KR101610802B1 - 짐벌 체결용 무인비행시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 짐벌 체결용 무인비행시스템에 관한 것으로, 기상, 방재, 군사 등 다양한 분야에서 유용한 자료로 활용될 수 있도록 3D 공간 구축 DB를 수집하기 위하여, 본체, 상기 본체에 구축되는 모터/변속기처리부, 짐벌 탈착부, 배터리장착부으로 구성된 비행체와; 상기 비행체의 본체에 구축되는 통합항법부(FCC), 센서모듈(GPS/IMU/ETC), 파워처리부(메인, 모터, 주변기기), 통신처리부, I/O 처리부, 영상처리부로 구성된 통합항법장치; 를 포함하는 무인비행시스템에 있어서, 무인비행체의 본체 저면에 구축되어, 여러 방향으로 촬영카메라를 회전시키는 다양한 모델 타입의 짐벌을 용이하게 탈부착시킬 수 있는 구속장치가 더 포함되는 짐벌 체결용 무인비행시스템을 제공한다.

Description

짐벌 체결용 무인비행시스템{Unmanned Aerial Vehicle System For Locking Gimbal}

본 발명은 짐벌 체결용 무인비행시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 3D 공간 구축의 DB 활용에 유용한 무인비행시스템이 관제실과 교신하며 창공을 비행하면서 소기의 목적을 달성하게 되는데, 특히 3D 공간 구축을 위해 창공에서 영상 촬영의 목적에 따라 다양한 모델 타입의 짐벌 및 촬영카메라들을 무인비행체의 본체에 용이하게 탈부착 교체를 구현할 수 있는 짐벌 체결용 무인비행시스템에 관한 것이다.

예전의 무인비행체는 비행하는 목적으로만 활용되었으나, 최근에는 무인비행체에 전자적 장비들을 함께 구축하여 비행 이외의 다양한 목적을 수행할 수 있는 기술 수준에 이르고 있다.

이러한 무인비행체는 단순히 창공을 활공하는 비행 기능의 범주를 벗어나 3D 공간 구축에 필요한 DB를 획득하기 위한 목적으로도 활용될 수 있으며, 군사적으로는 공격용 무기를 탑재하여 적진을 파괴할 수 있는 살상용 무기 용도로도 활용될 수 있고, 이외에도 다양한 역할 수행이 가능하다.

이와 같은 다양한 역할 기능 수행이 가능함에 따라 무인비행체는 무인비행시스템의 용어로 사용되는 것이 더욱 바람직한데, 이는 예전처럼 단순히 창공을 활동하는 수준을 벗어나 실제 사람만 탑승하지 않을 뿐 다양한 목적이 가능한 전자적 장비들을 탑재 구축하고 있기 때문이다.

최근의 무인비행체시스템에 대한 용어는 조종사가 비행체에 직접 탑승하지 않고 지상에서 원격조종(Remote piloted), 사전 프로그램된 경로에 따라 자동(Auto-piloted) 또는 반자동(Semi-auto-piloted) 형식으로 자율비행하거나 인공지능을 탑재하여 자체 환경 판단에 따라 임무를 수행하는 비행체와 지상통제장비(GCS : Ground Control Station/System) 및 통신장비, 지원장비 등의 전체 시스템을 내포하여 칭하는 의미로 받아들이고 있는 추세다.

무인항공기는 영문으로 다양하게 표기될 수 있는바, 드론(Drone), RPV(Remote Piloted Vehicle), UAV(Unmanned/Uninhabited/Unhumanized Aerial Vehicle), UAS(Unmanned Aircraft System), RPAV(Remote Piloted Air/Aerial Vehicle), Robot Aircraft 등을 예로 들 수 있다.

특히, 드론(Drone)은 사전 입력된 프로그램에 따라 비행하는 무인비행을 강조하는 의미로 사용되며, RPV는 지상에서 무선통신을 통한 원격조종으로 비행하는 무인 비행체를 강조하는 의미로 사용되고, UAS는 무인항공기가 일정하게 정해진 공역뿐만 아니라 민간 공역에도 진입함에 따라 Vehicle(탈것)이 아닌 Aircraft(항공기)로서의 안전성을 확보한 항공기임을 강조하는 의미로 사용되며, Robot Aircraft는 지상의 로봇 시스템과 같은 개념에서 비행하는 로봇을 강조하는 의미로 사용되고 있다.

이러한 무인항공기인 무인비행시스템은 무게에 따라 무선조종모형항공기, 소형 UAV, 대형 UAV로 분류되고, 비행 형태에 따라 고정익(Fixed Wing) 무인항공기, 회전익(Rotary Wing) 무인항공기, 틸트 로터형(Tilt-Rotor) 무인항공기, 동축 반전형(Co-axual) 무인항공기 등으로 분류되며, 비행 반경에 따라 근거리 무인항공기, 단거리 무인항공기, 중거리 무인항공기, 장거리 체공형 등으로 분류되고, 운용 고도에 따라, 비행 체공 시간에 따라, 비행/임무수행 방식에 따라 다양하게 분류될 수 있다.

특히, 국내의 경우 사물 인터넷을 표방함에 따라 더욱 진화된 스마트 무인비행시스템들이 개발되고 있는 추세이며, 고정익/회전인 복합 비행과 함께 수직이착륙이 가능하며 산악지대가 많은 국내 환경에 적합하여 기상관측, 산불 및 교통 감시, 정찰, 국가 재난 재해 등의 다양한 분야로 그 활용 범위가 폭넓어지는 추세다.

