KR102129075B1

KR102129075B1 - Flight vehicle

Info

Publication number: KR102129075B1
Application number: KR1020180159014A
Authority: KR
Inventors: 김현진; 이승제
Original assignee: 서울대학교산학협력단
Priority date: 2018-12-11
Filing date: 2018-12-11
Publication date: 2020-07-01
Also published as: KR20200071358A

Abstract

본 발명은 비행체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 메인 모듈에 대해서 추력 모듈이 자유롭게 롤 및 피치 운동할 수 있게 구성되며, 추력 모듈의 롤 운동 및 피치 운동이 서로 독립적으로 이루어질 수 있음에 따라서, 메인 모듈이 추력 모듈과 독립적으로 자세를 가지며 자유롭게 비행 중 방향을 전환할 수 있고 자세 및 동작 제어가 용이한 비행체에 관한 것이다.The present invention relates to an aircraft, and more specifically, the thrust module is configured to freely roll and pitch with respect to the main module, and the roll movement and the pitch movement of the thrust module can be made independently of each other. The module relates to a vehicle that has a posture independently of the thrust module, can freely switch directions during flight, and can easily control posture and motion.

Description

Aircraft {FLIGHT VEHICLE}

드론이라고도 불리는 소형 비행체는 최근 경량 소재의 개발과 소형 추력 장치의 개발, 및 비행 알고리즘의 발전에 의해서 최근 광범위한 분야에서 활발하게 개발, 이용되고 있다.Small aircraft, also called drones, have been actively developed and used in a wide range of fields in recent years by the development of lightweight materials, the development of small thrust devices, and the development of flight algorithms.

그러나 이러한 비행체는 공중에서 자세를 전환할 경우, 땅위에서와 같이 지면에 의해 지지되지 아니하므로 통상 자세가 기울어지게 된다. 즉, 도 1 의 (a)와 같이 단순히 고도가 높아질 때에는 화살표 A 와 같이 추력의 크기만을 조절하면 되므로 자세제어와 관련된 문제가 발생하지 않으나, 비행 중 방향을 전환할 때에는 (b) 의 화살표 B 와 같이 수평 방향 추력을 생성시키기 위해서 비행체가 기울어질 필요가 있게 된다. 이와 같이 방향 전환이 이루어지는 비행체의 경우, 촬영 및 수송 등을 수행하는 과정에서 큰 불편을 갖는다. 예컨대, 지상을 촬영하는 촬영 비행체의 경우, 비행 방향을 전환하기 위해 비행체 전체를 기울일 경우 촬영 시야가 촬영 목적 지점에서 크게 벗어날 수 있다. 이 경우 촬영 목적 지점에 대해 연속적인 촬영이 어려워지거나, 신속한 방향 전환이 어렵게 된다. 또한, 다른 예로, 수송용 비행체의 경우, 비행 중 비행 방향 전환을 위해 비행체 전체를 기울일 경우, 수송 대상물이 기울어져서 파손되거나 쏟아지거나 또는 변형되는 사고가 발생할 수 있다.However, when such a vehicle is switched from the air, the attitude is usually tilted because it is not supported by the ground as on the ground. That is, when the altitude is simply increased as shown in Fig. 1 (a), only the magnitude of the thrust is adjusted as shown in arrow A, so there is no problem related to posture control. Likewise, the vehicle needs to be tilted to generate horizontal thrust. In the case of a vehicle in which the direction change is performed in this way, it has great inconvenience in the process of performing photography and transportation. For example, in the case of a photographing vehicle photographing the ground, when the entire vehicle is tilted to change the flight direction, the photographing field of view may deviate significantly from the photographing target point. In this case, continuous shooting becomes difficult with respect to a shooting target point, or it is difficult to quickly change directions. In addition, as another example, in the case of a transport vehicle, when the entire vehicle is tilted to change the flight direction during flight, an accident may occur in which the transport object is tilted, broken, poured, or deformed.

따라서, 비행 방향을 자유롭게 전환할 수 있으면서, 임무 수행에는 영향을 주지 않을 수 있는 비행체의 개발이 필요하다.Therefore, it is necessary to develop a vehicle capable of freely switching the direction of flight and not affecting mission performance.

한국공개특허 제2017-0053543호Korean Patent Publication No. 2017-0053543

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명은 화물 운반, 촬영 등을 수행할 수 있는 장치가 탑재된 메인 모듈에 대해서 추력 모듈이 자유롭게 롤 및 피치 운동할 수 있게 구성되며, 추력 모듈의 롤 운동 및 피치 운동이 서로 독립적으로 이루어질 수 있음에 따라서, 메인 모듈이 추력 모듈과 독립적으로 자세를 가지며 자유롭게 비행 중 방향을 전환할 수 있고 자세 및 동작 제어가 용이한 비행체를 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention has been devised to solve the above-mentioned problems, and the present invention is configured such that the thrust module can freely roll and pitch with respect to the main module equipped with a device capable of carrying, photographing, etc. As the roll motion and the pitch motion of the module can be made independently of each other, the main module has a posture independently of the thrust module and can freely switch directions during flight, and provides a vehicle that can easily control posture and motion There is a purpose.

상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 비행체는, 비행체의 비행을 위한 추력을 발생시키는 추력 모듈; 상기 추력 모듈의 아래에 위치하는 메인 모듈; 상기 추력 모듈과 메인 모듈을 연직 방향 상하로 연결하며 롤 축 및 피치 축을 갖는 조인트 모듈; 및 링크 모듈;을 포함하며,In order to achieve the above object, the vehicle according to the present invention, thrust module for generating a thrust for the flight of the vehicle; A main module located under the thrust module; A joint module connecting the thrust module and the main module vertically and having a roll axis and a pitch axis; And a link module;

상기 조인트 모듈은, 상기 메인 모듈에 연결되는 하부 조인트 부재, 및 상기 하부 조인트 부재 상에 배치되어 상단이 상기 추력 모듈과 연결되며 상기 하부 조인트 부재에 대해서 상기 롤 축 및 피치 축을 중심으로 롤 운동 및 피치 운동 가능하게 연결되는 상부 조인트 부재를 포함하여, 상기 메인 모듈의 자세와 독립적으로 상기 추력 모듈이 상기 롤 축 및 피치 축을 중심으로 롤(roll) 운동, 및 피치(pitch) 운동 가능하며, The joint module is disposed on the lower joint member connected to the main module, and the lower joint member, the upper end is connected to the thrust module, and roll motion and pitch around the roll axis and the pitch axis with respect to the lower joint member Including the upper joint member movably connected, independent of the posture of the main module, the thrust module is capable of roll motion and pitch motion around the roll axis and pitch axis,

상기 링크 모듈은, 상기 추력 모듈의 일 부분과 상기 메인 모듈의 일 부분 사이의 거리를 가변시켜서 상기 추력 모듈이 상기 롤 축 및 상기 피치 축을 중심으로 하여 롤 운동, 및 피치 운동하도록 구성된다.The link module is configured to vary the distance between a portion of the thrust module and a portion of the main module so that the thrust module rolls and pitches around the roll axis and the pitch axis.

바람직하게는, 상기 링크 모듈은 제1 가변 링크 모듈, 및 제2 가변 링크 모듈을 포함하며, 상기 제1 가변 링크 모듈은 상기 추력 모듈의 일 부분과 상기 메인 모듈의 일 부분 사이의 거리를 가변시켜서 상기 추력 모듈이 상기 피치 축을 중심으로 회동하도록 하며, 상기 제2 가변 링크 모듈은 상기 추력 모듈의 일 부분과 상기 메인 모듈의 일 부분 사이의 거리를 가변시켜서 상기 추력 모듈이 상기 롤 축을 중심으로 회동하도록 하며, Preferably, the link module includes a first variable link module, and a second variable link module, wherein the first variable link module varies the distance between a portion of the thrust module and a portion of the main module, The thrust module rotates about the pitch axis, and the second variable link module changes the distance between a portion of the thrust module and a portion of the main module so that the thrust module rotates about the roll axis. And

상기 제1 가변 링크 모듈은, 상기 롤 축 상에 위치하는 볼 조인트를 갖고, 상기 제2 가변 링크 모듈은, 상기 피치 축 상에 위치하는 볼 조인트를 가져서, 상기 제1 가변 링크 모듈 및 제2 가변 링크 모듈은 상기 볼 조인트를 매개로 하여 상기 메인 모듈 또는 상기 추력 모듈과 연결되어, 상기 제1 가변 링크 모듈에 의한 상기 추력 모듈의 피치 운동, 및 제2 가변 링크 모듈에 의한 상기 추력 모듈의 롤 운동이 상호 독립적으로 이루어진다.The first variable link module has a ball joint located on the roll axis, and the second variable link module has a ball joint located on the pitch axis, so that the first variable link module and the second variable The link module is connected to the main module or the thrust module via the ball joint, the pitch motion of the thrust module by the first variable link module, and the roll motion of the thrust module by the second variable link module This is done independently of each other.

