KR100823346B1

KR100823346B1 - 무인 촬영 항공기

Info

Publication number: KR100823346B1
Application number: KR1020070025812A
Authority: KR
Inventors: 노우현
Original assignee: (주)엔에스에이치
Priority date: 2007-03-16
Filing date: 2007-03-16
Publication date: 2008-04-18

Abstract

본 발명은 무인 촬영 항공기에 관한 것으로, 카메라가 동체의 헤드부에 장착되어 엔진 배기가스와 진동의 영향을 받지 않으며, 원하는 지역을 최적의 상태에서 촬영함을 목적으로 한다.

본 발명에 의한 무인 촬영 항공기는, 동체(10)와; 상기 동체의 상단부에 설치되는 메인 로터(30)와; 상기 동체의 후단부에 설치되는 테일 로터(40)와; 상기 동체의 헤드부에 설치되는 카메라 지지프레임(50)과; 상부가 개방된 본체 및 상기 본체의 개방부를 개폐하는 커버로 이루어져 상기 카메라 지지프레임을 통해 상기 동체에 설치되는 하우징(60)과; 상기 하우징 내부에 탑재되어 상기 동체의 헤드부에 배치되는 카메라(70)와; 상기 동체의 상기 메인 로터 후방측에 탑재되며 동력전달수단을 통해 상기 메인 로터와 테일 로터에 연결되어 상기 메인 로터와 테일 로터를 구동시키는 엔진(20)과; 상기 하우징을 상하 틸트 및 좌우 회전시키는 틸트 및 회전수단(80)을 포함하여 구성된다.

무인, 항공기, 카메라, 촬영

Description

무인 촬영 항공기{PILOTLESS HELICOPTER FOR FILMING}

도 1은 본 발명의 실시예 1에 의한 무인 촬영 항공기의 측면도.

도 2와 도 3은 각각 본 발명의 실시예 1에 의한 무인 촬영 항공기에 적용된 카메라 하우징의 설치 상태를 도시한 확대도.

도 4는 본 발명의 실시예 2에 의한 무인 촬영 항공기의 측면도.

도 5는 본 발명의 실시예 2에 의한 무인 촬영 항공기에 적용된 중량체의 설치 상태 예시도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

10 : 동체, 20 : 엔진

30 : 메인 로터, 40 : 테일 로터

50 : 카메라 지지프레임, 60 : 하우징

70 : 카메라, 80 : 회전 및 틸트수단

90 : 중량체,

본 발명은 무인 촬영 항공기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 카메라를 동체의 선단부에 장착하여 엔진의 배기가스와 진동의 영향을 받지 않도록 하고, 원하는 지역을 최적의 상태에서 촬영할 수 있는 무인 촬영 항공기에 관한 것이다.

일반적으로, 영화나 광고영상중 빠르고 역동적으로 움직이는 장면을 상방향에서 촬영함에 있어서, 필요한 경우에는 공중촬영기법이 빈번하게 이용된다.

공중촬영을 위해서는 주로 원격조정이 가능한 무인 비행체에 촬영용 카메라를 장착하여 이용하는 방식이 널리 쓰이고 있는 바, 현재 국내에서는 외국의 모형 비행체 제작사에 의해 대량생산되는 일반 레져용 항공기(헬리콥터, 비행기)가 촬영용 무인 비행체로 널리 사용되고 있으며, 상기의 레져용 항공기의 스키드(Skid) 사이에 촬영용 카메라를 장착하여 사용하고 있는 실정이다.

종래 무인 촬영 항공기는 크게 유선형으로 이루어진 동체와, 그 동체의 하단 좌우 양쪽으로 돌출되게 설치되는 한쌍의 스키드와, 상기 동체의 수직상방으로 돌출되게 설치되는 메인로터(Mainrotor)와, 상기 동체의 후방쪽으로 일정 길이만큼 돌출되게 설치되는 테일로터(Tail rotor)와, 상기 동체의 내부에 설치된 상태에서 원격조정에 의하여 구동되는 엔진 및 상기 동체의 선단부 아래쪽의 상기 스키드사이에 장착된 상태에서 원격조정에 의하여 작동되는 촬영용 카메라로 구성된다.

