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KR101817878B1 - Reaction control apparatus and method for controlling stability theerof - Google Patents

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KR101817878B1
KR101817878B1 KR1020160150925A KR20160150925A KR101817878B1 KR 101817878 B1 KR101817878 B1 KR 101817878B1 KR 1020160150925 A KR1020160150925 A KR 1020160150925A KR 20160150925 A KR20160150925 A KR 20160150925A KR 101817878 B1 KR101817878 B1 KR 101817878B1
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KR
South Korea
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posture
physical information
control
present
attitude
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Korean (ko)
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김계현
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김계현
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    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/08Control of attitude, i.e. control of roll, pitch, or yaw
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
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    • B64C17/02Aircraft stabilisation not otherwise provided for by gravity or inertia-actuated apparatus
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
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    • GPHYSICS
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Abstract

본 발명은 자세 제어 장치 및 그 방법에 관한 것이다. 본 발명의 자세 제어 장치는 다양한 대상물 예를 들어, 무인 비행체, 건축물 및 가상 현실 웨어러블 기기 등에 적용 가능하다. 자세 제어 장치는 반작용 휠, 제어 모멘트 자이로, 이동 가능한 관성체 등을 이용하여 대상물의 자세 제어를 처리하거나, 자기장을 이용하여 뇌 신경을 자극하도록 전정 기관의 신경을 자극하거나 억제시켜서 중력을 시뮬레이션하도록 처리한다. 본 발명에 의하면, 반작용 휠, 제어 모멘트 자이로 및 이동 가능한 관성체 등을 이용하여 다양한 대상물에 적용 가능하고, 다양한 외부 영향에 따라 대상물의 정확한 자세 제어가 가능하며, 가상 현실 웨어러블 기기에 적용하여 3 차원적 방향으로 머리의 움직임을 계산하여 최적화된 중력 및 충격 시뮬레이션을 구현하여 현실감을 극대화할 수 있다.The present invention relates to an attitude control apparatus and a method thereof. The attitude control device of the present invention can be applied to various objects such as a unmanned aerial vehicle, a building, and a virtual reality wearable device. The posture control device processes the posture control of the object using a reaction wheel, a control moment gyro, a movable inertial body, or the like to stimulate or inhibit the nerve of the vestibular organ to stimulate the cranial nerve using a magnetic field, do. According to the present invention, it is possible to apply to various objects using a reaction wheel, a control moment gyro, and a movable inertial body, and to precisely control the attitude of an object according to various external influences, By optimizing the gravity and impact simulation by calculating the head movement in the direction of the enemy, realism can be maximized.

Description

자세 제어 장치 및 그 방법{REACTION CONTROL APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING STABILITY THEEROF}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a posture control apparatus,

본 발명은 자세 제어 장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로 회전력을 전달하는 구동부와, 사용 목적에 따른 특정 무게를 가지는 적어도 하나의 관성체를 이용하여 바람, 충격 및 진동 등의 외부 영향으로부터 대상물의 무게 중심의 균형을 잡도록 자세를 조절하는 자세 제어 장치 및 그 방법에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to an attitude control apparatus, and more particularly, to an attitude control apparatus that uses a driving unit that transmits a rotational force and at least one inertial body having a specific weight according to a purpose of use, The present invention relates to an attitude control apparatus and method for controlling an attitude to balance a center.

현재 자세 제어 기술은 다양한 종류의 대상물 예를 들어, 외부 영향으로 움직이는 자세에 영향을 받는 인공 위성, 건축물 등에 적용되어 외부 영향, 바람, 지진, 진동 등에 의해 발생되는 외부 영향으로부터 대상물의 자세를 제어하기 위한 기술이 점차 개발되고 있는 실정이다.Current attitude control technology is applied to various kinds of objects such as satellites and buildings that are influenced by external influences and controls the attitude of the object from external influences caused by external influences, wind, earthquake, and vibration Technology is gradually being developed.

예를 들어, 건축물의 고층화에 따라, 바람이나 지진과 같은 횡하중에 의해 발생하는 진동의 제어는 고층 건축물 설계에 있어서 중요한 검토 사항이 되고 있다. 국내에서도 30층에서 60층 규모의 고층 건축물들이 다수 건설되고 있으며, 설계 단계에서 수평 방향의 사용성 검토가 의무화되어 있다. 사용성 조건을 만족시키지 못할 경우 이를 개선하기 위한 방법으로는 건축물의 강성을 증대시켜 건축물 자체를 강하게 설계하거나, 부가 장치를 설치하여 건축물의 감쇠력을 증대시키는 방법 등이 있다.For example, control of the vibrations caused by lateral loads such as wind and earthquakes has become an important consideration in the design of high-rise buildings, due to the high-rise buildings. In Korea, many high-rise buildings from 30 to 60 stories are being constructed and it is obligatory to examine the usability in the horizontal direction at the design stage. If the usability condition can not be satisfied, a method for improving the rigidity of the building is to strengthen the structure itself or to increase the damping force of the building by installing an additional device.

그러나 현재에는 건축물 자체의 강성 증대보다는 부가 장치에 의한 방법이 국외에서는 다수 채택되고 있으며, 국내에서는 이러한 방향으로 설계가 진행되지 않고 있는 실정이다.However, nowadays, many methods have been adopted outside of the building rather than the rigidity of the building itself, and the design has not progressed in this direction in Korea.

예컨대, 건축물의 진동을 제어하기 위한 대표적인 제진 장치로는 구조물에 질량체, 스프링 및 댐퍼로 구성된 진동체를 설치하는 동조 질량 댐퍼(Tuned Mass Damper : TMD) 방식이 있으며, 이미 미국, 일본 등에서 많이 사용되고 있다.For example, as a typical vibration damping device for controlling the vibration of a building, there is a tuned mass damper (TMD) method in which a vibrator composed of a mass body, a spring, and a damper is installed in a structure, .

또 우주 공간에서 지구 위를 선회하고 있는 인공 위성의 임무를 효율적으로 수행하기 위해서는 반드시 위성체의 자세를 안정하게 제어해야 한다. 특히, 궤도나 자세 기동 후의 자세 정확도의 유지와 다른 방향으로 그 자세를 바꾸는 것은 위성의 임무를 수행하는 데 있어서 선행적으로 수행되어야 할 부분이다.In order to efficiently perform the mission of the satellite which is turning on the earth in outer space, the posture of the satellite must be controlled stably. Especially, maintaining the posture accuracy after the orbit or posture maneuver and changing the posture in the other direction is a part that needs to be performed in advance in performing the mission of the satellite.

근래에 우주 공간에서의 위성의 임무 목적과 규모가 다양하고 커짐에 따라 유연한 구조물(flexible structures)을 갖는 인공 위성의 자세 제어의 중요성은 더욱 증가하고 있다. 인공 위성에 외부 교란이 있을 때 인공 위성의 자세를 제어해야 하는데, 강체로 가정하여 설계할 경우 자세 제어 시스템의 성능을 정확히 예측할 수 없게 되기 때문이다.Recently, the importance of satellites with flexible structures has increased as the purpose and size of satellites in space have increased and expanded. This is because the attitude of the satellite should be controlled when there is an external disturbance in the satellite, and the performance of the attitude control system can not be precisely predicted when it is designed as a rigid body.

상술한 바와 같이, 움직임이 가능한 다양한 대상물에 대해 발생되는 외부 영향으로 인한 대상물의 움직임을 보다 정확하게 조절하여 무게 중심을 잡도록 하는 자세 제어가 필요하다.As described above, there is a need for an attitude control that more accurately adjusts the movement of the object due to the external influence generated for various movable objects, so as to center the gravity.

한국 공개특허공보 제10-2016-0070033호(공개일 2016년 06월 17일)Korean Patent Publication No. 10-2016-0070033 (published on June 17, 2016) 한국 공개특허공보 제10-2013-0027293호(공개일 2013년 03월 15일)Korean Patent Publication No. 10-2013-0027293 (published on March 15, 2013) 한국 등록특허공보 제10-0778098호(공고일 2007년 11월 22일)Korean Patent Registration No. 10-0778098 (Published Nov. 22, 2007) 한국 등록특허공보 제10-1424024호(공고일 2014년 09월 23일)Korean Registered Patent No. 10-1424024 (Published on September 23, 2014)

본 발명의 목적은 관성체를 이용하여 외부 영향에 따른 물리 정보에 대응하여 대상물의 자세를 제어하기 위한 자세 제어 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide an attitude control apparatus and method for controlling an attitude of an object in response to physical information according to external influences using an inertial body.

본 발명의 다른 목적은 다양한 구동 방식으로 다양한 대상물에 적용 가능하고, 해당 대상물의 자세를 제어하는 자세 제어 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an attitude control apparatus and method which can be applied to various objects by various driving methods and control the attitude of the object.

본 발명의 또 다른 목적은 가상 현실 웨어러블 기기의 효과적인 가상 현실감을 제공하기 위한 자세 제어 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide an attitude control apparatus and method for providing an effective virtual reality of a virtual reality wearable device.

상기 목적들을 달성하기 위한, 본 발명의 자세 제어 장치는 반작용 휠, 제어 모멘트 자이로 및 이동 가능한 관성체 등을 이용하여 대상물의 자세 제어를 처리하는데 그 한 특징이 있다. 이와 같은 본 발명의 자세 제어 장치는 다양한 외부 영향에 따라 대상물의 정확한 자세 제어가 가능하다.In order to achieve the above objects, the attitude control apparatus of the present invention is characterized in that attitude control of an object is processed by using a reaction wheel, a control moment gyro, and a movable inertial body. The posture control apparatus of the present invention can accurately control the posture of the object according to various external influences.