하지만, 이러한 무인비행시스템은 창공에서 비행하는 과정을 통하여 3D 공간정보 DB를 구축하기 위한 영상 촬영을 수행하게 되는데, 이러한 영상 촬영 수행에 있어서, 무인비행체의 본체 하부에 영상촬영장치를 구축하고 있으나, 촬영 범위나 촬영 사양이나 목적에 따라 다양한 모델 타입의 영상촬영장치를 설치해야 불편함이 있다.

물론, 촬영 목적에 따라 다양한 모델 타입의 영상촬영장치를 교체하여 설치해야 하는 불편함은 감수하더라도, 기존의 무인비행체들은 다양한 모델 타입의 영상촬영장치를 교체하는 작업이 매우 불편하고 까다롭다.

즉, 기존 무인비행체들은 촬영 목적에 따라, 다양한 사양의 모델 타입인 영상촬영장치를 교체해야 하는데, 대부분 볼트와 너트의 체결로 교체 작업이 수행됨에 따라, 교체 작업의 비효율성 및 시간 지연과 촬영카메라의 설치에 따라 함께, 1축, 2축, 3축 등으로 촬영카메라의 회전을 여러 방향으로 구현시킬 수 있는 짐벌의 모델 타입도 다양하여, 촬영카메라와 연계된 짐벌을 본체 하부에 교체하는 작업이 난해할 수밖에 없다. 한편, 무인비행과 관련된 기술들은, 하기 선행기술문헌들을 참조할 수 있다.

특허문헌 001 대한민국 등록특허 제10-0888368호, 특허문헌 002 대한민국 공개특허 제10-2011-0127560호, 특허문헌 003 대한민국 등록특허 제10-1042200호, 특허문헌 004 대한민국 등록특허 제10-1217803호, 특허문헌 005 대한민국 등록특허 제10-1340409호, 특허문헌 006 대한민국 등록특허 제10-1392600호, 특허문헌 007 대한민국 등록특허 제10-1392302호, 특허문헌 008 대한민국 등록특허 제10-1458534호, 특허문헌 009 대한민국 등록특허 제10-1451646호.

전술된 문제점을 해소하기 위한 본 발명은, 무인 비행체의 비행 과정에서 촬영 목적에 따라 다양한 모델 타입의 영상촬영장치를 무인 비행체의 본체 하부에 교체함에 있어 교체 설치의 편리성 및 신속성을 제공할 수 있는 짐벌 체결용 무인비행시스템을 제공함에 그 목적을 두고 있다.

전술된 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 기상, 방재, 군사 등 다양한 분야에서 유용한 자료로 활용될 수 있도록 3D 공간 구축 DB를 수집하기 위하여, 본체, 상기 본체에 구축되는 모터/변속기처리부, 짐벌 탈착부, 배터리장착부으로 구성된 비행체와; 상기 비행체의 본체에 구축되는 통합항법부(FCC), 센서모듈(GPS/IMU/ETC), 파워처리부(메인, 모터, 주변기기), 통신처리부, I/O 처리부, 영상처리부로 구성된 통합항법장치를 포함하는 무인비행시스템에 있어서, 무인비행체의 본체 저면에 구축되어, 여러 방향으로 촬영카메라를 회전시키는 다양한 모델 타입의 짐벌을 용이하게 탈부착시킬 수 있는 구속장치가 더 포함되는 짐벌 체결용 무인비행시스템에 일 특징이 있다.

상기 구속장치는, 상기 본체의 저면에 고정된 구속블록과, 상기 구속블록의 일측에서 전후퇴하는 구속판과, 상기 구속판의 외측 중앙에 축설되고, 정 역회전에 의해 상기 구속판을 구속블록 방향으로 전진시켜 접근되게 하거나 후퇴시켜 이격되게 하는 조절구, 및 상기 구속블록의 하면 부위를 따라 슬라이드 되어 상기 구속블록 방향으로 전진되는 상기 구속판에 의해 짐벌을 체결 고정되게 하는 슬라이드블록을 포함하여 구성되는 짐벌 체결용 무인비행시스템에 일 특징이 있다.

상기 구속블록은, 타측 하부에서 내측으로 경사지며 돌출된 채, 상기 슬라이드블록의 타측을 물리게 하는 물림돌기와, 일측에서 내부 방향으로 형성되어 상기 구속판의 전후퇴를 가능하게 하는 수평 형태로 통공된 출입로, 및 상기 출입로의 형성 끝 지점에서 내부로 더 연장 형성되어 상기 조절구의 정 역 회전시 상기 조절구의 전후퇴를 가능하게 하는 제3 삽입홀을 포함하여 구성되는 짐벌 체결용 무인비행시스템에 일 특징이 있다.

상기 구속판은, 하부에서 내측 방향으로 경사지며 돌출된 채, 상기 슬라이드블록의 일측을 물리게 하는 물림돌기와, 내측 중앙에서 상기 구속블록 방향으로 돌출되어 상기 출입로를 따라 진출입하는 전후퇴부재, 및 중앙에서 관통되어 상기 조절구의 이동 없이 자체 회전을 가능하게 하는 제1 삽입홀을 포함하여 구성되는 짐벌 체결용 무인비행시스템에 일 특징이 있다.

