KR101668643B1 - 시선각 장치가 환형으로 회전가능한 구형의 무인항공기 - Google Patents

시선각 장치가 환형으로 회전가능한 구형의 무인항공기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무인항공기에 장착된 주간카메라, 야간카메라, 합성개구경레이더(SAR) 또는 라이다(LIDAR) 등과 같은 임무장비의 시선각에 대한 방해 및 제한이 최소화된 구형(球刑)의 무인항공기에 관한 것으로서, 구형 무인항공기의 중심에 해당하는 부분에 위치되는 코어를 중심으로 시선각 장치가 구비된 회전시선각바디가 회전할 수 있고, 구형 무인항공기의 부분 중 상기 회전시선각바디를 제외한 부분에 해당하는 부분인 복수의 보조바디에 회전익 및 제어모듈이 구비되는 시선각 장치가 환형으로 회전가능한 구형의 무인항공기에 관한 것이다.
또한 본 발명은 구형의 무인항공기의 외부에 해당하는 회전시선각바디가 코어를 중심으로 회전가능하기 때문에, 회전시선각바디에 구비되는 임무장비가 무인항공기의 전후좌우 및 상하 방향까지 시선각 범위로 할 수 있어, 임무장비의 활동 영역을 확장할 수 있는 효과를 얻을 수 있고; 무인항공기에 양력을 제공하는 회전익이 구형 무인항공기의 몸체 일부에 해당하는 보조바디의 내측에 구비되기 때문에, 장애물에 무인항공기가 충돌하더라도 회전익이 손상되지 않아 무인항공기의 추락을 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

Description

시선각 장치가 환형으로 회전가능한 구형의 무인항공기{Spherical unmanned aerial vehicle with apparatus of view angle}
본 발명은 무인항공기에 장착된 주간카메라, 야간카메라, 합성개구경레이더(SAR) 또는 라이다(LIDAR) 등과 같은 임무장비의 시선각에 대한 방해 및 제한이 최소화된 구형(球刑)의 무인항공기에 관한 것으로서, 구형 무인항공기의 중심에 해당하는 부분에 위치되는 코어를 중심으로 시선각 장치가 구비된 회전시선각바디가 회전할 수 있고, 구형 무인항공기의 부분 중 상기 회전시선각바디를 제외한 부분에 해당하는 부분인 복수의 보조바디에 회전익 및 제어모듈이 구비되는 시선각 장치가 환형으로 회전가능한 구형의 무인항공기에 관한 분야이다.
무인항공기(UAV: Unmanned Aerial Vehicle) 및 무인지상차량(UGV: Unmanned Ground Vehicle)은 사람이 탑승하지 않은 상태에서 탑재된 온보드 컴퓨터(마이컴)에 의해 그 자세 및 위치를 자동으로 제어될 수 있고 원격통제소의 명령에 의해 원하는 위치로 이동할 수 있는 플랫폼으로서 감시 정찰 분야를 중심으로 다양한 형태와 크기의 제품이 개발되고 있다.
무인항공기는 그 형태에 따라 고정날개형과 회전날개형 무인항공기로 분류할 수 있다. 이 중 회전날개형 무인항공기는 고정날개형 무인항공기에 비해, 정지비행 및 수직이착륙이 가능하여 활주로가 없는 상황에서도 임무를 수행할 수 있고, 장애물과 같은 지형의 영향을 덜 받고 관심 있는 목표물에 근접하여 정찰할 수 있어 근거리에서 감시 정찰을 수행할 수 있는 이점이 있으며, 특히 상하 두 개의 메인로터로 구성되는 동축반전형 헬리콥터의 경우 꼬리로터가 없는 관계로 형상을 단순화 할 수 있어, 감시정찰용 무인항공기의 형상으로 적합하다.
그러나 회전날개형 무인항공기는 소모동력이 크기 때문에, 동일한 이륙중량일 때 적게는 2~3배 많게는 10배의 체공시간을 갖는 고정날개형 무인항공기에 비해 체공시간에 제한이 있는 단점이 있다.
다음은 무인항공기에 관한 대표적인 종래기술이다.
대한민국 등록특허 제10-1262968호는 구형 탑재부를 구비한 무인항공기 및 무인항공기 탑재를 위한 무인지상차량을 포함하는 무인항공 장치에 관한 것으로서, 무인항공기 및 상기 무인항공기가 이착륙할 수 있는 무인지상차량을 포함하는 무인 항공 장치에 있어서, 상기 무인항공기는 상기 무인지상차량과의 결합 착륙을 위한 구형 탑재부를 구비하고, 상기 무인지상차량은, 상기 무인항공기의 구형 탑재부의 일부가 삽입되어 결합 착륙하도록 구형 탑재부의 일부분의 형상에 대응하는 오목한 반구형 랜딩부를 구비하며, 상기 랜딩부에 결합 착륙한 무인항공기를 고정시키기 위한 구속암을 포함하는 구성을 한다.
또한 상기 종래기술은 단독 착륙뿐만 아니라 결합 착륙시 무인지상차량의 수평여부에 상관없이 용이한 이착륙이 가능하며, 착륙 후 무인항공기가 안정적으로 고정될 수 있는 효과를 가졌으나, 무인항공기의 기능에 있어서 매우 중요한 역할을 하는 시선각 장치에 관한 구성은 미흡하여, 이를 해결하기 위한 지속적인 연구개발이 요구되는 실정이다.
