KR101840762B1 - 이중동력원을 가지는 가변피치형 무인 비행체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이중동력원을 가지는 가변피치형 무인 비행체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전후 길이방향으로 형성되는 몸체부와, 상기 몸체부의 전방에 설치되어 제1 동력원의 회전축에 결합되는 제1 구동기어와, 상기 몸체부의 후방에 설치되어 제2 동력원의 회전축에 결합되는 제2 구동기어 및 상기 제1 구동기어와 상기 제2 구동기어에 결합되어 상기 제1, 제2 구동기어의 회전력이 상호 전달되는 동력전달링크를 포함하는 구동력발생부와, 상기 몸체부의 전방에 좌우 양측으로 연결되는 제1 링크와, 상기 몸체부의 후방에 좌우 양측으로 연결되는 제2 링크를 포함하는 링크부와, 일측이 상기 링크부의 좌우측 양단부에 설치되는 각 프로펠러에 축결합되며 타측이 상기 제1, 제2 구동기어에 결합되어 상기 제1, 제2 동력원의 회전력이 상기 각 프로펠러로 전달되는 동력전달부를 포함하여, 상기 구동력발생부에서 발생되는 동력이 상기 동력전달부를 통해 각 프로펠러에 동일한 추력이 전달되고, 상기 각 프로펠러에 각각 설치되는 가변피치 동작모듈의 작동에 의해 상기 프로펠러가 일정방향으로 회동되어 상기 몸체부가 승하강 또는 상기 몸체부의 비행방향이 전환된다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 이륙 또는 비행을 위한 추력을 이중 동력원 구조로 하여 각각의 프로펠러는 이러한 이중 동력원을 공유함과 동시에 각 프로펠러의 피치를 가변함으로써 일반적인 드론처럼 개별 추력 제어가 가능하도록 하여 각 프로펠러마다 동력원를 장착할 필요가 없으며, 이에 따라 배터리의 소모량도 감소시킬 수 있어 화물운송용 드론과 같이 고출력이 요구되는 무인 비행체에 적합하도록 하여 제조비용을 절감시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 하나의 동력원이 고장나더라도 바로 추락하지 않고 다른 하나의 동력원으로 프로펠러가 구동되어 일시적으로 비행이 가능하도록 하여 비상착륙이 이루어 질 수 있어 추락에 의한 파손 및 인명피해를 줄일 수 있는 효과가 있다.

Description

이중동력원을 가지는 가변피치형 무인 비행체{A variable pitch-propeller dron with dual power source}

본 발명은 이중동력원을 가지는 가변피치형 무인 비행체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 이륙 또는 비행을 위한 추력을 이중 동력원 구조로 하여 각각의 프로펠러는 이러한 이중 동력원을 공유함과 동시에 각 프로펠러의 피치를 가변함으로써 일반적인 드론처럼 개별 추력 제어가 가능하도록 하며, 하나의 동력원이 고장나더라도 다른 동력원으로 일시적으로 비행이 가능하도록 하여 비상착륙이 이루어 질 수 있는 무인비행체에 관한 것이다.

드론과 같은 무인비행체는 기체에 사람이 타지 않고 지상에서 원격조정하는 것으로 구동동력원의 회전력을 받아 프로펠러가 회전되면서 추력을 발생시켜 기체가 상승하게 되는 구조이다.

이러한 무인비행체는 일반적으로 몸체의 전후방 양측에 4개의 프로펠러를 갖추고 있으며 사용자가 프로펠러의 동작을 제어하여 기체가 공중에서 비행되도록 한다.

이와 같이 4개의 프로펠러를 이용하는 쿼드로터 비행원리는 프로펠러가 대각선 방향으로 마주보는 2쌍씩 상호 다른 방향으로 회전되도록 하여 동체가 상승하게 되며, 이 상태에서 각 프로펠러의 회전 속도만을 별도로 제어하여 비행방향을 자유자재로 변경하게 된다.

즉, 4개의 프로펠러가 고속으로 회전되면 제자리에서 상승하게 되고, 저속으로 회전하면 하강하게 되며, 진행하고자 하는 방향의 후방 프로펠러의 회전속도를 증가시키면 기체가 전방으로 기울어지면서 기울어진 방향으로 이동하게 된다.

이와 같이 4개의 프로펠러를 이용한 비행방식은 매우 간단하여 사용자가 쉽게 숙지하여 조작할 수 있는 장점을 가지나, 4개의 프로펠러 중 어느 하나의 프로펠러 회전속도가 사용자가 설정한 속도보다 줄어들거나 아예 정지하는 등 고장이 발생되면 동체가 균형을 잡지못하고 한쪽으로 쏠려 공중에서 지면으로 바로 추락하게 된다.

