KR102381052B1 - VTOL Drone - Google Patents

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KR102381052B1
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선문대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명의 브이톨 드론은, 고정익(110)을 갖는 비행 동체(100)에 착탈 가능하게 결합되거나 비행 동체(100)에 결합되지 않고 단독 비행할 수 있는 추진 유니트(200)를 포함할 수 있다.The V-tol drone of the present invention may include a propulsion unit 200 that can be detachably coupled to the flying body 100 having the fixed wing 110 or can fly alone without being coupled to the flying body 100 .

Description

브이톨 드론{VTOL Drone}VTOL Drone

본 발명은 브이톨 드론에 관한 것이다. The present invention relates to a Vitol drone.

이착륙 거리를 줄이기 위한 브이톨(VTOL) 고정익 항공기가 개발되었으나, 영국의 해리어 전투기와 같이 완전한 수직 이착륙 항공기가 아닌 이상 이착륙시 소정의 활주 거리를 필요로 할 수 있다. 양력은 고정익 및 비행 속도에 의하여 획득할 뿐, 정지 상태에서 수직으로 이륙하는 완전한 수직 이착륙은 어려운 구조이다. Although a VTOL fixed-wing aircraft has been developed to reduce the take-off and landing distance, it may require a predetermined run distance during take-off and landing unless it is a perfectly vertical take-off and landing aircraft such as the British Harrier fighter. Lift is only obtained by the fixed wing and flight speed, and a completely vertical take-off and landing that takes off vertically from a standstill is a difficult structure.

한편, 헬리콥터와 같이 회전익에 의하여 제어 및 양력을 획득하는 드론은 이륙시 날개의 회전에 의하여 발생되는 양력에 의존하므로 무거운 하중을 이동시키기에 부적합한 문제점이 있다. 일정한 비행 속도에 도달하여도 회전익에 의한 양력을 필요로 하므로 고정익 브이톨 항공기에 비하여 이륙 하중이 작은 문제점이 있을 수 있다.On the other hand, a drone that acquires control and lift by means of a rotor, such as a helicopter, has a problem in that it is not suitable for moving a heavy load because it depends on the lift generated by the rotation of the wing during take-off. Even when a constant flight speed is reached, lift by the rotor is required, so there may be a problem in that the take-off load is small compared to the fixed-wing V-Tol aircraft.

본 발명은 브이톨 고정익 항공기와 회전익 드론의 장단점을 결합한 것으로서, 회전익에 의하여 수직 이착륙이 가능하고, 전방으로 비행시 고정익 및 회전익의 기울기 조작에 의하여 추진력 및 양력을 획득하는 브이톨 드론을 제공한다. The present invention combines the advantages and disadvantages of a V-tol fixed-wing aircraft and a rotary-wing drone, and is capable of vertical take-off and landing by means of a rotor, and provides a V-tol drone that acquires thrust and lift by tilting the fixed-wing and rotor when flying forward.

본 발명의 브이톨 드론은, 고정익을 갖는 비행 동체에 착탈 가능하게 결합되거나 비행 동체에 결합되지 않고 단독 비행할 수 있는 추진 유니트를 포함할 수 있다.The V-tol drone of the present invention may include a propulsion unit that is detachably coupled to a flying fuselage having fixed wings or can fly alone without being coupled to the flying fuselage.

상기 추진 유니트는, 바디부, 상기 바디부에 수직한 회전축을 중심으로 회전하며 상기 추진 유니트의 방향 제어를 수행하거나 상기 추진 유니트의 양력을 발생하는 메인 로터부, 상기 바디부에 대하여 틸팅되는 틸팅 로터부를 포함할 수 있다.The propulsion unit includes a body part, a main rotor part rotating about a rotation axis perpendicular to the body part and performing direction control of the propulsion unit or generating lift of the propulsion unit, and a tilting rotor that is tilted with respect to the body part may include wealth.

이와 같이 본 발명에 따른 드론은 고정익을 가지는 비행 동체에 메인 로터부와 틸팅 로터부가 마련되는 추진 유니트가 구비되어서 보다 많은 양력과 추력을 발생시킬 수 있다. As described above, the drone according to the present invention is provided with a propulsion unit in which a main rotor part and a tilting rotor part are provided in a flying body having a fixed wing, so that more lift and thrust can be generated.

메인 로터부에는 회동 가능한 복수의 메인 로터부 지지대가 형성되고, 비행 모드시, 본체부의 양측에 마련되는 메인 로터부 지지대간의 간격을 좁혀서 공기 저항을 줄임으로써 추력이 향상될 수 있다.A plurality of rotatable main rotor support supports are formed in the main rotor part, and in flight mode, the thrust can be improved by reducing air resistance by narrowing the distance between the main rotor support supports provided on both sides of the main body part.

