KR101899294B1 - 탈부착이 용이한 윙팁을 갖춘 해안선 측량을 위한 영상촬영용 무인항공기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 탈부착이 용이한 윙팁을 갖춘 해안선 측량을 위한 영상촬영용 무인항공기에 관한 것으로서, 촬영수단(C)이 설치되는 촬영수단 거치대(12)가 구비된 동체(10)와, 동체(10)의 양측면에 형성되는 메인윙(20)으로 구성된 본체(1)가 설정된 경로를 따라 추력부(50)를 매개로 비행하면서 촬영수단(C)을 이용해 해안선 측량을 위한 영상을 촬영하는 무인항공기에 있어서, 상기 메인윙(20)의 단부(24) 상면에는 착탈가능하게 설치되는 윙팁(30)이 더 보강 구비되되; 상기 메인윙(20)의 단부(24)에는 제1영구자석(M1)과, 내부가 상방으로 개구된 핀홈(26)이 구비되고; 상기 윙팁(30)에는 제1영구자석(M1)과 자력을 매개로 상호 결합하는 제2영구자석(M2)과, 핀홈(26)에 삽탈가능하게 끼워져 결합의 위치를 가이드하는 핀(33)이 구비되는 것을 특징으로 한다.
본 실시 예에 의하면, 메인윙의 경사진 핀홈에 윙팁의 경사진 핀을 매개로 상호 결합한 상태에서 비행을 하게 되면, 비행속도가 증가할수록 핀이 핀홈으로 더 밀려 들어가려고 하기 때문에 메인윙과 윙팁 간의 고정성을 보다 확실하게 담보해줄 수 있어 메인윙으로부터 윙팁이 분리되는 문제를 획기적으로 개선할 수 있다.

Description

탈부착이 용이한 윙팁을 갖춘 해안선 측량을 위한 영상촬영용 무인항공기{Unmanned aerial vehicle for image shooting of surveying coast}

본 발명은 윙팁 손상시 교체가 가능하고, 메인윙과 윙팁을 쉽고 간편하게 결합할 수 있으면서도 비행과정에 메인윙과 윙팁이 분리되는 문제를 해소할 수 있는 탈부착이 용이한 윙팁을 갖춘 해안선 측량을 위한 영상촬영용 무인항공기에 관한 것이다.

최근 몇 년 동안 다목적 초소형 무인항공기(UAV)에 대해 상당한 발전하고 있으며, 일 예로 교통 모니터링, 항공측량, 국경보안, 파이프라인 및 전원 라인의 감시 등에 사용하기 위해 민간용 및 군용에 적용 가능한 운동수단에 대한 요구가 증가되고 있다.

이러한 무인항공기는 몇 개의 그룹으로 이루어져 있다.

헬리콥터형 무인 항공기는 활주로가 없어도 이·착륙이 가능하지만, 항속 비행은 만족하지 못할 수준이다.

이에 반하여, 고정날개형 무인 항공기는 간단한 구조로 장시간 빠른 속도로 비행할 수 있다는 장점이 있지만, 비행속도가 너무 크면 도시 환경에서 빌딩 사이 비행을 정확히 수행하는데 어려움이 있고, 이·착륙시 활주로가 있어야 하는 불편함으로 인해 사용상에 제약이 있다.

한편, 상기와 같은 고정날개형 무인 항공기는 날개의 끝단 상면에 윙팁(또는 윙릿이라고도 함)이 착탈가능하게 설치되며, 이러한 윙팁은 날개 끝에 발생하는 소용돌이에 의한 유도항력을 감소시키고, 동시에 윙팁 위에 발생하는 양력을 추력의 성분으로 돌려서 항력의 감소를 도모해 연료를 절감해 주는 효과가 있다.

그런데 종래의 무인항공기는 날개와 윙팁이 일체로 제작되어 있기 때문에 제작이 쉽지 않고, 윙팁이 손상될 경우 해당 날개 전체를 교체해야 하는 근본적인 문제가 있다.

1. 등록특허 제10-1682670호(커버터블 윙 타입 하이브리드 무인항공기) 2. 공개특허 제10-2017-0061883호(플랩 없는 고정익과 후방 프로펠러를 가진 무인항공기)

본 발명은 윙팁 손상시 교체가 가능하고, 메인윙과 윙팁을 쉽고 간편하게 결합할 수 있으면서도 비행과정에 메인윙과 윙팁이 분리되는 문제를 해소할 수 있는 탈부착이 용이한 윙팁을 갖춘 해안선 측량을 위한 영상촬영용 무인항공기를 제공하려는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 발포성형 경량재질의 메인윙에 카본판을 매개로 부양부의 장착대를 설치하여 고정성을 향상시킨 탈부착이 용이한 윙팁을 갖춘 해안선 측량을 위한 영상촬영용 무인항공기를 제공하려는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