상기 제1 삽입홀은, 제1 삽입홀의 직경보다 큰 직경을 갖는 단턱홈을 더 포함하고, 상기 전후퇴부재는 그 중앙에 상기 조절구를 삽입하는 제2 삽입홀을 더 포함하는 짐벌 체결용 무인비행시스템에 일 특징이 있다.

상기 조절구는, 구속판의 외측에 노출된 손잡이와, 구속판에 형성된 제1 삽입홀에서부터 전후퇴부재에 형성된 제2 삽입홀을 거쳐 구속블록에 형성된 제3 삽입홀에 이르기까지 축설되는 장축봉을 포함하되, 상기 제1 삽입홀에 삽입되는 장축봉의 외주연 구간 중에 단턱홈에 삽입된 상태로 자체 회전만을 수행하는 회전반과, 상기 제3 삽입홀에 삽입되는 장축봉의 외주연 구간에 형성된 나사부를 더 포함하는 짐벌 체결용 무인비행시스템에 일 특징이 있다.

상기 슬라이드블록은, 구속블록에 형성된 물림돌기 및 구속판에 형성된 물림돌기에 의해 양측면이 슬라이드 되며 물릴 수 있도록 물림홈이 더 형성되고, 하단에 결합 고정되어 짐벌을 홀딩하여 고정하는 홀더부가 더 구비되는 짐벌 체결용 무인비행시스템에 일 특징이 있다.

상기 홀더부는, 짐벌에 구성된 연결봉을 상 하 부위에서 홀딩하는 다수의 반원홀더, 및 상기 반원홀더의 좌우편에서 반원홀더와 일체되어 볼트 결합에 의해 홀더부의 고정을 가능하게 하는 삽입봉을 더 포함하여 구성되는 짐벌 체결용 무인비행시스템에 일 특징이 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 짐벌 체결용 무인비행시스템은, 관제실과 교신하며 3D 공간정보 구축을 위해 영상 촬영 목적에 따라 다양한 모델 타입의 영상촬영장치를 무인비행체 본체에 용이하게 탈부착시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의한 짐벌 체결용 무인비행시스템은, 비행 과정에서 영상 촬영 목적에 따라 다양한 모델 타입의 영상촬영장치인 촬영카메라를 장착한 다양한 모델 타입의 짐벌을 무인비행체 본체에 신속히 교체할 수 있음에 따라 짐벌 교체에 소요되는 시간 절약 및 노동력을 절감시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의한 짐벌 체결용 무인비행시스템은, 영상 촬영 목적에 따라, 다양한 모델 타입의 짐벌을 신속히 교체할 수 있음에 따라, 영상 촬영 임무를 신속히 수행할 수 있는 이점을 갖는다.

아울러, 본 발명에 의한 짐벌 체결용 무인비행시스템은, 영상 촬영 목적에 따라, 다양한 모델 타입의 짐벌 교체 시 부품의 일부만을 형상 변경하여 짐벌 교체가 가능하므로 교체에 드는 비용을 절감시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 짐벌 체결용 무인비행시스템에 대한 전체를 사시로 도시한 도면,
도 2는 도 1에 도시된 구속장치 및 영상촬영장치를 별도로 분리하여 사시로 도시한 도면,
도 3은 도 2에 도시된 구속장치의 구속블록과 슬라이드블록에 대한 분리 및 영상촬영장치의 짐벌 및 촬영카메라에 대한 분리를 사시로 도시한 도면,
도 4는 도 3에 도시된 구속장치의 구속블록과 슬라이드블록에 대한 분리를 더욱 상세히 사시로 도시한 도면,
도 5는 도 4에 도시된 구속장치의 슬라이드블록과 홀더부에 대한 분리를 더욱 상세히 사시로 도시한 도면,
도 6은 도 5에 도시된 구속장치의 홀더부에 대한 상호 간 분리를 더욱 상세히 사시로 도시한 도면,
도 7은 구속장치의 구속블록과 슬라이드블록에 대한 슬라이드 결합 전 상태를 정 단면으로 도시한 도면,
도 8은 구속장치의 구속블록과 슬라이드블록에 대한 슬라이드 결합 후 상태를 정 단면으로 도시한 도면,
도 9는 구속장치의 구속블록과 구속판에 축설된 조절구의 삽입 상태를 평 단면으로 도시한 도면이다.

본 발명에 있어 첨부된 도면은 설명의 명료성과 편의를 위해 과장되어 도시됨을 밝히고, 후술되는 실시 예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적 사항에 불과하며, 다른 여러 형태로 변형 실시되는 점까지 감안한 명세서 전반에 걸친 기술적 사상을 토대로 해석되어야 한다.

아울러, 하기 본 발명에서는 실시 예로 한정되는 것이 아니라, 명세서 전반에 기재된 기술적 내용을 토대로 해석한 확장 범위까지 포함하는 권리범위로 인정되어야만 할 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참고하면서, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 무인비행시스템을 더욱 상세히 설명한다.

도면 설명에 앞서 본 발명에 의한 무인비행시스템은, 기상, 방재, 군사 등 다양한 분야에서 활용가치가 높은 용도로서, 무인비행체와 전자적 장비들이 함께 접목 구축되어 관제실과 교신하며 특정 임무를 위하여 창공을 비행하게 되는 물체를 의미하게 된다.

이러한 무인비행시스템은, 그 일례로서 통합항법장치 전자통신과 회전익 비행체로 구성되어, 착륙장에 구축된 자동착륙장치와, 무인비행시스템의 비행 관련 임무 수행에 대한 지시 및 제어를 수행할 수 있는 지상관제장비, 및 운용소프트웨어로 운용될 수 있다.

