의 내부 나사산은 0.5 mm의 피치를 가진다.

이러한 제어 메카니즘(14)은 필요한 변위 정도 또는 정밀도의 함수로서 2 가지 유형의 조정을 수행하는 것을 가능하게 해준다.

한편으로, 나사(11)는 제2 외부 나사산의 피치와 이 나사(11)의 제1 외부 나사산의 피치 사이의 상대적으로 작은 차이라는 관점에서 미세 조정을 수행하는 것을 가능하게 해준다. 이 차이는 이 예에 있어서 0.025 mm이다.

이를 위해, 잠금너트 54는 느슨해지거나 또는 제거되지만 잠금너트 53은 칼라(50)에 대하여 조임고정되어 칼라(50)에 대하여 나사(52)가 회전하지 못하도록 막는다.

그후 나사(11)는 회전 구동되어, 축 A1 주위의 회전 감각의 함수로서, 몸체(10)의 연결 부분들(20 및 21)을 모으거나 또는 멀어지도록, 결과적으로, 작동 방향 D2를 따라 각각 몸체(10)의 치수 X4의 증가 또는 축소를 야기시켜, 베이스(1)에 대한 플랫폼(2)의 변위를 초래한다.

다른 한편으로, 나사(52)는 나사(52)의 외부 나사산의 피치와 나사(11)의 제2 외부 나사산의 피치 사이의 상대적 차이라는 관점에서 더 거친 조정을 수행하는 것을 가능하게 해준다. 이 예에 있어서, 이 차이는 0.3 mm이고, 이로써 나사(11)의 제1 외부 나사산의 피치와 제2 나사산의 피치 사이의 차이에 비해 상대적으로 크다.

이 제2 유형의 조정을 수행하기 위해, 잠금너트 53은 느슨해지거나 또는 제거되지만 잠금너트 54는 나사(52)에 대하여 조임고정되어 나사(52)와 나사(11)의 제2 부분을 회전적으로 인터로크하게 된다.

그후 나사(52)는 회전 구동되어, 축 A1 주위의 회전 감각의 함수로서, 몸체(10)의 연결 부분들(20 및 21)을 모으거나 또는 멀어지도록, 결과적으로, 작동 방향 D2를 따라 각각 몸체(10)의 치수 X4의 증가 또는 감소를 야기시켜, 베이스(1)에 대한 플랫폼(2)의 변위를 초래한다.

제어 메카니즘(14)은 이로써 축 A1 주위로의 나사(11) 또는 나사들(11 및 52)의 회전 운동을 작동 방향 D2를 따른 이펙터 구성요소(23)의 병진 운동으로 변환하는 것을 보장한다.

이 예에 있어서, 스프링(15)은 몸체(10)의 연결 부분들(20 및 21) 사이에 삽입되어 방향 D1을 따라 이들을 멀어지도록 하는 힘을 가하게 되는 압축 스프링이다.

스프링(15)에 의해 가해지는 이로 인한 프리텐셔닝은 나사산들에 있어서의 움직임을 감소 또는 제거하는 것을 가능하게 해준다.

도 2 및 도 3에 있어서, 액츄에이팅 부재(3)가 공칭 위치, 즉 몸체(10)가 제어 메카니즘(14)에 의해 가해지는 변형 장력이 없는, 자유 상태에 있는 위치에 도시되어 있다.

이 공칭 위치에서, 몸체(10)의 연결 부분(20)에 의해 지지되는 탭들(40 및 41)은 정지 구성요소들(30 및 31)에 의해 형성되는 내부 접합 표면(32A)과 외부 접합 표면(33A) 사이의 중간에 위치된다. 유사하게, 몸체(10)의 연결 부분(21)에 의해 지지되는 탭들(40 및 41)은 정지 구성요소들(30 및 31)에 의해 형성되는 내부 접합 표면(32B)과 외부 접합 표면(33B) 사이의 중간에 위치된다(도 3 참조).

이로써 이 공칭 위치에서 시작하여, 조정 나사(11 및/또는 52)를 2 가지 회전 감각들에서 변위시키고 이로써 작동 방향 D2을 따라 몸체(10)의 길이 X4를 증가 또는 감소시키는 것이 가능하다.

예를 들어, 액츄에이팅 부재(3)의 몸체(10), 연결 부재들(12 및 13) 및 로드들(63)은 "MARVAL18"이라는 명칭으로 알려진 강철과 같은, 니켈, 코발트 및 몰리브데늄을 포함하는 강철(steel)로 만들어질 수 있다.

몸체(10)는 방전 가공에 의해 가공될 수 있고, 연결 부재들(12 및 13) 및 로드들(63)은 밀링에 의해 가공될 수 있다.

또는, 몸체(10), 연결 부재들(12 및 13) 및 로드들(63)에 의해 형성되는 조립체는 적층 제조에 의해 생산될 수 있다.