대한민국 등록특허 제10-1262968호(2013.05.03) 대한민국 등록특허 제10-1103846호(2012.01.02) 대한민국 등록특허 제10-1254112호(2013.04.08)
본 발명은 임무장비의 시선각 장치를 구비하는 무인항공기에 관한 종래기술에 따른 문제점들을 개선하고자 안출된 기술로서, 종래 무인항공기는 주간카메라, 야간카메라, 합성개구경레이더(SAR) 또는 라이다(LIDAR) 등과 같은 임무장비를 무인항공기의 하부 또는 전방부에 고정되기 때문에, 임무장비의 시선각이 제한되는 문제가 발생하였고;
무인항공기에 양력을 제공하기 위한 회전익이 무인항공기의 외부로 돌출되기 때문에, 장애물에 무인항공기가 충돌하면 회전익이 먼저 충돌되어 무인항공기가 쉽게 추락할 수 있는 문제가 발생하여, 이에 대한 해결점을 제공하는 것을 주된 목적으로 하는 것이다.
본 발명은 상기와 같은 소기의 목적을 실현하고자,
길이방향의 중앙 일부분이 원형태의 외주를 가지고, 무인항공기의 중심에 해당하는 부분에 위치되는 코어; 내부에 관통 형성된 원형의 내부홀에 상기 코어의 원형태의 일부분이 내입되도록 하여 코어의 원형태 외주에서 회전가능하며, 외부에는 하나 이상의 시선각 장치가 구비되는 링형태의 회전시선각바디; 상기 코어의 길이방향의 양쪽 일부분에 체결되되, 구형의 무인항공기 부분 중 상기 회전시선각바디 이외의 부분에 해당하는 복수의 보조바디; 상기 복수의 보조바디 중 어느 하나 이상의 보조바디의 내측에 구비되어 양력을 제공하는 회전익 및; 상기 복수의 보조바디 중 어느 하나 이상의 보조바디에 구비되어 구형의 무인항공기를 제어하는 제어모듈;을 포함하여 구성되는 시선각 장치가 환형으로 회전가능한 구형의 무인항공기를 제시한다.
상기와 같이 제시된 본 발명에 의한 시선각 장치가 환형으로 회전가능한 구형의 무인항공기는 구형의 무인항공기의 외부에 해당하는 회전시선각바디가 코어를 중심으로 회전가능하기 때문에, 회전시선각바디에 구비되는 임무장비가 무인항공기의 전후좌우 및 상하 방향까지 시선각 범위로 할 수 있어, 임무장비의 활동 영역을 확장할 수 있는 효과를 얻을 수 있고;
무인항공기에 양력을 제공하는 회전익이 구형 무인항공기의 몸체 일부에 해당하는 보조바디의 내측에 구비되기 때문에, 장애물에 무인항공기가 충돌하더라도 회전익이 손상되지 않아 무인항공기의 추락을 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 시선각 장치가 환형으로 회전가능한 구형의 무인항공기를 나타내는 사시도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 시선각 장치가 환형으로 회전가능한 구형의 무인항공기의 회전시선각바디를 나타내는 일측 사시도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 시선각 장치가 환형으로 회전가능한 구형의 무인항공기의 회전시선각바디를 나타내는 타측 사시도.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 시선각 장치가 환형으로 회전가능한 구형의 무인항공기의 코어와 중앙 상부 유닛 보조바디를 나타내는 사시도.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 시선각 장치가 환형으로 회전가능한 구형의 무인항공기의 일부 구성의 분해 사시도.
도 6 내지 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 시선각 장치가 환형으로 회전가능한 구형의 무인항공기에 추가 시선각 장치가 구비된 경우를 나타내는 사시도.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 시선각 장치가 환형으로 회전가능한 구형의 무인항공기의 회전익이 외부에 노출된 경우를 나타내는 사시도.
본 발명은 무인항공기에 장착된 주간카메라, 야간카메라, 합성개구경레이더(SAR) 또는 라이다(LIDAR) 등과 같은 임무장비의 시선각에 대한 방해 및 제한이 최소화된 구형(球刑)의 무인항공기에 관한 것으로서, 길이방향의 중앙 일부분이 원형태의 외주를 가지고, 무인항공기의 중심에 해당하는 부분에 위치되는 코어(10); 내부에 관통 형성된 원형의 내부홀(21)에 상기 코어(10)의 원형태의 일부분이 내입되도록 하여 코어(10)의 원형태 외주에서 회전가능하며, 외부에는 하나 이상의 시선각 장치(50)가 구비되는 링형태의 회전시선각바디(20); 상기 코어(10)의 길이방향의 양쪽 일부분에 체결되되, 구형의 무인항공기 부분 중 상기 회전시선각바디(20) 이외의 부분에 해당하는 복수의 보조바디(30); 상기 복수의 보조바디(30) 중 어느 하나 이상의 보조바디(30)의 내측에 구비되어 양력을 제공하는 회전익(40) 및; 상기 복수의 보조바디(30) 중 어느 하나 이상의 보조바디(30)에 구비되어 구형의 무인항공기를 제어하는 제어모듈;을 포함하여 구성되는 시선각 장치가 환형으로 회전가능한 구형의 무인항공기에 관한 것이다.
이하 본 발명의 실시예를 도시한 도면 1 내지 8를 참고하여 본 발명을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
우선, 본 발명에 의한 구형의 무인항공기는 도 1과 같이 외부는 구형으로 구성되되, 중앙의 일부분은 수직방향으로 회전가능한 회전시선각바디(20)가 구비되어 회전시선각바디(20)에 장착된 임무장비인 시선각 장치(50)(이하, "시선각 장치(50)"라 칭함.)가 회전시선각바디(20)의 수직방향 회전을 따라 전방, 하방, 후방 및 상방으로 회전이동할 수 있다.
즉, 상기 구성의 시선각 장치(50)가 무인항공기의 전방에 위치된 경우, 시선각 장치(50)는 무인항공기의 좌측, 전방 및 우측을 시선각의 범위로 하여 임무활동을 할 수 있고, 시선각 장치(50)가 회전시선각바디(20)의 회전에 의하여 전방에서 하방(또는 상방)으로 회전 이동한 후 후방으로 순차적 회전 이동을 하면, 각 위치에서 좌ㆍ우측을 시선각의 범위로 포함하며 회전 이동하기 때문에, 무인항공기 외부의 전체영역을 시선각 범위로 할 수 있는 효과를 발휘한다.
