KR101640489B1

KR101640489B1 - 충격방지기능을 가지는 항공기용 전기식 구동장치

Info

Publication number: KR101640489B1
Application number: KR1020160025392A
Authority: KR
Inventors: 하덕주
Original assignee: 주식회사 컨트로맥스
Priority date: 2016-03-03
Filing date: 2016-03-03
Publication date: 2016-07-18
Anticipated expiration: 2036-03-03

Abstract

본 발명은 항공기용 전기식 구동장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게 설명하면, 구동모터의 동력을 출력축에 전달 및 차단하는 클러치를 이용하여 외부의 충격에 의해 발생되는 토크로부터 기어 및 구동모터를 보호할 뿐만 아니라, 말단에 회전센서를 구비하는 입력축을 출력축의 타측에 일체로 형성하고, 회전센서를 감지하는 회전감지기를 이용하여 상기 토크에 의해 회전되는 출력축의 회전각도를 측정함으로써, 출력축을 원활하게 제어할 수 있는 충격방지기능을 가지는 항공기용 전기식 구동장치에 관한 기술분야가 개시된다.
또한, 본 발명은 클러치를 이용하여 외부 충격하중으로부터 기어박스를 보호함과 동시에 출력축과 일체로 형성되는 입력축과 입력축의 말단에 구비되는 회전센서 및 회전센서를 감지하는 회전감지기를 이용하여 출력축의 회전각도를 측정하여 제어부에 출력축의 회전각도 정보를 갱신함으로써, 입력되는 출력축의 회전각도 정보를 보정하여 외부의 충격하중이 가해진 이후의 시점에서도 원활하게 출력축을 제어할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

Description

충격방지기능을 가지는 항공기용 전기식 구동장치{Electro-mechanical actuator for the aircraft with anti-shock function}

본 발명은 항공기용 전기식 구동장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게 설명하면, 구동모터의 동력을 출력축에 전달 및 차단하는 클러치를 이용하여 외부의 충격하중으로부터 기어 및 구동모터를 보호할 뿐만 아니라, 말단에 회전센서를 구비하는 입력축을 출력축의 타측에 일체로 형성하고, 회전센서를 감지하는 회전감지기를 이용하여 토크에 의해 회전되는 출력축의 회전각도를 측정함으로써, 출력축을 원활하게 제어할 수 있는 충격방지기능을 가지는 항공기용 전기식 구동장치에 관한 기술분야이다.

일반적으로, 구동장치는 기계, 계기 등을 작동시키는 장치로서, 특히 항공기의 구동장치(Actuation System)는 항공기 날개의 조종면인 에일러론(aileron), 러더(rudder) 및 플래퍼론(flaperon) 등을 동작시키기 위해 사용되고 있으며, 주로 유압식 구동장치가 사용되고 있다.

상기와 같은 유압식 구동장치는 작동을 위하여, 유압유, 유압펌프, 유압탱크, 유압실린더 및 배관 등과 같은 다수의 구성품이 필요하게 되고, 따라서 비행장치의 설계시에는 이러한 구성품을 안치시킬 공간확보와 장치들의 무게에 따른 하중의 증가를 고려해야 한다.

최근 기술이 발전함에 따라 유압식 구동장치는 미래항공기의 MEA(More Electric Aircraft)화와 중량 절감 및 시스템 신뢰도 향상에 기여할 수 있는 전기식 구동장치(Electric actuator)로 대체하여 사용되고 있으며, 특히, 전기식 구동장치는 무인항공기에서 각광받고 있는 실정이다.

무인항공기에 사용되는 전기식 구동장치의 일예로, 대한민국 등록특허 제1494780호는 무인항공기의 조종면을 움직이기 위하여 제1모터와 제2모터에서 생성되는 동력을 하나의 공용기어를 통해 출력단으로 전달하는 무인항공기의 전기식 구동장치 및 그것의 제어방법에 관한 기술을 개시하고 있다.

