KR101350840B1 - 소형 비행체의 날갯짓 속도 가변형 플랩핑 장치 - Google Patents

소형 비행체의 날갯짓 속도 가변형 플랩핑 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 소형 비행체의 날갯짓 속도 가변형 플랩핑 장치에 관한 것으로써, 특히 날개가 플랩핑운동을 할 때, 상하방향으로의 움직이는 날갯짓의 속도를 가변시키는 소형 비행체의 날갯짓 속도 가변형 플랩핑 장치에 것이다.
본 발명의 소형 비행체의 날갯짓 속도 가변형 플랩핑 장치는, 비행기의 동체와; 상기 동체에 장착되어 회전하는 모터와: 상기 모터의 구동에 의해 회전하는 디스크판과; 상기 디스크판의 회전운동을 직선운동으로 변환시키는 운동변환부와; 상기 운동변환부에 힌지결합되고, 상기 동체에 지지되어 플랩핑(Flapping)운동하는 날개부재; 를 포함하여 이루어지되, 상기 날개부재는 상기 운동변환부에 의해 플랩핑운동시, 날갯짓의 속도가 가변되는 것을 특징으로 한다.

Description

소형 비행체의 날갯짓 속도 가변형 플랩핑 장치 { VARIABLE VELOCITY FLAPPING APPARATUS FOR FLYING OBJECT }
본 발명은 소형 비행체의 날갯짓 속도 가변형 플랩핑 장치에 관한 것으로써, 특히 날개가 플랩핑운동을 할 때, 상하방향으로의 움직이는 날갯짓의 속도를 가변시키는 소형 비행체의 날갯짓 속도 가변형 플랩핑 장치에 것이다.
일반적으로 소형 비행체는 완구용 또는 군사적인 목적으로는 감시 및 정찰용으로 개발되고 있다.
이러한 소형 비행체는 새 또는 곤충의 형상과 모양 그리고 특징을 살려서 만들어지게 된다.
이와 같이 새 또는 곤충을 본떠 날갯짓을 하여 비행하는 소형 비행체로는 등록특허공보 제10-0901755호, 공개특허공보 제10-2003-0040894호, 등록특허공보 제10-0587582, 등록특허공보 제10-0587446호 등에 게재되어 있다.
한편, 새나 곤충은 1회의 날갯짓을 할 때, 처음과 끝 구간에서의 날갯짓 속도는 느리고 중간구간에서는 날갯짓 속도를 빠르게 하여 비행을 한다.
그러나 종래의 이러한 소형 비행체는 비행시, 1회의 날갯짓을 하는 동안 전체구간에서 동일한 속도로 날갯짓을 하기 때문에 실제의 새 또는 곤충과 같은 소형비행체를 구현하는데 어려움이 있었다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 특히 날개를 플랩핑하여 비행하는 소형 비행체에서 비행시 1회의 날갯짓을 할 때, 날갯짓의 속도를 가변시켜 실제의 새 또는 곤충과 같이 날갯짓을 구현할 수 있는 소형 비행체의 날갯짓 속도 가변형 플랩핑 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 소형 비행체의 날갯짓 속도 가변형 플랩핑 장치는, 비행기의 동체와; 상기 동체에 장착되어 회전하는 모터와: 상기 모터의 구동에 의해 회전하는 디스크판과; 상기 디스크판의 회전운동을 직선운동으로 변환시키는 운동변환부와; 상기 운동변환부에 힌지결합되고, 상기 동체에 지지되어 플랩핑(Flapping)운동하는 날개부재; 를 포함하여 이루어지되, 상기 날개부재는 상기 운동변환부에 의해 플랩핑운동시, 날갯짓의 속도가 가변되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 운동변환부는, 상기 디스크판의 회전운동에 의해 수평방향으로 직선운동하고, 상부에는 전단 또는 후단으로 경사진 경사면이 형성된 제1슬라이딩부재와; 일단은 상기 디스크판의 회전중심점의 외측에 힌지결합되고, 타단은 상기 슬라이딩부재에 힌지결합되어 상기 디스크판의 회전운동을 수평방향의 직선운동으로 변환시키는 제1링크와; 일단은 상기 날개부재에 힌지결합되고, 타단은 상기 경사면에 접하여 상기 제1슬라이딩부재의 수평방향의 직선이동에 의해 수직방향으로 직선운동하는 제2슬라이딩부재; 로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 경사면은 곡면으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 경사면의 곡면은, 중앙부의 곡률이 전단과 후단의 곡률보다 큰 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 경사면과 접하는 상기 제2슬라이딩부재의 타단에는 롤러; 가 장착되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 운동변환부는, 상기 제1슬라이딩부재의 수평방향의 직선운동과 상기 제2슬라이딩부재의 수직방향의 직선운동을 안내하는 가이드부재; 를 더 포함하여 이루어지되, 상기 제1슬라이딩부재의 직선운동하는 양 측면에는 제1슬라이딩돌기가 형성되고, 상기 제2슬라이딩부재의 직선운동하는 타단 양 측면에는 상기 제2슬라이딩돌기가 형성되며, 상기 가이드부재는, 수평방향으로 길게 형성되어 상기 제1슬라이딩부재가 수용되고, 상기 제1슬라이딩돌기가 삽입되어 슬라이딩하는 제1슬라이딩공이 형성된 수평부와; 상기 