아울러 상기 "시선각 장치(50)"라 함은 임무장비와 동일한 의미를 가지는 구성으로서, 임무장비의 임무활동 범위를 시선의 측면에 설명하기 위하여 본 발명에서는 "시선각 장치(50)"라 칭하겠다.
또한 "시선각 범위"라 함은 시선각 장치(50)의 임무활동 범위를 나타내는 것으로서, 일실시예로 시선각 장치(50)가 카메라인 경우에는 카메라로 사진 또는 영상을 촬영하였을 때 단일의 화면 안에 촬영될 수 있는 범위를 칭하고, "시선각"이라 함은 카메라를 중심으로 단일의 화면 안에 찍을 수 있는 최대의 이각을 칭한다.
구체적으로, 상기 코어(10)는 길이방향의 중앙 일부분이 원형태의 외주를 가지고, 무인항공기의 중심에 해당하는 부분에 위치되는 구성으로서, 도 3 또는 4와 같이 구형 무인항공기의 중심에 해당하는 부분에 위치되는 구성이다.
즉, 코어(10)는 길이방향의 중앙 일부분이 원형태의 외주를 가지도록 구성되어 하기의 회전시선각바디(20)에 코어(10)의 중앙 일부분에 체결되어 회전할 수 있도록 하고, 길이방향의 양쪽 일부분에는 회전시선각바디(20)를 제외한 구형 무인항공기의 다른 구성이 체결될 수 있도록 하는 구성이다.
이때, 코어(10)의 중앙 일부분은 도 3과 같이 원기둥 형태로 구성되어 하기 회전시선각바디(20)의 내부홀(21)이 끼워져 회전될 수 있도록 구성되는 것이 바람직하고, 중앙 일부분을 제외한 길이방향의 양쪽 부분은 바(Bar) 형태로 구성되어 하기의 보조바디(30)가 코어(10)에 체결될 수 있도록 구성될 수 있다.
또한 회전시선각바디(20)는 내부에 관통 형성된 원형의 내부홀(21)에 상기 코어(10)의 원형태의 일부분이 내입되도록 하여 코어(10)의 원형태 외주에서 회전가능하며, 외부에는 하나 이상의 시선각 장치(50)가 구비되는 링형태의 구성으로서, 시선각 장치(50)가 무인항공기의 전후좌우 및 상하 방향까지 시선각 범위로 할 수 있도록 코어(10)를 중심으로 회전 이동시키는 구성이다.
즉, 회전시선각바디(20)는 외부에 시선각 장치(50)가 구비된 상태로 코어(10)를 중심으로 회전가능한 구성으로서, 코어(10) 중앙의 일부분이 지면에 대하여 수평방향으로 원형태의 외주를 가지도록 구성되면 회전시선각바디(20)는 수평방향으로 회전되고, 도 1과 같이 코어(10) 중앙의 일부분이 지면에 대하여 수직방향으로 원형태의 외주를 가지도록 구성되면 회전시선각바디(20)는 수직방향으로 회전되는 구성이다.
이때, 회전시선각바디(20)의 외주는 구형의 무인항공기의 외주와 대응되도록 곡면의 형태로 구성되는 것이 바람직하고, 시선각 장치(50)는 상기 형태의 회선시선각바디의 외주와 일치되거나, 돌출 또는 내입되는 구성을 할 수 있다.
또한 회전시선각바디(20)는 중앙에 일측과 타측이 관통되는 내부홀(21)이 형성되는데, 상기 내부홀(21)은 코어(10)의 중앙 일부분에 형성된 원형태의 외주와 대응되어 코어(10)를 중심으로 회전시선각바디(20)가 수평 또는 수직방향으로 회전할 수 있도록 구성된다.
아울러 코어(10)를 중심으로 회전하는 회전시선각바디(20)에 구비된 시선각장치에 대한 전원 및 통신은 코어(10)에 대한 회전시선각바디(20)의 회전에 영향을 미치지 않을 수 있는 다양한 방식으로 구성가능하나, 도 2와 같이 링형태의 회전시선각바디(20) 측부면 또는 내부홀(21)의 내부면에 전원 및 통신이 가능한 전원선 및 통신선이 구비되도록 하는 구성이 가능하다.
즉, 상기 회전시선각바디(20)는 측부면 또는 내부홀(21)의 내부면에 코어(10)를 중심으로 하고, 전원선 및 통신선이 구비된 링형태의 슬립홈(22)이 형성되도록 구성되고, 회전시선각바디(20)의 측부면과 대응되는 보조바디(30)의 일측면 또는 코어(10)의 원형태 외주면에는 상기 슬립홈(22)과 대응할 수 있는 전원선 연결부 및 통신선 연결부가 구비되도록 구성할 수 있다.
구체적으로, 상기 전원선 및 통신선은 별도의 구성으로 분리되는 구성을 할 수도 있고 단일의 선으로 전원과 통신이 통합된 것일 수도 있다. 또한 상기 링형태의 슬립홈(22)은 회전시선각바디(20)의 링형태와 동심원을 하도록 구성되어 회전시선각바디(20)가 코어(10)를 중심으로 회전하더라도 슬립홈(22) 내에 구비된 전원선 및 통신선을 항상 슬립홈(22)과 함께 회전할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.
아울러 회전시선각바디(20)의 측부면과 대응되는 보조바디(30)의 일측면 또는 코어(10)의 원형태 외주면에 구비되는 전원선 연결부 및 통신선 연결부는 회전시선각바디(20)의 슬립홈(22)에 구비된 전원선 및 통신선에 각각 대응되도록 별도의 구성으로 분리되는 구성을 할 수도 있고 단일의 선으로 전원과 통신이 통합된 것일 수도 있다.