그러나, 종래 기술에 의한 무인 촬영 카메라에 따르면, 상기 카메라가 상기 엔진의 직하부인 스키드에 설치되기 때문에 상기 엔진에서 배출되는 배기가스가 상기 카메라 렌즈를 가리게 되고, 또한 엔진의 진동이 상기 카메라에 그대로 전가되어 상기 카메라의 떨림이 발생됨에 따라 촬영된 화상의 뿌옇거나 떨리는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 카메라를 엔진으로부터 간섭받지 않는 곳에 설치하고 있으나, 이 경우 상기 카메라의 중량에 의해 동체의 중량이 카메라 쪽으로 편중(영화 촬영용 35mm 카메라의 경우 동체 대비 중량이 무거워 편중이 극심)되어 안정적인 비행을 하지 못하는 문제점이 있다.

그리고, 상기 카메라는 대개 케이스 없이 직접 동체에 장착되기 때문에 공중을 비행하는 조류, 돌맹이 등이 부딪쳐 쉽게 파손될 수 있고, 카메라가 회전 및 틸트되지 못하여 촬영의 한계에 부딪치고 있는 실정이다.

본 발명은 상기한 종래 문제점을 해결하기 위한 것으로, 카메라를 엔진의 배기가스와 진동으로부터 간섭을 받지 않도록 장착하여 촬영된 화상의 화질이 선명하도록 하며, 카메라에 의해 동체의 중량이 상기 카메라측으로 편중되지 않도록 한 무인 촬영 항공기를 제공하려는데 그 목적이 있다.

그리고, 본 발명의 다른 목적은 카메라에 직접적인 충격이 가해지지 않도록 하고, 동체의 방향을 바꾸지 않고 카메라의 방향을 자유롭게 바꿔 촬영하려는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 무인 촬영 항공기는, 동체와; 상기 동체의 상단부에 설치되는 메인 로터와; 상기 동체의 후단부에 설치되는 테일 로터와; 상기 동체의 헤드부에 설치되는 카메라 지지프레임과; 상부가 개방된 본체 및 상기 본체의 개방부를 개폐하는 커버로 이루어져 상기 카메라 지지프레임을 통해 상기 동체에 설치되는 하우징과; 상기 하우징 내부에 탑재되어 상기 동체의 헤드부에 배치되는 카메라와; 상기 동체의 상기 메인 로터 후방측에 탑재되며 동력전달수단을 통해 상기 메인 로터와 테일 로터에 연결되어 상기 메인 로터와 테일 로터를 구동시키는 엔진과; 상기 하우징을 상하 틸트 및 좌우 회전시키는 틸트 및 회전수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다..

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

<실시예 1>

도 1에서 보이는 것처럼, 본 실시예에 의한 무인 촬영 항공기는, 동체(10)와; 동체(10)에 탑재되는 엔진(20)과; 동체(10)의 상단부에 설치되며 동력전달수단(미도시)을 통해 엔진(20)과 연결되어 회전하는 메인 로터(30)와; 동체(10)의 후단부에 설치되며 동력전달수단(미도시)을 통해 엔진(20)과 연결되어 회전하는 테일 로터(40)와; 동체(10)의 헤드부에 설치되는 카메라 지지프레임(50)과; 카메라 지지프레임(50)에 장착되는 하우징(60)을 매개로 하여 동체(10)의 헤드부에 설치되는 카메라(70)와; 하우징(70)을 상하 틸트 및 좌우 회전시키는 틸트 및 회전수단(80)을 포함하여 이루어지며, 이하 각 구성요소를 구체적으로 설명한다.

본 실시예는 카메라(70)가 항공기 동체(10)의 헤드부에 설치됨과 틸트 및 회전수단(80)을 요지로 하는바, 동체(10), 엔진(20), 메인 로터(30), 테일 로터(40) 등에 대해서는 간략히 설명한다.

동체(10)는 상술한 장비들이 설치되는 항공기(도면에는 헬리콥터를 예로 들어 도시함)의 모체로서, 좌우로 일정 간격을 두고 이격되는 한 쌍의 측판(11), 소정 길이로 이루어져 측판(11)들의 후방으로 결합되며 테일로터(40)가 장착되는 바(12), 측판(11)들의 사이에 결합되어 메인로터(30) 등의 설치 공간을 제공하는 다수의 브래킷(미도시)으로 구성될 수 있고, 저부에는 한 쌍의 스키드(13)가 구비된다. 도면에 도시하지는 않았지만 동체(10)에는 동체(10) 내부를 밀폐하는 커버가 설치될 수 있다.