바람직하게는, 상기 추력 모듈은, 서로 소정의 사이각을 갖고 교차하게 연장되는 제1 아암, 및 제2 아암을 포함하고, 상기 링크 모듈은 제1 가변 링크 모듈, 및 제2 가변 링크 모듈을 포함하며, 상기 제1 가변 링크 모듈은 상기 제1 아암의 일 부분과 상기 메인 모듈의 일 부분 사이의 거리를 가변시켜서 상기 추력 모듈이 상기 피치 축을 중심으로 회동하도록 하며, 상기 제2 가변 링크 모듈은 상기 제2 아암의 일 부분과 상기 메인 모듈의 일 부분 사이의 거리를 가변시켜서 상기 추력 모듈이 상기 롤 축을 중심으로 회동하도록 구성된다.Preferably, the thrust module includes a first arm and a second arm that extend at a predetermined angle and cross each other, and the link module includes a first variable link module and a second variable link module. The first variable link module changes the distance between a portion of the first arm and a portion of the main module so that the thrust module rotates around the pitch axis, and the second variable link module comprises The thrust module is configured to rotate around the roll axis by varying the distance between a portion of the second arm and a portion of the main module.

바람직하게는, 상기 제1 아암과 제2 아암은, 서로 직교하게 구성되며, 상기 제1 아암 또는 제2 아암 중 어느 하나는, 상기 롤 축 또는 상기 피치 축 중 어느 하나와 평행하게 연장된다.Preferably, the first arm and the second arm are configured orthogonal to each other, and either the first arm or the second arm extends in parallel with either the roll axis or the pitch axis.

바람직하게는, 상기 메인 모듈에 연결되는 제1 연결 부재;를 포함하며, 상기 제1 가변 링크 모듈의 일 단은 상기 제1 연결 부재와 연결되고, 상기 제1 가변 링크 모듈과 상기 제1 연결 부재가 연결되는 위치는 상기 롤 축 상에 위치한다.Preferably, a first connection member connected to the main module; includes, one end of the first variable link module is connected to the first connection member, the first variable link module and the first connection member The position where is connected is located on the roll axis.

바람직하게는, 상기 제1 가변 링크 모듈과 상기 제1 연결 부재는, 볼 조인트에 의해서 연결된다.Preferably, the first variable link module and the first connecting member are connected by a ball joint.

바람직하게는, 상기 제1 가변 링크 모듈은, 제1 액츄에이터, 및 상기 제1 액츄에이터에 의해서 길이 또는 사이각이 가변하는 제1 링크부를 포함한다. Preferably, the first variable link module includes a first actuator, and a first link portion having a variable length or angle between the first actuators.

바람직하게는, 상기 제1 링크부는 제1 가상 평면 내에 위치하여 상기 제1 가상 평면 내에서 길이 또는 사이각이 가변하되, 상기 제1 가상 평면은, 상기 롤 축을 포함하며 상기 피치 축과 평행한 방향을 법선벡터로 갖는 평면으로 이루어진다.Preferably, the first link portion is located in a first virtual plane, and a length or an angle between the first virtual planes is variable, wherein the first virtual plane includes the roll axis and is parallel to the pitch axis. It consists of a plane having as a normal vector.

바람직하게는, 상기 제1 액츄에이터는 상기 제1 아암 상에 배치된다.Preferably, the first actuator is disposed on the first arm.

바람직하게는, 상기 제1 아암은, 상기 제1 가상 평면과 겹쳐지는 부분의 적어도 일 부분에 제1 공간부를 가져서 상기 제1 가상 평면 상에 상기 제1 링크부가 위치하며 상기 제1 가상 평면 내에서 상기 제1 링크부가 변위 또는 변형된다.Preferably, the first arm has a first space portion in at least a portion of a portion overlapping with the first virtual plane, and the first link portion is located on the first virtual plane and within the first virtual plane. The first link portion is displaced or deformed.

바람직하게는, 상기 제2 아암에 연결되는 제2 연결 부재;를 포함하며, 상기 제2 가변 링크 모듈의 일 단은 상기 제2 연결 부재와 연결되고, 상기 제2 가변 링크 모듈과 상기 제2 연결 부재가 연결되는 위치는 상기 피치 축 상에 위치한다.Preferably, a second connecting member connected to the second arm; includes, one end of the second variable link module is connected to the second connecting member, the second variable link module and the second connection The position where the members are connected is located on the pitch axis.

바람직하게는, 상기 제2 가변 링크 모듈과 상기 제2 연결 부재는, 볼 조인트에 의해서 연결된다.Preferably, the second variable link module and the second connecting member are connected by a ball joint.

바람직하게는, 상기 제2 가변 링크 모듈은, 제2 액츄에이터, 및 상기 제2 액츄에이터에 의해서 길이 또는 사이각이 가변하는 제2 링크부를 포함한다.Preferably, the second variable link module includes a second actuator, and a second link portion having a variable length or angle between the second actuators.

바람직하게는, 상기 제2 링크부는 제2 가상 평면 내에 위치하여 상기 제2 가상 평면 내에서 길이 또는 사이각이 가변하되, 상기 제2 가상 평면은, 상기 피치 축을 포함하며 상기 제1 아암의 연장 방향과 평행한 방향을 법선벡터로 갖는다.Preferably, the second link portion is located in a second virtual plane, and a length or an angle between the second virtual planes is variable, wherein the second virtual plane includes the pitch axis and extends the direction of the first arm. Has a direction parallel to the normal vector.

바람직하게는, 상기 제2 액츄에이터는 상기 메인 모듈에 연결된다.Preferably, the second actuator is connected to the main module.

바람직하게는, 상기 메인 모듈은, 상기 제2 가상 평면과 겹쳐지는 부분의 적어도 일 부분에 제2 공간부를 가져서 상기 제2 가상 평면 상에 상기 제2 링크부가 위치하면 상기 제2 가상 평면 내에서 상기 제2 링크부가 변위 또는 변형된다.Preferably, the main module has a second space portion in at least a portion of the portion overlapping with the second virtual plane, and when the second link portion is located on the second virtual plane, the second virtual plane is located within the second virtual plane. The second link portion is displaced or deformed.

바람직하게는, 상기 상부 조인트 부재와 상기 하부 조인트 부재는 연직 방향 상하로 직렬로 배열된다.Preferably, the upper joint member and the lower joint member are arranged in series vertically.

바람직하게는, 상기 조인트 모듈은, 유니버셜 조인트를 포함한다.Preferably, the joint module includes a universal joint.

본 발명에 따른 비행체는 화물 운반, 촬영 등을 수행할 수 있는 장치가 탑재된 메인 모듈에 대해서 추력 모듈이 자유롭게 롤 및 피치 운동할 수 있게 구성됨에 따라서, 메인 모듈이 추력 모듈과 독립적인 자세를 가져, 비행 중 비행체가 자세와 관계없이 자유롭게 비행 방향을 전환할 수 있다..The vehicle according to the present invention has a posture independent of the thrust module, as the thrust module is configured to freely roll and pitch with respect to the main module equipped with a device capable of carrying, photographing, etc. , During the flight, the vehicle can freely switch the flight direction regardless of posture.