구체적으로, 상기 등록특허는 비행과 관련된 조종신호를 수신하는 통신부, 상기 제1 및 제2 모터의 상태를 감지하여 상기 제1 및 제2 모터의 상태정보를 생성하는 감지부, 상기 조종신호와 상기 제1 및 제2 모터의 상태정보에 근거하여 상기 제1 및 제2 모터 중 적어도 하나를 제어하는 제1 제어부, 상기 통신부로부터 상기 조종신호를 수신하고, 상기 감지부로부터 상기 제1 및 제2 모터의 상태정보를 수신하는 제2 제어부 및 상기 제1 제어부에 장애가 발생하는 경우, 트리거 신호를 생성하는 트리거 신호 생성부를 포함하고, 상기 트리거 신호가 생성되면, 상기 제1 제어부는 상기 적어도 하나에 대한 제어를 중지하고, 상기 적어도 하나가 연속적으로 제어되도록 상기 제2 제어부는 수신 중이던 상기 조종신호와 상기 제1 및 제2 모터의 상태정보에 근거하여 상기 적어도 하나를 제어하는 것을 특징으로 하고 있다.

상술한 바와 같이, 전기식 구동장치는 조종면을 작동시키기 위하여 모터의 동력을 기어를 통해 출력단 또는 출력축에 전달한다. 이때, 조종면은 작동 후 공력 하중이나 외란 등이 충격하중의 형태로 입력되어 출력단 또는 출력축에 토크가 발생되며, 이러한 토크에 의해 구동장치의 기어 및 모터가 파손될 우려가 있다.

이에 따라 전기식 구동장치는 충격하중에 대하여 충분히 견딜 수 있도록 설계되어야 하나 정확한 하중을 예착하기 어렵기 때문에 구동장치의 제어부에서 전류 제한값을 두어 과도한 충격하중이 입력될 경우 전류제한값 이상에서는 원하는 회전각도를 추종하지 못하더라도 구동장치를 보호하는 기능을 보유하고 있다.

그러나, 상기와 같은 전기적인 충격하중 제한은 기계적인 충격하중에 대비한 기능이 아니어서 가해지는 충격하중에 의해 구동장치의 기어 및 구동모터를 포함한 기계부의 파손이 발생할 수 있고, 파손을 방지하기 위해 클러치(Clutch)를 설치하여 과도한 충격하중에 대해 기계부를 보호하는 기능이 추가되어 있다.

상기 기계부를 보호하는 종래의 기능은 도 1에 도시된 바와 같이, 구동모터의 동력을 전달받는 기어(10')를 구비하는 입력축(20')과 입력축(20')의 일측 말단에 결합되어 동력을 전달받는 출력축(30') 및 입력축(20')과 출력축(30')을 분리 및 결합시키는 클러치(40')로 구성되어 출력축(30')에 가해지는 충격하중을 클러치(40')를 이용하여 입력축(20')에 전달되지 못하도록 하여 구현하고 있다.

즉, 구동장치에 일정한 설계하중 외의 외부 충격하중이 가해질 경우 클러치(40')에 의해 출력축(30')이 입력축(20')을 포함하는 기어박스와 분리되어 기계적인 부분이 충격하중으로부터 보호된다.

그러나 상기 구동장치는 출력축이 기어박스와 분리된 후 충격하중에 의해 회전되는 회전각도를 측정하지 못하기 때문에 예상치 못한 충격하중에 의해 출력축이 예상범위 이상으로 회전되었을 때, 출력축의 회전을 제어하지 못하는 문제가 발생할 수 있다.

대한민국 등록특허 제1494780호

본 발명은 상술한 종래기술에 따른 문제점을 해결하고자 안출된 기술로서, 종래의 전기식 구동장치는 출력축이 클러치에 의해 기어박스와 분리되어 충격하중으로부터 기어박스를 보호할 수 있지만 출력축의 회전각도를 상실하여 제어기능을 상실 할 수 있는 문제가 발생하여, 이에 대한 해결점을 출력축과 입력축을 일체로 형성하고, 클러치에 의해 입력축의 기어가 분리되도록 하는 한편, 입력축의 말단에 회전센서를 설치하고, 회전센서를 감지하는 회전감지기를 이용하여 충격하중에 의해 출력축이 회전되는 각도 정보를 측정하여 원활하게 제어할 수 있는 충격방지기능을 가지는 항공기용 전기식 구동장치를 통하여 제공하는 것을 주된 목적으로 하는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 소기의 목적을 실현하고자, 구동모터에 의해 회전되는 출력축과 출력축의 회전각도를 감지하는 회전감지기와 구동모터의 동력을 출력축에 전달 및 차단하는 클러치 및 외부 충격하중에 의해 출력축이 회전되는 각도 정보를 회전감지기로부터 전달받아 출력축의 회전각도 정보를 갱신하는 제어부를 포함하여 구성되고, 상기 제어부는 갱신된 출력축의 회전각도 정보를 바탕으로 입력부에서 입력된 출력축의 회전각도를 보정하는 것을 특징으로 하는 충격방지기능을 가지는 항공기용 전기식 구동장치를 제시한다.