수평부의 수직방향으로 길게 형성되어 상기 제2슬라이딩부재의 타단이 수용되고, 상기 제2슬라이딩돌기가 삽입되어 슬라이딩하는 제2슬라이딩공이 형성된 수직부; 로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제2슬라이딩부재의 타단을 상기 경사면 방향으로 가압하는 스프링; 을 더 포함하여 이루어지되, 상기 수직부의 상부에는 상기 제2슬라이딩부재가 삽입되는 삽입공이 형성되고, 상기 삽입공을 통해 삽입된 상기 제2슬라이딩부재 타단에는 상기 스프링걸림턱이 형성되며, 상기 스프링은 상기 삽입공이 형성된 상기 수직부와 상기 스프링걸림턱 사이에 배치되어 상기 제2슬라이딩부재의 타단을 상기 경사면 방향으로 가압하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 날개부재는, 상기 동체의 전방에 배치되는 앞날개부와; 상기 앞날개부의 후방에 배치되는 뒷날개부; 로 이루어지며, 상기 제2슬라이딩부재의 일단에는 상기 동체의 전후방향으로 길게 연결부가 형성되되, 상기 앞날개부는 상기 연결부의 전단과 힌지결합되고, 상기 뒷날개부는 상기 연결부의 후단과 힌지결합되어 상기 앞날개부와 상기 뒷날개부는 상기 제2슬라이딩부재의 수직방향의 직선운동에 의해 상하방향으로 플랩핑운동하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 앞날개부와 상기 뒷날개부는, 상기 동체의 전방에 배치되어 상하방향으로 선회운동되게 힌지결합된 날개부와; 상기 날개부와 상기 연결부를 연결하여 상기 제2슬라이딩부재의 수직방향의 직선운동을 상기 날개부의 플랩핑운동으로 변환시키는 제2링크; 로 이루어지되, 상기 날개부에는 가이드돌기가 형성되고, 상기 제2링크는 상기 연결부와 힌지결합되고, 상기 가이드돌기가 삽입되어 슬라이딩되는 장공형상의 안내공이 형성된 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 소형 비행체의 날갯짓 속도 가변형 플랩핑 장치에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
상기 날개부재는 상기 운동변환부에 의해 플랩핑운동시, 상기 날개부재의 1회의 날갯짓의 속도가 가변됨으로써, 소형 비행체가 실제의 새 또는 곤충과 같이 날갯짓을 구현하여 비행할 수 있다.
상기 디스크판의 회전운동을 수평방향의 직선운동으로 변환한 후, 다시 수평방향의 직선운동을 수직방향의 직선운동으로 변환시킴으로써, 상기 제2슬라이딩부재에 연결된 상기 날개부재가 상기 제2슬라이딩부재의 수직방향의 직선운동에 의해 플랩핑운동을 하게 한다.
상기 경사면이 곡면으로 이루어짐으로써, 다양한 곡면을 적용하여 상기 날개부재의 플랩핑운동시, 상기 날개부재의 1회 날갯짓 속도를 다양한 곡면에 맞게 변화시킬 수 있다.
상기 경사면의 곡면은, 중앙부의 곡률이 전단과 후단의 곡률보다 크게 형성됨으로써, 곡률이 상대적으로 작은 상기 경사면의 전단과 후단에 상기 제2슬라이딩부재의 타단이 접하여 이동할 때에는 날갯짓 속도가 느리고, 상대적으로 곡률이 큰 상기 경사면의 중앙부에 상기 제2슬라이딩부재의 타단이 접하여 이동할 때에는 날갯짓 속도가 상기 경사면의 전단과 후단 보다 빠르게 날갯짓을 하기 때문에 비행체가 큰 힘을 발휘하여 새 또는 곤충과 같이 비행할 수 있게 한다.
상기 제2슬라이딩부재의 타단에 상기 롤러를 장착함으로써, 상기 롤러가 상기 경사면을 따라 이동하면서 회전하기 때문에 마찰력을 줄여주어 상기 제2슬라이딩부재의 타단이 상기 경사면을 따라 보다 부드럽게 이동하는 효과가 있다.
상기 가이드부재를 장착함으로써, 상기 제1슬라이딩부재와 상기 제2슬라이딩부재가 수평 수직방향의 직선운동을 보다 정확하게 할 수 있다.
상기 제2슬라이딩부재의 타단을 상기 경사면방향으로 가압하는 스프링을 장착함으로써, 상기 경사면에 접하여 이동하는 상기 제2슬라이딩부재의 타단이 상기 경사면에서 떨어지지 않게 하는 효과가 있다.
상기 날개부재가 앞날개부와 뒷날개부로 이루어짐으로써, 상기 앞날개부와 상기 뒷날개부가 플랩핑운동시, 가변되는 날갯짓의 속도가 똑같이 움직이는 두 쌍의 날개를 형성할 수 있다.
상기 앞날개부와 상기 뒷날개부가 상기 날개부와 상기 제2링크로 이루어지고, 상기 제2링크의 상기 안내공에 상기 가이드돌기가 삽입되어 슬라이딩하면서 상기 제2링크의 길이가 변화됨으로써, 상기 날개부재가 날갯짓을 할 때, 상기 제2링크가 상기 날개부와 상기 제2슬라이딩부재의 서로 다른 운동에 의해 변화하는 상기 날개부와 상기 연결부와의 거리에 맞게 조절하여 상기 날개부가 보다 부드럽게 플랩핑운동 즉, 날갯짓을 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전체적인 구성을 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전체적인 구성을 나타낸 분해 사시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 운동변환부의 구성을 나타낸 분해 사시도.
