KR101984540B1 - Hybrid drone capable of traveling on the ground and flying havign suspension ability - Google Patents
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Abstract
본 발명은 주행과 비행이 가능한 하이브리드 무게 집중형 무인항공기에 관한 것으로서, 특히, 가운데에 배치되어 골격을 형성하고, 4개의 모서리 부위에서 외측으로 연장된 주행장치 연결 아암을 구비하는 본체와, 상기 주행장치 연결 아암에 각각 연결되고 지상주행이 가능하도록 구비된 복수개의 지상주행용 바퀴와, 상기 지상주행용 바퀴에 구비되어 상기 본체를 공중비행시키는 양력발생 장치와, 상기 지상주행용 바퀴를 구동시키는 구동수단을 포함하고, 상기 구동수단은, 상기 본체에 구비된 구동모터로부터 발생된 소정의 회전력을 등속 조인트에 의해 연결된 상기 지상주행용 바퀴에 전달하도록 구비됨으로써, 무게 중심이 분산되는 것을 방지하여 안정적인 지상주행 및 공중비행이 가능하도록 하는 이점을 제공한다.[0001] The present invention relates to a hybrid weight concentration type UAV capable of traveling and flying, and more particularly, to a UAV having a main body having a skeleton disposed at the center thereof and having a traveling device connecting arm extending outward at four corners, A plurality of ground running wheels each of which is connected to the apparatus connecting arm so as to enable ground running; a lift generating device provided on the ground running wheel for flying the main body in a flying manner; Wherein the driving means is provided to transmit a predetermined rotational force generated from a driving motor provided in the main body to the ground running wheel connected by a constant velocity joint, thereby preventing the center of gravity from being dispersed, It provides the advantage of enabling driving and aerial flights.
Description
본 발명은 현가기능을 가진 주행과 비행이 가능한 하이브리드 무인항공기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 필요에 따라 지상주행이 가능하도록 구성함으로써, 공중비행이 불가능한 곳에서는 지상주행을 통해 원하는 곳까지 이동할 수 있고, 아울러 지상주행을 통해서도 원하는 곳까지 이동할 수 있도록 함으로써, 공중비행 시간을 최소화시켜 공중비행에 소요되는 에너지를 절감시킬 수 있는 주행과 비행이 가능한 하이브리드 무인항공기에 관한 것이다.[0001] The present invention relates to a hybrid unmanned aerial vehicle capable of traveling and flying with a suspension function, and more particularly, it can be configured to be capable of running on the ground as needed, The present invention also relates to a hybrid unmanned aerial vehicle capable of traveling and flying capable of reducing energy required for air flight by minimizing the air flight time by making it possible to move to a desired place through the ground running.
최근 들어, "드론(Drone)"이라고 불리우는 무인 항공기(UHV : Unmanned Aerial Vehicle}가 다양하게 개발되고 있다. 그 일례로서, 쿼드콥터(Quadcoptor), 헥사콥터(Hexacoptor), 옥토콥터(Octocoptor) 등의 멀티콥터(Multicoptor)가 있다.Recently, a variety of unmanned aerial vehicles (UHVs) called "Drone" have been developed, such as Quadcoptor, Hexacoptor, Octocoptor, etc. There is a Multicoptor.
특히, 쿼드콥터는, 수직하게 설치되는 네 개의 로터(Rotor)를 갖추고 있는 것으로, 각 로터들에는 복수개의 프로펠러가 방사상으로 연결 배치되고, 각 로터들의 회전속도 및 회전방향을 독립적으로 제어함으로써, 비행자세와 비행방향을 조절하도록 구성된다.Particularly, the quad-copter is equipped with four vertically installed rotors. A plurality of propellers are radially connected to each of the rotors, and the rotational speed and the rotational direction of the rotors are independently controlled, And adjust the posture and flight direction.
이러한 종래의 무인 항공기는, 공중 장애물이 많아서 공중비행이 불가능한 부분에는 진입할 수 없다는 단점이 있다. 예를 들어, 나무가 많은 숲, 전선이 많고 좁은 골목길 등에는 진입이 불가능하다는 단점이 있다.Such a conventional unmanned aerial vehicle has a disadvantage that it can not enter a part where airborne flight is impossible due to a large number of air obstacles. For example, there are disadvantages that it is impossible to enter into forests with many trees, lots of wires and narrow alleys.
그리고 이러한 단점 때문에 사용이 제한적이라는 문제점이 있으며, 이러한 문제점 때문에 활용도가 떨어진다는 결점이 지적되고 있다.In addition, there is a problem in that the use thereof is limited due to such drawbacks.
또한, 종래의 무인 항공기는, 로터를 구동시켜 공중으로 비행하는데 많은 에너지가 소모된다는 단점이 있으며, 이러한 단점 때문에 배터리가 조기에 소모되어 비행시간을 단축시키는 문제점이 있다.In addition, the conventional unmanned aerial vehicle has a disadvantage that much energy is consumed to fly the air by driving the rotor, and the disadvantage is that the battery is consumed prematurely, shortening the flight time.
그리고 이러한 문제점 때문에 이동거리가 짧아져 사용이 제한적이다.And because of this problem, the travel distance is shortened and its use is limited.
본 발명은 상기한 기술적 과제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은, 필요에 따라 지상주행이 가능하도록 구성함으로써, 공중비행이 불가능한 곳에서는 지상주행을 통해 원하는 곳까지 이동할 수 있는 주행과 비행이 가능한 하이브리드 무인항공기를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned technical problems, and it is an object of the present invention to provide a navigation system capable of traveling on a ground, Capable hybrid unmanned aircraft.
본 발명의 다른 목적은, 공중비행이 불가능한 곳에서는 지상주행을 통해 원하는 곳까지 이동할 수 있도록 구성함으로써, 비행 환경과 조건에 관계없이 원하는 곳까지 신속하게 이동할 수 있고, 이를 통해, 활용도가 매우 높은 주행과 비행이 가능한 하이브리드 무인항공기를 제공하는 데 있다.It is another object of the present invention to provide an airbag system that can be moved to a desired place through ground running in a place where airborne flight is impossible, so that it can be quickly moved to a desired place regardless of a flying environment and conditions, And a hybrid unmanned aerial vehicle capable of flying.
본 발명의 또 다른 목적은, 지상주행을 통해서도 원하는 곳까지 이동할 수 있도록 구성함으로써, 공중비행 시간을 최소화시킬 수 있고, 이를 통해 공중비행에 소요되는 에너지를 절감시킬 수 있는 주행과 비행이 가능한 하이브리드 무인항공기를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a hybrid unmanned aerial vehicle capable of minimizing the air flight time by allowing the vehicle to travel to a desired place even through the ground running, To provide aircraft.
본 발명의 또 다른 목적은, 공중비행에 소요되는 에너지를 저감시킬 수 있도록 구성함으로써 배터리의 소모를 최소화할 수 있고, 이를 통해, 이동거리를 대폭적으로 증가시킬 수 있는 비행과 주행이 가능한 하이브리드 무인항공기를 제공하는 데 있다.It is a further object of the present invention to provide a hybrid unmanned aerial vehicle capable of minimizing the consumption of the battery by reducing the energy required for aerial flight and capable of greatly increasing the travel distance, .
본 발명의 또 다른 목적은, 무게 중심을 중앙 부분으로 집중시켜 공중비행 시의 불균형을 해소하여 안정적인 공중비행이 가능하도록 하는 비행과 주행이 가능한 하이브리드 무인항공기를 제공하는 데 있다.It is still another object of the present invention to provide a hybrid unmanned aerial vehicle capable of flying and traveling so as to concentrate the center of gravity to the central portion to eliminate the imbalance during the airborne flight and to enable stable airborne flight.