회전 파이프를 가지는 틸팅 로터부에 의해 이륙후 비행 모드시 회전 파이프의 로터 배치 위치가 변경되도록 회전 파이프를 회전시켜서 추력을 얻을 수 있다.Thrust can be obtained by rotating the rotating pipe so that the rotor arrangement position of the rotating pipe is changed in flight mode after takeoff by the tilting rotor unit having the rotating pipe.

본 발명에 따른 드론은 본체부에 공간부를 형성하고, 상기 공간부를 통해 메인 로터부의 메인 로터부 지지대와 틸팅 로터부의 회전 파이프가 자유롭게 회동이 이루어지도록 할 수 있다. The drone according to the present invention forms a space in the main body, and through the space, the main rotor support of the main rotor and the rotating pipe of the tilting rotor can freely rotate.

본 발명은 보다 증대된 양력 및 추력이 발생되므로, 장시간 비행이 가능하고 무거운 짐을 쉽게 들어올려 운송이 가능하다. Since the present invention generates more increased lift and thrust, it is possible to fly for a long time and to easily lift and transport a heavy load.

또한, 본 발명은 열적외선 카메라 및 영상 제어기를 설치하여 산불 감시나 지도 작성이 가능하도록 활용될 수 있다. In addition, the present invention can be utilized to enable forest fire monitoring or map creation by installing a thermal infrared camera and an image controller.

도 1은 본 발명의 브이톨 드론의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 추진 유니트의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 틸팅 로터부를 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 서브 로터에 구비되는 가변 피치 유니트를 도시한 사시도이다. 1 is a perspective view of a V-tol drone of the present invention.
2 is a perspective view of a propulsion unit of the present invention;
3 is a perspective view illustrating a tilting rotor unit of the present invention.
4 is a perspective view illustrating a variable pitch unit provided in a sub-rotor of the present invention.

도 1은 본 발명의 브이톨 드론의 사시도이다. 1 is a perspective view of a V-tol drone of the present invention.

도 1을 참조하면, 브이톨 드론(10)은 추진 유니트(200)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1 , the V-Tol drone 10 may include a propulsion unit 200 .

추진 유니트(200)는 고정익(110)을 갖는 비행 동체(100)에 착탈 가능하게 결합될 수 있다. 추진 유니트(200)가 고정익(110)과 결합되면 고정익 항공기와 회전익 드론의 장단점을 모두 가질 수 있다. The propulsion unit 200 may be detachably coupled to the flight body 100 having the fixed wing 110 . When the propulsion unit 200 is combined with the fixed wing 110 , it may have advantages and disadvantages of both the fixed wing aircraft and the rotary wing drone.

한편, 이에 한정되지 않고, 추진 유니트(200)만으로 브이톨 드론을 구성하고, 비행체의 양력 및 추진력을 발생할 수 있다. Meanwhile, the present invention is not limited thereto, and the V-toll drone may be configured with only the propulsion unit 200 , and may generate lift and propulsion force of the aircraft.

비행 동체(100)는 양측으로 형성되는 고정익(110)을 포함하고, 후방에는 후미 익편(120)이 마련될 수 있다. 고정익(110)은 통상의 비행기 로터와 같이 비행속도에 의하여 양력을 발생하는 유선형이 될 수 있다. The flight body 100 includes fixed wings 110 formed on both sides, and a rear wing piece 120 may be provided at the rear. The fixed wing 110 may have a streamlined shape that generates lift by flight speed like a normal airplane rotor.

도 2를 참조하면, 추진 유니트(200)는 바디부(210), 바디부(210)에 수직한 회전축을 중심으로 회전하며 추진 유니트(200)의 방향 제어를 수행하거나 양력을 발생하는 메인 로터부(220), 바디부(210)에 대하여 틸팅되는 틸팅 로터부(230)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 2 , the propulsion unit 200 rotates about a body part 210 and a rotation axis perpendicular to the body part 210 and performs direction control of the propulsion unit 200 or a main rotor part that generates lift. 220 , may include a tilting rotor part 230 that is tilted with respect to the body part 210 .

메인 로터부(220)는 바디부(210)에 결합되는 메인 로터부 지지대(221), 메인 로터부 지지대(221)의 단부에 마련되는 메인 로터(222), 메인 로터(222)를 회전시키는 메인 모터(223)를 포함할 수 있다.The main rotor unit 220 includes a main rotor unit support 221 coupled to the body unit 210 , a main rotor 222 provided at an end of the main rotor unit support 221 , and a main rotating the main rotor 222 . A motor 223 may be included.

메인 로터부 지지대(221)는 바디부(210)의 양측에 각각 한쌍으로 마련될 수 있다. 메인 로터(222)는 바디부(210)에 수직한 회전축을 가질 수 있고, 회전시 양력을 발생하는 일반적인 드론의 회전익이 될 수 있다.The main rotor part supporter 221 may be provided in pairs on both sides of the body part 210 , respectively. The main rotor 222 may have a rotation axis perpendicular to the body portion 210 , and may be a rotor blade of a general drone that generates lift during rotation.