촬영수단이 설치되는 촬영수단 거치대가 구비된 동체와, 동체의 양측면에 형성되는 메인윙으로 구성된 본체가 설정된 경로를 따라 추력부를 매개로 비행하면서 촬영수단을 이용해 영상촬영하는 무인항공기에 있어서,

상기 메인윙의 단부 상면에는 착탈가능하게 설치되는 윙팁이 더 보강 구비되되;

상기 메인윙의 단부에는 제1영구자석과, 내부가 상방으로 개구된 핀홈이 구비되고;

상기 윙팁에는 제1영구자석과 자력을 매개로 상호 결합하는 제2영구자석과, 핀홈에 삽탈가능하게 끼워져 결합의 위치를 가이드하는 핀이 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서,

상기 제1영구자석은 상면이 메인윙의 상방으로 노출되게 인입되되, 제1영구자석의 상면은 단부의 상면보다 상대적으로 아래에 배치되고;

상기 제2영구자석은 일부가 윙팁에 인입되고, 나머지 일부가 윙팁으로부터 돌출되게 설치된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서,

상기 핀홈은 메인윙의 전방에서 후방으로 갈수록 하향경사지게 형성되고;

상기 핀은 핀홈에 대응되게 끼워질 수 있도록 경사지게 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서,

상기 메인윙에는 수직 이·착륙이 가능하도록 하는 부양부가 더 보강 구비되며;

상기 부양부는,

상기 메인윙의 하면에 고정되는 카본판과, 동체와 나란하게 카본판에 고정되는 장착대와, 장착대의 양단부에 각각 고정되는 모터와, 모터의 축에 고정되는 부양프로펠러로 구성된 것을 특징으로 한다.

본 실시 예에 의하면, 메인윙의 경사진 핀홈에 윙팁의 경사진 핀을 매개로 상호 결합한 상태에서 비행을 하게 되면, 비행속도가 증가할수록 핀이 핀홈으로 더 밀려 들어가려고 하기 때문에 메인윙과 윙팁 간의 고정성을 보다 확실하게 담보해줄 수 있어 메인윙으로부터 윙팁이 분리되는 문제를 획기적으로 개선할 수 있다.

또한, 본 실시 예에 의하면, 본체를 구성하는 메인윙에 수직 이·착륙이 가능하도록 하는 부양부를 보강해 줌으로서 활주로나 발사체 없이도 이·착륙이 가능해 사용상의 제약이 해소될 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 실시 예에 의하면, 해안선을 따라 비행하면서 촬영수단을 이용해 해안선을 촬영하며 이를 통해 해안선의 변동 조사도 실시하면서 쉽고 간편하게 측량작업을 진행할 수 있다.

또한, 본 실시 예에 의하면, 동체와 메인윙을 연결대와 록킹부를 매개로 착탈가능하게 결합 및 분리될 수 있게 구성함으로써 운반 및 보관이 매우 편리해지는 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 탈부착이 용이한 윙팁을 갖춘 해안선 측량을 위한 영상촬영용 무인항공기의 평면도.
도 2는 본 발명에 따른 탈부착이 용이한 윙팁을 갖춘 해안선 측량을 위한 영상촬영용 무인항공기의 저면도.
도 3a 및 도 3b는 도 1에서 메인윙과 윙팁을 따로 발췌하여 보인 측면도.
도 4는 메인윙과 윙팁의 다른 실시 예를 도시한 측면도.
도 5는 메인윙과 윙팁의 또 다른 실시 예를 도시한 측면도.
도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 탈부착이 용이한 윙팁을 갖춘 해안선 측량을 위한 영상촬영용 무인항공기의 다른 실시 예를 도시한 평면도 및 저면도.
도 8은 본 발명에 따른 탈부착이 용이한 윙팁을 갖춘 해안선 측량을 위한 영상촬영용 무인항공기의 또 다른 실시 예를 도시한 평면도.
도 9는 도 8의 요부를 확대발췌하여 보인 사시도.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 탈부착이 용이한 윙팁을 갖춘 해안선 측량을 위한 영상촬영용 무인항공기의 평면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 탈부착이 용이한 윙팁을 갖춘 해안선 측량을 위한 영상촬영용 무인항공기의 저면도이며, 도 3a 및 도 3b는 도 1에서 메인윙과 윙팁을 따로 발췌하여 보인 측면도이다.

도 1 내지 도 3b를 참조하면, 본 발명에 따른 탈부착이 용이한 윙팁을 갖춘 해안선 측량을 위한 영상촬영용 무인항공기는, 본체(1)와 윙팁(30) 및 추력부(50)로 구성되어 설정된 해안선 경로를 따라 비행하면서 촬영수단(C)을 이용해 해안선을 촬영하며 이를 통해 해안선의 변동 조사도 실시하면서 쉽고 간편하게 측량작업을 진행할 수 있다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 본체(1)는 동체(10)와 메인윙(20)으로 구성되며, 이에 대한 구체적인 설명은 이후에 상세하게 설명하도록 한다.