특히, 무인비행체가 소형인 경우에는 상기와 같이 각 프로펠러에 저가형 동력원를 장착하여 동작시킬 수 있으나, 화물운송용 드론 등 고출력 또는 대형 기체의 경우에는 큰 추력이 필요하게 되는데, 상기와 같은 방식을 채택하게 되면 고가의 고출력을 발생시키는 동력원를 각 프로펠러에 각각 설치하여야 하며, 또한 이러한 고출력의 동력원에 적합한 높은 사양의 배터리를 장착하여야 한다.

아울러 4개의 동력원를 동시에 동작시키기 위해서는 배터리 소모량이 매우 커서 이러한 동력원 개별제어 방식을 화물운송용 드론 등 고출력 또는 대형 기체에 적용하기에는 적합하지 않은 문제점이 발생된다.

또한, 상기의 화물운송용 드론은 고가의 제품으로 중량이 10kg 이상으로 무게가 무거워 높은 고도에서 추락하게 되면 가속도가 더해져 주변 행인의 몸에 부딪혀 큰 인명사고가 발생될 우려가 있으며, 전기시설물 등의 위험지역에 떨어져 시설물을 파손하게 되는 심각한 문제점을 발생시키게 된다.

따라서, 이러한 종래 동력원 개별제어 방식으로 작동되는 무인비행체의 불합리한 점을 극복하고 고정피치 프로펠러의 동력원 개별제어 방식을 벗어나 이륙 또는 비행을 위한 추력을 이중 동력원 구조로 하여 각각의 프로펠러는 동력을 이러한 이중 동력원을 공유함과 동시에 각 프로펠러의 피치를 가변함으로써 화물운송용 드론 등 고출력 또는 대형 기체와 같이 고출력이 요구되는 무인 비행체에 적합하도록 하며, 하나의 동력원이 고장나더라도 다른 동력원으로 비상착륙이 유도될 수 있도록 하는 무인비행체에 대한 요구가 높아지고 있는 실정이다.

한국공개특허 제 2014-0125222호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 종래 고정피치 프로펠러의 동력원 개별제어 방식을 벗어나 가변피치 제어방식을 채택하여 화물운송용 드록과 같이 고출력이 요구되는 대형 기체에 적합하도록 하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 이중 동력원으로 구동되도록 하여 하나의 동력원이 고장나더라도 바로 추락하지 않고 다른 하나의 동력원을 이용하여 비상착륙이 유도될 수 있도록 하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따르면, 전후 길이방향으로 형성되는 몸체부와, 상기 몸체부의 전방에 설치되어 제1 동력원의 회전축에 결합되는 제1 구동기어와, 상기 몸체부의 후방에 설치되어 제2 동력원의 회전축에 결합되는 제2 구동기어 및 상기 제1 구동기어와 상기 제2 구동기어에 결합되어 상기 제1, 제2 구동기어의 회전력이 상호 전달되는 동력전달링크를 포함하는 구동력발생부와, 상기 몸체부의 전방에 좌우 양측으로 연결되는 제1 링크와, 상기 몸체부의 후방에 좌우 양측으로 연결되는 제2 링크를 포함하는 링크부와, 일측이 상기 링크부의 좌우측 양단부에 설치되는 각 프로펠러에 축결합되며 타측이 상기 제1, 제2 구동기어에 결합되어 상기 제1, 제2 동력원의 회전력이 상기 각 프로펠러로 전달되는 동력전달부를 포함하여, 상기 구동력발생부에서 발생되는 동력이 상기 동력전달부를 통해 각 프로펠러에 동일한 추력이 전달되고, 상기 각 프로펠러에 각각 설치되는 가변피치 동작모듈의 작동에 의해 상기 프로펠러가 일정방향으로 회동되어 상기 몸체부가 승하강 또는 상기 몸체부의 비행방향이 전환된다.