또한 상기 전원선 연결부 및 통신선 연결부는 슬립홈(22)과 대응되어 상호 맞물릴 수 있도록 슬립홈(22)과 대응되도록 보조바디(30)의 일측면 또는 코어(10)의 원형태 외주면에 형성된 대응슬립홈(22)에 구비될 수도 있고, 대응슬립홈(22)의 구성없이 독립되어 보조바디(30)의 일측면 또는 코어(10)의 원형태 외주면에 구비될 수도 있다.
아울러 상기 회전시선각바디(20)는 코어(10)를 중심으로 수평 또는 수직방향으로 회전할 수 있으면 다양한 종류의 구동부재를 사용하여 다양한 방식으로 회전력을 제공받을 수 있으나, 도 3과 같이 상기 회전시선각바디(20)는 측부면 또는 내부홀(21)의 내부면에 코어(10)를 중심으로 하여 링형태로 배열되는 복수 개의 자력체(23)가 구비되도록 구성되고, 회전시선각바디(20)의 측부면과 대응되는 보조바디(30)의 일측 또는 코어(10)의 원형태 외주 일측에는 상기 자력체(23)와 대응되는 자력형성부재(33)가 구비되도록 구성될 수 있다.
즉, 상기 구성의 자력체(23)는 회전시선각바디(20)의 측부면 또는 내부홀(21)의 내부면에, 코어(10)를 중심으로 링형태를 이루며 복수 개로 구성되어 계속적인 자력을 형성한다. 이때, 복수 개의 자력체(23)는 자력형성부재(33)에 대한 자극이 서로 다른 것이 순차적으로 배열되는 구성을 하여, 자력형성부재(33)에서 반복 형성되는 서로 다른 자극에 의하여 인력 또는 척력으로 회전시선각바디(20)가 회전할 수 있도록 한다.
이때, 자력체(23)는 영구자석을 이용하는 것이 바람직하고, 자력형성부재(33)는 전자석 또는 자력형성 코일을 이용하는 것이 바람직하다.
아울러 상기 자력형성부재(33)는 링형태로 배열된 자력체(23)의 회전에 의하여 형성된 동심원상의 보조바디(30)의 일측 또는 코어(10)의 원형태 외주 일측에 단독으로 구비될 수도 있고, 자력형성부재(33) 역시 링형태로 복수 개가 구성되어 링형태로 배열된 자력체(23)에 대한 인력 또는 척력을 더욱 강하게 작용시킬 수도 있다.
또한 상기 보조바디(30)는 상기 코어(10)의 길이방향의 양쪽 일부분에 체결되되, 구형의 무인항공기 부분 중 상기 회전시선각바디(20) 이외의 부분에 해당하는 복수의 구성으로서, 구형 무인항공기의 외부에서 바라보면 구형의 일부에 원형으로 형성된 회전시선각바디(20)의 이외에 부분에 해당한다.
즉, 보조바디(30)는 구형의 무인항공기의 회전시선각바디(20) 이외의 부분에 해당하고, 코어(10)는 상기 회전시선각바디(20)와 보조바디(30)가 체결되어 지지될 수 있도록 하는 구성이다. 이때, 보조바디(30)는 복수 개의 단위체로 분리 구성되고, 복수 개의 단위체가 상호 결합되면 회전시선각바디(20)와 함께 구형의 외주를 형성한다.
또한 복수 개의 보조바디(30)의 내부에는 구형의 무인항공기에 대한 양력을 제공하는 회전익(40)과 구형 무인항공기의 작동을 제어하는 제어모듈(미도시)이 내장되는 구성을 한다.
구체적으로, 상기 회전익(40)은 상기 복수의 보조바디(30) 중 어느 하나 이상의 보조바디(30)의 내측에 구비되어 양력을 제공하는 구성이고, 상기 제어모듈은 상기 복수의 보조바디(30) 중 어느 하나 이상의 보조바디(30)에 구비되어 구형의 무인항공기를 제어하는 구성이다.
이때, 상기 회전익(40)은 프로펠러와 같은 회전부재와 상기 회전부재를 회전시키는 구동부재를 포함하는 구성으로서, 보조바디(30)의 내부에 내입되는 구성을 하여, 구형의 무인항공기가 비행 중 또는 이착륙 중에 장애물에 충돌하는 경우에도 보조바디(30)가 먼저 장애물과 충돌하기 때문에 회전익(40)의 손상을 줄일 수 있도록 한다.
즉, 복수 개의 보조바디(30) 중, 회전익(40)을 구비하는 보조바디(30)는 도 5와 같이 지면과 수직한 방향으로 상부와 하부가 관통된 회전익 내입홀(34)을 구비하고, 상기 회전익 내입홀(34)에는 회전익(40)의 회전부재 또는 회전부재와 구동부재가 내입되는 상태로 체결되어, 회전익(40)의 회전부재 회전에 의하여 형성된 바람에 의한 양력으로 구형의 무인항공기가 비행할 수 있도록 한다.
아울러 상기 제어모듈은 구형의 무인항공기의 비행 및 임무수행을 위한 시선각 장치(50)를 제어하기 위한 구성을 모두 포함하는 구성으로서, 일반적인 무인항공기의 비행을 위한 필수적인 제어구성 및 본 발명에 의한 구형 무인항공기의 사용 목적에 따른 부가적인 제어구성이 포함될 수 있다.
즉, 상기 제어모듈은 구형 무인항공기 전체를 관리하는 마이컴; 상기 마이컴과 연결되고 비행을 관리하는 비행제어부; 상기 마이컴과 연결되고 전원을 관리하는 전원관리부; 상기 마이컴과 연결되고 시선각 장치(50)를 관리하는 시선각 장치관리부 및; 상기 마이컴과 연결되고 통신을 관리하는 통신부;을 포함하여 구성될 수 있다.
이때, 상기 마이컴(Micom)은 일반적으로 알려진 마이크로컴퓨터로서, 구형 무인항공기의 비행 및 임무수행을 위한 시선각 장치(50)에 관한 정보를 통합적으로 연산, 저장 및 제어하는 구성이다.