이 특징에 따른 본 발명의 자세 제어 장치는; 대상물에 설치되는 본체와; 상기 본체에 설치되어 회전력을 발생하는 구동부와; 상기 대상물 자체 또는 외부로부터 발생되는 물리 정보를 감지하는 물리 정보 감지부와; 상기 본체에 설치되어 상기 구동부로부터 회전력을 전달받아서 회전되어 상기 대상물의 무게 중심을 조절하여 상기 대상물로 전달하는 적어도 하나의 관성체와; 상기 대상물의 현재 자세를 결정하고, 상기 물리 정보 감지부로부터 감지된 물리 정보에 대응하여 상기 관성체를 구동하도록 상기 구동부를 제어하는 제어부를 포함하여; 상기 관성체의 움직임에 의해 상기 대상물의 자세를 조절한다.According to another aspect of the present invention, A body provided on the object; A driving unit installed in the main body and generating a rotational force; A physical information sensing unit for sensing physical information generated from the object itself or from outside; At least one inertial body installed in the body and rotated by receiving a rotational force from the driving unit to adjust the center of gravity of the object to transmit the object to the object; And a control unit for determining the current posture of the object and controlling the driving unit to drive the tubular body in accordance with the physical information sensed by the physical information sensing unit; And the posture of the object is adjusted by the movement of the inertia body.

이 특징의 한 실시예에 있어서, 상기 본체는 상기 대상물의 형상에 대응하여 형성되고, 상기 관성체가 이동 가능하게 설치되는 레일, 파이프 중 어느 하나로 구비된다.In one embodiment of this aspect, the main body is provided in any one of a rail and a pipe formed corresponding to the shape of the object, and the inertia body being movably installed.

다른 실시예에 있어서, 상기 구동부는; 상기 관성체를 회전시키는 모터, 스텝 모터 및 정지기능을 갖는 모터 중 어느 하나로 구비된다.In another embodiment, the driving unit includes: A motor for rotating the tubular body, a step motor, and a motor having a stop function.

또 다른 실시예에 있어서, 상기 물리 정보 감지부는 상기 대상물에 대응하여 풍속 및 진동 중 적어도 하나를 감지하는 센서로 구비된다.In another embodiment, the physical information sensing unit is provided with a sensor for sensing at least one of wind speed and vibration corresponding to the object.

또 다른 실시예에 있어서, 상기 관성체는; 적어도 하나의 반작용 휠, 적어도 하나의 모멘트 휠 및 제어 모멘트 자이로 중 어느 하나로 구비된다.In yet another embodiment, the tubular body comprises: At least one reaction wheel, at least one moment wheel and a control moment gyro.

또 다른 실시예에 있어서, 상기 구동부와 상기 관성체가 일체로 구비되는 반응 구형 액추에이터로 구비된다.In another embodiment, the reaction spherical actuator is integrally provided with the driving unit and the inertial body.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 자세 제어 장치의 제어 방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a control method of an attitude control apparatus.

이 특징에 따른 본 발명의 자세 제어 장치의 제어 방법은; 상기 자세 제어 장치가 대상물의 현재 자세를 결정하는 단계와; 상기 자세 제어 장치의 제어부가 현재 자세에 따른 관성체를 구동시켜서 상기 대상물의 자세를 유지하도록 하는 단계 및; 상기 자세 제어 장치의 물리 정보 감지부로부터 물리 정보가 감지되면, 감지된 물리 정보에 대응하여 상기 관성체를 구동하여 상기 대상물의 자세를 조절하는 단계;를 포함한다.According to another aspect of the present invention, Determining a current posture of the object by the posture control device; The control unit of the posture control device drives the tubular body according to the current posture so as to maintain the posture of the object; And controlling the posture of the object by driving the tubular body corresponding to the sensed physical information when the physical information is sensed by the physical information sensing unit of the posture control apparatus.

이 특징의 한 실시예에 있어서, 상기 조절하는 단계는; 상기 대상물이 무인 비행체인 경우, 적어도 2 개의 축을 중심으로 회전되는 원반 형태의 상기 관성체를 스텝 모터를 이용하여 회전시키고, 상기 관성체의 회전에 의해 생성되는 토크를 이용하여 상기 대상물의 자세를 제어하도록 처리한다.In one embodiment of this aspect, the adjusting comprises: Wherein when the object is an unmanned aerial vehicle, the inertial body in the form of a disc rotating about at least two axes is rotated using a step motor, and the attitude of the object is controlled using the torque generated by the rotation of the inertial body .

다른 실시예에 있어서, 상기 조절하는 단계는; 상기 대상물이 건축물인 경우, 적어도 2 개의 축을 중심으로 회전되는 원반 형태의 상기 관성체를 스텝 모터를 이용하여 회전시키고, 상기 관성체의 회전에 의해 생성되는 토크를 이용하여 상기 대상물의 자세를 제어하도록 처리하거나, 구 형태의 상기 관성체를 스텝 모터를 이용하여 회전시키고, 상기 관성체의 회전에 의해 생성되는 토크를 이용하여 상기 대상물의 자세를 제어하도록 처리한다.In another embodiment, the adjusting comprises: When the object is a building, the disc-shaped tubular body rotated about at least two axes is rotated using a step motor, and the posture of the object is controlled using the torque generated by the rotation of the tubular body Or the spherical shape of the tubular body is rotated using a step motor and the posture of the object is controlled by using the torque generated by the rotation of the tubular body.

또 다른 실시예에 있어서, 상기 조절하는 단계는; 상기 대상물이 가상 현실 웨어러블 기기인 경우, 상기 관성체가 이동 가능하게 결합되는 가이드 부재를 이용하여 상기 관성체의 가감속 및 정지에 따라 발생된 토크를 머리로 전달하여, 가상 현실 상의 시뮬레이션 또는 상기 관성체의 이동 방향으로 중력 및 충격 시뮬레이션을 이룰 수 있도록 처리한다.In yet another embodiment, the adjusting comprises: When the object is a virtual reality wearable device, a torque generated by acceleration / deceleration and stop of the inertial body is transmitted to the head using a guide member to which the inertial body is movably coupled, So that gravity and shock simulations can be performed.

또 다른 실시예에 있어서, 상기 조절하는 단계는; 상기 대상물이 가상 현실 웨어러블 기기인 경우, 전기가 흐르는 코일을 통해 발생되는 자기장을 신경 부위에 적용시키면 사용되는 주파수에 따라 신경을 자극하거나 억제시킬 수 있는 것을 이용하여 가상 중력을 시뮬레이션하도록 한다.In yet another embodiment, the adjusting comprises: When the object is a virtual reality wearable device, virtual gravity is simulated by applying a magnetic field generated through an electric coil to a nerve area, which can stimulate or inhibit nerves according to a frequency to be used.

상술한 바와 같이, 본 발명의 자세 제어 장치는 반작용 휠, 제어 모멘트 자이로 및 이동 가능한 관성체 등을 이용하여 대상물의 자세 제어를 처리함으로써, 다양한 외부 영향에 따라 대상물의 정확한 자세 제어가 가능하다.As described above, the posture control apparatus of the present invention can control the posture of the object by using the reaction wheel, the control moment gyro, and the movable orbital body, etc., so as to accurately control the posture of the object according to various external influences.

또 본 발명의 자세 제어 장치는 반작용 휠, 제어 모멘트 자이로 및 이동 가능한 관성체 등을 이용하여 다양한 대상물에 적용 가능하다.Further, the posture control device of the present invention can be applied to various objects by using a reaction wheel, a control moment gyro, and a movable inertial body.

또한 본 발명의 자세 제어 장치는 건축물에 적용하여 능동적인 자세 제어와 내진 설계가 가능하여 구조적인 피해를 최소화할 수 있다.Also, the posture control device of the present invention can be applied to a building to enable active posture control and seismic design, thereby minimizing structural damage.

뿐만 아니라, 본 발명의 자세 제어 장치는 가상 현실 웨어러블 기기에 적용하여 3 차원적 방향으로 머리의 움직임을 계산하여 최적화된 중력 및 충격 시뮬레이션을 구현하여 현실감을 극대화할 수 있다.In addition, the posture control device of the present invention can be applied to a virtual reality wearable device to calculate the movement of the head in a three-dimensional direction, thereby realizing optimized gravity and shock simulations, thereby maximizing the sense of reality.