선택적으로, 상기에서 언급된 조립체는 하나의 동일한 부품을 형성하기 위해 베이스(1)와 플랫폼(2)을 적층 제조하는 것에 의해 생산될 수 있다.

나사(11) 및 칼라(50)는 316L 스테인레스 스틸을 포함할 수 있지만, 나사(52) 및 칼라(51)는 재료들을 교번하여 마찰 계수를 감소시키기 위해, 베릴륨 구리 타입의 합금을 포함할 수 있다.

도 1을 참조하면, 본 발명은 이로써 조정 디스크들의 사용 없이 독립적으로 각각의 작동 방향에 따라 액츄에이팅 부재들(3)의 길이를 조정하는 것을 가능하게 해준다.

이로써 플랫폼(2) 및 그 장비를 높은 정밀도로 3 차원 공간에, 6 자유도로 위치시키는 것이 가능하다.

이 예에 있어서, 병진 포지셔닝의 정밀도는 0.5 mm 대의 조정 범위를 가지는, 마이크론 대이고, 또한 회전 포지셔닝의 정밀도는 0.7°대의 조정 범위를 가지는, 수 천분의 1 도 대임이 추정된다.

본 발명은 또한 장치의 질량 및 크기를 감소시키고 또한 로켓에 의해 유발되는 진동과 같은 기계적 응력에 대한 높은 저항성을 제공하는 것을 가능하게 해준다.

상기의 설명은 한정하는 것이 아니고 다양한 변형들이 본 발명의 범위를 넘지 않으면서 구상될 수 있다.

예를 들어, 도 4는 프리텐션 스프링(15)을 포함하지 않는다는 점에서 도 2 및 도 3의 액츄에이팅 부재와 주로 구별되는 액츄에이팅 부재(3)를 보여준다. 도 4의 액츄에이팅 부재(3)는 도 2 및 도 3에 대하여 이 주요 차이들에 따라서만 여기서 설명되고, 상기의 설명은 이 실시예에 유사하게 적용된다.

도 4를 참조하면, 몸체(10)의 연결 부분들(20 및 21) 각각의 탭들(40 및 41)은 몸체(10)가 공칭 위치에 있을 때 정지 구성요소들(30 및 31)에 의해 형성되는 외부 접합 표면들(33A 및 33B) 상에 지지된다.

이로써, 이 공칭 위치에서 시작하여, 몸체(10)는 작동 방향 D2을 따른 하나의 감각에서만 이펙터 구성요소(23)를 변위시키기 위해 변형될 수 있다.

이 예에 있어서, 프리텐셔닝은 몸체(10) 그 자체에 의해 수행되는데, 이것은 연결 부분들(20 및 21)에 방향 D1을 따라 서로로부터 분리시키려는 힘을 가한다.

도 5는 다른 일 실시예를 보여주는데, 여기서 연결 부재들(12 및 13)은 로드들에 의해서가 아니라 스트립들(64)에 의해서 몸체(10)에 연결된다.

이러한 링크 스트립들(64)은 1 자유도로 몸체(10)에 대한 이 연결 부재들(12 및 13)의 상대적 변위를 허용하여, 피봇 링크들을 형성한다.

도시되지 않은 다른 실시예 변형들에 있어서, 몸체(10)는 회전에 있어서 자유도 없이 베이스(1) 및/또는 플랫폼(2)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 도 2 및 도 3을 참조하여 상기에서 설명된 연결 부재(12)의 나사산 있는 구성요소(61)는 몸체(10)의 하단부(22)의 외부 표면의 우측으로 직접, 즉 링크 로드 또는 스트립 없이 연장될 수 있다.

도시되지 않은 일 변형 예에 따르면, 액츄에이팅 부재(3)의 몸체(10)가 도 1 내지 도 5의 다양한 실시예들에 존재하는, 스트립들(25 및 28), 또는 하단부(22), 또는 연결 부재(12)를 포함하지 않을 수 있다. 특히, 몸체(10)의 연결 부분들(20 및 21)은 이펙터 구성요소(23)의 위치의 조정 동안 제어 방향 D1을 따라 이 연결 부분들(20 및 21)의 상대적 변위를 허용하도록, 베이스(1)에 직접, 예를 들어 슬라이드 링크에 의해 연결될 수 있다.

제어 메카니즘(14)은 하나의 조정 나사(11)를 포함할 수 있는데, 이 경우에 있어서 그 제2 부분은 나선형 링크에 의해 칼라(50)와 직접 협력할 수 있다.

이에 더하여, 나사(11) 및/또는 나사(52)의 외부 나사산들은 몸체(10)의 연결 부분들(20 및 21)에 의해 형성되는 내부 나사산들과 직접, 즉 칼라들(50/51)을 사용하지 않고 협력할 수 있다.