여기서 상기 동력전달부는 상기 몸체부의 전방 좌측에 설치되되 상기 제1 구동기어에 기어결합되어 상기 제1 구동기어와 반대방향으로 회전되는 제1 종동기어와, 상기 제1 링크의 좌측 단부에 설치되어 제1 프로펠러에 축결합되는 제1 프로펠러 회전축과, 상기 제1 종동기어와 상기 제1 프로펠러 회전축에 연결되어 상기 제1 종동기어의 회전방향과 동일한 방향으로 회전되는 제1 벨트를 포함하는 제1 프로펠러 구동모듈과, 상기 제1 링크의 우측 단부에 설치되어 제2 프로펠러에 축결합되는 제2 프로펠러 회전축과, 상기 제1 구동기어와 상기 제2 프로펠러 회전축에 연결되어 상기 제1 구동기어의 회전방향과 동일한 방향으로 회전되는 제2 벨트를 포함하는 제2 프로펠러 구동모듈과, 상기 몸체부의 후방 우측에 설치되되 상기 제2 구동기어에 기어결합되어 상기 제2 구동기어와 반대방향으로 회전되는 제2 종동기어와, 상기 제2 링크의 우측 단부에 설치되어 제3 프로펠러에 축결합되는 제3 프로펠러 회전축과, 상기 제2 종동기어와 상기 제3 프로펠러 회전축에 연결되어 상기 제2 종동기어의 회전방향과 동일한 방향으로 회전되는 제3 벨트를 포함하는 제3 프로펠러 구동모듈과, 상기 제2 링크의 좌측 단부에 설치되어 제4 프로펠러에 축결합되는 제4 프로펠러 회전축과, 상기 제2 구동기어와 상기 제4 프로펠러 회전축에 연결되어 상기 제2 구동기어의 회전방향과 동일한 방향으로 회전되는 제4 벨트를 포함하는 제4 프로펠러 구동모듈을 포함하여, 상기 제1 동력원 또는 상기 제2 동력원의 회전에 의해 상기 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 프로펠러 회전축에 동일한 추력이 전달된다.

아울러, 상기 동력전달부는 상기 몸체부의 전방 좌측에 설치되되 상기 제1 구동기어에 기어결합되어 상기 제1 구동기어와 반대방향으로 회전되는 제1 종동기어와, 상기 제1 링크의 좌측 단부에 설치되어 제1 프로펠러에 축결합되며 외연에 기어결합 나사산이 형성되는 제1 프로펠러 회전축기어와, 양단부가 상기 제1 종동기어와 상기 제1 프로펠러 회전축기어에 베벨기어 결합방식으로 맞물리게 결합되어 상기 제1 종동기어의 회전력이 상기 제1 프로펠러 회전축기어로 전달되는 제1 베벨기어샤프트를 포함하여 상기 제1 프로펠러 회전축기어가 상기 제1 종동기어의 회전방향과 동일한 방향으로 회전되는 제1 프로펠러 구동모듈과, 상기 제1 링크의 우측 단부에 설치되어 제2 프로펠러에 축결합되며 외연에 기어결합 나사산이 형성되는 제2 프로펠러 회전축기어와, 양단부가 상기 제1 구동기어와 상기 제2 프로펠러 회전축기어에 베벨기어 결합방식으로 맞물리게 결합되어 상기 제1 구동기어의 회전력이 상기 제2 프로펠러 회전축기어로 전달되는 제2 베벨기어샤프트를 포함하여 상기 제2 프로펠러 회전축기어가 상기 제1 구동기어의 회전방향과 동일한 방향으로 회전되는 제2 프로펠러 구동모듈과, 상기 몸체부의 후방 우측에 설치되되 상기 제2 구동기어에 기어결합되어 상기 제2 구동기어와 반대방향으로 회전되는 제2 종동기어와, 상기 제2 링크의 우측 단부에 설치되어 제3 프로펠러에 축결합되며 외연에 기어결합 나사산이 형성되는 제3 프로펠러 회전축기어와, 양단부가 상기 제2 종동기어와 상기 제3 프로펠러 회전축기어에 베벨기어 결합방식으로 맞물리게 결합되어 상기 제2 종동기어의 회전력이 상기 제3 프로펠러 회전축기어로 전달되는 제3 베벨기어샤프트를 포함하여 상기 제3 프로펠러 회전축기어가 상기 제2 종동기어의 회전방향과 동일한 방향으로 회전되는 제3 프로펠러 구동모듈과, 상기 제2 링크의 좌측 단부에 설치되어 제4 프로펠러에 축결합되며 외연에 기어결합 나사산이 형성되는 제4 프로펠러 회전축기어와, 양단부가 상기 제2 구동기어와 상기 제4 프로펠러 회전축기어에 베벨기어 결합방식으로 맞물리게 결합되어 상기 제2 구동기어의 회전력이 상기 제4 프로펠러 회전축기어로 전달되는 제4 베벨기어샤프트를 포함하여 상기 제4 프로펠러 회전축기어가 상기 제2 구동기어의 회전방향과 동일한 방향으로 회전되는 제4 프로펠러 구동모듈을 포함하여, 상기 제1 동력원 또는 상기 제2 동력원의 회전에 의해 상기 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 프로펠러 회전축기어에 동일한 추력이 전달된다.

더욱이, 상기 동력전달링크는 상기 제1, 제2 구동기어를 둘러싸도록 설치되는 구동벨트이다.