엔진(20)은 통상의 것으로서, 메인 로터(30)와 테일 로터(40)에 각각 동력전달수단을 통해 회전력을 제공하는 구동원이다. 본 발명은 카메라(70)가 동체(10)의 헤드부에 설치되기 때문에 항공기의 중량이 동체(10) 헤드부로 편중될 수밖에 없으며 이를 보상하기 위하여 항공기의 구성요소 중 다른 것들에 비해 중량이 무거운 엔진(20)의 배치를 통해 편중되지 않도록 한다.

즉, 엔진(20)의 위치가 기존 항공기와 다르게 변경되었지만 메인 로터(30)는 그 위치가 기존 항공기와 동일하여도 기어트레인 등의 동력전달수단을 통해 엔진(20)과 메인 로터(30)가 동력 전달 가능하게 연결된다.

메인 로터(30), 테일 로터(40)는 기존 항공기와 동일하므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

도 2에서 보이는 바와 같이, 카메라 지지프레임(50)은 하나 이상의 수평바(51), 수평바(51)를 통해 상호 간에 일정 간격을 두고 배치되며 동체(10)에 하나 이상의 체결구(53)(볼트 등), 용접 등을 통해 고정되는 다수(예컨대 한 쌍)의 수직바(53) 및 수직바(52)의 선단부에 형성되는 하우징 장착부(54)로 구성될 수 있으며, 유지 보수를 고려하여 체결구(52)를 매개로 하여 탈착 가능하게 설치되는 것이 바람직하다.

하우징(60)은 카메라(70)가 안착되는 상부 개방형 본체(61) 및 본체(61)의 개방부를 개폐하는 커버(62)로 이루어진다. 커버(62)는 본체(61)에 힌지 결합되어 회전식으로 개폐되거나 본체(61)와 분리되는 단품으로서 체결구(63)를 통해 결합될 수 있다.

틸트 및 회전수단(80)은, 하우징(60)의 수평 중심선 상 양측에 각각 고정 설치되어 하우징(60)의 틸트를 안내하는 틸트안내축(81), 틸트안내축(81)과 동력전달수단(82)(예컨대, 구동스프로킷, 종동스프로킷, 체인으로 구성됨)을 통해 연결되어 틸트안내축(81)을 틸트시키는 틸트 모터(83), 동체(10)에 고정 장착되는 회전모터(84), 카메라 지지프레임(50)의 하우징 장착부(54)에 베어링을 통해 평면에서 볼 때 좌우로 회전 가능하게 설치되는 회전축(85), 회전축(85)의 하단부에 고정되며 양측이 틸트안내축(81)에 연결되고 동력전달수단(86)(예컨대, 구동스프로킷, 종동스프로킷, 체인으로 구성됨)을 매개로 하여 회전모터(84)와 연결되어 회전모터(84)를 통해 하우징(60)을 좌우 회전시키는 회전 프레임(87)을 포함하여 구성될 수 있다. 틸트 및 회전수단(80)의 틸트모터(83)와 회전모터(84)는 리모트 콘트롤러(항공기 비행을 위한 리모트 콘트롤러에 일체화된 것이나 별도일 수 있다)의 조작에 의해 구동된다.

회전 프레임(87)은 하나 이상의 수평바(87a) 및 수평바(87a)의 좌우 양측에 결합되며 하우징(60)의 절반 정도를 감싸며 양측 하단부에 틸트안내축(81)이 회전 가능하게 지지되는 반원형의 곡선바(87b)로 이루어진다. 곡선바(87b)는 반원형인 것에 한정되지 않고 원형 등 다양한 형상이 가능하다.

그리고, 하우징(60)의 후방에는 동체(10)와의 충돌에 의한 파손을 막고 구조적 안정을 위한 보호 프레임(88)이 설치된다. 보호 프레임(88)은 하우징(60)의 반원형으로 형성되어 양단부가 회전 프레임(87)에 각각 고정되면서 하우징(60)의 후방에 배치된다. 보호 프레임(88)은 반원형인 것에 한정되지 않고 다양한 형상이 가능하다.

하우징(60)의 회전 및 틸트가 원활하게 이루어지도록 안내부재가 더 설치된다. 예컨대, 상기 안내부재는 동체(10)의 선단부에 보호 프레임(88)이 회전 가능하도록 설치되어 보호 프레임(88)의 회전을 안내하는 예컨대 레일(14), 회전프레임(87)에 하우징(60)과 접촉되도록 설치되어 하우징(60)의 회전 및 틸트 동작이 원활하도록 지지하는 예컨대 볼베어링(15)일 수 있다.

