KR101848692B1

KR101848692B1 - 카메라 짐벌용 무인자동차

Info

Publication number: KR101848692B1
Application number: KR1020170102649A
Authority: KR
Inventors: 최종관
Original assignee: 최종관
Priority date: 2017-08-11
Filing date: 2017-08-11
Publication date: 2018-04-13

Abstract

본 발명은 무인자동차의 적재대를 상하측의 2단으로 구성하여 아래쪽의 적재대는 방송장비 또는 촬영장비를 올려놓고, 위쪽의 적재대에는 짐벌을 장착할 수 있도록 하되, 상기 위쪽의 적재대는 짐벌의 프레임을 고정하는 방식 또는 프레임을 움직이는 방식 모두 사용할 수 있도록 적재대의 중앙에 통로를 관통시킴으로써, 프레임 고정방식일 때는 상기 통로를 적재판으로 덮어주고, 움직이는 방식일 때는 상기 적재판을 제거하여 상기 통로에 프레임이 3차원적으로 움직일 수 있도록 한 카메라 짐벌용 무인자동차에 관한 것이다.
이를 위하여 본 발명은 모터로 구동되는 바퀴를 갖는 차대의 상부에 카메라 짐벌을 장착한 카메라 짐벌용 무인자동차에 있어서, 상기 차대의 위쪽에 하측적재대가 구비되고, 상기 차대의 전후측에는 한쌍의 버팀대가 돌출 구비되며, 상기 버팀대의 상단에는 짐벌을 장착하기 위한 상측적재대가 구비되고; 상기 상측적재대는 상하측으로 관통된 통로가 형성되고, 상기 통로는 적재판으로 여닫히는데, 상기 적재판은 고정식 프레임을 갖는 짐벌이 놓이고, 상기 적재판이 제거된 상태에서 상기 통로에는 유동식 프레임을 갖는 짐벌이 장착되는 특징이 있다.

Description

카메라 짐벌용 무인자동차{Unmanned car for camera gimbal}

본 발명은 카메라 짐벌용 무인자동차에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 무인자동차의 적재대를 상하측의 2단으로 구성하여 상측에 짐벌(gimbal)을 장착하고, 하측에는 촬영장비를 적재할 수 있도록 하되, 상기 상측의 적재대는 짐벌의 프레임을 고정하는 방식 또는 프레임을 움직이는 방식 모두 장착할 수 있도록 하였으며, 특히 모터와 감속기 사이에 클러치수단을 마련하여 급출발 및 급정거가 방지되도록 한 카메라 짐벌용 무인자동차에 관한 것이다.

일반적으로 카메라 또는 캠코더 등의 촬영장치를 크레인 같은 구조물이나 무인비행기 등의 이동수단에 설치하고 리모컨으로 촬영을 조정하는 방식이 고안되어 현재 널리 사용되고 있다. 카메라 등의 촬영장치를 구조물 내지 이동수단에 설치하기 위해서는 필수적으로 장착 수단이 필요하게 되는데, 카메라 짐벌이 이에 해당한다.

종래 특허 제1633502호는 프레임 고정방식의 짐벌로써, 프레임을 촬영기사가 직접 들고 다니거나 또는 크레인 및 무인비행기에 장착하여 리모컨으로 카메라를 조작하였다. 짐벌은 카메라를 좌우측 및 상하측으로 움직여서 카메라가 항상 수평자세를 유지하도록 하는 장비이다.

그러나 이러한 짐벌은 무인비행기 또는 크레인에는 장착하여 사용하였으나, 무인자동차에 직접 적재하여 사용하는 예는 극히 드물다. 특히 소형의 원격으로 조작되는 무인자동차의 경우 짐벌의 무게를 지탱하면서 원하는 방향으로 조작하는 기술이 어려우며, 특히 짐벌 이외에 무거운 방송장비를 모두 적재하는 수단이 마련된 무인자동차는 개발되지 않았다. 특히 무인자동차는 모터로 작동되는데, 모터의 마력을 높이기 위해 사용되는 감속기는 무인자동차를 급출발 또는 급정거시키기 때문에 짐벌이 흔들려서 원활한 촬영이 어려운 등의 문제점이 있었다.

또한 짐벌은 프레임 고정시키고 카메라를 3차원으로 움직이는 방식과 카메라를 고정시키고 프레임을 3차원으로 고정시키는 방식이 있는데, 종래 무인자동차의 경우 한가지의 짐벌만 고정시킬 수 있으므로 범용성이 떨어지는 등의 문제점이 있었다.