본 발명에 따른 주행과 비행이 가능한 하이브리드 무인항공기의 바람직한 일실시예는, 가운데에 배치되어 골격을 형성하고, 4개의 모서리 부위에서 외측으로 연장된 주행장치 연결 아암을 구비하는 본체와, 상기 주행장치 연결 아암에 각각 연결되고 지상주행이 가능하도록 구비된 복수개의 지상주행용 바퀴와, 상기 지상주행용 바퀴에 구비되어 상기 본체를 공중비행시키는 양력발생 장치와, 상기 지상주행용 바퀴를 구동시키는 구동수단을 포함하고, 상기 구동수단은, 상기 본체에 구비된 구동모터로부터 발생된 소정의 회전력을 등속 조인트에 의해 연결된 상기 지상주행용 바퀴에 전달한다.A preferred embodiment of the hybrid unmanned aerial vehicle capable of traveling and flying according to the present invention includes a main body having a skeleton disposed at the center and having a traveling device connecting arm extending outward at four corners, A plurality of ground running wheels each of which is connected to the connecting arm so as to enable the ground running, a lift generating device provided on the ground running wheel for flying the main body, and a drive unit And the driving means transmits a predetermined rotational force generated from a driving motor provided in the main body to the ground running wheel connected by a constant velocity joint.
여기서, 상기 구동수단은, 상기 본체에 설치된 상기 구동모터와, 상기 구동모터의 회전축과 직결되어 회전되면서 소정의 회전력을 전달하는 회전 샤프트와, 상기 지상주행용 바퀴에 구비되고, 상기 회전 샤프트의 단부와 연결되어 회전되는 스프라켓 기어를 포함할 수 있다.Here, the driving means may include: the driving motor provided in the main body; a rotating shaft that transmits a predetermined rotational force while being directly coupled to the rotating shaft of the driving motor; and a rotating shaft provided on the ground running wheel, And a sprocket gear connected to the sprocket gear.
또한, 상기 회전 샤프트는, 양단 사이가 적어도 한 번 이상 단절되고, 상기 단절된 부위가 상기 등속 조인트에 의하여 연결될 수 있다.Further, the rotating shaft may be disconnected at least once between both ends, and the disconnected part may be connected by the constant velocity joint.
또한, 상기 회전 샤프트는, 상기 본체와 상기 지상주행용 바퀴들을 연통시키는 샤프트 하우징에 내장되어 보호될 수 있다.Also, the rotating shaft may be built in and protected by a shaft housing that communicates the main body with the ground running wheels.
또한, 상기 등속 조인트는, 상기 구동 모터의 회전축과 상기 스프라켓 기어의 회전축이 동축이 아닐 경우 상기 회전 샤프트에 구비될 수 있다.The constant velocity joint may be provided on the rotating shaft when the rotating shaft of the driving motor and the rotating shaft of the sprocket gear are not coaxial.
또한, 상기 지상주행용 바퀴에 상기 구동수단을 고정시키는 구동수단 고정부를 더 포함할 수 있다.The driving unit may further include a driving unit fixing unit for fixing the driving unit to the ground driving wheel.
또한, 상기 지상주행용 바퀴는, 상기 주행장치 연결 아암의 선단부에 고정적으로 설치되는 고정륜과, 상기 고정륜의 둘레를 따라 회전 가능하게 설치되는 회전륜을 포함하고, 상기 고정륜은, 외측 골격을 형성하는 외측륜과, 내측 골격을 형성하는 내측륜을 포함하며, 상기 구동수단 고정부는, 상기 구동수단(50)을 상기 고정륜을 관통하도록 지지하되, 각각 상기 내측륜과 외측륜에 각각 지지할 수 있다.The ground running wheel may include a fixed wheel fixedly installed at a distal end portion of the traveling device connecting arm and a rotating wheel rotatably installed around the fixed wheel, And an inner wheel which forms an inner skeleton, and the driving means fixing portion supports the driving means (50) so as to pass through the fixed wheel, and supports the inner wheel and the outer wheel, respectively, can do.
또한, 상기 구동수단 고정부는, 상기 지상주행용 바퀴의 내측에 구비되고 상기 구동수단이 상기 내측륜을 관통하도록 지지하는 내측 고정 브라켓과, 상기 지상주행용 바퀴의 외측에 구비되고, 상기 스프라켓 기어의 회전축 단부를 지지하는 외측 고정 브라켓과, 상기 외측 고정 브라켓의 내부에 개재되어 상기 스프라켓 기어의 회전축을 회전 지지하는 회전 베어링을 포함할 수 있다.The driving means fixing portion includes an inner fixing bracket provided on the inner side of the ground running wheel and supporting the driving means so as to penetrate the inner wheel, An outer fixing bracket for supporting the end portion of the rotary shaft and a rotary bearing interposed inside the outer fixing bracket for rotationally supporting the rotary shaft of the sprocket gear.
또한, 상기 지상주행용 바퀴에 구비되고, 상기 본체의 지상주행 시 지면으로부터 전달되는 노면 충격을 흡수하는 현가장치를 더 포함할 수 있다.The suspension system may further include a suspension provided in the ground running wheel and absorbing a road surface impact transmitted from the ground during the ground running of the main body.
또한, 상기 현가장치는, 상기 주행장치 연결 아암과 연결되어 상기 본체의 하중을 지지하는 이동 로드와, 상기 지상주행용 바퀴에 구비된 설치홈에 구비되어 상단부는 상기 이동 로드를 지지하고 하단부는 상기 설치홈에 탄성 지지되는 현가 스프링을 포함할 수 있다.The suspension device may further include a moving rod connected to the traveling device connecting arm and supporting a load of the main body, and an installation groove provided in the ground running wheel, the upper end supporting the moving rod, And a suspension spring resiliently supported in the installation groove.
또한, 상기 본체의 지상주행 시 주행 방향을 변경시키는 조향장치를 더 포함하고, 상기 조향장치는, 일단이 상기 본체의 전방 또는 후방 측에 좌우로 구비된 한 쌍의 지상주행용 바퀴에 연결되는 조향 로드와; 상기 조향 로드의 타단에 연결되고, 상기 한 쌍의 지상주행용 바퀴를 상기 주행장치 연결 아암이 연결된 부위를 회전축으로 하여 회전시키도록 상기 조향 로드를 좌측 또는 우측으로 이동시키는 연결 로드와; 상기 연결 로드의 일단이 고정되고 상기 조향 로드와 연결된 부위인 상기 연결 로드의 타단을 상기 일단을 중심으로 좌측 또는 우측으로 회동시키는 조향 모터를 포함할 수 있다.The steering apparatus further includes a steering device for changing the traveling direction of the main body when traveling on the ground, wherein the steering device includes a steering wheel connected to a pair of ground running wheels provided at the front or rear side of the main body, Load; A connecting rod connected to the other end of the steering rod for moving the steering rod to the left or right so as to rotate the pair of ground running wheels with a rotation axis of a portion to which the traveling device connecting arm is connected; And a steering motor having one end of the connecting rod fixed and the other end of the connecting rod connected to the steering rod to rotate left or right about the one end.
상기 조향 모터와, 상기 조향 로드 및 상기 연결 로드는 상기 한 쌍의 지상주행용 바퀴 중 좌측 및 우측의 어느 하나에만 각각 관여하도록 한 쌍으로 구비되고, 상기 조향장치는, 상기 연결 로드의 타단에 연결되어 상기 한 쌍의 조향 로드를 연동시키는 연동 로드를 더 포함할 수 있다.Wherein the steering motor and the steering rod and the connecting rod are provided in a pair so as to be respectively engaged with only one of left and right of the pair of ground running wheels and the steering apparatus is connected to the other end of the connecting rod And an interlocking rod for interlocking the pair of steering rods.
또한, 상기 조향 로드의 양단은, 상기 현가장치에 의하여 상기 본체가 상기 지상주행용 바퀴에 대하여 상대 이동할 때 발생되는 높이차를 흡수하도록 상기 지상주행용 바퀴에 볼 조인트 결합될 수 있다.In addition, both ends of the steering rod may be ball-jointed to the ground running wheel so as to absorb a height difference generated when the body moves relative to the ground running wheel by the suspension.
