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KR102655972B1 - Yoke using Viscoelastic Tape and Folding-type Solar Panels using the same - Google Patents

Yoke using Viscoelastic Tape and Folding-type Solar Panels using the same Download PDF

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KR102655972B1
KR102655972B1 KR1020210095797A KR20210095797A KR102655972B1 KR 102655972 B1 KR102655972 B1 KR 102655972B1 KR 1020210095797 A KR1020210095797 A KR 1020210095797A KR 20210095797 A KR20210095797 A KR 20210095797A KR 102655972 B1 KR102655972 B1 KR 102655972B1
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KR
South Korea
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yoke
solar panel
satellite
base
vibration
Prior art date
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KR1020210095797A
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Korean (ko)
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KR20220090383A (en
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오현웅
박성우
강수진
김종필
Original Assignee
엘아이지넥스원 주식회사
조선대학교산학협력단
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Abstract

본 실시예들은 행성의 주위를 도는 위성체에 장착되는 전개형 태양전지판에 있어서, 위성체 외부에 장착되어 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하는 태양전지판 및 위성체와 태양전지판을 상호 연결시키는 요크를 포함하고, 요크는 위성체와 태양전지판을 연결하는 베이스의 양면에 보강부가 적층되어 태양전지판으로 전달되는 진동을 감쇠시키는 것을 특징으로 하는 전개형 태양전지판을 제안한다.The present embodiments include a deployable solar panel mounted on a satellite orbiting a planet, including a solar panel mounted on the outside of the satellite to convert light energy into electrical energy and a yoke interconnecting the satellite and the solar panel, the yoke proposes a deployable solar panel in which reinforcement is laminated on both sides of the base connecting the satellite and the solar panel to attenuate vibration transmitted to the solar panel.

Description

점탄성 특성을 갖는 요크 및 이를 이용한 전개형 태양전지판{Yoke using Viscoelastic Tape and Folding-type Solar Panels using the same}Yoke with viscoelastic properties and foldable solar panels using the same {Yoke using Viscoelastic Tape and Folding-type Solar Panels using the same}

본 발명은 요크 및 이를 이용한 전개형 태양전지판에 관한 것으로, 특히 점탄성 특성을 갖는 요크 및 이를 이용한 전개형 태양전지판에 관한 것이다.The present invention relates to a yoke and a deployable solar panel using the same, and particularly to a yoke having viscoelastic properties and a deployable solar panel using the same.

이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.The content described in this section simply provides background information for this embodiment and does not constitute prior art.

지구 관측을 수행하는 인공위성은 한 궤도상에서 제한된 시간에 최대한 다양한 관측을 위해 빠른 기동과 빠른 자세 안정화를 필요로 한다. 위성의 기동성과 안정성을 향상 시키기 위해서는 구조물 경량화와 동시에 충분한 강성을 가지도록 설계해야 한다. Satellites that perform Earth observation require rapid maneuvering and rapid attitude stabilization to obtain as many observations as possible in a limited time in one orbit. In order to improve the mobility and stability of satellites, the structure must be designed to be lightweight and have sufficient rigidity at the same time.

위성의 태양전지판은 위성체 외부에 장착되어 큰 관성모멘트를 가지기 때문에 자세제어에 큰 영향을 미치는 요인 중 하나인데, 또한 충분한 전력 면적을 확보하기 위해 적용하는 전개형 태양전지판의 경우는 발사 시 접어서 수납하였다가 발사 후 궤도상에서 전개되는데 그 과정에서 오는 발사 진동과 전개 시 발생하는 전개 충격을 견디기 위해 고강도 설계에 집중하기 때문에 경량화 설계가 어렵다. 한편, 최근 위성개발 추세가 소형/경량화임에 따라 기존 강성확보 설계기법은 대형 유연구조물에 진동이 발생하는 등의 한계가 있다.The satellite's solar panel is mounted on the outside of the satellite and has a large moment of inertia, so it is one of the factors that greatly affects attitude control. Also, in the case of the deployable solar panel applied to secure a sufficient power area, it is folded and stored during launch. After launch, it is deployed on orbit, and it is difficult to design it to be lightweight because it focuses on high-strength design to withstand the launch vibration and shock that occurs during deployment. Meanwhile, as the recent satellite development trend is toward smaller and lighter satellites, existing rigidity-securing design techniques have limitations, such as the occurrence of vibration in large flexible structures.

본 발명의 실시예들은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 적층형 초탄성 형상기억합금을 적용하여 짧은 전개 안정화 시간을 필요로 하고. 모든 소형/경량 설계를 요구하는 분야에 무게와 크기가 커지지 않으면서 효율적으로 외부의 유입되는 외란(진동/충격)을 저감하는데 발명의 주된 목적이 있다.Embodiments of the present invention were developed to solve the above problems, and require a short deployment stabilization time by applying a layered superelastic shape memory alloy. The main purpose of the invention is to efficiently reduce external disturbance (vibration/shock) without increasing the weight and size in all fields requiring compact/light design.

본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 수 있다.Other unspecified objects of the present invention can be additionally considered within the scope that can be easily inferred from the following detailed description and its effects.

본 실시예의 일 측면에 의하면, 본 발명은 행성의 주위를 도는 위성체에 장착되는 전개형 태양전지판에 있어서, 상기 위성체 외부에 장착되어 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하는 태양전지판 및 상기 위성체와 상기 태양전지판을 상호 연결시키는 요크를 포함하고, 상기 요크는 상기 위성체와 상기 태양전지판을 연결하는 베이스의 양면에 보강부가 적층되어 상기 태양전지판으로 전달되는 진동을 감쇠시키는 것을 특징으로 하는 전개형 태양전지판을 제안한다.According to one aspect of this embodiment, the present invention relates to a deployable solar panel mounted on a satellite orbiting a planet, a solar panel mounted outside the satellite to convert light energy into electrical energy, and the satellite and the solar panel. It proposes a deployable solar panel comprising a yoke that interconnects, wherein the yoke is laminated with reinforcement on both sides of the base connecting the satellite and the solar panel to attenuate vibration transmitted to the solar panel. .

바람직하게는, 상기 요크는 초탄성 효과를 갖는 상기 베이스와 외부에서 입력되는 진동을 감쇠시키는 상기 보강부를 포함하고, 상기 보강부는, 상기 베이스와 동일한 소재로 구성되는 구속층 및 점탄성 특성을 형성하는 감쇠층을 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the yoke includes the base having a superelastic effect and the reinforcing part that dampens vibration input from the outside, and the reinforcing part includes a constraint layer made of the same material as the base and a damping part that forms viscoelastic properties. It is characterized by comprising a layer.

바람직하게는, 상기 보강부는 임계응력 이하의 미소 진동에 대한 진동감쇠를 위해 상기 점탄성 특성을 형성하는 감쇠층을 이용하여 상기 구속층이 상기 베이스의 양면에 복수 개 교차 적층되어 고정되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the reinforcing part is characterized in that a plurality of restraining layers are cross-stacked and fixed on both sides of the base using a damping layer that forms the viscoelastic properties to damp vibration against microscopic vibrations below the critical stress. .

바람직하게는, 상기 요크는 상기 구속층 및 상기 감쇠층의 적층 수를 조절하여 강성 및 댐핑 성능을 향상시키는 것을 특징으로 한다.Preferably, the yoke improves rigidity and damping performance by adjusting the number of stacks of the constraint layer and the damping layer.

바람직하게는, 상기 요크는 진동이 전달되며 나타나는 굽힘 거동 형태의 진동 응답이 상기 베이스의 임계응력 이상의 대변위일 경우, 본래 형상으로 복원하려는 상변화가 발생하여 진동을 흡수하는 댐핑효과를 보이며, 상기 임계응력 이하의 소변위일 경우, 점탄성 특성을 형성하는 감쇠층과 상기 베이스와 동일한 소재로 구성되는 구속층 사이의 마찰로 진동이 감쇠되는 것을 특징으로 한다.Preferably, when the vibration response in the form of bending behavior that occurs when vibration is transmitted is a large displacement greater than the critical stress of the base, a phase change to restore the original shape occurs and the yoke exhibits a damping effect to absorb vibration, and the yoke exhibits a damping effect to absorb vibration. In the case of a small displacement below the stress, the vibration is attenuated by friction between a damping layer forming viscoelastic properties and a restraining layer made of the same material as the base.

바람직하게는, 상기 베이스는 초탄성 형상기억합금(SMA, Shape Memory Alloy)으로 형성되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the base is formed of superelastic shape memory alloy (SMA, Shape Memory Alloy).

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은 위성체와 상기 태양전지판을 상호 연결시키는 요크에 있어서, 상기 위성체의 일측 단부와 상기 태양전지판의 일측 단부를 연결하는 베이스 및 초탄성 효과를 갖는 상기 베이스와 외부에서 입력되는 진동을 감쇠시키는 보강부를 포함하고, 상기 보강부는 상기 베이스와 동일한 소재로 구성되는 구속층 및 점탄성 특성을 형성하는 감쇠층을 포함하는 것을 특징으로 하는 요크를 제안한다.According to another embodiment of the present invention, the present invention provides a yoke for interconnecting a satellite and the solar panel, a base connecting one end of the satellite and one end of the solar panel, and the base having a superelastic effect. and a reinforcing part that dampens vibration input from the outside, wherein the reinforcing part includes a constraint layer made of the same material as the base and a damping layer that forms viscoelastic properties.

바람직하게는, 상기 요크는 상기 구속층 및 상기 감쇠층의 적층 수를 조절하여 강성 및 댐핑 성능을 향상시키고, 상기 점탄성 특성을 형성하는 감쇠층을 이용하여 상기 구속층이 상기 베이스의 양면에 복수 개 교차 적층되어 고정되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the yoke improves rigidity and damping performance by adjusting the number of stacks of the constraint layer and the damping layer, and uses a damping layer that forms the viscoelastic properties to form a plurality of constraint layers on both sides of the base. It is characterized by being cross-stacked and fixed.

바람직하게는, 상기 요크는 진동이 전달되며 나타나는 굽힘 거동 형태의 진동 응답이 상기 베이스의 임계응력 이상의 대변위일 경우, 본래 형상으로 복원하려는 상변화가 발생하여 진동을 흡수하는 댐핑효과를 보이며, 상기 임계응력 이하의 소변위일 경우, 점탄성 특성을 형성하는 감쇠층과 상기 베이스와 동일한 소재로 구성되는 구속층 사이의 마찰로 진동이 감쇠되는 것을 특징으로 한다.Preferably, when the vibration response in the form of bending behavior that occurs when vibration is transmitted is a large displacement greater than the critical stress of the base, a phase change to restore the original shape occurs and the yoke exhibits a damping effect to absorb vibration, and the yoke exhibits a damping effect to absorb vibration. In the case of a small displacement below the stress, the vibration is attenuated by friction between a damping layer forming viscoelastic properties and a restraining layer made of the same material as the base.