본 발명은 종래의 문제점을 감안하여 개발한 것으로서, 본 발명의 목적은 무인자동차의 적재대를 상하측의 2단으로 구성하여 아래쪽의 적재대는 방송장비 또는 촬영장비를 올려놓고, 위쪽의 적재대에는 짐벌을 장착할 수 있도록 하되, 상기 위쪽의 적재대는 짐벌의 프레임을 고정하는 방식 또는 프레임을 움직이는 방식 모두 사용할 수 있도록 적재대의 중앙에 통로를 관통시킴으로써, 프레임 고정방식일 때는 상기 통로를 적재판으로 덮어주고, 움직이는 방식일 때는 상기 적재판을 제거하여 상기 통로에 프레임이 3차원적으로 움직일 수 있도록 한 카메라 짐벌용 무인자동차를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 모터와 감속기를 클러치수단으로 연결하여 무인자동차의 급출발 또는 급정거가 방지되도록 함으로써, 짐벌의 흔들림이 억제되어 원활한 촬영이 가능하고 또한 짐벌의 파손이 방지되는 카메라 짐벌용 무인자동차를 제공함에 있다.

이를 위하여 본 발명은 모터로 구동되는 바퀴를 갖는 차대의 상부에 카메라 짐벌을 장착한 카메라 짐벌용 무인자동차에 있어서, 상기 차대의 위쪽에 하측적재대가 구비되고, 상기 차대의 전후측에는 한쌍의 버팀대가 돌출 구비되며, 상기 버팀대의 상단에는 짐벌을 장착하기 위한 상측적재대가 구비되고; 상기 상측적재대는 상하측으로 관통된 통로가 형성되고, 상기 통로는 적재판으로 여닫히는데, 상기 적재판은 고정식 프레임을 갖는 짐벌이 놓이고, 상기 적재판이 제거된 상태에서 상기 통로에는 유동식 프레임을 갖는 짐벌이 장착되는 특징이 있다.

본 발명에 따르면 리모컨으로 작동되는 소형무인자동차의 적재대에 짐벌과 카메라를 장착하여 영상을 촬영하되, 상기 적재대가 상하측의 2다단으로 구분되어서 하측에는 촬영에 필요한 각종 장비를 적재하고, 위쪽에는 짐벌을 장착할 수 있기 때문에 적재능력이 향상되는 이점이 있다.

또한 상측의 적재대는 짐벌의 프레임이 고정되는 방식 또는 움직이는 방식 모두 사용가능하도록 중앙에 통로가 관통형성되고, 이 통로가 적재판으로 덮이는 특징을 갖는다. 따라서 프레임을 고정시킬때는 적재판으로 통로를 가려주고, 프레임이 3차원적으로 움직이도록 할 때는 적재판을 제거하여 상기 통로에 프레임을 3차원적으로 설치하면 된다.

또한 모터와 감속기의 사이에 클러치수단이 마련되어서 급출발 및 급정거가 방지되므로 짐벌에 가해지는 충격이 감소되어 부품의 파손이 방지되고 특히 원활한 촬영이 가능한 등의 이점이 있다.

도 1은 본 발명 한 실시예의 무인자동차의 사시도
도 2는 본 발명 한 실시예의 무인자동차의 짐벌 장착상태를 나타낸 사시도
도 3은 본 발명 한 실시예의 무인자동차의 구동부 사시도
도 4는 본 발명 한 실시예의 무인자동차의 구동부 평면도
도 5는 본 발명 한 실시예의 무인자동차의 일부 정면도
도 6은 본 발명 한 실시예의 무인자동차의 상측적재대 분리 사시도
도 7은 본 발명 한 실시예의 무인자동차의 모터 분리 사시도
도 8은 본 발명 한 실시예의 무인자동차의 모터 측면도

도 1 내지 도 8에서 본 발명 한 실시예의 무인자동차는 차대(100)의 앞뒤쪽으로 서스펜션(101)으로 지탱되는 바퀴(102)가 구비되고, 차대(100)의 상측에는 촬영장비를 올려 놓을 수 있는 평판형의 하측적재대(201)가 구비된다. 그리고 차대(100)의 앞뒤쪽에는 상측으로 돌출된 버팀대(200)가 구비되고, 상기 버팀대(200)의 상단에는 상측적재대(202)가 구비된다.

도 6에서 상기 상측적재대(202)는 원형의 상판(204), 중간판(206) 및 하판(205)으로 구성되는데, 이들 판(204)(205)(206)들은 중앙이 관통된 통로(203)가 형성되며, 중간판(206)에는 상기 통로(203)를 덮어주는 적재판(207)이 볼트체결된다. 상기 상판(204)과 하판(205)은 양쪽에서 상기 버팀대(200)와 결합되고, 상기 중간판(206)은 상기 상,하판(204)(205)의 사이에서 유동성있게 체결된다.