또한 비행제어부는 구형 무인항공기의 비행에 관한 각종의 정보를 관리하는 구성으로서, 구형 무인항공기에 구비될 수 있는 GPS, 자세제어센서 또는 회전익관리센서 등과 같은 구성을 관리하는 구성이다.
아울러 전원관리부는 구형 무인항공기에 장착된 모든 전기적인 구성에 전원을 공급하는 구성으로서, 일반적으로 알려진 밧데리와 전원을 분배하여 공급하는 각종의 회로가 해당될 수 있고, 회전익(40)의 구동부재가 엔진을 사용한 동력장치인 경우에는 엔진 또는 발전기를 포함하는 구성이 된다.
또한 시선각 장치관리부는 본 발명에 의한 구형 무인항공기의 사용목적에 따라 달라질 수 있는 시선각 장치(50)를 관리하는 구성으로서, 일실시예로 시선각 장치(50)가 주간카메라, 야간카메라, 합성개구경레이더(SAR) 또는 라이다(LIDAR) 등과 같은 임무장비인 경우에는 해당 임무장비가 수집한 정보를 관리할 수 있는 각각의 구성이 포함된다.
더불어 통신부는 구형의 무인항공기와 조정기 또는 구형의 무인항공기와 관제센터 간의 통신을 위한 구성으로서, 구형의 무인항공기의 비행을 위한 통신정보의 송신 및 수신, 시선각 장치(50)를 통하여 수집, 분석, 저장된 임무정보의 송신을 위한 통신정보 및 시선각 장치(50)를 통한 임무수행을 위한 임무정보를 수신할 수 있도록 하는 구성이다.
이때, 상기 비행제어부, 전원관리부, 시선각 장치관리부 및 통신부는 마이컴과 각각 연결되고, 마이컴에 의하여 구성에서 수집 또는 수신된 정보를 판단, 처리, 저장 및 제어될 수 있음은 자명할 것이며, 그에 대한 상세한 설명은 생략하겠다.
또한 복수 개의 보조바디(30)는 상기에서 설명한 바와 같이, 구형의 무인항공기 부분 중 상기 회전시선각바디(20) 이외의 부분에 해당하는 복수의 구성임과 동시에, 제어모듈이 내장될 수 있으면 다양한 형태 및 개수로 구성될 수 있으나, 상기 회전시선각바디(20)의 수직방향을 중심으로 양분된 한 쌍의 반구 형태로 형성되되, 반구 형태의 보조바디(31a, 31b) 각각에는 한 쌍씩의 회전익(40)이 구비되도록 구성될 수 있다.
즉, 상기 반구 형태의 보조바디(31a, 31b)는 회전시선각바디(20)를 중심으로 회전시선각바디(20)의 양쪽 측부에 각각 위치되고, 코어(10)의 길이방향 양쪽 일부분에 각각 체결된다. 이때, 한 쌍의 반구 형태 보조바디(31a, 31b)와 회전시선각바디(20)는 회전시선각바디(20)가 중앙에 위치되는 상태로 구형태를 이루게 된다.
또한 반구 형태의 보조바디(31a, 31b) 각각에는 도 1과 같이 한 쌍의 회전익(40)이 구비되도록 구성된다. 이때, 회전익(40)은 구형의 무인항공기를 수평방향으로 단면하여 보았을 경우 모두 4개가 방사형으로 구성되기 때문에 구형의 무인항공기가 안정적으로 비행할 수 있도록 하는 효과를 발휘한다.
더불어 상기 반구 형태의 보조바디(31a, 31b)는 수직방향으로 세 개의 유닛 보조바디(32a, 32b, 32c)로 분할되도록 구성되고, 반구 형태 보조바디(31a, 31b)의 양단에 위치되는 유닛 보조바디(32a, 32c)의 각각에는 회전익(40)이 구비되고, 반구 형태 보조바디(31a, 31b)의 중앙에 위치되는 유닛 보조바디(32b)에는 제어모듈이 구비되도록 구성될 수 있다.
상기와 연관하여, 세 개의 유닛 보조바디(32a, 32b, 32c)는 상호 체결된 상태로 코어(10)에 체결될 수도 있고, 각각의 유닛 보조바디(32a, 32b, 32c)가 독립적으로 코어(10)에 각각 체결되는 구성을 할 수도 있다.
즉, 상기 구성의 반구 형태의 보조바디(31a, 31b)는 세 개의 유닛 보조바디(32a, 32b, 32c) 중 양쪽에 위치된 유닛 보조바디(32a, 32c)의 각각에 회전익(40)을 구비하기 때문에, 한 쌍의 회전익(40)을 반구 형태의 보조바디(31a, 31b)의 양쪽으로 이격시켜 각각의 회전익(40)에 의하여 형성된 양력이 서로 이격되어 구형의 무인항공기가 안정적으로 비행할 수 있도록 하는 효과를 발휘하고, 중앙에 위치되는 유닛 보조바디(32b)의 내부에는 제어모듈이 구비될 수 있도록 하는 효과를 발휘한다.
이때, 세 개의 유닛 보조바디(32a, 32b, 32c) 중, 중앙에 위치되는 유닛 보조바디(32b)에 내장되는 제어모듈은 상기에서 설명한 제어모듈의 종류 중 어느 하나 이상의 구성이 포함될 수 있다.
결과적으로, 반구 형태의 보조바디(31a, 31b)가 두 개이고, 상기 한 쌍의 반구 형태의 보조바디(31a, 31b) 각각에는 하나의 중앙 유닛 보조바디(32b)가 구성되기 때문에, 구형의 무인항공기에는 두 개의 중앙 유닛 보조바디(32b)가 구성될 수 있다.