바람직하게는, 상기 요크는 상기 위성체와 상기 태양전지판을 연결하는 베이스의 양면에 보강부의 상기 베이스와 동일한 소재로 구성되는 구속층 및 점탄성 특성을 형성하는 감쇠층 적층 시 균일한 압력을 인가하여 균일한 접착을 가능하게 하는 적어도 하나의 접착 홀을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the yoke applies uniform pressure when stacking a restraining layer made of the same material as the base of the reinforcement part and a damping layer forming viscoelastic properties on both sides of the base connecting the satellite and the solar panel. It is characterized in that it further includes at least one adhesive hole that enables adhesion.

바람직하게는, 상기 베이스 및 상기 구속층은 초탄성 형상기억합금(SMA, Shape Memory Alloy)으로 형성되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the base and the confinement layer are formed of superelastic shape memory alloy (SMA, Shape Memory Alloy).

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은 행성의 주위를 도는 태양 전지판 전개형 인공위성체에 의한 전개형 태양전지판 제조방법에 있어서, 베이스의 양면에 초탄성 효과를 갖는 상기 베이스와 외부에서 입력되는 진동을 감쇠시키는 보강부를 안착시켜 요크를 생성하는 단계 및 행성의 주위를 도는 위성체 및 상기 위성체 외부에 장착되어 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하는 태양전지판을 상기 요크를 통해 상호 연결시키는 단계를 포함하고, 상기 요크를 생성하는 단계는 상기 베이스와 동일한 소재로 구성되는 구속층과 점탄성 특성을 형성하는 감쇠층을 교차 적층하여 생성된 보강부를 상기 베이스에 안착시켜 요크를 생성하는 것을 특징으로 하는 전개형 태양전지판 제조방법을 제안한다.According to another embodiment of the present invention, the present invention relates to a method of manufacturing a deployable solar panel using a solar panel deployable satellite orbiting a planet, the base having a superelastic effect on both sides of the base, and an input from the outside. A step of creating a yoke by seating a reinforcing part that dampens vibration, and interconnecting a satellite orbiting the planet and a solar panel mounted on the outside of the satellite to convert light energy into electrical energy through the yoke, , the step of generating the yoke is an unfolded solar system characterized in that the yoke is created by seating a reinforcing part created by cross-lamination of a restraining layer made of the same material as the base and a damping layer forming viscoelastic properties, on the base. We propose a method of manufacturing a battery panel.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예들에 의하면, 본 발명은 태양전지판의 고댐핑 요크 인공위성의 경량화/소형화 개발 추세에 맞춰 태양전지판의 요구 강성을 최소화하여 경량화 설계가 가능한 효과가 있다.As described above, according to the embodiments of the present invention, the present invention has the effect of enabling a lightweight design by minimizing the required rigidity of the solar panel in line with the development trend of lightweight/miniaturization of satellites with high damping yoke of solar panels.

여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급된다.Even if the effects are not explicitly mentioned here, the effects described in the following specification and their potential effects expected by the technical features of the present invention are treated as if described in the specification of the present invention.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 점탄성 특성을 갖는 요크를 이용한 전개형 태양전지판을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 점탄성 특성을 갖는 요크를 이용한 전개형 태양전지판의 제조방법을 나타내는 흐름도이다.
도 5 내지 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 전개형 태양전지판에서 요크의 종류에 따른 실험 결과를 나타내는 도면이다.
1 to 3 are diagrams showing a deployable solar panel using a yoke having viscoelastic properties according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a flowchart showing a method of manufacturing a deployable solar panel using a yoke with viscoelastic properties according to an embodiment of the present invention.
Figures 5 to 11 are diagrams showing experimental results according to the type of yoke in a deployable solar panel according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. The advantages and features of the present invention and methods for achieving them will become clear by referring to the embodiments described in detail below along with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below and may be implemented in various different forms. The present embodiments are merely intended to ensure that the disclosure of the present invention is complete and to provide common knowledge in the technical field to which the present invention pertains. It is provided to fully inform those who have the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used in this specification may be used with meanings that can be commonly understood by those skilled in the art to which the present invention pertains. Additionally, terms defined in commonly used dictionaries are not interpreted ideally or excessively unless clearly specifically defined.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in this application are only used to describe specific embodiments and are not intended to limit the invention. The singular terms include plural expressions, unless the context clearly dictates otherwise. In this application, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate the presence of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but are not intended to indicate the presence of one or more other features. It should be understood that this does not exclude in advance the possibility of the existence or addition of elements, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.Terms containing ordinal numbers, such as second, first, etc., may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, the second component may be referred to as the first component without departing from the scope of the present invention, and similarly, the first component may also be referred to as the second component. The term and/or includes any of a plurality of related stated items or a combination of a plurality of related stated items.

본 발명은 점탄성 특성을 갖는 요크 및 이를 이용한 전개형 태양전지판에 관한 것이다.The present invention relates to a yoke having viscoelastic properties and a deployable solar panel using the same.

지구 관측을 수행하는 인공위성은 한 궤도상에서 제한된 시간에 최대한 다양한 관측을 위해 빠른 기동과 빠른 자세 안정화를 필요로 한다. 위성의 기동성과 안정성을 향상시키기 위해서는 구조물 경량화와 동시에 충분한 강성을 가지도록 설계해야 한다. 위성의 태양전지판은 위성체 외부에 장착되어 큰 관성모멘트를 가지기 때문에 자세제어에 큰 영향을 미치는 요인 중 하나이다. 또한 충분한 전력 면적을 확보하기 위해 적용하는 전개형 태양전지판의 경우는 발사 시 접어서 수납하였다가 발사 후 궤도상에서 전개되는데 그 과정에서 오는 발사 진동과 전개 시 발생하는 전개 충격을 견디기 위해 고강도 설계에 집중하기 때문에 경량화 설계가 어렵다. 한편, 위성임무의 고도화에 따른 충분한 전력확보를 위해 태양전지판의 크기가 증가되는 추세로 이를 고기동 위성에 적용하기 위해서는 기존의 강성 확보를 통한 안정성 확보 설계에서 벗어나 대형 유연구조물에 발생하는 진동을 효과적으로 감쇠할 수 있는 새로운 구조 설계의 필요성이 대두되고 있다.Satellites that perform Earth observation require rapid maneuvering and rapid attitude stabilization to obtain as many observations as possible in a limited time in one orbit. In order to improve the mobility and stability of satellites, the structure must be designed to be lightweight and have sufficient rigidity at the same time. The satellite's solar panel is mounted on the outside of the satellite and has a large moment of inertia, so it is one of the factors that greatly affects attitude control. In addition, in the case of deployable solar panels used to secure sufficient power area, they are folded and stored at launch and then deployed in orbit after launch. In order to withstand the launch vibration and shock generated during deployment, the focus is on high-strength design. Therefore, lightweight design is difficult. Meanwhile, the size of solar panels is increasing in order to secure sufficient power due to the advancement of satellite missions. In order to apply them to high-mobility satellites, it is necessary to effectively attenuate vibrations occurring in large flexible structures by departing from the existing design to secure stability through securing rigidity. The need for new structural designs that can do this is emerging.

종래의 일반적인 위성용 태양전지판의 구조 중 전개-고정식은 전개된 태양전지판을 위성체와 지지보로 고정하거나 패널 연결에 강성이 높은 힌지를 사용하는 등 전개강성을 높이는 설계로 영상촬영을 위한 자세안정화 시간이 짧아 고기동을 요구하는 광학위성에 널리 적용된다. 또한, 태양전지판 설계는 위성의 최소 요구강성을 만족하기 위해 지지보 적용 및 구조체의 강성 증가에 의존하고 있기 때문에 위성 경량화에 한계가 존재한다. 또한, 태양추적형 전개-회전식 태양전지판에는 기존의 지지보 적용이 불가하며, 태양전지판 회전 구동기로부터 발생하는 미소진동에 의한 태양전지판의 강체 진동이 고정밀 위성의 지향성능저하 원인으로 작용한다. 또한, 전력요구조건 만족을 위해 본체에 비해 비교적 크기가 큰 태양전지판을 장착하는 초소형위성의 경우 이러한 문제점은 더욱 극명해진다.Among the structures of conventional satellite solar panels, the deployment-fixed type is a design that increases deployment rigidity by fixing the deployed solar panel to the satellite and a support beam or using a highly rigid hinge to connect the panels, thereby reducing the posture stabilization time for video shooting. It is short and widely applied to optical satellites that require high mobility. In addition, since solar panel design relies on applying support beams and increasing the rigidity of the structure to satisfy the minimum required stiffness of the satellite, there are limits to satellite lightweighting. In addition, existing support beams cannot be applied to solar tracking type deployment-rotation solar panels, and the rigid body vibration of the solar panel due to micro-vibration generated from the solar panel rotation actuator acts as a cause of deterioration of the orientation performance of high-precision satellites. Additionally, this problem becomes more apparent in the case of microsatellites that are equipped with solar panels that are relatively large in size compared to the main body to meet power requirements.

따라서, 상술한 문제를 해결하기 위해 전개형 태양전지판(10)은 고강성 고댐핑 요크(200)의 적용을 통한 진동 절연을 통해 소형/경량화 설계가 가능하며 유입되는 진동 조건 완화를 통해 저비용 개발이 가능할 수 있다.Therefore, in order to solve the above-mentioned problem, the deployable solar panel 10 can be designed to be compact and lightweight through vibration isolation through the application of the high-stiffness, high-damping yoke 200, and low-cost development can be achieved by alleviating incoming vibration conditions. It may be possible.

전개형 태양전지판(10)은 태양전지판의 강성이 크고 안정화 시간이 짧아 고속 기동 방식의 정찰 위성의 태양전지판, 안테나 등의 전개 메커니즘 부위에 적용이 가능하며 짧은 안정화 시간으로 인해 동일 조건하에서 더 많은 영상 촬영이 가능한 장점을 갖는다.The deployable solar panel (10) has high rigidity and short stabilization time, so it can be applied to the deployment mechanism of solar panels and antennas of high-speed reconnaissance satellites. Due to the short stabilization time, more images can be captured under the same conditions. It has the advantage of being able to take pictures.

전개형 태양전지판(10)은 태양전지판의 고댐핑 요크 인공위성의 경량화/소형화 개발 추세에 맞춰 태양전지판의 요구 강성을 최소화하여 경량화 설계가 가능하다.The deployable solar panel 10 can be designed to be lightweight by minimizing the required rigidity of the solar panel in line with the development trend of lightweight/miniaturization of satellites with high damping yoke of solar panels.

전개형 태양전지판(10)은 진동저감 특성을 이용한 기계 기술로서, 우주 분야를 비롯한 항공, 지상 플랫폼 등 방산 및 민수 전 분야에 폭넓게 활용 가능하며, 특히 높은 구조 강성을 가지면서 짧은 전개 안정화 시간을 필요로 하는 전개 구동부에서 이용이 가능하다.The deployable solar panel (10) is a mechanical technology using vibration reduction characteristics and can be widely used in all defense and civil fields, including space, aviation, and ground platforms. In particular, it requires a short deployment stabilization time while having high structural rigidity. It can be used in the deployment drive unit.