또한, 상기 지상주행용 바퀴는, 상기 주행장치 연결 아암에 대하여 수직 회전축을 중심으로 전단과 후단이 회동 가능하게 구비되고, 상기 조향장치는, 상기 주행장치 연결 아암의 수직 회전축과 상기 본체의 중심 사이에 위치될 수 있다.The ground running wheel may be provided with a front end and a rear end rotatable about a vertical rotation axis with respect to the traveling apparatus connecting arm, and the steering apparatus may include: a vertical rotation axis of the traveling apparatus connecting arm, Lt; / RTI >
본 발명에 따른 주행과 비행이 가능한 하이브리드 무인항공기의 다른 실시예는, 가운데에 배치되어 골격을 형성하고, 4개의 모서리 부위에서 외측으로 연장된 주행장치 연결 아암을 구비하는 본체와, 상기 주행장치 연결 아암에 각각 연결되고 지상주행이 가능하도록 구비된 복수개의 지상주행용 바퀴와, 상기 지상주행용 바퀴에 구비되어 상기 본체를 공중비행시키는 양력발생 장치와, 상기 지상주행용 바퀴를 구동시키는 구동수단을 포함하고, 상기 구동수단은, 상기 복수개의 지상주행용 바퀴 중 전방 또는 후방에 구비된 2개의 지상주행용 바퀴 각각을 개별 구동시키도록 복수개로 구비되되, 상기 복수개의 지상주행용 바퀴 각각의 수직 중심축을 기준으로 상기 본체의 수직 중심축에 가까운 상기 지상주행용 바퀴 부위에 구비될 수 있다.Another embodiment of the hybrid unmanned aerial vehicle capable of traveling and flying according to the present invention includes a main body having a skeleton disposed at the center thereof and having a traveling device connecting arm extending outward at four corners, A plurality of ground running wheels each of which is connected to each of the arms so as to enable the ground running, a lift generating device provided on the ground running wheel for flying the main body, and driving means for driving the ground running wheel Wherein the driving means includes a plurality of driving wheels for driving two ground driving wheels provided forward or rearward of the plurality of ground driving wheels, And may be provided on the ground running wheel near the vertical center axis of the main body with respect to the axis.
본 발명에 따른 주행과 비행이 가능한 하이브리드 무인항공기에 의하면, 지상주행장치를 구비하는 구조이므로, 필요에 따라 지상주행이 가능하고, 이를 통해, 지상주행을 통해 원하는 곳까지 이동할 수 있는 효과가 있다.According to the hybrid unmanned aerial vehicle capable of traveling and flying according to the present invention, since it is provided with a ground running device, it is possible to run on the ground if necessary, and it is possible to move to a desired place through ground running.
특히, 공중 장애물이 많아서 공중비행이 불가능한 곳에서 지상주행을 함으로써, 비행 환경과 조건에 관계없이 원하는 목적지까지 신속하게 이동할 수 있는 효과가 있다.Particularly, since there are many obstacles in the air, it is possible to move quickly to a desired destination regardless of the flying environment and the condition by traveling on the ground where the air flight is impossible.
또한, 지상주행이 가능한 구조이므로, 에너지 소비가 많은 공중비행을 줄이고서도 원하는 곳까지 이동할 수 있으며, 이를 통해 에너지를 절감하는 효과가 있다.In addition, since it is possible to run on the ground, it can reduce energy consumption and air flight, and can move to a desired place, thereby saving energy.
특히, 지상주행이 가능한 곳에서는 에너지 소비가 적은 지상주행을 이용하여 이동하고, 지상 장애물, 예를 들면, 늪, 숲, 빌딩 등이 있을 경우에만, 공중비행할 수 있도록 구성함으로써, 공중비행에 소요되는 에너지를 현저하게 저감시킬 수 있는 효과가 있다.Particularly, in the place where the ground running is possible, it is moved by using the ground running with low energy consumption, and it is configured to be able to fly only when there is a ground obstacle such as swamp, forest, building, It is possible to remarkably reduce the energy to be supplied.
또한, 공중비행에 소요되는 에너지를 저감시킬 수 있으므로, 배터리의 소모를 최소화할 수 있고, 이를 통해 이동 거리를 대폭 증가시킬 수 있는 효과를 가진다.In addition, since the energy required for air flight can be reduced, the consumption of the battery can be minimized, and the travel distance can be greatly increased.
아울러, 전체적인 무게 중심을 중앙으로 집중하도록 구조 설계됨으로써 공중비행 시 안정적인 비행이 가능하도록 하는 효과를 가진다.In addition, the structure is designed so that the entire center of gravity is concentrated at the center, thereby making it possible to stabilize flying in the air flight.
또한, 지상주행 시 능동적으로 조향수단에 의하여 진로 방향을 변경시킬 수 있으므로 장애물에 대한 대처 능력을 향상시킬 수 있는 효과를 가진다.Further, since the traveling direction can be changed actively by the steering means during the ground running, the ability to cope with the obstacle can be improved.
도 1은 본 발명에 따른 주행과 비행이 가능한 하이브리드 무인항공기를 나타낸 사시도이고,
도 2는 도 1의 단면도이며,
도 3은 도 1의 측면도이고,
도 4는 도 2의 A-A선을 따라 취한 단면도이며,
도 5는 도 1의 일부 분해 사시도 및 부분 확대도이고,
도 6은 도 5의 정면도이며,
도 7은 본 발명에 따른 주행과 비행이 가능한 하이브리드 무인항공기를 하부에서 관찰한 사시도이고,
도 8은 도 7의 구성 중 조향수단을 나타낸 단면도이며,
도 9는 본 발명에 따른 주행과 비행이 가능한 하이브리드 무인항공기를 작동예를 나타낸 작동도이다.1 is a perspective view of a hybrid unmanned aerial vehicle capable of traveling and flying according to the present invention,
Fig. 2 is a sectional view of Fig. 1,
Fig. 3 is a side view of Fig. 1,
4 is a cross-sectional view taken along the line AA in Fig. 2,
FIG. 5 is a partially exploded perspective view and a partial enlarged view of FIG. 1,
Fig. 6 is a front view of Fig. 5,
7 is a perspective view of a hybrid unmanned aerial vehicle capable of traveling and flying according to the present invention,
Fig. 8 is a cross-sectional view showing steering means in the configuration of Fig. 7,
FIG. 9 is an operation diagram illustrating an operation example of a hybrid unmanned aerial vehicle capable of traveling and flying according to the present invention.
이하, 본 발명에 따른 주행과 비행이 가능한 하이브리드 무인항공기의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of a hybrid unmanned aerial vehicle capable of traveling and flying according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 주행과 비행이 가능한 하이브리드 무인항공기를 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1의 단면도이며, 도 3은 도 1의 측면도이고, 도 4는 도 2의 A-A선을 따라 취한 단면도이다.2 is a cross-sectional view of FIG. 1, FIG. 3 is a side view of FIG. 1, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 2. FIG. to be.
먼저, 본 발명의 특징부를 살펴보기에 앞서, 도 1 내지 도 4를 참조하여 무인항공기에 대해 간략하게 살펴본다. 이하에서는, 무인항공기의 일례로서, 쿼트콥터(Quadcoptor)를 예로 들어 설명하기로 한다.First, before examining the features of the present invention, the unmanned aerial vehicle will be briefly described with reference to FIG. 1 to FIG. Hereinafter, as an example of the UAV, a quadcoptor will be described as an example.