또한, 본 발명의 상기 출력축은 타측에 연장되어 형성되고, 구동모터의 동력을 전달받는 기어를 구비하는 입력축을 더 포함하여 구성되고, 상기 입력축은 타측 말단에 회전감지기에 회전각도 정보를 전달하는 회전센서를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 제시된 본 발명에 의한 충격방지기능을 가지는 항공기용 전기식 구동장치는 클러치를 이용하여 외부 충격하중으로부터 기어박스를 보호함과 동시에 출력축과 일체로 형성되는 입력축과 입력축의 말단에 구비되는 회전센서 및 회전센서를 감지하는 회전감지기를 이용하여 출력축의 회전각도를 측정하여 제어부에 출력축의 회전각도 정보를 갱신함으로써, 입력되는 출력축의 회전각도 정보를 보정하여 외부의 충격하중이 가해진 이후의 시점에서도 원활하게 출력축을 제어할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 종래의 구동장치에서 충격하중 완화를 위한 기어박스의 일부를 도시한 측단면도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 충격방지기능을 가지는 항공기용 전기식 구동장치와 조종면의 결합을 계락적으로 도시한 사시도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 충격방지기능을 가지는 항공기용 전기식 구동장치의 사시도.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 충격방지기능을 가지는 항공기용 전기식 구동장치의 내부를 계략적으로 도시한 평단면도.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 충격방지기능을 가지는 항공기용 전기식 구동장치의 기어박스 일부를 도시한 평단면도.
도 6는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 충격방지기능을 가지는 항공기용 전기식 구동장치의 작동 구성도.
도 7는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 충격방지기능을 가지는 항공기용 전기식 구동장치의 기어박스 부분 측단면도.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 충격방지기능을 가지는 항공기용 전기식 구동장치의 출력축, 입력축 및 기어가 결합된 사시도.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 충격방지기능을 가지는 항공기용 전기식 구동장치의 출력축, 입력축 및 기어의 분해 사시도.

본 발명은 항공기용 전기식 구동장치(1)에 관한 것으로서, 보다 상세하게 설명하면, 구동모터(10)의 동력을 출력축(20)에 전달 및 차단하는 클러치를 이용하여 외부의 충격하중으로 인해 출력축(20)에 발생되는 토크에 의해 기어 및 구동모터가 손상되는 것을 방지함과 동시에 출력축(20)이 외부의 충격하중으로 인해 회전된 회전각도를 감지하여 제어부(50)에 전달함으로써, 출력축(20)의 회전각도 정보를 최신상태로 갱신하여 유지하며, 입력부(100)에서 입력된 출력축(20)의 회전각도를 최신상태로 갱신된 출력축(20)의 회전각도 정보를 바탕으로 보정하여 출력축(20)을 원활하게 제어할 수 있는 충격방지기능을 가지는 항공기용 전기식 구동장치(1)에 관한 기술이다.

상기와 같은 본 발명은 중량 절감 및 시스템 신뢰도가 높은 전기식 구동장치(1)로서, 항공기의 구동장치((Actuation System)에 사용되어 항공기 날개의 조종면인 에일러론(aileron), 러더(rudder) 및 플래퍼론(flaperon)(이하, '조종면(2)'으로 통칭한다.)등을 동작시키기 위해 사용되고, 특히, 무인항공기에 더욱더 효율적으로 사용이 가능하다.

즉, 본 발명의 전기식 구동장치(1)는 도면 2에 도시된 바와 같이, 무인 또는 유인 항공기의 조종면(2)과 하우징(1a)의 외부로 돌출되어 구동모터(10)에 의해 회전되는 출력축(20)이 유기적으로 연결되어 상기 조종면(2)을 회전시킨다. 한편, 본 발명은 항공기에만 국한되지 않고 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 구동장치가 사용될 수 있는 어떠한 장치에도 사용될 수 있음은 자명할 것이다.