도 4는 도 1에서 A-A를 취해서 본 단면도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 작동과정을 나타낸 측면도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 경사면의 곡면의 곡률을 비교한 비교도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 날개부재의 구성을 나타낸 분해 사시도.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 제2링크의 작동과정을 나타낸 정면도.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전체적인 구성을 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전체적인 구성을 나타낸 분해 사시도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 운동변환부의 구성을 나타낸 분해 사시도이고, 도 4는 도 1에서 A-A를 취해서 본 단면도이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 작동과정을 나타낸 측면도이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 경사면의 곡면의 곡률을 비교한 비교도이며, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 날개부재의 구성을 나타낸 분해 사시도이고, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 제2링크의 작동과정을 나타낸 정면도이다.
도 1 내지 도 8에 도시된 바와 같이 본 발명의 소형 비행체의 날갯짓 속도 가변형 플랩핑 장치는, 동체(100), 모터(200), 디스크판(300), 운동변환부(400), 날개부재(500), 롤러(600) 및 스프링(700)으로 이루어진다.
상기 동체(100)는 비행기의 몸체를 의미한다.
본 실시예에의 도면에서는 상기 동체(100)와 관련하여 비행기 몸체 전체가 아닌 일부분만 도시하여 표현하였다.
이러한 상기 동체(100)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 상기 모터(200), 상기 디스크, 상기 운동변환부(400) 및 상기 날개부재(500)가 장착되어 지지된다.
상기 모터(200)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 상기 동체(100)에 장착되어 회전한다.
이러한 상기 모터(200)는 회전동력을 발생시킨다.
본 실시예와 달리 상기 모터(200) 대신 엔진을 장착하여 회전동력을 발생시킬 수도 있다.
상기 디스크판(300)은 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이 원형의 판재형상으로 이루어져 상기 모터(200)의 구동에 의해 회전하다.
이러한 상기 디스크판(300)은 상기 모터(200)의 회전에 의해 회전하면서 후술하는 운동변환부(400)에 의해 회전운동을 변환시켜 후술하는 상기 날개부재(500)가 플랩운동하도록 한다.
본 실시예에서는 상기 디스크판(300)이 상기 모터(200)에 직접장착되어 상기 모터(200)가 상기 디스크판(300)을 회전시키도록 하였지만, 본 실시예와 달리 상기 모터(200)와 상기 디스크판(300) 사이에 감속기를 장착하여 상기 모터(200)의 회전속도를 감속시켜 상기 디스크판(300)을 회전시키도록 할 수도 있다.
상기 운동변환부(400)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 상기 디스크판(300)과 상기 날개부재(500)를 연결하여 도 5에 도시된 바와 같이 상기 디스크판(300)의 회전운동을 상기 날개부재(500)의 플랩핑운동으로 변환시킨다.
이러한 상기 운동변환부(400)는 상기 날개부재(500)를 플랩핑운동하도록 변환시켜 상기 날개부재(500)가 날갯짓을 할 때, 상기 날개부재(500)의 상하방향으로 날갯짓의 속도가 가변되게 변화시킨다.
즉, 상기 운동변환부(400)는 상기 모터(200)에 의해 회전하는 상기 디스크판(300)의 회전운동을 속도가 가변되는 직선운동으로 변환시켜 상기 날개부재(500)가 플랩핑운동을 할 때, 상기 날개부재(500)의 상하바향의 날갯짓의 속도가 가변되게 한다.
이러한 상기 운동변환부(400)는 도 3에 도시된 바와 같이 제1링크(410), 제1슬라이딩부재(420), 제2슬라이딩부재(430) 및 가이드부재(440)로 이루어진다.
상기 제1링크(410)는 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이 길이 방향으로 길게 형성되어 상기 디스크판(300)의 회전운동을 후술하는 상기 제1슬라이딩부재(420)가 수평방향으로 직선운동하도록 회전운동을 수평방향의 직선운동으로 변환시킨다.
이러한 상기 제1링크(410)는 일단이 상기 디스크판(300)의 회전중심점의 외측에 힌지결합되고, 타단은 상기 제1슬라이딩부재(420)에 힌지결합되어 회전운동을 수평방향의 직선운동으로 변환시킨다.
보다 상세하게는 상기 제1링크(410)의 도 5에 도시된 바와 같이 일단이 상기 디스크판(300)의 회전중심점의 외측에 힌지결합되어 있어 상기 디스크판(300)이 회전하게 되면, 상기 제1링크(410)의 일단이 상기 디스크판(300)의 회전중심점에서 일단과 힌지결합된 거리와 같은 반지름(R)을 갖는 원을 그리면서 회전하게 된다.
그리고 상기 제1링크(410)의 타단은 상기 제1슬라이딩부재(420)에 힌지결합되어 있어 회전하는 상기 제1링크(410)의 일단에 의해 상기 디스크판(300) 방향으로 끌려갔다가 밀려오면서 타단에 힌지결합된 상기 제1슬라이딩부재(420)가 수평방향으로 직선운동하도록 변환시킨다.
상기 제1슬라이딩부재(420)는 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이 길이방향으로 길게 형성되어 상기 디스크판(300)의 회전운동에 의해 수평방향으로 직선운동한다.
즉, 상기 제1슬라이딩부재(420)는 상기 제1링크(410)에 의해 상기 디스크판(300)과 힌지결합되어 상기 디스크판(300)을 회전운동에 의해 수평방향의 직선운동을 한다.
이러한 상기 제1슬라이딩부재(420)의 상부에는 경사면(421)이 형성된다.
상기 경사면(421)은 상기 제1슬라이딩부재(420)의 전단 또는 후단 방향으로 경사지게 형성된다.
상기 경사면(421)에는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 후술하는 상기 제2슬라이딩부재(430)의 타단에 장착된 롤러(600)가 접하여 상기 제2슬라이딩부재(430)가 수직방향으로 직선운동하게 한다.
이러한 상기 경사면(421)은 곡면으로 이루어진다.
