KR101807179B1 - X자 고정날개가 구비되는 드론 - Google Patents

X자 고정날개가 구비되는 드론 Download PDF

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    • B64C2700/6288
    • B64C2700/6294

Abstract

본 발명은 조종사없이 무선전파의 유도에 의해서 비행 및 조종이 가능한 비행체인 드론에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는, 구조가 단순하여 제조가 용이하고, 별도의 전용 프로펠러 보호 프레임 없이도 고속 회전하는 프로펠러를 보호할 수 있어 충돌시 프로펠러의 파손 및 비산에 의한 안전사고 발생을 예방할 수 있으며, 프로펠러로부터 토출되는 공기의 토출방향을 조정하여 드론의 움직임을 빠르고 안정적으로 제어할 수 있는 X자 고정날개가 구비되는 드론에 관한 것으로,
본 발명에 따른 X자 고정날개가 구비되는 드론은, 중앙에 본체부(11)가 구비되고, 상기 본체부(11)의 둘레에는 상기 본체부(11)를 중심으로 소정각도로 서로 교차되게 좌, 우측에 각각 한 쌍의 고정날개(12)가 구비되는 본체 프레임(10); 상기 본체부(11)의 좌, 우측에 각각 구비되는 상기 한 쌍의 고정날개(12)의 사이에 구비되며, 프로펠러(21) 및 상기 프로펠러(21)를 회전시키는 구동모터(22)를 포함하여 형성되는 프로펠러 추진부(20); 및, 상기 한 쌍의 고정날개(12)의 하부에는 각각 회전이동가능하게 에일러론(13)이 구비되며, 상기 에일러론(13)을 회전이동시키는 에일러론 구동부(30);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

X자 고정날개가 구비되는 드론{The Drone with fixed X wing}
본 발명은 조종사없이 무선전파의 유도에 의해서 비행 및 조종이 가능한 비행체인 드론에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는, 구조가 단순하여 제조가 용이하고, 별도의 전용 프로펠러 보호 프레임 없이도 고속 회전하는 프로펠러를 보호할 수 있어 충돌시 프로펠러의 파손 및 비산에 의한 안전사고 발생을 예방할 수 있으며, 프로펠러로부터 토출되는 공기의 토출방향을 조정하여 드론의 움직임을 빠르고 안정적으로 제어할 수 있는 X자 고정날개가 구비되는 드론에 관한 것이다.
드론은 조종사가 직접 탑승하지 않고 무선전파를 이용해 원격 조종이 가능한무인 비행체를 말한다. 드론은 일반 비행체와는 달리 조종사를 위한 공간과 안전장치를 별도로 구비하지 않기 때문에 소형화, 경량화가 가능하며, 사람의 접근이 어려운 곳의 정보 수집과 정찰을 위한 정찰용이나, 여러 다양한 용도로의 산업용으로 활용되고 있으며, 특히, 요즘은 작의 소형 드론들이 보급되면서 일반인들의 취미생활 도구로도 활용되고 있는 실정이다.
통상의 드론은 비행체의 골격을 구성하는 본체와, 상기 본체로부터 방사상으로 돌출되는 추진체 지지 프레임과, 상기 추진체 지지 프레임에 직접 연결되어 프로펠러를 고속 회전시키는 모터가 구비되는 다수의 추진체를 통해 상기 본체를 추진 비행시키게 된다.
이와 같이 프로펠러와 상기 프로펠러를 고속회전시키는 모터로 구성되는 추진체들은 일반적으로 드론 본체의 최외곽에 다수개로 구비되어 다른 무인 비행체 및 외부 장애물과의 충돌로 인하여 추진체 모터가 손상되거나, 고속 회전하던 프로펠러가 파손되어 비산하면서 안전사고가 발생할 문제점이 있으며,
또한, 드론의 추진체로 기능하는 종래 프로펠러 추진체의 경우, 프로펠러에서 배출되는 공기의 배출방향이 고정된 상태에서, 각 프로펠러의 회전속도를 조정하여 드론 본체를 회전시키거나 이동방향을 조정하게 됨으로써, 드론의 움직음을 빠르고 보다 정밀하게 조정하지 못하는 문제점이 있었으며, 드론을 전진 이동시키는 경우, 드론 본체가 전방으로 소정각도 기울어진 상태에서 전진 이동하게 되어 전진 이동거리에 비해 전력 소모율이 높고, 비행효율이 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로, 구조를 단순화하여 제조를 용이하게 할 수 있도록 하고, 별도의 전용 프로펠러 보호 프레임 없이도 고속 회전하는 프로펠러를 보호할 수 있도록 하여 충돌시 프로펠러의 파손 및 비산에 의한 안전사고 발생을 예방할 수 있도록 하며,
또한, 프로펠러로부터 토출되는 공기의 토출방향을 조정하여 드론의 움직임을 빠르고 안정적으로 제어할 수 있도록 하며, 드론을 전진 비행시키는데 소요되는 전력을 현저히 낮출 수 있도록 하고, 전력 소모량 대비 비행거리를 월등히 향상시킬 수 있도록 한다.