상기와 같은 본 발명을 달성하기 위한 구성은 구동모터(10)에 의해 회전되는 출력축(20);과 출력축(20)의 회전각도를 감지하는 회전감지기(30); 및 구동모터(10)의 동력을 출력축(20)에 전달 및 차단하는 클러치(40);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 외부 충격하중에 의해 출력축(20)이 회전되는 각도 정보를 회전감지기로(30)부터 전달받아 출력축(20)의 회전각도 정보를 갱신하는 제어부(50);를 더 포함하여 구성되고, 상기 제어부(50)는 갱신된 출력축(20)의 회전각도 정보를 바탕으로 입력부(100)에서 입력된 출력축(20)의 회전각도를 보정하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 출력축(20)은 타측에 연장되어 형성되고, 구동모터(10)의 동력을 전달받는 기어(62)를 구비하는 입력축(60);을 더 포함하여 구성되고, 상기 입력축(60)은 타측 말단에 회전감지기(30)에 회전각도 정보를 전달하는 회전센서(64);를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시예를 도시한 도면 1 내지 9를 참고하여 본 발명을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 전기식 구동장치(1)는 도 3에 도시된 바와 같이, 외형을 형성하는 하우징(1a)이 구비되고, 상기 하우징(1a)의 내부에 이후에 언급될 구동모터(10), 회전감지기(30), 클러치(40), 제어부(50) 등을 포함하여 구성되며, 구동모터(10)에 의해 구동되되, 하우징(1a)의 외부로 일측이 돌출되는 출력축(10)을 더 포함하여 구성된다.

또한, 상기 하우징(1a)의 타측에는 제어부(50)와 연결되어 외부 인터페이스 즉, 입력부(100)와 데이터를 송수신하고 전원을 공급할 수 있는 인터페이스용 커넥터(미표시)가 더 포함되어 구성된다.

구체적으로, 본 발명을 달성하기 위한 주요 구성요소인 구동모터(10)는

하우징(1a)의 외부로 일측이 돌출되는 출력축(20)을 회전시키는 것으로서, 외부에서 공급되는 전원을 이용하여 구동모터(10)의 구동축(12)을 회전시키고, 상기 구동축(12)은 기어박스(80)와 연결되며, 기어박스(80)에 의해 출력축(20)이 회전되어 항공기의 에일러론, 러더 또는 플래퍼론 등의 조종면(2)을 작동시킨다.

다시 한번 설명하면, 상기 구동모터(10)는 기어박스(80)에 의해 구동축(12)과 출력축(20)이 연결되고, 출력축(20)의 회전오차범위 이내로 출력축(20)을 회전시키도록 기어박스(80)에 내재 된 기어조립체(미도시)를 회전시킨다.

부가하여 설명하면, 상기 구동모터(10)의 구동축(12)의 회전은 기어박스(80)에 내재된 기어조립체의 기어비에 의하여 감소되어 출력디는 것으로서, 일 예로, 기어조립체의 구동축기어와 출력축기어(이하, '기어(62)'라 한다.)의 기어비가 360:1이고 출력축(20)의 요구 정확도 범위가 ±0.5°이면, 구동축(12)을 1회전 시킬 때, 출력축(20)을 1°도 회전시키게 되는 것이다.

즉, 본 발명의 상기 구동모터(10)는 사용자가 외부 인터페이스 즉, 입력부(100)를 통하여 출력축(20)의 회전각도 정보를 입력하면 이후에 설명될 제어부(50)에 의해 구동모터(10)가 작동되어 출력축(20)을 회전시킨다.

보다 상세하게 설명하면, 상기 구동모터(10)는 도 6에 도시된 바와 같이, DSP(Digital Signal Processor)를 포함하는 제어·신호 처리 드라이브로부터 PWM(Pulse Width Modulation)신호가 생성되고, 이 PWM신호를 전달받아 구동모터(10)의 작동을 위한 스위칭 신호를 발생시키는 3-Phase Gate Driver가 포함되는 구동 드라이브를 지나 3-Phase Inverter Module에 전달되며, 3-Phase Gate Driver로부터 입력받은 스위칭 신호에 Power를 동기화시켜서 공급하는 3-Phase Inverter Module에 의하여 작동될 수 있다.

또한, 상기 제어·신호 처리 드라이브는 출력축(20)의 타측에 구비된 이후에 언급될 회전감지기(30)에 의하여 출력축(20)의 회전각도를 감지하고, 상기 회전감지기(30)에 의하여 감지된 출력축(20)의 회전각도 정보는 이후에 언급될 제어부(50)에 전달되어, 입력부(100)에서 입력되는 입력값을 보정할 수 있도록 한다.