또한, 전개형 태양전지판(10)은 모든 소형/경량 설계를 요구하는 분야에 무게와 크기가 커지지 않으면서 효율적으로 외부의 유입되는 외란(진동/충격)을 저감하여 필요 강성을 최소화하는 용도로 사용할 수 있다.In addition, the deployable solar panel (10) can be used to minimize required rigidity by efficiently reducing external disturbance (vibration/shock) without increasing the weight and size in all fields requiring small/light design. You can.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 점탄성 특성을 갖는 요크를 이용한 전개형 태양전지판을 나타내는 도면이다.1 to 3 are diagrams showing a deployable solar panel using a yoke having viscoelastic properties according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 전개형 태양전지판(10)은 위성체(100), 요크(200) 및 태양전지판(300)을 포함한다. 여기서, 요크(200)는 베이스(210), 구속층(222) 및 감쇠층(224)을 포함한다. 전개형 태양전지판(10)은 도 1 내지 도 3에서 예시적으로 도시한 다양한 구성요소들 중에서 일부 구성요소를 생략하거나 다른 구성요소를 추가로 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 1 to 3 , the deployable solar panel 10 includes a satellite 100, a yoke 200, and a solar panel 300. Here, the yoke 200 includes a base 210, a confinement layer 222, and an attenuation layer 224. The deployable solar panel 10 may omit some of the various components exemplarily shown in FIGS. 1 to 3 or may additionally include other components.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 점탄성 특성을 갖는 요크를 이용한 전개형 태양전지판을 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 점탄성 특성을 갖는 태양전지판과 요크가 조립된 제1 형상 및 요크의 부분 확대도를 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 점탄성 특성을 갖는 요크가 조립된 제2 형상 및 요크의 부분 확대도를 나타내는 예시도이다.Figure 1 is a diagram showing a deployable solar panel using a yoke having viscoelastic properties according to an embodiment of the present invention, and Figure 2 is a diagram showing a solar panel assembled with a yoke having viscoelastic properties according to an embodiment of the present invention. 1 is a diagram showing a partially enlarged view of the shape and the yoke, and FIG. 3 is an exemplary diagram showing a partially enlarged view of the second shape and the yoke in which a yoke with viscoelastic properties according to an embodiment of the present invention is assembled.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 점탄성 특성을 갖는 요크를 이용한 전개형 태양전지판(10)은 태양전지판(300)과 위성체(100)를 연결하는 구조 인터페이스인 요크(200)에 댐핑 능력을 향상시켜 외부에서 입력되는 환경 진동에 의해 태양전지판 파손 및 댐핑 능력을 향상시켜 외부에서 입력되는 환경 진동에 의한 태양전지판 파손 및 위성의 기동성능 저하 등을 해결할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the deployable solar panel 10 using a yoke with viscoelastic properties improves the damping ability of the yoke 200, which is a structural interface connecting the solar panel 300 and the satellite 100. By improving the damping ability and damage to solar panels caused by environmental vibrations input from the outside, damage to solar panels and deterioration of satellite maneuvering performance caused by environmental vibrations input from the outside can be resolved.

위성체(100)는 행성의 주위를 돌 수 있다. 구체적으로, 위성체(100)는 지구 따위의 행성 둘레를 돌도록 쏘아 올린 인공의 장치로서, 인공적으로 행성의 주위를 돌도록 배치한 것이다.Satellite body 100 may orbit around a planet. Specifically, the satellite 100 is an artificial device launched to orbit a planet such as the Earth, and is artificially placed to orbit the planet.

위성체(100)는 고도에 맞는 적절한 속도를 유지함으로써 지상으로 낙하하지 않고 행성 주위를 공전하는 궤도 상에 머무를 수 있으며, 지상으로 낙하하거나 행성의 중력권을 벗어나 우주공간으로 튕겨 나가지 않고 공전운동을 지속해야 한다.By maintaining an appropriate speed according to the altitude, the satellite 100 can stay in orbit around the planet without falling to the ground, and continues its orbital motion without falling to the ground or being thrown out of the planet's gravitational sphere into outer space. Should be.

태양전지판(300)은 위성체(100)의 외부에 장착되어 빛 에너지를 전기 에너지로 변환할 수 있다.The solar panel 300 is mounted on the outside of the satellite 100 and can convert light energy into electrical energy.

요크(200)는 위성체(100)와 태양전지판(300)을 상호 연결시킬 수 있다.The yoke 200 may connect the satellite 100 and the solar panel 300 to each other.

도 2를 참조하면, 요크(200)와 태양전지판(300)은 전지 연결 인터페이스(410, 420)에 의해 서로 연결되며, 단순 기계적 구조로 연결될 수 있으며, 도시한 바에 한정되지 않는다.Referring to FIG. 2, the yoke 200 and the solar panel 300 are connected to each other by cell connection interfaces 410 and 420, and may be connected through a simple mechanical structure, but are not limited to what is shown.

도 3을 참조하면, 요크(200)와 태양전지판(300)은 도 2와 같은 별도의 연결 인터페이스 없이 나사 체결 방식에 의해 서로 연결될 수 있다. 여기서, 요크(200)는 태양전지판(300)과 연결되는 부분에 적어도 2개의 홀이 형성될 수 있으며, 홀은 태양전지판(300)에 형성되는 홀과 서로 대응되는 부분에 형성되어 나사 체결 방식을 통해 고정되도록 형성될 수 있다.Referring to FIG. 3, the yoke 200 and the solar panel 300 may be connected to each other by a screw fastening method without a separate connection interface as shown in FIG. 2. Here, the yoke 200 may have at least two holes formed in a portion connected to the solar panel 300, and the holes are formed in portions corresponding to the holes formed in the solar panel 300 to use a screw fastening method. It can be formed to be fixed through.

형상 기억 합금과 점탄성 효과를 활용한 고댐핑 적층형 구조의 요크(200)는 진동 안정화 시간이 짧고 전개 메커니즘의 제어가 용이한 기계적 특성을 갖는다.The yoke 200, a high-damping laminated structure utilizing shape memory alloy and viscoelastic effect, has mechanical properties that allow for short vibration stabilization time and easy control of the deployment mechanism.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 점탄성 특성을 갖는 요크를 이용한 전개형 태양전지판(10)은 베이스(210)의 물성에 댐핑 능력을 향상시키기 위해 일반 금속에 비해 진동감쇠성능 및 탄성특성이 뛰어난 초탄성 형상기억합금(SMA, Shape Memory Alloy)을 적용할 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the deployable solar panel 10 using a yoke with viscoelastic properties has excellent vibration damping performance and elastic properties compared to general metal in order to improve the damping ability of the physical properties of the base 210. Elastic shape memory alloy (SMA, Shape Memory Alloy) can be applied.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 전개형 태양전지판(10)은 요크(200) 자체의 댐핑 능력을 향상시키기 위해 요크(200)의 양면에 요크(200)과 동일소재의 구속층(222)을 점탄성 테이프로 적층한 형태의 감쇠층(224)을 적용하였다.According to one embodiment of the present invention, the deployable solar panel 10 has a restraining layer 222 made of the same material as the yoke 200 on both sides of the yoke 200 to improve the damping ability of the yoke 200 itself. A damping layer 224 laminated with viscoelastic tape was applied.

또한, 전개형 태양전지판(10)은 요크(200) 제작 시 단순한 제작 공정과 저렴한 단가로 종래의 금속 보강재 보다 뛰어난 진동 저감 성능을 갖고 있어 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.In addition, the deployable solar panel 10 has a simple manufacturing process and low cost when manufacturing the yoke 200, and has superior vibration reduction performance compared to conventional metal reinforcement materials, which has the effect of reducing costs.

요크(200)는 위성체(100)와 태양전지판(300)을 연결하는 베이스(210)의 양면에 보강부(220)가 적층되어 태양전지판(300)으로 전달되는 진동을 감쇠시킬 수 있다.The yoke 200 can attenuate vibration transmitted to the solar panel 300 by stacking reinforcement parts 220 on both sides of the base 210 that connects the satellite 100 and the solar panel 300.

요크(200)는 초탄성 효과를 갖는 베이스(210)와 외부에서 입력되는 진동을 감쇠시키는 보강부(220)를 포함할 수 있다.The yoke 200 may include a base 210 that has a superelastic effect and a reinforcement portion 220 that dampens vibration input from the outside.

베이스(210)는 위성체(100)와 태양전지판(300)을 연결할 수 있다. 베이스(210)는 구조물로 구현될 수 있다.The base 210 can connect the satellite 100 and the solar panel 300. The base 210 may be implemented as a structure.

구조물(210)은 초탄성 형상기억합금(SMA, Shape Memory Alloy)으로 형성될 수 있다.Structure 210 may be formed of superelastic shape memory alloy (SMA).

본 발명의 일 실시예에 따르면, 구조물(210)은 충분한 강성을 지니면서 초탄성 효과를 갖는 합금으로 형성될 수 있으므로, 단독으로도 임계 변형률 이상의 절연효과를 가질 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the structure 210 may be formed of an alloy that has sufficient rigidity and a superelastic effect, and thus may have an insulating effect greater than a critical strain even on its own.

구조물(210)은 SMA의 임계응력을 상회하는 대변위에 대해 댐핑효과가 발생하므로 임계응력 이하의 미소진동에 댐핑을 위해서는 점탄성 테이프를 이용한 SMA 재질의 구속층(222)을 적층한 적층체를 양면에 결합될 수 있다. 구체적으로, 요크(200)에 진동이 전달되며 나타나는 굽힘 거동 형태의 진동 응답이 SMA의 임계응력 이상의 대변위일 경우 본래 형상으로 복원하려는 상변화가 발생하며 진동을 흡수하는 댐핑효과를 보이며, 임계응력 이하의 소변위는 점탄성 양면테이프로 구현되는 감쇠층(224)과 SMA 박판으로 구현되는 구속층(222)의 적층체 사이의 마찰로 진동감쇠가 가능할 수 있다. 여기서, 점탄성 테이프는 점탄성 재질을 가지며, 적층되는 SMA 박판으로 구현되는 구속층(222)을 접착할 수 있는 다양한 소재일 수 있다.Since the structure 210 generates a damping effect for large displacements exceeding the critical stress of SMA, in order to dampen micro vibrations below the critical stress, a laminate containing a restraining layer 222 made of SMA material using a viscoelastic tape is placed on both sides. can be combined Specifically, when the vibration response in the form of bending behavior that occurs when vibration is transmitted to the yoke 200 is a large displacement greater than the critical stress of the SMA, a phase change to restore the original shape occurs and a damping effect to absorb vibration is exhibited. The small displacement may be able to attenuate vibration through friction between the laminated body of the damping layer 224 implemented with viscoelastic double-sided tape and the constraint layer 222 implemented with a SMA thin plate. Here, the viscoelastic tape has a viscoelastic material and may be a variety of materials capable of adhering the constraint layer 222 implemented with laminated SMA thin plates.