이러한 무인비행시스템은, 통합항법장치로서 통합항법부(FCC), 센서모듈(GPS/IMU/ETC), Power 처리부(메인, 모터, 주변기기), 통신처리부(Wi-Fi, VHF, UHF..), I/O 처리부, 영상처리부로 구성될 수 있고, 회전익 비행체로서 비행기체 구조(기체, 인터페이스, Ant), 모터/변속기처리부, 짐벌/셔터제어부, 배터리장착(용량, 사이즈), 안전장치(회전익, 착륙), 금형(전자부, 모터보호)으로 구성될 수 있다.

이와 같이 구성되는 무인비행시스템은, 지상관제장비(관제실)와 교신하며 소정의 임무 담당을 위해 창공을 비행하게 되는데, 특히 기상, 방재, 군사 등의 분야에서 유용한 자료로 활용될 수 있는 3D 공간정보구축에 대한 DB 수집용 임무에 일임할 수 있게 된다.

한편, 상기 자동착륙은 이착륙 자동비행 알고리즘으로서 자동비행알고리즘 및 자동착륙알고리즘을 통해 구현 검증될 수 있다.

지상관제장비로서 DGPS 기준국, 전원/통신처리부, 비행통제 모니터링, 및 원격영상수신장비, 및 수동컨트롤러, 및 비상통제국 이동형 시스템으로 구성될 수 있다.

운용소프트웨어로서 자동비행 스케줄러, 비행자세유지알고리즘, 3D운용소프트웨어, 감시정찰소프트웨어, 영상정보 DB관리자, 비행모니터링 소프트웨어로 구성될 수 있다.

더욱 상세히 설명하자면, 특히 자동 이착륙이 가능한 무인비행체는, 3D 공간정보용 자동항법장치(FCC), I/O 처리부, GPS, 무선안테나 조립체, 안전가이드, 비행체, 무선통신, 근접센서, 전원공급배터리팩, 무진동 짐벌 정밀 자세제어 HD급 영상장치로 구성되고, 50cm급 자동착륙 및 자동비행 정밀자세항법 알고리즘, 3D 공간정보 촬영기법 자동비행알고리즘 등을 탑재하여 구축시킬 수도 있다.

또한, 자동 컨트롤 감시정찰용 자동 이착륙 지상관제는, 지상관제 서버와, 소프트웨어 컨텐츠, 및 수동컨트롤러로 구성될 수 있고, 상기 지상관제 서버는 Status 알람, 스마트 DGPS R.S, 영상처리 서버, 데이터 Storage, 유무선네트워크, 전원컨트롤부로 구성될 수 있다.

또한, 상기 소프트웨어 컨텐츠는 3D 지형 감시, 외부침입보안감시, 자동비행 스케줄러로 구성될 수 있고, 자동이착륙장은 DGPS 안테나, 야간착륙용 LED 조명으로 구성될 수 있다.

한편, 3D 공간정보 구축을 위한 하드웨어는, 자동착륙, 무인이동체, 및 지상관제장비로 구성될 수 있다.

여기서, 상기 무인이동체는, 메인 제어기(FCC)와 GPS 수신부와 IMU/고도센서/풍속등과 착륙처리부와 I/O 인터페이스와 RF모뎀처리부로 구성된 통항항법장치, 전원공급부와 배터리충전부와 I/O인터페이스로 구성된 파워배터리, 영상처리 보드(board)와 CCD 및 I/O와 영상저장부로 구성된 영상처리부, 비행 구조 base와 모터 및 변속부와 기구부와 안테나 및 센서 I/O와 통합 I/O 인터페이스와 배터리 고장처리부와 짐벌 탈부착 기구부로 구성된 회전익 비행체, 기구부와 짐벌 제어부와 I/O 인터페이스로 구성된 짐벌처리부로 구성될 수 있다.

여기서, 상기 지상관제장비는, 비행통제 서버와 영상 처리부와 지상통제기구부와 I/O 및 전원충전부로 구성되고, DGPS 기준구 및 통신모듈 인터페이스로 구성된 통신제어부일 수 있다.

한편, 3D 공간정보 구축을 위한 소프트웨어는, 무인이동체의 경우 자동비행 알고리즘과 내장형(Embedded) 영상처리와 이동체추척알고리즘과 운영체제로 구성될 수 있고, 지상관제장비는 자동비행스케줄러와 3D운용소프트웨어와 감시정찰로서 감시정찰 운용소프트웨어 및 영상정보 DB관리자로 구성될 수 있다.

이처럼, 무인비행시스템은 상기의 기술적인 구성부들이 함께 구축되어 운용될 수 있는 기술로서, 3D 공간정보 구축을 위한 구성품별 기능에 있어서, 무인이동체는 통항항법장치, 회전익 비행체, 파워배터리부, 영상처리부, 짐벌처리부로 구성되되, 상기 통합항법장치로서 메인보드(FCC)는 PW컨트롤러 개발(FCC 통합), 자동비행 컨트롤, 펌웨어 운영체제 탑제, 랜딩기어제어 등을 처리하는 기능을 수행하고, GPS/DGPS 모듈은 GPS/DGPS 수신 처리하는 기능을 수행하며, IMU 모듈은 자동비행에 필요한 주요센서(Gyro, mag 센서 등) 기능을 수행하고, Aux Sensor는 풍속센서 고도센서 등 필요 센서 추가 기능을 수행하며, 통신모듈은 다채널 데이터 통신 확보 기능을 수행하고, 전원모듈은 PW컨트롤러 개발 및 밧데리 모니터링 기능을 수행하며, EIO 확장 모듈은 추가 모듈 확장 지원 기능을 수행한다.