또한, 상기 동력전달링크는 양단부가 상기 제1, 제2 구동기어에 베벨기어 결합방식으로 맞물리게 결합되는 베벨기어구동샤프트이다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 이륙 또는 비행을 위한 추력을 이중 동력원 구조로 하여 각각의 프로펠러는 이러한 이중 동력원을 공유함과 동시에 각 프로펠러의 피치를 가변함으로써 일반적인 드론처럼 개별 추력 제어가 가능하도록 하여 각 프로펠러마다 동력원를 장착할 필요가 없으며, 이에 따라 배터리의 소모량도 감소시킬 수 있어 화물운송용 드론과 같이 고출력이 요구되는 무인 비행체에 적합하도록 하여 제조비용을 절감시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 하나의 동력원이 고장나더라도 바로 추락하지 않고 다른 하나의 동력원으로 프로펠러가 구동되어 일시적으로 비행이 가능하도록 하여 비상착륙이 이루어 질 수 있어 추락에 의한 파손 및 인명피해를 줄일 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 이중동력원을 가지는 가변피치형 무인 비행체의 구조를 간단하게 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 가변피치 동작모듈의 간략한 동작예를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이중동력원을 가지는 가변피치형 무인 비행체의 구조를 간단하게 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 동력전달부의 측면구조를 간단하게 나타낸 도면이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 이중동력원을 가지는 가변피치형 무인 비행체의 구조를 간단하게 나타낸 도면이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 이중동력원을 가지는 가변피치형 무인 비행체는 4개의 프로펠러를 이용하는 쿼드로터 형태로 몸체부(100), 구동력발생부(200), 링크부(300) 및 동력전달부(400)를 포함하여 구성된다.

몸체부(100)는 내측에 배터리 또는 기타 컨트롤러 등의 전자부품이 내장되는 하우징으로 전후 길이방향으로 형성된다.

구동력발생부(200)는 추력을 발생시키는 모터 또는 엔진 등의 동력원으로 프로펠러가 회전되도록 구동력을 제공하는 것으로, 본 발명에서는 몸체부(100)의 전후방향으로 이중동력원이 형성되도록 하여 비행중에 하나의 동력원이 고장나더라도 다른 하나의 동력원으로 프로펠러를 작동시켜 비상착륙을 유도할 수 있도록 한다.

본 발명의 일실시예에서의 구동력발생부(200)는 몸체부(100)의 전방에 설치되어 제1 동력원(211)의 회전축에 축결합되는 제1 구동기어(212)와, 몸체부(100)의 후방에 설치되어 제2 동력원(221)의 회전축에 축결합되는 제2 구동기어(222) 및 제1, 제2 구동기어(212, 222)에 결합되어 제1, 제2 구동기어(212, 222)의 회전력이 상호 전달되는 동력전달링크(230)를 포함하여 구성된다.

이러한 동력전달링크(230)는 제1, 제2 구동기어(212, 222)를 둘러싸도록 설치되는 구동벨트(231)로 이루어지거나, 도면에 도시되지 않았으나 양단부가 제1, 제2 구동기어(212, 222)에 베벨기어 결합방식으로 맞물리게 결합되는 베벨기어구동샤프트(232)로 이루어져, 제1, 제2 동력원(211,221) 중 어느 하나의 동력원이 고장나 구동기어의 동작이 정지되더라도 다른 하나의 동력원에 의해 다른 구동기어가 동작되어 구동력이 프로펠러로 전달되도록 한다.

아울러, 구동력발생부(200)가 두 개의 동력원으로 작동됨에 의해 큰 추력이 발생되어 무게가 무거운 큰 화물을 운송하는데 적합하다.

링크부(300)는 몸체부(100)의 전방에 좌우 양측으로 연결되는 제1 링크(310)와, 몸체부(100)의 후방에 좌우 양측으로 연결되는 제2 링크(320)를 포함하며, 제1, 제2 링크(310, 320)의 양측 단부에 프로펠러가 결합된다.

동력전달부(400)는 일측이 링크부(300)의 좌우측 양단부에 각각 설치되는 프로펠러에 축결합되고, 타측이 구동력발생부(200)의 제1, 제2 구동기어(212, 222)에 결합되어 제1, 제2 동력원(211, 221)의 회전력이 각 프로펠러로 전달되도록 한다.

본 발명의 일실시예에서의 동력전달부(400)는 제1 프로펠러 구동모듈(410), 제2 프로펠러 구동모듈(420), 제3 프로펠러 구동모듈(430) 및 제4 프로펠러 구동모듈(440)을 포함하여 구성된다.