임계응력은 물체가 파괴되지 아니하고 견딜 수 있는 최대의 변형력을 나타낸다. 굽힘 거동은 어떠한 힘이 가해질 때 작용하는 힘으로서, 진동이 발생함에 따라 작용하는 힘을 나타낼 수 있다.Critical stress represents the maximum strain that an object can withstand without being destroyed. Bending behavior is a force that acts when a certain force is applied, and can represent the force that acts as vibration occurs.

또한, 대변위는 물체가 위치를 바꾸는 변위가 큰 것을 의미하여 임계응력 이상일 경우를 나타낼 수 있고, 소변위는 물체가 위치를 바꾸는 변위가 작은 것을 의미하여 임계응력 이하일 경우를 나타낼 수 있다.In addition, large displacement means that the displacement of the object changing its position is large, which can indicate a case where it is greater than the critical stress, while small displacement means that the displacement of the object changing its position is small, and can indicate a case that is less than the critical stress.

상변화는 어떤 물질이 온도와 압력에 따라 서로 다른 상태를 나타내는 것을 나타낼 수 있다.Phase change can indicate that a substance exhibits different states depending on temperature and pressure.

보강부(220)는 점탄성 특성을 지신 감쇠층(222)을 적층하면서 여러 층이 마찰에 의한 절연 효과로, 미소변형에 집중한 절연기능을 가질 수 있다. 이때, 구속층(222)과 감쇠층(224) 각각의 재질은 각 목적에 맞는 기능을 가진 모든 재질일 수 있으며, 두께와 사이즈 또한 제한이 없이 구현될 수 있다.The reinforcing part 220 may have an insulating function focused on micro-strain through the insulating effect due to friction of several layers while stacking the damping layer 222 with viscoelastic properties. At this time, the material of each of the constraint layer 222 and the damping layer 224 may be any material with a function suitable for each purpose, and the thickness and size may also be implemented without limitation.

구속층(222)과 감쇠층(224)은 적층되는 개수에 따라 요크(200)의 강성과 댐핑 능력이 상승하며, 필요에 따라 적층 수를 조절하여 사용할 수 있다.The stiffness and damping ability of the yoke 200 increase depending on the number of the constraint layer 222 and the damping layer 224 stacked, and the number of stacks can be adjusted as needed.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 점탄성 특성을 갖는 요크(200)는 따른 적층형 초탄성 형상기억합금(SMA)을 적용하였으며, 초탄성 효과를 갖는 SMA 재질의 구조물(210)과 구조물(210)과 동일재질의 구속층(222)을 점탄성 효과를 지닌 감쇠층(224)을 이용하여 적층하는 적층체이다. 여기서, 구속층(222)은 박판 적층체로 구현될 수 있고, 감쇠층(224)은 점탄성 테이프로 구현될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the yoke 200 having viscoelastic properties is made of a laminated superelastic shape memory alloy (SMA), and the structure 210 and the structure 210 made of SMA material having a superelastic effect. It is a laminate in which a restraining layer 222 of the same material is laminated using a damping layer 224 with a viscoelastic effect. Here, the constraint layer 222 may be implemented as a thin plate laminate, and the damping layer 224 may be implemented as a viscoelastic tape.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 점탄성 특성을 갖는 요크(200)는 SMA를 단독으로 적용 시, 임계응력을 상회하는 대변위가 발생해야 상변화에 의한 댐핑효과를 기대할 수 있으므로 임계응력 이하의 미소진동에 대한 진동감쇠를 위해 SMA 재질의 요크 주 구조물(210)의 양면에 점탄성 테이프를 이용하여 SMA재질의 박판을 적층할 수 있다. 여기서, 박판은 구속층(222)을 나타낼 수 있다.According to one embodiment of the present invention, when applying SMA alone, the yoke 200, which has viscoelastic properties, can expect a damping effect due to phase change only when a large displacement exceeding the critical stress occurs, so a small amount of stress less than the critical stress can be expected. In order to attenuate vibration, thin plates made of SMA material can be laminated on both sides of the yoke main structure 210 made of SMA material using viscoelastic tape. Here, the thin plate may represent the confinement layer 222.

도 2 및 도 3을 참조하면, 보강부(220)는 구속층(222) 및 감쇠층(224)을 포함한다. 보강부(220)는 도 2 및 도 3에서 예시적으로 도시한 다양한 구성요소들 중에서 일부 구성요소를 생략하거나 다른 구성요소를 추가로 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 2 and 3 , the reinforcement portion 220 includes a confinement layer 222 and an attenuation layer 224 . The reinforcement unit 220 may omit some of the various components exemplarily shown in FIGS. 2 and 3 or may additionally include other components.

보강부(220)는 구조물(210)의 양면에 적층되며, 구조물(210)로 전달되는 진동을 감쇠시킴에 따라 태양전지판(300)으로 전달되는 진동을 감쇠시킬 수 있다.The reinforcement portion 220 is laminated on both sides of the structure 210 and can attenuate the vibration transmitted to the solar panel 300 by attenuating the vibration transmitted to the structure 210.

보강부(220)는 구속층(222) 및 감쇠층(224)이 복수 개로 적층될 수 있으며, 감쇠층(224)과 구속층(210)이 교차 적층되어 고정될 수 있다.The reinforcement portion 220 may be formed by stacking a plurality of constraint layers 222 and attenuation layers 224, and the damping layers 224 and attenuation layers 210 may be alternately stacked and fixed.

보강부(220)는 점탄성 특성으로 구현된 고댐핑 능력을 가지며, 위성체(100)가 진동 환경에서 진동을 감쇠시켜 태양전지판(300)의 파손 및 위성체(100)의 기동성능 저하 등을 해결할 수 있다.The reinforcing part 220 has a high damping ability realized through viscoelastic properties, and can solve problems such as damage to the solar panel 300 and deterioration of the maneuvering performance of the satellite 100 by attenuating the vibration of the satellite 100 in a vibration environment. .

보강부(220)는 구조물(210)에 전달되는 진동을 소산할 수 있는 댐핑 능력을 가지는 다양한 점탄성 재질의 구조체일 수 있다. 여기서, 댐핑은 진동을 감쇠하는 능력으로, 구조물(210)로 전달되는 진동에너지를 산일화 함으로써 진동을 저감할 수 있다.The reinforcement portion 220 may be a structure made of various viscoelastic materials that have a damping ability to dissipate vibration transmitted to the structure 210. Here, damping is the ability to attenuate vibration, and vibration can be reduced by dissipating the vibration energy transmitted to the structure 210.

보강부(220)는 임계응력 이하의 미소 진동에 대한 진동감쇠를 위해 점탄성 특성을 형성하는 감쇠층(224)을 이용하여 구속층(222)이 구조물(210)의 양면에 복수 개 교차 적층되어 고정될 수 있다.The reinforcement portion 220 is fixed by multiple cross-stacked restraint layers 222 on both sides of the structure 210 using a damping layer 224 that forms viscoelastic properties to dampen microscopic vibrations below the critical stress. It can be.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 보강부(220)의 적층된 박판의 두께는 수mm 이하로 종래의 금속 보강재 대비 중량/부피 증가 최소화가 가능한 장점을 통해 우주, 항공 탑재 전자 장비의 소형/경량화 구현 가능하다. 여기서, 적층된 박판은 구속층(222) 및 감쇠층(224)이다.According to one embodiment of the present invention, the thickness of the laminated thin plates of the reinforcement portion 220 is several mm or less, which has the advantage of minimizing the increase in weight/volume compared to conventional metal reinforcement materials, making space and aviation electronic equipment smaller and lighter. Implementation is possible. Here, the laminated thin plates are a constraint layer 222 and an attenuation layer 224.

구속층(222)은 구조물(210)과 동일한 소재로 구성될 수 있다. 이는 구조물(210)과 구속층(222)이 동일한 소재로 구성됨에 따라 각각에 전달되는 진동 주파수의 성질이 동일하게 형성되어 효과적으로 진동을 감쇠시킬 수 있다. 여기서, 구조물(210)은 가볍고 얇은 두께로 저렴하게 제작이 가능하며, 구조물(210)과 동일한 소재로 구현되는 구속층(222) 또한 가볍고 얇은 두께로 저렴하게 제작이 가능할 수 있다.The confinement layer 222 may be made of the same material as the structure 210. As the structure 210 and the constraint layer 222 are made of the same material, the properties of the vibration frequency transmitted to each are formed to be the same, thereby effectively attenuating vibration. Here, the structure 210 can be manufactured inexpensively by being light and thin, and the constraint layer 222 implemented with the same material as the structure 210 can also be manufactured inexpensively by being light and thin.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 구조물(210)과 구속층(222)은 유리섬유와 에폭시로 만들어진 재료의 FR-4로 구현되는 것이 바람직하며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present invention, the structure 210 and the constraint layer 222 are preferably implemented with FR-4, a material made of glass fiber and epoxy, but are not necessarily limited thereto.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 구속층(222)은 구조물(210)과 다른 재질로 구현될 수 있으며, 고댐핑 구현을 위해 구조물(210)의 굽힘거동이 충분히 필요할 수 있다. 이에 따라, 구속층(222)은 고강성 재질로 사용될 경우, 효과가 극히 줄어들 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the confinement layer 222 may be implemented with a material different from that of the structure 210, and the bending behavior of the structure 210 may be sufficiently required to implement high damping. Accordingly, if the constraint layer 222 is made of a high-rigidity material, the effect may be greatly reduced.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 구속층(222)은 최대한 얇은 층으로 형성될 수 있다. 구체적으로, 보강부(220)는 최대한 얇게 형성된 구속층(222)을 감쇠층(224)을 통해 여러층 본딩할 수 있으며, 같은 두께라도 더 많은 구속층(222)을 적층할 수 있도록 구속층(222)은 최대한 얇은 층으로 형성할 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present invention, the confinement layer 222 may be formed as the thinnest layer possible. Specifically, the reinforcement portion 220 can bond the constraint layer 222, which is formed as thin as possible, in several layers through the attenuation layer 224, and the constraint layer ( 222) can be formed as the thinnest layer possible, but is not necessarily limited to this.

감쇠층(224)은 점탄성 특성을 형성할 수 있다. 또한, 감쇠층(224)은 점탄성 테이프로 구현될 수 있다. 여기서, 점탄성 테이프는 감쇠층(224)이며, 물체에 힘을 가했을 때 액체로서의 성질과 고체로서의 성질이 동시에 나타나는 현상의 테이프를 나타낼 수 있다.The damping layer 224 may form viscoelastic properties. Additionally, the damping layer 224 may be implemented as a viscoelastic tape. Here, the viscoelastic tape is the damping layer 224, and can represent a tape that exhibits liquid properties and solid properties simultaneously when force is applied to an object.