상기 경사면(421)의 곡면에 의해 후술하는 상기 경사면(421)에 접하여 수직방향으로 직선운동하는 상기 제2슬라이딩부재(430)의 속도가 가변된다.
이와 같이 상기 경사면(421)의 곡면에 의해 상기 경사면(421)에 접하여 수직방향의 직선운동하는 상기 제2슬라이딩부재(430)의 속도가 가변됨으로써, 상기 제2슬라이딩부재(430)에 힌지결합되어 플랩핑운동하는 상기 날개부재(500)의 날갯짓 속도가 가변되기 때문에 상기 비행체의 날개가 상기 곡면의 형상에 따라 다양한 속도로 날갯짓을 하도록 제작할 수 있다.
이러한 상기 경사면(421)의 곡면은 도 6(c)에 도시된 바와 같이 중앙부의 곡률이 전단과 후단의 곡률보다 크게 형성한다.
이는 상기 경사면(421)의 중앙부의 곡률을 크게 하여 상기 제2슬라이딩부재(430)의 타단이 상기 중앙부를 지날 때, 빠르게 수직방향으로 직선운동하도록 하여 상기 제2슬라이딩부에 힌지결합되어 플랩핑운동하는 상기 날개부재(500)의 상하방향의 날갯짓이 중간부분에서 빠른속도로 날갯짓을 하게 하기 위한 것이다.
보다 상세하게는 도 6(b) 및 도 6(c)에 도시된 바와 같이 상기 경사면(421)을 전단(S1), 중앙부(S2), 후단(S3)으로 길이를 3등분하고, 상기 날개부재(500)의 날갯짓을 도 6(a)에 도시된 바와 같이 상단(F1), 중간(F2), 하단(F3)로 3등분한다.
그리고 도 6(b)에 도시된 바와 같이 상기 경사면(421)의 곡면의 전단(S1), 중앙부(S2), 후단(S3)의 곡률 없이 일정하게 경사져 있으면, 상기 제2슬라이딩부재(430)의 상하방향으로 수직 이동하는 이동속도도 일정하게 되면서 상기 날개부재(500)의 상하방향의 날갯짓 속도도 상단(F1), 중간(F2),하단(F2) 부분에서 일정하게 날갯짓을 하게 된다.
하지만 도 6(c)에 도시된 바와 같이 상기 경사면(421)의 곡면의 중앙부(S2)의 곡률이 전단(S1)과 후단(S2)보다 크게 되면, 상기 제2슬라이딩부재(430)가 상기 중앙부(S2) 구간에서 빠르게 상하방향으로 수직이동을 하게 되면서 상기 날개부재(500)의 날갯짓도 중간(F2)부분에서 상단(F1)과 후단(F2)보다 빠르게 날갯짓을 하게 되면서 큰 힘을 발휘하게 된다.
이와 같이 상기 경사면(421)의 중앙부(S2)의 곡률을 전단(S1)과 후단(S2)보다 크게 함으로써, 상기 날개부재(500)의 날갯짓의 속도를 중간(F2)부분에서 빠르게 움직이도록 하여 중간(F2)부분에서 큰 힘을 발휘하기 때문에 상기 비행체가 실제의 새 또는 곤충과 같은 날갯짓을 구현하여 비행할 수 있게 된다.
상기 제2슬라이딩부재(430)는 도 5에 도시된 바와 같이 상기 제1슬라이딩부재(420)의 수평방향의 직선운동을 수직방향의 직선운동으로 변환시켜 상기 날개부재(500)가 플랩핑운동을 하게 한다.
이러한 상기 제2슬라이딩부재(430)의 일단은 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이 상기 날개부재(500)에 힌지결합되고, 타단은 상기 경사면(421)에 접하여 상기 제1슬라이딩부재(420)의 수평방향의 직선운동에 의해 수직방향의 직선운동을 한다.
보다 상세하게는 도 4에 도시된 바와 같이 상기 제2슬라이딩부재(430)의 타단이 수평방향으로 직선운동하는 상기 제1슬라이딩부재(420)의 상기 경사면(421)을 접하여 상하방향으로 움직이면서 상기 제1슬라이딩부재(420)의 수평방향의 직선운동을 수직방향의 직선운동으로 변환되어 움직이다.
이러한 상기 제2슬라이딩부재(430)는 전술한 바와 같이 상기 경사면(421)의 곡면의 곡률에 따라 수직방향으로 움직이는 속도가 가변되어 플랩핑운동하는 상기 날개부재(500)의 날갯짓 속도를 가변시킨다.
상기 가이드부재(440)는 도 5에 도시된 바와 같이 전술하는 상기 제1슬라이딩부재(420)와 상기 제2슬라이딩부재(430)의 직선운동을 정확하게 하도록 안내한다.
즉, 상기 가이드부재(440)는 상기 제1슬라이딩부재(420)의 수평방향의 직선운동과 상기 제2슬라이딩부재(430)의 수직방향의 직선운동을 안내하여 보다 잘 상기 제1슬라이딩부재(420)와 상기 제2슬라이딩부재(430)가 직선운동을 정확하게 하도록 안내한다.
이러한 상기 가이드부재(440)는 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이 수평부(441) 및 수직부(443)로 이루어진다.
그리고 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이 상기 제1슬라이딩부재(420)의 직선운동하는 양측 측면에는 제1슬라이딩돌기(422)가 형성되고, 상기 제2슬라이딩부재(430)의 직선운동하는 타단 양 측면에는 상기 제2슬라이딩돌기(432)가 형성된다.
상기 수평부(441)는 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이 수평방향으로 길게 형성되어 상기 제1슬라이딩부재(420)가 수용된다.