도 1은 본 발명에 따른 자세 제어 장치의 구성을 도시한 블럭도;
도 2는 본 발명에 따른 자세 제어 장치의 제어 수순을 도시한 흐름도;
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 자세 제어 장치의 제 1 구동 원리를 나타내는 구성을 도시한 도면들;
도 4는 본 발명에 따른 자세 제어 장치의 제 2 구동 원리를 나타내는 구성을 도시한 도면;
도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 자세 제어 장치의 제 3 구동 원리를 나타내는 구성을 도시한 도면들;
도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 자세 제어 장치의 제 4 구동 원리를 나타내는 구성을 도시한 도면들이다.
도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 자세 제어 장치가 적용된 무인 비행체의 개략적인 구성을 도시한 도면;
도 8은 도 7에 도시된 무인 비행체의 구성을 나타내는 블럭도;
도 9는 도 7에 도시된 관성체의 일 실시예에 따른 구성을 나타내는 도면;
도 10은 도 7에 도시된 관성체의 다른 실시예에 따른 구성을 나타내는 도면;
도 11a 내지 도 11c는 도 7에 도시된 무인 비행체의 자세 제어에 따른 동작을 설명하기 위한 도면들;
도 12는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 자세 제어 장치가 적용된 건축물의 개략적인 구성을 도시한 도면;
도 13a 및 도 13b는 도 12에 도시된 자세 제어 장치의 실시예에 따른 구성을 나타내는 도면들;
도 14는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 자세 제어 장치가 적용된 가상 현실 웨어러블 기기의 구성을 도시한 도면;
도 15는 도 14에 도시된 관성체의 실시예에 따른 구성을 나타내는 도면들;
도 16은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 자세 제어 장치가 적용된 가상 현실 웨어러블 기기의 구성을 도시한 도면;
도 17은 도 16에 도시된 관성체의 실시예에 따른 구성을 나타내는 도면;
도 18은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 자세 제어 장치가 적용된 가상 현실 웨어러블 기기의 구성을 도시한 도면;
도 19a 및 도 19b는 도 18에 도시된 관성체의 실시예에 따른 구성을 나타내는 도면들; 그리고
도 20은 도 19에 도시된 관성체의 실시예에 따른 구성을 나타내는 도면이다.
1 is a block diagram showing the configuration of an attitude control apparatus according to the present invention;
2 is a flowchart showing a control procedure of an attitude control apparatus according to the present invention;
FIGS. 3A and 3B are views showing a configuration of a first driving principle of an attitude control apparatus according to the present invention;
4 is a diagram showing a configuration showing a second driving principle of an attitude control apparatus according to the present invention;
FIGS. 5A and 5B are diagrams showing a configuration showing a third driving principle of an attitude control apparatus according to the present invention;
6A and 6B are diagrams showing a configuration showing a fourth driving principle of the posture control device according to the present invention.
FIG. 7 is a schematic view illustrating an unmanned aerial vehicle to which an attitude control system according to a first embodiment of the present invention is applied; FIG.
FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of the unmanned aerial vehicle shown in FIG. 7; FIG.
9 is a view showing a configuration according to an embodiment of the tubular body shown in Fig. 7;
10 is a view showing a configuration according to another embodiment of the tubular body shown in Fig. 7; Fig.
11A to 11C are views for explaining the operation according to the attitude control of the unmanned aerial vehicle shown in FIG. 7;
FIG. 12 is a view showing a schematic configuration of a building to which an attitude control device according to a second embodiment of the present invention is applied; FIG.
13A and 13B are diagrams showing a configuration according to an embodiment of the posture control apparatus shown in FIG. 12;
FIG. 14 illustrates a configuration of a virtual reality wearable device to which an attitude control device according to a third embodiment of the present invention is applied; FIG.
FIG. 15 is a view showing a configuration according to an embodiment of the inertial body shown in FIG. 14; FIG.
16 is a diagram showing the configuration of a virtual reality wearable device to which an attitude control device according to a fourth embodiment of the present invention is applied;
17 is a view showing a configuration according to the embodiment of the tubular body shown in Fig. 16;
18 is a diagram illustrating a configuration of a virtual reality wearable device to which an attitude control device according to a fifth embodiment of the present invention is applied;
19A and 19B are views showing the configuration according to the embodiment of the tubular body shown in FIG. 18; And
Fig. 20 is a view showing the configuration according to the embodiment of the tubular body shown in Fig. 19;

본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 서술하는 실시예로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 구성 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이다.The embodiments of the present invention can be modified into various forms and the scope of the present invention should not be interpreted as being limited by the embodiments described below. The present embodiments are provided to enable those skilled in the art to more fully understand the present invention. Therefore, the shapes and the like of the components in the drawings are exaggerated in order to emphasize a clearer explanation.

이하 첨부된 도 1 내지 도 20을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 자세 제어 장치의 구성을 도시한 블럭도이다.1 is a block diagram showing the configuration of an attitude control apparatus according to the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 자세 제어 장치(100)는 다양한 종류의 관성체를 이용하여 외부 영향으로부터 물리 정보를 감지하고, 감지된 물리 정보에 대응하여 대상물의 움직임을 보상하도록 함으로써, 대상물의 자세를 제어하거나, 대상물로 가해지는 외부 영향에 대응되는 모멘트(moment)를 정확하게 사용자에게 전달하도록 처리한다.Referring to FIG. 1, the posture control apparatus 100 of the present invention detects physical information from external influences using various kinds of inertial bodies, and compensates for the motion of the object in response to the sensed physical information, The posture is controlled, or the moment corresponding to the external influences exerted on the object is accurately transmitted to the user.

이를 위해, 본 발명의 자세 제어 장치(100)는 대상물에 반영되는 다양한 외부 영향에 따라 발생되는 물리 정보를 감지하는 물리 정보 감지부(110)와, 물리 정보 감지부(110)로부터 감지된 물리 정보에 대응하여 대상물의 자세를 조절하도록 구동되는 관성체(140)와, 관성체(140)를 구동하는 구동부(130) 및, 물리 정보 감지부(110)로부터 감지된 물리 정보에 대응하여 관성체(140)가 대상물의 자세를 조절하거나, 물리 정보에 의해 대상물로 전달되는 모멘트를 사용자에게 전달하도록 구동부(130)를 제어하는 제어부(120)를 포함한다. 관성체(140)와 구동부(130)는 일체형(150)으로 구비될 수 있다.For this purpose, the attitude control apparatus 100 of the present invention includes a physical information sensing unit 110 for sensing physical information generated according to various external influences reflected on an object, a physical information sensing unit 110 for sensing physical information sensed by the physical information sensing unit 110, A driving unit 130 for driving the inertial body 140 and a driving unit 130 for driving the inertial body 140 in response to the physical information sensed by the physical information sensing unit 110. [ 140 controls the driving unit 130 to adjust the posture of the object or transmit the moment transmitted to the object by the physical information to the user. The body (140) and the driving unit (130) may be provided as an integrated body (150).

물리 정보 감지부(110)는 대상물 자체에서 발생되는 움직임이나 대상물로 가해지는 외부 영향 예를 들어, 바람, 지진에 의한 진동 등을 감지하는 적어도 하나의 센서로 구비된다. 또 물리 정보 감지부(110)는 사용자에게 전기적인 자극을 전달하도록 중력을 감지하는 센서로 구비될 수 있다.The physical information sensing unit 110 is provided with at least one sensor for sensing movements generated by the object itself or external influences exerted on the object, for example, wind, vibration due to an earthquake, and the like. The physical information sensing unit 110 may be provided with a sensor for sensing gravity to transmit electrical stimulation to the user.

관성체(140)는 예를 들어, 반작용 휠, 모멘텀 휠, 제어 모멘트 자이로 등으로 구비되고, 자세 제어 장치(100)를 형성하는 몸체에 설치된다. 몸체는 예를 들어, 레일, 파이프 등으로 구비되어 대상물의 형상에 대응하는 구조로 대상물에 설치되고, 관성체(140)가 탑재되거나, 내부에 이동 가능하도록 수용 설치된다.The inertial body 140 is provided, for example, with a reaction wheel, a momentum wheel, a control moment gyro, or the like, and is provided on the body forming the posture control device 100. The body is provided, for example, by a rail, a pipe, or the like, and is installed on an object in a structure corresponding to the shape of the object, and is mounted and accommodated so as to be mounted or movable inside.

구동부(130)는 예를 들어, 모터, 스텝 모터 및 정지기능을 갖는 모터 등으로 구비되어 관성체(140)를 회전 구동시키거나 정지시킨다.The driving unit 130 includes, for example, a motor, a step motor, and a motor having a stop function to rotate or stop the tubular body 140.

그리고 제어부(120)는 예를 들어, 컨트롤러, 프로세서, 프로그램어블 로직 컨트롤러(PLC), 컨트롤 유닛 등으로 구비되어, 물리 정보 감지부(110)로부터 감지된 물리 정보에 대응하여 구동부(130)를 제어한다.The control unit 120 includes a controller, a processor, a programmable logic controller (PLC), a control unit, and the like, and controls the driving unit 130 in response to the physical information sensed by the physical information sensing unit 110. [ do.

도 2는 본 발명에 따른 자세 제어 장치의 제어 수순을 도시한 흐름도이다.2 is a flowchart showing the control procedure of the posture control device according to the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 자세 제어 장치(100)는 단계 S160에서 대상물의 현재 자세를 결정하고, 단계 S170에서 현재 자세에 따른 관성체(140)를 구동시킨다. 단계 S180에서 물리 정보 감지부(110)로부터 물리 정보가 감지되면, 단계 S190에서 감지된 물리 정보에 대응하여 관성체(140)를 구동하여 대상물의 자세를 조절한다.Referring to FIG. 2, the posture control apparatus 100 of the present invention determines the current posture of the object in step S160, and drives the inertia body 140 according to the current posture in step S170. When physical information is sensed by the physical information sensing unit 110 in step S180, the orientation of the object is adjusted by driving the inertia body 140 in response to the physical information sensed in step S190.

구체적으로 본 발명에서의 관성체를 구동하기 위한 구성 및 작용을 설명한다. 도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 자세 제어 장치의 제 1 구동 원리를 나타내는 구성을 도시한 도면들이다.Specifically, the structure and operation for driving the inertial body in the present invention will be described. FIGS. 3A and 3B are views showing the first driving principle of the posture control apparatus according to the present invention.