상기 추력부(50)는 본체(1)가 비행할 수 있게 추력을 제공하는 것으로서, 이 또한 이후에 상세하게 설명하도록 한다.

본 발명에서 주목할 점은 상기 메인윙(20)과 윙팁(30)의 결합구조로 이에 대해 상세하게 설명한다.

도 3a 및 도 3b를 참조하면, 상기 메인윙(20)의 단부(24)의 상면에는 윙팁(30: 또는 윙릿이라고도 함)이 착탈가능하게 설치된다.

상기 윙팁(30)은 메인윙(20)의 단부(24)의 상면에 세로방향으로 설치되는 작은 날개로서, 날개 끝에 발생하는 소용돌이에 의한 유도항력을 감소시키고, 동시에 윙팁(30) 위에 발생하는 양력을 추력의 성분으로 돌려서 항력의 감소를 도모해 연료를 절감해 주는 효과가 있다.

상기 메인윙(20)의 단부(24)에는 제1영구자석(M1)과, 내부가 상방으로 개구된 핀홈(26)이 구비된다.

상기 윙팁(30)에는 제1영구자석(M1)과 자력을 매개로 상호 결합하는 제2영구자석(M2)과, 핀홈(26)에 삽탈가능하게 끼워져 결합의 위치를 가이드하는 핀(33)이 구비된다.

상기 메인윙(20)과 윙팁(30)은 자력을 매개로 상호 결합되고, 메인윙(20)과 윙팁(30)의 상호 결합시 핀(33)이 핀홈(26)에 끼워지면서 결합위치가 자연스럽게 가이드된다.

일 예로서, 상기 메인윙(20)의 단부(24) 상면에는, 내부가 상방으로 개구되며 서로 전·후방으로 이격배치되는 제1자석삽입홈(25)이 일체로 형성되고, 제1자석삽입홈(25) 사이에 배치되며 내부가 상방으로 수직하게 개구된 핀홈(26)이 일체로 형성되며, 제1자석삽입홈(25)에 삽입되어 상면이 외부로 노출되되, 노출된 상면은 단부(24) 상면과 동일한 평면상에 위치되는 영구자석(M1)이 설치된다.

상기 윙팁(30)은 꼬리날개형상의 윙팁바디부(31)와, 제1자석삽입홈(25)과 상호 대향되게 윙팁바디부(31)의 하면에 형성되는 제2자석삽입홈(32), 윙팁바디부(31)의 하면으로부터 수직하게 돌출되어 핀홈(26)에 삽탈가능하게 끼워지는 핀(33) 및, 제2자석삽입홈(32)에 삽입되어 하면이 외부로 노출되고 자력을 매개로 영구자석(M1)과 상호 착탈가능하게 결합되되, 노출된 하면은 윙팁바디부(31)의 하면과 동일한 평면상에 위치되는 제2영구자석(M2)으로 구성된다.

본 실시 예의 경우, 상기 윙팁(30)의 핀(33)을 매개로 메인윙(20)의 단부(24)의 상면에 형성된 핀홈(26)에 끼우게 되면, 핀(33)이 핀홈(26)의 내측으로 인입되면서 윙팁(30)의 제2영구자석(M2)과 메인윙(20)의 제1영구자석(M1)이 자력을 매개로 상호 고정된다.

즉, 본 발명은 상기와 같이 메인윙(20)에 윙팁(30)을 쉽고 간편하게 탈부착할 수 있는 장점이 있다.

도 4는 메인윙과 윙팁의 다른 실시 예를 도시한 측면도이다.

한편, 또 다른 실시 예로서, 제1영구자석(M1)은 단부(24)의 상면보다 상대적으로 아래에 배치되고, 제2영구자석(M2)은 제1자석삽입홈(25)에 삽입되어 제1영구자석(M1)과 자력을 매개로 상호 결합될 수 있게 윙팁바디부(31)의 하면으로부터 돌출되게 형성하여 고정성이 좀 더 보장될 수 있도록 하였다.

이를 좀 더 구체적으로 설명하면, 도 4를 참조하면, 상기 제1영구자석(M1)은 제1자석삽입홈(25)에 인입되되, 제1영구자석(M1)이 메인윙(20)의 단부(24) 상면보다 상대적으로 아래에 위치되게 설치된다.

그리고 상기 제2영구자석(M2)은 제2자석삽입홈(32)에 일부가 삽입되고 나머지부분은 윙팁바디부(31)의 하면으로부터 돌출되게 설치된다.

상기와 같이 설치된 제2영구자석(M2)은 제1자석삽입홈(25)에 삽입되어 제1영구자석(M1)과 자력을 매개로 상호 결합하며, 메인윙(20)과 윙팁(30)이 서로 맞물린 형태로 결합된다.