한편, 바디부(210)에 대하여 틸팅되는 틸팅 로터부(230)는 메인 로터부 지지대(221)의 설치 방향과 다른 위치에 회전 파이프(231)를 포함할 수 있다. 회전 파이프(231)의 단부에는 서브 로터(232)가 마련될 수 있다. Meanwhile, the tilting rotor part 230 tilted with respect to the body part 210 may include the rotation pipe 231 at a position different from the installation direction of the main rotor part supporter 221 . A sub-rotor 232 may be provided at an end of the rotating pipe 231 .

서브 로터(232)는 회전축이 바디부(210)에 수직한 상태에서 회전하면 양력을 발생할 수 있고, 회전축이 바디부(210)에 대하여 틸팅된 상태에서 회전하면 추진력을 발생할 수 있다. 서브 로터(232)의 틸팅은 회전 파이프(231)의 회전에 의할 수 있다. 서브 로터(232)가 바디부(210)의 전방을 향하도록 틸팅된 상태에서 회전하면, 바디부(210)의 양력은 메인 로터부(220)에 의하여 발생하고, 바디부(210)의 추진력은 틸팅 로터부(230)에 의하여 발생할 수 있다.The sub-rotor 232 may generate lift when the rotating shaft rotates in a state perpendicular to the body 210 , and may generate propulsion when the rotating shaft rotates in a tilted state with respect to the body 210 . The tilting of the sub-rotor 232 may be performed by rotation of the rotation pipe 231 . When the sub rotor 232 rotates in a tilted state to face the front of the body 210 , the lift force of the body 210 is generated by the main rotor 220 , and the propulsion force of the body 210 is It may be generated by the tilting rotor unit 230 .

도 3을 참조하면, 회전 파이프(231)는 중공의 파이프로 이루어질 수 있다. 회전 파이프(231)는 틸팅 구동부(240)와 연결되어서 동력을 전달받아 회전될 수 있다.Referring to FIG. 3 , the rotating pipe 231 may be formed of a hollow pipe. The rotating pipe 231 may be connected to the tilting driving unit 240 to be rotated by receiving power.

틸팅 구동부(240)는 틸팅 모터(241), 틸팅 모터(241)에 의하여 회전되는 틸팅축(241a), 틸팅축(241a)에 연결된 제1 기어(242), 제1 기어(242)와 동력전달부재(243)로 연결되는 제2 기어(244)를 포함할 수 있다. The tilting driving unit 240 includes a tilting motor 241, a tilting shaft 241a rotated by the tilting motor 241, a first gear 242 connected to the tilting shaft 241a, and a first gear 242 and power transmission. It may include a second gear 244 connected to the member 243 .

제2 기어(244)는 회전 파이프(231)에 연결되며, 회전 파이프(231)를 회전시킬 수 있다. 회전 파이프(231)이 회전되면 서브 로터(232)가 틸팅될 수 있다. 회전 파이프(231)의 회전 각도는 서브 로터(232)의 틸팅 각도를 결정할 수 있다.The second gear 244 is connected to the rotation pipe 231 and may rotate the rotation pipe 231 . When the rotating pipe 231 is rotated, the sub-rotor 232 may be tilted. The rotation angle of the rotation pipe 231 may determine the tilt angle of the sub rotor 232 .

회전 파이프(231)의 회전에 따라 서브 로터(232)는 바디부(210)의 전방을 향하도록 틸팅되거나, 바디부(210)에 수직한 회전축을 중심으로 회전할 수 있다. 서브 로터(232)는 전방 틸팅시 추진력을 발생하고, 바디부(210)에 수직한 상태에서 회전하면 양력을 발생할 수 있다.According to the rotation of the rotating pipe 231 , the sub-rotor 232 may be tilted toward the front of the body 210 or may be rotated about a rotation axis perpendicular to the body 210 . The sub-rotor 232 may generate a driving force when tilting forward, and may generate a lift force when rotating in a state perpendicular to the body portion 210 .

제1 기어(242)와 제2 기어(244)는 타이밍 기어가 될 수 있고, 동력전달부재(243)는 타이밍 벨트가 될 수 있다. The first gear 242 and the second gear 244 may be timing gears, and the power transmission member 243 may be a timing belt.

회전 파이프(231)의 단부측에 구비되는 서브 로터(232)는, 날개 구동부(250)에 의해 회전될 수 있다.The sub-rotor 232 provided on the end side of the rotating pipe 231 may be rotated by the wing driving unit 250 .

날개 구동부(250)는 엔진(251), 엔진(251)과 연결되는 제1 풀리(253), 서브 로터(232)에 연결되는 제2 풀리(255), 일단부는 엔진(251) 또는 제1 풀리(253)에 연결되고 중앙부는 회전 파이프(231)의 내부를 관통하며 타단부는 제2 풀리(255) 또는 서브 로터(232)에 연결되는 서브 로터 벨트(254)를 포함할 수 있다. The wing driving unit 250 includes an engine 251 , a first pulley 253 connected to the engine 251 , a second pulley 255 connected to the sub rotor 232 , and one end of the engine 251 or the first pulley It may include a sub-rotor belt 254 connected to the 253 , the central part passing through the inside of the rotation pipe 231 , and the other end being connected to the second pulley 255 or the sub-rotor 232 .

