미세중력 모사 장치 및 방법
Apparatus for simulating micogravity and a control method of the same
특허 요약
본 발명은 미세중력을 모사하는 모사장치 및 이의 제어방법에 관한 것이다. 본 발명의 일실시예에 따르면, 외측 프레임 및 상기 외측 프레임을 회전시키는 제1회전부; 상기 외측 프레임의 내측에 위치하는 내측 프레임 및 상기 내측 프레임을 회전시키는 제2회전부; 상기 제2회전부와 일체로 회전되도록 구비되고, 대상물이 수용된 용기가 장착되는 장착부; 그리고 상기 제1회전부와 제2회전부의 회전에 의해 생성되는 중력벡터의 좌표값이 위치하는 미소영역이 좁아질수록, 상기 중력벡터 방향의 변환 속도가 가변되도록 상기 제2회전부의 각속도를 제어하는 제어부를 포함하는 미세중력 모사장치가 제공될 수 있다.
청구항
번호청구항
1

외측 프레임 및 상기 외측 프레임을 회전시키는 제1회전부;상기 외측 프레임의 내측에 위치하는 내측 프레임 및 상기 내측 프레임을 회전시키는 제2회전부;상기 제2회전부와 일체로 회전되도록 구비되고, 대상물이 수용된 용기가 장착되는 장착부; 그리고상기 내측 프레임의 3차원 좌표계에서 상기 제1회전부와 제2회전부의 회전에 의해 생성되는 중력벡터의 좌표값이 위치하는 미소영역이 좁아질수록, 상기 중력벡터 방향의 변환 속도가 가변되도록 상기 제2회전부의 각속도를 제어하는 제어부를 포함하는 미세중력 모사장치.

2

제 1 항에 있어서,상기 제어부는, 상기 미소영역이 좁아질 수록 상기 중력벡터 방향의 변환 속도가 증가되도록 상기 제2회전부의 각속도를 제어함을 특징으로 하는 미세중력 모사장치.

3

제 2 항에 있어서,상기 제어부는, 상기 미소영역이 좁아질 수록 상기 제2회전부의 각속도가 증가되도록 제어함을 특징으로 하는 미세중력 모사장치.

4

제 3 항에 있어서,상기 제어부는, 상기 제2회전부의 각속도가 기설정된 최대값 이하가 되도록 제어함을 특징으로 하는 미세중력 모사장치.

5

제 4 항에 있어서,상기 제어부는, 상기 제2회전부의 각속도를 003c#수학식 1003e# 을 통해서 산출하며,여기서, θ는 미소영역(ds)이 가지는 위도의 값, ω(θ)는 제2회전부(6)의 각속도, k와 ωmax 는 실험 조건에 따라 변할 수 있는 상수값인 것을 특징으로 하는 미세중력 모사장치.

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제 5 항에 있어서,상기 제2회전부의 각도를 센싱하는 센서를 더 포함함을 특징으로 하는 미세중력 모사장치.

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제 6 항에 있어서,중력벡터의 폭 위치에 대해서 시간이 지남에 따라 누적 오차가 발생하는 것을 감소시키기 위하여, 상시 센서에서 감지된 각도값에 기반하여 상기 제2회전부의 각속도를 제어하기 위한, 피드백 제어기를 더 포함함을 특징으로 하는 미세중력 모사장치.

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제 7 항에 있어서,상기 피드백 제어기는, 상기 센서에서 감지된 각도값을 통해 산출되는 각도 오차값을 입력받는 비례기를 포함함을 특징으로 하는 미세중력 모사장치.

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제 8 항에 있어서,상기 피드백 제어기는, 현 단계와 이전 단계에서의 각도 오차값에 대한 차이값을 입력받는 미분기를 포함함을 특징으로 하는 미세중력 모사장치.

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제 9 항에 있어서,상기 제어부는, 상기 피드백 제어기를 통해 보정된 제2회전부의 각속도를 상기 수학식 1과 비교하여 최종 제2회전부의 각속도를 결정하는 것을 특징으로 하는 미세중력 모사장치.

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외측 프레임 및 상기 외측 프레임을 회전시키는 제1회전부, 상기 외측 프레임의 내측에 위치하는 내측 프레임 및 상기 내측 프레임을 회전시키는 제2회전부, 그리고 상기 제2회전부와 일체로 회전되도록 구비되고, 대상물이 수용된 용기가 장착되는 장착부를 포함하는 미세중력 모사장치의 제어방법에 있어서,상기 제1회전부와 제2회전부를 회전시켜 미세중력을 모사하는 단계를 포함하고,상기 미세중력 모사하는 단계는,상기 내측 프레임의 3차원 좌표계에서 상기 제1회전부와 제2회전부의 회전에 의해 생성되는 중력벡터의 좌표값이 위치하는 미소영역이 좁아질수록, 상기 중력벡터 방향의 변환 속도가 가변되도록 상기 제2회전부의 각속도를 가변제어하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 미세중력 모사장치의 제어방법.

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제 11 항에 있어서,상기 미세중력 모사하는 단계는,상기 제1회전부를 기설정된 각속도로 제어하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 미세중력 모사장치의 제어방법.

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제 11 항에 있어서,상기 제2회전부의 각속도 가변제어는, 상기 미소영역이 좁아질 수록 상기 중력벡터 방향의 변환 속도가 증가되도록 수행됨을 특징으로 하는 미세중력 모사장치의 제어방법.

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제 12 항에 있어서,상기 제2회전부의 각속도 가변제어는, 상기 미소영역이 좁아질 수록 상기 제2회전부의 각속도가 증가되도록 수행됨을 특징으로 하는 미세중력 모사장치의 제어방법

15

제 14 항에 있어서,상기 제2회전부의 각속도 가변제어는, 상기 제2회전부의 각속도가 기설정된 최대값 이하가 되도록 제어함을 특징으로 하는 미세중력 모사장치의 제어방법.