이와 같이 구성된 본 실시예에 의한 무인 촬영 항공기의 작용은 다음과 같다.

본 실시예에 의한 무인 촬영 항공기는 기존 무인 촬영 항공기와 마찬가지로 리모트 콘트롤러를 통해 원격 조정(비행, 카메라 제어)되므로 조정에 대해서는 구체적인 설명을 생략한다.

본 실시예에 따른 무인 촬영 항공기는 동체(10) 헤드부에 카메라(70)가 설치되어도 엔진(20)의 위치에 의해 동체(10)의 중량이 헤드부에 편중되지 않으므로 안정된 자세로 비행할 수 있다.

한편, 카메라(70)를 온 작동하여 공중 촬영을 하면서 실시간으로 카메라(70)에 의해 촬영된 화상을 모니터링하며, 촬영 각도를 변경할 경우 다음과 같이 카메라(70)의 촬영 각도를 조절한다.

먼저, 촬영 지역을 상부나 하부로 바꿀 경우 틸트모터(83)를 구동하면 틸트모터(83)의 구동력이 틸트안내축(81)에 전달되어 틸트안내축(81)이 회전하며, 틸트안내축(81)과 함께 하우징(60)이 틸팅된다. 모니터링을 하면서 카메라(70)의 촬영 각도가 결정되면 틸트모터(83)의 구동을 정지시켜 카메라(70)의 촬영 각도를 셋팅한다.

그리고, 촬영 지역을 좌우로 바꿀 경우 회전모터(84)를 구동하면 회전모터(84)의 구동력이 회전축(85)으로 전달되어 회전축(85)과 함께 회전프레임(86)이 회전하게 된다. 회전프레임(86)의 양측 단부는 틸트안내축(81)을 통해 하우징(60)에 연결되어 회전프레임(86)과 함께 하우징(60)이 좌우로 회전하게 된다.

<실시예 2>

도 4에서와 같이, 본 실시예에 의한 무인 촬영 항공기는, 엔진(20)과 메인 로터(30)가 기존 항공기처럼 동체(10)에 수직의 일직선상에 배치되며, 카메라(70(하우징(60)을 통해 설치되는 것은 실시예 1과 동일)는 동체(10)의 헤드부에 설치되고, 카메라(70)의 중량에 의해 전체 중량이 헤드부로 편중되는 것을 막기 위하여 동체(10)의 엔진(20) 후방측에 중량체(90)가 설치된다.

본 실시예에 의하면 기존 항공기의 구조를 변경하지 않고 장착되는 카메라(70)의 중량에 따라 중량체(90)를 선택함으로써 공용이 가능한 이점이 있다.

도 5에서 보이는 바와 같이, 중량체(90)의 설치구조로 예컨대, 스키드(13) 위의 엔진(20) 후방측에는 중량체(90)가 고정수단을 매개로 하여 탑재된다. 중량체(90)는 도면에 보이는 것처럼 육면체에 한정되지 않고 구형 등도 사용 가능하며, 상기 고정수단은 중량체(90)가 수납되는 포켓, 중량체(90)를 스키드(13)에 묶어 고정하는 밴드, 중량체(90)를 스키드(13)에 볼트로 고정하는 고정브래킷 등이 가능하다. 다르게는 중량체(90)가 스키드(13)(또는 동체(10))에 가이드레일을 통해 전후로 이동 가능하게 설치될 수도 있다.

실시예 1은 중량이 동체(10)의 헤드부에 편중되지 않도록 엔진(20)이 후방으로 배치되는 것이고, 실시예 2는 중량체(90)가 탑재되는 것이며, 다르게는 실시예 1에서 카메라(70)를 사용하지 않을 경우 카메라 지지프레임(50) 또는 하우징(60)을 해체하고 실시예 2의 중량체를 탑재하여 중량의 편중을 없애면서 카메라(70)를 선택적으로 사용할 수도 있을 것이다.

