KR101449095B1 - 무인항공기 카메라 팬 틸트장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무인항공기 카메라 팬 틸트장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무인항공기에 장착되어 파노라마적 효과를 위해 카메라를 상하좌우로 회전시켜 촬영을 할 수 있도록 한 것이다.

Description

무인항공기 카메라 팬 틸트장치{Pan tilt system}

본 발명은 무인항공기 카메라 팬 틸트장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무인항공기에 장착되어 파노라마적 효과를 위해 카메라를 상하좌우로 회전시켜 촬영을 할 수 있도록 한 것이다.

일반적으로 무인항공기는 사람이 탑승하지 않고 원격조작(遠隔操作)에 의하여 조종되는 무인 항공기를 말한다.

이러한 무선조종항공기는 대공 미사일 추적훈련, 무인정찰 및 감시임무를 수행하므로 전세계적으로 무선조종항공기의 개발 및 운용이 활발하게 이루어지고 있다.

무인정찰 또는 무인촬영을 위한 카메라 장치는 비행기 동체안에 카메라가 지상을 촬영할 수 있도록 노출하거나 또는 모터의 작동에 의하여 회전되는 원리의 카메라 장치를 장착하고 있다.

위와 같은 카메라 팬틸트장치는 모터와 링크기구를 이용하여 일정각도로 회전시켜 지상을 촬영하도록 하고 있으며 이때 카메라는 자체의 하중에 의하여 흔들리는 것을 방지하기 위하여 항상 서보 모터에 전원을 인가한 상태로 고정하여 사용되므로 모터에 부하가 걸리게 되는 폐단이 발생하는 문제점이 있었다.

본 발명에서 틸트 동작이란 카메라가 상하로 회전하는 동작을 의미하고, 팬 동작이란 카메라가 좌우로 회전하는 동작을 의미한다.

팬틸트 및 줌이 가능한 카메라의 제어는 다음과 같은 인터페이스가 사용된다. 통상 화면에 카메라가 촬영한 영상을 실시간으로 재생하는 팬틸트 카메라 영상이 표시된다.

그리고, 일측으로는 카메라의 틸트 동작을 제어하기 위하여 상향 키와 하향 키가 구비되며, 카메라의 팬 동작을 제어하기 위하여 우측 키와 좌측 키가 구비된다.

그리고, 팬 동작과 틸트 동작의 속도를 제어하기 위한 속도 조정 스크롤 바아가 구비되어 있다.

이와 같은 종래의 팬틸트가 가능한 카메라의 제어는 마우스(또는 키보드)를 이용하여 키를 클릭함으로써 카메라를 원하는 방향으로 회전시킬 수 있다.

이 때, 한번 클릭때마다 한 스텝씩 움직이기도 하고, 계속 누르고 있을 경우, 해당 방향으로 계속 움직이다가 마우스 클릭을 해제하면 카메라가 회전을 멈추는 방식이다.

그리고 카메라의 팬틸트 동작은 크게 움직이고자 할 때에는 고속이 유리하고 미세하게 움직일 때에는 저속이 유리하기 때문에 필요에 따라 빈번하게 속도 조절 스크롤 바아를 제어하곤 했다.

그러나, 이와 같은 종래의 팬틸트 카메라의 사용자 인터페이스는 다음과 같은 불편한 점이 있다. 즉, 팬동작과 틸트 동작을 조합시켜 대각선 방향으로 이동할 수 없었다. 따라서, 팬동작과 틸트 동작을 번갈아 가면서 동작시켜 원하는 대각선 방향으로 접근할 수 밖에 없었다.

이는 팬틸트 카메라 영상에 보이지 않는 임의의 위치로 이동하기가 매우 어렵다는 단점을 갖는다.

아울러, 팬틸트 속도를 조정할 때마다 카메라를 이동시키지 못하고 멈춰야만 하기 때문에 원활하고 신속한 조작이 어렵다는 불편함이 있었다

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 카메라의 팬틸트 작동을 하는 서보모터에 과부하가 발생하는 것을 방지하고, 동체의 방향을 바꾸지 않고 카메라의 방향을 상하좌우로 자유롭게 바꿔 파노라마 촬영을 하려는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 서보모터축에 연결된 평기어가 회전축에 연결된 평기어를 움직여 회전축에 연결된 카메라 하우징을 상하좌우로 움직이도록 구성하여 간단한 구조로 카메라를 상하좌우로 움직이도록 한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 평기어와 스톱퍼 사이에 파도와셔를 설치하여 파도와셔의 스프링 작용에 의하여 평기어가 축방향으로 미는 힘이 작용해 평기어와 고정축을 고정하도록 하여 카메라가 흔들림이 없도록 한 것이다.

본 발명은 고정축과 스톱퍼 사이의 평기어는 슬립현상이 발생하도록 하여 서보모터에 과부하가 걸리는 것을 방지하도록 한 것이다.

본 발명에 따른 무인항공기용 카메라 팬틸트 장치는 서보모터와 평기어를 장착하여 카메라 하우징을 상하좌우 움직이도록 하여 동작이 정확하고 간단한 구조로도 카메라를 움직여 파노라마 촬영이 가능한 장점이 있다.

또한 외부로 부터 충격이 발생하면 고정출과 스톱퍼 사이의 평기겅가 슬립현상이 발생하여 서보모터에 과부하가 걸리는 것을 방지하여 기기의 고정이 없이 안정된 카메라 팬틸트 장치를 제공할 수 있는 효과를 가진다.