회전익 비행체는 비행체 구조 Base, 모터 및 변속기, 기구부(방수커버), 배터리(기구연계), 짐벌 탈부착부, I/O 인터페이스부로 구성되되, 상기 비행체 구조 Base는 통항항법장치 전자부 배치를 고려, 영상처리부(착륙), 센서류 장착 기능을 수행한다.

한편, 3D 공간구축에 대한 운용 내용으로서, 기체를 조립하여 비행을 준비하는 비행준비단계와, 비행/미션 계획을 입력하여 비행을 이륙시키는 이륙자동비행단계와, 창공을 비행하는 과정에서 감시정찰을 수행하며 3D 공간정보에 대한 DB를 수집획득하게 되는 미션수행단계와, 수집된 DB를 저장한 상태로 착륙장에 착륙하는 자동착륙단계와, 상기 수집된 DB를 기반으로 비행모니터링 시스템 및 침입지상관제시스템 및 영상 프로세싱을 거쳐 3D 공간정보에 대한 유용한 자료를 얻게 되는 지상수행단계로 이행될 수 있다.

물론, 방재 분야에서도 이와 같은 3D 공간정보 DB를 활용하여 재난이나 재해를 신속하게 예방할 수 있는 모니터링 DB를 구축할 수 있다.

무인비행시스템은 이와 같은 특징으로 운용되되, 기존 무인비행시스템의 비행 과정에서 3D 공간정보 구축을 위하여 영상 촬영 목적에 따라, 다양한 모델 타입의 영상촬영장치를 용이하게 탈부착할 수 있는 기술 수단이 본 발명의 무인비행시스템에 더 구축되는 것이 특징이다.

즉, 본 발명의 무인비행시스템에 있어 다양한 모델 타입의 영상촬영장치를 용이하게 탈부착할 수 있는 기술 수단을 더 구축하고 있는바, 이는 하기 도면들을 참고하면서 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에 의한 무인비행시스템은, 도 1에 도시된 바와 같이, 전자항법장치들이 집적되어 있는 본체(110)와, 상기 본체(110)를 필두로 방사형으로 다수개 뻗어 있는 프로펠러(120)들과, 상기 본체(110)의 하단 좌우편에 구비된 랜딩기어 역할을 수행하는 지지대(130)와, 상기 본체(110)의 하단 중앙에 구비된 채 영상촬영장치에 대한 용이한 탈부착을 가능하게 하는 구속장치(140), 및 상기 구속장치(140)에 체결된 영상촬영장치(190)를 포함하는 무인비행체(100)이다.

상기 영상촬영장치(190)는 3D 공간정보 구축을 위해 비행하는 과정에서 영상을 다각도로 촬영할 수 있는 촬영카메라(SC)와, 상기 촬영카메라(SC)를 안착 고정하고 무인비행체의 요동에 관계없이 촬영카메라(SC)를 수평 및 연직으로 놓은 채 전후 좌우 방향으로 촬영카메라의 회전을 허용하는 지지틀에 해당되는 짐벌(191)로 구성될 수 있다.

이러한 상기 짐벌(191)은 회전 방향에 따라 1축, 2축, 3축으로 다양한 회전이 가능한 모델 타입들을 포함할 수도 있으며, 상기 짐벌(191)에 안착 고정되는 촬영카메라(SC) 역시 촬영 목적이나 사양에 따라 다양한 모델 타입들을 포함하게 된다.

즉, 다양한 모델 타입의 짐벌이나 다양한 모델 타입의 촬영카메라(SC)는 그 규격이 통일되어 있지 않고, 촬영 목적에 따라 짐벌(191)과 촬영카메라(SC)를 본체(110)에서 교체해야 하는 과정이 반드시 수반되어야 하는바, 짐벌(191) 및 촬영카메라(SC)의 교체가 기존 무인비행체에서는 매우 불편하고 교체 과정에서의 시간 소요도 상당하다.

따라서, 타양한 모델 타입의 짐벌(191) 및 촬영카메라(SC)와 관계없이 무인비행체(100)의 본체(110)에 용이하게 탈부착할 수 있는 구속장치(140)가 본 발명의 무인비행체(100)에 더 구비된 것을 특징으로 한다.

도 1에 도시된 구속장치(140)는 도 2를 참조할 수 있는바, 본체(110)의 저면에 결합 고정되는 구속블록(141)과, 상기 구속블록(141)의 일측편에서 전진 후퇴하는 구속판(151)과, 상기 구속판(151)의 전진 후퇴를 가능하게 하는 조절구(161), 및 상기 구속블록(141)의 하부면에 슬라이드 되는 방식으로 체결되어 상기 짐벌(191)을 탈부착시킬 수 있는 슬라이드블록(171)을 포함하는 구성일 수 있다.

상기 구속블록(141)은 상면에 다수의 홀(145)들을 형성하는바, 이는 본체(110)의 저면과 볼트로 조립되기 위한 구멍에 해당되고, 편의상 구속블록(141)의 양측을 좌우편으로 지칭하며 설명할 수 있는바, 좌측편에는 구속판(151)이 구비되는 관계로, 우측편의 하단에만 내측 방향으로 경사지며 돌출된 물림돌기(142)를 구비하고 있으며, 좌측편의 경우 구속판(151)의 하단에서 내측 방향으로 경사지며 돌출된 물림돌기(152)를 구비하게 된다.