무인항공기는, 본체(10)를 구비한다. 본체(10)는, 대략 본 발명에 따른 하이브리드 무인항공기의 가운데 골격을 형성하는 기능을 수행하는 부위로서, 소정 두께를 가지는 사각형의 프레임 구성체(10b)를 포함할 수 있다.The UAV has a main body (10). The
사각형의 프레임 구성체(10b)의 내부에는 후술하는 구동모터(51), 조향장치(90)가 연결되거나, 배터리(미도시)가 설치되는 배터리 설치부(미도시)를 구성할 수 있다. 나아가, 사각형의 프레임 구성체(10b)의 내부에는 각종 센서, 위성항법장치(GPS), 무선 통신장치, 제어유닛 등이 설치될 수 있다.A driving
사각형의 프레임 구성체(10b)의 하면에는 바텀 플레이트(도면부호 미표기)가 하측 개구부를 폐쇄하도록 장착되어 구동모터(51) 및 조향장치(90)가 지지되도록 할 수 있다.A bottom plate (not shown) may be mounted on the lower surface of the
본체(10)는, 사각형의 프레임 구성체(10b)의 상면에 배치되고, 미도시의 업무 장비가 탑재되는 탑재 장소를 제공하는 탑재 플레이트(10a)를 더 포함할 수 있다. 탑재 플레이트(10a)의 상부에는 녹화수단, 녹음수단, 측정수단(센서) 등으로 구비된 다양한 업무 장비가 탑재되어 정보를 수집할 수 있다.The
본체(10)는, 사각형의 프레임 구성체(10b)의 모서리 부위 각각에 배치되고, 외측 사선 방향으로 수평 연장되었다가 각각 좌우 방향으로 절곡되어 수평 연장된 주행장치 연결 아암(12)을 더 구비할 수 있다.The
주행장치 연결 아암(12)은 사각형의 프레임 구성체(10b)와 일체로 형성될 수 있다.The traveling
보다 바람직하게는, 주행장치 연결 아암(12)은, 각각 사각형의 프레임 구성체(10b)의 좌측단부 또는 우측단부를 포함하도록 일체로 형성될 수 있다. 아울러, 주행장치 연결 아암(12)은, 사각형의 프레임 구성체(10b)의 모서리 부위에 해당하는 전단부와 후단부가 상술한 바와 같이 외측 사선 방향으로 수평 연장되었다가 각각 좌우 방향으로 절곡되어 수평 연장되어 좌측 주행장치 연결 아암(12) 및 우측 주행장치 연결 아암(12)으로 구비될 수 있다. 여기서, 상술한 모서리 부위에 해당하는 전단부 및 후단부는 별도의 프레임으로 연결하거나, 상술한 바텀 플레이트 및 탑재 플레이트(10a)를 이용하여 상하에서 견고하게 고정하는 방식으로 사각형의 프레임 구성체(10b) 및 주행장치 연결 아암(12)을 동시에 구성하는 것도 가능하다.More preferably, the traveling
주행장치 연결 아암(12)은, 본체(10)를 기준으로 전방 좌측, 전방 우측, 후방 좌측 및 후방 우측에 각각 하나씩 구비된다.The traveling
아울러, 주행장치 연결 아암(12)의 선단부 각각에는, 도 1 내지 도 4에 참조된 바와 같이, 지상주행장치(30)가 각각 연결될 수 있다.1 to 4, a
지상주행장치(30)는, 주행장치 연결 아암(12)의 선단부에 각각 고정되는 지상주행용 바퀴(40)들을 포함할 수 있다.The ground running device (30) may include ground running wheels (40) fixed to the leading end of the traveling device connecting arm (12), respectively.
지상주행용 바퀴(40)들은, 상술한 바와 같이, 4개로 구비된 주행장치 연결 아암(12)의 선단부에 각각 구비되는 바, 총 4개로 구비되고, 이들 4개의 지상주행용 바퀴(40)들은 본체(10)의 4군데 모서리 부위에 연결되는 형태를 취한다.As described above, the
특히, 지상주행용 바퀴(40)들은, 좌우에 쌍을 이루면서 설치되고, 이렇게 설치된 지상주행용 바퀴(40) 쌍들은, 본체(10)의 앞뒤 방향을 향해 나란하게 설치된다.Particularly, the
한편, 이러한 지상주행용 바퀴(40)들은, 주행장치 연결 아암(12)의 선단부에 고정적으로 설치되는 링형(Ring type) 고정륜(42)과, 고정륜(42)의 둘레를 따라 회전 가능하게 설치되는 링형 회전륜(44)을 구비할 수 있다.The
도 5는 도 1의 일부 분해 사시도 및 부분 확대도이고, 도 6은 도 5의 정면도이며, 도 7은 본 발명에 따른 주행과 비행이 가능한 하이브리드 무인항공기를 하부에서 관찰한 사시도이고, 도 8은 도 7의 구성 중 조향수단을 나타낸 단면도이다.FIG. 5 is a partially exploded perspective view and partially enlarged view of FIG. 1, FIG. 6 is a front view of FIG. 5, FIG. 7 is a perspective view of a hybrid unmanned aerial vehicle capable of traveling and flying according to the present invention, 7 is a cross-sectional view showing steering means in the configuration of Fig. 7; Fig.
고정륜(42)은, 도 5에 참조된 바와 같이, 외측 골격을 형성하는 외측륜(33)과, 내측 골격을 형성하는 내측륜(34)으로 구성될 수 있다.The fixed
외측륜(33)과 내측륜(34)은, 후술하는 다수의 가이드 롤러(46)에 의하여 상호 연결됨은 물론, 다수의 연결볼트(36)에 의하여 복수개소에서 상호 연결될 수 있다.The
외측륜(33)과 내측륜(34)은 상호 소정거리 이격되게 구비되어 양자 사이에 소정의 설치 공간이 마련되고, 외측륜(33)과 내측륜(34)이 형성하는 소정의 설치 공간에는, 상술한 회전륜(44)을 포함한 후술하는 현가장치(70), 구동수단 고정부(80) 및 양력발생 장치(20,21)가 설치될 수 있다. 이에 대해서는 해당하는 부위에서 상세하게 설명하기로 한다.The
고정륜(42)의 외주면 측(즉, 외측륜(33)과 내측륜(34)의 외주단부가 상호 연결되는 부위)에는 다수의 가이드 롤러(46)가 원주 방향으로 소정각도 이격되게 구비된다. 다수의 가이드 롤러(46)는, 회전륜(44)의 내측면을 지지하는 역할을 하는 것으로서, 고정륜(42)의 외주면 측에 개재되어 회전 가능하게 구비된 회전륜(44)을 회전을 안내하는 역할을 한다.A plurality of
회전륜(44)은, 도 4의 좌측에 참조된 바와 같이, 두께 중 일부에는 후술하는 구동수단 고정부(80)의 구성 중 하나인 스프라켓 기어(57)의 기어치와 치합되는 링형 랙기어부(44')가 구비되고, 두께 중 나머지는 매끄럽게 형성되어 다수의 가이드 롤러(46)의 외주면이 지지되는 회전 지지부(44")로 구성될 수 있다.4, a portion of the thickness of the
아울러, 회전륜(44)이 고정륜(42)에 고정될 경우, 외주면이 고정륜(42)의 외부로 노출될 수 있도록, 회전륜(44)의 최대 외경은 고정륜(42)의 최대 외경보다 더 크게 형성됨이 바람직하다.The maximum outer diameter of the
다수의 가이드 롤러(46)는, 고정륜(42)과 회전륜(44) 사이에 설치되되, 원주 방향으로 일정한 간격을 두고 다수개가 설치되고, 다수의 가이드 롤러(46)는, 회전륜(44)의 내주면 중 회전 지지부(44")에 구름 접촉되면서 회전륜(44)의 원활한 회전을 돕는 역할을 한다.A plurality of
본 실시예에서, 회전륜(44)은 고정륜(42) 전체에 의해 지지되지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 고정륜(42), 특히 외측 골력을 형성하는 외측륜(33)이 원형 프레임 구조이지만, 지면에 맞닿지 않는 부위의 일부가 제거된 반원형 프레임 구조일 수 있다. 이에 따라 내측륜(34)도 반원형 프레임 구조의 외측륜(33) 내부에만 형성될 수 있다. 이러한 프레임 형상을 변화시키므로써 드론의 전체 무게를 줄일 수 있다.In this embodiment, the
지상주행용 바퀴(40)의 내측은, 도 1 내지 4에 참조된 바와 같이, 후술하는 구동수단 고정부(80) 및 양력발생 장치(20,21)의 설치가 가능하도록 함과 동시에 각각의 작동을 위해 소정의 공간이 확보되도록 형성됨이 바람직하다.As shown in Figs. 1 to 4, the inner side of the
이를 위해, 지상주행용 바퀴(40)의 내측 중 하측에는 대략 "T"자 형상으로 형성되어 고정륜(42)의 내주면을 연결하는 설치 플레이트(31)가 구비될 수 있다. 설치 플레이트(31)는, 외측륜(33)과 내측륜(34) 각각의 내주면을 연결하도록 한 쌍이 상호 이격되게 배치되고, 그 이격된 사이 공간으로 후술하는 현가장치(70), 구동수단 고정부(80)가 설치될 수 있다.To this end, a mounting
설치 플레이트(31)의 좌우 양측에는, 관통홀(32)이 좌우 방향으로 관통되게 형성되어 제품의 중량을 줄일 수 있다.On both right and left sides of the mounting
본 발명에 따른 주행과 비행이 가능한 하이브리드 무인항공기의 바람직한 일실시예는, 도 1 내지 도 5에 참조된 바와 같이, 지상주행용 바퀴(40)들을 구동시키기 위한 구동수단(50)을 더 포함할 수 있다.A preferred embodiment of the hybrid unmanned aerial vehicle capable of traveling and flying according to the present invention further includes driving means (50) for driving the ground running wheels (40) as shown in Figs. 1 to 5 .
