JP2013533823A

JP2013533823A - 下方調整プロペラ型飛行体

Info

Publication number: JP2013533823A
Application number: JP2013513100A
Authority: JP
Inventors: ドンチェ、キィ; ナムチェ、キィ
Original assignee: サンテックエンタープライゼス
Priority date: 2010-06-01
Filing date: 2011-05-03
Publication date: 2013-08-29
Also published as: CN102917949A; US20130068877A1; KR20110131889A; KR101217804B1; WO2011152614A3; WO2011152614A2

Abstract

本発明は無人回転翼機の一種である小型下方翼型飛行体に関するものであって、従来の下方翼型飛行体は毎瞬間ローターのピッチを調整し、飛行調整のための装置である調整翼を作動するためにサーボ、調整板、ヒンジなどのいろいろな要素の組合により構成された複雑な構造の装置を必要としたが、本発明は、中心軸に取り付けられた動力プロペラの軸下部に固定板と保護板を取り付けた円形枠を設置し、調整プロペラを取り付けた調整モータを保護板に取り付けて、動力プロペラを回転させて発生する風の力を用いて飛行体の上昇及び下降飛行を行い、２つの調整モータに取り付けた調整プロペラを回転するようにして、その風の力により飛行体の停止、そして左・右回転、及び前・後進飛行の機能を遂行し、中心軸付近に飛行体の重心になるように構成要素を配置した構造と装置からなる下方調整プロペラ型飛行体を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は下方調整プロペラ型飛行体に関し、特に無人回転翼機の一種である小型下方翼型飛行体としての下方調整プロペラ型飛行体に関する。

下方翼型飛行体は、一般的に飛行体の中央軸を中心として動力により回転するローターまたはプロペラ、動力部、制御部、固定板、調整翼などから構成されており、プロペラの下部に装置した反トルク除去用調整翼を動作させて飛行を遂行する飛行体である。

従来の下方翼型飛行体は、飛行体が均衡を失う毎瞬間毎にセンサーまたは安定バーによりローターのピッチを調整して飛行体の均衡を保つか、飛行体の停止、前・後進、及び左・右回転飛行のために飛行体の下に軸を横切って調整翼を設置したり、前後進用調整翼と左右回転用調整翼を飛行体の下に別に設置する方法であって、その構造と調整装置が複雑で、ローターピッチ角の変化によって動力効率が低いという問題点があった。

そして、固定ピッチプロペラを使用して飛行体の下部に調整翼を設置する従来の下方翼型飛行体または調整翼を調整するためのサーボ、調整板、ヒンジなどのいろいろな要素から構成された複雑な構造と調整板と調整翼を取り付けるためのヒンジが露出されているので、破損が易しく、管理に不便性があり、またいろいろな構成要素の組み合わせによる体積と重さが加重されて、これによる動力効率を低下させる問題点があった。

本発明は、上記のような問題点を解決するために案出したものであって、毎瞬間毎にローターのピッチを調整しなければならず、調整翼を作動するためのサーボ、調整板、ヒンジなどのいろいろな要素の組合により構成された複雑な構造の装置を必要としない簡単な構造と装置からなる下方調整プロペラ型飛行体を提供することをその目的とする。

上記の目的を達成するための本発明に従う下方調整プロペラ型飛行体は、内部が空いている円形パイプである中心軸、上記中心軸の外周に挿入され、外接ギアが取り付けられた多数の翼を有する動力プロペラ、上記中心軸の上部に取り付けられ、動力を発生する動力源と上記動力源により作動する動力モータを備えた動力部、上記動力モータの軸に取り付けられて固定され、上記外接ギアと互いに噛み合う動力ギア、上記中心軸の下部に取り付けられ、制御装置を備えた円筒形制御部、円形指輪形態の円形枠、四角板の中間の下半部が撓まれた形態をした固定板、多数の翼を有する調整プロペラを取り付けて固定した調整モータ、四角板の中央付近に上記調整モータが挿入されて取り付けられた保護板及び撓まれた四角板形態に形成され、上記円形枠の下に縦に一定の間隔で付着された多数の脚板を含み、上記固定板と上記調整板の一端部は上記円形枠と上記脚板の内部の中間部分で交互に時計方向に各々縦に固定して十字形態に取り付けられ、上記固定板と上記保護板の他端部は上記制御部の外部に縦に固定されるように取り付けられ、上記動力部と上記制御部装置の配線は上記中心軸の内部を通じて連結され、上記動力プロペラの回転によって下に発生する風と上記調整プロペラの回転により発生する風を用いて飛行体の反トルク及び飛行体の停止、左・右回転、及び前・後進飛行の機能を遂行することを特徴とする。