그런데 앞선 실시 예들은, 비록 메인윙(20)과 윙팁(30)이 제1영구자석(M1)과 제2영구자석(M2)의 자력을 매개로 상호 고정되고, 핀홈(26)에 핀(33)이 수직하게 삽입되어 있다고 하더라도 윙팁(30)의 요동시 핀홈(26)으로부터 핀(33)이 (수직방향으로)이탈되기 쉬우며, 이에 따라 메인윙(20)으로부터 윙팁(30)이 분리될 수 있는 심각한 문제가 있다.

따라서, 본 실시 예에서는 상기 핀홈(26)을 일단(메인윙의 전방)에서 타단(메인윙의 후방)으로 갈수록 하향경사지게 형성하고, 핀(33) 또한 핀홈(26)에 대응되게 끼워질 수 있도록 경사지게 형성하여 메인윙(20)으로부터 윙팁(30)이 분리되는 것을 방지토록 하였다.

도 5는 메인윙과 윙팁의 또 다른 실시 예를 도시한 측면도이다.

즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 경사진 핀홈(26)과 핀(33)은 메인윙(20)과 윙팁(30)이 상호 쉽게 결합될 수 있게 안내하는 가이드역할을 하면서 메인윙(20)과 윙팁(30)이 서로 분리되는 것을 방지하는 역할을 함께 겸한다.

일 예로서, 상기 메인윙(20)의 경사진 핀홈(26)에 윙팁(30)의 경사진 핀(33)을 매개로 상호 결합한 상태에서 비행을 하게 되면, 도 5에 도시된 바와 같이, 비행속도가 증가할수록 핀(33)이 핀홈(26)으로 더 밀려 들어가려고 하기 때문에 메인윙(20)과 윙팁(30) 간의 고정성을 보다 확실하게 담보해줄 수 있어 메인윙(20)으로부터 윙팁(30)이 분리되는 문제를 획기적으로 개선할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 무인항공기는 활주로가 있는 곳 또는 무인항공기를 발사하기 위한 발사체가 있어야 활공이 가능하므로 사용상의 제약이 따른다.

이에 본 실시 예에서는 본체(1)를 구성하는 메인윙(20)에 수직 이·착륙이 가능하도록 하는 부양부(50)를 더 보강 구비하여 활주로나 발사체 없이도 사용 가능하도록 하였다.

도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 탈부착이 용이한 윙팁을 갖춘 해안선 측량을 위한 영상촬영용 무인항공기의 다른 실시 예를 도시한 평면도 및 저면도이다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 상기 부양부(50)는 메인윙(20)의 하면에 고정되는 카본판(51)과, 동체(10)와 나란하게 카본판(51)에 고정되는 장착대(52)와, 장착대(52)의 양단부에 각각 고정되는 모터(53)와, 모터(53)의 축에 고정되는 부양프로펠러(54)로 구성된다.

상기 카본판(51)은 메인윙(20)의 하면에 에폭시(epoxy)를 매개로 부착되어 고정되며, 장착대(52)가 메인윙(20)에 견고하게 고정될 수 있도록 하는 역할을 하면서 메인윙(20)의 강도를 보강해주는 기능을 겸한다.

상기 장착대(52)는 카본판(51)에 에폭시(epoxy)를 매개로 고정되어 동체(10)와 나란하게 배치된다.

일 예로서, 상기 장착대(52)를 메인윙(20)의 하면에 직접 고정하는 것이 실질적으로 쉽지 않고 설령 고정했다고 하더라도 쉽게 떨어지는 문제가 있다.

따라서, 본 실시 예에서는 1차적으로 메인윙(20)의 하면에 에폭시(epoxy)를 매개로 카본판(51)을 고정하여 메인윙(20)과 카본판(51) 간의 고정성을 높여 주고, 2차적으로 카본판(51)에 에폭시(epoxy)를 매개로 장착대(52)를 고정해 줌으로서 메인윙(20)과 장착대(52) 간의 고정성을 담보해 줄 수 있으며, 이에 따라 장착대(52)가 메인윙(20)으로부터 이탈(분리)되는 것을 방지할 수 있다.

본 실시 예에 의하면, 상기 본체(1)를 구성하는 메인윙(20)에 수직 이·착륙이 가능하도록 하는 부양부(50)를 보강해 줌으로서 활주로나 발사체 없이도 이·착륙이 가능해 사용상의 제약이 해소될 수 있는 이점이 있다.

도 8은 본 발명에 따른 탈부착이 용이한 윙팁을 갖춘 해안선 측량을 위한 영상촬영용 무인항공기의 또 다른 실시 예를 도시한 평면도이고, 도 9는 도 8의 요부를 확대발췌하여 보인 사시도이다.

한편, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 무인항공기는, 본체(1)와 윙팁(30), 에일러론 조정기(40), 부양부(50), 추력부(60), GPS모듈(70), 비행정보센서(80), 속도계(90), 가속도계(100), 제어부(110)로 구성로 구성될 수 있다.