상기 전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 형태에서는, 중앙에 본체부(11)가 구비되고, 상기 본체부(11)의 둘레에는 상기 본체부(11)를 중심으로 소정각도로 서로 교차되게 좌, 우측에 각각 한 쌍의 고정날개(12)가 구비되는 본체 프레임(10); 상기 본체부(11)의 좌, 우측에 각각 구비되는 상기 한 쌍의 고정날개(12)의 사이에 구비되며, 프로펠러(21) 및 상기 프로펠러(21)를 회전시키는 구동모터(22)를 포함하여 형성되는 프로펠러 추진부(20); 및, 상기 한 쌍의 고정날개(12)의 하부에는 각각 회전이동가능하게 에일러론(13)이 구비되며, 상기 에일러론(13)을 회전이동시키는 에일러론 구동부(30);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 X자 고정날개가 구비되는 드론(1)을 제공한다.
본 발명의 일 형태에 따른 X자 고정날개가 구비되는 드론(1)에 있어서, 상기 에일러론 구동부(30)는, 상기 프로펠러 추진부(20)의 하측으로 소정거리 이격된 위치에 구비되며, 상기 한 쌍의 고정날개(12)의 사이에 구비되어 상기 프로펠러 추진부(20) 및 상기 에일러론 구동부(30)를 고정 지지하는 지지 프레임(40);을 더 포함하여 구성될 수 있다.
바람직하게는, 상기 에일러론(13)은, 상기 고정날개(12)의 하부에 상측이 회전가능하게 힌지결합되고, 상기 한 쌍의 고정날개(12)의 하부에 각각 구비되는 에일러론(13)이 에일러론 조절레버(31)로 서로 연결되며, 상기 에일러론 조절레버(31)의 양측단부는, 각각 상기 에일러론(13)과 고정날개(12)의 힌지결합지점(14)으로부터 하측으로 소정거리 이격된 위치에서 상기 에일러론(13)에 회전가능하게 힌지결합되고, 상기 에일러론 구동부(30)는, 좌, 우측에 각각 구비되는 한 쌍의 고정날개(12)의 하부에 구비되는 상기 에일러론 조절레버(31)를 각각 전, 후진시켜 상기 에일러론(13)을 상기 고정날개(12)와의 힌지결합지점(14)을 중심으로 소정각도로 회전이동시킬 수 있다.
본 발명에 따른 X자 고정날개가 구비되는 드론은, 고정날개가 구비되는 드론의 구조를 단순화하여 제조를 용이하게 할 수 있고, 별도의 전용 프로펠러 보호 프레임 없이도 고속 회전하는 프로펠러를 보호할 수 있어 충돌시 프로펠러의 파손 및 비산에 의한 안전사고 발생을 예방할 수 있으며,
또한, 프로펠러로부터 토출되는 공기의 토출방향을 조정하여 드론의 움직임을 빠르고 안정적으로 제어할 수 있으며, 드론을 전진 비행시키는데 소요되는 전력을 현저히 낮출 수 있어 전력 소모량 대비 비행거리를 월등히 향상시킬 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 X자 고정날개가 구비되는 드론을 나타내는 사시도;
도 2a 및 도 2b는 각각 본 발명에 따른 X자 고정날개가 구비되는 드론를 나타내는 평면도 및 정면도;
도 3a는 본 발명에 따른 X자 고정날개가 구비되는 드론에 있어서, 에일러론 구동부의 작동을 나타내는 작동 상태도;
도 3b는 본 발명에 따른 X자 고정날개가 구비되는 드론에 있어서, 드론의 비행과정을 간략이 나타내는 비행 상태도; 및,
도 4는 본 발명에 따른 X자 고정날개가 구비되는 드론에 있어서, 각 에일러론에 연결되는 에일러론 조절레버를 에일러론 조절레버 구동모터를 통해 개별 제어하는 것을 나타내는 작동 상태도; 이다.