한편, 상기 구속판(151)의 중앙에는, 조절구(161)가 축설되어 있는 관계로, 상기 조절구(161)의 정 역 회전에 따라 상기 구속판(151)이 상기 구속블록(141) 방향으로 이동하며 근접되거나 구속블록(141) 방향에서 이격되며 이동할 수도 있다.

상기 슬라이드블록(171)은 양측면인 좌우편에 물림홈(172)이 형성됨에 따라 상기 구속블록(141)의 물림돌기(142)와 상기 구속판(151)의 물림돌기(152)에 상기 물림홈(172)이 슬라이드 방식으로 체결되어 슬라이드블록(171)의 탈부착이 가능해질 수 있다.

따라서, 상기 슬라이드블록(171)의 슬라이드 구현에 의해 짐벌(191)에 대한 탈부착이 용이하게 된다.

한편, 상기 짐벌(191)은 그 모델 타입이 다양할지라도, 상기 슬라이드블록(171)의 슬라이드 체결 방식에 의해 탈부착이 가능하다.

즉, 상기 짐벌(191)은 1축, 2축, 3축 등의 다양한 회전 구현으로 촬영카메라(SC)의 회전 방향을 다양하게 조절할 수 있는 지지체로서, 횡으로 배열된 연결봉(192)과, 상기 연결봉(192)에 삽입되어 1축, 2축, 3축 지점 부위에 구비된 구동모터 및 촬영카메라(SC) 대한 전원 인가용 전원함 및 충전함 및 전선을 분기하는 배선함을 간단하고도 편리하게 구축시킬 수 있는 장착부재(193)와, 상기 연결봉(192)에서 하부 수직 방향으로 축설된 제1 축봉(194)과, 상기 제1 축봉(194)에 구비된 제1 회전부(195)와, 상기 제1 회전부(195)에서 횡으로 축설된 제2 축봉(196)과, 상기 제2 축봉(196)에 구비된 제2 회전부(197) 와, 촬영카메라(SC)를 안착 고정하는 안착부(198), 및 상기 안착부(198)에 고정된 촬영카메라(SC)로 구성될 수도 있다.

따라서, 짐벌(191)의 상기 구성요소 중 상기 연결봉(192)만이 슬라이드블록(171)의 하단에 구축 고정된 홀더부(181)에 의해 고정되는 관계로, 다양한 모델 타입의 짐벌(191)을 교체하는 작업이 매우 수월하고 교체 작업에 소용되는 시간 또한 절약될 수 있다.

물론, 촬영카메라(SC)도 다양한 모델 타입으로 구성될지라도 짐벌(191)의 상기 구성요소 중 상기 안착부(198)만을 변경함에 따라 다양한 모델 타입의 촬영카메라 장착이 가능하게 된다.

상기 구속장치에 대하여 더욱 구체적으로 설명하자면, 도 2 내지 도 6을 참고하면서 도 7 내지 도 9를 함께 참조하며 설명될 수 있다.

구속블록(141)은 본체(110)의 저면에 고정 결합된 채, 우편 하단에서 내측으로 형성된 물림돌기(142)와, 좌편에 구비된 구속판(151)의 하단 내측으로 형성된 물림돌기(152)에 의해, 슬라이드블록(171)의 좌우편측에 형성된 물림홈(172)이 슬라이드 방식으로 결속된다.

특히, 구속판(151)이 구속블록(141)에서 이격되거나 근접되는 방식으로 이동하게 되는데, 이는 구속판(151)의 중앙 지점에 축설된 조절구(161)의 정 역 회전에 의해 구현되고, 구속판(151)의 내측면에서 돌출된 전후퇴부재(155)와, 구속블록(141)의 좌측면에서 내부 방향으로 수평지게 형성된 출입로(143)에 의해 구현된다.

예를 들어, 조절구(161)를 정 회전 시에 구속판(151)의 상기 전후퇴부재(155)가 구속블록(141)의 출입로(143)를 따라 전진하며 삽입됨에 따라, 구속판(151)이 구속블록(141) 방향으로 근접되면서 이동될 수 있고, 조절구(161)를 역 회전 시에 구속판(151)의 상기 전후퇴부재(155)가 구속블록(141)의 출입로(143)를 따라 후퇴하며 진출됨에 따라, 구속판(151)이 구속블록(141)에서 이격되며 이동될 수 있다.

한편, 상기 다양한 모델 타입의 짐벌(191)을 탈부착시킬 수 있게 짐벌(191)의 구성요소로 마련된 상기 연결봉(192)은, 슬라이드블록(171)의 하단에 구축 고정된 홀더부(181)에 의해 고정될 수 있는바, 이러한 홀더부(181)는 슬라이드블록(171)의 상면에서부터 하면에 이르기까지 관통 형성된 다수의 홀(173) 내부로 조립되는 볼트에 의해 견고히 고정될 수 있다.

즉, 상기 홀더부(181)는 상기 연결봉(192)을 상하에서 홀딩하는 반원홀더(182)와 상기 반원홀더(182)의 좌우편에서 상기 반원홀더(182)와 일체된 채 상기 홀(173) 내부로 삽입되는 볼트를 삽입하기 위한 삽입봉(183)으로 구성된다.