상기 본체(1)는, 도 8에 도시된 바와 같이, 동체(10)와 메인윙(20)으로 구성된다.

상기 동체(10)는 바디부(11)와 촬영수단 거치대(12), 커버부(13) 및 연결대(14)로 구성된다.

상기 바디부(11)는 발포성형 경량재를 이용하여 제작한 것으로, 내부가 상방으로 개구되고, 양측면에는 내부와 연통되는 전선인입부(11a)가 일체로 형성되어 있다.

또한, 상기 바디부(11)의 내부에는 촬영수단 거치대(12)가 설치되며, 촬영수단 거치대(12)에는 해안선을 포함하는 주변을 촬영하고 촬영된 이미지를 저장하는 촬영수단(C)이 설치된다.

참고로, 상기 촬영수단(C)의 렌즈는 바디부(11)의 하부를 통해 노출된다.

또한, 상기 바디부(11)의 내부에는 각 장비들에 전원을 공급하는 배터리(B) 및 각 장비들로부터 신호를 전달받아 개별적으로 동작제어하는 제어부(110)가 설치된다.

또한, 상기 바디부(11)의 외면에는 GPS모듈(70)과 속도계(90)가 각각 설치된다.

한편, 상기 바디부(11)의 개구부는 착탈가능하게 설치되는 커버부(13)에 의해 폐구되며, 커버부(13)는 바디부(11)에 내설된 장비들이 외부로 노출되지 않게 가려주면서 보호해준다.

상기 연결대(14)는 바디부(11)에 관통되게 끼워져 바디부(11)의 양측면으로 돌출되는 부재로서, 메인윙(20)의 결합홈(22)에 삽탈가능하게 끼워져 바디부(11)와 메인윙(20)이 상호 연결될 수 있게 가이드하면서 메인윙(20)이 꺾이지 않게 보강해주는 기능을 한다.

도 8을 참조하면, 상기 메인윙(20)은 양력을 발생시켜주는 날개로서, 본 실시 예의 경우 동체(10)의 양측면에 배치되어 록킹부(L)를 매개로 상호 착탈가능하게 고정된다.

상기 메인윙(20) 또한 바디부(11)와 마찬가지로 발포성형 경량재를 이용하여 제작한다.

상기 메인윙(20)의 후단에는 메인윙(20)의 수평축을 중심으로 틸팅되는 에일러론(21)이 형성되고, 바디부(11)의 측면과 맞대어지는 면에는 연결대(11)가 삽탈가능하게 끼워지는 결합홈(22)과, 전선인입부(12)와 상호 연통되는 전선인출부(23)가 일체로 형성된다.

상기 에일러론(21)은 무인항공기의 전후축을 회전시키거나 또는 회전을 막아주는 역할을 한다.

참고로, 에일러론조정기(40)의 전선과 부양부(50)의 전선은 메인윙(20)의 내부로 인입되어 전선인출부(23)를 통해 인출되며, 전선인출부(23)로 노출된 전선은 전선인입부(12)를 관통해 제어부(110)에 각각 전기적으로 배선연결됨에 따라 전선의 외부 노출을 최소화할 수 있고, 이에 따라 비행저항을 최소화할 수 있어 배터리 소모를 줄일 수 있다.

도 9에 도시된 바와 같이, 상기 록킹부(L)는 바디부(11)와 메인윙(20)이 상호 착탈가능하게 결합될 수 있도록 해주는 결합수단이다.

이를 좀 더 상세하게 설명하면, 상기 록킹부(L)는 동체(10)의 양측 상면과 하면으로부터 메인윙(20)을 향해 돌출된 억류구(La)와, 메인윙(20)의 상면과 하면에 메인윙(20)의 전후방으로 슬라이드 이동가능하게 설치되어 억류구(La)를 구속하는 슬라이드락(Lb)으로 구성된다.

일 예로서, 상기 동체(10)의 양측면으로 메인윙(20)을 밀착하게 되면, 동체(10)의 억류구(La)와 메인윙(20)의 슬라이드락(Lb) 동일선상에 배치되며, 이때 슬라이드락(Lb)을 후방에서 전방으로 밀게 되면 억류구(La)가 슬라이드락(Lb)에 의해 감싸지면서 동체(10)와 메인윙(20)이 상호 결합된다.

반대로, 상기 슬라이드락(Lb)을 전방에서 후방으로 밀게 되면 억류구(La)가 슬라이드락(Lb)으로부터 억류상태가 해제되면서 동체(10)와 메인윙(20)은 서로 분리된다.

본 실시 예에 의하면, 상기와 같이 동체(10)와 메인윙(20)에 각각 억류구(La)와 슬라이드락(Lb)을 설치해 줌으로서 쉽고 간편하게 동체(10)와 메인윙(20)을 상호 연결하거나 분리할 수 있다.

