KR101686161B1 - 운송 수단 기능을 갖는 멀티콥터 - Google Patents

운송 수단 기능을 갖는 멀티콥터 Download PDF

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Abstract

본 발명은 운송 수단을 갖는 멀티콥터로서, 한 쌍의 장착샤프트를 포함하는 멀티콥터로서, 상기 한 쌍의 장착샤프트가 통과될 수 있는 관통홀이 각각 형성되어 있는 한 쌍의 수평프레임 및 한 쌍의 수직프레임을 포함하며, 상기 수직프레임은 수직방향으로 연장된 레그부, 수평방향의 지지면을 갖는 화물지지부, 및 수직방향 위쪽으로 연장된 화물이탈방지부를 포함하며, 상기 관통홀을 축으로 하여 상기 수평프레임 및 상기 수직프레임이 정렬되도록 되어 있을 수 있다.

Description

운송 수단 기능을 갖는 멀티콥터{Multicopter with vehicle function}
본 발명은 운송 수단 기능을 갖는 멀티콥터에 관한 것이다.
멀티콥터는 다수의 프로펠러가 달린 헬리콥터를 의미하며, 상기 프로펠러의 개수를 늘려 보다 안정적으로 비행할 수 있는 항공기의 일종이다. 멀티콥터의 예로 쿼드콥터, 헥사콥터, 옥타콥터 등이 있으며, 이러한 멀티콥터는 항공 영상 정보를 수집하는 데에 사용되거나 농촌 방제 작업 등 다양한 응용분야에 활용될 수 있다.
기존의 멀티콥터는 로프 등을 연결하여 물체를 이동시킬 수 있는 운송 기능을 가질 수 있는 데, 이동 시 물체가 추락하는 상황이 발생할 수 있으며, 안전성의 문제가 발생할 수 있다.
본 발명에서는 상술한 문제를 해결하기 위해, 물체를 들어 올려 이동시키는 경우 안전성이 확보된 운송수단 기능을 갖는 멀티콥터를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 관점에 따른 멀티콥터는, 한 쌍의 장착샤프트를 포함하는 멀티콥터로서, 상기 한 쌍의 장착샤프트가 통과될 수 있는 관통홀이 각각 형성되어 있는 한 쌍의 수직프레임 및 한 쌍의 수평프레임을 포함할 수 있다. 이때, 상기 수직프레임의 일측에는 물체의 일 부분과 결합될 수 있는 절곡부가 형성되어 있으며, 상기 수직프레임은 상기 장착샤프트에 대하여 회동가능하도록 결합되어 있을 수 있다.
이때, 상기 수평프레임의 일 측에는 모터가 설치되어 있으며, 상기 모터에는 상기 모터의 회전축에 회전가능하게 회전날개가 결합되어 있을 수 있다.
이때, 상기 회전날개 및 상기 수직프레임에는 각각 돌출부가 형성되어 있으며, 상기 각각의 돌출부는 링크를 통해 연결되도록 되어 있으며, 상기 모터의 구동에 따라 상기 회전날개가 반시계방향 또는 시계방향으로 회전하도록 되어 있을 수 있다.
이때, 상기 수직프레임은 상기 회전날개가 회전하는 방향의 반대방향으로 구동하도록 되어 있을 수 있다.
이때, 상기 절곡부에는 상기 물체의 일 부분과 결합될 수 있도록 돌출되어 있는 걸림부가 형성되어 있을 수 있다.
본 발명에 따르면, 물체를 들어 올려 이동시키는 경우 안전성이 확보된 운송수단 기능을 갖는 멀티콥터를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티콥터의 구조를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 장착샤프트가 한 쌍의 스키드에 연결된 예를 나타낸다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 리트렉터의 구조를 설명하기 위해, 리트렉터를 분해하여 도시한 확산도이다.
도 4는 도 3a 및 도 3b에 도시한 리트렉터의 동작방법을 설명하기 위한 정면도이다.