제1 프로펠러 구동모듈(410)은 몸체부(100)의 전방 좌측에 설치되되 제1 구동기어(212)에 기어결합되어 제1 구동기어(212)와 반대방향으로 회전되는 제1 종동기어(411)와, 제1 링크(310)의 좌측 단부에 설치되어 제1 프로펠러(610)에 축결합되는 제1 프로펠러 회전축(412a)과, 제1 종동기어(411)와 제1 프로펠러 회전축(412a)에 연결되어 제1 종동기어(411)의 회전방향과 동일한 방향으로 회전되는 제1 벨트(413a)를 포함한다.

제2 프로펠러 구동모듈(420)은 제1 링크(310)의 우측 단부에 설치되어 제2 프로펠러(620)에 축결합되는 제2 프로펠러 회전축(422a)과, 제1 구동기어(212)와 제2 프로펠러 회전축(422a)에 연결되어 상기 제1 구동기어(212)의 회전방향과 동일한 방향으로 회전되는 제2 벨트(423a)를 포함한다.

제3 프로펠러 구동모듈(430)은 몸체부(100)의 후방 우측에 설치되되 제2 구동기어(222)에 기어결합되어 제2 구동기어(222)와 반대방향으로 회전되는 제2 종동기어(431)와, 제2 링크(320)의 우측 단부에 설치되어 제3 프로펠러(630)에 축결합되는 제3 프로펠러 회전축(432a)과, 제2 종동기어(431)와 제3 프로펠러 회전축(432a)에 연결되어 제2 종동기어(431)의 회전방향과 동일한 방향으로 회전되는 제3 벨트(433a)를 포함한다.

제4 프로펠러 구동모듈(440)은 제2 링크(320)의 좌측 단부에 설치되어 제4 프로펠러(640)에 축결합되는 제4 프로펠러 회전축(442a)과, 제2 구동기어(222)와 제4 프로펠러 회전축(442a)에 연결되어 제2 구동기어(222)의 회전방향과 동일한 방향으로 회전되는 제4 벨트(443a)를 포함한다.

즉, 본 발명은 제1, 제2 구동기어(212, 222)에 제1, 제2, 제3 및 제4 프로펠러 구동모듈이 연결되고, 아울러 제1, 제2 구동기어(212, 222)가 동력전달링크(230)에 의해 일체로 회전되는 구조로 형성되어 제1, 제2 동력원(211, 221) 중 어느 하나의 동력원에 의해 동력이 전달될 수 있으며, 각 프로펠러는 상기의 동력원을 공유함과 동시에 각 프로펠러에 각각 설치되는 가변피치 동작모듈(500)의 작동제어에 의해 개별 추력제어가 이루어지도록 하여 몸체부(100)가 승하강 또는 몸체부(100)의 비행방향이 전환되도록 한다.

이러한 가변피치 동작모듈(500)은 프로펠러깃(A)의 각도 즉, 피치를 자유롭게 조절하도록 하는 장치로서, 이러한 프로펠러의 피치를 조절함에 의해 공기를 밀어내는 힘이 변화되면서 몸체부(100)가 승하강하거나 일측의 프로펠러의 피치를 조절하여 몸체부(100)의 비행방향이 전환되도록 할 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 가변피치 동작모듈의 간략한 동작예를 나타낸 도면으로, 도면을 참조하면 제1 벨트(413a)와 연결되어 제1 벨트(413a)의 회전에 의해 함께 회전되는 제1 프로펠러 회전축(412a)에 가변피치 동작모듈(500)이 설치된다.

이러한 가변피치 동작모듈(500)은 제1 프로펠러 회전축(412a)상에 결합되는 베이스플레이트(510)와, 베이스플레이트(510) 상부에 결합되는 서버동력원(520)와, 서버동력원(520)의 동작에 의해 승하강되는 승하강플레이트(530)와, 일측이 승하강플레이트(530)에 결합되고 타측이 제1 프로펠러(610)에 결합되어 승하강플레이트의 동작에 의해 제1 프로펠러(610)의 각도를 조절하여 피치가 변경되도록 하는 피치전환링크(540)를 포함하여 구성된다.

본 발명에서는 가변피치 동작모듈을 간단하게 설명하였으나, 이 외에 공지의 다양한 결합방식을 통해 프로펠러의 피치를 조절할 수 있다.

상기와 같이 본 발명은 각 프로펠러마다 모터동력원이 결합되는 모터 개별제어방식이 아니라 각 프로펠러가 이중 동력원을 공유함과 동시에 가변피치 동작모듈(500)에 의해 각각 다른 추력이 발생되도록 하여 비행방향을 전환하는 동력원 개별제어방식이 아니라 각 프로펠러는 이중 동력원을 공유함과 동시에 가변피치 동작모듈(500)에 의해 각각 다른 추력이 발생되도록 하여 비행을 제어하도록 한다.