점탄성 테이프는 점탄성 재질을 가지며, 적층되는 구속층(222)을 접착할 수 있는 다양한 소재일 수 있다. 바람직하게는, 점탄성 테이프는 높은 접착력, 내열도, 내습성, 내용제성 등이 필요한 다양한 재질에 사용되는 3M966으로 구현되는 것이 바람직하다. 여기서, 3M966 테이프는 상술한 성질 이외에 우주 적용 기준의 탈기체(Outgassing) 특성을 만족하고, 우주 임무 적용 실적(Space Heritage)이 있는 제품으로서, 우주용으로 사용하기 위해서는 탈기체 기준을 반드시 만족시켜야 할 수 있다.The viscoelastic tape has a viscoelastic material and may be of various materials that can adhere the laminated constraint layer 222. Preferably, the viscoelastic tape is implemented as 3M966, which is used for various materials that require high adhesion, heat resistance, moisture resistance, solvent resistance, etc. Here, in addition to the above-mentioned properties, the 3M966 tape satisfies the outgassing characteristics of space application standards and is a product with a track record of space mission application (space heritage). It must meet the outgassing standards in order to be used in space. You can.

따라서, 전개형 태양전지판(10)의 요크(200)는 복수 개 적층하여 보강부(220)가 점탄성 특성을 가지는 테이프로 구조물(210)을 연결하여, 진동이 전달되며 나타나는 굽힘 거동 형태의 진동 응답이 점탄성 양면테이프와 구조물(210)의 마찰로 인해 진동을 효과적으로 감쇠시킬 수 있다.Therefore, a plurality of yokes 200 of the deployable solar panel 10 are stacked, and the reinforcing portion 220 connects the structure 210 with a tape having viscoelastic properties, resulting in a vibration response in the form of bending behavior that occurs when vibration is transmitted. Vibration can be effectively attenuated due to friction between the viscoelastic double-sided tape and the structure 210.

요크(200)는 구속층(222) 및 감쇠층(224)의 적층 수를 조절하여 강성 및 댐핑 성능을 향상시킬 수 있다.The yoke 200 can improve its rigidity and damping performance by adjusting the number of stacks of the constraint layer 222 and the damping layer 224.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 구속층(222) 및 감쇠층(224)의 적층 수는 전개형 태양전지판(10) 또는 요크(200)가 사용되는 환경 및 필요에 따라 변화할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the number of stacks of the constraint layer 222 and the attenuation layer 224 may vary depending on the environment and needs in which the deployable solar panel 10 or the yoke 200 is used.

구속층(222) 및 감쇠층(224)은 적층되는 개수에 따라 요크(200)의 강성과 댐핑 능력이 상승하며, 필요에 따라 구속층(222)과 감쇠층(224)의 개수를 조절하여 사용할 수 있다.The stiffness and damping capacity of the yoke 200 increases depending on the number of restraint layers 222 and damping layers 224, and the number of restraint layers 222 and damping layers 224 can be adjusted as needed. You can.

요크(200)는 진동이 전달되며 나타나는 굽힘 거동 형태의 진동 응답이 구조물(210)의 임계응력 이상의 대변위일 경우, 본래 형상으로 복원하려는 상변화가 발생하여 진동을 흡수하는 댐핑효과를 보이며, 임계응력 이하의 소변위일 경우, 점탄성 특성을 형성하는 감쇠층(224)과 구조물(210)과 동일한 소재로 구성되는 구속층(222) 사이의 마찰로 진동이 감쇠될 수 있다.When the vibration response in the form of bending behavior that occurs when vibration is transmitted is greater than the critical stress of the structure 210, the yoke 200 exhibits a damping effect to absorb vibration by causing a phase change to restore the original shape, and the critical stress In the case of small displacements below, vibration may be attenuated by friction between the damping layer 224, which has viscoelastic properties, and the constraint layer 222, which is made of the same material as the structure 210.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 전개형 태양전지판(10)의 요크(200)는 보강부(220)의 적층 수의 증가에 따라 요크(200)의 댐핑 성능이 향상되며, 필요에 따라 적층 수를 조절하여 사용할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the damping performance of the yoke 200 of the deployable solar panel 10 is improved as the number of stacks of the reinforcement portion 220 increases, and the number of stacks is increased as necessary. It can be used by adjusting .

본 발명의 일 실시예에 따르면, 보강부(200)의 형태는 마찰에 의해 구현되는 고댐핑 특성으로 구조물(210)의 진동을 완화시킴과 동시에 중량 및 부피를 최소화하기 위해 도 3과 같이 구현될 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the shape of the reinforcement portion 200 will be implemented as shown in Figure 3 in order to minimize the weight and volume while alleviating the vibration of the structure 210 with high damping characteristics implemented by friction. You can.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 전개형 태양전지판(10)의 요크(200)는 구조물(210)과 구속층(222)을 감쇠층(224)을 통해 연결하여 고정시킬 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present invention, the yoke 200 of the deployable solar panel 10 can be fixed by connecting the structure 210 and the constraint layer 222 through the attenuation layer 224, and is necessarily limited to this. It doesn't work.

도 2를 참조하면, 요크(200)는 다각 형태로 형성되어 위성체(100)와 태양전지판(300)을 연결할 수 있다. 이때, 요크(200)는 일체형의 다각 형태로 형성되며, 위성체(100)와 연결되는 부분에 일 부분과 마주보는 변에서 태양전지판(300)과 연결될 수 있다. 이때, 요크(200)는 태양전지판(300)과 전지 연결 인터페이스(410, 420)를 통해 연결되며, 위성체(100)와 위성 연결 인터페이스(430)를 통해 연결될 수 있다.Referring to FIG. 2, the yoke 200 is formed in a polygonal shape and can connect the satellite 100 and the solar panel 300. At this time, the yoke 200 is formed in an integrated polygonal shape, and may be connected to the solar panel 300 on the side opposite to the part connected to the satellite 100. At this time, the yoke 200 may be connected to the solar panel 300 through the battery connection interfaces 410 and 420, and may be connected to the satellite 100 through the satellite connection interface 430.

또한, 전개형 태양전지판(10)은 위성체(100), 요크(200) 및 태양전지판(300)으로 둘러싸인 빈 공간이 형성될 수 있다. 이때, 빈 공간은 다각 형태로 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 2에서는 육각 형태의 빈 공간이 형성되며, 도 3에서는 사각 형태의 빈 공간이 형성될 수 있다. 여기서, 빈 공간은 요크(200)의 무게를 줄이면서도 요구하는 강성이 낮아 불필요한 질량을 최소화할 수 있는 효과가 있다.Additionally, the deployable solar panel 10 may have an empty space surrounded by the satellite 100, the yoke 200, and the solar panel 300. At this time, the empty space may be formed in a polygonal shape. For example, in FIG. 2, a hexagonal empty space may be formed, and in FIG. 3, a square-shaped empty space may be formed. Here, the empty space has the effect of reducing the weight of the yoke 200 and minimizing unnecessary mass due to the low required rigidity.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 요크(200)는 태양전지판(300)과 폭 방향의 양 단에서 연결되며, 위성체(100)와는 일단에서 연결될 수 있다. 이는 태양전지판(300)은 얇고 면적이 커 중앙이나 또는 한쪽에만 고정하게 될 경우, 모멘트가 발생할 수 있다. 구체적으로, 요크(200)가 태양전지판(300)의 중심과 위성체(100)와 연결되거나, 또는 태양전지판(300)의 폭 방향으로 일 단에 치우쳐 한쪽에만 고정하고 위성체(100)와 연결되는 경우, 진동 유입 시 벤딩 형태의 모멘트가 발생하게 되는 문제가 있으며, 이를 방지하기 위해 본 발명은 요크(200)가 태양전지판(300)의 폭 방향의 양 측면과 위성체(100)의 일면을 연결할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the yoke 200 may be connected to the solar panel 300 at both ends in the width direction and may be connected to the satellite 100 at one end. This is because the solar panel 300 is thin and has a large area, so a moment may occur if it is fixed in the center or only on one side. Specifically, when the yoke 200 is connected to the center of the solar panel 300 and the satellite 100, or is fixed to one side in the width direction of the solar panel 300 and connected to the satellite 100. , there is a problem that a bending moment occurs when vibration enters, and to prevent this, the yoke 200 can connect both sides in the width direction of the solar panel 300 and one side of the satellite 100. .

도 3을 참조하면, 요크(200)는 제1 요크(202) 및 제2 요크(204)를 포함할 수 있다. 이때, 제1 요크(202)와 제2 요크(204)는 요크 연결부(404)를 통해 서로 연결될 수 있다. 구체적으로, 제1 요크(202)와 제2 요크(204)는 각각이 사각 형태로 형성되어 일단에서 요크 연결부(404)와 나사 체결 방식으로 결합되며, 서로 같은 형상으로 형성될 수 있다. 이때, 요크 연결부(404)는 위성체(100)와 위성 연결부(402)를 통해 연결될 수 있다.Referring to FIG. 3, the yoke 200 may include a first yoke 202 and a second yoke 204. At this time, the first yoke 202 and the second yoke 204 may be connected to each other through the yoke connection portion 404. Specifically, the first yoke 202 and the second yoke 204 are each formed in a square shape and are coupled to the yoke connection portion 404 at one end by a screw fastening method, and may be formed in the same shape. At this time, the yoke connection part 404 may be connected to the satellite 100 and the satellite connection part 402.

위성 연결부(402)는 요크 연결부(404)의 일측면에서 연결되며, 위성체(100)와 연결되는 부분은 위성체(100)의 형상에 따라 달라질 수 있다.The satellite connection part 402 is connected to one side of the yoke connection part 404, and the part connected to the satellite 100 may vary depending on the shape of the satellite 100.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 요크(202)와 제2 요크(204)는 각각 요크 연결부(404)와 태양전지판(300)과 조립 시 다각 형태를 형성하도록 고정될 수 있다. 예를 들어, 요크(200)는 위성체(100)와 태양전지판(300) 사이에 위치하고, 태양전지판(300)의 중심 부분과 대응되도록 위치하는 요크 연결부(404)를 중심으로 양측면에 각각 제1 요크(202)와 제2 요크(204)가 조립되도록 형성될 수 있다. 이때, 제1 요크(202)와 제2 요크(204)는 태양전지판(300)의 중심에 대응되는 위치에 형성되는 요크 연결부(404)와 일 측면에 각각 연결되고, 반대 측면은 태양전지판(300)의 폭 방향의 양 끝에 각각 연결될 수 있다. 따라서, 제1 요크(202)와 제2 요크(204)는 다각 형태를 형성하도록 위성체(100)와 태양전지판(300)을 연결할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the first yoke 202 and the second yoke 204 may be fixed to form a polygonal shape when assembled with the yoke connection portion 404 and the solar panel 300, respectively. For example, the yoke 200 is located between the satellite 100 and the solar panel 300, and has a first yoke on both sides centered on the yoke connection portion 404 positioned to correspond to the central portion of the solar panel 300. (202) and the second yoke (204) may be formed to be assembled. At this time, the first yoke 202 and the second yoke 204 are each connected to one side of the yoke connection portion 404 formed at a position corresponding to the center of the solar panel 300, and the opposite side is connected to the solar panel 300. ) can be connected to both ends of the width direction. Accordingly, the first yoke 202 and the second yoke 204 can connect the satellite 100 and the solar panel 300 to form a polygonal shape.