아울러 상기 반구 형태 보조바디(31a, 31b)의 중앙에 위치되는 유닛 보조바디(32b)는 중앙 상부 유닛 보조바디(32b-1)와 중앙 하부 유닛 보조바디(32b-2)로 분할되어 구성되고, 상기 중앙 상부 유닛 보조바디(32b-1)와 중앙 하부 유닛 보조바디(32b-2)의 사이에는 코어(10)의 길이방향의 양쪽 일부분이 위치되도록 구성될 수 있다.
즉, 상기와 같이 중앙에 위치되는 유닛 보조바디(32b)가 상부와 하부로 양분되고, 상부와 하부로 양분된 사이에 코어(10)의 어느 하나 쪽 부분이 길이 연장(길이연장부(11))되어 내입되는 경우에는, ⅰ) 코어(10)의 양쪽 중 어느 한쪽 부분의 측부에, 상기 세 개의 유닛 보조바디(32a, 32b, 32c) 중 반구 형태 보조바디(31a, 31b)의 양단에 위치되는 유닛 보조바디(32a, 32c) 각각이 체결시킬 수 있고, ⅱ) 세 개의 유닛 보조바디(32a, 32b, 32c) 중 반구 형태 보조바디(31a, 31b)의 중앙에 위치되는 유닛 보조바디(32a, 32c)의 중앙 상부 유닛 보조바디(32b-1)를 상부에 체결시킬 수 있으며, ⅲ) 세 개의 유닛 보조바디(32a, 32b, 32c) 중 반구 형태 보조바디(31a, 31b)의 중앙에 위치되는 유닛 보조바디(32a, 32c)의 중앙 하부 유닛 보조바디(32b-2)를 하부에 체결시킬 수 있다.
이때, 상기 중앙 상부 유닛 보조바디(32b-1), 코어(10)의 어느 한쪽 부분(길이연장부(11)) 및 중앙 하부 유닛 보조바디(32b-2)는 상부에서 하부 방향으로 순차적으로 적층되는 구조를 하고, 중앙 상부 유닛 보조바디(32b-1), 코어(10)의 어느 한쪽 부분(길이연장부(11)) 및 중앙 하부 유닛 보조바디(32b-2)에 의하여 형성되는 외주는 구형 무인항공기의 곡면에 해당하는 곡면을 형성한다.
상기와 연관하여, 코어(10)의 어느 한쪽 부분과 코어(10)의 중앙부분을 중심으로 서로 대칭되는 코어(10)의 다른 한쪽 부분(길이연장부(11))이 위치되는 반구 유닛 보조바디(32a, 32b, 32c) 역시 상기와 같이 중앙 상부 유닛 보조바디(32b-1)와 중앙 하부 유닛 보조바디(32b-2)로 분할구성될 수 있음은 자명할 것이다.
또한 상기와 같이 중앙 상부 유닛 보조바디(32b-1)와 중앙 하부 유닛 보조바디(32b-2)이 각각 체결되는 코어(10)의 양쪽 부분(길이연장부(11))의 내부에는 제어모듈의 일부 구성이 내장되는 구성을 할 수 있다.
아울러 본 발명에 의한 반구 형태의 보조바디(31a, 31b) 및 코어(10)의 양쪽 부분에 내장될 수 있는 제어모듈은 제어모듈에 포함되는 마이컴, 비행제어부, 전원관리부, 시선각 장치관리부 및 통신부의 무게와 크기를 고려하여, 회전시선각바디(20)를 중심으로 구형 무인항공기의 무게가 어느 한쪽으로 편중되지 않도록 적적히 양분되어 내장되어야 함은 자명할 것이다.
또한 상기 보조바디(30)는 외주에 하나 이상의 거리감지센서가 구비되고, 상기 거리감지센서는 제어모듈과 연결되어 구형 무인항공기의 충돌을 방지하도록 구성될 수 있다.
즉, 상기 거리감지센서는 구형 무인항공기가 장애물에 인접될 경우 장애물과의 충돌을 방지하기 위한 구성으로서, 광선 또는 자력선을 이용한 센서를 포함하여 광선 또는 자력선에 의하여 감지되는 장애물에 대한 정보를 수집한 후, 제어모듈에 상기 장애물에 대한 정보를 전달하여 구형 무인항공기가 장애물을 회피하여 비행할 수 있도록 할 수 있다.
이때, 거리감지센서는 복수 개로 구성되어 구형 무인항공기의 다수 부분에 구비될 수 있으나, 구형 무인항공기의 수평방향에 해당하는 보조바디(30) 외주에 구비되는 수평 거리감지센서(51a)와; 구형 무인항공기의 수직방향에 해당하는 보조바디(30) 외주에 구비되는 수직 거리감지센서(51b);를 포함하여 구성될 수 있다.
즉, 상기 수평 거리감지센서(51a)는 구형 무인항공기의 측부에 하나 이상 구비되어 구형 무인항공기에 대하여 측부에 위치될 수 있는 장애물을 감지할 수 있고, 상기 수직 거리감지센서(51b)는 구형 무인항공기의 상부 및 하부에 하나 이상 구비되어 구형 무인항공기에 대하여 측부에 위치될 수 있는 장애물을 감지할 수 있다.
또한 본 발명에 의한 시선각 장치가 환형으로 회전가능한 구형의 무인항공기는 주된 사용 목적에 따라 단일의 시선각 장치(50)가 회전시선각바디(20)에 구비되는 구성을 할 수도 있고, 도 6 내지 7과 같이, 주된 사용 목적에 부가하여 별도의 목적을 수행하기 위하여 추가 시선각 장치(52)가 회전시선각바디(20)에 더 구비되는 구성을 할 수도 있다.
이때, 상기 추가 시선각 장치(52)는 상기에서 설명한 바와 같이 주간카메라, 야간카메라, 합성개구경레이더(SAR) 또는 라이다(LIDAR) 등과 같은 임무장비이고, 상기에서 언급함 임무장비 이외의 기능을 가지는 것이 될 수도 있다.