도시되지 않은 다른 변형 예에 따르면, 상기에서 설명된 칼라(50)는 칼라(51)와 협력하지 않도록 그 제1 부분이 부족할 수 있다. 보다 일반적으로, 액츄에이팅 부재(3)는 연결 부분들(20 및 21)이 제어 방향 D1을 따라 서로에 대해 변위될 때 병진 안내를 위한 수단을 포함하지 않거나, 또는 다양한 안내 수단이 부족할 수 있다.

도시되지 않은 또 다른 변형 예에 따르면, 도 1의 플랫폼(2)은, 그 자체로 위치될 장비의 일 부분을 형성할 수 있다. 다시 말하면, 액츄에이팅 부재들(3)은 장비에 직접 연결될 수 있다.

게다가 상기에서 설명된 실시예들 및 실시예 변형들은 결합될 수 있다. 예를 들어, 도 4의 액츄에이팅 부재(3)의 연결 부재들(12 및 13)은 도 5에 도시된 것들과 유사하게 링크 스트립들(64)에 의해 몸체(10)에 연결될 수 있다.

장치는 나아가 본 발명에 따른 하나의 액츄에이팅 부재(3), 또는 서로 다를 수 있는 본 발명에 따른 수 개의 액츄에이팅 부재들(3)을 포함할 수 있다.

예를 들어, 장비가 평면 미러인 적용의 맥락에서, 장치는 상기에서 설명된 실시예들 중 어느 하나에 따른 하나의 액츄에이팅 부재(3)를 포함할 수 있다.

Claims (8)

1. 우주 광학 계기 미러와 같은 장비를 위치시키는 장치에 있어서,
   상기 장비를 수신하도록 의도되거나 또는 상기 장비의 일부를 형성하는 플랫폼(2) 및 상기 플랫폼(2)에 연결되는 6 개의 액츄에이팅 부재들(3)을 포함하고,
   상기 액츄에이팅 부재들(3) 각각은 탄성적으로 변형가능한 몸체(10) 및 상기 몸체(10)를 변형시킬 수 있도록 구성되는 제어 메카니즘(14)을 포함하여 상기 플랫폼(2)의 위치를 조정하게 되는 것을 특징으로 하는, 우주 광학 계기 미러와 같은 장비를 위치시키는 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 몸체(10)는 이펙터 구성요소(23) 및 상기 이펙터 구성요소(23)에 각각 연결되는 2 개의 암들(20, 26; 21, 27)을 포함하여 상기 암들(20, 26; 21, 27)이 제어 방향(D1)에 따라 서로에 대해 이격되어 있고, 상기 제어 메카니즘(14)은 상기 암들(20, 26; 21, 27)에 상기 제어 방향(D1)에 따라 상기 암들을 분리시키는 거리를 조정할 수 있는 기계적 힘을 적용하도록 구성되어 상기 제어 방향(D1)에 대하여 수직이거나 또는 비스듬한 작동 방향(D2)에 따라 상기 이펙터 구성요소(23)를 변위시키게 되는, 우주 광학 계기 미러와 같은 장비를 위치시키는 장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 몸체(10)의 상기 암들(20, 26; 21, 27) 각각은 상기 제어 메카니즘(14)에 연결되는 연결 부분(20; 21) 및 상기 몸체(10)의 이펙터 구성요소(23)에 상기 연결 부분(20; 21)을 연결하는 연성 구성요소를 포함하는, 우주 광학 계기 미러와 같은 장비를 위치시키는 장치.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 메카니즘(14)은 마이크로미터 나사(11)를 포함하는, 우주 광학 계기 미러와 같은 장비를 위치시키는 장치.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 마이크로미터 나사(11)는 제1 조정 나사를 형성하고, 상기 제어 메카니즘(14)은 상기 제1 조정 나사(11)의 외부 나사산과 협력하는 내부 나사산을 형성하는 오리피스가 마련된 제2 조정 나사(52)를 포함하고, 상기 제어 메카니즘(14)은 상기 제1 조정 나사(11) 및/또는 상기 제2 조정 나사(52)의 회전 변위의 작동 하에서 상기 몸체(11)를 변형시킬 수 있도록 구성되는, 우주 광학 계기 미러와 같은 장비를 위치시키는 장치.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 몸체(10)는 연결 부재(13)에 의해 상기 플랫폼(2)에 연결되고, 이 연결 부재(13)는 적어도 1 자유도를 정의하는 링크에 의해 상기 몸체(10)에 연결되는, 우주 광학 계기 미러와 같은 장비를 위치시키는 장치.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 연결 부재(13)는 로드 또는 스트립에 의해 상기 몸체(10)에 연결되는, 우주 광학 계기 미러와 같은 장비를 위치시키는 장치.
8. 우주 광학 계기 미러와 같은, 장비를 위치시키는 방법에 있어서, 제 1 항 내지 제 7 항 어느 한 항에 따른 장치를 이용하는, 우주 광학 계기 미러와 같은 장비를 위치시키는 방법.