다르게는 중량체(90)가 스키드(13)(또는 동체(10))에 가이드레일을 통해 전후로 이동 가능하게 설치될 수도 있다. 도 5에서와 같이, 스키드(13)에 다단의 위치조절공(13a)을 형성하고, 스키드(13)의 안쪽에 각각 가이드레일(91)을 설치하며, 중량체(90)를 스키드(13)의 위치조절공(13a)에 선택적으로 배치하여 볼트(92)를 체결함으로써 이동 가능하게 결합할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 무인 촬영 항공기에 의하면, 카메라가 동체의 헤드부에 장착되어 엔진 배기가스와 진동의 영향을 받지 않으므로 촬영된 화상의 질을 향상할 수 있으며, 카메라가 동체의 헤드부에 설치되어도 엔진의 배치 및 중량체에 의해 동체의 헤드부로 중량이 편중되지 않으므로 안정된 비행을 할 수 있다.

그리고, 카메라가 하우징을 통해 동체에 장착 및 회전과 틸트 동작하여 파손을 막을 수 있으며 원하는 지역을 최적의 상태에서 촬영할 수 있는 등의 효과가 있다.

이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려, 첨부된 청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발 명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

Claims

동체(10)와; 상기 동체의 상단부에 설치되는 메인 로터(30)와; 상기 동체의 후단부에 설치되는 테일 로터(40)와; 상기 동체의 헤드부에 설치되는 카메라 지지프레임(50)과; 상부가 개방된 본체(61) 및 상기 본체의 개방부를 개폐하는 커버(62)로 이루어져 상기 카메라 지지프레임을 통해 상기 동체에 설치되는 하우징(60)과; 상기 하우징 내부에 탑재되어 상기 동체의 헤드부에 배치되는 카메라(70)와; 상기 동체에 탑재되어 상기 메인 로터와 테일 로터를 구동하는 엔진(20)과; 상기 하우징을 상하 틸트 및 좌우 회전시키는 틸트 및 회전수단(80)을 포함하고, 상기 엔진은 상기 카메라로부터 메인 로터의 후방측에 배치되어 상기 카메라에 의해 중량이 상기 동체의 헤드부로 편중되지 않도록 한 것을 특징으로 하는 무인 촬영 항공기.
저부에 스키드(13)가 구비된 동체(10)와; 상기 동체에 탑재되는 엔진(20)과; 상기 동체의 상단부에 상기 엔진의 수직 상부에 설치되며 동력전달수단을 통해 상기 엔진과 연결되어 회전하는 메인 로터(30)와; 상기 동체의 후단부에 설치되며 동력전달수단을 통해 상기 엔진과 연결되어 회전하는 테일 로터(40)와; 상기 동체의 헤드부에 설치되는 카메라 지지프레임(50)과; 상기 카메라 지지프레임에 장착되는 하우징을 매개로 하여 설치되는 카메라(70)와; 상기 하우징을 상하 틸트 및 좌우 회전시키는 틸트 및 회전수단(80)과; 상기 카메라의 중량에 의한 상기 동체의 무게중심이 헤드로 편중되는 것을 막기 위하여 상기 동체의 엔진 후방측에 교체 가능하게 설치되는 중량체(90)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 무인 촬영 항공기.
제 2 항에 있어서, 상기 중량체는 상기 동체의 저부에 형성된 스키드에 고정수단을 통해 교체 가능하게 탑재되는 것을 특징으로 하는 무인 촬영 항공기.
제 2 항에 있어서, 상기 중량체는 상기 동체의 스키드에 형성된 가이드레일(91)에 전후로 이동 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 무인 촬영 항공기.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 틸트 및 회전수단은,

상기 하우징의 수평 중심선 상 양측에 각각 고정 설치되어 상기 하우징의 틸트를 안내하는 틸트 안내축(81), 상기 틸트안내축과 동력전달수단(82)을 통해 연결되어 상기 틸트안내축을 틸트시키는 틸트 모터(83), 상기 동체에 고정 장착되는 회전모터(84), 상기 카메라 지지프레임에 수직의 회전축(85)을 통해 좌우 회전 가능하게 설치되면서 양측이 각각 상기 틸트 안내축에 연결되며 동력전달수단(86)을 매개로 하여 상기 회전모터와 연결되어 상기 회전모터를 통해 상기 하우징을 좌우 회전시키는 회전 프레임(87)을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 무인 촬영 항공기.
제 5 항에 있어서, 상기 하우징의 회전 및 틸트 동작이 원활하도록 지지하는 하나 이상의 안내부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 촬영 항공기.