아울러 본 발명에 의한 시선각 장치가 환형으로 회전가능한 구형의 무인항공기는 도 8과 같이 보다 강력한 양력으로 무인항공기를 비행시키기 위하여 보조바디(30)의 내부에 장착된 회전익(40)이 외부에 장착될 수 있도록 할 수 있다. 이때, 상기와 같이 보조바디(30)의 외부에 장착된 회전익(40)은 회전시선각바디(20)의 회전에 간섭되지 않을 정도의 크기를 가지고 보조바디(30)의 일정 위치에 장착되어야 함은 자명할 것이다.
다음은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 시선각 장치가 환형으로 회전가능한 구형의 무인항공기의 운용에 관한 설명이다.
우선, 구형의 무인항공기는 구형의 중심에 코어(10)가 구비되고, 코어(10)의 중앙 일부분은 수직방향으로 원형을 이루는 외주를 가지며, 코어(10)의 중앙을 중심으로 양쪽 일부분은 수평방향으로 사각기둥 형태의 길이연장부(11)를 가지며, 양쪽 길이연장부(11)의 각각의 외주는 구형 무인항공기의 외부 곡면의 일부분에 해당된다.
또한 상기 코어(10)의 중앙 일부분에는 주ㆍ야간 카메라 기능의 시선각 장치(50)를 구비하는 회전시선각바디(20)의 내부홀(21)이 끼워진 상태이며, 상기 회전시선각바디(20)는 코어(10)의 중앙 일부분을 중심으로 회전가능하다.
아울러 상기 회전시선각바디(20)의 한 쪽 측부면에는 전원선 및 통신선이 구비된 링형태의 슬립홈(22)(코어(10)의 중앙과 동심을 함.)이 형성되어 있고, 상기 전원선 및 통신선은 시선각 장치(50)와 연결된다. 또한 회전시선각바디(20)의 다른 쪽 측부에는 코어(10)의 중상과 동심을 하도록 복수 개의 자력체(23)가 링형태로 배열된다.
더불어 상기 코어(10)의 양쪽 길이연장부(11) 각각에는 전원관리부인 밧데리가 내장되고, 일측 길이연장부(11)의 상부면에는 비행제어부를 내장하는 중앙 상부 유닛 보조바디(32b-1)가 체결되고, 일측 길이연장부(11)의 하부면에는 전원관리부의 각종의 회로를 내장하는 중앙 하부 유닛 보조바디(32b-2)가 체결된다.
또한 코어(10)의 타측 길이연장부(11)의 상부면에는 통신부을 내장하는 중앙 상부 유닛 보조바디(32b-1)가 체결되고, 타측 길이연장부(11)의 하부면에는 시선각 장치관리부를 내장하는 중앙 하부 유닛 보조바디(32b-2)가 체결된다.
아울러 상기 코어(10)의 일측 길이연장부(11)의 양쪽 측부면과 타측 길이연장부(11)의 양쪽 측부면에는 회전익(40)을 각각 구비하는 유닛 보조바디(32a, 32c)이 각각 체결된다. 이때, 상기 유닛 보조바디(32a, 32c)는 전체 4개로 구성되고, 각각의 유닛 보조바디(32a, 32c)에는 회전익(40)이 구비되므로 구형의 무인항공기에는 전체 4개의 회전익(40)이 구비되는 상태이다.
또한 상기 코어(10)의 타측 길이연장부(11)의 하부면에 체결되는 중앙 하부 유닛 보조바디(32b-2)에는 회전시선각바디(20)의 측부에 배열된 링형태의 자력체(23)와 대응되는 위치에 전자석 또는 자력형성 코일과 같은 자력형성부재(33)가 구비된다.
더불어 구형 무인항공기의 상부와 하부에 해당하는 위치의 보조바디(30)의 일정부분에는 복수 개의 수직 거리감지센서(51b)가 구비되고, 구형 무인항공기의 측부에 해당하는 위치의 보조바디(30)의 일정 부분에는 복수 개의 수평 거리감지센서(51a)가 구비된다.
또한 마이컴은 코어(10)의 내부 또는 복수 개의 보조바디(30) 중 어느 하나에 구비되고, 비행제어부, 전원관리부, 시선각 장치관리부 및 통신부와 연결된다.
우선, 조종자가 리모콘을 이용하여 구형의 무인항공기를 작동시키면, 리모콘의 조종신호는 구형 무인항공기의 비행제어부 또는 통신부에 구비된 안테나를 통하여 마이컴에 전달되고, 마이컴은 상기 조종신호를 이용하여 회전익(40)을 작동시켜 구형 무인항공기를 비행시킨다.
이때, 비행제어부의 자세제어센서에 의한 수집된 자세정보는 마이컴에 전달되어 마이컴이 구형 무인항공기의 균형을 유지시킬 수 있도록 한다.
이후, 조종자가 주ㆍ야간 카메라 기능의 시선각 장치(50)의 촬영 위치를 변경하고자 하는 경우에는, 리모콘을 통하여 회전시선각바디(20)를 회전시키는 정보신호가 구형 무인항공기의 비행제어부 또는 통신부에 구비된 안테나를 통하여 마이컴에 전달된다.
이때, 상기 마이컴은 전자석 또는 자력형성 코일을 작동시켜 반복적으로 자극이 변하는 자력을 형성하도록 하며, 상기 자극이 변하는 자력은 회전시선각바디(20)에 구비된 자력체(23)에 자력을 가하여 회전시선각바디(20)가 코어(10)를 중심으로 회전할 수 있도록 하여, 회선시선각바디의 외부에 구비된 주ㆍ야간 카메라 기능의 시선각 장치(50)의 촬영 위치가 변경시킨다.
즉, 상기 주ㆍ야간 카메라 기능의 시선각 장치(50)는 코어(10)를 중심으로 360°까지 회전할 수 있는 회전시선각바디(20)에 구비되기 때문에, 구형 무인항공기의 전범위를 촬영 범위로 할 수 있다.