이하 상기 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예들을 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 부호가 사용되며, 이에 따른 부가적인 설명은 하기에서 생략된다.
도 1은 본 발명에 따른 X자 고정날개가 구비되는 드론(1)을 나타내는 사시도이고, 도 2a 및 도 2b는 각각 본 발명에 따른 X자 고정날개가 구비되는 드론(1)를 나타내는 평면도 및 정면도이며, 도 3a는 본 발명에 따른 X자 고정날개가 구비되는 드론(1)에 있어서, 에일러론 구동부(30)의 작동을 나타내는 작동 상태도이고, 도 3b는 본 발명에 따른 X자 고정날개가 구비되는 드론(1)에 있어서, 드론(1)의 비행과정을 간략이 나타내는 비행 상태도이다. 또한, 도 4는 본 발명에 따른 X자 고정날개가 구비되는 드론(1)에 있어서, 각 에일러론(13)에 연결되는 에일러론 조절레버(31)를 에일러론 조절레버 구동모터(33)를 통해 개별 제어하는 것을 나타내는 작동 상태도이다.
본 발명에 따른 X자 고정날개가 구비되는 드론(1)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 크게, 중앙에 본체부(11)가 구비되고 상기 본체부(11)를 중심으로 X자 형상을 이루게 좌, 우측에 각각 한 쌍의 고정날개(12)가 구비되는 본체 프레임(10)과, 상기 좌, 우측에 각각 상기 한 쌍의 고정날개(12) 사이에 구비되는 프로펠러 추진부(20) 및, 좌, 우측 상기 한 쌍의 고정날개(12)의 하측에 구비되는 에일러론(13)을 구동 제어하는 에일러론 구동부(30)를 포함하여 구성된다.
상기 본체 프레임(10)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 중앙에 본체부(11)가 구비되고, 상기 본체부(11)의 둘레에는 상기 본체부(11)를 중심으로 소정각도로 서로 교차되어 X자 형상을 이루는 한 쌍의 고정날개(12)가 좌, 우 측에 각각 구비되며, 상기 한 쌍의 고정날개(12)의 각 하부에는 양측단부가 회전가능하게 힌지결합되는 에일러론(13)이 구비된다. 도시되지는 않았으나, 상기 본체부(11)의 내부에는 상기 프로펠러 추진부(20) 및 에일러론 구동부(30)의 구동을 제어하는 제어장치나 작동전력을 공급하는 전원공급장치가 구비될 수 있다.
상기 프로펠러 추진부(20)는, 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 본체부(11)의 좌, 우측에 각각 구비되는 상기 한 쌍의 고정날개(12)의 사이에 구비되며, 프로펠러(21) 및 상기 프로펠러(21)를 회전구동시키는 구동모터(22)를 포함하여 형성된다. 바람직하게는, 도 2에 도시된 바와 같이, 일단은 상기 고정날개(12)에 고정결합되고 타단은 상기 구동모터(22)에 고정결합되는 지지 프레임(40)을 통해 상기 프로펠러 추진부(20)를 견고하게 고정지지할 수 있도록 한다.
본 발명에 따른 X자 고정날개가 구비되는 드론(1)은, 상기 좌, 우측 한 쌍의 고정날개(12) 사이에 프로펠러 추진부(20)가 구비되어, 프로펠러 추진부(20)가 최외측에 직접 노출되게 구성되는 종래 드론에 비해, 별도의 전용 프로펠러 보호 프레임 없이도 한 쌍의 고정날개(12)가 프로펠러 추진부(20)의 보호 프레임 역할을 하여 고속 회전하는 프로펠러(21)를 보호할 수 있고, 물체와의 충돌시 프로펠러(21)의 파손 및 비산에 의한 안전사고 발생을 예방할 수 있게 된다.
상기 에일러론 구동부(30)는, 도 1, 도 2b 및, 도 3a에 도시된 바와 같이, 상기 좌, 우측 한 쌍의 고정날개(12) 사이에 각각 구비되는 상기 프로펠러 추진부(20)의 하측에 소정거리 이격된 위치에 구비되어 상기 한 쌍의 고정날개(12)에 각각 구비되는 에일러론(13)을 회전구동시켜 본 발명에 따른 X자 고정날개가 구비되는 드론(1)의 비행거동을 제어하게 된다. 바람직하게는, 도 3a에 도시된 바와 같이, 일단은 상기 고정날개(12)에 고정결합되고 타단은 상기 에일러론 구동부(30)에 고정결합되는 지지 프레임(40)을 통해 상기 에일러론 구동부(30)를 견고하게 고정지지할 수 있도록 한다.