본 발명을 달성하기 위한 주요 구성요소인 출력축(20)은

구동모터(10)에 의해 회전되는 것으로서, 앞서 설명한 바와 같이, 사용자가 입력부(100)에 출력축(20)의 회전각도 정보를 입력하면 이후에 설명될 제어부(50)에 의해 구동모터(10)가 작동되어 일정각도 회전되고, 출력축(20)의 회전에 따라 조종면(2)이 작동된다.

부가하여 설명하면, 상기 입력부(100)는 사용자가 실제로 조종면(2)의 작동값을 입력하고 이러한 조종면(2)의 작동값이 조종면(2)을 작동시키는 출력축(20)의 회전각도 정보로 변환되어 제어부(50)에 입력되고, 제어부(50)에 입력된 출력축(20)의 회전각도 정보를 바탕으로 구동모터(10)를 구동시켜 출력축(20)을 회전시키는 것이다.

이때, 상기 출력축(20)은 앞서 설명한 바와 같이, 기어박스(80)에 의해 구동모터(10)의 구동축(12)과 연결되어 회전되고, 도면 7에 도시된 바와 같이, 하우징(1a)의 내부 즉, 출력축(20)의 타측에 베어링(70)이 결합되어 출력축(20)이 자유롭게 회전되도록 설치되며 이러한 베어링(70)의 결합은 종래에 일반적으로 사용되는 어떠한 베어링(70)을 사용하여도 무방함으로 자세한 설명은 생략한다.

보다 상세하게 설명하면, 본 발명의 상기 출력축(20)은 일측이 하우징(1a)의 외부로 돌출되고, 타측에 연장형성되되, 구동모터(10)의 동력을 전달받는 기어(62)를 구비하는 입력축(60)을 포함하여 구성되는 것으로서, 하우징(1a)의 외부로 돌출된 출력축(20)의 일측은 조종면(2)과 연결되고, 타측에 연장형성된 입력축(60)은 기어박스(80)의 기어조립체와 기어(62)에 의해 회전되어 출력축(20)을 회전시키는 것이다.

종래에는 도면 1에 도시된 바와 같이, 입력축(20')이 출력축(30')과 클러치(40')에 의해 연결되어 구동모터의 동력이 전달 및 차단됨으로써, 조종면에 가해지는 외부의 충격하중에 의해 출력축(30')이 회전되더라도 입력축(20')이 분리되어 입력축(20')과 기어박스 및 구동모터를 보호하였다.

그러나 본 발명은 출력축(20)과 입력축(60)이 일체로 형성되고, 입력축(60)의 일측에 결합되어 구동모터(10)의 동력을 전달받는 기어(62)를 이후에 자세히 언급될 클러치(40)에 의해 분리되도록 함으로써, 조종면(2)에 가해지는 외부의 충격하중에 의해 출력축(20)에 발생하는 토크로부터 기어(62), 기어박스(80) 및 구동모터(10)를 보호하는 것을 특징으로 한다.

즉, 본 발명의 출력축(20)은 도면 9에 도시된 바와 같이, 입력축(60)과 일체로 형성되어 있기 때문에 조종면(2)에 가해지는 외부의 충격하중에 의해 출력축(20)에 토크가 발생되면 출력축(20)과 함께 입력축(60)이 회전되지만 클러치(40)에 의해 입력축(60)과 기어(62)가 분리되어 기어박스(80) 및 구동모터(10)를 보호할 수 있는 효과를 실현케 한다.

상기와 연관하여, 본 발명의 상기 입력축(60)은 타측 말단에 이후에 언급될 회전감지기(30)에 회전각도 정보를 전달하는 회전센서(64)를 포함하여 구성되는 것으로서, 보다 상세하게 설명하면, 출력축(20)의 회전과 함께 회전되는 입력축(60)의 회전각도 정보를 회전센서(64)를 통하여 회전감지기(30)에 전달함으로써, 출력축(20)의 회전각도 정보를 이후에 언급될 제어부(50)에 회전감지기(30)를 통하여 전달 할 수 있는 효과를 실현케 한다.