서브 로터 벨트(254)의 장력 조절을 위하여 벨트를 누르는 텐셔너가 마련될 수 있다.In order to adjust the tension of the sub-rotor belt 254, a tensioner for pressing the belt may be provided.

서브 로터(232)가 엔진(251)에 의하여 구동되면, 무거운 배터리를 장착하지 않아도 항속 거리 및 비행 시간을 늘일 수 있다. 엔진(251)은 알코올, 휘발유 등의 연료를 사용하여 화학 에너지를 기계 에너지로 변환하므로 추진 유니트(200)의 가벼운 중량에 불구하고 양력 및 추력이 증가될 수 있다. 전기식에 비하여 많은 장점을 가질 수 있다. When the sub rotor 232 is driven by the engine 251, it is possible to increase the cruising distance and flight time without installing a heavy battery. Since the engine 251 converts chemical energy into mechanical energy using fuel such as alcohol or gasoline, lift and thrust may be increased despite the light weight of the propulsion unit 200 . It can have many advantages compared to the electric type.

한쌍의 서브 로터(232)는 서로 반대 방향으로 회전될 수 있고, 한쌍의 서브 로터(232)의 토크를 상쇄시킬 수 있다. The pair of sub-rotors 232 may rotate in opposite directions to each other, and the torque of the pair of sub-rotors 232 may be offset.

바디부(210)에는 회전 파이프(231)가 회동될 수 있도록 하는 공간이 형성될 수 있다. 바디부(210)는 서로 이격된 2개의 플레이트로 구성될 수 있다.A space may be formed in the body portion 210 to allow the rotation pipe 231 to rotate. The body portion 210 may be composed of two plates spaced apart from each other.

바디부(210)의 내부에는 메인 로터부(220)와 틸팅 로터부(230)의 동작을 제어하는 제어기가 마련될 수 있다. A controller for controlling the operations of the main rotor part 220 and the tilting rotor part 230 may be provided inside the body part 210 .

한편, 도 4를 참조하면, 서브 로터(232)는 가변 피치가 이루어지도록 구성될 수 있다.Meanwhile, referring to FIG. 4 , the sub rotor 232 may be configured to have a variable pitch.

회전 파이프(231)의 일측에는 액츄에이터(260)가 마련되고, 액츄에이터(260)의 동력을 전달받아 움직이는 가변 피치 유니트(300)가 구비될 수 있다.An actuator 260 is provided on one side of the rotation pipe 231 , and a variable pitch unit 300 that moves by receiving power from the actuator 260 may be provided.

가변 피치 유니트(300)는 회전축(234)을 따라 승강되는 승강부재(310), 승강부재(310)의 상부에 구비되고 승강부재(310)의 승강에 따라 함께 승강되는 요동부재(320), 요동부재(320)의 상부에 구비되고, 요동부재(320)의 양측과 서브 로터(232)의 연결부(236)가 연결되는 브래킷(330), 승강부재(310)와 연결되고 액츄에이터(260)로부터 동력을 전달받아 회동하는 제1 링크(340)로 이루어질 수 있다. The variable pitch unit 300 is an elevating member 310 that is raised and lowered along the rotation shaft 234 , a rocking member 320 that is provided on the upper portion of the lifting member 310 and lifted together according to the elevation of the lifting member 310 , a rocking member Bracket 330 provided on the upper part of the member 320 and connected to both sides of the swinging member 320 and the connecting portion 236 of the sub-rotor 232 , is connected to the lifting member 310 and powered from the actuator 260 . It may be formed of a first link 340 that receives and rotates.

제1 링크(340)는 힌지부(342)가 마련되어서 시소와 같이 움직이고, 제1 링크(340)의 일단부는 액츄에이터(260)와 연결되는 레버(262)와 연결되어서 레버(262)의 이동에 따라 제1 링크(340)는 힌지부(342)를 중심으로 회동될 수 있다. The first link 340 is provided with a hinge portion 342 and moves like a seesaw, and one end of the first link 340 is connected to the lever 262 connected to the actuator 260 so that the lever 262 is moved. Accordingly, the first link 340 may be rotated about the hinge part 342 .

요동부재(320)는 승강부재(310)에 의해 한쪽으로 기울어지게 승강되며, 연결부재(322)로 연결된 한쪽 브래킷(330)이 연결부(236)와 동시에 회동되면서 서브 로터(232)는 일측 방향으로 회전되면서 피치가 가변될 수 있다. The swinging member 320 is tilted to one side by the lifting member 310, and one bracket 330 connected to the connecting member 322 is rotated simultaneously with the connecting member 236, and the sub-rotor 232 is moved in one direction. As it rotates, the pitch may be varied.