도 3a 및 도 3b를 참조하면, 이 실시예의 제 1 구동 원리는 축을 중심으로 회전되는 원반 형태의 관성체(140) 즉, 회전체를 스텝 모터(130)를 이용하여 회전시키고, 이를 통해 생성되는 토크를 이용하여 대상물의 자세를 제어하도록 처리한다. 여기서 토크는 관성체(140)의 질량과 회전 속도에 의한 각 운동량에 의해 생성된다. 제 1 구동 원리를 위한 구성은 몸체(102)와, 각각의 축에 대응하여 구비되는 적어도 2 개의 관성체(140)와, 하나의 관성체(140)를 회전시키는 적어도 2 개의 스텝 모터(130) 및, 각 관성체(140)에 구비되어 회전을 정지시키는 브레이크(132)로 구성된다.Referring to FIGS. 3A and 3B, the first driving principle of this embodiment includes rotating a disk-shaped tubular body 140 rotating about an axis, that is, a rotating body using a stepping motor 130, And controls the posture of the object by using the torque. Here, the torque is generated by the angular momentum due to the mass of the inertial body 140 and the rotational speed. The structure for the first driving principle includes a body 102, at least two tubular bodies 140 provided corresponding to the respective shafts, at least two stepping motors 130 for rotating one tubular body 140, And a brake 132 provided on each of the inertia members 140 to stop the rotation.

이러한 제 1 구동 원리는 2 축 이상의 회전 구도가 발생되기 때문에 3 차원적인 자세 제어가 가능하다. 또 단순 회전에 의해 발생되는 토크 뿐만 아니라, 회전체(140)를 순간적으로 정지(브레이크)시키면, 정지에 의해 발생된 토크가 장착된 대상물로 전달되어 순간적인 움직임을 전달할 수 있다.Since the first driving principle generates a rotation scheme of two or more axes, the three-dimensional attitude control is possible. In addition, when the rotating body 140 is instantaneously stopped (braked) as well as the torque generated by the simple rotation, the torque generated by the stop can be transmitted to the mounted object to transmit instantaneous movement.

도 4는 본 발명에 따른 자세 제어 장치의 제 2 구동 원리를 나타내는 구성을 도시한 도면이다.4 is a diagram showing a configuration showing a second driving principle of an attitude control apparatus according to the present invention.

도 4를 참조하면, 이 실시예의 제 2 구동 원리는 회전 가능한 구 형태의 관성체 즉, 반응 구형 액추에이터(reaction sphere actuator)를 스텝 모터를 이용하여 회전시키고, 이를 통해 생성되는 토크를 이용하여 대상물의 자세를 제어하도록 처리한다. 제 2 구동 원리는 구 형태의 관성체와 모터가 결합된 일체형으로 제공된다. 따라서 구 형태의 관성체를 이용하여 축을 지나는 회전체를 단일화시킬 수 있다. 물론 회전체와 모터가 분리하여 외부에 모터를 구비하고, 이를 통해 회전체를 회전시키는 형태로 구비될 수도 있다.Referring to FIG. 4, the second driving principle of this embodiment is a method of driving a rotating spherical inertial body, that is, a reaction sphere actuator by using a step motor, To control the posture. The second driving principle is provided integrally with the spherical shaped inertial body and the motor combined. Therefore, it is possible to unify the rotating body passing through the shaft by using the spherical shaped body. Of course, the rotating body and the motor may be separated from each other, and a motor may be provided on the outside to rotate the rotating body.

여기서 반응 구형 액추에이터(reaction sphere actuator)는 복수 개의 영구 자석(Permanent Magnet : PM)을 구비하여 임의의 축을 중심으로 토크를 발생하는 로터(Rotor)와, 복수 개의 전자석(ElectroMagnet : EM)을 구비하여 영구 자석(PM)들과 상호 작용하여 자장을 형성하는 스테이터(Stator)로 구성된다. 로터와 스테이터는 볼 조인트 베이링(Ball Joint Bearing)에 의해 상호 회전 가능하게 지지된다. 이러한 반응 구형 액추에이터의 토크는 로터와 스테이터의 회전에 의해 즉, 구 표면과 구를 둘러싸고 있는 케이스에 각각의 영구 자석과 전자석을 필요에 따라 복수 개로 장착하고, 전자기석의 작동에 따라 원하는 방향으로 구를 회전시켜서 얻어진다.Here, the reaction sphere actuator includes a rotor having a plurality of permanent magnets (PM) and generating a torque around an arbitrary axis, and a plurality of electromagnets (EM) And a stator that cooperates with the magnets PM to form a magnetic field. The rotor and the stator are rotatably supported by a ball joint bearing. The torque of the reaction spherical actuator is obtained by rotating the rotor and the stator, that is, by mounting a plurality of permanent magnets and electromagnets, respectively, in the case surrounding the spherical surface and the sphere, .

이러한 제 2 구동 원리는 제 1 구동 원리와 동일하거나 대체로 유사한 방식으로 관성체를 구동시켜서 토크를 발생하고, 이에 대응하는 모멘트를 대상물로 전달되어 순간적인 움직임을 전달할 수 있다.Such a second driving principle may drive the inertial body in the same or substantially similar manner as the first driving principle to generate the torque, and the corresponding moment may be transmitted to the object to transmit the momentary movement.

도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 자세 제어 장치의 제 3 구동 원리를 나타내는 구성을 도시한 도면들이다.FIGS. 5A and 5B are diagrams showing a configuration of a third driving principle of the posture control apparatus according to the present invention.

도 5a 및 도 5b를 참조하면, 이 실시예의 제 3 구동 원리는 관성체(140a)가 따라서 움직일 수 있도록 가이드 부재(102a)를 이용하여 직선형의 자세 제어를 처리한다. 가이드 부재(102a)는 예를 들어, 관성체(140a)가 이동 가능하게 결합되는 레일이나, 관성체(140a)가 내부에 이동 가능하게 삽입되는 파이프 형태로 제공되는 실린더형 등으로 구비된다.Referring to Figs. 5A and 5B, the third driving principle of this embodiment processes the linear posture control using the guide member 102a so that the tubular member 140a can move along. The guide member 102a is provided, for example, in a rail on which the inertial body 140a is movably coupled or a cylindrical type in which the inertial body 140a is provided in a pipe shape into which the inertial body 140a is movably inserted.

실린더형 가이드 부재(102a)는 내부에 관성체(140a)가 직선 이동할 수 있도록 제공된다. 실린더형 가이드 부재(102a)의 양측면에서 압축 가스를 사용하여 관성체(140a)를 타측 방향으로 이동시킬 수 있고, 관성체(140a)를 직선형 모터 등으로 직접 전자 제어하여 이동시킬 수도 있다.The cylindrical guide member 102a is provided so that the inertia member 140a can move linearly therein. It is possible to move the tubular member 140a in the other direction by using compressed gas on both sides of the cylindrical guide member 102a and to move the tubular member 140a directly by electronically controlling it with a linear motor or the like.

따라서 가이드 부재(102a)의 내부에 관성체(140a)가 자유롭게 이동할 수 있는 구조를 가지고, 스프링, 모터 또는 압축 가스 등의 유체를 이용하여 가이드 부재(102a)의 내부에서 관성체(140a)의 움직임을 제어한다. 관성체(140a)의 움직임에 의해 가이드 부재(102a)의 일측 끝단까지의 가속으로 부딪혀서 발생되는 충격 및 그 관성을 이용하여 대상물의 자세를 제어한다.Therefore, the guide member 102a has a structure in which the guide member 140a can move freely within the guide member 102a, and the movement of the guide member 140a in the guide member 102a using a fluid such as a spring, . The posture of the object is controlled by using the impact generated by the acceleration of the guide member 102a due to the movement of the guide member 102a to one end of the guide member 102a and the inertia thereof.

예를 들어, 대상물이 가상 현실 웨어러블 기기인 경우, 사용자의 머리 모양에 적합한 형상을 갖고 사용자의 머리에 착용되는 가상 현실 웨어러블 기기(30)에 전후, 좌우 방향 등으로 복수 개의 실린더형 가이드 부재(102a)를 적용하여, 실린더형 가이드 부재(102a)가 설치된 방향들 각각에 대해 관성체(140a)를 이동시켜서 충격 및 관성 시뮬레이션이 가능하다.For example, when the object is a virtual reality wearable device, a plurality of cylindrical guide members 102a (102a, 102b, 102c, 102d) are provided in the virtual reality wearable device 30 having a shape suitable for the user's head shape, ), The impact and inertia simulations are possible by moving the inertial body 140a with respect to each of the directions in which the cylindrical guide member 102a is installed.

도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 자세 제어 장치의 제 4 구동 원리를 나타내는 구성을 도시한 도면이다.6A and 6B are views showing a configuration showing a fourth driving principle of the posture control device according to the present invention.