이때, 상기 회전감지기(30)는 도면 7에 도시된 바와 같이, 회전센서(64)와 대향되게 설치되어 입력축(60) 즉, 출력축(20)의 회전각도 정보를 월활하게 감지할 수 있도록 설치되는 것이 바람직하다. 그러나 당업자의 판단에 의해 회전센서(64) 및 회전감지기(30)의 구성외에도 출력축(20)의 회전각도 정보를 감지할 수 있다면 종래에 사용되는 어떠한 감지센서를 사용하여도 무방함은 자명할 것이다.

본 발명을 달성하기 위한 주요 구성요소인 회전감지기(30)는

출력축(20)의 회전각도를 감지하는 것으로서, 출력축(20)의 회전각도를 감지하여 이후에 자세히 언급될 제어부(50)에 출력축(20)의 회전각도 정보를 전달하여 제어부(50)에서 출력축(20)이 회전된 각도를 최신정보로 갱신하여 저장함으로써, 출력축(20)에 의해 조종면(2)이 작동된 값을 산출할 수 있는 효과를 실현케 한다.

상기와 같은 효과를 달성하기 위해 본 발명의 회전감지기(30)는 앞서 설명한 바와 같이, 하우징(1a)의 내부에 설치되되, 출력축(20)의 타측말단 방향 즉, 출력축(20)의 타측에 일체로 형성된 입력축(60)의 타측 말단에 구비된 회전센서(64)와 대향되도록 설치되어 입력축(60)의 회전각도 정보를 감지함으로써, 출력축(20)의 회전각도 정보를 감지하게 되고, 감지된 출력축(20)의 회전각도 정보를 제어부(50)에 전달하여 출력축(20)의 회전각도 정보 즉, 조종면(2)이 작동된 최신 정보를 제어부(50)에서 갱신할 수 있도록 하는 효과를 실현케 한다.

본 발명을 달성하기 위한 주요 구성요소인 클러치(40)는

구동모터(10)의 동력을 출력축(20)에 전달 및 차단하는 것으로서, 앞서 설명된 입력축(60)과 기어(62)를 접촉 및 분리시켜 외부 충격하중에 의해 출력축(20)에 발생되는 토크에 의해 기어(62), 기어박스(80) 및 구동모터(10)의 파손을 방지하는 효과를 실현케 한다.

이때, 본 발명의 상기 클러치(40)는 양방향으로 작동되는 양방향 클러치를 사용하는 것이 바람직한데, 이는 도면 2에 도시된 바와 같이, 공력 하중이나, 외란 등의 외부 충격하중에 의해 조종면(2)이 상하로 움직이면 출력축(20) 또한 정방향 또는 역방향으로 회전될 수 있기 때문에 출력축(20)의 정방향 및 역방향 회전에도 기어(62)가 입력축(60)과 분리될 수 있도록 양방향 클러치를 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명을 달성하기 위한 주요 구성요소인 제어부(50)는

외부 충격하중에 의해 출력축(20)이 회전되는 각도 정보를 회전감지기로(30)로부터 전달받아 출력축(20)의 회전각도 정보를 갱신한 것으로서, 보다 상세하게 설명하면, 외부 충격하중에 의해 출력축(20)이 회전되면 출력축(20)의 타측에 일체로 형성된 입력축(60)이 동시에 회전하게 되고, 입력축(60)의 타측 말단에 구비된 회전센서(64)를 회전감지기(30)가 감지하여 입력축(60) 즉, 출력축(20)의 회전각도를 감지한다.

이후, 상기 회전감지기(30)는 출력축(20)의 회전각도 정보를 제어부(50)로 전달하면 제어부(50)는 전달받은 출력축(20)의 회전각도 정보를 최신상태로 갱신하여 출력축(20)의 회전각도가 최신 각도를 갱신하여 저장 또는 기억하게 된다.

이때, 제어부(50)는 사용자가 입력부(100)를 통하여 조종면(2)의 작동값을 입력하면 조종면(2)의 작동값이 트랜스시버(transceiver) 등의 신호 변환부를 통하여 출력축(20)의 회전각도 정보로 변환되어 제어부(50)의 DSP(Digital Signal Processor) 등을 거친 후 출력축(20)을 회전시키기 위해 구동모터(10)를 작동시키게 되고, 이때, 출력축(20)의 최신 회전각도 정보를 기억하고 있는 제어부(50)는 입력부(100)에서 입력된 값을 보정하여 출력축(20)을 회전시킬 수 있도록 구동모터(10)를 구동시킨다.