서브 로터(232)의 연결부(236)는 회전핀(237)으로 서브 로터(232)와 회전 가능하게 연결될 수 있고, 서브 로터(232)는 접혀질 수 있다.The connection part 236 of the sub-rotor 232 may be rotatably connected to the sub-rotor 232 with a rotation pin 237 , and the sub-rotor 232 may be folded.

회전시에는 한쌍의 서브 로터(232)는 회전핀(237)을 중심으로 일측 방향으로 회전되어서 소정의 각도로 펼쳐져서 회전하여 양력 및 추력을 발생시킬 수 있다. 펼쳐진 상태에서는 소정 각도 이상으로 더 펼쳐지지 않고 그 각도를 유지하고 회전될 수 있다. During rotation, the pair of sub-rotors 232 are rotated in one direction around the rotation pin 237 to spread out at a predetermined angle and rotate to generate lift and thrust. In the unfolded state, the angle may be maintained and rotated without being further unfolded beyond a predetermined angle.

액츄에이터(260)는 모터가 될 수 있고, 회동 레버(264)가 레버(262)와 연결되어서 액츄에이터(260)가 구동하면, 회동 레버(264)가 회전하고, 그에 따라 회동 레버(264)와 연결된 레버(262)는 일측 방향으로 이동될 수 있다. 물론, 액츄에이터(260)가 반대 방향으로 구동하면, 레버(262)는 상기 이동 방향과 반대 방향으로 이동할 수 있고, 그에 따라 가변 피치 유니트(300)의 승강부재(310)와 요동부재(320)가 승강되면서 서브 로터(232)의 가변 피치 동작이 이루어질 수 있다. The actuator 260 may be a motor, and when the rotation lever 264 is connected to the lever 262 and the actuator 260 is driven, the rotation lever 264 rotates, and accordingly the rotation lever 264 is connected to The lever 262 may be moved in one direction. Of course, when the actuator 260 is driven in the opposite direction, the lever 262 may move in the opposite direction to the moving direction, and accordingly, the lifting member 310 and the swinging member 320 of the variable pitch unit 300 are A variable pitch operation of the sub-rotor 232 may be performed while lifting.

따라서, 가변 피치 유니트(300)에 의해 서브 로터(232)의 피치 각도를 변경(롤 방향으로의 회전)함으로써, 양력/추력의 비율과 방향이 조절될 수 있다. Accordingly, by changing the pitch angle (rotation in the roll direction) of the sub rotor 232 by the variable pitch unit 300 , the ratio and direction of lift/thrust can be adjusted.

승강부재(310)의 하부에는 관통공이 형성되는 지지부재가 마련되어서 승강부재(310)를 지지할 수 있고, 지지부재에는 회전축(234)이 연결되며, 하부에는 제2 풀리(255) 및 서브 로터 벨트(254)가 연결될 수 있다. 엔진(251)의 동력이 전달되어서 회전축(234) 및 제2 풀리(255)가 회전되어 서브 로터(232)의 회전이 이루어질 수 있다. A support member in which a through hole is formed is provided at a lower portion of the lifting member 310 to support the lifting member 310 , and a rotating shaft 234 is connected to the support member, and a second pulley 255 and a sub-rotor are provided at the lower portion of the lifting member 310 . A belt 254 may be connected. As the power of the engine 251 is transmitted, the rotation shaft 234 and the second pulley 255 are rotated to rotate the sub rotor 232 .

이륙시, 메인 로터(222)는 메인 모터(223)의 구동에 따라 회전하고, 회전 파이프(231)의 서브 로터(232)는 날개 구동부(250)에 의해 회전할 수 있다.When taking off, the main rotor 222 rotates according to the driving of the main motor 223 , and the sub-rotor 232 of the rotating pipe 231 may be rotated by the wing driving unit 250 .

날개 구동부(250)에 마련된 엔진(251)의 가동으로 제1 풀리(253)가 회전하고, 제1 풀리(253)의 회전에 따라 서브 로터 벨트(254)도 구동될 수 있다. 서브 로터 벨트(254)는 회전 파이프(231)의 내부를 관통하여 제2 풀리(255)에 연결되며, 서브 로터 벨트(254)의 구동에 따라 제2 풀리(255)도 회전할 수 있다.The first pulley 253 may be rotated by the operation of the engine 251 provided in the wing driving unit 250 , and the sub-rotor belt 254 may also be driven according to the rotation of the first pulley 253 . The sub-rotor belt 254 passes through the inside of the rotation pipe 231 and is connected to the second pulley 255 , and the second pulley 255 may also rotate according to the driving of the sub-rotor belt 254 .