また、本発明に従う下方調整プロペラ型飛行体において、上記動力プロペラの回転運動により飛行体に発生する反トルクの一部は上記固定板により除去され、飛行体の停止、前進及び後進、左折及び右折飛行は、上記調整モータを作動してその風の力により飛行を遂行することを特徴とする。

また、本発明に従う下方調整プロペラ型飛行体は、飛行体の重心が上記動力プロペラと合う上記中心軸の中央付近にくるように飛行体の装置及び部品を設置した構成を特徴とする。

また、本発明に従う下方調整プロペラ型飛行体において、上記脚板は飛行体の離陸と着陸時、上記第１及び第２固定板と上記第１及び第２保護板と上記第１及び第２調整プロペラを保護し、上記第１及び第２固定板と上記第１及び第２保護板に風の流れが伝えられるように設置することを特徴とする。

また、本発明に従う下方調整プロペラ型飛行体において、上記保護板は上記動力プロペラの回転によって下に発生する風を分割して通過させ、上記調整プロペラと調整モータを保護する上記保護板を設置した構成を特徴とする。

前述したように、本発明によれば、調整プロペラを取り付けた２つの調整モータであって、飛行体の反トルク制御と停止、左折及び右折、前進及び後進飛行の機能を遂行することができる。

したがって、本発明によれば、飛行体の構造と調整が簡単で、従来の飛行体のいろいろな構成要素の組合による故障及び破損を減らすことができ、また大きさと重さを縮めることができるので、動力効率を上げるようになり、延いては、飛行体の滞空時間を増やすことができる効果がある。

本発明の下方調整プロペラ型飛行体の斜視図である。本発明の概念を示すための図１の縦断面図である。図１の一部分を切断した下方調整プロペラ型飛行体の斜視図である。本発明の飛行方法を説明するために図１の一部分が除去された状態を上面視した概念図である。

上記のような目的を実現するために、本発明の斜視図である図１と、図１の円形枠５及び脚板５１、５２、５３、５４を除去した図１の概念縦断面図である図２と、図１の一部分を切断した斜視図である図３とを参考にして本発明の構成を説明すれば、次の通りである。

本発明に従う下方調整プロペラ型飛行体は、内部が空いている円形パイプ形状の軸である中心軸１の外周に取り付けられた多数の翼を有する固定ピッチ動力プロペラ２、上記中心軸１の上部に設置された動力部３、上記中心軸１の下部に設置された制御部４、第１及び第２固定板１１、１２と第１及び第２保護板２１、２２、円形指輪形態の円形枠５と脚板５１、５２、５３、５４、第１及び第２調整モータ３１、３２の軸に各々取り付けられた多数の翼を有する第１及び第２調整プロペラ４１、４２を含む。上記第１及び第２固定板１１、１２と第１及び第２保護板２１、２２の一端部は互いに交互に十字形態に上記制御部４の外部に縦に付着して固定され、他端部は上記円形枠５と多数の脚板５１、５２、５３、５４に各々縦に付着されて固定される。上記第１及び第２調整モータ３１、３２は上記第１及び第２保護板２１、２２に各々埋設され、上記動力部３は動力ギア６３を取り付けた動力モータ６２と動力源７とを含み、上記制御部４は制御装置６１を含む。また、上記動力プロペラ２の軸中心には平ギアである外接ギア６４が取り付けられて固定されており、上記外接ギア６４は上記動力モータ６２に取り付けられた平ギアである上記動力ギア６３と噛み合うように取り付けられる。上記動力部３と上記制御部４の装置は連結線８により上記中心軸１の内部を通じて互いに電気的に連結される構造である。一方、本発明に従う下方調整プロペラ型飛行体は動力プロペラ２の中心軸１の中央付近に飛行体の重心になるように構成される。即ち、動力プロペラ２の上部と下部に装置した重さが等しくなるように飛行体の全ての構成要素が配置されるようにする。