또한, 운행중에 제1, 제2 동력원(211, 221) 중 어느 하나가 고장나더라도 동력전달링크(230)를 통해 다른 하나의 동력원 구동력이 각 동력전달부(400)로 전달되도록 하여 유사시 비상착륙을 유도할 수 있도록 한다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이중동력원을 가지는 가변피치형 무인 비행체의 구조를 간단하게 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 동력전달부(400)의 측면구조를 간단하게 나타낸 도면이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이중동력원을 가지는 가변피치형 무인 비행체는 각 프로펠러 구동모듈이 기어결합 방식으로 이루어져 각 프로펠러로 동력이 전달되도록 한다.

이를 위해 본 발명의 다른 실시예에서의 제1 프로펠러 구동모듈(410)은 몸체부(100)의 전방 좌측에 설치되되 제1 구동기어(212)에 기어결합되어 제1 구동기어(212)와 반대방향으로 회전되는 제1 종동기어(411)와, 제1 링크(310)의 좌측 단부에 설치되어 제1 프로펠러(610)에 축결합되며 외연에 기어결합 나사산이 형성되는 제1 프로펠러 회전축기어(412b)와, 양단부가 제1 종동기어(411)와 제1 프로펠러 회전축기어(412b)에 베벨기어 결합방식으로 맞물리게 결합되어 제1 종동기어(411)의 회전력이 제1 프로펠러 회전축기어(412b)로 전달되는 제1 베벨기어샤프트(413b)를 포함하여 제1 프로펠러 회전축기어(412b)가 제1 종동기어(411)의 회전방향과 동일한 방향으로 회전된다.

그리고 제2 프로펠러 구동모듈(420)은 제1 링크(310)의 우측 단부에 설치되어 제2 프로펠러(620)에 축결합되며 외연에 기어결합 나사산이 형성되는 제2 프로펠러 회전축기어(422b)와, 양단부가 상기 제1 구동기어(212)와 제2 프로펠러 회전축기어(422b)에 베벨기어 결합방식으로 맞물리게 결합되어 제1 구동기어(212)의 회전력이 제2 프로펠러 회전축기어(422b)로 전달되는 제2 베벨기어샤프트(423b)를 포함하여 제2 프로펠러 회전축기어(422b)가 제1 구동기어(212)의 회전방향과 동일한 방향으로 회전된다.

제3 프로펠러 구동모듈(430)은 몸체부(100)의 후방 우측에 설치되되 제2 구동기어(222)에 기어결합되어 제2 구동기어(222)와 반대방향으로 회전되는 제2 종동기어(431)와, 제2 링크(320)의 우측 단부에 설치되어 제3 프로펠러(630)에 축결합되며 외연에 기어결합 나사산이 형성되는 제3 프로펠러 회전축기어(432b)와, 양단부가 제2 종동기어(431)와 제3 프로펠러 회전축기어(432b)에 베벨기어 결합방식으로 맞물리게 결합되어 제2 종동기어(431)의 회전력이 제3 프로펠러 회전축기어(432b)로 전달되는 제3 베벨기어샤프트(433b)를 포함하여 제3 프로펠러 회전축기어(432b)가 제2 종동기어(431)의 회전방향과 동일한 방향으로 회전된다.

제4 프로펠러 구동모듈(440)은 제2 링크(320)의 좌측 단부에 설치되어 제4 프로펠러(640)에 축결합되며 외연에 기어결합 나사산이 형성되는 제4 프로펠러 회전축기어(442b)와, 양단부가 제2 구동기어(222)와 제4 프로펠러 회전축기어(442b)에 베벨기어 결합방식으로 맞물리게 결합되어 제2 구동기어(222)의 회전력이 제4 프로펠러 회전축기어(442b)로 전달되는 제4 베벨기어샤프트(443b)를 포함하여 제4 프로펠러 회전축기어(442b)가 제2 구동기어(222)의 회전방향과 동일한 방향으로 회전된다.

이와 같이 본 발명의 제2실시예에서는 구동력발생부(200)에서 전달되는 동력이 기어결합방식으로 이루어진 각 프로펠러 구동모듈로 전달되어 각 프로펠러가 이중 동력원을 공유하도록 한다.

상기와 같이 본 발명은 각 프로펠러가 가변피치 방식으로 이중 동력원으로 동력을 공유하도록 하여 각 프로펠러마다 동력원를 별도로 장착할 필요가 없으며, 이에 따라 배터리의 소모량도 감소시킬 수 있어 화물운송용 드론과 같이 고출력이 요구되는 대형 비행체에 적합하다.