아울러, 본 발명에 따른 비행체는 추력 모듈의 롤 운동과 피치 운동이 서로 영향을 주지 않고 독립적으로 이루어질 수 있으므로, 자세 제어가 쉽게 이루어질 수 있다. In addition, the air vehicle according to the present invention, since the roll motion and the pitch motion of the thrust module can be made independently without affecting each other, posture control can be easily performed.

도 1 은 종래 기술에 따른 소형 비행체의 구조를 나타낸 도면이다.
도 2 는 본 발명에 따른 비행체의 전체 구조를 나타낸 도면이다.
도 3 은 본 발명에 따른 비행체를 상방향에서 본 구조를 나타낸 도면이다.
도 4 는 본 발명에 따른 비행체의 조인트 모듈의 구조를 나타낸 도면이다.
도 5 는 본 발명에 따른 비행체의 제1 가변 링크 모듈, 및 제1 연결 부재의 구조를 나타낸 도면이다.
도 6 은 본 발명에 따른 비행체의 제2 가변 링크 모듈, 및 제2 연결 부재의 구조를 나타낸 도면이다.
도 7 내지 도 9 는 본 발명에 따른 비행체의 동작 및 자세 제어를 나타낸 도면이다.1 is a view showing the structure of a small aircraft according to the prior art.
2 is a view showing the overall structure of a vehicle according to the present invention.
3 is a view showing the structure of the aircraft according to the present invention viewed from above.
4 is a view showing the structure of a joint module of a vehicle according to the present invention.
5 is a view showing the structure of the first variable link module and the first connecting member of the vehicle according to the present invention.
6 is a view showing the structure of the second variable link module and the second connecting member of the vehicle according to the present invention.
7 to 9 are views showing the operation and attitude control of the vehicle according to the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대하여 설명한다. 본 실시예는 제한적인 것으로 의도된 것이 아니다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. This example is not intended to be limiting.

도 2 는 본 발명에 따른 비행체의 전체 구조를 나타낸 도면이며, 도 3 은 본 발명에 따른 비행체를 상방향에서 본 구조를 나타낸 도면이고, 도 4 는 본 발명에 따른 비행체의 조인트 모듈(300)의 구조를 나타낸 도면이며, 도 5 는 본 발명에 따른 비행체의 제1 가변 링크 모듈(400), 및 제1 연결 부재(600)의 구조를 나타낸 도면이고, 도 6 은 본 발명에 따른 비행체의 제2 가변 링크 모듈(500), 및 제2 연결 부재(700)의 구조를 나타낸 도면이다.2 is a view showing the overall structure of a vehicle according to the present invention, FIG. 3 is a view showing the structure of a vehicle according to the present invention viewed from above, and FIG. 4 is a joint module 300 of the aircraft according to the present invention 5 is a view showing the structure of a first variable link module 400 of a vehicle according to the present invention, and a first connecting member 600, and FIG. 6 is a second view of a vehicle according to the present invention It is a diagram showing the structures of the variable link module 500 and the second connecting member 700.

본 발명에 따른 비행체는, 추력 모듈(100), 메인 모듈(200), 조인트 모듈(300), 제1 및 제2 가변 링크 모듈(400, 500), 및 제1 및 제2 연결 부재(600, 700)를 포함하여 구성될 수 있다.The vehicle according to the present invention includes a thrust module 100, a main module 200, a joint module 300, first and second variable link modules 400, 500, and first and second connecting members 600, 700).

이하에서, 각 부재의 위치, 방향 및 관계를 설명할 때에는 도 2 에 도시된 방향을 기준으로 한다. 도 2 에 도시된 x 축, y 축, z 축은 각각 롤(roll) 축(C1), 피치(pitch) 축(C2), 요우(yaw) 축(C3)과 평행한 방향을 구성할 수 있다. 단, 이에 반드시 한정하는 것은 아니며, 자세 및 배향에 따라서 x 축이 피치 축과 평행한 방향을 구성하고, y 축이 롤 축과 평행한 방향을 구성할 수도 있다. 즉, 이하의 설명에서, 롤 축, 피치 축은 반드시 한정된 개념이 아니다.Hereinafter, when describing the position, direction, and relationship of each member, it is based on the direction shown in FIG. 2. The x-axis, the y-axis, and the z-axis shown in FIG. 2 may constitute a direction parallel to the roll axis C1, the pitch axis C2, and the yaw axis C3, respectively. However, the present invention is not necessarily limited thereto, and the x-axis may constitute a direction parallel to the pitch axis and the y-axis may constitute a direction parallel to the roll axis according to posture and orientation. That is, in the following description, the roll axis and the pitch axis are not necessarily limited concepts.

추력 모듈(100)은 비행체의 비행을 위한 추력을 발생시키는 모듈이다. 추력 모듈(100)은, 서로 소정의 사이각을 갖고 수평 방향으로 연장되는 복수 개의 아암, 및 상기 아암에 구비되는 추력 장치(미도시)를 포함할 수 있다. The thrust module 100 is a module that generates thrust for flight of a vehicle. The thrust module 100 may include a plurality of arms that have a predetermined angle between each other and extend in the horizontal direction, and a thrust device (not shown) provided in the arms.

바람직하게는, 아암은 제1 아암(110)과, 제2 아암(120)을 포함할 수 있다. 이때, 제1 아암(110)과, 제2 아암(120)은, 일 수평면 상에 위치하며 각각 소정 길이를 갖고 연장되고, 길이 방향 중심 부분(CC)에서 서로 직교하며 교차할 수 있다. 이때, 제2 아암(120)은 피치 축(C2)과 나란한 방향으로 연장될 수 있다. 또한, 제1 아암(110)은, 상기 제2 아암(120)과 적어도 일 부분이 직교하는 방향으로 연장될 수 있다. 단, 이에 반드시 한정하는 것은 아니며, 상기 제1 아암(110) 또는 제2 아암(120)중 어느 하나는, 상기 롤 축 또는 상기 피치 축 중 어느 하나와 평행하게 연장되며, 다른 하나의 아암은 상기 롤 축 또는 상기 피치 축 중 어느 하나와 평행하게 연장되는 아암과 직교하는 구성을 가질 수 있다.Preferably, the arm may include a first arm 110 and a second arm 120. At this time, the first arm 110 and the second arm 120 are located on one horizontal surface, each having a predetermined length and extending, and may intersect and cross each other in the longitudinal center portion CC. At this time, the second arm 120 may be extended in a direction parallel to the pitch axis (C2). Further, the first arm 110 may extend in a direction in which at least a portion of the second arm 120 is orthogonal. However, it is not limited thereto, and either one of the first arm 110 or the second arm 120 extends parallel to either the roll axis or the pitch axis, and the other arm is the It may have a configuration orthogonal to the arm extending parallel to either the roll axis or the pitch axis.

단, 이에 반드시 한정하는 것은 아니며, 아암의 개수는 복수이며 그 사이각도 선택적일 수 있다. 예컨대, 아암은 임의의 개수 이상 마련되어, 쿼드로터, 헥사로터, 옥토로터 등의 구성을 가질 수 있다. However, the present invention is not limited thereto, and the number of arms is plural and the angle between them may be optional. For example, the arm is provided in any number or more, and may have a configuration such as a quad rotor, a hexa rotor, an octo rotor, and the like.

바람직하게는, 제1 아암(110)은 적어도 일 부분에 상기 롤 축(C1)과 상하 방향(요우 축 방향)으로 겹쳐지는 부분의 적어도 일 부분에 제1 공간부(114)를 가질 수 있다. 예컨대, 도 3 에 도시된 바와 같이, 제1 아암(110)은 롤 축(C1)과 이격된 위치에서 연장되는 사이드 아암(112)을 가질 수 있다.Preferably, the first arm 110 may have a first space portion 114 on at least a portion of the portion overlapping the roll axis C1 in the vertical direction (yaw axis direction) on at least one portion. For example, as shown in FIG. 3, the first arm 110 may have a side arm 112 extending from a position spaced apart from the roll axis C1.