도 6a 및 도 6b를 참조하면, 이 실시예의 제 4 구동 원리는 자기장 신경을 이용한 자세 제어 방식으로, 전기가 흐르는 코일(140b)을 통해 발생되는 자기장을 신경 부위에 적용시키면 사용되는 주파수(Hz)에 따라 신경을 자극하거나 억제시킬 수 있는 원리를 이용한다. 즉, 자기장을 이용하여 신경 다발을 국소적으로 자극하거나 억제시키거나, 자기장을 이용하여 뇌 신경을 자극하도록 전정 기관의 신경을 자극하거나 억제시켜서 가상 중력을 시뮬레이션한다.Referring to FIGS. 6A and 6B, the fourth driving principle of this embodiment is a posture control method using a magnetic field nerve. When a magnetic field generated through an electric coil 140b is applied to a nerve region, And to stimulate or inhibit the nervous system. That is, a magnetic field is used to stimulate or suppress the nerve bundle locally, or simulate virtual gravity by stimulating or suppressing the nerves of the vestibular organ to stimulate the cranial nerve using a magnetic field.

예를 들어, 우리가 중력을 느끼는 것은 귀의 안쪽에 위치한 전정 기관 내부에 위치하는 물질들이 중력에 의해 물리적으로 움직이고, 이 물리적 움직임이 신경 신호로 바뀌어 뇌로 전달된다. 중력을 전달하는 신경부를 자극 또는 억제시켜서 가상 현실 웨어러블 기기(30)의 체험 시, 해당 컨텐츠에 적합하게 제작된 가상 중력을 뇌로 전달하여 체험 효과의 극대화를 얻을 수 있다.For example, what we feel to be gravitational is that the substances inside the vestibular organ located inside the ear are physically moved by gravity, and this physical movement is converted into a neural signal and transmitted to the brain. When the virtual reality wearable device 30 is experienced by stimulating or suppressing the nerve portion that transmits gravity, the virtual gravity suitable for the content can be transmitted to the brain, thereby maximizing the experience effect.

이 때, 중력을 전달하는 신경부를 자극 또는 억제시키기 위해서는 자기장의 해상도와 조준 위치가 중요하므로, 다음 2 가지 방법을 혼용한다. 즉, 자기장을 발생시키는 코일(140b)의 모양과 갯수, 코일(140b)의 배치 구조에 따라 발생되는 자기장의 모양이 다르므로, 이를 이용하여 효과적이고 국소적인 조준하는 방법과, 코일(140b)을 여러 방향에서 적용하되, 각각의 코일(140b)은 신경이 자극되는 역치보다 약한 자극을 발생시킨다. 이 때, 다수의 코일(140b)이 발생시키는 자기장이 중첩되는 부분이 목표 신경 즉, 조준점(Target)이 되게 하고, 각각의 자극이 상가 효과(additive effect)를 만들어 역치 이상의 자극을 주게하는 방법을 혼용한다.In this case, since the resolution and the aiming position of the magnetic field are important to stimulate or suppress the nerve portion that transmits gravity, the following two methods are mixed. That is, since the shape and number of the coil 140b generating the magnetic field and the shape of the magnetic field generated according to the arrangement structure of the coil 140b are different, a method of effectively and locally aiming the coil 140b, Applying in various directions, each coil 140b generates a weaker stimulus than the threshold at which the nerve is stimulated. At this time, a method in which a portion where the magnetic fields generated by the plurality of coils 140b are overlapped becomes a target nerve, that is, an aiming point, and each stimulus creates an additive effect to give stimulation above a threshold value It is mixed.

이 경우, 복수 개의 코일(140b)들이 만들어내는 자기장의 모양에서 일부분을 겹치게 하는 방식으로 자기장의 해상도와 조준점(Target)을 결정한다. 복수 개의 코일(140b)들에 의한 각각의 자기장은 신경을 자극하는 역치에 못미치는 출력을 갖고 중첩되었을 때, 비로소 역치를 넘어 신경을 자극하게 되며, 겹치지 않는 부분의 신경이나 세포들은 영향을 받지 않는다.In this case, the resolving power of the magnetic field and the aiming target are determined in such a manner that a part of the magnetic field generated by the plurality of coils 140b overlaps. When each of the magnetic fields by the plurality of coils 140b is overlapped with an output that is less than the threshold value for stimulating the nerve, the nerve is stimulated beyond the threshold value and the nerve or cells of the non-overlapping portion are not affected .

또 코일(140b)이 포함된 가상 현실 웨어러블 기기(30)에는 초음파 장비(미도시됨)가 탑재되어 전정 기관의 위치 및 신경 세포의 위치를 찾고, 조준점의 위치에 따라 코일(140b)의 각도 및 방향을 조절하도록 적용 가능하다. 그러므로 자기장이 서로 겹치지 않는 부분의 신경이나 다른 세포들에는 아무런 영향을 받지 않게 된다.An ultrasonic device (not shown) is mounted on the virtual reality wearable device 30 including the coil 140b to find the position of the vestibular organs and the location of the nerve cell. The angle of the coil 140b It is applicable to adjust the direction. Therefore, the magnetic fields are not affected by neurons or other cells that do not overlap with each other.

따라서 본 발명의 자세 제어 장치(100)는 상술한 구동 원리들을 이용하여 다양한 대상물에 적용 가능하다. 예를 들어, 대상물에는 무인 비행체, 건축물 및 가상 현실 웨어러블 기기 등이 포함된다.Therefore, the posture control apparatus 100 of the present invention can be applied to various objects using the above-described driving principles. For example, objects include unmanned aerial vehicles, buildings, and virtual reality wearable devices.

즉, 도 7 내지 도 20을 이용하여 본 발명에 따른 자세 제어 장치가 적용된 대상물의 구성 및 작용에 대해 설명한다.That is, the configuration and operation of the object to which the posture control device according to the present invention is applied will be described with reference to Figs.

도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 자세 제어 장치가 적용된 무인 비행체의 개략적인 구성을 도시한 도면이고, 도 8은 도 7에 도시된 무인 비행체의 구성을 나타내는 블럭도이고, 도 9는 도 7에 도시된 관성체의 일 실시예에 따른 구성을 나타내는 도면이고, 도 10은 도 7에 도시된 관성체의 다른 실시예에 따른 구성을 나타내는 도면이며, 그리고 도 11a 내지 도 11c는 도 7에 도시된 무인 비행체의 자세 제어에 따른 동작을 설명하기 위한 도면들이다.FIG. 7 is a diagram showing a schematic configuration of an unmanned aerial vehicle to which an attitude control device according to a first embodiment of the present invention is applied, FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of the unmanned aerial vehicle shown in FIG. 7, Fig. 10 is a view showing a configuration according to another embodiment of the tubular body shown in Fig. 7, and Figs. 11A to 11C are sectional views of the tubular body shown in Fig. 7 FIG. 3 is a view illustrating an operation of the unmanned aerial vehicle according to the posture control of the unmanned aerial vehicle shown in FIG.

도 7 내지 도 11c를 참조하면, 이 실시예의 자세 제어 장치(100a)는 무인 비행체(20)의 대상물에 적용된다. 즉, 이 실시예의 무인 비행체(20)는 예를 들어, 드론(drone)으로 구비되고, 몸체부(22)의 무게 중심부에 자세 제어 장치(100a)가 장착된다.Referring to Figs. 7 to 11C, the posture control apparatus 100a of this embodiment is applied to the object of the unmanned air vehicle 20. Fig. That is, the unmanned aerial vehicle 20 of this embodiment is provided, for example, as a drone, and the posture control device 100a is mounted on the center of gravity of the body portion 22. [

무인 비행체(20)는 복수 개의 프로펠러(24)와, 프로펠러(24)들을 구동하는 프로펠러 구동부(26) 및 자세 제어 장치(100a)를 포함한다. 자세 제어 장치(100a)는 물리 정보 감지부(110a)와, 제어부(120a)와, 관성체 구동부(130a) 및 제어 모멘트 자이로(140a)를 포함한다.The unmanned aerial vehicle 20 includes a plurality of propellers 24, a propeller drive unit 26 for driving the propellers 24, and an attitude control device 100a. The posture control apparatus 100a includes a physical information sensing unit 110a, a control unit 120a, an actuator driving unit 130a, and a control moment gyro 140a.

이 실시예에서 물리 정보 감지부(110a)는 무인 비행체(20)에 가해지는 외부 영향에 대한 물리 정보 예를 들어, 풍속, 풍량 등을 감지하는 센서로 구비된다. 제어부(120a)는 물리 정보 감지부(110a)로부터 감지된 물리 정보에 대응하여 관성체 구동부(130a)를 제어한다. 관성체 구동부(130a)는 제어부(120a)의 제어를 받아서 무인 비행체(20)의 자세를 조절하도록 제어 모멘트 자이로(140a)를 구동한다. 그리고 제어 모멘트 자이로(140a)는 관성체로서, 관성체 구동부(130a)에 의해 적어도 2 축 방향으로 회전되어 무인 비행체(20)의 자세를 조절한다.In this embodiment, the physical information sensing unit 110a is provided with a sensor for sensing physical information about external influences applied to the unmanned aerial vehicle 20, for example, wind speed, air volume, and the like. The control unit 120a controls the inertial body driving unit 130a in response to the physical information sensed by the physical information sensing unit 110a. The inertial body driving unit 130a drives the control moment gyro 140a to adjust the posture of the unmanned air vehicle 20 under the control of the control unit 120a. The control moment gyro 140a is an inertial body and is rotated in at least two axial directions by the inertial body driving portion 130a to adjust the attitude of the unmanned air body 20.