기존의 일체형 단일 재질의 요크에 비해 최소한의 강성유지를 위해 일정 두께 이상을 유지하여야 된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명의 요크(200)는 댐핑 효과가 커 큰 강성을 요구하지 않아 얇게 조립하여 사용할 수 있으며, 요크(200)를 일체형으로 사용하는 것에 반해 제1 요크(202)와 제2 요크(204)로 분리하여 사용함에 따라 댐핑 효과를 극대화할 수 있다.Compared to the existing integrated, single-material yoke, a certain thickness must be maintained to maintain minimum rigidity. According to one embodiment of the present invention, the yoke 200 of the present invention has a large damping effect and does not require great rigidity, so it can be assembled thinly and used, and while the yoke 200 is used as an integrated piece, the first yoke 202 ) and the second yoke (204) can be used separately to maximize the damping effect.

따라서, 도 2 및 도 3을 참조하면, 요크(200)는 베이스(210), 구속층(222) 및 감쇠층(224)이 서로 적층된 구조로 형성되어 위성체(100)와 태양전지판(300)을 연결하며, 다각 형태로 형성되도록 구현될 수 있다.Therefore, referring to FIGS. 2 and 3, the yoke 200 is formed in a structure in which the base 210, the confinement layer 222, and the attenuation layer 224 are stacked together to form the satellite 100 and the solar panel 300. It can be implemented to connect and form a polygonal shape.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 점탄성 특성을 갖는 요크를 이용한 전개형 태양전지판의 제조방법을 나타내는 흐름도이다. 전개형 태양전지판의 제조방법은 전개형 태양전지판을 제조하기 위해 수행되며, 전개형 태양전지판에 관한 상세한 설명과 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Figure 4 is a flowchart showing a method of manufacturing a deployable solar panel using a yoke with viscoelastic properties according to an embodiment of the present invention. The manufacturing method of the deployable solar panel is performed to manufacture the deployable solar panel, and descriptions that overlap with the detailed description of the deployable solar panel will be omitted.

점탄성 특성을 이용한 고댐핑 적층형 인쇄회로기판의 제조방법은 구조물의 양면에 초탄성 효과를 갖는 구조물과 외부에서 입력되는 진동을 감쇠시키는 보강부를 안착시켜 요크를 생성하는 단계(S410) 및 행성의 주위를 도는 위성체 및 위성체 외부에 장착되어 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하는 태양전지판을 요크를 통해 상호 연결시키는 단계(S420)를 포함한다.The manufacturing method of a high-damping multilayer printed circuit board using viscoelastic properties includes the steps of creating a yoke by seating a structure with a hyperelastic effect on both sides of the structure and a reinforcement part that dampens vibration input from the outside (S410), and creating a yoke around the planet. The diagram includes a step (S420) of interconnecting the satellite and the solar panel mounted on the outside of the satellite to convert light energy into electrical energy through a yoke.

구조물의 양면에 초탄성 효과를 갖는 구조물과 외부에서 입력되는 진동을 감쇠시키는 보강부를 안착시켜 요크를 생성하는 단계(S510)는 구조물과 동일한 소재로 구성되는 구속층과 점탄성 특성을 형성하는 감쇠층을 교차 적층하여 생성된 보강부를 구조물에 안착시켜 요크를 생성할 수 있다.The step (S510) of creating a yoke by seating a structure with a superelastic effect on both sides of the structure and a reinforcing part that dampens vibration input from the outside includes a constraint layer made of the same material as the structure and a damping layer that forms viscoelastic properties. A yoke can be created by seating the reinforcing parts created by cross-lamination into the structure.

도 4에서는 각각의 과정을 순차적으로 실행하는 것으로 개재하고 있으나 이는 예시적으로 설명한 것에 불과하고, 이 분야의 기술자라면 본 발명의 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 도 4에 기재된 순서를 변경하여 실행하거나 또는 하나 이상의 과정을 병렬적으로 실행하거나 다른 과정을 추가하는 것으로 다양하게 수정 및 변형하여 적용 가능할 것이다.In Figure 4, it is shown that each process is executed sequentially, but this is only an illustrative explanation, and those skilled in the art can change the order shown in Figure 4 and execute it without departing from the essential characteristics of the embodiments of the present invention. Alternatively, it may be applied through various modifications and modifications, such as executing one or more processes in parallel or adding other processes.

도 5 내지 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 전개형 태양전지판에서 요크의 종류에 따른 실험 결과를 나타내는 도면이다.Figures 5 to 11 are diagrams showing experimental results according to the type of yoke in a deployable solar panel according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 점탄성 특성을 갖는 요크의 보강부의 적층수에 따른 제2 시험결과를 도출하기 위한 시험 구성을 나타내는 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 비접촉 가진기의 구성을 나타내는 도면이다.Figure 5 is a diagram showing a test configuration for deriving a second test result according to the number of layers of the reinforcing part of the yoke having viscoelastic properties according to an embodiment of the present invention, and Figure 6 is a non-contact diagram according to an embodiment of the present invention. This is a diagram showing the configuration of the exciter.

도 5를 참조하면, 요크 특성 시험의 구성은 요크(200)와 태양전지판(300)으로 이루어지며, 시험을 위한, 중력 보상 장치(20), 변위 센서(21), 비접촉 진동 여진기(22), 전력 증폭기(23), 함수 발생기(24), 오실로스코프(25), 전원 공급기(26) 및 프로세서(28)를 포함한다. 요크 특성 시험의 구성은 예시적으로 도시한 다양한 구성요소들 중에서 일부 구성요소를 생략하거나 다른 구성요소를 추가로 포함할 수 있다.Referring to FIG. 5, the yoke characteristic test consists of a yoke 200 and a solar panel 300, and for the test, a gravity compensation device 20, a displacement sensor 21, and a non-contact vibration exciter 22. , a power amplifier 23, a function generator 24, an oscilloscope 25, a power supply 26, and a processor 28. The configuration of the yoke characteristic test may omit some components or additionally include other components among the various components shown as examples.

중력 보상 장치(0g Compensation Device)(20)는 우주의 중력인 0g를 보상하기 위한 장치로서, 우주와 같은 환경에서 실험이 이루어질 수 있도록 할 수 있다.The gravity compensation device (0g Compensation Device) 20 is a device for compensating for 0g, the gravity of space, and can enable experiments to be conducted in an environment such as space.

변위 센서(Displacement Sensor)(21)는 물체가 이동한 거리 또는 위치를 계측할 수 있다.The displacement sensor 21 can measure the distance or position that an object has moved.

비접촉 가진기(Noncontact Vibration Exciter)(22)는 비접촉으로 진동을 생성할 수 있다.Noncontact Vibration Exciter (22) can generate vibration without contact.

전력 증폭기(Power Amplifier)(23)는 전력을 공급할 수 있다.The power amplifier 23 can supply power.

함수 발생기(Function Generator)(24)는 임의의 파형을 갖는 주파수를 발생시킬 수 있다.The function generator 24 can generate frequencies with arbitrary waveforms.

오실로스코프(Oscilloscope)(25)는 입력 전압의 변화를 출력할 수 있으며, 변화를 관찰할 수 있도록 변화를 보여줄 수 있다.The oscilloscope 25 can output changes in input voltage and show changes so that changes can be observed.

전원 공급기(Power Supply)(26)는 실험을 동작하는데 필요한 전압과 전류를 공급할 수 있다.The power supply (Power Supply) 26 can supply the voltage and current necessary to operate the experiment.

프로세서(28)는 실험 결과를 전달 받아 실험 결과를 제공하며, 실험 결과를 계산한 결과를 제공할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(28)는 PC로 구현될 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.The processor 28 may receive the experimental results, provide the experimental results, and provide results calculated from the experimental results. For example, the processor 28 may be implemented as a PC, but is not necessarily limited thereto.

도 6을 참조하면, 비접촉 가진기(Noncontact Vibration Exciter)(22)는 영구 자석(Permanent Magnet)(27)과 솔레노이드 코일(Solenoid coil)(29)을 포함한다.Referring to FIG. 6, the Noncontact Vibration Exciter (22) includes a permanent magnet (27) and a solenoid coil (29).

영구 자석(Permanent Magnet)(27)은 강한 자화 상태를 오래 보존하는 자석을 나타낸다.Permanent Magnet (27) refers to a magnet that maintains a strong magnetization state for a long time.

솔레노이드 코일(Solenoid coil)(29)은 균일하게 감은 긴 원통 모양의 코일을 나타낸다.Solenoid coil (29) represents a uniformly wound long cylindrical coil.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 요크 특성 시험을 위한 요크들을 나타내는 도면이다.Figure 7 is a diagram showing yokes for testing yoke characteristics according to an embodiment of the present invention.

도 7의 (a)는 알루미늄 재질로 이루어진 제1 요크를 나타내고, 도 7의 (b)는 SMA 재질로 이루어진 요크이며, 도 7의 (c)는 여러층을 형성하는 SMA 재질로 이루어진 요크이고, 도 7의 (d)는 제1 요크, 제2 요크 및 제3 요크의 제원을 나타낸다.Figure 7 (a) shows a first yoke made of aluminum, Figure 7 (b) shows a yoke made of SMA material, and Figure 7 (c) shows a yoke made of SMA material forming multiple layers, Figure 7(d) shows the specifications of the first yoke, second yoke, and third yoke.

요크 특성 시험은 요크의 재료별로 이루어질 수 있다. Yoke property tests can be performed for each yoke material.

도 7을 참조하면, 제1 요크는 알루미늄 재질로 이루어질 수 있고, 제2 요크는 초탄성 효과를 갖는 SMA 재질로 이루어질 수 있으며, 제3 요크는 여러층을 형성하는 초탄성 효과를 갖는 SMA 재질로 이루어질 수 있다.Referring to FIG. 7, the first yoke may be made of an aluminum material, the second yoke may be made of an SMA material having a superelastic effect, and the third yoke may be made of an SMA material having a superelastic effect that forms multiple layers. It can be done.

도 7의 (d)를 참조하면, 제1 요크는 알루미늄으로 이루어져 있으며, 0층으로 형성될 수 있다. 또한, 제1 요크는 1.1 mm의 두께(Thickness)로 형성될 수 있으며, 249 X 249 X 1.1 mm 의 치수(Dimension)로 형성될 수 있다. 이는 이하 실험에 사용되는 예시일뿐 이에 한정되는 것은 아니다.Referring to (d) of FIG. 7, the first yoke is made of aluminum and may be formed as layer 0. Additionally, the first yoke may be formed to have a thickness of 1.1 mm and a dimension of 249 x 249 x 1.1 mm. This is only an example used in the following experiment and is not limited thereto.

제2 요크는 초탄성 SMA로 이루어져 있으며, 0층으로 형성될 수 있다. 또한, 제2 요크는 1.5 mm의 두께(Thickness)로 형성될 수 있으며, 249 X 249 X 1.5 mm 의 치수(Dimension)로 형성될 수 있다. 이는 이하 실험에 사용되는 예시일뿐 이에 한정되는 것은 아니다.The second yoke is made of superelastic SMA and can be formed as a zero layer. Additionally, the second yoke may be formed to have a thickness of 1.5 mm and a dimension of 249 x 249 x 1.5 mm. This is only an example used in the following experiment and is not limited thereto.