도 5는 도 4에 도시한 영역의 확대도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에서, 회전날개의 회전방향에 따른 수직프레임의 구동상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 4에 도시한 영역의 사시도이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참고하여 설명한다. 그러나 본 발명은 본 명세서에서 설명하는 실시예에 한정되지 않으며 여러 가지 다른 형태로 구현될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 용어는 실시예의 이해를 돕기 위한 것이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 의도된 것이 아니다. 또한, 이하에서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티콥터(100)의 구조를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 장착샤프트(130)가 한 쌍의 스키드(120)에 연결된 예를 나타낸다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티콥터(100)는 N개의 아암부(12)와 N개의 프로펠러(11)를 포함할 수 있다. 이때, 각 아암부(12)는 멀티콥터(100)의 본체(110)에 각각 연결되어 있으며, 상기 각 프로펠러(11)는 각각의 아암부(12)의 단부에 설치되어 있을 수 있다. 도 1의 실시예에서 본체(110)는 환형의 형상을 가질 수 있다.
이때, 도 1에 도시한 멀티콥터(100)는 N=8인 것으로 가정하여 도시하였으며, 이에 따라 멀티콥터(100)는 8개의 아암부(12)와 8개의 프로펠러(11)를 포함할 수 있다. 이때, 본 명세서에서, 상기 '프로펠러'는 '프롭'이라는 용어로 지칭될 수도 있다.
이때, 멀티콥터(100)의 본체(110)의 하단부에는, 멀티콥터(100)의 착륙 시 본체(110)를 지지할 수 있는 역할을 하도록 되어 있는 한 쌍의 스키드(120)가 연결되어 있을 수 있다. 이때, 한 쌍의 스키드(120), 또는 본체(110)에는 장착샤프트(130)가 수평방향으로 연장되어 설치되어 있을 수 있다. 예컨대, 도 2에 도시한 바와 같이 장착샤프트(130)가 한 쌍의 스키드(120)에 수평방향으로 연장되어 설치되어 있을 수 있다.
장착샤프트(130)는 물건이나 바구니가 장착되기 위한 리트렉터(retractor)가 결합될 수 있는 지지대 역할을 하도록 되어 있을 수 있다. 상기 리트렉터의 구조에 대해서는, 이하 도 3a 및 도 3b를 참조하여 설명한다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 리트렉터의 구조를 설명하기 위해, 리트렉터를 분해하여 도시한 확산도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 리트렉터(200)는 한 쌍의 수평프레임(210) 및 한 쌍의 수직프레임(220)를 포함할 수 있다. 즉, 도 3a 및 도 3b에 도시한 바와 같이, 리트렉터(200)는 제1수직프레임(221), 제2수직프레임(222), 제1수평프레임(211), 및 제2수평프레임(212)을 포함할 수 있다.
수평프레임(210)은 도 2에 도시한 한 쌍의 장착샤프트(130) 간의 간격을 유지시킴으로써 안정된 구조를 가질 수 있도록 지지하기 위한 프레임이다.
각각의 수직프레임(220)은 실질적으로 수직방향으로 연장된 한 쌍의 레그부(41), 실질적으로 수평방향의 지지면을 갖는 한 쌍의 화물지지부(42), 및 수직방향 위쪽으로 연장된 화물이탈방지부(43)로 구성될 수 있다. 이때, 레그부(41)의 하단부는 화물지지부(42)의 일 측과 소정의 각도를 이루며 연결되어 있고, 화물지지부(42)의 타 측은 화물이탈방지부(43)의 하단부의 적어도 일부와 소정의 각도를 이루며 연결되어 있을 수 있다. 즉, 레그부(41), 화물지지부(42), 및 화물이탈방지부(43)의 상호연결구조에 의하여, 수직프레임(220)의 하단부에는 화물을 지지할 수 있는 걸림부(35)가 형성되어 있을 수 있다. 이와 같이, 수직프레임(220)은 물체 또는 바구니 등을 들어 올려 이동시킬 수 있는 형상을 갖고 있을 수 있다.
이때, 본 발명의 일 실시예에서, 제1수평프레임(211)은 제1수직프레임(221)과 제2수직프레임(222)의 제1레그부(41, 411)에 인접하여 위치할 수 있으며, 제2수평프레임(212)은 제1수직프레임(221)과 제2수직프레임(222)의 제2레그부(41, 412)에 인접하여 위치할 수 있다.