또한, 제1 아암(110)과 제2 아암(120)에는 연결 홀(130)이 형성될 수 있다. 연결 홀(130)은 제1 아암(110)과 제2 아암(120)의 길이 방향을 따라서 복수 개 형성될 수 있다. 따라서, 후술하는 제1 가변 링크 모듈(400)과 제2 가변 링크 모듈(500)의 연결 위치가 선택적으로 가변될 수 있다.In addition, a connection hole 130 may be formed in the first arm 110 and the second arm 120. A plurality of connection holes 130 may be formed along the longitudinal direction of the first arm 110 and the second arm 120. Therefore, the connection positions of the first variable link module 400 and the second variable link module 500 described later may be selectively changed.

추력 장치(미도시)는 제1 아암(110)의 각 단부(F1, F2) 및 제2 아암(120)의 각 단부(F3, F4)에 배치되어 총 4 개가 구비될 수 있다. 예컨대, 추력 장치는 프로펠러, 및 프로펠러를 회전시키는 동력 장치를 포함할 수 있다. 이와 같은 동력 장치는 추력 모듈(100)에 구비될 수도 있고, 또는 메인 모듈(200) 내에 구비되며 소정의 동력 연결 장치를 통해 동력을 전달하도록 구성될 수도 있다. 다만, 이에 한정하는 것은 아니다.A thrust device (not shown) may be disposed on each end F1 and F2 of the first arm 110 and each end F3 and F4 of the second arm 120 to provide a total of four. For example, the thrust device may include a propeller and a power device that rotates the propeller. Such a power device may be provided in the thrust module 100, or may be provided in the main module 200 and configured to transmit power through a predetermined power connection device. However, it is not limited to this.

메인 모듈(200)은 추력 모듈(100) 아래에 배치되는 장치로서, 각종 전원부, 통신 장치, 촬영 장치 등을 포함할 수 있다. 아울러, 메인 모듈(200) 내에는 각종 화물 등을 내부에 탑재시켜 수납하거나 또는 화물 등을 그립하여 이동시킬 수 있는 운반 장치를 포함할 수도 있다. 물론, 이에 한정하지 아니하며, 통신, 수송, 촬영 등 기타 임무 수행에 필요한 별도의 장치 등이 메인 모듈(200)에 구비될 수 있다.The main module 200 is a device disposed under the thrust module 100, and may include various power supplies, communication devices, and imaging devices. In addition, the main module 200 may include a transport device capable of storing various types of cargo or the like thereinto, or gripping and moving the cargo or the like. Of course, the present invention is not limited thereto, and a separate device required for performing other tasks such as communication, transportation, and photography may be provided in the main module 200.

아울러, 도면에서는 메인 모듈(200)이 추력 모듈(100)의 하부에만 구비된 형태만이 도시되었으나, 이에 반드시 한정하는 것은 아니다. 예컨대, 메인 모듈(200)의 상부로 추력 모듈(100)보다 높게 연장되는 소정의 빔이 마련되며, 상기 빔의 상부에 추가적인 장치 및 모듈 등이 탑재되는 것도 가능하다.In addition, in the drawing, only the form in which the main module 200 is provided only under the thrust module 100 is illustrated, but is not limited thereto. For example, a predetermined beam extending higher than the thrust module 100 is provided above the main module 200, and it is also possible that additional devices and modules are mounted on the beam.

또한, 상기 메인 모듈(200)은 자세를 제어할 수 있는 소정의 자세 제어 모듈을 가질 수도 있다. 후술하는 바와 같이, 메인 모듈(200)은 추력 모듈(100)과 독립적인 자세를 가질 수 있으므로, 추력 모듈(100)의 작동 및 자세와 별개로 메인 모듈(200)의 자세를 제어할 수 있는 자세 제어 모듈이 메인 모듈(200) 내에 내장되거나, 또는 자세 제어 모듈이 별개로 마련될 수 있다. 일 예로, 메인 모듈(200) 내에는 메인 모듈(200)의 무게 중심을 변위시켜서 메인 모듈(200)의 기울임각 등의 자세를 변화시키는 장치, 또는 메인 모듈(200)이 소정의 운동을 하도록 하는 장치 등이 내장될 수 있다.In addition, the main module 200 may have a predetermined posture control module capable of controlling posture. As described later, since the main module 200 may have an independent posture from the thrust module 100, a posture capable of controlling the posture of the main module 200 independently of the operation and posture of the thrust module 100 The control module may be built in the main module 200, or a posture control module may be provided separately. For example, in the main module 200, the center of gravity of the main module 200 is displaced to change a posture such as an inclination angle of the main module 200, or the main module 200 to perform a predetermined movement Devices and the like can be built.

조인트 모듈(300)은 추력 모듈(100)과 메인 모듈(200) 사이에 구비되어 추력 모듈(100)과 메인 모듈(200)을 상하로 연결하는 장치이다. 상기 조인트 모듈(300)은, 상기 메인 모듈(200)에 대해서 상기 추력 모듈(100)이 상대적으로 롤(roll) 운동, 및 피치(pitch) 운동 가능하게 연결시킨다. The joint module 300 is provided between the thrust module 100 and the main module 200 to connect the thrust module 100 and the main module 200 vertically. The joint module 300 connects the thrust module 100 relative to the main module 200 so that it can be relatively rolled and pitched.

바람직하게는, 조인트 모듈(300)은, 하부 조인트 부재(310), 상부 조인트 부재(320), 및 연결 블록(330)을 포함하여 구성될 수 있다. 하부 조인트 부재(310)는 조인트 모듈(300)의 하부를 구성하며, 상부 조인트 부재(320)는 조인트 모듈(300)의 상부를 구성하고, 연결 블록(330)은 하부 조인트 부재(310)와 상부 조인트 부재(320) 사이에 위치한다. 아울러, 제1 연결축(340)이 하부 조인트 부재(310)와 연결 블록(330)을 연결하며, 제2 연결축(350)이 상부 조인트 부재(320)와 연결 블록(330)을 연결한다.Preferably, the joint module 300 may include a lower joint member 310, an upper joint member 320, and a connection block 330. The lower joint member 310 constitutes a lower portion of the joint module 300, the upper joint member 320 constitutes an upper portion of the joint module 300, and the connection block 330 includes a lower joint member 310 and an upper portion Located between the joint member 320. In addition, the first connecting shaft 340 connects the lower joint member 310 and the connecting block 330, and the second connecting shaft 350 connects the upper joint member 320 and the connecting block 330.

하부 조인트 부재(310)의 하부는 메인 모듈(200)과 연결되며, 상부는 연결 블록(330)과 연결된다. The lower portion of the lower joint member 310 is connected to the main module 200, and the upper portion is connected to the connection block 330.

제1 연결축(340)은 하부 조인트 부재(310)의 상부를 관통할 수 있다. 이때, 제1 연결축(340)은 롤 축(C1) 상에 위치하며, 롤 축(C1) 방향으로 연장된다. 즉, 제1 연결축(340)은 추력 모듈(100)의 롤 축을 구성한다.The first connection shaft 340 may penetrate the upper portion of the lower joint member 310. At this time, the first connecting shaft 340 is located on the roll axis C1 and extends in the roll axis C1 direction. That is, the first connecting shaft 340 constitutes the roll shaft of the thrust module 100.

상부 조인트 부재(320)의 상부는 추력 모듈(100)과 연결되며 하부는 연결 블록(330)과 연결된다. 제2 연결축(350)은 상부 조인트 부재(310)의 하부를 관통할 수 있다. 이때, 제2 연결축(350)은 피치 축(C2) 상에 위치하며, 피치 축(C2) 방향으로 연장된다. 즉, 제2 연결축(350)은 추력 모듈(100)의 피치 축을 구성한다.The upper portion of the upper joint member 320 is connected to the thrust module 100 and the lower portion is connected to the connection block 330. The second connection shaft 350 may penetrate the lower portion of the upper joint member 310. At this time, the second connecting shaft 350 is located on the pitch axis C2 and extends in the direction of the pitch axis C2. That is, the second connection shaft 350 constitutes a pitch axis of the thrust module 100.