일예로, 출력축(20)의 한바퀴 회전에 조종면(2)이 1°작동되고, 구동모터(10)의 10바퀴 회전에 출력축(20)이 한바퀴 회전된다고 가정할 때, 최초 입력부(100)에서 조종면(2)을 5°작동시키도록 제1입력값을 입력하면 출력축(20)을 5바퀴 회전 즉, 1800°회전하도록 신호가 변환되어 제어부(50)에 입력되고, 제어부(50)는 구동모터(10)에 50바퀴 회전하도록 명령을 내려 구동모터(10)를 작동시킴으로써, 출력축(20)이 5바퀴돌게 되어 조종면(2)이 5°작동된다.

이후, 외부의 충격하중에 의해 조종면(2)이 3°로 회전되었다고 가정할 때, 입력부(100)에서 조종면(2)을 10°즉 최초 입력한 값에서 5° 더 작동되도록 제2입력값을 입력하면 출력축(20)을 5바퀴 회전 즉, 1800°회전하도록 신호가 변환되어 제어부(50)에 입력된다.

그러나 제어부(50)는 외부의 충격하중에 의해 조종면(2)이 3°로 회전되었다는 것을 회전감지기(30)를 통하여 기억하고 있기 때문에 출력축(20)을 7바퀴 회전시키기 위한 즉, 제2입력값인 '출력축(20) 5바퀴 회전'에 '2바퀴 회전'을 더 보정하여 출력축(20)을 총 7바퀴 회전시키도록 구동모터(10)를 70바퀴 회전하도록 명령함으로써, 조종면(2)을 10°로 작동시키게 된다.

부가하여 설명하면, 본 발명의 제어부(50)는 구동장치를 작동시킬 수 있는 구성이면 다양한 형태로 구성될 수 있고, 바람직하게는 DSP를 포함하는 제어·신호 처리 드라이브와 트랜스시버를 포함하는 전원·통신부 및 구동 드라이브를 포함하여 구성될 수 있다.

종합하여 설명하면, 본 발명은 클러치(40)를 이용하여 기어(62)와 기어(62)와 연결된 기어박스(80)의 기어조립체 및 구동모터(10)를 외부의 충격하중에 의해 발생되는 출력축(20)의 토크로부터 보호함과 동시에 출력축(20)이 토크에 의해 회전된 각도를 회전감지기(30)를 통해 제어부(50)에 전달하여 출력축(20)의 회전각도 정보를 갱신하여 저장함으로써, 이후에 입력되는 조종면(2) 작동값 즉, 출력축(20)을 회전시키는 입력값을 보정하여 출력축(20)을 제어하기 때문에 외부의 충격하중에 의해 출력축(20)이 회전된 이후에도 원활하게 조종면(2)을 작동시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

상기는 본 발명의 바람직한 실시예를 참고로 설명하였으며, 상기의 실시예에 한정되지 아니하고, 상기의 실시예를 통해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변경으로 실시할 수 있는 것이다.

1 : 전기식 구동장치 2 : 조종면
10 : 구동모터 20 : 출력축
30 : 회전감지기 40 : 클러치
50 : 제어부 60 : 입력축
62 : 기어 64 : 회전센서
70 : 베어링 80 : 기어박스
100 : 입력부

Claims

구동모터(10)에 의해 회전되는 출력축(20);과
출력축(20)의 회전각도를 감지하는 회전감지기(30);와
구동모터(10)의 동력을 출력축(20)에 전달 및 차단하는 클러치(40); 및
외부 충격하중에 의해 출력축(20)이 회전되는 각도 정보를 회전감지기로(30)부터 전달받아 출력축(20)의 회전각도 정보를 갱신하는 제어부(50);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 충격방지기능을 가지는 항공기용 전기식 구동장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 제어부(50)는
갱신된 출력축(20)의 회전각도 정보를 바탕으로 입력부(100)에서 입력된 출력축(20)의 회전각도를 보정하는 것을 특징으로 하는 충격방지기능을 가지는 항공기용 전기식 구동장치.
제1항에 있어서,
상기 출력축(20)은
타측에 연장되어 형성되고, 구동모터(10)의 동력을 전달받는 기어(62)를 구비하는 입력축(60);을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 충격방지기능을 가지는 항공기용 전기식 구동장치.
제4항에 있어서,
상기 입력축(60)은
타측 말단에 회전감지기(30)에 회전각도 정보를 전달하는 회전센서(64);를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 충격방지기능을 가지는 항공기용 전기식 구동장치.