이때, 제1수직프레임(221)과 제2수직프레임(222)은 서로 동일한 구성요소 및 구조를 갖고 있으며 이에 따른 구동방법 또한 동일하게 제공되어 있을 수 있다. 또한, 제1수평프레임(211)과 제2수평프레임(212)은 서로 동일한 구성요소 및 구조를 갖고 있으며 이에 따른 구동방법 또한 동일하게 제공되어 있을 수 있다.
수평프레임(210)의 상단부의 좌우 양측에는 한 쌍의 제1 관통홀(20)이 형성되어 있을 수 있다. 그리고 수직프레임(220)의 상단부의 좌우 양측에는 한 쌍의 제2 관통홀(30)이 형성되어 있을 수 있다.
이때, 제1 관통홀(20)과 제2 관통홀(30) 사이로 한 쌍의 장착샤프트(130)가 통과하도록 되어 있다. 수평프레임(210)은 장착샤프트(130)에 대하여 고정결합되어 있고, 수직프레임(220)은 장착샤프트(130)를 축으로 하여 회동 가능하도록 결합될 수 있다.
즉, 제1수평프레임(211)의 제1 관통홀(21)은 수직프레임(220)의 제1레그부(411)에 형성된 제2 관통홀(31)에 대해 정렬되도록 되어 있으며, 제2수평프레임(212)의 제1 관통홀(22)은 수직프레임(220)의 제2레그부(412)에 위치한 제2 관통홀(32)에 대해 정렬되도록 되어 있을 수 있다.
이때, 상술한 바와 같이, 도 3a에 도시한 각 구성요소들을 정렬하여 결합하면 도 3b에 도시한 바와 같은 구조를 가질 수 있다. 이때, 본 발명의 일 실시예에서, 각 구성요소들을 결합할 때, 각 구성요소들의 틀어짐 현상을 방지하기 위해 각 구성요소 사이의 일 부분에 뒤틀림 방지 리브(rib)(50)를 복수 개 연결하도록 되어 있을 수 있다.
도 3a에서 상술한 리트렉터(200)에는 한 쌍의 장착샤프트(130)가 포함되지 않은 것으로 도시하였으나, 본 발명의 다른 실시예에서, 상술한 리트렉터(200)는 한 쌍의 장착샤프트(130)를 포함하는 개념일 수 있다.
이하, 도 4 내지 도 7을 함께 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 리트렉터(200)의 동작방법에 대해 설명한다.
도 4는 도 3a 및 도 3b에 도시한 리트렉터(200)의 동작방법을 설명하기 위한 정면도이다.
도 5는 도 4에 도시한 영역(300)의 확대도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에서, 회전날개(53)의 회전방향에 따른 수직프레임(220)의 구동상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 4에 도시한 영역(300)의 사시도이다.
도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에서, 수평프레임(210)에는 수직프레임(220)을 구동시키기 위한 구동부가 설치되어 있을 수 있다.
이때, 상기 구동부는 회전모터(51), 회전날개(53), 및 링크(56)를 포함할 수 있다.
회전모터(51)의 회전축(52)에는 회전날개(또는 연결부재)(53)가 회전축(52)에 회전가능하게 결합되어 있을 수 있다.
회전날개(53) 중 회전축(52)에서 일정 거리 떨어진 일 지점에는 제1조인트(54)가 형성되어 있고 수직프레임(220)의 일 지점에는 제2조인트(55)가 형성되어 있을 수 있다. 이때, 제1조인트(54)와 제2조인트(55) 사이를 링크(56)가 연결하도록 되어 있을 수 있다. 즉, 링크(56)의 제1단부는 제1조인트(54)에 회동가능하게 결합되어 있으며 링크(56)의 제2단부는 제2조인트(55)에 회동가능하게 결합되어 있을 수 있다. 이때, 회전날개(53)는 회전모터(51)의 회전축(52)이 회전함에 따라 반시계방향 또는 시계방향으로 회전하도록 되어 있을 수 있다.
이와 같은 구성에 따라, 회전날개(53)의 회전에 의해 수직프레임(220)이 좌우방향(시계방향-반시계방향)으로 구동하도록 되어 있을 수 있다.