구동수단(50)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 본체(10)의 사각형의 프레임 구조체(10b) 사이에 설치되어 소정의 회전력을 발생시키는 구동모터(51)와, 구동모터(51)의 회전축과 직결되어 회전되면서 소정의 회전력을 전달하는 회전 샤프트(55)와, 회전 샤프트(55)의 단부와 연결되어 회전되는 스프라켓 기어(57)를 포함할 수 있다.2, the driving means 50 includes a driving
구동수단(50)은 미도시의 샤프트 하우징을 더 구비할 수 있다. 샤프트 하우징은 본체(10)와 지상주행용 바퀴(40)들을 연통시키며, 회전 샤프트(55)를 내장하여 회전 샤프트(53)를 외부로부터 보호할 수 있다.The driving means 50 may further comprise a shaft housing (not shown). The shaft housing allows the
회전 샤프트(55)는, 직선 형태의 단수개로 구비될 수 있으나, 동력 전달 각도를 변경시켜주도록 양단 사이가 적어도 한 번 이상 단절되고, 그 단절된 부위는 등속 조인트(53)에 의해 연결된 구성이 채용될 수 있다.The
이는. 구동모터(51)가 구비되는 본체(10)의 높이가 후술하는 구동수단 고정부(80)의 지상주행용 바퀴(40)에 대한 설치 높이와 상이하고, 최종적으로 소정의 회전력을 전달받는 스프라켓 기어(57)의 회전축이 좌우 수평축이므로 동력 전달축이 상호 엇갈리기 때문이다.this is. The height of the
이와 같은 구동모터(51)는 지상주행용 바퀴(40)들 각각에 독립적으로 동력을 전달하도록 4개가 구비되는 것도 가능하고, 하나의 구동모터(51)가 지상주행용 바퀴(40)들 중 전방에 위치된 한 쌍의 지상주행용 바퀴(40) 쌍에 동시에 동력을 전달하고, 다른 하나의 구동모터(51)가 지상주행용 바퀴(40) 들 중 후방에 위치된 한 쌍의 지상주행용 바퀴(40) 쌍에 동시에 동력을 전달하도록 앞뒤 2개로 구성될 수 있다.Four
그러나, 본 발명의 바람직한 일실시예에서는, 도 2 및 도 5에 참조된 바와 같이, 2개의 구동모터(51)가 전방 또는 후방 측에 위치된 한 쌍의 지상주행용 바퀴(40) 쌍에 각각 관여하도록 구비되는 것으로 하여 설명한다.However, in a preferred embodiment of the present invention, as shown in Figs. 2 and 5, two
예를 들어 설명하면, 도 1 내지 도 5에 참조된 바와 같이, 한 쌍의 구동모터(51)가 복수개의 지상주행용 바퀴(40) 중 후방 측에 위치된 한 쌍의 지상주행용 바퀴(40) 쌍에 각각 동력을 전달하도록 구비된 경우, 본체(10)는 후륜 구동 방식으로 전방으로 지상주행할 수 이점을 가질 수 있다.1 to 5, a pair of
반대로, 한 쌍의 구동모터(51)가 복수개의 지상주행용 바퀴(40) 중 전방 측에 위치된 한 쌍의 지상주행용 바퀴(40) 쌍에 각각 동력을 전달하도록 구비된 경우, 본체(10)는 전륜 구동 방식으로 전방으로 지상주행할 수 있는 이점을 가질 수 있다.Conversely, when the pair of
본 발명의 바람직한 일실시예에서는, 구동모터(51)를 가능한 한 지상주행용 바귀(40) 측으로부터 이격된 본체(10) 측에 설치함으로써 전체적인 무게 중심이 제품의 중앙으로 집중되도록 도모하여, 공중비행 시 안정성에 가장 큰 영향을 미치는 동체의 균형을 잘 유지하도록 할 수 있다.In the preferred embodiment of the present invention, the driving
즉, 구동모터(51)를, 도 5 내지 도 8에 참조된 바와 같이, 각각의 지상주행용 바퀴(40) 측에 개별로 설치하는 실시예를 예상할 수 있으나, 이 경우에는, 구동모터(51)의 각각의 구비로 인하여 무게 중심이 본체(10)의 외측으로 분산될 우려가 있고, 이 경우 풍향 또는 다양한 비행 환경 하에서 동체가 일측으로 손쉽게 편심됨으로써 추락할 우려가 적지 않은 문제점을 발생시킬 수 있다.In other words, it is possible to expect an embodiment in which the
아울러, 구동모터(51)가, 도 5 내지 도 8에 참조된 바와 같이(특히, 도 8 참조), 각각의 지상주행용 바퀴(40) 측에 개별로 설치하는 경우에도, 무게중심이 가능한 한 제품의 중앙으로 집중되도록 지상주행용 바퀴(40)들의 중심 수직축(C2)를 기준으로 본체(10)의 중심 수직축(C1)에 가까운 지상주행용 바퀴(40)의 일 부위에 설치됨이 바람직하다.5 to 8 (in particular, see Fig. 8), even when the driving
이 때에도, 스프라켓 기어(57)에 의하여 지상주행용 바퀴(40)가 회전 구동되는 최적의 위치에 구동수단(50)이 구비되어야 함은 당연하다고 할 것이다. 즉, 후술하는 바와 같이, 스프라켓 기어(57)와 회전륜(44)의 링형 랙기어부(44')가 상호 안정적으로 취합될 수 있는 위치에 구동수단(50)이 구비되어야 함은 당연하다.At this time, it is natural that the drive means 50 should be provided at the optimum position where the
한편, 본 발명에 따른 주행과 비행이 가능한 하이브리드 무인항공기의 바람직한 일실시예는, 구동수단(50)을 지상주행용 바퀴(40)들에 각각 고정시키는 구동수단 고정부(80)를 더 포함할 수 있다.A preferred embodiment of the hybrid unmanned aerial vehicle capable of traveling and flying according to the present invention further includes a driving means fixing
구동수단 고정부(80)는, 도 5 및 도 6에 참조된 바와 같이, 지상주행용 바퀴(40)의 내측에 구비되고, 스프라켓 기어(57)를 포함하는 구동수단(50)이 내측륜(34)을 관통하도록 지지하는 내측 고정 브라켓(81)과, 내측 고정 브라켓(81)의 내부에 개재되어 실질적으로 구동수단(50) 중 회전 샤프트(55)의 선단부에 연결된등속 조인트(53)의 연장단을 회전 지지하는 내측 회전 베어링(82)과, 지상주행용 바퀴(40)의 외측에 구비되고, 스프라켓 기어(57)의 회전축(57a) 단부를 지지하는 외측 고정 브라켓(85)과, 외측 고정 브라켓(85)의 내부에 개재되어 실질적으로 스프라켓 기어(57)의 회전축(57a)을 회전 지지하는 외측 회전 베어링(83)을 포함할 수 있다.5 and 6, the driving means fixing
여기서, 등속 조인트(53)의 연장단은 내측륜(34)을 관통하기에 앞서 내측 회전 베어링(82)을 관통하도록 배치되고, 내측 회전 베어링(82)이 관통된 등속 조인트(53)의 연장단을 회전 지지하도록 구성된다.The extension end of the constant velocity joint 53 is arranged so as to pass through the inner rotation bearing 82 before passing through the
아울러, 스프라켓 기어(57)의 회전축 단부는 외측륜(33)을 통해 외부로 소정길이 돌출되게 구비되고, 외측 회전 베어링(83)이 외측륜(33)의 외측에 구비된 외측 고정 브라켓(85)에 개재되어 스프라켓 기어(57)의 회전축 단부를 지지하도록 구성된다.The end of the rotation shaft of the
따라서, 구동수단 고정부(80)는, 구동수단(50)을 각각 지상주행용 바퀴(40)의 내측에서는 내측 고정 브라켓(81) 및 내측 회전 베어링(82)을 이용하여 회전 가능하게 고정함과 동시에 지상주행용 바퀴(40)의 외측에서는 외측 고정 브라켓(85) 및 외측 회전 베어링(83)을 이용하여 회전 가능하게 고정함으로써, 지상주행용 바퀴(40)의 내외에서 균형있게 구동수단(50)을 고정시킨다.Therefore, the driving means fixing