本構成において、円形パイプ形態の中心軸１は外接ギア６４が付着された動力プロペラ２の軸であって、内部が空いている飛行体の動力部３と制御部４の装置を連結する連結線８の通路として使われる。中心軸１の外周は動力モータ６２の作動により回転運動をするように中央が開けられている多数の翼を有する外接ギア６４が中央に付着された動力プロペラ２を設置する軸である。

円形枠５は動力プロペラ２の回転によって発生する風が下によく伝えられるように円形指輪形態をした飛行体の枠であって、円形枠５には第１及び第２固定板１１、１２、第１及び第２保護板２１、２２、多数の脚板５１、５２、５３、５４が付着されて固定されている。上記円形枠５と多数の脚板５１、５２、５３、５４は一体に設けられてもよい。

図３は説明のために図１の円形枠５と第１及び第２脚板５１、５２及び第１保護板２１の一部分を切断して除去した形態の斜視図であって、第１保護板２１に取り付けられた第１調整モータ３１、及び第１固定板１１の構造をより詳細に示す。

第１及び第２固定板１１、１２は下部が互いに反対方向に撓まれた板であって、動力プロペラ２の回転によって下に発生する風を分割し、飛行体の回転トルクの一部を除去するために取り付けられたものであって、動力プロペラ１の回転によって下に発生した風が固定板の下半部にぶつかって固定板の下へ通過するように固定板の下半部が動力プロペラ１の回転方向と反対方向に撓まれた四角板形態をしている。

第１及び第２保護板２１、２２は、動力プロペラ２の回転によって下に発生する風を分割して通過するように四角板形態をしており、第１及び第２保護板２１、２２の中間部分に第１及び第２調整モータ３１、３２を各々挿入して取り付けて、各調整モータの軸には第１及び第２調整プロペラ４１、４２が取り付けられて固定されて、第１及び第２調整モータ３１、３２の外部からの破損を最小化し、保護する役割をする。

第１及び第２調整モータ３１、３２は、制御部４の制御装置により各々独立的に調整するように装置されている。

脚板５１、５２、５３、５４は、飛行体の離陸と着陸時、第１及び第２固定板１１、１２と第１及び第２調整プロペラ４１、４２と第１及び第２保護板２１、２２を保護し、動力プロペラ２の回転により発生する風の流れが下によく通過するようにする役割をし、円形枠５に沿って撓まれた四角板形態をする。

ここで、動力プロペラ２と中心軸１の付近に飛行体の重心がくるように、動力部３と制御部４は重さの均衡と設計によって位置を変えて設置したり、構成要素の重さと設計によって動力部と制御部を動力プロペラの上部に共に設置することができる。

本発明は、安定バーと可変ピッチローターを使用せず、固定ピッチプロペラのみで飛行体の平衡安定化を容易に保つための方法であって、図１のように固定ピッチ動力プロペラ２の中心軸１の付近を中心として上部と下部に飛行体の重さが等しくなるように装置の重さを分散して設置することによって、飛行体が平衡安定を保つ原理を用いるものである。

本発明の固定ピッチ動力プロペラ２は回転体であって、動力プロペラ２が回転する間、常に水平平衡を維持しようとする力を持っているが、本発明は基本的にはそのような水平平衡を維持しようとする力である復原力を用いて飛行体平衡安定を維持する。

したがって、動力プロペラ２の水平中心の付近に飛行体の重心がくるように飛行体の重さを上部と下部とに分散して設置すれば、少ない復原力でも飛行体の安定を図ることができるようになり、固定ピッチプロペラの使用により可変ピッチプロペラに比べて動力損失を減らすようになる。

本発明の作動原理を簡単に説明すれば、動力源７に連結された連結線８を通じて動力の伝達を受けた動力モータ６２を制御装置６１が制御し、動力モータ６２の軸に固定された動力ギア６３が回転すれば、動力ギア６３に噛み合っている外接ギア６４が同時に回転することによって、固定ピッチ動力プロペラ２が回転するようになって、飛行体が飛行するようになり、第１及び第２調整モータ３１、３２を作動して第１及び第２調整プロペラ４１、４２で発生する風の力を調節して飛行体の停止、前進、後進、左折及び右折飛行などの飛行を遂行するようになる。