이를 달리 설명하면, 제2 연결축(350)은 제2 아암(120)과 평행한 방향으로 연장되며, 제1 연결축(340)은 상기 제2 연결축(350)과 직교하는 방향으로 연장된다고 설명할 수 있다.In other words, the second connection shaft 350 extends in a direction parallel to the second arm 120, and the first connection shaft 340 extends in a direction orthogonal to the second connection shaft 350. I can explain.

이에 따라서, 하부 조인트 부재(310)를 기준으로 볼 때, 상부 조인트 부재(320)는 하부 조인트 부재(310)에 대하여 롤 축(C1) 및 피치 축(C2)을 중심으로 회동 가능하다. 따라서, 상부 조인트 부재(320) 상에 연결된 추력 모듈(100)이 하부 조인트 부재(310) 하부에 연결된 메인 모듈(200)에 대해서 롤 운동, 및 피치 운동이 가능하다.Accordingly, when viewed with reference to the lower joint member 310, the upper joint member 320 is rotatable about the lower joint member 310 around the roll axis C1 and the pitch axis C2. Therefore, the thrust module 100 connected on the upper joint member 320 is capable of roll motion and pitch motion with respect to the main module 200 connected to the lower part of the lower joint member 310.

단, 여기에서는 제1 연결축(340)이 롤 축으로 구성되고, 제2 연결축(350)이 피치 축으로 구성되는 것으로 설명되었으나, 이에 반드시 한정하는 것은 아니다. 즉, 반대로, 제1 연결축(340)이 피치 축을 구성하고, 제2 연결축(350)이 롤 축으로 구성하는 것도 가능하다.However, the first connection shaft 340 is configured as a roll axis, and the second connection shaft 350 is configured as a pitch axis, but is not limited thereto. That is, on the contrary, it is also possible that the first connecting shaft 340 constitutes a pitch axis, and the second connecting shaft 350 constitutes a roll axis.

이와 같이 구성된 조인트 모듈(300)은 서로 직교하는 2 개의 축을 중심으로 회동 가능하며, 상부와 하부를 갖는 유니버셜 조인트로 구성될 수 있다.The joint module 300 configured as described above is rotatable about two axes orthogonal to each other, and may be configured as a universal joint having upper and lower portions.

링크 모듈은, 피치 축(C2)을 중심으로 하여 제1 아암(110)의 각도를 가변시키는 제1 가변 링크 모듈(400), 및 롤 축(C1)을 중심으로 하여 제2 아암(120)의 각도를 가변시키는 제2 가변 링크 모듈(500)을 포함한다.The link module includes the first variable link module 400 that changes the angle of the first arm 110 around the pitch axis C2, and the second arm 120 around the roll axis C1. And a second variable link module 500 for varying the angle.

제1 연결 부재(600), 및 제2 연결 부재(700)는 각각 제1 가변 링크 모듈(400), 제2 가변 링크 모듈(500)과 연결된다. The first connecting member 600 and the second connecting member 700 are respectively connected to the first variable link module 400 and the second variable link module 500.

이하에서는 제1 가변 링크 모듈(400)과 제1 연결 부재(600)의 구성 및 그 연결 구조에 대해서 설명한다. 이어서 제2 가변 링크 모듈(500)과 제2 연결 부재(700)의 구성 및 그 연결 구조에 대해서 설명한다.Hereinafter, a configuration of the first variable link module 400 and the first connection member 600 and a connection structure thereof will be described. Next, the configuration of the second variable link module 500 and the second connection member 700 and the connection structure thereof will be described.

먼저, 제1 가변 링크 모듈(400)과 제1 연결 부재(600)의 구성 및 그 연결 구조에 대해서 설명한다.First, the configuration of the first variable link module 400 and the first connection member 600 and the connection structure thereof will be described.

제1 가변 링크 모듈(400)은 제1 액츄에이터(410), 및 제1 링크부(420)를 포함하여 구성된다. The first variable link module 400 includes a first actuator 410 and a first link unit 420.

실시예에 의하면, 제1 액츄에이터(410)는 제1 아암(110) 상에 배치될 수 있다. 제1 액츄에이터(410)의 배치 위치는 선택적으로 가변될 수 있다. 제1 액츄에이터(410)는 회전 운동을 발생시킬 수 있다.According to an embodiment, the first actuator 410 may be disposed on the first arm 110. The arrangement position of the first actuator 410 may be selectively changed. The first actuator 410 may generate rotational motion.

실시예에 의하면, 제1 링크부(420)는 서로 힌지 연결되며 사이각이 가변하는 제1-1 링크(430), 및 제1-2 링크(440)를 포함할 수 있다. 제1-1 링크(430)는 제1 액츄에이터(410)에 연결되어 회동 가능하다. 제1-2 링크(440)는 제1-1 링크(430)에 힌지 연결된다. 제1 액츄에이터(410)의 작동에 의하여 제1-1 링크(430)와 제1-2 링크(440)는 사이각이 가변할 수 있다. 바람직하게는, 제1-1 링크(430)는 서로 상이한 위치에 형성된 복수 개의 링크 홀(432)을 가져서 제1-1 링크(430)와 제1-2 링크(440)의 연결 위치가 선택적으로 가변될 수 있다.According to an embodiment, the first link unit 420 may include a 1-1 link 430 and a 1-2 link 440 that are hinged to each other and have a variable angle between them. The first-first link 430 is connected to the first actuator 410 and is rotatable. The 1-2 link 440 is hinged to the 1-1 link 430. An angle between the 1-1 link 430 and the 1-2 link 440 may be varied by the operation of the first actuator 410. Preferably, the 1-1 link 430 has a plurality of link holes 432 formed at different positions so that the connection positions of the 1-1 link 430 and the 1-2 link 440 are selectively Can be variable.

이때, 제1 링크부(420)는 제1 가상 평면(D1) 내에 위치하며, 상기 제1 가상 평면(D1) 내에서 사이각이 가변할 수 있다. 제1 가상 평면(D1)은, 상기 롤 축(C1)을 포함하며 상기 피치 축(C2)과 평행한 방향을 법선벡터로 갖는 평면이다. 도 2, 3 과 같이 추력 모듈(500)이 직립한 상태에서, 상기 제1 가상 평면(D1)은, 도 3 에 표시된 바와 같이, 롤 축(C1)과 상하로 겹쳐져 있다. 한편, 피치 축(C2)의 배향은 가변(도 4 참조)하므로, 제1 가상 평면(D1)의 법선벡터 또한, 피치 축(C2)의 배향과 동일하게 가변할 수 있다. At this time, the first link unit 420 is located in the first virtual plane D1, and the angle between the first virtual planes D1 may vary. The first virtual plane D1 is a plane including the roll axis C1 and having a direction parallel to the pitch axis C2 as a normal vector. 2 and 3, in the state where the thrust module 500 is upright, the first virtual plane D1 overlaps the roll axis C1 up and down, as shown in FIG. 3. On the other hand, since the orientation of the pitch axis C2 is variable (see Fig. 4), the normal vector of the first virtual plane D1 can also be varied in the same way as the orientation of the pitch axis C2.

앞서 설명한 바와 같이, 상기 제1 아암(110)은, 상기 제1 가상 평면(D1)과 겹쳐지는 부분의 적어도 일 부분에 제1 공간부(114)를 가질 수 있다. 또한, 제1 링크부(420)는 제1 공간부(114)와 상하로 겹쳐지는 위치에 위치할 수 있다. 따라서, 제1 링크부(420)는 제1 가상 평면(D1) 내에 위치하며 제1 가상 평면(D1) 내에서 사이각이 가변할 수 있다.As described above, the first arm 110 may have a first space 114 on at least a portion of a portion overlapping the first virtual plane D1. Further, the first link portion 420 may be positioned at a position overlapping the first space portion 114 vertically. Therefore, the first link unit 420 is located in the first virtual plane D1 and the angle between the first virtual planes D1 may vary.

제1 연결 부재(600)는 메인 모듈(200)에 연결된다. 제1 연결 부재(600)는 예컨대 메인 모듈(200) 상에 소정의 높이 만큼 상방향으로 연장되게 세워진 아암 형태로 구성될 수 있다. The first connecting member 600 is connected to the main module 200. The first connection member 600 may be configured, for example, in the form of an arm erected to extend upward by a predetermined height on the main module 200.