도 9를 참조하면, 상기 에일러론조정기(40)는 모터(41)와 링크(42) 및 연결대(43)로 구성된 것으로서, 본 실시 예의 경우 에일러론(21)이 메인윙(20)의 수평축을 중심으로 상하로 틸팅되도록 하는 기능을 한다.

상기 모터(41)는 정방향과 역방향으로 회전이 가능한 축을 갖춘 서보모터로서, 본 실시 예의 경우 메인윙(20)에 내설된다.

상기 링크(42)는 일단이 모터(41)의 축에 고정되고 타단이 메인윙(20)의 상면으로 돌출된다.

상기 연결대(43)는 일단이 링크(42)에 회동가능하게 연결되고 타단이 에일러론(21)에 회동가능하게 연결된다.

일 예로서, 상기 모터(41)가 정방향으로 회전하게 되면, 모터(41)의 축에 고정된 링크(42)가 함께 정방향으로 회전하게 되고, 링크(42)의 회전으로 인해 링크(42)에 연결된 연결대(43)가 에일러론(21)을 향해 이동하게 되며, 이동되는 연결대(43)에 의해 에일러론(21)이 하방으로 틸팅된다.

반대로, 상기 모터(41)가 역방향으로 회전하게 되면 상기 작용의 역순에 의해 에일러론(21)은 상방으로 틸팅된다.

또한, 상기 메인윙(20)에 각각 설치된 에일러론조정기(40)를 이용하여 무인항공기를 선회시킬 수 있다.

일 예로, 오른쪽 메인윙(20)의 에일러론(21)이 에일러론조정기(40)에 회전되어 위로 올라가고, 왼쪽 메인윙(20)의 에일러론(21)이 에일러론조정기(40)에 의해 회전되어 아래로 내려가게 되면 자연스럽게 무인항공기는 오른쪽으로 선회하게 된다.

반대로, 오른쪽 메인윙(20)의 에일러론(21)을 에일러론조정기(40)를 이용해 아래로 내리고, 왼쪽 메인윙(20)의 에일러론(21)을 에일러론조정기(40)를 이용해 올리게 되면 무인항공기는 왼쪽으로 선회하게 된다.

도 8을 참조하면, 상기 부양부(50)는 카본판(51)과 장착대(52), 모터(53) 및 부양프로펠러(54)로 구성된 것으로서, 본 실시 예의 경우 수직방향으로 상승 또는 하강할 수 있도록 해준다.

상기 카본판(51)은 에일러론(21)에 간섭되지 않게 메인윙(20)의 하면에 에폭시(epoxy)를 매개로 부착되어 고정되며, 장착대(52)가 메인윙(20)에 견고하게 고정될 수 있도록 하는 역할을 하면서 메인윙(20)의 강도를 보강해주는 기능을 겸한다.

상기 장착대(52)는 카본판(51)에 에폭시(epoxy)를 매개로 고정되어 동체(10)와 나란하게 배치된다.

일 예로서, 상기 장착대(52)를 메인윙(20)의 하면에 직접 고정하는 것이 실질적으로 쉽지 않고 설령 고정했다고 하더라도 쉽게 떨어지는 문제가 있다.

따라서, 본 실시 예에서는 1차적으로 메인윙(20)의 하면에 에폭시(epoxy)를 매개로 카본판(51)을 고정하여 메인윙(20)과 카본판(51) 간의 고정성을 높여 주고, 2차적으로 카본판(51)에 에폭시(epoxy)를 매개로 장착대(52)를 고정해 줌으로서 메인윙(20)과 장착대(52) 간의 고정성을 담보해 줄 수 있으며, 이에 따라 장착대(52)가 메인윙(20)으로부터 이탈(분리)되는 것을 방지할 수 있다.

도 8을 참조하면, 상기 추력부(60)는 동체(61)의 후면에 설치되는 모터(61)와, 모터(61)의 축에 고정되는 추력프로펠러(62)로 구성된 것으로서, 본 실시 예의 경우 추력을 제공하는 역할을 하며, 제어부(110)에 의해 동작제어된다.

도 8을 참조하면, 상기 GPS모듈(70)은 동체(10)에 설치되어 위치위성(GPS위성)으로부터 GPS신호를 실시간으로 수신하기 위한 것이다.

일 예로서, 제어부(110)는 GPS모듈(70)에서 출력된 GPS신호로부터 현재정보(위도, 경도, 고도 등)를 산출하며, 기설정된 고도에 도달했다고 판단되면 추력부(60)를 동작제어하게 된다.

도 8을 참조하면, 상기 비행정보센서(80)는 동체(10)에 설치되어 진행방향을 확인할 수 있는 Compass센서와, 자세정보를 확인할 수 있는 IMU센서로 구성되며, 이를 통해 지도상에서 어느 방향을 향하고 있는지, 수평면과 얼마나 기울어져 있는지를 파악할 수 있다.