이로써, 구동수단(50)의 편심 자중에 의한 체결력이 약화되는 것을 방지함으로써, 체결력의 약화로 인해 스프라켓 기어(57)와 링형 랙기어부(44')의 치합력 저하로 인한 제품의 불량률을 줄일 수 있다.This prevents the fastening force due to the eccentricity of the drive means 50 from being weakened and thereby reduces the defect rate of the product due to the decrease in the engagement force between the
여기서, 구동수단 고정부(80)는 지상주행용 바퀴(40) 중 가능한 한 구동모터(51)의 회전축과 스프라켓 기어(57)의 회전축의 상하 높이차가 최소화될 수 있는 위치에 구비되는 것이 바람직하다.It is preferable that the driving means fixing
바람직하게는, 도 8에 참조된 바와 같이, 구동수단 고정부(80)는, 설치 플레이트(31)의 상단 중 본체(10)의 중심(C1)에 가까운 단부에 구비될 수 있다.8, the drive means fixing
이로써, 구동수단(50)의 구동력 전달이 용이함은 물론, 소정의 중량이 본체(10)의 중심(C1)으로 집중됨으로써 안정적인 지상 주행 및 공중 비행이 가능하게 하는 이점을 도출할 수 있다.This makes it possible to easily transfer the driving force of the driving means 50 and to concentrate the predetermined weight on the center C1 of the
한편, 구동수단(50)의 구성 중 스프라켓 기어(57)는 링형 랙기어부(44')에 치합된 상태에서, 인가되는 제어신호에 따라 구동모터(51)가 작동되면, 구동모터(51)의 구동력이 회전 샤프트(55)를 매개로 스프라켓 기어(57)로 전달되고, 구동력이 전달된 링형 랙기어부(44')는 회전륜(44)을 회전시킨다.On the other hand, when the
이때, 회전륜(44)은 최대 외경이 고정륜(42)의 최대 외경보다 크게 형성되므로, 지면을 따라 구름운동하면서 본체(10)를 지상주행 가능하게 한다. 이로써, 본 발명에 따른 하이브리드 무인항공기는 지면을 따라 전진 또는 후진 주행할 수 있게 된다.At this time, since the maximum outer diameter of the
한편, 본 발명에 따른 주행과 비행이 가능한 하이브리드 무인항공기의 바람직한 일실시예는, 도 1 내지 도 4에 참조된 바와 같이, 지상주행 시 지면으로부터 전달되는 노면 충격을 흡수하는 현가장치(70)를 더 포함할 수 있다.1 to 4, a
현가장치(70)는, 도 1 내지 도 4에 참조된 바와 같이, 본체(10)의 하중을 지지하는 이동 로드(71)와, 이동 로드(71)의 외주면에 개재되고, 하단부가 고정륜(42)의 설치 플레이트(31)에 형성된 설치홈(73)에 탄성 지지되는 현가 스프링(75)을 포함한다.1 to 4, the
여기서, 이동 로드(71)는, 주행장치 연결 아암(12)의 선단부가 결합되는 아암 결합부(25)와 일체로 형성되고, 설치홈(73)에서 현가 스프링(75)의 탄성 지지를 받으면서 노면으로부터 충격을 받을 때 상하로 이동되면서 충격을 흡수하는 구조이다. 즉, 현가장치(70)는, 쇼크 업쇼버(Shock Absorber)로 구비될 수 있다.Here, the moving
한편, 아암 결합부(25)의 상부에는, 양력발생 장치(20,21)가 설치될 수 있다.On the other hand, the
양력발생 장치(20,21)는, 도 1 내지 도 4에 참조된 바와 같이, 전기적으로 구동되는 모터로 구비되고, 상하 수직축을 형성하도록 구비된 로터(20)와, 로터(20)에 방사상으로 형성되고 유체역학적으로 공기와 부딪혀 양력을 발생시키는 복수개의 프로펠러(21)를 포함할 수 있다.1 to 4, the
양력발생 장치(20,21)는, 제어신호가 인가되면, 모터가 구동되면서 로터(20)를 회전시키고, 복수개의 프로펠러(21)가 회전되면서 본체(10)를 공중으로 부양시키거나 각각의 모터의 회전속도를 제어하여 다양한 방향으로의 공중비행이 가능해진다.When the control signal is applied, the
4개의 로터(20)들은 각각의 회전축이 주행장치 연결 아암(12)의 선단부 직상방에 배치되는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는, 4개의 로터(20)들은 본체(10)의 균형적이고도 안정적인 비행이 가능하도록 정사각형의 수평면을 형성하는 것이 좋다.It is preferable that the four
따라서, 복수개의 프로펠러(21)의 길이도 상호 회전 구동이 간섭되지 않으면서도 최대 양력을 형성할 수 있는 길이로 설정됨이 바람직하다.Therefore, it is preferable that the length of the plurality of
한편, 지상주행 시, 구동수단(50)은, 상술한 바와 같이, 각각의 지상주행용 바퀴(40)에 하나씩 구비되어, 제어신호에 따라 각각 전진 또는 후진 주행하도록 제어됨으로써 주행 방향을 변경시킬 수 있다.On the other hand, at the time of ground running, as described above, the driving means 50 is provided to each of the
본 일실시예에 따른 무인 항공기는 지상주행 시 주행 방향을 변경시키는 조향장치(90)를 더 포함할 수 있다.The unmanned aerial vehicle according to the present embodiment may further include a
조향장치(90)는, 도 6 내지 도 8에 참조된 바와 같이, 일단이 본체(10)의 전방 측 또는 후방 측에 좌우로 구비된 한 쌍의 지상주행용 바퀴(40)에 연결되는 조향 로드(94L,94R)와, 조향 로드(94L,94R)의 타단에 연결되고, 한 쌍의 지상주행용 바퀴(40)를 주행장치 연결 아암(12)이 연결된 부위를 회전축으로 하여 회전시키도록 조향 로드(94L,94R)를 좌측 또는 우측으로 이동시키는 연결 로드(92L,92R)와, 연결 로드(92L,92R)의 일단이 고정되고 조향 로드(94L,94R)와 연결된 부위인 연결 로드(92L,92R)의 타단을 일단을 중심으로 좌측 또는 우측으로 회동시키는 조향 모터(91L,91R)를 포함한다.6 to 8, the
조향 모터(91L,91R)는, 조향을 위한 제어신호에 따라 연결 로드(92L,92R)의 타단을 일단을 중심으로 좌측 또는 우측으로 회동시키기 위한 서보 모터(Servo motor)로 구비됨이 바람직하다.It is preferable that the
여기서, 조향 모터(91L,91R)와, 조향 로드(94L,94R) 및 연결 로드(92L,92R)는 전방 측에 구비된 한 쌍의 지상주행용 바퀴(40) 중 좌측 및 우측의 어느 하나에만 각각 관여하도록 한 쌍으로 구비될 수 있다.The
이는 하나의 조향 모터(91L,91R)로부터 전달되는 조향력이 한 쌍의 지상주해용 바퀴(40) 모두에 분산됨으로써 발생될 수 있는 조향 불량을 방지하기 위함이다.This is to prevent a steering failure that may be caused by dispersing the steering force transmitted from one of the
조향장치(90)는, 도 6 및 도 7에 참조된 바와 같이, 한 쌍으로써 소정거리 이격되게 구비된 연결 로드(92L,92R)의 타단에 연결되어 한 쌍의 조향 로드(94L,94R)을 연동시키는 연동 로드(93)를 더 포함할 수 있다.6 and 7, the
따라서, 2개의 조향 모터(91L,91R)로부터 조향력이 각각 발생하지만, 연동 로드(93)에 의하여 한 쌍의 조향 로드(94L,94R)가 연동되므로 동시에 강한 조향력으로 지상주행용 바퀴(40)를 회동시킬 수 있다.Therefore, the steering force is generated from the two
또한, 조향 로드(94)의 양단부는, 지상주행용 바퀴(40)에 볼 조인트(95)로 연결될 수 있다. 이는, 현가장치(70)에 의하여 본체(10)에 대하여 지상주행용 바퀴(40)들이 상하로 상대 이동할 때 발생되는 높이차를 흡수하기 위함이다.Both ends of the steering rod 94 can be connected to the