제3 요크는 구속층(222)과 유리섬유와 에폭시로 만들어진 재료의 FR-4로 또는 유리섬유와 에폭시로 만들어진 재료의 FR-4와 초탄성 SMA로 형성되며, 2층, 4층 또는 6층으로 형성될 수 있다. 또한, 제2 요크는 각각 층별로 2.1 mm, 2.7 mm, 3.1 mm의 두께(Thickness)로 형성될 수 있으며, 249 X 249 X 1.5 mm 의 치수(Dimension)로 형성될 수 있다. 이는 이하 실험에 사용되는 예시일뿐 이에 한정되는 것은 아니다.The third yoke is formed of a restraining layer 222 and FR-4 made of a material made of glass fiber and epoxy, or of FR-4 made of a material made of glass fiber and epoxy and a superelastic SMA, and has 2, 4, or 6 layers. can be formed. Additionally, the second yoke may be formed with a thickness of 2.1 mm, 2.7 mm, and 3.1 mm for each layer, and may be formed with a dimension of 249 This is only an example used in the following experiment and is not limited thereto.

도 7에 나타내는 요크는 이하의 요크 특성 시험을 위한 일 실시예일뿐 이에 한정되어 형성되는 것은 아니다.The yoke shown in FIG. 7 is only an example for the following yoke characteristic test and is not limited to this.

요크 특성 시험은 자유 감쇠 시험, Sine Sweep 시험, 온도 시험을 수행한다.Yoke characteristic tests include free damping test, sine sweep test, and temperature test.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 자유감쇠 시험 결과를 나타내는 도면이다.Figure 8 is a diagram showing the results of a free decay test according to an embodiment of the present invention.

도 8의 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 시간에 따른 변위(Displacement)를 나타내는 도면이고, 도 8의 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 초기 변위(Initial Displacement)에 따른 댐핑 비율(Damping Ratio)을 나타내는 도면이다.Figure 8 (a) is a diagram showing displacement over time according to an embodiment of the present invention, and Figure 8 (b) is a diagram showing initial displacement according to an embodiment of the present invention. This is a diagram showing the damping ratio.

자유 감쇠 시험은 1 cm ~ 4 cm의 변위인가 조건을 가진다.The free damping test has a displacement application condition of 1 cm to 4 cm.

도 8을 참고하면, 자유 감쇠 시험은 제1 요크, 제2 요크 및 제3 요크 별 자유감쇠시험의 결과로서, 알루미늄을 적용한 요크 대비 SMA를 적용한 요크의 적층 수가 증가함에 따라 댐핑 성능이 향상됨을 확인할 수 있다.Referring to Figure 8, the free damping test is the result of the free damping test for each first yoke, second yoke, and third yoke, and it can be seen that the damping performance improves as the number of stacks of the yoke applied with SMA increases compared to the yoke applied with aluminum. You can.

또한, 4cm 변위 인가조건을 기준으로 제3 요크(6층으로 적층된)의 경우, 제1 요크에 비해 감쇠비가 약 4.6배 향상됨을 확인할 수 있다.In addition, based on the 4cm displacement application condition, it can be seen that in the case of the third yoke (stacked in six layers), the damping ratio is improved by about 4.6 times compared to the first yoke.

도 9 및 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 Sine Sweep 시험 결과를 나타내는 도면이다.Figures 9 and 10 are diagrams showing the results of the Sine Sweep test according to an embodiment of the present invention.

Sine Sweep 시험은 특정 주파수 영역을 주어진 진폭에 따라 가진주파수를 증가 또는 감소시켜가며 수행하는 시험을 나타낸다.The Sine Sweep test refers to a test that is performed in a specific frequency range by increasing or decreasing the excitation frequency according to a given amplitude.

Sine Sweep 시험은 1Hz ~ 15Hz의 주파수 인가 조건을 가진다.The Sine Sweep test has a frequency application condition of 1Hz to 15Hz.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 Sine Sweep 시험 결과를 나타내는 도면이다.Figure 9 is a diagram showing the results of the first Sine Sweep test according to an embodiment of the present invention.

도 9의 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 시간에 따른 변위(Displacement)를 나타내는 도면이고, 도 9의 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수(Frequency)에 따른 변위(Displacement)를 나타내는 도면이다.Figure 9 (a) is a diagram showing displacement according to time according to an embodiment of the present invention, and Figure 9 (b) is a diagram showing displacement according to frequency (Frequency) according to an embodiment of the present invention. This is a drawing showing displacement.

도 9를 참고하면, 제1 Sine Sweep 시험은 제2 요크 대비 제3 요크의 적층 수가 증가함에 따라 1차와 2차 모드 모두 변위가 감소함을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 9, the first Sine Sweep test confirms that the displacement in both the first and second modes decreases as the number of stacks of the third yoke increases compared to the second yoke.

특히, 2차 모드인 경우, 제3 요크(6층으로 적층된)가 제2 요크(0층으로 적층된)에 비해 변위가 약 6.8배까지 감소함을 확인할 수 있다.In particular, in the case of the second mode, it can be seen that the displacement of the third yoke (stacked with 6 layers) is reduced by about 6.8 times compared to the second yoke (stacked with 0 layers).

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 Sine Sweep 시험 결과를 나타내는 도면이다.Figure 10 is a diagram showing the results of a second Sine Sweep test according to an embodiment of the present invention.

도 10의 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 요크의 타입에 따른 모달 주파수(Modal Frequency)를 나타내는 도면이고, 도 10의 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 요크의 타입에 따른 모달 댐핑(Modal Damping)를 나타내는 도면이다.Figure 10 (a) is a diagram showing the modal frequency according to the type of yoke according to an embodiment of the present invention, and Figure 10 (b) is a diagram showing the modal frequency according to the type of yoke according to an embodiment of the present invention. This is a diagram showing modal damping.

모달(Modal)은 그 어떤 'mode'를 따른다는 의미이다.Modal means following a certain 'mode'.

도 10을 참고하면, 적층 수가 증가함에 따라 모달 주파수(Modal Frequency)와 모달 댐핑(Modal Damping)의 값이 향상되는 것을 확인할 수 있다.Referring to Figure 10, it can be seen that the values of modal frequency and modal damping improve as the number of stacks increases.

특히, 2차 모드의 경우, 제3 요크(6층으로 적층된)가 제2 요크(0층으로 적층된)에 비해 모달 댐핑(Modal Damping)의 값이 약 10배 향상되는 것을 확인할 수 있다.In particular, in the case of the second mode, it can be seen that the modal damping value of the third yoke (stacked with 6 layers) is improved by about 10 times compared to the second yoke (stacked with 0 layers).

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 시험 결과를 나타내는 도면이다.Figure 11 is a diagram showing the results of a temperature test according to an embodiment of the present invention.

온도 시험은 -25℃ ~ 55℃의 온도 조건과 4 cm의 변위인가 조건을 가진다.The temperature test has a temperature condition of -25℃ to 55℃ and a displacement of 4 cm.

도 11을 참고하면, 점탄성 소재 및 초탄성 형상기억합금(SMA)의 특성상 온도에 따른 특성 변화가 다소 관찰되나, 6층 적층 조건의 감쇠비는 모든 시험 온도에서 2층 적층 조건 대비 약 1.6배 이상임을 확인할 수 있다.Referring to Figure 11, due to the characteristics of viscoelastic materials and superelastic shape memory alloy (SMA), some changes in properties depending on temperature are observed, but the damping ratio of the 6-layer lamination condition is about 1.6 times higher than that of the 2-layer lamination condition at all test temperatures. You can check it.

따라서, 본 발명의 초탄성 SMA 적층형 요크 구조가 태양전지판에 대한 탄성 모드에 대한 진동저감 성능에 있어서, 효과적임을 실험(자유감쇠. Sine Sweep, 온도 시험)적으로 입증할 수 있다.Therefore, it can be experimentally proven (free damping, sine sweep, temperature test) that the superelastic SMA layered yoke structure of the present invention is effective in reducing vibration in elastic mode for solar panels.

또한, 전개형 태양전지판(10)은 일반 금속 재질(Al) 적용 요크 대비 동일한 변위 조건에서 고댐핑 특성이 구현되는 것을 확인할 수 있고, Sine Sweep 결과로부터 태양전지판의 2차 모드에 대하여 뛰어난 감쇠 특성이 관찰될 수 있으며, 온도 시험 결과로부터 적층 수 증가에 따라 동일 온도 범위 내에서 더 높은 댐핑 성능이 구현됨을 확인할 수 있다.In addition, it can be confirmed that the deployable solar panel 10 has high damping characteristics under the same displacement conditions compared to the yoke applied to a general metal material (Al), and from the Sine Sweep results, it has excellent damping characteristics for the secondary mode of the solar panel. It can be observed, and from the temperature test results, it can be confirmed that as the number of layers increases, higher damping performance is realized within the same temperature range.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 기재되어 있다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다.Even though all the components constituting the embodiments of the present invention described above are described as being combined or operated in combination, the present invention is not necessarily limited to these embodiments. That is, as long as it is within the scope of the purpose of the present invention, all of the components may be operated by selectively combining one or more of them.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely an illustrative explanation of the technical idea of the present invention, and various modifications, changes, and substitutions can be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. will be. Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention and the accompanying drawings are not intended to limit the technical idea of the present invention, but are for illustrative purposes, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments and the attached drawings. . The scope of protection of the present invention should be interpreted in accordance with the claims below, and all technical ideas within the equivalent scope should be construed as being included in the scope of rights of the present invention.