상기 중간판(206)은 2단으로 구성되는데, 원형의 탄성체(208)가 상,하판(204)(205)과의 사이에 놓이고, 브래킷(209)에 의해 체결되어 상기 중간판(206)이 상기 상,하판(204)(205)의 사이에서 상하측 및 좌우측으로 유동성있게 구비된다. 그리고 상기 중간판(206)에 볼트체결되어 통로(203)를 덮어주는 적재판(207)에 프레임 고정식의 짐벌이 장착된다. 따라서 무인자동차의 주행중에 발생되는 충격이 상기 탄성체(208)에서 완화되므로 적재판(207)으로 직접 전달되지 않아서 짐벌로 전해지는 충격이 감소된다.

도 2에서 프레임이 움직이는 짐벌이 장착된 상태를 나타낸 것으로서, 상기 적재판(207)을 제거하여 상기 통로(203)가 개방되도록 한 뒤 프레임이 3차원적으로 움직이는 짐벌(300)을 통로(203) 내부에 동심상으로 장착한다. 상기 짐벌(300)은 X축모터(302)로 회전되는 X축프레임(301)의 내부에 Y축모터(305)로 회전되는 Y축프레임(304)이 구비되고, 상기 Y축프레임(304)의 중앙에는 Z축모터(307)로 제자리 회전되는 중심축(306)이 구비되며, 상기 중심축(306)의 상단에 3차원 촬영이 가능한 VR용 카메라(308)가 장착된다.

상기에서 상기 X축프레임의 양측으로 마련된 힌지부(303)를 상기 적재판(207)이 제거된 상기 중간판(206)의 양측에 고정하여 상기 짐벌(300)이 3차원적으로 움직이도록 한다.

도 3 내지 도 4에서 상기 차대(100)의 내부에는 모터(103)와 감속기(105)가 케이싱(104)을 통하여 연결되고, 상기 감속기(105)의 구동기어(106)는 연결기어(107)를 통하여 종동기어(108)와 치합되고, 상기 종동기어(108)는 차축(109)과 연결되며, 상기 차축(109)의 양단에는 앞쪽의 바퀴(102)가 구비된다. 그리고 연결기어(107)의 한쪽에는 뒤쪽의 바퀴(102)를 구동시키기 위한 연결벨트(110)가 구비된다. 상기 뒤쪽의 바퀴(102)도 앞쪽의 바퀴와 동일한 동력전달계통을 갖춰서 4륜구동시스템을 구성한다.

도 7 내지 도 8에서 상기 모터(103)의 모터축(103a)은 상기 케이싱(104) 내부의 클러치판(104a)과 연결되고, 상기 케이싱(104)은 감속기(105)와 연결된다. 상기 클러치판(104a)은 상기 케이싱(104)의 내주면과 떨어져 구비되는데, 상기 클러치판(104a)은 원심력에 의해 벌어져 외주면이 상기 케이싱(104)의 내주면과 접하도록 양쪽에 절개부(104b)를 갖는다. 따라서 모터(103)가 고속으로 회전되면 클러치판(104a)이 원심력에 의해 벌어지면서 외주면이 케이싱(104)의 내주면과 접하게 되고 이때 발생되는 마찰력에 의해 케이싱(104)이 회전되는데, 클러치판(104a)이 서서히 벌어지면서 마찰력이 증가되므로 상기 케이싱(104)이 급격하게 회전되지 않아서 급출발이 방지된다.

이처럼 구성된 본 발명 한 실시예의 무인자동차는 차대(100)의 상부에 하측적재대(201)가 마련되고, 차대(100)의 양측으로 구비된 버팀대(200)의 상단에 상측적재대(202)가 구비되므로 2단의 적재대가 마련된다. 특히 상측적재대(202)는 상판(204)과 하판(205)의 사이에 탄성체(208)로 접하는 중간판(206)이 마련되고, 이들 상판(204), 하판(205) 및 중간판(206)은 상하측으로 관통된 통로(203)가 형성된다.

상기 중간판(206)에는 볼트체결되는 적재판(207)이 구비되어서 상기 통로(203)를 평상시 덮어준다. 따라서 프레임 고정방식의 짐벌을 상기 적재판(207)에 고정하여 사용할 수 있다. 특히 적재판(207)이 다수의 탄성체(208)를 통하여 상기 상판(204)과 하판(205)의 사이에 놓이므로 유동성을 갖게 되어서 자동차의 주행중에 발생되는 충격이 상기 적재판(207)으로 직접 전달되지 않아서 적재판(207)에 놓인 짐벌의 부품이 충격으로부터 보호된다.