도 6을 참조하여 자세히 설명하면, 도 6의 (a)와 같이 회전날개(53)가 수직축에 대하여 시계방향으로 회전하는 경우, 수직프레임(220)은 수평프레임(210)과 가까워지는 제1방향(시계방향)(61)으로 구동하도록 되어 있을 수 있다. 또는 도 6의 (b)와 같이 회전날개(53)가 수직축에 대하여 반시계방향으로 회전하는 경우, 수직프레임(220)은 수평프레임(210)과 멀어지는 제2방향(반시계방향)(62)으로 구동하도록 되어 있을 수 있다.
상술한 회전날개(53)의 회전방향에 따른 수직프레임(220)의 회전방향은, 본 발명의 일 실시예에서, 상기 구동부가 수평프레임(210)의 좌측 및 우측 중 어느 한측에 설치되어 있는 구조를 갖는 리트렉터의 구동방법을 설명한 것이므로, 다양한 실시예에 따라서 수직프레임(220)의 이동방향이 달라질 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에서는, 제1수평프레임(211)에 한 개의 상기 구동부가 설치되고, 이 구동부는 제2수직프레임(222)을 회전시킬 수 있다. 그리고 제2수평프레임(212)에 다른 한 개의 상기 구동부가 설치되고, 이 구동부는 제1수직프레임(221)을 회전시킬 수 있다.
예컨대, 제1수평프레임(211)의 좌측 또는 우측의 상단에 제1구동부가 설치되어 있을 수 있다. 그리고 제2수평프레임(212)의 좌측 또는 우측의 상단에 제2구동부가 설치되어 있ㅇ르 수 있다. 상기 제1구동부와 상기 제2구동부가 동일한 구동방법으로 제1수직프레임(221)과 제2수직프레임(222)을 각각 제어하도록 되어 있을 수 있다. 상기 제1구동부와 상기 제2구동부는 제1수직프레임(221)과 제2수직프레임(222)를 구동하기 위해 서로 동기화될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서는, 제1수평프레임(211) 또는 제2수평프레임(212) 중 어느 하나의 수평프레임에 두 개의 상기 구동부가 설치되고, 이 구동부들은 각각 제1수직프레임(221)과 제2수직프레임(222)를 회전시킬 수 있다. 상기 제1구동부와 상기 제2구동부는 제1수직프레임(221)과 제2수직프레임(222)를 구동하기 위해 서로 동기화될 수 있다.
예컨대, 상기 제1구동부 및 상기 제2구동부 모두 제1수평프레임(211)의 양측에 설치되어 있는 경우, 상기 제1구동부와 상기 제2구동부는 서로 다른 방향으로의 구동방법으로 제1수직프레임(221)과 제2수직프레임(222)을 각각 제어하도록 되어 있을 수 있다. 즉, 상기 제1구동부가 수평프레임(210)의 좌측에 설치되어 있고 상기 제2구동부가 수평프레임(210)의 우측에 설치되어 있을 때, 제1수직프레임(221)이 수평프레임(210)과 가까워지는 방향으로 이동하기 위해 상기 제1구동부의 회전날개(53)가 수직축에 대하여 반시계방향으로 회전해야 하는 반면, 제2수직프레임(222)이 수평프레임(210)과 가까워지는 방향으로 이동하기 위해 상기 제2구동부의 회전날개(53)가 수직축에 대하여 시계방향으로 회전해야 한다.
이때, 상술한 본 발명의 일 실시예에서, 회전모터(51)는 수평프레임(210)의 일 측에 설치되어 있는 예를 제시하였다. 그러나 회전모터(51)가 장착샤프트(130)의 일 측 또는 멀티콥터의 본체(110)의 일 측에 설치되어 있어도 동일한 기능을 할 수 있다는 것을 알 수 있다.
도 1 내지 도 7에 명시적으로 도시하지 않았으나, 본체(110)에는 전원부 및 전자 제어부가 설치되어 있을 수 있고, 상기 제1구동부와 제2구동부는 각각 전자 제어부에 유선으로 연결되어 있을 수 있다.
상술한 본 발명의 실시예들을 이용하여, 본 발명의 기술 분야에 속하는 자들은 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에 다양한 변경 및 수정을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 특허청구범위의 각 청구항의 내용은 본 명세서를 통해 이해할 수 있는 범위 내에서 인용관계가 없는 다른 청구항에 결합될 수 있다.