도 8을 참조하면, 상기 속도계(90)는 동체(10)에 설치되어 속도를 측정하는 피토튜브(Pitot tube)이다.

일 예로, 상기 피토튜브는 정면과 측면에 구멍을 뚫은 뾰족한 관 형태로 구성되어 유체의 흐름에 따라 놓으면 정면에 뚫은 구멍에는 유체의 정압과 동압을 더한 총합이, 측면구멍에는 정압이 걸리므로 양쪽의 압력차를 측정함으로써 베르누이 정리에 따라 흐름의 속도가 구해진다.

도 8을 참조하면, 상기 가속도계(100)는 동체(10)에 설치되어 가속도, 진동, 충격 등의 동적힘을 측정할 수 있는 센서로서, 본 발명에 따른 무인항공기의 기울어짐, 진동 또는 움직임을 감지한다.

한편, 구체적으로 도시하지는 아니하였지만, 동체(10)에는 무선방식으로 관리자와 통신할 수 있는 통신장비 및 송수신기가 설치될 수 있다.

상기 GPS모듈(70)과 비행정보센서(80), 속도계(90) 및 가속도계(100)는 해당분야에서 널리 공지된 기술이므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

도 8을 참조하면, 상기 제어부(110)는 일종의 컨트롤러로서, 본 실시 예의 경우 동체(10)에 내설된다.

일 예로서, 상기 제어부(110)에는 GCS(Ground Control Station)로부터 비행경로와 종횡 중복도, 비행고도, 이륙과 착륙에 대한 정보를 송수신기(미도시)를 통해 전달받아 이를 저장한다.

또한, 상기 제어부(110)는 부양부(50)를 동작제어하여 본 발명에 따른 무인항공기가 수직으로 이·착륙될 수 있게 한다.

또한, 상기 제어부(110)는 GPS모듈(70)에서 출력된 GPS신호로부터 산출된 고도 값을 통해 기설정된 고도에 도달되었다고 판단되면 추력부(60)가 동작되도록 제어한다.

또한, 상기 제어부(110)는 속도계(90)로부터 속도 값을 전달받아 기설정된 속도에 도달되었다고 판단되면 추력부(60)의 동작은 그대로 유지토록 한 상태에서 부양부(50)는 정지되도록 제어한다.

또한, 상기 제어부(110)는 설정된 비행경로를 따라 비행하는 과정에 기설정한 좌표를 통과할 경우 촬영수단(C)을 동작제어하여 영상을 촬영하고, 촬영된 영상이미지는 촬영수단(C)에 별도로 구비된 메모리에 저장된다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 작용을 설명한다.

먼저, 운영자는 무선조종기(미도시)를 이용하여 부양부(50)가 동작되도록 신호를 출력하게 되면, 제어부(110)는 부양부(50)의 모터(53)를 동작제어하여 부양프로펠러(54)를 회전시키게 되며, 이에 의해 본 발명에 따른 무인항공기가 수직으로 이륙하게 된다.

상기와 같이 수직으로 이륙될 때에 제어부(110)는 GPS모듈(70)에서 출력된 GPS신호로부터 산출된 고도 값을 통해 기설정된 고도에 도달되었다고 판단되면 이때부터 추력부(60)의 모터(61)를 동작제어하여 추력프로펠러(62)를 회전시키게 되며, 이에 의해 본 발명에 따른 무인항공기가 전진하게 된다.

한편, 상기 무인항공기의 전진시 동체(10)에 설치된 GPS모듈(70)과 비행정보센서(80), 속도계(90) 및 가속도계(100) 지속적으로 계측하며, 계측된 값은 제어부(110)로 전달된다.

특히, 상기 제어부(110)는 속도계(90)로부터 전달받은 속도 값을 기설정된 값과 상호 비교하여 기설정된 값보다 크면 추력부(60)의 모터(61)가 동작되고 있는 상태에서 부양부(50)의 모터(53)가 정지되도록 동작제어하게 되며, 이때부터 추력부(60)만으로 해안선을 따라 비행하면서 촬영수단(C)을 매개로 해안선을 촬영하고, 촬영된 이미지는 촬영수단(C)의 메모리카드(미도시)에 별도로 저장된다.

한편, 임무수행이 완료되면 제어부(110)는 추력부(60)를 천천히 멈추도록 동작제어하면서 동시에 부양부(50)가 동작하도록 제어하여 본 발명에 따른 무인항공기를 수직으로 착륙시켜 준다.

본 실시 예에 의하면, 해안선을 따라 비행하면서 촬영수단(C)을 이용해 해안선을 촬영하며 이를 통해 해안선의 변동 조사도 실시하면서 쉽고 간편하게 측량작업을 진행할 수 있다.