제어 모멘트 자이로(140a)는 도 9에 도시된 바와 같이, 적어도 2 개의 반작용 휠(142a ~ 142d)로 구비될 수도 있다. 이 실시예에서 반작용 휠(142a ~ 142d)은 복수 개의 축 방향에 대응하여 상하 좌우 각각에 구비된다. 이 때, 하부와 우측의 반작용 휠(142c, 142d)은 옵션으로 구비될 수 있다. 반작용 휠(142a ~ 142d)들 각각은 스텝 모터(132a ~ 132d)가 구비되고, 이를 통해 각 축 방향으로 회전된다.The control moment gyro 140a may be provided with at least two reaction wheels 142a-142d, as shown in FIG. In this embodiment, the reaction wheels 142a to 142d are provided on the upper, lower, left, and right sides respectively corresponding to a plurality of axial directions. At this time, the lower and right reaction wheels 142c and 142d may be optionally provided. Each of the reaction wheels 142a to 142d is provided with step motors 132a to 132d through which it is rotated in each axial direction.

또 제어 모멘트 자이로(140a)는 도 10에 도시된 바와 같이, 구 형태의 관성체와 모터가 일체형으로 형성된 반응 구형 액추에이터(150)로 구비된다. 반응 구형 액추에이터는 구(152) 표면과 구(152)를 둘러싸고 있는 케이스(154)에 각각의 영구 자석과 전자석을 필요에 따라 복수 개로 장착하고, 전자기석의 작동에 따라 원하는 방향으로 구를 회전시켜서 토크를 발생한다.As shown in FIG. 10, the control moment gyro 140a is provided with a reaction spherical actuator 150 in which a spherical shaped body and a motor are integrally formed. The reaction spherical actuator is constituted such that a plurality of permanent magnets and electromagnets are mounted on the surface of the sphere 152 and the case 154 surrounding the sphere 152 as required and the sphere is rotated in a desired direction according to the operation of the electromagnet, .

따라서 이 실시예의 무인 비행체(20)는 제어 모멘트 자이로(140a)가 다축 휠 형태 또는 구 형태로 무인 비행체(20)의 무게 중심부에 장착되고, 무인 비행체(20)의 프로펠러(24)의 구동 메커니즘과 독립적으로 방향 및 자세를 조절할 수 있다. 물론 프로펠러(24)의 구동 메커니즘과 연동하면, 더욱 신속한 방향 전환과 자세 조절이 가능하다. 또 외부 요소 특히, 바람의 영향에 대응하여 미세한 자세 유지가 가능하므로, 다양한 용도 예를 들어, 배달용 무인 비행체 등에 적용할 수 있다.Therefore, the unmanned aerial vehicle 20 of this embodiment is configured such that the control moment gyro 140a is mounted on the center of gravity of the unmanned air vehicle 20 in the form of a multi-axle wheel or a sphere and is driven by the driving mechanism of the propeller 24 of the unmanned air vehicle 20 You can independently adjust the orientation and posture. Of course, in conjunction with the driving mechanism of the propeller 24, more rapid change of direction and posture adjustment are possible. In addition, since it is possible to maintain a fine posture in response to an influence of an external element, particularly wind, it can be applied to various applications such as unmanned aerial vehicles for delivery.

예를 들어, 도 11a에 도시된 바와 같이, 무인 비행체(20)의 프로펠러(24a, 24b)들은 모두 동일하게 구동시키고, 자세 제어 장치(100a)를 일측 방향으로 회전시켜서 타측 방향으로 진행하도록 자세 제어하거나, 도 11b 및 도 11c에 도시된 바와 같이, 무인 비행체(20)의 일측 프로펠러(24a)는 오프(OFF)시키고, 타측 프로펠러(24b)는 온(ON)시키고, 자세 제어 장치(100a)를 일측 방향으로 회전시켜서 일측 하향 방향으로 무인 비행체(20)를 빠른 속도로 하강하도록 자세 조절할 수 있다.For example, as shown in FIG. 11A, the propellers 24a and 24b of the UAV 20 are all driven in the same manner, and the attitude control device 100a is rotated in one direction, Alternatively, as shown in Figs. 11B and 11C, one propeller 24a of the unmanned air vehicle 20 is turned off, the other propeller 24b is turned on, and the attitude control device 100a It is possible to adjust the posture so that the unmanned air vehicle 20 descends at a high speed in one downward direction.

도 12는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 자세 제어 장치가 적용된 건축물의 개략적인 구성을 도시한 도면이고, 도 13a 및 도 13b는 도 12에 도시된 자세 제어 장치의 실시예에 따른 구성을 나타내는 도면들이다.12 is a view showing a schematic configuration of a structure to which an attitude control device according to a second embodiment of the present invention is applied, and Figs. 13A and 13B are diagrams showing a configuration according to an embodiment of the attitude control device shown in Fig. These are the drawings.

도 12 내지 도 13b를 참조하면, 이 실시예의 자세 제어 장치(100b)는 건축물(40)에 설치된다. 즉, 이 실시예의 건축물(40)은 상부, 중간부 및 하부 중 적어도 어느 한 곳에 자세 제어 장치(100b)가 설치된다. 자세 제어 장치(100b)는 지진 감지 센서, 풍량 센서 등과 같은 물리 정보 감지부(110c)와, 반작용 휠 또는 구 형태의 관성체(140c 또는 150)와, 동조 질량 댐퍼(144)를 포함한다. 이러한 자세 제어 장치(100b)는 제 1 또는 제 2 구동 원리를 이용하는 관성체(140c 또는 150)를 건축물(40)에 설치한다.Referring to Figs. 12 to 13B, the posture control apparatus 100b of this embodiment is installed in the building 40. Fig. That is, the structure 40 of this embodiment is provided with an attitude control device 100b in at least one of an upper portion, an intermediate portion, and a lower portion. The attitude control apparatus 100b includes a physical information sensing unit 110c such as an earthquake sensor or an airflow sensor, an inertial body 140c or 150 having a reaction wheel or spherical shape, and a tuning mass damper 144. [ The posture control device 100b installs the structural body 140c or 150 using the first or second driving principle on the building 40. [

이 실시예의 경우, 기존에는 건축물의 자세 제어 및 내진 설계를 위해 기존의 내진 설계에 의해 지진 시, 건축물의 움직임이 감소되었지만, 잉여 움직임이 존재하고, 또한 건축물들이 초고층화되면서 지진 이외에도 바람의 영향을 크게 받는다.In the case of this embodiment, although the movement of the building is reduced by the existing seismic design for the posture control and the seismic design of the building in the past, there is surplus movement, and as the buildings are made into the superstructure, It receives greatly.

따라서 본 발명에서는 도 13a 또는 도 13b에 도시된 바와 같이, 건축물(40a 또는 40b)의 상부에 거대한 제어 모멘트 자이로(140c 또는 150)가 설치되고, 바람, 지진 등의 외부 영향에 의한 크고 작은 건축물(40a 또는 40b)의 움직임을 보정하여 건축물(40a 또는 40b)의 피로 파괴를 줄일 수 있다. 또한 건축물(40a 또는 40b)이 높아질수록 상부에만 설치되는 것이 아니라, 중간부나 하부에도 설치되어 기존의 내진 설계와 연동되어 최적화된 건축물 자세 제어가 가능하다.Therefore, in the present invention, as shown in FIG. 13A or 13B, a large control moment gyro 140c or 150 is installed on the upper part of the building 40a or 40b, and large and small buildings 40a or 40b to compensate for the movement of the building 40a or 40b to reduce fatigue failure of the building 40a or 40b. Also, as the building 40a or 40b is elevated, it is installed not only at the upper part but also at the middle part or the lower part, so that the optimized attitude control of the building can be performed in conjunction with the existing seismic design.

또 상부에 제어 모멘트 자이로(140c 또는 150)를 설치하고, 건축물(40) 일측에 동조 질량 댐퍼(144)를 구비할 수 있다. 이 경우, 건축물(40)의 여러 위치 각각에 건축물(40)의 움직임을 감지하는 센서나 바람의 세기를 감지하는 풍량 센서를 구비하고, 이를 통해 건축물(40)의 움직임 및 풍량을 감지하고, 감지된 움직임 및 풍량에 대응하여 상부에 큰 무게를 갖는 추 즉, 관성체(150)를 설치하여 진동과 움직임을 줄이는 동조 질량 댐퍼(144)를 구비한다.A control mass gyro 140c or 150 may be installed on the upper part and a tuning mass damper 144 may be provided on one side of the building 40. [ In this case, a sensor for sensing the movement of the building 40 or an airflow sensor for sensing the intensity of the wind is provided at each of various positions of the building 40, and the movement and air volume of the building 40 are sensed through the sensors, And a tuning mass damper 144 for reducing vibrations and movement by providing a weight having a large weight at the upper part corresponding to the movement and the amount of wind, that is, an inertia body 150 is provided.

동조 질량 댐퍼(Tuned Mass Damper)(144)는 예컨대, 흡진기의 일종으로, 건축물의 진동을 억제하기 위해서 건축물에 부가하는 건축물의 고유 진동수 또는 외력의 진동수와 고유 진동수가 같은 스프링 질량계 등을 이용하여 주로 바람이나 진동 등에 의한 건축물의 진동 제어에 사용된다. 따라서 본 발명에서 동조 질량 댐퍼(Tuned Mass Damper : TMD) 기술은 큰 무게의 구 형태가 주로 설치되는데, 이 구 형태의 제어 모멘트 자이로를 설치하여 추가적이고 직접적인 자세 제어가 가능하다.The tuned mass damper 144 is, for example, a type of a damper. The tuned mass damper 144 uses a spring mass system or the like having the same natural frequency as the natural frequency or the external frequency of the building added to the building to suppress the vibration of the building It is mainly used for vibration control of buildings by wind or vibration. Therefore, in the present invention, a tuned mass damper (TMD) technique is mainly installed with a large-sized spherical shape, and additional and direct attitude control is possible by installing the spherical control moment gyro.