서브 로터 벨트(254)는 제1 풀리(253)와 제2 풀리(255)의 사이에서 순환 회전하면서 제1 풀리(253) 및 제2 풀리(255)가 동시에 회전될 수 있다.The sub-rotor belt 254 circulates between the first pulley 253 and the second pulley 255 so that the first pulley 253 and the second pulley 255 are simultaneously rotated.

제2 풀리(255)는 회전축(234)과 연결되어 있으므로, 제2 풀리(255)가 회전함에 따라 회전축(234)도 동시에 회전하고, 회전축(234)에 연결된 서브 로터(232)도 동시에 회전할 수 있다. Since the second pulley 255 is connected to the rotation shaft 234 , as the second pulley 255 rotates, the rotation shaft 234 rotates at the same time, and the sub-rotor 232 connected to the rotation shaft 234 also rotates at the same time. can

회전 파이프(231)는 바디부(210)의 양측에 동일한 구조로 마련될 수 있고, 이러한 한쌍의 회전 파이프(231)의 단부측에 마련된 서브 로터(232)는 서로 반대 방향으로 회전될 수 있다. 한쌍의 서브 로터(232)가 서로 반대 방향으로 회전됨으로써, 토크가 상쇄될 수 있다. The rotating pipe 231 may be provided with the same structure on both sides of the body 210 , and the sub-rotor 232 provided on the end side of the pair of rotating pipes 231 may rotate in opposite directions. As the pair of sub-rotors 232 rotate in opposite directions, torque may be offset.

이륙시에는 추진 유니트(200)의 메인 로터(222)와 서브 로터(232)가 동시에 회전하고, 메인 로터(222)와 서브 로터(232)는 수직 방향으로의 양력을 발생시키므로, 이륙 하중을 쉽게 증가시킬 수 있다.During take-off, the main rotor 222 and the sub-rotor 232 of the propulsion unit 200 rotate at the same time, and the main rotor 222 and the sub-rotor 232 generate lift in the vertical direction, so that the take-off load can be easily reduced. can increase

한편, 이륙 모드에서 수평 비행 모드로 전환하기 위해서 틸팅 로터부(230)는 수평 방향으로 전환하여 추력을 발생시킬 수 있다. 이륙후 비행을 위한 수평방향 모드로 전환하는데, 틸팅 로터부(230)의 서브 로터(232)의 틸팅 각도를 변경할 수 있다. 서브 로터(232)를 최초 위치에서 90도 전환한 위치로 변경하여 추력을 발생시킬 수 있다.On the other hand, in order to switch from the take-off mode to the horizontal flight mode, the tilting rotor unit 230 may be converted to a horizontal direction to generate thrust. After take-off, it is switched to the horizontal mode for flight, and the tilting angle of the sub-rotor 232 of the tilting rotor unit 230 can be changed. Thrust may be generated by changing the sub-rotor 232 to a position switched by 90 degrees from the initial position.

이를 위해서, 회전 파이프(231)가 회전되며, 틸팅 구동부(240)의 틸팅 모터(241)의 구동으로 제1 기어(242)가 회전하고, 동력전달부재(243)를 통해 제2 기어(244)가 회전하며, 제2 기어(244)는 회전 파이프(231)와 연결되므로, 제2 기어(244)의 회전에 따라 회전 파이프(231)도 회전할 수 있다. To this end, the rotating pipe 231 is rotated, the first gear 242 is rotated by the driving of the tilting motor 241 of the tilting driving unit 240, and the second gear 244 is rotated through the power transmission member 243. rotates, and since the second gear 244 is connected to the rotation pipe 231 , the rotation pipe 231 may also rotate according to the rotation of the second gear 244 .

회전 파이프(231)의 회전에 따라, 회전 파이프(231)의 단부측에 마련된 서브 로터(232)의 틸팅 각도가 변경될 수 있고, 추력을 발생시킬 수 있다. According to the rotation of the rotating pipe 231 , the tilting angle of the sub-rotor 232 provided on the end side of the rotating pipe 231 may be changed, and thrust may be generated.

수평 비행시, 메인 로터(222)는 서브 로터(232)와 함께 회전되거나, 서브 로터(232)만 엔진(251)에 의하여 회전하고 메인 로터(222)는 공기 저항을 줄이기 위하여 정지할 수 있다. 메인 모터(223)의 가동을 중지시켜서 메인 로터(222)의 회전을 멈춘 상태가 될 수 있다. In horizontal flight, the main rotor 222 may be rotated together with the sub-rotor 232 , or only the sub-rotor 232 may be rotated by the engine 251 and the main rotor 222 may be stopped to reduce air resistance. The rotation of the main rotor 222 may be stopped by stopping the operation of the main motor 223 .

회전 파이프(231)는 서브 로터(232)를 틸팅시켜 추력을 발생시키고, 메인 로터부 지지대(221)는 서로간의 간격을 좁혀서 공기 저항을 대폭 줄일 수 있는 상태가 되므로, 비행시 공기 저항을 줄이고 추력을 양력보다 증가시켜 비행할 수 있다.The rotating pipe 231 generates thrust by tilting the sub-rotor 232, and the main rotor support 221 narrows the distance between each other to become a state in which air resistance can be significantly reduced, thereby reducing air resistance during flight and thrust. can be flown with more lift than lift.