도 1은 본 발명에 따른 팬틸트장치의 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 팬틸트장치의 배면사시도.
도 3은 본 발명의 카메라의 팬 작동상태의 개략도
도 4는 본 발명의 카메라가 틸트 작동상태의 개략도.
도 5는 본 발명의 정면도
도 6은 본 발명의 평면도
도 7은 본 발명의 저면도

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 도시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다.

또한 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지기능 또한 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 생산자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 팬틸트장치의 사시도.

도 2는 본 발명에 따른 팬틸트장치의 배면사시도.

도 3은 본 발명의 카메라의 팬 작동상태의 개략도

도 4는 본 발명의 카메라가 틸트 작동상태의 개략도.

도 5는 본 발명의 정면도

도 6은 본 발명의 평면도

도 7은 본 발명의 저면도이다.

도 1 내지 도 7에 따른 본 발명의 제 1실시예는, 제1서보모터(8)에 연결된 제1평기어(7)와, 제1회전축(4)에 연결된 제2평기어(2)를 치합하여 연동되게 구성하여 제1회전축(4)에 연결된 카메라 하우징(9)이 좌/우 방향 120도 범위로 회전되도록 구성하고, 제2서보모터(8a)에 연결된 제3평기어(7a)와 제2회전축(4a)에 연결된 제4평기어(2a)를 치합하여 연동되게 구성하여 제2회전축(4a)에 연결된 카메라 하우징(9)이 상/하 방향 100도 범위로 회전되도록 구성한 것이다.

상기 제2평기어(2)에는 스톱퍼(6)를 설치하고 제2평기어(2)와 스톱퍼(6) 사이에는 파도와셔(5)를 개재하여 파도와셔의 스프링 작용에 의하여 제2평기어(2)가 축방향으로 미는 힘이 작용하도록 하여 제2평기어와 고정축을 고정하도록 한다.

제2평기어(2)의 끝단에는 스냅링(3)을 설치하며 외부로 부터 충격이 발생하면 스냅링과 스톱퍼 사이의 제2평기어(2)가 슬립현상이 발생하여 제1서보모터(8)에 과부하가 걸리는 것을 방지하도록 한다.

상기한 제1회전축(4)은 노즈카울(10)에 고정된 고정축(1) 안쪽으로 베어링을 착설하여 회전가능하게 구성한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 동작상태를 도면을 참조하여 설명하면 도3은 카메라 팬 동작 상태로 제1서보모터축(8)에 연결된 제1평기어(7)가 제1회전축(4)에 연결된 제2평기어(2)를 움직이면 제1회전축(4)에 연결된 카메라 하우징(9)이 좌/우 방향 약 120도 범위로 회전하게 된다.

이때 제2평기어(2)와 스톱퍼 사이에 파도와셔(5)가 설치되어 파도와셔의 스프링 작용에 의해 제2평기어는 계속 축방향으로 미는 힘이 작용해 제2평기어(2)와 고정축(1)을 고정시키게 되는 것이다.

외부로부터 과도한 충격이 발생하게 되면 스냅링(3)과 스톱퍼(6) 사이의 제2평기어(2)는 슬립현상이 발생하여 제1서보모터(8)에 과부하가 걸리는 것을 방지해준다.

도4는 카메라 틸트 동작 상태로 제2서보모터(8a)에 연결된 제3평기어(7a)가 제2회전축(4a)에 연결된 제4평기어(2a)를 움직이면 제2회전축(4a)에 연결된 카메라 하우징(9)이 상/하 방향 약 100도 범위로 회전하게 된다.

지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 무인항공기용 카메라 팬틸트 장치의 구성 및 작용을 상기 설명 및 도면에 표현하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하여 본 발명의 사상이 상기 설명 및 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.

1: 고정축 2: 제2평기어
3: 스냅링 4: 제1회전축
5: 파도와셔 6: 스톱퍼
7: 제1평기어 8: 제1서보모터

Claims (3)

1. 제1서보모터(8)에 연결된 제1평기어(7)와, 제1회전축(4)에 연결된 제2평기어(2)를 치합하여 연동되게 구성하여 제1회전축(4)에 연결된 카메라 하우징(9)이 좌/우 방향 120도 범위로 회전되도록 구성하고, 제2서보모터(8a)에 연결된 제3평기어(7a)와 제2회전축(4a)에 연결된 제4평기어(2a)를 치합하여 연동되게 구성하여 제2회전축(4a)에 연결된 카메라 하우징(9)이 상/하 방향 100도 범위로 회전되도록 구성된 무인항공기 카메라 팬 틸트장치에 있어서, 상기 제2평기어(2)에는 스톱퍼(6)를 설치하고 제2평기어(2)와 스톱퍼(6) 사이에는 파도와셔(5)를 개재하여 파도와셔의 스프링 작용에 의하여 제2평기어(2)가 축방향으로 미는 힘이 작용하도록 하여 제2평기어와 고정축을 고정하도록 한 것을 특징으로 하는 무인항공기 카메라 팬 틸트장치.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서, 상기 제2평기어(2)의 끝단에는 스냅링(3)을 설치하며 외부로 부터 충격이 발생하면 스냅링과 스톱퍼 사이의 제2평기어(2)가 슬립현상이 발생하여 제1서보모터(8)에 과부하가 벌리는 것을 방지하도록 한 것을 특징으로 하는 무인항공기 카메라 팬 틸트장치.

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