상기는 본 발명의 바람직한 실시예를 참고로 설명하였으며, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되지 아니하고, 상기의 실시예를 통해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변경으로 실시할 수 있는 것이다.
10 : 코어 11 : 코어의 양쪽 길이연장부
20 : 회전시선각바디 21 : 내부홀
22 : 슬립홈 23 : 자력체
30 : 보조바디 31a, 31b : 반구 형태의 보조바디
32a, 32b, 32c : 유닛 보조바디 32b-1 : 중앙 상부 유닛 보조바디
32b-2 : 중앙 하부 유닛 보조바디 33 : 자력형성부재
34 : 회전익 내입홀 40 : 회전익
50 : 시선각 장치 51a : 수평 거리감지센서
51b : 수직 거리감지센서 52 : 추가 시선각 장치

Claims (9)

  1. 길이방향의 중앙 일부분이 원형태의 외주를 가지고, 무인항공기의 중심에 해당하는 부분에 위치되는 코어(10);
    내부에 관통 형성된 원형의 내부홀(21)에 상기 코어(10)의 원형태의 일부분이 내입되도록 하여 코어(10)의 원형태 외주에서 회전가능하며, 외부에는 하나 이상의 시선각 장치(50)가 구비되는 링형태의 회전시선각바디(20);
    상기 코어(10)의 길이방향의 양쪽 일부분에 체결되되, 구형의 무인항공기 부분 중 상기 회전시선각바디(20) 이외의 부분에 해당하는 복수의 보조바디(30);
    상기 복수의 보조바디(30) 중 어느 하나 이상의 보조바디(30)의 내측에 구비되어 양력을 제공하는 회전익(40) 및;
    상기 복수의 보조바디(30) 중 어느 하나 이상의 보조바디(30)에 구비되어 구형의 무인항공기를 제어하는 제어모듈;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 시선각 장치가 환형으로 회전가능한 구형의 무인항공기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 회전시선각바디(20)는,
    측부면 또는 내부홀(21)의 내부면에 코어(10)를 중심으로 하고, 전원선 및 통신선이 구비된 링형태의 슬립홈(22)이 형성되도록 구성되고,
    회전시선각바디(20)의 측부면과 대응되는 보조바디(30)의 일측면 또는 코어(10)의 원형태 외주면에는 상기 슬립홈(22)과 대응할 수 있는 전원선 연결부 및 통신선 연결부가 구비되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 시선각 장치가 환형으로 회전가능한 구형의 무인항공기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 회전시선각바디(20)는,
    측부면 또는 내부홀(21)의 내부면에 코어(10)를 중심으로 하여 링형태로 배열되는 복수 개의 자력체(23)가 구비되도록 구성되고,
    회전시선각바디(20)의 측부면과 대응되는 보조바디(30)의 일측 또는 코어(10)의 원형태 외주 일측에는 상기 자력체(23)와 대응되는 자력형성부재(33)가 구비되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 시선각 장치가 환형으로 회전가능한 구형의 무인항공기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 보조바디(30)는,
    상기 회전시선각바디(20)의 수직방향을 중심으로 양분된 한 쌍의 반구 형태로 형성되되, 반구 형태의 보조바디(31a, 31b) 각각에는 한 쌍씩의 회전익(40)이 구비되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 시선각 장치가 환형으로 회전가능한 구형의 무인항공기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 반구 형태의 보조바디(31a, 31b)는,
    수직방향으로 세 개의 유닛 보조바디(32a, 32b, 32c)로 분할되도록 구성되고,
    반구 형태 보조바디(31a, 31b)의 양단에 위치되는 유닛 보조바디(32a, 32c)의 각각에는 회전익(40)이 구비되고,
    반구 형태 보조바디(31a, 31b)의 중앙에 위치되는 유닛 보조바디(32b)에는 제어모듈이 구비되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 시선각 장치가 환형으로 회전가능한 구형의 무인항공기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 반구 형태 보조바디(31a, 31b)의 중앙에 위치되는 유닛 보조바디(32b)는,
    중앙 상부 유닛 보조바디(32b-1)와 중앙 하부 유닛 보조바디(32b-2)로 분할되어 구성되고,
    상기 중앙 상부 유닛 보조바디(32b-1)와 중앙 하부 유닛 보조바디(32b-2)의 사이에는 코어(10)의 길이방향의 양쪽 일부분이 위치되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 시선각 장치가 환형으로 회전가능한 구형의 무인항공기.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제어모듈은,
    구형 무인항공기 전체를 관리하는 마이컴;
    상기 마이컴과 연결되고 비행을 관리하는 비행제어부;
    상기 마이컴과 연결되고 전원을 관리하는 전원관리부;
    상기 마이컴과 연결되고 시선각 장치(50)를 관리하는 시선각 장치관리부 및;
    상기 마이컴과 연결되고 통신을 관리하는 통신부;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 시선각 장치가 환형으로 회전가능한 구형의 무인항공기.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 보조바디(30)는,
    외주에 하나 이상의 거리감지센서가 구비되고, 상기 거리감지센서는 제어모듈과 연결되어 구형 무인항공기의 충돌을 방지하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 시선각 장치가 환형으로 회전가능한 구형의 무인항공기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 거리감지센서는,
    구형 무인항공기의 수평방향에 해당하는 보조바디(30) 외주에 구비되는 수평 거리감지센서(51a)와;
    구형 무인항공기의 수직방향에 해당하는 보조바디(30) 외주에 구비되는 수직 거리감지센서(51b);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 시선각 장치가 환형으로 회전가능한 구형의 무인항공기.
KR1020150089189A 2015-06-23 2015-06-23 시선각 장치가 환형으로 회전가능한 구형의 무인항공기 Active KR101668643B1 (ko)

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