이러한 홀더부(181)는 슬라이드블록(171) 하단에서 상 하 부위에 개별 위치되고 횡으로 이격되어 개별 위치된 다수개로 구성되는바, 슬라이드블록(171)의 다수 홀(173) 내부로 삽입되는 볼트들이 삽입됨에 따라 다수의 홀더부(181)들이 하나의 단품으로 조립되며 연결봉(192)을 홀딩 고정하게 된다.

상기 구속블록(141)과 상기 구속판(151)과 상기 조절구(161) 및 상기 슬라이드블록(171)의 작용에 대하여 더욱 상세히 후술하기로 한다.

도 2 내지 도 6을 참고하되, 도 7 내지 도 9에서와 같이, 상기 구속블록(141)의 출입로(143)가 끝나는 지점에는 구속블록(141)의 내부로 더욱 연장된 제3 삽입홀(144)을 형성하고 있으며, 이러한 제3 삽입홀(144)은 나사부로 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 구속판(151)의 중앙을 관통하는 제1 삽입홀(153)을 더 형성하되, 이러한 제1 삽입홀(153) 내에는 제1 삽입홀(153)의 직경보다 더 큰 직경을 갖는 단턱홈(154)을 더 포함하고 있다.

또한, 상기 전후퇴부재(155)의 중앙 내부에는 제2 삽입홀(156)을 더 형성하고 있다.

한편, 상기 조절구(161)는 상기 구속판(151)의 중앙 외측으로 노출된 손잡이(162)와, 상기 손잡이(162)에서부터 상기 구속판(151)과 상기 전후퇴부재(155)와 상기 구속블록(141)의 내부에 이르기까지 연장되어 축설될 수 있는 장축봉(163)을 포함하고 있으며, 이러한 장축봉(163)은 상기 제1 삽입홀(153)의 구간 내에 형성된 상기 단턱홈(154)에 걸려 회전하게 되는 회전반(164)을 더 포함하고 있다.

다시 말해, 상기 조절구(161)의 구성 요소 중 상기 손잡이(162)는 구속판(151)의 중앙 외측에 노출되어 있으며, 상기 장축봉(163)은 상기 구속판(151)의 제1 삽입홀(153)에서부터 상기 전후퇴부재(155)의 제2 삽입홀(156)을 거쳐 상기 구속블록(141)의 제3 삽입홀(144)에 이르기까지 축설되어 있고, 회전반(164)은 상기 제1 삽입홀(153) 내에 형성된 단턱홈(154)에 걸려 회전된다. 이 경우, 상기 구속블록(141)의 제3 삽입홀(144)에 삽입되는 장축봉(163)의 해당 외주연 또한 제3 삽입홀(144)의 나사부 형상처럼 나사부(165)를 형성하고 있다.

따라서, 짐벌(191)을 교체하기 위해 짐벌(191)의 분리가 요구될 경우, 조절구(161)의 손잡이(162)를 잡고 역 회전시키면 장축봉(163)이 동시 역회전되는 과정에서 구속블록(141)의 제3 삽입홀(144)에 형성된 나사부와 치합을 이룬 장축봉(163)의 나사부(165)가 회전하며 장축봉(163)을 제3 삽입홀(144)의 외측으로 밀어내게 된다.

이러한 밀림력에 의해 조절구(161)의 회전반(164)은 구속판(151)의 제1 삽입홀(153) 내에 형성된 단턱홈(154)에 걸린 채 회전하게 되면서 구속판(151)을 구속블록(141)으로부터 이격시키게 되고, 이 과정에서 구속판(151)의 내측에 돌출된 전후퇴부재(155) 또한 구속블록(141)의 출입로(143)를 따라 외측으로 진출하게 된다.

이처럼, 조절구(161)의 역 회전에 의해 구속판(151)이 구속블록(141)에서 이격됨에 따라, 슬라이드블록(171)의 양측면인 좌우편에 형성된 물림홈(172)을 물고 있는 물림돌기(142,152)들 중 구속판(151)의 물림돌기(152)가 벌어지게 되면서 슬라이드블록(171)에 대한 분리가 가능하게 되고, 이로써 짐벌(191)의 분리가 용이하게 구현될 수 있다.

물론, 새로운 짐벌(191)을 부착하기 위해서는 상기에서 짐벌(191)의 분리 과정과 반대로 작용되는데, 간단히 설명하자면, 조절구(161)의 손잡이(162)를 잡고 정회전시키면, 제3 삽입홀(144) 구간에 삽입된 장축봉(163)의 나사부(165)가 제3 삽입홀(144) 내부로 점진적 진입을 이루게 된다. 즉, 나사부의 치합에 의한 밀림력에 기인한 것이다.

이 과정에서 조절구(161)의 회전반(164)은 상기 밀림력에 의해 제1 삽입홀(153) 내에 형성된 단턱홈(154)에 걸린 채로 회전하며 구속판(151)을 구속블록(141) 방향으로 근접시키게 되고, 이때 전후퇴부재(155) 또한 출입로(143)를 따라 진입하게 되면서, 슬라이드블록(171)의 우편에 형성된 물림홈(172)은 구속블록(141)에 형성된 물림돌기(142)에 물려진 채, 슬라이드블록(171)의 좌편에 형성됨 물림홈(172)은 구속블록(141) 방향으로 근접되는 구속판(151)에 의해 구속판(151)의 물림돌기(152)에 가압되어 방식으로 견고히 물려짐에 따라, 새로운 짐벌(191)의 부착이 용이하게 구현될 수 있다.