보다 상세하게는, 볼 조인트(95)는, 도 8에 참조된 바와 같이, 연결 로드(92L,92R)의 타단에 구비된 볼 수용부(95a)와, 연결 로드(92L,92R)에 연결되는 조향 로드(94L,94R)의 타단에 일체로 형성되되, 볼 수용부(95b)에 수용되는 볼(95b)을 포함할 수 있다.More specifically, as shown in Fig. 8, the ball joint 95 includes a
이와 같은 볼 조인트(95)는, 지상주행용 바퀴(40)에 연결되는 조향 로드(94)의 일단의 연결 구조에도 그대로 적용됨은 당연하다고 할 것이다.It will be appreciated that such a ball joint 95 is applied to the connection structure of one end of the steering rod 94 connected to the
따라서, 현가장치(70)에 의하여 본체(10)와 지상주행용 바퀴(40) 사이의 상대 높이차가 발생하는 경우에도, 조향장치(90)에 의한 조향 작동이 원활하게 이루어질 수 있게 된다.Therefore, even when the relative height difference between the
아울러, 지상주행용 바퀴(40)들 중 적어도 본체(10)의 전방 측에 구비된 한 쌍의 지상주행용 바퀴(40)는 각각의 주행장치 연결 아암(12)의 미도시의 수직 회전축(C2)을 중심으로 전단과 후단이 회동 가능하게 구비될 수 있다.At least a pair of
또한, 조향 로드(94)의 각각의 지상주행용 바퀴(40)에 대한 연결 부위는 상기 주행장치 연결 아암(12)의 수직 회전축에 대하여 이격된 편심되는 부위로 설정될 수 있다. 바람직하게는, 조향 로드(94), 연결 로드(992) 및 조향 모터(91)를 구비하는 조향장치(90)는, 도 8에 참조된 바와 같이, 주행장치 연결 아암(12)의 수직 회전축(C1)과 본체(10)의 중심(C1) 사이에 위치되게 배치될 수 있다. 조향장치(90)가 가능한 한 본체(10)의 중심(C1)에 가깝게 위치되도록 설계함으로써, 제품의 전체적인 무게 중심이 분산되는 것을 방지하기 위함이다.The connecting portion of each of the steering rods 94 to the
이로써, 조향 모터(91)가 제어신호의 인가에 의하여 작동되어 연결 로드(92)의 타단을 일단을 중심으로 일측(도면상 좌측)으로 회동시키면, 조향 로드(94)가 좌측으로 이동되면서 도면상 좌측 및 우측에 구비된 지상주행용 바퀴(40)의 전단을 주행장치 연결 아암(12)의 수직 회전축(C2)을 중심으로 우측으로 동시에 이동시키는 동작으로 주행 방향을 변경시킬 수 있다.Thus, when the steering motor 91 is operated by the application of the control signal to rotate the other end of the connecting rod 92 to one side (left side in the figure) about one end, the steering rod 94 is moved to the left, The traveling direction can be changed by moving the front ends of the
도면에 도시되지 않았으나, 조향장치(90)는 본체(10)의 사각형의 프레임 구조체(10b)에 조향 모터(91) 및 연결 로드(92) 한 쌍이 상호 좌우로 이격되게 구비되고, 제어신호가 인가되면 한 쌍의 조향 모터(91)를 동시에 구동시켜 안정적인 조향이 이루어지도록 설계되는 것도 가능하다.Although not shown in the drawings, the
한편, 본 발명에 따른 주행과 비행이 가능한 하이브리드 무인항공기의 바람직한 일실시예는, 본체(10)의 지상주행 및 공중비행을 원격으로 제어하는 미도시의 제어부를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, a preferred embodiment of the hybrid unmanned aerial vehicle capable of traveling and flying according to the present invention may further include a control unit for remotely controlling ground running and air flight of the
제어부는, 본체(10)와 블루투스, 와이파이, 롱텀에볼루션(LTE) 등 무선 연결로 조이스틱이 아닌 PC로 조정할 수 있는 GCS(Global Positioning System) 장치로 구비될 수 있다.The controller may be a GCS (Global Positioning System) device which can be controlled by a PC, not a joystick, via a wireless connection such as Bluetooth, Wi-Fi, Long Term Evolution (LTE)
도 9는 본 발명에 따른 주행과 비행이 가능한 하이브리드 무인항공기의 작동예를 나타낸 작동도이다.9 is an operation diagram illustrating an operation example of a hybrid unmanned aerial vehicle capable of traveling and flying according to the present invention.
제어부는, 본체(10)에 구비된 미도시의 마이크로 프로세서를 더 포함하고, 본체(10)에 무선 통신을 이용하여 원격으로 제어신호를 인가한다.The control unit further includes a microprocessor (not shown) provided in the
인가된 제어신호에 따라 구동모터(51) 또는 로터(20) 및 조향장치(90)의 조향 모터(91)의 회전방향 및 회전속도를 제어하여, 지상주행 및 공중비행이 가능하도록 할 수 있다.It is possible to control the rotational direction and the rotational speed of the steering motor 91 of the driving
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 하이브리드 무인항공기는, 지상주행이 가능한 구조를 가지는 바, 필요에 따라 지상주행이 가능함은 물론, 지상주행을 통해 원하는 곳까지 이동할 수 있게 된다.As described above, the hybrid unmanned aerial vehicle according to the preferred embodiment of the present invention has a structure capable of running on the ground, so that it can be grounded when necessary, and can be moved to a desired place through ground running .
특히, 도 9에 참조된 바와 같이, 공중 장애물이 많아서 공중비행이 불가능한 곳에는 지상주행용 바퀴(40)를 구동시켜 지상주행함으로써, 비행환경과 조건에 관계없이 원하는 곳까지 신속하게 이동할 수 있다.In particular, as shown in FIG. 9, the ground-running
또한, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 하이브리드 무인항공기는, 지상주행이 가능한 구조이므로, 에너지 소비가 많은 공중비행을 줄이고서도 원하는 곳까지 이동할 수 있으며, 이를 통해 에너지 절감의 효과를 기대할 수 있다.In addition, since the hybrid unmanned aerial vehicle according to the preferred embodiment of the present invention is capable of traveling on the ground, it can move to a desired destination while reducing air flight having a large energy consumption, and thus energy savings effect can be expected.