상기 에일러론(13)은, 도 1과 도 3a에 도시된 바와 같이, 상기 고정날개(12)의 하부에 상측 양단부가 힌지결합되어 회동가능하게 형성되고, 상기 한 쌍의 고정날개(12)의 하부에 각각 구비되는 에일러론(13)은 에일러론 조절레버(31)로 서로 연결되며, 상기 에일러론 조절레버(31)의 양측단부는, 각각 상기 에일러론(13)과 고정날개(12)의 힌지결합지점(14)으로부터 하측으로 소정거리 이격된 위치에서 상기 에일러론(13)에 회전가능하게 힌지결합된다.
또한, 상기 에일러론 구동부(30)에는, 좌, 우측에 각각 구비되는 한 쌍의 고정날개(12)의 하부에 위치한 상기 에일러론 조절레버(31)를 각각 전, 후진시키는 에일러론 조절레버 구동모터(33)가 구비되어, 상기 에일러론(13)을 상기 고정날개(12)와의 좌, 우 양측 힌지결합지점(14)을 중심으로 소정각도로 회전 이동시키게 된다.
바람직하게는, 도 4에 도시된 바와 같이, 각 에일러론(13)에 일단이 힌지결합되는 에일러론 조절레버(31)를 개별적으로 구비하고, 상기 에일러론 조절레버(31)를 전, 후진시키는 에일러론조절레버 구동모터(33) 또한 각 에일러론(13) 당 개별적으로 구비하여 각 에일러론(13)을 독립적으로 미세하게 회전이동시킬 수 있도록 하고, 상기 각 에일러론(13)의 미세한 조정을 통해 X자 고정날개가 구비되는 드론(1)의 비행을 보다 정밀하게 조정 제어할 수 있도록 한다.
이와 같이 구성되는, 본 발명에 따른 X자 고정날개가 구비되는 드론(1)의 비행과정을 간략히 설명하면, 도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 좌, 우 양측 한 쌍의 고정날개(12) 및 에일러론(13)이 지면에 대해 수직하게 놓인 상태에서 좌, 우 양측의 상기 프로펠러 추진부(20)를 구동시켜 드론(1)을 서서히 상승이동 시키게 되고, 소정높이까지 드론(1)을 상승이동 시킨 후에는, 상기 에일러론 구동부(30)의 에일러론 조절레버 구동모터(33)를 구동시켜 상기 에일러론 조절레버(31)를 전진 이동시키면 좌, 우 양측에 위치한 상기 한 쌍의 고정날개(12)의 하측 에일러론(13)이 각각 에일러론 힌지결합지점을 중심으로 일측 회전이동하게 되고, 상기 에일러론(13)의 회전이동을 통해 드론(1)이 지면에 대해 수평방향으로 서서히 기울어지게 된다. 상기 에일러론(13)의 회전이동을 통해 지면에 대해 수평방향으로 드론(1)이 선회한 후에는, 회전이동시켜던 각 에일러론(13)을 다시 에일러론 조절레버 구동모터(33)의 구동을 통해 상기 고정날개(12)와 수평하게 위치고정시키게 되며, 드론(1)은 소정거리까지 지속적으로 지면에 대해 수평방향으로 비행하게 되며, 수평방향 비행 중 드론(1)의 방향 이동은, 상기 좌,우 양측 한 쌍의 고정날개(12)에 구비된 각 에일러론(13)을 소정각도 회전이동을 통해 구현하게 된다.
지면에 수평방향으로 비행하는 드론(1)의 상기 프로펠러 추진부(20)는 드론(1)의 수평 비행방향에 대해 수직하게 위치하게 되며, 비행방향에 대해 직각이 아닌 소정각도로 기울어진 상태에서 프로펠러 추진부(20)의 구동을 통해 수평이동 하도록 구성되는 종래 드론에 비해, 본 발명에 따른 X자 고정날개가 구비되는 드론(1)의 경우, 드론(1)의 수평 비행방향에 대해 수직하게 위치하는 상기 프로펠러 추진부(20)에 의해, 프로펠러 추진부(20)의 추진효율이 향상되고, 이를 통해 드론(1)을 수평 전진 비행시키는데 소요되는 전력을 현저히 낮출 수 있게 된다.