100: 무인비행체, 110: 본체, 120: 프로펠러, 130:랜딩기어(지지대)
140: 구속장치 141: 구속블록 142: 물림돌기
143: 출입로 144: 제3 삽입홀(나사부) 151: 구속판
152: 물림돌기 153: 제1 삽입홀 154: 단턱홈
155: 전후퇴부재 156: 제2 삽입홀 161: 조절구 162: 손잡이 163: 장축봉 164: 회전반
165: 나사부 171: 슬라이드블록 172: 물림홈
173: 홀 181: 홀더부 182: 반원홀더
183: 삽입봉
190: 영상촬영장치 191: 짐벌 192: 연결봉
193: 장착부재 194: 제1 축봉 195: 제1 회전부
196: 제2 축봉 197: 제2 회전부 198: 안착부
SC: 촬영카메라

Claims (8)

1. 삭제
2. 기상, 방재, 군사 등 다양한 분야에서 유용한 자료로 활용될 수 있도록 3D 공간 구축 DB를 수집하기 위하여, 본체, 상기 본체에 구축되는 모터/변속기처리부, 짐벌 탈착부, 배터리장착부으로 구성된 비행체와; 상기 비행체의 본체에 구축되는 통합항법부(FCC), 센서모듈(GPS/IMU/ETC), 파워처리부(메인, 모터, 주변기기), 통신처리부, I/O 처리부, 영상처리부로 구성된 통합항법장치; 를 포함하는 무인비행시스템에 있어서, 무인비행체의 본체 저면에 구축되어, 여러 방향으로 촬영카메라를 회전시키는 다양한 모델 타입의 짐벌을 용이하게 탈부착시킬 수 있는 구속장치가 더 포함되고,
   상기 구속장치는, 상기 본체의 저면에 고정된 구속블록;
   상기 구속블록의 일측에서 전후퇴하는 구속판;
   상기 구속판의 외측 중앙에 축설되고, 정 역회전에 의해 상기 구속판을 구속블록 방향으로 전진시켜 접근되게 하거나 후퇴시켜 이격되게 하는 조절구; 및
   상기 구속블록의 하면 부위를 따라 슬라이드 되어 상기 구속블록 방향으로 전진되는 상기 구속판에 의해 짐벌을 체결 고정되게 하는 슬라이드블록;
   을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 짐벌 체결용 무인비행시스템.
3. 제2항에 있어서,
   상기 구속블록은, 타측 하부에서 내측으로 경사지며 돌출된 채, 상기 슬라이드블록의 타측을 물리게 하는 물림돌기;
   일측에서 내부 방향으로 형성되어 상기 구속판의 전후퇴를 가능하게 하는 수평 형태로 통공된 출입로; 및
   상기 출입로의 형성 끝 지점에서 내부로 더 연장 형성되어 상기 조절구의 정 역 회전시 상기 조절구의 전후퇴를 가능하게 하는 제3 삽입홀;
   을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 짐벌 체결용 무인비행시스템.
4. 제2항에 있어서,
   상기 구속판은, 하부에서 내측 방향으로 경사지며 돌출된 채, 슬라이드블록의 일측을 물리게 하는 물림돌기;
   내측 중앙에서 구속블록 방향으로 돌출되어 출입로를 따라 진출입하는 전후퇴부재; 및
   중앙에서 관통되어 조절구의 이동 없이 자체 회전을 가능하게 하는 제1 삽입홀;
   을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 짐벌 체결용 무인비행시스템.
5. 제4항에 있어서,
   상기 제1 삽입홀은, 제1 삽입홀의 직경보다 큰 직경을 갖는 단턱홈을 더 포함하고, 상기 전후퇴부재는 그 중앙에 상기 조절구를 삽입하는 제2 삽입홀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 짐벌 체결용 무인비행시스템.
6. 제2항에 있어서,
   상기 조절구는, 구속판의 외측에 노출된 손잡이;
   구속판에 형성된 제1 삽입홀에서부터 전후퇴부재에 형성된 제2 삽입홀을 거쳐 구속블록에 형성된 제3 삽입홀에 이르기까지 축설되는 장축봉;
   을 포함하되,
   상기 제1 삽입홀에 삽입되는 장축봉의 외주연 구간 중에 단턱홈에 삽입된 상태로 자체 회전만을 수행하는 회전반과, 상기 제3 삽입홀에 삽입되는 장축봉의 외주연 구간에 형성된 나사부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 짐벌 체결용 무인비행시스템.
7. 제2항에 있어서,
   상기 슬라이드블록은, 구속블록에 형성된 물림돌기 및 구속판에 형성된 물림돌기에 의해 양측면이 슬라이드 되며 물릴 수 있도록 물림홈이 더 형성되고,
   하단에 결합 고정되어 짐벌을 홀딩하여 고정하는 홀더부가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 짐벌 체결용 무인비행시스템.
8. 제7항에 있어서,
   상기 홀더부는, 짐벌에 구성된 연결봉을 상 하 부위에서 홀딩하는 다수의 반원홀더; 및 상기 반원홀더의 좌우편에서 반원홀더와 일체되어 볼트 결합에 의해 홀더부의 고정을 가능하게 하는 삽입봉;
   을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 짐벌 체결용 무인비행시스템.
   
   
   
   
   
   
   
   
   

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