아울러, 이중동력원으로 각 동력원의 구동력이 동력전달링크(230)를 통해 상호 전달되도록 하여, 하나의 동력원가 고장나더라도 바로 추락하지 않고 다른 하나의 동력원으로 프로펠러가 구동되도록 하여 비상착륙을 유도할 수 있게 된다.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허등록청구의 범위는 본 발명의 요지에서 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.

100 : 몸체부
200 : 구동력발생부
211 : 제1 동력원 212 : 제1 구동기어
221 : 제2 동력원 222 : 제2 구동기어
230 : 동력전달링크 231 : 구동벨트
232 : 베벨기어구동샤프트
300 : 링크부
310 : 제1 링크 320 : 제2 링크
400 : 동력전달부
410 : 제1 프로펠러 구동모듈 411 : 제1 종동기어
412a : 제1 프로펠러 회전축 412b : 제1 프로펠러 회전축기어
413a : 제1 벨트 413b : 제1 베벨기어샤프트
420 : 제2 프로펠러 구동모듈
422a : 제2 프로펠러 회전축 422b : 제2 프로펠러 회전축기어
423a : 제2 벨트 423b : 제2 베벨기어샤프트
430 : 제3 프로펠러 구동모듈 431 : 제2 종동기어
432a : 제3 프로펠러 회전축 432b : 제3 프로펠러 회전축기어
433a : 제3 벨트 433b : 제3 베벨기어샤프트
440 : 제4 프로펠러 구동모듈
442a : 제4 프로펠러 회전축 442b : 제4 프로펠러 회전축기어
443a : 제4 벨트 443b : 제4 베벨기어샤프트
500 : 가변피치 동작모듈
510 : 베이스플레이트 520 : 서버동력원
530 : 승하강플레이트 540 : 피치전환링크
610 : 제1 프로펠러 620 ; 제2 프로펠러
630 : 제3 프로펠러 640 : 제4 프로펠러

Claims (5)