제1 연결 부재(600)와 제1 링크부(420)는 볼 조인트로 구성된 제1 회동 조인트(450)에 의해서 연결될 수 있다. 따라서, 제1 링크부(420)는 상기 제1 회동 조인트(450)를 중심으로 하여 자유롭게 선회할 수 있다.The first connecting member 600 and the first link portion 420 may be connected by a first rotating joint 450 composed of a ball joint. Therefore, the first link portion 420 can be freely pivoted around the first rotation joint 450.

이때, 제1 회동 조인트(450)의 위치(제1 연결 부재(600)와 제1 링크부(420)가 서로 연결되는 위치)는 롤 축(C1) 상에 위치할 수 있다. 따라서, 제1 가변 링크 모듈(400)은 롤 축(C1)을 중심으로 하여 회동할 수 있다. At this time, the position of the first rotational joint 450 (the position where the first connecting member 600 and the first link part 420 are connected to each other) may be located on the roll shaft C1. Therefore, the first variable link module 400 can rotate around the roll axis C1.

이어서 제2 가변 링크 모듈(500)과 제2 연결 부재(700)의 구성 및 그 연결 구조에 대해서 설명한다.Next, the configuration of the second variable link module 500 and the second connection member 700 and the connection structure thereof will be described.

제2 가변 링크 모듈(500)은 제2 액츄에이터(510), 및 제2 링크부(520)를 포함하여 구성된다. The second variable link module 500 includes a second actuator 510 and a second link unit 520.

실시예에 의하면, 제2 액츄에이터(510)는 메인 모듈(200)에 배치될 수 있다. 제2 액츄에이터(510)는 회전 운동을 발생시킬 수 있다.According to an embodiment, the second actuator 510 may be disposed in the main module 200. The second actuator 510 may generate rotational motion.

실시예에 의하면, 제2 링크부(520)는 서로 힌지 연결되며 사이각이 가변하는 제2-1 링크(530), 및 제2-2 링크(540)를 포함할 수 있다. 제2-1 링크(530)는 제2 액츄에이터(510)에 연결되어 회동 가능하고, 제2-2 링크(540)는 제2-1 링크(530)에 연결되어 사이각이 가변할 수 있다. 바람직하게는, 제2-1 링크(530)에는 서로 상이한 위치에 형성된 복수 개의 링크 홀(532)을 가져서 제2-1 링크(530)와 제2-2 링크(540)의 연결 위치가 선택적으로 가변될 수 있다.According to an embodiment, the second link unit 520 may include a 2-1 link 530 and a 2-2 link 540 that are hinged to each other and have varying angles between them. The 2-1 link 530 may be connected to the second actuator 510 and rotated, and the 2-2 link 540 may be connected to the 2-1 link 530 to have a variable angle. Preferably, the 2-1 link 530 has a plurality of link holes 532 formed at different positions so that the connection positions of the 2-1 link 530 and the 2-2 link 540 are selectively Can be variable.

이때, 제2 링크부(520)는 제2 가상 평면(D2) 내에 위치하며, 상기 제2 가상 평면(D2) 내에서 사이각이 가변할 수 있다. 제2 가상 평면(D2)은, 상기 피치 축(C2)을 포함하며 상기 제1 아암(110)의 연장 방향(제1 아암(110)의 연장 방향과 평행한 방향)을 법선벡터로 갖는 평면이다. 도 2, 3 과 같이 추력 모듈(500)이 직립한 상태에서, 상기 제2 가상 평면(D2)은, 도 3 에 표시된 바와 같이, 피치 축(C2)과 상하로 겹쳐져 있다. 한편, 제1 아암(110)의 기울임각은 가변하므로, 제2 가상 평면(D2)의 법선벡터 또한 또한 제1 아암(110)의 배향 및 기울임각과 동일하게 가변할 수 있다.At this time, the second link unit 520 is located in the second virtual plane D2, and the angle between the second virtual planes D2 may vary. The second virtual plane D2 is a plane including the pitch axis C2 and having an extending direction of the first arm 110 (a direction parallel to the extending direction of the first arm 110) as a normal vector. . 2 and 3, in the state where the thrust module 500 is upright, the second virtual plane D2 overlaps the pitch axis C2 up and down, as shown in FIG. On the other hand, since the tilt angle of the first arm 110 is variable, the normal vector of the second virtual plane D2 may also be variable in the same manner as the orientation and tilt angle of the first arm 110.

앞서 설명한 바와 같이, 상기 메인 모듈(200)은, 상기 제2 가상 평면(D2)과 겹쳐지는 부분의 적어도 일 부분에 제2 공간부(210)를 가질 수 있다. 또한, 제2 링크부(520)는 제2 공간부(210)와 상하로 겹쳐지는 위치에 위치할 수 있다. 따라서, 제2 링크부(520)는 제2 가상 평면(D2) 내에 위치하며 제2 가상 평면(D2) 내에서 사이각이 가변할 수 있다.As described above, the main module 200 may have a second space portion 210 on at least a portion of a portion overlapping the second virtual plane D2. In addition, the second link unit 520 may be positioned at a position overlapping the second space unit 210 vertically. Therefore, the second link unit 520 is located in the second virtual plane D2 and the angle between the second virtual planes D2 may vary.

제2 연결 부재(700)는 제2 아암(120)에 연결된다. 제2 연결 부재(700)는 예컨대 제2 아암(120)에 연결되며 소정의 높이 만큼 하방향으로 연장되는 아암 형태로 구성될 수 있다. The second connecting member 700 is connected to the second arm 120. The second connecting member 700 is connected to the second arm 120, for example, and may be configured in an arm shape extending downward by a predetermined height.

제2 연결 부재(700)와 제2 링크부(520)는 볼 조인트로 구성된 제2 회동 조인트(550)에 의해서 연결될 수 있다. 따라서, 제 2 가변 링크 모듈(500)은 상기 제2 회동 조인트(550)를 중심으로 하여 자유롭게 선회할 수 있다.The second connecting member 700 and the second link portion 520 may be connected by a second rotating joint 550 composed of a ball joint. Therefore, the second variable link module 500 can be freely pivoted around the second rotation joint 550.

이때, 제2 회동 조인트(550)의 위치(제2 연결 부재(700)와 제2 링크부(520)가 서로 연결되는 위치)는 피치 축(C2) 상에 위치할 수 있다. 따라서, 제2 가변 링크 모듈(500)은 피치 축(C2)을 중심으로 하여 회동할 수 있다. At this time, the position of the second rotation joint 550 (the position where the second connecting member 700 and the second link part 520 are connected to each other) may be located on the pitch axis C2. Therefore, the second variable link module 500 can rotate around the pitch axis C2.