특히, 도 9에 참조된 바와 같이, 지상주행이 가능한 곳에서는 에너지 소비가 적은 지상주행을 실시하고, 지상 장애물, 예를 들면, 늪, 숲, 빌딩 등이 있을 경우에만, 로터(20)를 구동시키는 공중비행을 할 수 있도록 구성함으로써 공중비행에 소요되는 에너지를 현저하게 절감할 수 있다.In particular, as shown in Fig. 9, the ground running is performed in a place where the ground running is possible, and the
또한, 공중비행에 소요되는 에너지를 현저하게 절감하는 바, 배터리의 소모를 최소화할 수 있고, 이를 통해 이동거리를 대폭 증가시킬 수 있다.In addition, the energy required for aerial flights is significantly reduced, which minimizes the consumption of the battery, thereby greatly increasing the travel distance.
이상, 본 발명에 따른 주행과 비행이 가능한 하이브리드 무인항공기의 바람직한 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하였다. 그러나, 본 발명의 실시예가 반드시 상술한 바람직한 일실시예에 의하여 한정되는 것은 아니고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 다양한 변형 및 균등한 범위에서의 실시가 가능함은 당연하다고 할 것이다. 그러므로, 본 발명의 진정한 권리범위는 후술하는 청구범위에 의하여 정해진다고 할 것이다.A preferred embodiment of the hybrid unmanned aerial vehicle capable of traveling and flying according to the present invention has been described in detail with reference to the accompanying drawings. However, it should be understood that the embodiments of the present invention are not necessarily limited to the above-described preferred embodiments, and that various modifications and equivalents may be made by those skilled in the art something to do. Therefore, it is to be understood that the true scope of the present invention is defined by the following claims.
10: 본체 12: 주행장치 연결 아암
20: 로터 21: 프로펠러
30: 지상주행장치 31: 설치 플레이트
32: 관통홀 33: 외측륜
34: 내측륜 40: 지상주행용 바퀴
42: 고정륜 44: 회전륜
50: 구동수단 51: 구동 모터
53: 등속 조인트 55: 회전 샤프트
57: 스프라켓 기어 70: 현가장치
71: 이동 로드 73: 설치홈
75: 현가 스프링 80: 구동수단 고정부
81: 내측 고정 브라켓 83: 회전 베어링
85: 외측 고정 브라켓 90: 조향장치
91L,91R: 조향 모터 92L,92R: 연결 로드
93: 연동 로드 94: 조향 로드
95: 볼 조인트10: main body 12: traveling device connecting arm
20: rotor 21: propeller
30: ground traveling device 31: mounting plate
32: through hole 33: outer ring
34: Inner wheel 40: Ground running wheel
42: fixed wheel 44:
50: driving means 51: driving motor
53: constant velocity joint 55: rotating shaft
57: sprocket gear 70: suspension
71: moving rod 73: installation groove
75: suspension spring 80: drive means fixing portion
81: Inner fixing bracket 83: Rotary bearing
85: Outside fixing bracket 90: Steering device
91L, 91R: steering
93: interlocking rod 94: steering rod
95: Ball joint
Claims (6)
상기 주행장치 연결 아암에 각각 연결되고 지상주행이 가능하도록 구비된 복수개의 지상주행용 바퀴;
상기 지상주행용 바퀴에 구비되어 상기 본체를 공중비행시키는 양력발생 장치;
상기 지상주행용 바퀴를 구동시키는 구동수단;
상기 지상주행용 바퀴에 구비되고, 상기 본체의 지상주행 시 지면으로부터 전달되는 노면 충격을 흡수하는 현가장치; 및
상기 본체의 지상주행 시 주행 방향을 변경시키는 조향장치를 더 포함하고,
상기 조향장치는,
일단이 상기 본체의 전방 또는 후방 측에 좌우로 구비된 한 쌍의 지상주행용 바퀴에 연결되는 조향 로드;
상기 조향 로드의 타단에 연결되고, 상기 한 쌍의 지상주행용 바퀴를 상기 주행장치 연결 아암이 연결된 부위를 회전축으로 하여 회전시키도록 상기 조향 로드를 좌측 또는 우측으로 이동시키는 연결 로드; 및
상기 연결 로드의 일단이 고정되고 상기 조향 로드와 연결된 부위인 상기 연결 로드의 타단을 상기 일단을 중심으로 좌측 또는 우측으로 회동시키는 조향 모터를 구비하는 주행과 비행이 가능한 하이브리드 무인항공기.A body disposed in the middle to form a skeleton and having a traveling device connecting arm extending outward at four corner portions;
A plurality of ground running wheels each connected to the traveling device connecting arm so as to enable ground running;
A lift generating device provided on the ground running wheel to fly the main body over the ground;
Driving means for driving the ground running wheel;
A suspension provided on the ground running wheel and absorbing a road surface impact transmitted from the ground during the ground running of the main body; And
Further comprising: a steering device for changing a running direction of the main body during ground running,
The steering apparatus includes:
A steering rod having one end connected to a pair of ground running wheels provided to the right or left of the front or rear side of the main body;
A connecting rod which is connected to the other end of the steering rod and moves the steering rod to the left or right so as to rotate the pair of ground running wheels around a portion to which the traveling device connecting arm is connected as a rotating shaft; And
And a steering motor that rotates one end of the connecting rod to the left or right with respect to the other end of the connecting rod, the other end of which is connected to the steering rod.
상기 현가장치는,
상기 주행장치 연결 아암과 연결되어 상기 본체의 하중을 지지하는 이동 로드; 및
상기 지상주행용 바퀴에 구비된 설치홈에 구비되어 상단부는 상기 이동 로드를 지지하고 하단부는 상기 설치홈에 탄성 지지되는 현가 스프링을 포함하는 주행과 비행이 가능한 하이브리드 무인항공기.The method according to claim 1,
The suspension device includes:
A moving rod connected to the traveling device connecting arm to support a load of the main body; And
And a suspension spring which is provided in an installation groove of the ground running wheel and supports an upper end portion of the moving rod and a lower end portion of which is elastically supported by the installation groove.
상기 조향 모터와, 상기 조향 로드 및 상기 연결 로드는 상기 한 쌍의 지상주행용 바퀴 중 좌측 및 우측의 어느 하나에만 각각 관여하도록 한 쌍으로 구비되고,
상기 조향장치는, 상기 연결 로드의 타단에 연결되어 상기 한 쌍의 조향 로드를 연동시키는 연동 로드를 더 포함하는 하이브리드 무인항공기.The method according to claim 1,
Wherein the steering motor and the steering rod and the connecting rod are provided in pairs so as to be respectively engaged with either one of left and right of the pair of ground running wheels,
Wherein the steering apparatus further comprises an interlocking rod connected to the other end of the connecting rod for interlocking the pair of steering rods.
상기 조향 로드의 양단은, 상기 현가장치에 의하여 상기 본체가 상기 지상주행용 바퀴에 대하여 상대 이동할 때 발생되는 높이차를 흡수하도록 상기 지상주행용 바퀴에 볼 조인트 결합된 주행과 비행이 가능한 하이브리드 무인항공기.The method according to claim 1,
Wherein both ends of the steering rod are ball-jointed to the ground running wheel so as to absorb a height difference generated when the main body moves relative to the ground running wheel by the suspension device, and a hybrid non- .
상기 지상주행용 바퀴는 상기 주행장치 연결 아암에 대하여 수직 회전축을 중심으로 전단과 후단이 회동 가능하게 구비되고,
상기 조향장치는 상기 주행장치 연결 아암의 수직 회전축과 상기 본체의 중심 사이에 위치되는 주행과 비행이 가능한 하이브리드 무인항공기.The method according to claim 1,
Wherein the ground running wheel is provided with a front end and a rear end rotatable about a vertical rotation axis with respect to the traveling apparatus connecting arm,
Wherein the steering device is capable of traveling and flying between a vertical rotation axis of the traveling device connecting arm and the center of the main body.
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