상기 적재판(207)은 상기 중간판(206)에 볼트체결 된 것이므로 이를 제거하면 상기 상측적재대(202)의 통로(203)가 개방된다. 이처럼 통로(203)가 개방되면 프레임이 움직이는 3차원 짐벌(300)을 설치할 수 있다. 도 2에서와 같이 짐벌(300)의 X축프레임(301)에 구비된 힌지부(303)를 중간판(206)의 양측에 고정시켜 X축프레임(301)이 통로(203)에 동심상으로 놓이게 한다. 상기 X축프레임(301)의 내측에는 Y축프레임(304)이 구비되고 이의 중앙에 중심축(306)이 구비된다.

상기 X축프레임(301)은 X축모터(302)에 의해 힌지부(303)를 중심으로 정역회전되고, 상기 Y축프레임(304)은 상기 X축프레임(301)의 내부에서 Y축모터(305)에 의해 정역회전된다. 따라서 자동차가 주행하는 동안 차대(100)의 자세가 변하더라도 상기 중심축(306)은 항상 수직을 유지한다. 그리고 Z축모터(307)에 의해 중심축(306)이 제자리 회전되므로, 차대(100)의 주행방향이 바뀌더라도 상기 중심축(306)은 차대(100)와 같은 방향으로 회전되지 않고 상기 Z축모터(307)에 의해서 원래 자리로 회전되어 카메라 시선이 정지된 것처럼 할 수 있으므로 VR용 카메라(308)로 좌우 흔들림 없는 3차원적인 영상을 촬영할 수 있다.

또한 상기 케이싱(104)의 내부에는 상기 클러치판(104a)이 떨어져 구비되는데, 상기 클러치판(104a)은 원심력에 의해 벌어져 외주면이 상기 케이싱(104)의 내주면과 서서히 접한다. 따라서 모터(103)가 고속으로 회전되면 클러치판(104a)이 원심력에 의해 벌어지면서 외주면이 케이싱(104)의 내주면과 접하게 되고 이때 발생되는 마찰력에 의해 케이싱(104)이 회전되는데, 마찰력이 서서히 증가되므로 상기 케이싱(104)과 연결된 감속기(105)가 빠르게 회전되지 않으므로 급출발이 방지된다.

100 : 차대 101 : 서스펜션
102 : 바퀴 103 : 모터
104 : 케이싱 104a : 클러치판
104b : 절개부 105 : 감속기
200 : 버팀대 201 : 하측적재대
202 : 상측적재대 203 : 통로
204 : 상판 205 : 하판
206 : 중간판 207 : 적재판
208 : 탄성체 300 : 짐벌

Claims

모터 및 감속기로 구동되는 바퀴를 갖는 차대의 전,후측에 한쌍의 버팀대가 구비되고, 상기 각 버팀대의 상단에는 상기 차대에서 떨어지게 짐벌을 장착하기 위한 상측적재대가 구비된 카메라 짐벌용 무인자동차에 있어서,
상기 상측적재대는 서로 떨어진 상판 및 하판으로 구성되고, 이들 상,하판의 사이에 다수의 탄성체를 통하여 완충성 있게 중간판이 구비되며;
상기 상판, 중간판 및 하판은 상하로 관통되어 서로 연결되는 통로가 형성되어서 짐벌이 놓이며; 그리고
상기 짐벌은 상기 중간판의 내주면에 결합되는 힌지부를 중심으로 X축모터로 회전되는 X축프레임, 상기 X축프레임의 내부에서 Y축모터로 회전되는 Y축프레임, 상기 Y축프레임의 중앙에서 Z축모터로 제자리 회전되면서 상단에 VR용 카메라를 갖는 중심축으로 구성됨을 특징으로 하는 카메라 짐벌용 무인자동차.
제 1 항에 있어서,
상기 모터는 절개부를 통하여 양쪽으로 갈라진 원형의 클러치판이 구비되고,
상기 감속기는 상기 클러치판을 감싸는 케이싱이 구비되는데, 상기 클러치판의 외주면이 상기 케이싱의 내주면과 떨어진 상태에서 상기 모터의 고속회전시 상기 클러치판이 원심력에 의해 상기 케이싱의 내주면과 접하면서 마찰력이 증가되므로 상기 감속기가 서서히 정상회전수에 도달되어 급출발이 방지되는 것을 특징으로 하는 카메라 짐벌용 무인 자동차.
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