또 건축물(40a)에 복수 개의 축을 가진 반작용 휠 형태의 제어 모멘트 자이로(140c)를 구비할 수 있다. 이 경우, 적어도 2 개의 축을 중심으로 반작용 휠이 회전되어 건축물(40a)의 자세를 제어한다.Also, the building 40a may have a reaction-wheel-shaped control moment gyro 140c having a plurality of axes. In this case, the reaction wheel is rotated about at least two axes to control the posture of the building 40a.

따라서 이 실시예는 건축물(40 : 40a, 40b)의 설계에 있어 바람 등의 외부 요소에 의한 건물의 미세한 혹은 큰 움직임을 능동적으로 역행하는 움직임을 부여하여 건축물(40 : 40a, 40b)의 자세를 제어하고 구조적 피해를 최소화할 수 있다.Accordingly, this embodiment provides a structure in which the movement of the building 40 (40a, 40b) is actively reversed by fine or large movements of the building by external elements such as wind, Control and minimize structural damage.

또 건축물(40 : 40a, 40b)의 높이별 가속도, 움직임의 거리, 실측 바람 속도, 온도, 습도, 지진파 도달량 및 파형 등을 분석하고 높이별로 다수 설치된 제어 모멘트 자이로(140c, 150)를 통해 자세를 제어한다.Also, the acceleration, movement distance, measured wind speed, temperature, humidity, seismic wave arrival amount, waveform and the like of each building 40 (40a, 40b) are analyzed and a plurality of control moment gyros 140c, .

특히, 지진 발생시 기존의 내진 설계에 의해 완충된 잉여 움직임을 센서가 감지하고 반작용 휠 또는 제어 모멘트 자이로(140c 또는 150)이 건축물(40)의 상단 혹은 하단 혹은 여러 위치에 위치하여 능동적으로 건축물(40)의 자세를 제어하여 피해를 최소화하여, 외부의 지진 신호 위치, 방향, 및 거리를 측정하여 건축물(40)까지의 도달 시간 및 파형 및 방향을 예측하고 자세를 제어하여 지진이 도달시 능동적으로 대처할 수 있다.Particularly, when the earthquake occurs, the sensor senses the surplus movement buffered by the existing seismic design, and the reaction wheel or the control moment gyro 140c or 150 is located at the upper or lower end of the building 40 or at various positions, ) To minimize the damage and to measure the position, direction, and distance of the external earthquake signal to estimate the arrival time, waveform and direction to the building (40) and control the attitude to actively cope with the earthquake .

도 14는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 자세 제어 장치가 적용된 가상 현실 웨어러블 기기의 구성을 도시한 도면이고, 도 15는 도 14에 도시된 관성체의 실시예에 따른 구성을 나타내는 도면들이다.FIG. 14 is a view showing a configuration of a virtual reality wearable device to which an attitude control device according to a third embodiment of the present invention is applied, and FIG. 15 is a view illustrating a configuration according to an embodiment of the inertial body shown in FIG.

도 14 및 도 15를 참조하면, 이 실시예의 가상 현실 웨어러블 기기(30a)는 중력 및 외부 충격 시뮬레이션을 위해 상술한 제 1 내지 제 3 구동 원리들과 자기장 신경 제어 방법을 적용한 자세 제어 장치를 구비한다. 가상 현실 웨어러블 기기(30)는 사용자의 머리 형태로 본체(102)를 구성한다. 이 실시예의 자세 제어 장치는 복수 개의 관성체(140)가 측면에 구비되고, 샤프트와 모터(130)에 의해 구동된다. 관성체(140)는 도면에 도시되지 않았으나, 전자기 구동을 위한 복수 개의 코일들과 자석 및 브레이크 패드를 구비한다.Referring to FIGS. 14 and 15, the virtual reality wearable device 30a of this embodiment includes an attitude control device to which the above-described first to third driving principles and the magnetic field control method are applied for gravity and external impact simulation . The virtual reality wearable device 30 constitutes the main body 102 in the form of a head of the user. In the posture control device of this embodiment, a plurality of tubular bodies 140 are provided on the side surface, and are driven by the shaft and the motor 130. The body member 140 is not shown in the drawing, but has a plurality of coils for electromagnetic driving and a magnet and a brake pad.

또 다른 예로서, 관성체(140)는 도 15에 도시된 바와 같이, 햅틱 입력을 위한 공기 압력 패드(140d)로 구비될 수 있다. 공기 압력 패드(140d)는 공기를 공급하거나 배출하는 공기 압력 장치(130d)를 이용하여 공기를 공급하여 팽창(blown up)시켜서 자극이나 충격을 가하는 부위를 가압할 수 있도록 제공된다. 또 다른 예로 관성체(140)는 진동 발생 모터(vibration moter)를 이용하여 진동을 전달하는 진동 패드(미도시됨)로 구비될 수도 있다.As another example, the tubular body 140 may be provided with an air pressure pad 140d for haptic input, as shown in Fig. The air pressure pad 140d is provided so as to pressurize a region to which a stimulus or an impact is applied by blowing up air by supplying air using an air pressure device 130d for supplying or discharging air. As another example, the tubular member 140 may be provided with a vibration pad (not shown) that transmits vibration using a vibration motor.

도 16은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 자세 제어 장치가 적용된 가상 현실 웨어러블 기기의 구성을 도시한 도면이고, 도 17은 도 16에 도시된 관성체의 실시예에 따른 구성을 나타내는 도면이다.FIG. 16 is a view showing a configuration of a virtual reality wearable device to which an attitude control device according to a fourth embodiment of the present invention is applied, and FIG. 17 is a view showing a configuration according to an embodiment of the inertial body shown in FIG.

도 16 내지 도 17을 참조하면, 이 실시예의 가상 현실 웨어러블 기기(30b) 또한 중력 및 충격 시뮬레이션을 위해 상술한 구동 원리들과 자기장 신경 제어 방법을 적용하는 자세 제어 장치를 구비한다. 가상 현실 웨어러블 기기(30b)는 사용자의 머리 형태로 본체를 구성한다. 관성체(140)는 반작용 휠로 구비되고, 반작용 휠(140)은 스텝 모터(130) 및 브레이크(132)에 의해 회전되거나 정지된다.16 to 17, the virtual reality wearable device 30b of this embodiment also includes an attitude control device for applying the driving principles and the magnetic field control method described above for gravity and shock simulation. The virtual reality wearable device 30b forms a main body in the form of a head of the user. The inertial body 140 is provided with a reaction wheel, and the reaction wheel 140 is rotated or stopped by the step motor 130 and the brake 132.

이러한 가상 현실 웨어러블 기기(30b)는 예컨대, 회전하는 복수 개의 관성체(140)가 사용자의 귀의 양옆, 머리의 앞뒤, 정수리 등에 위치하여, 적절한 회전과 브레이크를 통한 토크를 발생시키면, 그 더해진 토크의 방향과 크기값의 벡터값을 산출하여 모두 합하면, 원하는 3 차원적 방향이 만들어진다. 머리는 목을 기준으로 하여 움직이기 때문에 제어 모멘트 자이로를 통해 발생되는 토크의 방향을 조합하여 3 차원적 방향 즉, 벡터값과 머리의 움직임을 산출하고, 이를 통해 최적화된 중력 및 충격 시뮬레이션을 구현하여 현실감을 극대화할 수 있다.This virtual reality wearable device 30b is configured such that, for example, when a plurality of rotating body members 140 are positioned on both sides of the user's ear, at the front and rear of the user's head, at the top of the head, etc., and generate torque through proper rotation and braking, By calculating the vector values of the direction and magnitude values and adding them together, a desired three-dimensional direction is created. Since the head moves on the basis of the neck, it combines the directions of the torque generated through the control moment gyro to calculate the three-dimensional direction, ie, the vector value and head movement, and implements optimized gravity and shock simulation It is possible to maximize the reality.

따라서 가상 현실 웨어러블 기기(30a, 30b)는 양측면, 앞뒤, 그리고 상단에 머리 형태에 어울리고 형태가 최적화되어 맞게 디자인된 제어 모멘트 자이로, 반작용 휠 또는 공기 압력 패드 등이 부착되고, 이 관성체의 가감속 및 정지에 따라 발생된 토크를 머리로 전달하여, 가상 현실 상의 시뮬레이션 혹은 게임의 신호에 맞는 방향으로 중력 및 충격 시뮬레이션을 이룰 수 있다.Therefore, the virtual reality wearable devices 30a and 30b are equipped with a control moment gyro, a reaction wheel or an air pressure pad designed to fit the shape of the head on both sides, front and rear, and top, And the torque generated in accordance with the stop can be transmitted to the head, so that gravity and impact simulation can be performed in a direction corresponding to a simulation on a virtual reality or a game signal.

그리고 도 18은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 자세 제어 장치가 적용된 가상 현실 웨어러블 기기의 구성을 도시한 도면이고, 도 19a 및 도 19b는 도 18에 도시된 관성체의 실시예에 따른 구성을 나타내는 도면들이며, 도 20은 도 19에 도시된 관성체의 실시예에 따른 구성을 나타내는 도면이다.18 is a view showing a configuration of a virtual reality wearable device to which an attitude control device according to a fifth embodiment of the present invention is applied, and FIGS. 19A and 19B are views showing a configuration according to an embodiment of the inertial body shown in FIG. And FIG. 20 is a view showing a configuration according to the embodiment of the inertial body shown in FIG. 19.