10: 전개형 태양전지판
100: 위성체
200: 요크
210: 베이스
220: 보강부
222: 구속층
224: 감쇠층
300: 태양전지판
10: Deployable solar panel
100: Satellite body
200: York
210: base
220: reinforcement part
222: Restraint layer
224: Attenuation layer
300: solar panel

Claims (13)

행성의 주위를 도는 위성체에 장착되는 전개형 태양전지판에 있어서,
상기 위성체 외부에 장착되어 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하는 태양전지판; 및
상기 위성체와 상기 태양전지판을 상호 연결시키는 요크를 포함하고,
상기 요크는 상기 위성체와 상기 태양전지판을 연결하는 베이스의 양면에 보강부가 적층되어 상기 태양전지판으로 전달되는 진동을 감쇠시키며,
상기 요크는, 상기 태양전지판의 중심과 대응되는 위치에서 상기 위성체와 위성 연결부를 통해 연결되는 요크 연결부의 양 측면에 각각 연결되는 제1 요크 및 제2 요크를 포함하고,
상기 제1 요크 및 상기 제2 요크는 상기 요크 연결부와 연결되는 반대 측면이 상기 태양전지판의 폭 방향의 양 끝단과 연결되며, 상기 태양전지판과 상기 요크 연결부와 서로 나사 체결 방식으로 조립되어, 내측에 빈 공간을 형성하는 다각 형태로 구현되는 것을 특징으로 하는 전개형 태양전지판.
In a deployable solar panel mounted on a satellite orbiting a planet,
A solar panel mounted outside the satellite to convert light energy into electrical energy; and
It includes a yoke that interconnects the satellite and the solar panel,
The yoke has reinforcement parts laminated on both sides of the base connecting the satellite and the solar panel to attenuate vibration transmitted to the solar panel,
The yoke includes a first yoke and a second yoke respectively connected to both sides of a yoke connection portion connected to the satellite through a satellite connection portion at a position corresponding to the center of the solar panel,
The first yoke and the second yoke have opposite sides connected to the yoke connection part connected to both ends in the width direction of the solar panel, and are assembled with the solar panel and the yoke connection part by screwing each other, and are installed on the inside. A deployable solar panel characterized by being implemented in a polygonal form forming an empty space.
제1항에 있어서,
상기 요크는,
초탄성 효과를 갖는 상기 베이스와 외부에서 입력되는 진동을 감쇠시키는 상기 보강부를 포함하고,
상기 보강부는,
상기 베이스와 동일한 소재로 구성되는 구속층; 및
점탄성 특성을 형성하는 감쇠층을 포함하는 것을 특징으로 하는 전개형 태양전지판.
According to paragraph 1,
The yoke is,
It includes the base having a superelastic effect and the reinforcement part that dampens vibration input from the outside,
The reinforcement part,
a restraint layer made of the same material as the base; and
A deployable solar panel comprising an attenuating layer that forms viscoelastic properties.
제2항에 있어서,
상기 보강부는,
임계응력 이하의 미소 진동에 대한 진동감쇠를 위해 상기 점탄성 특성을 형성하는 감쇠층을 이용하여 상기 구속층이 상기 베이스의 양면에 복수 개 교차 적층되어 고정되는 것을 특징으로 하는 전개형 태양전지판.
According to paragraph 2,
The reinforcement part,
A deployable solar panel, characterized in that a plurality of restraining layers are cross-stacked and fixed on both sides of the base using a damping layer that forms the viscoelastic properties to attenuate vibration against microscopic vibrations below the critical stress.
제2항에 있어서,
상기 요크는,
상기 구속층 및 상기 감쇠층의 적층 수를 조절하여 강성 및 댐핑 성능을 향상시키는 것을 특징으로 하는 전개형 태양전지판.
According to paragraph 2,
The yoke is,
A deployable solar panel, characterized in that rigidity and damping performance are improved by adjusting the number of stacks of the constraint layer and the damping layer.
제2항에 있어서,
상기 요크는,
진동이 전달되며 나타나는 굽힘 거동 형태의 진동 응답이 상기 베이스의 임계응력 이상의 대변위일 경우, 본래 형상으로 복원하려는 상변화가 발생하여 진동을 흡수하는 댐핑효과를 보이며,
상기 임계응력 이하의 소변위일 경우, 점탄성 특성을 형성하는 감쇠층과 상기 베이스와 동일한 소재로 구성되는 구속층 사이의 마찰로 진동이 감쇠되는 것을 특징으로 하는 전개형 태양전지판.
According to paragraph 2,
The yoke is,
When the vibration response in the form of bending behavior that occurs when vibration is transmitted is a large displacement greater than the critical stress of the base, a phase change to restore the original shape occurs, showing a damping effect to absorb vibration,
In the case of a small displacement below the critical stress, a deployable solar panel characterized in that vibration is attenuated by friction between a damping layer forming viscoelastic properties and a restraining layer made of the same material as the base.
제2항에 있어서,
상기 요크는,
상기 태양전지판의 중심과 대응되는 위치에서 상기 위성체와 연결되고, 상기 태양전지판의 폭 방향의 양 끝단에서 상기 태양전지판과 연결되며,
상기 위성체, 상기 요크 및 상기 태양전지판으로 둘러싸인 빈 공간을 형성하며,
상기 빈 공간은 다각형의 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 전개형 태양전지판.
According to paragraph 2,
The yoke is,
Connected to the satellite at a position corresponding to the center of the solar panel, connected to the solar panel at both ends in the width direction of the solar panel,
Forming an empty space surrounded by the satellite, the yoke, and the solar panel,
A deployable solar panel, characterized in that the empty space is formed in a polygonal shape.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 베이스는,
초탄성 형상기억합금(SMA, Shape Memory Alloy)으로 형성되는 것을 특징으로 하는 전개형 태양전지판.
According to paragraph 1,
The base is,
A deployable solar panel characterized by being formed of superelastic shape memory alloy (SMA, Shape Memory Alloy).
위성체와 태양전지판을 상호 연결시키는 요크에 있어서,
상기 위성체의 일측 단부와 상기 태양전지판의 일측 단부를 연결하는 베이스; 및
초탄성 효과를 갖는 상기 베이스와 외부에서 입력되는 진동을 감쇠시키는 보강부를 포함하고,
상기 보강부는, 상기 베이스와 동일한 소재로 구성되는 구속층; 및 점탄성 특성을 형성하는 감쇠층을 포함하며,
상기 요크는, 상기 태양전지판의 중심과 대응되는 위치에서 상기 위성체와 위성 연결부를 통해 연결되는 요크 연결부의 양 측면에 각각 연결되는 제1 요크 및 제2 요크를 포함하고,
상기 제1 요크 및 상기 제2 요크는 상기 요크 연결부와 연결되는 반대 측면이 상기 태양전지판의 폭 방향의 양 끝단과 연결되며, 상기 태양전지판과 상기 요크 연결부와 서로 나사 체결 방식으로 조립되어, 내측에 빈 공간을 형성하는 다각 형태로 구현되는 것을 특징으로 하는 요크.
In the yoke that interconnects the satellite and the solar panel,
a base connecting one end of the satellite and one end of the solar panel; and
It includes the base having a superelastic effect and a reinforcing part that dampens vibration input from the outside,
The reinforcement portion includes a constraint layer made of the same material as the base; and a damping layer that forms viscoelastic properties,
The yoke includes a first yoke and a second yoke respectively connected to both sides of a yoke connection portion connected to the satellite through a satellite connection portion at a position corresponding to the center of the solar panel,
The first yoke and the second yoke have opposite sides connected to the yoke connection part connected to both ends in the width direction of the solar panel, and are assembled with the solar panel and the yoke connection part by screwing each other, and are installed on the inside. A yoke characterized by being implemented in a polygonal form forming an empty space.
제9항에 있어서,
상기 요크는,
상기 구속층 및 상기 감쇠층의 적층 수를 조절하여 강성 및 댐핑 성능을 향상시키고, 상기 점탄성 특성을 형성하는 감쇠층을 이용하여 상기 구속층이 상기 베이스의 양면에 복수 개 교차 적층되어 고정되며,
상기 베이스 및 상기 구속층은 초탄성 형상기억합금(SMA, Shape Memory Alloy)으로 형성되는 것을 특징으로 하는 요크.
According to clause 9,
The yoke is,
Rigidity and damping performance are improved by adjusting the number of stacks of the constraint layer and the damping layer, and a plurality of constraint layers are cross-stacked and fixed on both sides of the base using the damping layer that forms the viscoelastic properties,
A yoke, wherein the base and the confinement layer are formed of superelastic shape memory alloy (SMA, Shape Memory Alloy).
제9항에 있어서,
상기 요크는,
진동이 전달되며 나타나는 굽힘 거동 형태의 진동 응답이 상기 베이스의 임계응력 이상의 대변위일 경우, 본래 형상으로 복원하려는 상변화가 발생하여 진동을 흡수하는 댐핑효과를 보이며, 상기 임계응력 이하의 소변위일 경우, 점탄성 특성을 형성하는 감쇠층과 상기 베이스와 동일한 소재로 구성되는 구속층 사이의 마찰로 진동이 감쇠되는 것을 특징으로 하는 요크.
According to clause 9,
The yoke is,
If the vibration response in the form of bending behavior that occurs when the vibration is transmitted is a large displacement greater than the critical stress of the base, a phase change to restore the original shape occurs, showing a damping effect to absorb vibration, and if the small displacement is less than the critical stress, A yoke characterized in that vibration is damped by friction between a damping layer forming viscoelastic properties and a restraining layer made of the same material as the base.
제9항에 있어서,
상기 요크는,
상기 태양전지판의 중심과 대응되는 위치에서 상기 위성체와 연결되고, 상기 태양전지판의 폭 방향의 양 끝단에서 상기 태양전지판과 연결되며,
상기 위성체, 상기 요크 및 상기 태양전지판으로 둘러싸인 빈 공간을 형성하며,
상기 빈 공간은 다각형의 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 요크.
According to clause 9,
The yoke is,
Connected to the satellite at a position corresponding to the center of the solar panel, connected to the solar panel at both ends in the width direction of the solar panel,
Forming an empty space surrounded by the satellite, the yoke, and the solar panel,
A yoke wherein the empty space is formed in a polygonal shape.
행성의 주위를 도는 태양 전지판 전개형 인공위성체에 의한 전개형 태양전지판 제조방법에 있어서,
초탄성 효과를 갖는 베이스의 양면에 외부에서 입력되는 진동을 감쇠시키는 보강부를 안착시켜 요크를 생성하는 단계; 및
행성의 주위를 도는 위성체 및 상기 위성체 외부에 장착되어 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하는 태양전지판을 상기 요크를 통해 상호 연결시키는 단계를 포함하고,
상기 요크를 생성하는 단계는 상기 베이스와 동일한 소재로 구성되는 구속층과 점탄성 특성을 형성하는 감쇠층을 교차 적층하여 생성된 보강부를 상기 베이스에 안착시켜, 상기 태양전지판의 중심과 대응되는 위치에서 상기 위성체와 위성 연결부를 통해 연결되는 요크 연결부의 양 측면에 각각 연결되는 제1 요크 및 제2 요크를 포함하는 요크를 생성하며,
상기 제1 요크 및 상기 제2 요크는 상기 요크 연결부와 연결되는 반대 측면이 상기 태양전지판의 폭 방향의 양 끝단과 연결되며, 상기 태양전지판과 상기 요크 연결부와 서로 나사 체결 방식으로 조립되어, 내측에 빈 공간을 형성하는 다각 형태로 구현되는 것을 특징으로 하는 전개형 태양전지판 제조방법.
In the method of manufacturing a deployable solar panel using a solar panel deployable satellite orbiting a planet,
Creating a yoke by seating reinforcing parts that dampen vibration input from the outside on both sides of a base having a superelastic effect; and
Comprising the step of interconnecting a satellite revolving around a planet and a solar panel mounted outside the satellite to convert light energy into electrical energy through the yoke,
The step of creating the yoke is by seating the reinforcing part created by cross-lamination of a restraining layer made of the same material as the base and a damping layer forming viscoelastic properties on the base, at a position corresponding to the center of the solar panel. Generating a yoke including a first yoke and a second yoke respectively connected to both sides of the yoke connection connected to the satellite through the satellite connection,
The first yoke and the second yoke have opposite sides connected to the yoke connection part connected to both ends in the width direction of the solar panel, and are assembled with the solar panel and the yoke connection part by screwing each other, and are installed on the inside. A method of manufacturing a deployable solar panel, characterized in that it is implemented in a polygonal form forming an empty space.
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