상기 실시 형태에서는, 제1 연결 부재(600), 와 제2 연결 부재(700)가 각각 특정하게 설명되었으나, 본 발명의 실시 형태는 이에 한정되지 않는다. 즉, 본 발명의 실시 형태는 상기 제1 가변 링크 모듈(400)은 상기 추력 모듈(100)의 일 부분과 상기 메인 모듈(200)의 일 부분 사이의 거리를 가변시켜서 상기 추력 모듈(100)이 상기 피치 축(C2)을 중심으로 회동하도록 하며, 상기 제2 가변 링크 모듈(500)은 상기 추력 모듈(100)의 일 부분과 상기 메인 모듈(200)의 일 부분 사이의 거리를 가변시켜서 상기 추력 모듈(100)이 상기 롤 축(C1)을 중심으로 회동하도록 하며, 상기 제1 가변 링크 모듈(400)은, 상기 롤 축(C1) 상에 위치하는 볼 조인트를 갖고, 상기 제2 가변 링크 모듈(500)은, 상기 피치 축 상에 위치하는 볼 조인트를 가져서, 상기 제1 가변 링크 모듈(400) 및 제2 가변 링크 모듈(500)은 상기 볼 조인트를 매개로 하여 상기 메인 모듈(200) 또는 상기 추력 모듈(100)과 연결되는 구성을 가지는 것으로 이해될 수 있다. 따라서, 상기 제1 가변 링크 모듈(400)에 의한 상기 추력 모듈(100)의 피치 운동, 및 제2 가변 링크 모듈(500)에 의한 상기 추력 모듈(100)의 롤 운동이 상호 독립적으로 이루어지는 비행체라고 할 수 있다.In the above embodiment, the first connecting member 600 and the second connecting member 700 have been specifically described, but the embodiment of the present invention is not limited thereto. That is, in the embodiment of the present invention, the first variable link module 400 changes the distance between a portion of the thrust module 100 and a portion of the main module 200 so that the thrust module 100 is The pitch axis C2 is rotated around, and the second variable link module 500 changes the distance between a portion of the thrust module 100 and a portion of the main module 200 to change the thrust. The module 100 is rotated around the roll axis C1, and the first variable link module 400 has a ball joint located on the roll axis C1, and the second variable link module 500 has a ball joint located on the pitch axis, so that the first variable link module 400 and the second variable link module 500 are the main module 200 or the medium through the ball joint. It can be understood to have a configuration that is connected to the thrust module 100. Therefore, the pitch motion of the thrust module 100 by the first variable link module 400 and the roll motion of the thrust module 100 by the second variable link module 500 are said to be independent of each other. can do.

이하에서는 본 발명에 의한 비행체의 자세 제어 및 동작을 설명한다. Hereinafter, the attitude control and operation of the vehicle according to the present invention will be described.

도 7 내지 도 9 는 본 발명에 따른 비행체의 동작 및 자세 제어를 나타낸 도면이다. 도 8 에 도시된 바와 같이, 제1 가변 링크 모듈(400)이 작동하면 추력 모듈(100)은 피치 축(C2)을 중심으로 하여 화살표 R2 과 같이 피치 운동하게 된다. 또한, 도 9 에 도시된 바와 같이, 제2 가변 링크 모듈(500)이 작동하면 추력 모듈(100)은 롤 축(C1)을 중심으로 하여 화살표 R1 과 같이 롤 운동하게 된다.7 to 9 are views showing the operation and attitude control of the vehicle according to the present invention. As illustrated in FIG. 8, when the first variable link module 400 is operated, the thrust module 100 is pitched as shown by the arrow R2 around the pitch axis C2. In addition, as illustrated in FIG. 9, when the second variable link module 500 operates, the thrust module 100 rolls as shown by the arrow R1 around the roll axis C1.

본 발명의 실시예에 따른 비행체는 제1 연결 부재(600)를 구비한다. 따라서, 제1 가변 링크 모듈(400)과 제1 연결 부재(600)를 연결하는 제1 회동 조인트(450)는, 추력 모듈(100)의 롤 축(C1)과 항상 동일 선상을 유지한다. The vehicle according to the embodiment of the present invention includes a first connecting member 600. Therefore, the first rotational joint 450 connecting the first variable link module 400 and the first connection member 600 always maintains the same line as the roll axis C1 of the thrust module 100.

아울러, 본 발명의 실시예에 따른 비행체는 제2 연결 부재(700)를 구비함에 따라서, 제2 가변 링크 모듈(500)과 제2 연결 부재(700)를 연결하는 제2 회동 조인트(550)는, 추력 모듈(100)의 피치 축(C2)과 항상 동일 선상을 유지한다. In addition, as the vehicle according to the embodiment of the present invention includes a second connecting member 700, the second rotational joint 550 connecting the second variable link module 500 and the second connecting member 700 is , Always maintain the same line as the pitch axis (C2) of the thrust module 100.

이에 의하면, 조인트 모듈(300)에 구비된 제1 연결축(340)과 제1 회동 조인트(450) 사이에 가상의 팔(arm)이 구비된다고 이해될 수 있다. 아울러, 조인트 모듈(300)에 구비된 제2 연결축(350)과, 제2 회동 조인트(550) 사이에도 마찬가지로 가상의 팔이 구비된다고 이해될 수 있다. 상기 가상의 팔은 각각 추력 모듈(100)의 롤 축(C1), 및 피치 축(C2)으로 기능하게 된다. According to this, it can be understood that a virtual arm is provided between the first connection shaft 340 and the first rotational joint 450 provided in the joint module 300. In addition, it may be understood that a virtual arm is also provided between the second connecting shaft 350 provided in the joint module 300 and the second rotating joint 550. The virtual arm functions as a roll axis C1 and a pitch axis C2 of the thrust module 100, respectively.

또한, 제1 연결 부재(600)와 제1 가변 링크(400) 사이, 및 제2 연결 부재(700)와 제2 가변 링크(500) 사이를 연결하는 제1 회동 조인트(450), 및 제2 회동 조인트(550)는 각각 볼 조인트로 구성된다. 따라서, 롤 축(C1)을 중심으로 한 추력 모듈(100)의 회동과, 피치 축(C2)을 중심으로 한 추력 모듈(100)의 회동은, 서로 영향을 주는 것이 없이 자유롭게 독립적으로 이루어질 수 있다.In addition, a first rotational joint 450 connecting the first connecting member 600 and the first variable link 400 and between the second connecting member 700 and the second variable link 500, and the second The rotating joints 550 are each composed of a ball joint. Therefore, the rotation of the thrust module 100 around the roll axis C1 and the rotation of the thrust module 100 around the pitch axis C2 can be freely and independently made without affecting each other. .

종합하면, 추력 모듈(100)의 롤 운동은 추력 모듈의 피치 축(C2)에 영향을 끼치지 않게 된다. 따라서, 추력 모듈(100)은 피치 자세와 무관하게 롤 자세를 제어할 수 있다. 이는 추력 모듈(100)의 피치 운동의 경우에도 동일하다. 추력 모듈(100)의 피치 운동은 추력 모듈(100)의 롤 축(C1)에 영향을 끼치지 않는다. 따라서, 추력 모듈(100)의 롤 운동을 수행하는 제1 가변 링크 모듈(400)은 추력 모듈의 피치 자세와 무관하게 롤 자세를 제어할 수 있다. 아울러, 추력 모듈(100)의 피치 운동을 수행하는 제2 가변 링크 모듈(500)은 추력 모듈(100)의 롤 자세와 무관하게 피치 자세를 제어할 수 있다. 즉, 추력 모듈(100)의 피치 운동과 롤 운동이 서로 독립적으로 이루어지므로, 추력 모듈(100)의 자세 제어 및 동작 제어가 쉽게 이루어질 수 있다.Taken together, the roll motion of the thrust module 100 does not affect the pitch axis C2 of the thrust module. Therefore, the thrust module 100 can control the roll posture regardless of the pitch posture. This is the same in the case of the pitch motion of the thrust module 100. The pitch motion of the thrust module 100 does not affect the roll axis C1 of the thrust module 100. Therefore, the first variable link module 400 performing the roll motion of the thrust module 100 can control the roll posture regardless of the pitch posture of the thrust module. In addition, the second variable link module 500 performing the pitch motion of the thrust module 100 may control the pitch posture regardless of the roll posture of the thrust module 100. That is, since the pitch motion and the roll motion of the thrust module 100 are made independently of each other, posture control and motion control of the thrust module 100 can be easily achieved.

예컨대, 제1 연결 부재(600), 및 제2 연결 부재(700)가 없이, 제1 가변 링크 모듈(400)이 제1 아암(110)에 직접적으로 연결되며, 제2 가변 링크 모듈(500)이 제2 아암(120)에 직접적으로 연결되는 경우를 상정한다. 이 경우에는, 제1 가변 링크 모듈(400)과 제1 아암(110)의 연결 위치 및 제2 가변 링크 모듈(500)과 제2 아암(120)의 연결 위치는 각각 추력 모듈(100)의 롤 축(C1), 및 피치 축(C2)과 다른 위치에 위치한다. 따라서, 추력 모듈(100)의 롤 운동 및 피치 운동은 서로에 대해서 영향을 끼치게 된다.For example, without the first connecting member 600 and the second connecting member 700, the first variable link module 400 is directly connected to the first arm 110, and the second variable link module 500 It is assumed that the second arm 120 is directly connected. In this case, the connection position of the first variable link module 400 and the first arm 110 and the connection position of the second variable link module 500 and the second arm 120 are each rolls of the thrust module 100 It is located at a position different from the axis C1 and the pitch axis C2. Therefore, the roll motion and the pitch motion of the thrust module 100 affect each other.