図４は、飛行体の停止、左折、右折、前進及び後進飛行などの飛行原理を説明するために、代表図である図１の動力プロペラ２を含んだ上部の装置と円形枠５と脚板５１、５２、５３、５４を除去した、制御部４と第１及び第２調整モータ３１、３２と、第１及び第２調整プロペラ４１、４２と第１及び第２固定板１１、１２の構造を上面視した状態を簡略に示す概念図である。

本発明の飛行原理を代表図である図１と図４を参考して説明すると、動力部３に含有したバッテリーのような動力源７とモータである動力モータ６２を制御部４に含まれた制御装置６１に配線により連結された動力モータ６２を作動させて動力プロペラ２を時計反回り方向に回転させれば、動力プロペラ２の回転により下に発生する風の推力により飛行体は上昇するようになって、飛行体の飛行が可能になり、同時に飛行体は動力プロペラの回転運動によって発生する反トルク作用により時計方向に回転するようになる。

動力プロペラ２の回転によって発生する飛行体の回転トルク（Torque）は、第１及び第２固定板１１、１２が動力プロペラの回転によって下に発生する風を受けるようになって回転トルクの一部を除去し、残りの回転トルクは第１及び第２調整モータ３１、３２の回転速度を各々調節して第１及び第２調整プロペラ４１、４２で発生する風の力により飛行体の回転トルクを制御して、停止飛行及び左・右回転飛行が可能になる。

また、図４で図面の下方の矢印Ａ方向を飛行体の前進方向に、その反対側の矢印Ｂ方向を後進方向に前提すれば、２つの調整モータである第１調整モータ３１と第２調整モータ３２を制御装置６１により独立的に第１及び第２調整モータ３１、３２の回転速度を互いに異なるように調整して、第１調整プロペラ４１の回転速度が第２調整プロペラ４２の回転速度より大きければ、ジャイロプリセッション（Gyro Precession）効果により飛行体が前進飛行し、その反対であれば飛行体は後進飛行するようになる。

したがって、本発明によれば、動力プロペラ２を回転してその風の力により飛行体が上昇と下降をするようになり、２つの調整モータ３１、３２を作動してそれに取り付けられた調整プロペラ４１、４２で発生する風の力により飛行体の反トルク制御と飛行体の停止、左折及び右折、前進及び後進飛行の機能を遂行することができるので、飛行体の調整が簡便になり、従来の飛行体のサーボ、調整板、ヒンジなどのいろいろな構成要素の組合による故障及び破損を減らすことができ、また飛行体の構造が単純であるので、飛行体の大きさと重さを縮めることができるので、動力効率を高めるようになり、延いては飛行体の滞空時間を増やすことができる効果がある。

本発明の図面は本発明の理解を助けるために図示したものであって、円形枠４の上部の表面、第１及び第２固定板１１、１２の上部の表面、及び第１及び第２保護板２１、２２の上部の表面は風の抵抗を最も小さく受けるように流線型で製作される。

各部品及び構成要素との詳細な配線は、一般的な配線方法により飛行装置が作動するようにした配線に従うものであり、連結された配線の詳細な説明は省略する。

また、本発明に使用する部品と装置の材質は、プラスチック、鉄板、ＥＰＰフォームなどのいろいろ材質で作られることができるので、各部品と装置の装着及び固定方法は説明せず、各材質によって熔接、嵌合、接着剤などで装着及び固定する。

本発明の下方調整プロペラ型飛行体は、図示及び説明したものの他にも多様な変形実施が可能なものであって、本発明の目的範囲から逸脱しない限り、変形される実施形態は全て本発明の権利範囲に含まれて解釈されるべきである。