더욱이, 추진 유니트(200)가 비행 동체(100)에 부착된 경우, 고정익(110)에 의해 양력을 더 얻은 상태로 비행이 가능할 수 있다. Furthermore, when the propulsion unit 200 is attached to the flight body 100 , it may be possible to fly in a state in which lift is further obtained by the fixed wing 110 .

이와 같이, 본 발명의 브이톨 드론(10)은 비행 동체(100)에 추진 유니트(200)를 결합할 수 있고, 추진 유니트(200)의 메인 로터부(220)에 마련되는 메인 로터부 지지대(221)는 드론(10)의 이륙을 위한 양력 발생시 펼쳐지고, 이륙후 비행시에는 서로간의 간격을 좁혀서 공기 저항을 줄임으로써 공기 저항을 줄이고 추력이 향상될 수 있다.In this way, the V-tol drone 10 of the present invention can couple the propulsion unit 200 to the flying fuselage 100, and the main rotor part support provided on the main rotor part 220 of the propulsion unit 200 ( 221) is unfolded when lift is generated for take-off of the drone 10, and during flight after take-off, the distance between each other is reduced to reduce air resistance, thereby reducing air resistance and improving thrust.

10 : 브이톨 드론
100 : 비행 동체 110 : 고정익
120 : 후미 익편 200 : 추진 유니트
210 : 바디부 220 : 메인 로터부
221 : 메인 로터부 지지대 222 : 메인 로터
223 : 메인 모터 230 : 틸팅 로터부
231 : 회전 파이프 232 : 서브 로터
234 : 회전축 236 : 연결부
237 : 회전핀 240 : 틸팅 구동부
241 : 틸팅 모터 241a : 틸팅축
242 : 제1 기어 243 : 동력 전달부
244 : 제2 기어 250 : 날개 구동부
251 : 엔진 253 : 제1 풀리
254 : 서브 로터 벨트 255 : 제2 풀리
260 : 액츄에이터 262 : 레버
264 : 회동 레버 300 : 가변 피치 유니트
310 : 승강부재 ` 320 : 요동부재
330 : 브래킷 340 : 제1 링크
342 : 힌지부10 : Vitol Drone
100: flying body 110: fixed wing
120: aft wing 200: propulsion unit
210: body part 220: main rotor part
221: main rotor support 222: main rotor
223: main motor 230: tilting rotor unit
231: rotating pipe 232: sub-rotor
234: rotation shaft 236: connection part
237: rotation pin 240: tilting drive unit
241: tilting motor 241a: tilting axis
242: first gear 243: power transmission unit
244: second gear 250: wing drive unit
251: engine 253: first pulley
254: sub rotor belt 255: second pulley
260: actuator 262: lever
264: rotation lever 300: variable pitch unit
310: elevating member ` 320: swinging member
330: bracket 340: first link
342: hinge part