즉, 상기 수평부(441)는 상기 제1슬라이딩부재(420)의 양측으로 형성된다.
그리고 상기 수평부(441)에는 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이 양측으로 제1슬라이딩공(442)이 형성된다.
이러한 상기 제1슬라이딩공(442)은 도 5에 도시된 바와 같이 상기 수평부(441)에 수용된 상기 제1슬라이딩부재(420)의 제1슬라이딩돌기(422)가 삽입되어 슬라이딩되면서 상기 제1슬라이딩부재(420)를 안내한다.
보다 상세하게는 상기 제1슬라이딩공(442)에 상기 제1슬라이딩돌기(422)가 삽입되어 슬라이딩되면서 상기 디스크판(300)의 회전력에 의해 직선운동하는 상기 제1슬라이딩부재(420)가 상기 디스크판(300)의 회전력에 의해 같이 회전하지 않고 도 5(a), 도 5(b)에 도시된 바와 같이 정확하게 수평방향으로만 직선운동하도록 안내한다.
상기 수직부(443)는 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이 상기 수평부(441)의 수직방향으로 길게 형성되어 상기 제2슬라이딩부재(430)의 타단이 수용된다.
즉, 상기 수직부(443)는 도 4에 도시된 바와 같이 상기 제2슬라이딩부재(430)가 수용되어 상기 제2슬라이딩부재(430)의 타단이 상기 경사면(421)에 접하도록 도 3에 도시된 바와 같이 양측에 상기 수평부(441)와 일체로 형성된다.
이러한 상기 수직부(443)에는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 제2슬라이딩공(444) 및 삽입공(445)이 형성된다.
상기 제2슬라이딩공(444)은 도 5에 도시된 바와 같이 상기 제2슬라이딩부재(430)의 상기 제2슬라이딩돌기(432)가 삽입되어 슬라이딩되게 안내한다.
즉, 상기 제2슬라이딩공(444)은 상기 수평부(441)에 수용된 상기 제2슬라이딩부재(430)의 타단에 형성된 상기 제2슬라이딩돌기(432)가 삽입되어 슬라이딩되면서 상기 제2슬라이딩부재(430)를 안내한다.
보다 상세하게는 도 5에 도시된 바와 같이 상기 제2슬라이딩공(444)에 상기 제2슬라이딩돌기(432)가 삽입되어, 상기 제1슬라이딩부재(420)의 수평방향의 직선운동에 의해 상기 제2슬라이딩부재(430)의 타단이 상기 경사면(421)에 접하여 상기 제1슬라이딩부재(420)와 함께 수평방향으로 직선운동하지 않고 상기 경사면(421)을 따라 이동하면서 수직방향으로 직선운동하도록 상기 제2슬라이딩부재(430)를 안내한다.
상기 삽입공(445)은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 상기 수직부(443)의 상부에 형성된다.
이러한 상기 삽입공(445)은 상기 제2슬라이딩부재(430)가 삽입되어 도 4에 도시된 바와 같이 수직방향으로 직선운동하게 한다.
상기 롤러(600)는 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이 상기 제2슬라이딩부재(430)의 타단에 장착된다.
즉, 상기 롤러(600)는 도 4에 도시된 바와 같이 상기 경사면(421)과 접하는 상기 제2슬라이딩부재(430)의 타단에 장착되어 도 5에 도시된 바와 같이 수평방향으로 직선운동하는 상기 제1슬라이딩부재(420)의 상기 경사면(421)을 따라 이동하면서 회전하여 상기 제2슬라이딩부재(430)가 수직방향으로 직선운동할 때, 상기 경사면(421)과 상기 제2슬라이딩부재(430)의 타단에 발생하는 마찰력을 감소시킨다.
본 실시예와 달리 상기 롤러(600) 없이 상기 제2슬라이딩부재(430)의 타단이 상기 경사면(421)에 직접 접하여 이동하면서 상기 제1슬라이딩부재(420)의 수평방향의 직선운동을 상기 제2슬라이딩부재(430)의 수직방향의 직선운동으로 변환시킬 수도 있다.
하지만 이와 같이 상기 제2슬라이딩부재(430)의 타단이 상기 경사면(421)에 직접 접하여 이동하게 되면, 상기 제2슬라이딩부재(430)의 타단과 상기 경사면(421) 사이에 마찰력이 크게 발생하여 마모되면서 제품의 수명을 단축하게 된다.
따라서 본 실시예와 같이 상기 제2슬라이딩부재(430)의 타단에 상기 롤러(600)를 장착하여 상기 롤러(600)가 상기 경사면(421)의 곡면에 접하여 회전되게 함으로써, 상기 경사면(421)과 상기 제2슬라이딩부재(430)의 타단의 마찰력을 감소시켜 제품의 수명을 늘리는 것이 바람직하다.
상기 스프링(700)은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 상기 제2슬라이딩부재(430)의 타단이 상기 경사면(421)에 밀착되도록 상기 제2슬라이딩부재(430)의 타단을 상기 경사면(421) 방향으로 가압한다.
보다 상세하게는 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 스프링(700)은 상기 제2슬라이딩부재(430)의 타단에 장착된 상기 롤러(600)가 상기 경사면(421)에 항시 접하여 상기 경사면(421)의 곡면을 따라 이동하면서 상기 제2슬라이딩부재(430)가 수직방향의 직선운동하도록 상기 롤러(600)를 상기 경사면(421)방향으로 가압한다.