또한, 상기 부양부(50)를 통해 수직으로 이·착륙이 가능해 활주로가 근본적으로 필요 없고, 추력부(60)를 통해 장시간 고속으로 비교적 넓은 범위를 비행할 수 있으며, 연료소비가 적다는 이점이 있다.

또한, 본 실시 예에 의하면, 1차적으로 메인윙(20)의 하면에 에폭시(epoxy)를 매개로 카본판(51)을 고정하여 메인윙(20)과 카본판(51) 간의 고정성을 높여 주고, 2차적으로 카본판(51)에 에폭시(epoxy)를 매개로 장착대(52)를 고정해 줌으로서 메인윙(20)과 장착대(52) 간의 고정성을 담보해 줄 수 있으며, 이에 따라 장착대(52)가 메인윙(20)으로부터 이탈(분리)되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 실시 예에 의하면, 동체(10)와 메인윙(20)을 연결대(14)와 록킹부(L)를 매개로 착탈가능하게 결합 및 분리될 수 있게 구성함으로써 운반 및 보관이 매우 편리해지는 이점이 있다.

한편, 구체적으로 도시하지는 아니하였지만, 필요에 따라 방향타를 갖춘 (수직)꼬리날개가 동체(10)의 후방에 설치될 수도 있다.

한편, 본 실시 예의 경우 해안선 촬영을 위한 것으로 도시 및 기재하였지만, 필요에 따라 다양한 분야에서 적용될 수 있다.

본 발명은 기재된 구체적인 실시 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상범위 내에서 다양하게 변형 및 수정할 수 있음은 당업자에 있어서 당연한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

10: 동체 11: 바디부 12: 촬영수단 거치대
13: 커버부 14: 연결대 20: 메인윙
21: 에일러론 22: 결합홈 23: 전선인출부
24: 단부 25: 제1자석삽입홈 26: 핀홈
30: 윙팁 31: 윙팁바디부 32: 제2자석삽입홈
33: 핀 40: 에일러론조정기 41: 모터
42: 링크 43: 연결대 50: 부양부
51: 카본판 52: 장착대 53: 모터
54: 부양프로펠러 60: 추력부 61: 모터
62: 추력프로펠러 70: GPS 80: 속도계
90: 송수신기 100: 제어부 C: 촬영수단
B: 배터리 M1: 제1영구자석 M2: 제2영구자석

Claims (4)

1. 촬영수단(C)이 설치되는 촬영수단 거치대(12)가 구비된 동체(10)와, 동체(10)의 양측면에 형성되는 메인윙(20)으로 구성된 본체(1)가 설정된 경로를 따라 추력부(50)를 매개로 비행하면서 촬영수단(C)을 이용해 해안선 측량을 위한 영상을 촬영하는 무인항공기에 있어서,
   상기 메인윙(20)의 단부(24) 상면에는 착탈가능하게 설치되는 윙팁(30)이 더 보강 구비되되;
   상기 메인윙(20)의 단부(24)에는 제1영구자석(M1)과, 내부가 상방으로 개구된 핀홈(26)이 구비되고;
   상기 윙팁(30)에는 제1영구자석(M1)과 자력을 매개로 상호 결합하는 제2영구자석(M2)과, 핀홈(26)에 삽탈가능하게 끼워져 결합의 위치를 가이드하는 핀(33)이 구비되는 것을 특징으로 하는 탈부착이 용이한 윙팁을 갖춘 해안선 측량을 위한 영상촬영용 무인항공기.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1영구자석(M1)은 상면이 메인윙(20)의 상방으로 노출되게 인입되되, 제1영구자석(M1)의 상면은 단부(24)의 상면보다 상대적으로 아래에 배치되고;
   상기 제2영구자석(M2)은 일부가 윙팁(30)에 인입되고, 나머지 일부가 윙팁(30)으로부터 돌출되게 설치된 것을 특징으로 하는 탈부착이 용이한 윙팁을 갖춘 해안선 측량을 위한 영상촬영용 무인항공기.
   
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 핀홈(26)은 메인윙(20)의 전방에서 후방으로 갈수록 하향경사지게 형성되고;
   상기 핀(33)은 핀홈(26)에 대응되게 끼워질 수 있도록 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 탈부착이 용이한 윙팁을 갖춘 해안선 측량을 위한 영상촬영용 무인항공기.
   
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 메인윙(20)에는 수직 이·착륙이 가능하도록 하는 부양부(50)가 더 보강 구비되며;
   상기 부양부(50)는,
   상기 메인윙(20)의 하면에 고정되는 카본판(51)과, 동체(10)와 나란하게 카본판(51)에 고정되는 장착대(52)와, 장착대(52)의 양단부에 각각 고정되는 모터(53)와, 모터(53)의 축에 고정되는 부양프로펠러(54)로 구성된 것을 특징으로 하는 탈부착이 용이한 윙팁을 갖춘 해안선 측량을 위한 영상촬영용 무인항공기.
   

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