도 18 내지 도 20을 참조하면, 이 실시예의 가상 현실 웨어러블 기기(30c)는 관성체(140)가 좌우 이동 가능하도록 구비되는 복수 개의 레일 또는 파이프(102)가 구비되고, 반작용 휠에 의해 발생되는 토크에 따라 가상 현실 웨어러블 기기(30c)의 시뮬레이션을 현실감이 있게 느낄 수 있도록 관성체(140)가 과장되게 원하는 방향으로 이동된다.Referring to FIGS. 18 to 20, the virtual reality wearable device 30c of this embodiment includes a plurality of rails or pipes 102 that are provided so that the body 140 can move left and right, The inertial body 140 is moved in a desired direction so that the simulation of the virtual reality wearable device 30c can be sensed realistically according to the torque.

이 실시예의 가상 현실 웨어러블 기기(30c)는 사용자의 머리 형태로 본체를 구성한다. 본체는 복수 개의 레일 또는 파이프(102)들로 이루어진다. 각각의 레일 또는 파이프(102)는 일측 또는 내부에 관성체(140)가 좌우 이동 가능하도록 설치된다.The virtual reality wearable device 30c of this embodiment configures a main body in the form of a head of a user. The body comprises a plurality of rails or pipes 102. Each rail or pipe 102 is installed on one side or inside thereof so that the inertial body 140 is movable left and right.

또한, 레일 또는 파이프(102 : 102b, 102c)는 도 18a 및 도 18b에 도시된 바와 같이, 직선 또는 아크 형태(102b 또는 102c)로 구비되고, 레일 또는 파이프(102)를 따라 이동할 수 있는 관성체(140 : 140b, 140c)를 스프링(142), 직선형 모터 또는 압축 공기를 각각 혹은 혼용하여 한쪽 방향으로 서서히 또는 순간적으로 발사하여 상술한 반작용 휠 또는 제어 모멘트 자이로와 유사한 효과를 내고, 또한 관성체(140)가 레일 또는 파이프(102)의 끝에 부딪히는 충격을 통해 외부 충격 효과를 더할 수 있다.The rail or pipe 102 (102b, 102c) is also provided with a straight or arc shape 102b or 102c, as shown in Figures 18a and 18b, (140, 140b, 140c) is launched by a spring 142, a linear motor, or compressed air, either in a single direction or in a single direction to produce an effect similar to the reaction wheel or control moment gyro described above, 140 may impact the end of the rail or pipe 102 to provide an external impact effect.

또한, 다수의 제어 모멘트 자이로 또는 반작용 휠과, 직선 또는 아크 형태의 관성체를 지닌 레일 또는 파이프의 역할을 혼용하여 효과를 극대화 할 수 있다. 예를 들면, 반작용 휠을 통하여 특정 방향으로의 토크를 출력시킴과 동시에 동일 방향으로 파이프 내의 관성체를 움직이고 또 충격시키면 더욱 극적인 효과를 전달할 수 있다.It is also possible to maximize the effect by mixing the roles of multiple control moment gyros or reaction wheels and rails or pipes with straight or arc shaped bodies. For example, it is possible to output a torque in a specific direction through a reaction wheel, and at the same time, move and impact the tubular body in the pipe in the same direction to deliver a more dramatic effect.

상술한 가상 현실 웨어러블 기기(30, 30a ~ 30c)에는 예를 들어, 직선형 및 유선형 파이프가 장착되고 파이프 내부에 일정 무게를 갖는 구 또는 원기둥 형태의 관성체를 구비하면, 이 관성체가 빠르게 움직이거나 빠른 속도로 파이프의 일측끝까지 가속하여 부딪히면, 관성에 의한 움직임과 부딪혀서 발생되는 충격이 머리로 전달되기 때문에 가상 현실 컨텐츠에 맞춘 중력 및 외부 충격의 현실감있는 시뮬레이션이 가능하게 된다.For example, if a straight or streamlined pipe is mounted on the above-mentioned virtual reality wearable device 30, 30a to 30c and the pipe is provided with a spherical or cylindrical shaped pipe having a certain weight inside the pipe, Accelerating to one end of the pipe at a speed, impact generated by collision with movement due to inertia is transmitted to the head, so that realistic simulation of gravity and external shock according to the virtual reality contents becomes possible.

또한 제 1의 구동 원리의 제어 모멘트 자이로를 이용하여 발생되는 움직임과 제 2의 구동 원리를 통해 발생되는 움직임 및 충격을 복합적으로 사용하여 가상 현실의 현실적인 체험 효과를 극대화할 수 있다. 뿐만 아니라, 제 1 및 제 2의 구동 원리에 자기장 신경 제어를 동시에 사용하여 각 구동 원리의 효과를 극대화할 수도 있다. 예를 들어, 가상 현실 내의 게임에서, 우측에서 충격을 받는 컨텐츠를 제작할 때, 본 발명의 자세 제어 장치가 적용된 가상 현실 웨어러블 기기를 이용하여 실질적으로 머리를 적절한 방향으로 회전시켜 현실감과 몰입감을 극대화할 수 있다.In addition, it is possible to maximize the realistic experience effect of the virtual reality by using the motion generated using the control moment gyro of the first driving principle and the motion and the shock generated through the second driving principle. In addition, it is also possible to maximize the effect of each driving principle by simultaneously using the magnetic nerve control to the first and second driving principles. For example, in a game in a virtual reality, when a content to be impacted on the right is produced, the virtual reality wearable device to which the posture control device of the present invention is applied substantially rotates the head in an appropriate direction to maximize the sense of reality and immersion .

이상에서, 본 발명에 따른 자세 제어 장치의 구성 및 작용을 상세한 설명과 도면에 따라 도시하였지만, 이는 실시예를 들어 설명한 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다.While the invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims. It is possible.

10 : 대상물
20 : 무인 비행체
30 : 가상 현실 웨어러블 기기
40 : 건축물
100, 100a, 100b, 100c : 자세 제어 장치
102 102a ~ 102c : 본체(레일 또는 파이프)
110 : 물리 정보 센서부
120 : 제어부
130 : 구동부
140, 140a ~ 140c : 관성체
150 : 반응 구형 액추에이터(구 형태의 관성체와 모터 일체형)
10: object
20: unmanned aerial vehicle
30: Virtual reality wearable devices
40: Architecture
100, 100a, 100b, 100c: posture control device
102 102a to 102c: Body (rail or pipe)
110: physical information sensor unit
120:
130:
140, 140a to 140c:
150: Reaction spherical actuator (spherical shaped body and motor integrated type)

Claims (11)

자세 제어 장치에 있어서:
대상물에 설치되는 본체와;
상기 본체에 설치되어 회전력을 발생하는 구동부와;
상기 대상물 자체 또는 외부로부터 발생되는 물리 정보를 감지하는 물리 정보 감지부와;
상기 본체에 설치되어 상기 구동부로부터 회전력을 전달받아서 회전되어 상기 대상물의 무게 중심을 조절하여 상기 대상물로 전달하는 적어도 하나의 관성체와;
상기 대상물의 현재 자세를 결정하고, 상기 물리 정보 감지부로부터 감지된 물리 정보에 대응하여 상기 관성체를 구동하도록 상기 구동부를 제어하는 제어부를 포함하여; 상기 관성체의 움직임에 의해 상기 대상물의 자세를 조절하되,
상기 관성체는 실린더형 가이드 부재의 내부에 이동 가능하게 삽입되며,
상기 실린더형 가이드 부재는 양측면에서 압축 가스를 사용하여 상기 관성체를 타측 방향으로 이동시키도록 구성되어 관성체가 상기 실린더형 가이드 부재의 일측 끝단까지 가속으로 부딪혀서 발생되는 충격 및 그 관성을 이용하여 대상물의 자세를 제어하고,
상기 물리 정보 감지부는 상기 대상물에 대응하여 풍속 및 진동 중 적어도 하나를 감지하는 센서로 이루어진 것을 특징으로 하는 자세 제어 장치.
A posture control apparatus comprising:
A body provided on the object;
A driving unit installed in the main body and generating a rotational force;
A physical information sensing unit for sensing physical information generated from the object itself or from outside;
At least one inertial body installed in the body and rotated by receiving a rotational force from the driving unit to adjust the center of gravity of the object to transmit the object to the object;
And a control unit for determining the current posture of the object and controlling the driving unit to drive the tubular body in accordance with the physical information sensed by the physical information sensing unit; The posture of the object is adjusted by the movement of the inertial body,
The tubular member is movably inserted into the cylindrical guide member,
The cylindrical guide member is configured to move the tubular member in the other direction by using compressed gas on both sides of the tubular guide member. The inertial force generated by the inertial member being accelerated to one end of the cylindrical guide member, Control posture,
Wherein the physical information sensing unit comprises a sensor for sensing at least one of wind velocity and vibration corresponding to the object.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 구동부와 상기 관성체가 일체로 구비되는 반응 구형 액추에이터(reaction sphere actuator)로 구비되는 것을 특징으로 하는 자세 제어 장치.
The method according to claim 1,
And a reaction sphere actuator having the driving part and the inertia body integrally formed thereon.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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