소정거리 수평 비행한 후에는, 상기 에일러론(13)의 회전이동을 통해 드론(1)을 지면에 대해 수직하게 위치시키고, 이 후, 상기 프로펠러 추진부(20)의 추진력을 서서히 낮추면서 드론(1)을 하강이동시켜 목적위치의 지면에 드론(1)을 안전하게 착륙시키게 된다.
상기 전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 X자 고정날개가 구비되는 드론(1)은, 고정날개가 구비되는 드론(1)의 구조를 단순화하여 제조를 용이하게 할 수 있고, 상기 좌, 우측 한 쌍의 고정날개(12) 사이에 프로펠러 추진부(20)가 구비되어 별도의 전용 프로펠러 보호 프레임 없이도 고속 회전하는 프로펠러(21)를 보호할 수 있어 충돌시 프로펠러(21)의 파손 및 비산에 의한 안전사고 발생을 예방할 수 있으며,
또한, 프로펠러(21)로부터 토출되는 공기의 토출방향을 상기 에일러론(13)을 통해 조정하여 드론(1)의 움직임을 빠르고 안정적으로 제어할 수 있으며, 수평 비행시, 수평 전진 방향에 대해 수직하게 위치하는 좌, 우 양측의 프로펠러 추진부(20)를 통해, 드론(1)을 전진 비행시키는데 소요되는 전력을 현저히 낮출 수 있어 전력 소모량 대비 비행거리를 월등히 향상시킬 수 있게 된다.
위에서 몇몇의 실시예가 예시적으로 설명되었음에도 불구하고, 본 발명이 이의 취지 및 범주에서 벗어남 없이 여러 다른 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다.
따라서, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아닌 예시적인 것으로 여겨져야 하며, 첨부된 청구항 및 이의 동등 범위 내의 모든 실시예는 본 발명의 범주 내에 포함된다.
1 : X자 고정날개가 구비되는 드론
10 : 본체 프레임 11 : 본체부
12 : 고정날개 13 : 에일러론
14 : 에일러론 힌지결합지점
20 : 프로펠러 추진부 21 : 프로펠러
22 : 프로펠러 구동모터
30 : 에일러론 구동부 31 : 에일러론 조절레버
32 : 에일러론 조절레버 힌지결합지점
33 : 에일러론 조절레버 구동모터
40 : 지지 프레임

Claims (3)

  1. 중앙에 본체부(11)가 구비되고, 상기 본체부(11)의 둘레에는 상기 본체부(11)를 중심으로 소정각도로 서로 교차되게 좌, 우측에 각각 한 쌍의 고정날개(12)가 구비되는 본체 프레임(10);
    상기 본체부(11)의 좌, 우측에 각각 구비되는 상기 한 쌍의 고정날개(12)의 사이에 구비되며, 프로펠러(21) 및 상기 프로펠러(21)를 회전시키는 구동모터(22)를 포함하여 형성되는 프로펠러 추진부(20); 및,
    상기 한 쌍의 고정날개(12)의 하부에는 각각 회전이동가능하게 에일러론(13)이 구비되며, 상기 에일러론(13)을 회전이동시키는 에일러론 구동부(30);를 포함하여 구성되며,

    상기 에일러론 구동부(30)는, 상기 프로펠러 추진부(20)의 하측으로 소정거리 이격된 위치에 구비되며,
    상기 한 쌍의 고정날개(12)의 사이에 구비되어 상기 프로펠러 추진부(20) 및 상기 에일러론 구동부(30)를 고정 지지하는 지지 프레임(40);을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 X자 고정날개가 구비되는 드론(1).
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 에일러론(13)은, 상기 고정날개(12)의 하부에 상측이 회전가능하게 힌지결합되고, 상기 한 쌍의 고정날개(12)의 하부에 각각 구비되는 에일러론(13)이 에일러론 조절레버(31)로 서로 연결되며, 상기 에일러론 조절레버(31)의 양측단부는, 각각 상기 에일러론(13)과 고정날개(12)의 힌지결합지점(14)으로부터 하측으로 소정거리 이격된 위치에서 상기 에일러론(13)에 회전가능하게 힌지결합되고,
    상기 에일러론 구동부(30)는, 좌, 우측에 각각 구비되는 한 쌍의 고정날개(12)의 하부에 구비되는 상기 에일러론 조절레버(31)를 각각 전, 후진시켜 상기 에일러론(13)을 상기 고정날개(12)와의 힌지결합지점(14)을 중심으로 소정각도로 회전이동시키는 것을 특징으로 하는 X자 고정날개가 구비되는 드론(1).
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