1. 전후 길이방향으로 형성되는 몸체부와;
   상기 몸체부의 전방에 설치되어 제1 동력원의 회전축에 결합되는 제1 구동기어와, 상기 몸체부의 후방에 설치되어 제2 동력원의 회전축에 결합되는 제2 구동기어 및 상기 제1 구동기어와 상기 제2 구동기어에 결합되어 상기 제1, 제2 구동기어의 회전력이 상호 전달되는 동력전달링크를 포함하는 구동력발생부와;
   상기 몸체부의 전방에 좌우 양측으로 연결되는 제1 링크와, 상기 몸체부의 후방에 좌우 양측으로 연결되는 제2 링크를 포함하는 링크부와;
   일측이 상기 링크부의 좌우측 양단부에 설치되는 각 프로펠러에 축결합되며 타측이 상기 제1, 제2 구동기어에 결합되어 상기 제1, 제2 동력원의 회전력이 상기 각 프로펠러로 전달되는 동력전달부를; 포함하며,
   상기 동력전달링크는 상기 제1, 제2 구동기어를 둘러싸도록 설치되는 구동벨트 또는 상기 제1, 제2 구동기어에 베벨기어 결합방식으로 맞물리게 결합되는 베벨기어구동샤프트 중 어느 하나로 이루어져, 상기 제1, 제2 구동기어가 상기 동력전달링크에 의해 일체로 회전되어,
   상기 각 프로펠러는 상기 동력전달부로부터 상기 제1, 제2 동력원에서 발생되는 이중 동력원을 제공받아 상기 각 프로펠러에 동일한 추력이 발생되도록 하되,
   상기 각 프로펠러에 각각 설치되는 가변피치 동작모듈의 작동에 의해 상기 각 프로펠러의 각도가 조절되어 개별 추력제어가 이루어지도록 하여 상기 몸체부가 승하강 또는 상기 몸체부의 비행방향이 전환되는 것을 특징으로 하는 이중동력원을 가지는 가변피치형 무인 비행체.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 동력전달링크가 구동벨트일 경우,
   상기 동력전달부는
   상기 몸체부의 전방 좌측에 설치되되 상기 제1 구동기어에 기어결합되어 상기 제1 구동기어와 반대방향으로 회전되는 제1 종동기어와, 상기 제1 링크의 좌측 단부에 설치되어 제1 프로펠러에 축결합되는 제1 프로펠러 회전축과, 상기 제1 종동기어와 상기 제1 프로펠러 회전축에 연결되어 상기 제1 종동기어의 회전방향과 동일한 방향으로 회전되는 제1 벨트를 포함하는 제1 프로펠러 구동모듈과;
   상기 제1 링크의 우측 단부에 설치되어 제2 프로펠러에 축결합되는 제2 프로펠러 회전축과, 상기 제1 구동기어와 상기 제2 프로펠러 회전축에 연결되어 상기 제1 구동기어의 회전방향과 동일한 방향으로 회전되는 제2 벨트를 포함하는 제2 프로펠러 구동모듈과;
   상기 몸체부의 후방 우측에 설치되되 상기 제2 구동기어에 기어결합되어 상기 제2 구동기어와 반대방향으로 회전되는 제2 종동기어와, 상기 제2 링크의 우측 단부에 설치되어 제3 프로펠러에 축결합되는 제3 프로펠러 회전축과, 상기 제2 종동기어와 상기 제3 프로펠러 회전축에 연결되어 상기 제2 종동기어의 회전방향과 동일한 방향으로 회전되는 제3 벨트를 포함하는 제3 프로펠러 구동모듈과;
   상기 제2 링크의 좌측 단부에 설치되어 제4 프로펠러에 축결합되는 제4 프로펠러 회전축과, 상기 제2 구동기어와 상기 제4 프로펠러 회전축에 연결되어 상기 제2 구동기어의 회전방향과 동일한 방향으로 회전되는 제4 벨트를 포함하는 제4 프로펠러 구동모듈을; 포함하여,
   상기 제1 동력원 또는 상기 제2 동력원의 회전에 의해 상기 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 프로펠러 회전축에 동일한 추력이 전달되는 것을 특징으로 하는 이중동력원을 가지는 가변피치형 무인 비행체.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 동력전달링크가 베벨기어구동샤프트일 경우,
   상기 동력전달부는
   상기 몸체부의 전방 좌측에 설치되되 상기 제1 구동기어에 기어결합되어 상기 제1 구동기어와 반대방향으로 회전되는 제1 종동기어와, 상기 제1 링크의 좌측 단부에 설치되어 제1 프로펠러에 축결합되며 외연에 기어결합 나사산이 형성되는 제1 프로펠러 회전축기어와, 양단부가 상기 제1 종동기어와 상기 제1 프로펠러 회전축기어에 베벨기어 결합방식으로 맞물리게 결합되어 상기 제1 종동기어의 회전력이 상기 제1 프로펠러 회전축기어로 전달되는 제1 베벨기어샤프트를 포함하여 상기 제1 프로펠러 회전축기어가 상기 제1 종동기어의 회전방향과 동일한 방향으로 회전되는 제1 프로펠러 구동모듈과;
   상기 제1 링크의 우측 단부에 설치되어 제2 프로펠러에 축결합되며 외연에 기어결합 나사산이 형성되는 제2 프로펠러 회전축기어와, 양단부가 상기 제1 구동기어와 상기 제2 프로펠러 회전축기어에 베벨기어 결합방식으로 맞물리게 결합되어 상기 제1 구동기어의 회전력이 상기 제2 프로펠러 회전축기어로 전달되는 제2 베벨기어샤프트를 포함하여 상기 제2 프로펠러 회전축기어가 상기 제1 구동기어의 회전방향과 동일한 방향으로 회전되는 제2 프로펠러 구동모듈과;
   상기 몸체부의 후방 우측에 설치되되 상기 제2 구동기어에 기어결합되어 상기 제2 구동기어와 반대방향으로 회전되는 제2 종동기어와, 상기 제2 링크의 우측 단부에 설치되어 제3 프로펠러에 축결합되며 외연에 기어결합 나사산이 형성되는 제3 프로펠러 회전축기어와, 양단부가 상기 제2 종동기어와 상기 제3 프로펠러 회전축기어에 베벨기어 결합방식으로 맞물리게 결합되어 상기 제2 종동기어의 회전력이 상기 제3 프로펠러 회전축기어로 전달되는 제3 베벨기어샤프트를 포함하여 상기 제3 프로펠러 회전축기어가 상기 제2 종동기어의 회전방향과 동일한 방향으로 회전되는 제3 프로펠러 구동모듈과;
   상기 제2 링크의 좌측 단부에 설치되어 제4 프로펠러에 축결합되며 외연에 기어결합 나사산이 형성되는 제4 프로펠러 회전축기어와, 양단부가 상기 제2 구동기어와 상기 제4 프로펠러 회전축기어에 베벨기어 결합방식으로 맞물리게 결합되어 상기 제2 구동기어의 회전력이 상기 제4 프로펠러 회전축기어로 전달되는 제4 베벨기어샤프트를 포함하여 상기 제4 프로펠러 회전축기어가 상기 제2 구동기어의 회전방향과 동일한 방향으로 회전되는 제4 프로펠러 구동모듈을 포함하여,
   상기 제1 동력원 또는 상기 제2 동력원의 회전에 의해 상기 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 프로펠러 회전축기어에 동일한 추력이 전달되는 것을 특징으로 하는 이중동력원을 가지는 가변피치형 무인 비행체.
   
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