Claims (4)

  1. 운송 수단을 갖는 멀티콥터(100)로서,
    상기 멀티콥터의 본체(110) 또는 착륙 시 상기 본체를 지지하는 한 쌍의 스키드(120)에 설치되어 있으며, 수평방향으로 연장되어 있는 한 쌍의 장착샤프트(130);
    각각 제1관통홀들(20)이 형성되어 있는 한 쌍의 수평프레임(211, 212);
    각각 제2관통홀들(30)이 형성되어 있는 한 쌍의 수직프레임(221, 222); 및
    상기 한 쌍의 수평프레임 중 어느 하나(211)에 연결되어 있고, 상기 한 쌍의 수직프레임 중 제1수직프레임(222)에 연결되어 있는 구동부;
    를 포함하며,
    상기 한 쌍의 수평프레임은, 상기 한 쌍의 장착샤프트가 상기 제1관통홀들에 통과한 상태에서 상기 한 쌍의 장착샤프트에 대하여 고정되어 설치되어 있으며,
    상기 제1수직프레임은, 상기 한 쌍의 장착샤프트 중 제1장착샤프트가 상기 제1수직프레임에 형성된 상기 제2관통홀들에 통과한 상태에서, 상기 제1장착샤프트를 축으로 하여 시계방향 또는 반시계방향으로 회전 가능하도록 설치되어 있고,
    상기 구동부는 상기 제1수직프레임이 상기 제1장착샤프트에 대하여 회전하도록 상기 제1수직프레임을 구동하도록 되어 있으며,
    상기 각각의 수직프레임(221, 222)은 수직방향으로 연장된 레그부(41), 수평방향의 지지면을 갖는 화물지지부(42), 및 수직방향 위쪽으로 연장된 화물이탈방지부(43)를 포함하여 구성되며, 상기 레그부(41)의 하단부는 상기 화물지지부(42)의 일 측에 연결되어 있고, 상기 화물지지부(42)의 타 측은 상기 화물이탈방지부(43)의 하단부에 연결되어 있는,
    운송 수단을 갖는 멀티콥터.
  2. 수평방향으로 연장된 한 쌍의 장착샤프트(130)를 포함하는 멀티콥터(100)로서,
    상기 한 쌍의 장착샤프트(130)가 통과될 수 있는 관통홀(20, 30)이 각각 형성되어 있는 한 쌍의 수평프레임(210) 및 한 쌍의 수직프레임(220)을 포함하며,
    상기 각각의 수직프레임(220)은 수직방향으로 연장된 레그부(41), 수평방향의 지지면을 갖는 화물지지부(42), 및 수직방향 위쪽으로 연장된 화물이탈방지부(43)를 포함하여 구성되며,
    상기 레그부(41)의 하단부는 상기 화물지지부(42)의 일 측에 연결되어 있고, 상기 화물지지부(42)의 타 측은 상기 화물이탈방지부(43)의 하단부에 연결되어 있고,
    상기 수평프레임(210)에는 구동부가 설치되어 있으며,
    상기 구동부는 상기 한 쌍의 수직프레임(220) 중 적어도 하나에 연결되어, 상기 적어도 하나를 시계 또는 반시계방향으로 구동하도록 되어 있는,
    운송 수단을 갖는 멀티콥터.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 구동부는, 모터(51); 상기 모터의 회전축(52)에 결합된 회전날개(53); 및 링크(56)를 포함하며,
    상기 링크(56)의 일단부는 상기 회전날개의 일 지점과 조인트 결합하고, 상기 링크(56)의 타단부는 상기 한 쌍의 수직프레임(220) 중 어느 하나의 일지점에 조인트 결합하는,
    운송 수단을 갖는 멀티콥터.
  4. 제2항에 있어서, 상기 레그부(41), 상기 화물지지부(42), 및 상기 화물이탈방지부(43)의 상호연결구조에 의하여, 상기 수직프레임(220)의 하단부에는 화물을 지지할 수 있으며, 지지된 상기 화물의 이탈을 방지하는 걸림부(35)가 형성되는 것을 특징으로 하는, 운송 수단을 갖는 멀티콥터.
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