본 발명에 따라서, 화물 운반, 촬영 또는 각종 미션을 담당하는 메인 모듈(200)이 추력 모듈(100)과 독립적인 자세를 가지며, 추력을 담당하는 추력 모듈(100)이 롤 및 피치 운동할 수 있다. 즉, 메인 모듈(200)에 대해서 상대적으로 추력 모듈(100)이 롤 및 피치 운동하여 비행 방향을 자유롭게 제어할 수 있다. According to the present invention, the main module 200 in charge of cargo transportation, shooting or various missions has an independent posture from the thrust module 100, and the thrust module 100 in charge of thrust can roll and pitch. . That is, relative to the main module 200, the thrust module 100 can freely control the flight direction by rolling and pitching motion.

따라서, 본 발명에 따른 비행체는 화물 운반, 촬영 등을 수행할 수 있는 장치가 탑재된 메인 모듈(200)이 추력 모듈(100)과 독립적인 자세를 가질 수 있으므로, 메인 모듈(200)이 일정한 자세를 유지하거나, 또는 특정한 자세를 갖는 상태로 추력 모듈(100)이 자유롭게 롤 및 피치 운동할 수 있게 구성된다. 따라서, 메인 모듈(200)이 특정 임무를 수행하는 데에 방해받지 않고 비행체가 자유롭게 비행 중 방향을 전환할 수 있다.Therefore, in the vehicle according to the present invention, since the main module 200 equipped with a device capable of carrying out cargo and photographing may have an independent posture with the thrust module 100, the main module 200 has a constant posture. The thrust module 100 is configured to be able to freely roll and pitch, or maintain a specific posture. Therefore, the main module 200 can freely switch directions during flight without being disturbed by performing a specific task.

특히, 추력 모듈(100)의 롤 운동 및 피치 운동이 상호 독립적으로 이루어질 수 있으므로, 비행체 전체의 자세 제어 및 동작 제어가 정확하고 간편하게 이루어질 수 있다.In particular, since the roll motion and the pitch motion of the thrust module 100 can be made independently of each other, posture control and motion control of the entire vehicle can be accurately and conveniently performed.

이상에서는 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.Although preferred embodiments have been described and described above, the present invention is not limited to the above-described specific embodiments, and general knowledge in the technical field to which the present invention pertains without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Of course, various modifications can be made by a person having a problem, and these modifications should not be individually understood from the technical spirit or prospect of the present invention.

100: 추력 모듈
110: 제1 아암
112: 사이드 아암
114: 제1 공간부
120: 제2 아암
200: 메인 모듈
210: 제2 공간부
300: 조인트 모듈
310: 하부 조인트 부재
320: 상부 조인트 부재
330: 연결 블록
340: 제1 연결축
350: 제2 연결축
400: 제1 가변 링크 모듈
410: 제1 액츄에이터
420: 제1 링크부
430: 제1-1 링크
432: 링크 홀
440: 제1-2 링크
450: 제1 회동 조인트
500: 제2 가변 링크 모듈
410: 제2 액츄에이터
520: 제2 링크부
530: 제2-1 링크
532: 링크 홀
540: 제2-2 링크
550: 제2 회동 조인트
600: 제1 연결 부재
700: 제2 연결 부재100: thrust module
110: first arm
112: side arm
114: first space
120: second arm
200: main module
210: second space part
300: joint module
310: lower joint member
320: upper joint member
330: connection block
340: first connecting shaft
350: second connecting shaft
400: first variable link module
410: first actuator
420: first link unit
430: Link 1-1
432: Link Hall
440: Link 1-2
450: first rotating joint
500: second variable link module
410: second actuator
520: second link unit
530: Link 2-1
532: Link Hall
540: Link 2-2
550: second rotation joint
600: first connecting member
700: second connecting member

Claims

A thrust module generating thrust for flight of the vehicle;
A main module located under the thrust module;
A joint module connecting the thrust module and the main module vertically and having a roll axis and a pitch axis; And
Link module; includes,
The joint module,
A lower joint member connected to the main module, and
Including the upper joint member is disposed on the lower joint member and the upper end is connected to the thrust module, and the lower joint member is connected to the roll axis and the pitch axis with respect to the roll axis and the pitch movement,
The thrust module is capable of roll motion and pitch motion around the roll axis and the pitch axis,
The thrust module,
It includes a first arm and a second arm that extends to cross each other with a predetermined angle between each other,
The upper joint member and the lower joint member are arranged in series in the vertical direction vertically,
The upper end of the upper joint member is connected to a position where the first arm and the second arm cross each other,
The link module includes a first variable link module and a second variable link module,
The first variable link module changes the distance between a portion of the first arm and a portion of the main module so that the thrust module rotates around the pitch axis,
The second variable link module is a vehicle that varies the distance between a portion of the second arm and a portion of the main module so that the thrust module rotates about the roll axis.

The method according to claim 1,
The link module includes a first variable link module and a second variable link module,
The first variable link module changes the distance between a portion of the thrust module and a portion of the main module so that the thrust module rotates around the pitch axis,
The second variable link module changes the distance between a portion of the thrust module and a portion of the main module so that the thrust module rotates about the roll axis,
The first variable link module,
Has a ball joint located on the roll axis,
The second variable link module,
Having a ball joint located on the pitch axis,
The first variable link module and the second variable link module are connected to the main module or the thrust module via the ball joint,
An air vehicle in which the pitch motion of the thrust module by the first variable link module and the roll motion of the thrust module by the second variable link module are independent of each other.

delete

The method according to claim 1,
The first arm and the second arm,
Orthogonal to each other,
Either the first arm or the second arm,
An aircraft extending parallel to either the roll axis or the pitch axis.

The method according to claim 1,
It includes; a first connecting member connected to the main module,
One end of the first variable link module is connected to the first connecting member,
The position where the first variable link module and the first connecting member are connected is a vehicle positioned on the roll axis.

The method according to claim 5,
The first variable link module and the first connecting member,
Aircraft connected by ball joints.

The method according to claim 6,
The first variable link module,
A first actuator, and
An air vehicle including a first link portion having a variable length or angle between the first actuators.

The method according to claim 7,
The first link portion is located in the first virtual plane, the length or the angle between the first virtual plane is variable,
The first virtual plane,
A plane that includes the roll axis and has a direction parallel to the pitch axis as a normal vector.

The method according to claim 7,
The first actuator is a vehicle disposed on the first arm.

The method according to claim 8,
The first arm,
An air vehicle having a first space portion on at least a portion of a portion overlapping with the first virtual plane, wherein the first link portion is located on the first virtual plane and the first link portion is displaced or deformed within the first virtual plane. .

The method according to claim 1,
It includes; a second connecting member connected to the second arm;
One end of the second variable link module is connected to the second connecting member,
The position where the second variable link module and the second connecting member are connected is a vehicle positioned on the pitch axis.

The method according to claim 11,
The second variable link module and the second connecting member,
Aircraft connected by ball joints.

The method according to claim 12,
The second variable link module,
A second actuator, and
A vehicle comprising a second link portion having a variable length or inter-angle by the second actuator.

The method according to claim 13,
The second link portion is located in the second virtual plane, so that the length or the angle in the second virtual plane is variable,
The second virtual plane,
A plane that includes the pitch axis and has a direction parallel to the extending direction of the first arm as a normal vector.

The method according to claim 14,
The second actuator is a vehicle connected to the main module.

The method according to claim 14,
The main module,
A vehicle in which the second link portion is displaced or deformed in the second virtual plane when the second link portion is located on the second virtual plane by having a second space portion in at least a portion of the portion overlapping the second virtual plane. .

delete

The method according to claim 1,
The joint module,
Aircraft with universal joints.