이러한 상기 스프링(700)은 상기 수평부(441)재의 상기 삽입공(445)에 삽입된 상기 제2슬라이딩부에 장착되는데, 이때, 상기 제2슬라이딩부재(430)의 타단에는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 상기 스프링(700)의 외경보다 큰 스프링걸림턱(433)이 형성하여 상기 스프링(700)이 상기 제2슬라이딩부재(430)의 타단을 상기 경사면(421)방향으로 가압하도록 지지하게 한다.
즉, 상기 스프링(700)은 도 4에 도시된 바와 같이 상기 삽입공(445)에 삽입된 상기 제2슬라이딩부재(430)에 상기 삽입공(445)이 형성된 상기 수직부(443)의 상부와 상기 스프링걸림턱(433) 사이에 장착되어 상기 제2슬라이딩부재(430)가 상기 경사면(421)에 의해 수평방향으로 움직일 때, 상기 제2슬라이딩부재(430)가 즉, 상기 롤러(600)가 상기 경사면(421)에서 떨어지지 않도록 상기 제2슬라이딩부재(430)의 타단을 상기 경사면(421)방향으로 가압한다.
이와 같이 상기 스프링(700)이 상기 경사면(421)에서 상기 롤러(600)가 떨어지지 않도록 가압함으로써, 상기 제2슬라이딩부재(430)가 도 5에 도시된 바와 같이 상기 경사면(421)의 곡률에 의해 보다 정확하게 가변되는 수직방향의 직선운동을 하게 된다.
상기 날개부재(500)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 상기 운동변환부(400)에 힌지결합되고, 상기 동체(100)에 지지되어 플랩핑운동을 한다.
보다 상세하게는 상기 날개부재(500)는 도 2에 도시된 바와 같이 상기 제2슬라이딩부재(430)의 일단에 힌지결합되어 상기 제2슬라이딩부재(430)의 수직방향의 직선운동에 의해 상기 동체(100)에 지지되어 상하방향으로 플랩핑운동을 한다.
그리고 상기 날개부재(500)는 상기 경사면(421)의 곡률에 따라 가변되는 상기 제2슬라이딩부재(430)의 수직방향의 직선운동에 의해 플랩핑운동시, 날갯짓의 속도가 가변된다.
이러한 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 상기 날개부재(500)는 앞날개부(510) 및 뒷날개부(520)로 이루어진다.
그리고 상기 제2슬라이딩부재(430)의 일단에는 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이 상기 동체(100)의 전후방향으로 길게 연결부(431)가 형성된다.
상기 앞날개부(510)는 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이 상기 동체(100)의 전방에 배치된다.
그리고 상기 앞날개부(510)는 상기 연결부(431)의 전단의 좌우 양측에 힌지결합된다.
상기 뒷날개부(520)는 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이 상기 앞날개부(510)의 후방에 배치된다.
그리고 상기 뒷날개부(520)는 상기 연결부(431)의 후단의 좌우 양측에 힌지결합된다.
이러한 상기 앞날개부(510)와 상기 뒷날개부(520)가 상기 연결부(431)에 힌지결합되어 상기 제2슬라이딩부재(430)의 수직방향의 직선운동에 의해 똑같이 플랩핑운동 즉, 날갯짓을 하게 된다.
이와 같이 상기 앞날개부(510)와 상기 뒷날개부(520)가 상기 제2슬라이딩부재(430)에 의해 똑같이 날갯짓을 함으로써, 상기 비행체가 비행시 2쌍의 날개가 동시에 똑같이 움직이게 해준다.
본 실시예에서는 두 쌍의 날개 즉, 앞날개부(510)와 뒷날개부(520)가 상기 연결부(431)의 전 후단에 배치되어 상기 비행체를 비행하도록 하였지만, 본 실시예와 달리 한 쌍의 상기 날개부재(500)만 상기 제2슬라이딩부재(430)의 일단에 배치하여 상기 비행체가 비행하도록 할 수도 있다.
이러한 상기 앞날개부(510)와 상기 뒷날개부(520)는 도 7에 도시된 바와 같이 날개부(530) 및 제2링크(540)로 이루어진다.
상기 날개부(530)는 도 1 및 도 7에 도시된 바와 같이 상기 동체(100)에서 수직방향으로 형성된 브라켓(110)에 상하방향으로 선회운동되게 힌지결합된다.
그리고 상기 날개부(530)의 일부분이 상기 동체(100)의 외부로 노출되어 바람을 일으켜 상기 비행체가 날게 한다.
이러한 상기 날개부(530)에는 도 7에 도시된 바와 같이 가이드돌기(531)가 형성된다.
상기 가이드돌기(531)는 도 8에 도시된 바와 같이 상기 제2링크(540)와 결합되어 상기 날개부(530)와 상기 연결부(431) 사이의 간격에 맞게 조절하는 역할을 한다.
보다 상세하게는 상기 가이드돌기(531)는 도 8에 도시된 바와 같이 후술하는 상기 제2링크(540)의 안내공(541)에 삽입되어 상기 제2슬라이딩부재(430)와 상기 날개부(530)의 서로 다른 운동에 의해 상기 날개부(530)와 상기 제2슬라이딩부재(430)의 사이의 간격이 변화하게 되는데, 이러한 변화되는 거리에 맞게 상기 날개부(530)와 상기 연결부(431) 사의 거리를 조절해 주는 역할을 한다.
상기 제2링크(540)는 도 8에 도시된 바와 같이 상기 연결부(431)와 상기 날개부(530)를 연결하여 상기 제2슬라이딩부재(430)의 수직방향의 직선운동에 의해 상기 날개부(530)가 플랩핑운동을 하도록 변환시킨다.