上記の目的を達成するための本発明に従う下方調整プロペラ型飛行体は、内部が空いている円形パイプである中心軸、上記中心軸の外周に挿入され、外接ギアが取り付けられた多数の翼を有する動力プロペラ、上記中心軸の上部に取り付けられ、動力を発生する動力源と上記動力源により作動する動力モータを備えた動力部、上記動力モータの軸に取り付けられて固定され、上記外接ギアと互いに噛み合う動力ギア、上記中心軸の下部に取り付けられ、制御装置を備えた円筒形制御部、円形指輪形態の円形枠、四角板の中間の下半部が撓まれた形態をした第１及び第２固定板、多数の翼を有する第１及び第２調整プロペラをそれぞれ取り付けて固定した第１及び第２調整モータ、四角板の中央付近に上記第１及び第２調整モータが挿入されて取り付けられた第１及び第２保護板及び撓まれた四角板形態に形成され、上記円形枠の下に縦に一定の間隔で付着された多数の脚板を含み、上記第１及び第２固定板と上記第１及び第２保護板の一端部は上記円形枠と上記脚板の内部の中間部分で交互に時計方向に各々縦に固定して十字形態に取り付けられ、上記第１及び第２固定板と上記第１及び第２保護板の他端部は上記制御部の外部に縦に固定されるように取り付けられ、上記動力部と上記制御部装置の配線は上記中心軸の内部を通じて連結され、前記制御部装置により独立的に前記第１及び第２調整モータの回転速度を互いに異なるように調整し、上記動力プロペラの回転によって下に発生する風と上記第１及び第２調整プロペラの回転により発生する風を用いて飛行体の反トルク及び飛行体の停止、左・右回転、及び前・後進飛行の機能を遂行することを特徴とする。

また、本発明に従う下方調整プロペラ型飛行体において、上記動力プロペラの回転運動により飛行体に発生する反トルクの一部は上記第１及び第２固定板により除去され、飛行体の停止、前進及び後進、左折及び右折飛行は、上記第１及び第２調整モータを作動してその風の力により飛行を遂行することを特徴とする。

また、本発明に従う下方調整プロペラ型飛行体において、上記第１及び第２保護板は上記動力プロペラの回転によって下に発生する風を分割して通過させ、上記第１及び第２調整プロペラと前記第１及び第２調整モータを保護する上記保護板を設置した構成を特徴とする。

Claims

小型無人回転翼機の飛行体であって、
内部が空いている円形パイプである中心軸と、
前記中心軸の外周に挿入され、外接ギアが取り付けられた多数の翼を有する動力プロペラと、
前記中心軸の上部に取り付けられ、動力を発生する動力源と前記動力源により作動する動力モータを備えた動力部と、
前記動力モータの軸に取り付けられて固定され、前記外接ギアと互いに噛み合う動力ギアと、
前記中心軸の下部に取り付けられ、制御装置を備えた円筒形制御部と、
円形指輪形態の円形枠と、
四角板の中間の下半部が撓まれた形態をした固定板と、
多数の翼を有する調整プロペラを取り付けて固定した調整モータと、
四角板の中央付近に前記調整モータが挿入されて取り付けられた保護板及び撓まれた四角板形態に形成され、前記円形枠の下に縦に一定の間隔で付着された多数の脚板とを含み、
前記固定板と前記調整板の一端部は前記円形枠と前記脚板の内部の中間部分で交互に時計方向に各々縦に固定して十字形態に取り付けられ、前記固定板と前記保護板の他端部は前記制御部の外部に縦に固定されるように取り付けられ、前記動力部と前記制御部装置の配線は前記中心軸の内部を通じて連結され、
前記動力プロペラの回転によって下に発生する風と前記調整プロペラの回転により発生する風を用いて飛行体の反トルク及び飛行体の停止、左・右回転、及び前・後進飛行の機能を遂行することを特徴とする、下方調整プロペラ型飛行体。
前記動力プロペラの回転運動により飛行体に発生する反トルクの一部は前記固定板により除去され、飛行体の停止、前進及び後進、左折及び右折飛行は、前記調整モータを作動してその風の力により飛行を遂行することを特徴とする、請求項１に記載の下方調整プロペラ型飛行体。
飛行体の重心が前記動力プロペラと合う前記中心軸の中央付近にくるように飛行体の装置及び部品を設置した構成を特徴とする、請求項１に記載の下方調整プロペラ型飛行体。
前記脚板は飛行体の離陸と着陸時、前記第１及び第２固定板と前記第１及び第２保護板と前記第１及び第２調整プロペラを保護し、前記第１及び第２固定板と前記第１及び第２保護板に風の流れが伝えられるように設置されたことを特徴とする、請求項１に記載の下方調整プロペラ型飛行体。
前記保護板は前記動力プロペラの回転によって下に発生する風を分割して通過させ、前記調整プロペラと調整モータを保護することを特徴とする、請求項１に記載の下方調整プロペラ型飛行体。