Claims (5)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 고정익을 갖는 비행 동체에 착탈 가능하게 결합되거나 비행 동체에 결합되지 않고 단독 비행할 수 있는 추진 유니트를 포함하고,
상기 추진 유니트는,
바디부;
상기 바디부에 수직한 회전축을 중심으로 회전하며 상기 추진 유니트의 방향 제어를 수행하거나 상기 추진 유니트의 양력을 발생하는 메인 로터부;
상기 바디부에 대하여 틸팅되는 틸팅 로터부; 를 포함하고,
상기 메인 로터부는 상기 바디부의 적어도 한쪽에 회동가능하게 결합되는 한쌍의 메인 로터부 지지대를 포함하며,
상기 한쌍의 메인 로터부 지지대는 이륙을 위한 양력 발생시 펼쳐지고, 이륙후 비행시에는 서로간의 간격을 좁혀서 공기 저항을 줄임으로써 추력이 향상되도록 하고,
상기 바디부에 대하여 틸팅되는 상기 틸팅 로터부는 상기 바디부에 대하여 회전되는 회전 파이프를 포함하고,
상기 회전 파이프의 단부에는 서브 로터가 마련되며,
상기 서브 로터는 상기 바디부에 대하여 틸팅된 상태에서 회전하면 추진력을 발생하고,
상기 서브 로터의 틸팅은 상기 회전 파이프의 회전에 의하며,
상기 회전 파이프는 중공의 파이프로 이루어지고,
상기 회전 파이프는 틸팅 구동부와 연결되어서 회전하며,
상기 틸팅 구동부는 틸팅 모터, 상기 틸팅 모터에 의하여 회전되는 틸팅축, 상기 틸팅축에 연결된 제1 기어, 상기 제1 기어와 동력전달부재로 연결되는 제2 기어를 포함하고,
상기 제2 기어는 상기 회전 파이프에 연결되며, 상기 회전 파이프를 회전시키고,
상기 회전 파이프가 회전되면 상기 서브 로터가 틸팅되며,
상기 회전 파이프의 회전 각도는 상기 서브 로터의 틸팅 각도를 결정하는 브이톨 드론.
A propulsion unit detachably coupled to a flying fuselage having fixed wings or capable of flying alone without being coupled to the flying fuselage;
The propulsion unit,
body part;
a main rotor part rotating about a rotational axis perpendicular to the body part and performing direction control of the propulsion unit or generating lift of the propulsion unit;
a tilting rotor part that is tilted with respect to the body part; including,
The main rotor part includes a pair of main rotor part supports rotatably coupled to at least one side of the body part,
The pair of main rotor support supports are unfolded when lift is generated for take-off, and when flying after take-off, the distance between each other is narrowed to reduce air resistance so that thrust is improved,
The tilting rotor part tilted with respect to the body part includes a rotating pipe rotated with respect to the body part,
A sub-rotor is provided at the end of the rotating pipe,
When the sub-rotor rotates in a tilted state with respect to the body portion, a driving force is generated,
The tilting of the sub-rotor is due to the rotation of the rotating pipe,
The rotating pipe is made of a hollow pipe,
The rotating pipe is connected to the tilting driving unit to rotate,
The tilting driving unit includes a tilting motor, a tilting shaft rotated by the tilting motor, a first gear connected to the tilting shaft, and a second gear connected to the first gear and a power transmission member,
the second gear is connected to the rotating pipe and rotates the rotating pipe;
When the rotating pipe is rotated, the sub-rotor is tilted,
The rotation angle of the rotating pipe determines the tilt angle of the sub-rotor V-tol drone.
 고정익을 갖는 비행 동체에 착탈 가능하게 결합되거나 비행 동체에 결합되지 않고 단독 비행할 수 있는 추진 유니트를 포함하고,
상기 추진 유니트는,
바디부;
상기 바디부에 수직한 회전축을 중심으로 회전하며 상기 추진 유니트의 방향 제어를 수행하거나 상기 추진 유니트의 양력을 발생하는 메인 로터부;
상기 바디부에 대하여 틸팅되는 틸팅 로터부; 를 포함하고,
상기 메인 로터부는 상기 바디부의 적어도 한쪽에 회동가능하게 결합되는 한쌍의 메인 로터부 지지대를 포함하며,
상기 한쌍의 메인 로터부 지지대는 이륙을 위한 양력 발생시 펼쳐지고, 이륙후 비행시에는 서로간의 간격을 좁혀서 공기 저항을 줄임으로써 추력이 향상되도록 하고,
상기 바디부에 대하여 틸팅되는 상기 틸팅 로터부는 상기 바디부에 대하여 회전되는 회전 파이프를 포함하고,
상기 회전 파이프의 단부에는 서브 로터가 마련되며,
상기 서브 로터는 상기 바디부에 대하여 틸팅된 상태에서 회전하면 추진력을 발생하고,
상기 서브 로터의 틸팅은 상기 회전 파이프의 회전에 의하며,
상기 서브 로터는, 날개 구동부에 의해 회전되고,
상기 날개 구동부는 엔진, 상기 엔진과 연결되는 제1 풀리, 상기 서브 로터에 연결되는 제2 풀리, 일단부는 상기 엔진 또는 상기 제1 풀리에 연결되고 중앙부는 상기 회전 파이프의 내부를 관통하며, 타단부는 상기 제2 풀리 또는 상기 서브 로터에 연결되는 서브 로터 벨트를 포함하는 브이톨 드론. A propulsion unit detachably coupled to a flying fuselage having fixed wings or capable of flying alone without being coupled to the flying fuselage;
The propulsion unit,
body part;
a main rotor part rotating about a rotational axis perpendicular to the body part and performing direction control of the propulsion unit or generating lift of the propulsion unit;
a tilting rotor part that is tilted with respect to the body part; including,
The main rotor part includes a pair of main rotor part supports rotatably coupled to at least one side of the body part,
The pair of main rotor support supports are unfolded when lift is generated for take-off, and when flying after take-off, the distance between each other is narrowed to reduce air resistance so that thrust is improved,
The tilting rotor part tilted with respect to the body part includes a rotating pipe rotated with respect to the body part,
A sub-rotor is provided at the end of the rotating pipe,
When the sub-rotor rotates in a tilted state with respect to the body portion, a driving force is generated,
The tilting of the sub-rotor is due to the rotation of the rotating pipe,
The sub-rotor is rotated by a blade driving unit,
The wing driving unit includes an engine, a first pulley connected to the engine, a second pulley connected to the sub-rotor, one end connected to the engine or the first pulley, and a central portion passing through the inside of the rotating pipe, the other end portion is a V-tol drone comprising a sub-rotor belt connected to the second pulley or the sub-rotor.
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