보다 상세하게는 도 7에 도시된 바와 같이 상기 제2링크(540)의 일단은 상기 연결부(431)의 전단 또는 후단 중 어느 하나에 힌지결합되고, 타단은 상기 날개부(530)의 상기 가이드돌기(531)와 결합되어 상기 제1슬라이딩부재(420)의 수평방향의 직선운동을 플랩핑운동으로 변환시킨다.
이러한 상기 제2링크(540)에는 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 상기 안내공(541)이 형성된다.
상기 안내공(541)은 장공형성으로 형성된다.
이렇게 형성된 상기 안내공(541)은 도 8에 도시된 바와 같이 상기 날개부(530)의 가이드돌기(531)가 삽입되어 슬라이딩 되면서 상기 날개부(530)와 상기 연결부(431)사이의 간격을 조절한다.
보다 상세하게는 상기 날개부(530)는 플랩핑운동을 하고 상기 연결부(431)는 수직방향으로 직선운동을 하게 되면서 상기 날개부(530)와 상기 연결부(431) 사이의 거리는 수시로 변화하게 되는데, 이렇게 변화하는 거리에 맞게 도 8에 도시된 바와 같이 상기 가이드돌기(531) 상기 안내공(541)을 따라 슬라이딩되면서 상기 날개부(530)와 상기 연결부(431) 사이의 거리를 조절하게 된다.
이와 상기 안내공(541)과 상기 가이드돌기(531)가 슬라이딩되면서 상기 날개부(530)와 상기 연결부(431) 사이의 거리를 조절함으로써, 상기 제2슬라이딩부재(430)의 수직방향의 직선운동에 의해 상기 날개부(530)의 플랩핑운동 즉, 날갯짓을 보다 부드럽게 할 수 있게 된다.
이러한 구성으로 이루어진 본 발명의 소형 비행체의 날갯짓 속도 가변형 플랩핑 장치의 작동과정에 대해 자세히 설명한다.
먼저, 상기 모터(200)에 전원이 인가되면 회전하게 된다.
이렇게 회전하는 상기 모터(200)의 구동에 의해 상기 디스크판(300)도 회전하게 된다.
이때, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 디스크판(300)의 회전중심점의 외측에 힌지결합된 상기 제1링크(410)의 일단도 회전하게 되면서 상기 제1링크(410)의 타단에 힌지결합된 상기 제1슬라이딩부재(420)가 도 5(a) 및 도 5(b)에 도시된 바와 같이 수평방향으로 직선운동을 하게 된다.
이렇게 상기 제1슬라이딩부재(420)가 수평방향으로 직선운동을 하게 되면, 상기 제1슬라이딩부재(420)의 상기 경사면(421)에 접촉되어 있는 상기 롤러(600)가 회전하면서, 상기 롤러(600)가 장착된 상기 제2슬라이딩부재(430)가 도 5(a) 또는 도 5(b)에 도시된 바와 같이 수직방향으로 직선운동을 하게 된다.
이때, 상기 스프링(700)은 상기 경사면(421)의 따라 회전하는 상기 롤러(600)가 상기 경사면(421)에서 떨어지지 않도록 상기 제2슬라이딩부재(430)의 타단을 상기 경사면(421) 방향으로 가압한다.
이렇게 직선운동하는 상기 제2슬라이딩부재(430)에 의해 상기 제2슬라이딩부재(430)의 상기 연결부(431)에 힌지결합된 상기 제2링크(540)는, 상기 날개부재(500)의 상기 앞날개부(510)와 상기 뒷날개부(520)가 플랩핑운동하도록 상기 수평방향의 직선운동을 변환시켜 도 6(a) 및 도 8에 도시된 바와 같이 동시에 상하방향으로 상기 날개부(530)가 날갯짓을 하게 한다.
한편, 상기 경사면(421)의 곡면이 도 6(c)에 도시된 바와 같이 중앙부(S2)의 곡률이 전단(S1), 및 후단(S3)보다 크게 형성되어 있어 상기 롤러(600)가 이 부분을 지날 때에는 큰 곡률에 의해 상기 제2슬라이딩부재(430)가 빠르게 상승 또는 하강하게 된다.
이렇게 상기 제2슬라이딩부재(430)가 상기 경사면(421)의 중앙부(S2)에서 빠르게 상승 또는 하강하게 되면서 도 6(a)에 도시된 바와 같이 상기 날개부(530)의 날갯짓이 상단(F1) 및 하단(F3) 구간보다 상기 중간(F2)부분에서 빠르게 날갯짓을 하게 된다.
이와 같이 상기 날개부(530)가 중간(F2)부분에서 빠르게 날갯짓을 하게 되면서 큰 힘을 발휘할 수 있고, 상기 비행체가 실제의 새 또는 곤충과 같이 날갯짓을 구현하여 비행하게 된다.
또한, 본 실시예와 달리 다양한 곡면의 곡률을 갖는 상기 경사면(421)을 적용하여 상기 경사면(421)에 따라 상기 제2슬라이딩부재(430)의 수직방향의 직선운동을 다양한 속도로 변화시켜 상기 날개부(530)의 날갯짓의 속도를 다양하게 할 수 있고, 그로 인해 다양한 속도의 날갯짓을 하는 비행체를 제작할 수 있다.
본 발명의 소형 비행체의 날갯짓 속도 가변형 플랩핑 장치는 전술한 실시예에 국한하지 않고, 본 발명의 기술 사상이 허용되는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.
100: 동체 110: 브라켓 200: 모터
300: 디스크판 400: 운동변환부 410: 제1링크
420: 제1슬라이딩부재 421: 경사면 422: 제1슬라이딩돌기
430: 제2슬라이딩부재 431: 연결부 432: 제2슬라이딩돌기
433: 스프링걸림턱 440: 가이드부재 441: 수평부
442: 제1슬라이딩공 443: 수직부 444: 제2슬라이딩공
445: 삽입공 500: 날개부재 510: 앞날개부
520: 뒷날개부 530: 날개부 531: 가이드돌기
540: 제2링크 541: 안내공 600: 롤러
700: 스프링

Claims (9)

  1. 삭제
  2. 비행기의 동체와;
    상기 동체에 장착되어 회전하는 모터와:
    상기 모터의 구동에 의해 회전하는 디스크판과;
    상기 디스크판의 회전운동을 직선운동으로 변환시키는 운동변환부와;
    상기 운동변환부에 힌지결합되고, 상기 동체에 지지되어 플랩핑(Flapping)운동하는 날개부재; 를 포함하여 이루어지되,
    상기 날개부재는 상기 운동변환부에 의해 플랩핑운동시 날갯짓의 속도가 가변되고,
    상기 운동변환부는,
    상기 디스크판의 회전운동에 의해 수평방향으로 직선운동하고, 상부에는 전단 또는 후단으로 경사진 경사면이 형성된 제1슬라이딩부재와;
    일단은 상기 디스크판의 회전중심점의 외측에 힌지결합되고, 타단은 상기 슬라이딩부재에 힌지결합되어 상기 디스크판의 회전운동을 수평방향의 직선운동으로 변환시키는 제1링크와;
    일단은 상기 날개부재에 힌지결합되고, 타단은 상기 경사면에 접하여 상기 제1슬라이딩부재의 수평방향의 직선이동에 의해 수직방향으로 직선운동하는 제2슬라이딩부재; 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 소형 비행체의 날갯짓 속도 가변형 플랩핑 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 경사면은 곡면으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 소형 비행체의 날갯짓 속도 가변형 플랩핑 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 경사면의 곡면은, 중앙부의 곡률이 전단과 후단의 곡률보다 큰 것을 특징으로 하는 소형 비행체의 날갯짓 속도 가변형 플랩핑 장치.
  5. 청구항 2 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 경사면과 접하는 상기 제2슬라이딩부재의 타단에는 롤러; 가 장착되는 것을 특징으로 하는 소형 비행체의 날갯짓 속도 가변형 플랩핑 장치.
  6. 청구항 2 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 운동변환부는,
    상기 제1슬라이딩부재의 수평방향의 직선운동과 상기 제2슬라이딩부재의 수직방향의 직선운동을 안내하는 가이드부재; 를 더 포함하여 이루어지되,
    상기 제1슬라이딩부재의 직선운동하는 양 측면에는 제1슬라이딩돌기가 형성되고, 상기 제2슬라이딩부재의 직선운동하는 타단 양 측면에는 제2슬라이딩돌기가 형성되며,
    상기 가이드부재는,
    수평방향으로 길게 형성되어 상기 제1슬라이딩부재가 수용되고, 상기 제1슬라이딩돌기가 삽입되어 슬라이딩하는 제1슬라이딩공이 형성된 수평부와;
    상기 수평부의 수직방향으로 길게 형성되어 상기 제2슬라이딩부재의 타단이 수용되고, 상기 제2슬라이딩돌기가 삽입되어 슬라이딩하는 제2슬라이딩공이 형성된 수직부; 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 소형 비행체의 날갯짓 속도 가변형 플랩핑 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제2슬라이딩부재의 타단을 상기 경사면 방향으로 가압하는 스프링; 을 더 포함하여 이루어지되,
    상기 수직부의 상부에는 상기 제2슬라이딩부재가 삽입되는 삽입공이 형성되고, 상기 삽입공을 통해 삽입된 상기 제2슬라이딩부재 타단에는 스프링걸림턱이 형성되며,
    상기 스프링은 상기 삽입공이 형성된 상기 수직부와 상기 스프링걸림턱 사이에 배치되어 상기 제2슬라이딩부재의 타단을 상기 경사면 방향으로 가압하는 것을 특징으로 하는 소형 비행체의 날갯짓 속도 가변형 플랩핑 장치.
  8. 청구항 2 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 날개부재는,
    상기 동체의 전방에 배치되는 앞날개부와;
    상기 앞날개부의 후방에 배치되는 뒷날개부; 로 이루어지며,
    상기 제2슬라이딩부재의 일단에는 상기 동체의 전후방향으로 길게 연결부가 형성되되,
    상기 앞날개부는 상기 연결부의 전단과 힌지결합되고, 상기 뒷날개부는 상기 연결부의 후단과 힌지결합되어 상기 앞날개부와 상기 뒷날개부는 상기 제2슬라이딩부재의 수직방향의 직선운동에 의해 상하방향으로 플랩핑운동하는 것을 특징으로 하는 소형 비행체의 날갯짓 속도 가변형 플랩핑 장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 앞날개부와 상기 뒷날개부는,
    상기 동체의 전방에 배치되어 상하방향으로 선회운동되게 힌지결합된 날개부와;
    상기 날개부와 상기 연결부를 연결하여 상기 제2슬라이딩부재의 수직방향의 직선운동을 상기 날개부의 플랩핑운동으로 변환시키는 제2링크; 로 이루어지되,
    상기 날개부에는 가이드돌기가 형성되고,
    상기 제2링크는 상기 연결부와 힌지결합되고, 상기 가이드돌기가 삽입되어 슬라이딩되는 장공형상의 안내공이 형성된 것을 특징으로 하는 소형 비행체의 날갯짓 속도 가변형 플랩핑 장치.
KR1020120058012A 2012-05-31 2012-05-31 소형 비행체의 날갯짓 속도 가변형 플랩핑 장치 KR101350840B1 (ko)

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