KR102009356B1 - 무인비행체 - Google Patents

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KR102009356B1
KR102009356B1 KR1020180017947A KR20180017947A KR102009356B1 KR 102009356 B1 KR102009356 B1 KR 102009356B1 KR 1020180017947 A KR1020180017947 A KR 1020180017947A KR 20180017947 A KR20180017947 A KR 20180017947A KR 102009356 B1 KR102009356 B1 KR 102009356B1
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control
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이인석
강기정
유병호
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한국기술교육대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 무인비행체에 관한 것이다. 본 발명에서 무인비행체(10)의 비행동체(100) 양측에는 한 쌍의 주날개(200)가 각각 탈부착 가능하게 구비된다. 상기 비행동체(100)의 후방에는 프레임(300)이 고정된다. 상기 프레임(300)에는 추력을 제공하는 꼬리날개(500)가 탈부착 가능하게 구비된다. 상기 비행동체(100)에는 하나 이상의 추력기(400)가 틸팅 가능하게 설치되어 상기 비행동체(100)의 자세를 변환시킨다. 상기 꼬리날개(500) 및 추력기(400)는 제어부(600)에 의해 제어된다. 상기 제어부(600)는 상기 꼬리날개(500) 및 추력기(400)의 동작을 제어하여 상기 비행동체(100)의 수평 상태 및 하강속도를 제어한다. 이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의하면, 제어부에 의해 추력기가 작동되면, 무인비행체의 자세 및 하강속도가 제어될 수 있으므로, 좁은 공간에서도 안전하고 정밀하게 착륙할 수 있고, 이와 동시에 충격에 의해 날개 및 꼬리가 본체로부터 원활하게 분리되므로 파손을 최소화 할 수 있는 이점이 있다.

Description

무인비행체{Unmanned Air vehicle}
본 발명은 무인비행체에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 상대적으로 좁은 공간에서도 착륙이 용이한 것과 동시에 착륙 시 파손되는 것을 최소화할 수 있도록 구성되는 무인비행체에 관한 것이다.
최근 항공 기술 및 통신 기술의 급격한 발전에 따라 정찰 및 탐사 목적으로 하는 무인비행체(Unmanned air vehicle)의 개발이 활발히 이루어지고 있으며, 이러한 무인비행체는 사람이 직접 탑승하여 수행하기에 위험하거나 어려운 작업도 가능하게 하는 이점이 있다.
이러한 무인비행체는 날개의 고정형태에 따라 비행체의 동체에 날개가 고정되는 고정익(fixed wing)과 동체의 중심축을 기준으로 날개가 회전하는 회전익(rotary wing)으로 나뉜다.
상기 고정익 무인비행체는 회전익 무인비행체에 비해 비행속도가 빠르고 연비와 체공 능력이 우수한 장점이 있다.
그러나, 상기 고정익 무인비행체는 실속 속도(stalling speed) 이상의 속도를 가져야 안전하게 착륙이 가능하며, 이를 위해서는 활주로와 같은 넓은 장소가 필요하다.
이러한 단점을 극복하기 위해 낙하산을 이용한 착륙 방법이나 그물망을 이용한 회수 방법 등이 사용되고 있다.
이러한 무인비행체의 회수 방법과 관련하여, 한국등록특허 제10-1267909호는 무인항공기용 낙하산 추출장치에 대해 개시하고 있다. 이와 같은 회수 방법은 정확한 위치에 착륙시키는 것이 어려우며 만약 무인비행체가 산 속이나 바다 등에 착륙하게 되면 회수가 어려운 문제가 발생할 수 있다.
또한, 한국공개특허 제2010-0133811호는 네트를 이용한 무인항공기의 착륙 유도 장치 및 방법에 개시하고 있는데, 그물망을 이용한 회수 방법은 회수 절차가 복잡하고 기체가 낮은 고도로 진입하므로 그물망 앞에 장애물이 없는 충분한 비행공간이 확보되어야 하는 단점이 있다.
따라서 좁은 공간에서도 착륙을 안정적으로 할 수 있도록 구성되는 무인비행체가 요구된다.
본 발명은 상기한 문제점을 개선하기 위해 발명된 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 좁은 공간에도 착륙을 안정적으로 할 수 있는 무인비행체를 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제는 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 무인비행체에 따르면, 비행동체; 상기 비행동체의 양측에 각각 탈부착 가능하게 구비되고, 상기 비행동체의 길이방향과 직교한 방향으로 연장되는 한 쌍의 주날개; 일단이 상기 비행동체의 후방에 고정되고, 타단이 상기 비행동체의 길이방향과 나란한 방향으로 연장되는 프레임; 상기 프레임에 탈부착 가능하게 구비되어 추력을 제공하는 꼬리날개; 상기 비행동체에 틸팅 가능하게 설치되어 상기 비행동체의 자세를 변환시키는 적어도 한 대 이상의 추력기; 및 상기 꼬리날개 및 추력기의 동작을 제어하여 상기 비행동체의 수평 상태 및 하강속도를 제어하는 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 추력기는, 상기 주날개와 인접한 상기 비행동체의 상부에 서로 이격되어 구비되는 한 쌍의 브래킷, 및 각각의 상기 브래킷에 힌지핀에 의해 틸팅 가능하게 결합되는 프로펠러를 포함하여 구성되고, 상기 프로펠러는, 비행상태인 경우에 상기 제어부의 제어에 의해 비행방향을 향하고, 착륙 중인 경우에는 상기 제어부의 제어에 의해 위쪽 방향으로 틸팅되는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 추력기는, 상기 비행동체의 후방에 구비되는 브래킷, 및 상기 브래킷에 힌지핀에 의해 틸팅 가능하게 결합되는 프로펠러를 포함하여 구성되고, 상기 프로펠러는, 비행상태인 경우에는 상기 제어부의 제어에 의해 비행방향을 향하고, 착륙 중인 경우에는 상기 제어부의 제어에 의해 상방으로 틸팅되는 것을 특징으로 한다.
상기 비행동체와 주날개는 연결부재에 의해 연결되고, 상기 연결부재는, 일단이 상기 주날개에 고정되고, 타단이 상기 비행동체를 향해 연장되는 한 쌍의 결합리브, 및 상기 비행동체의 상부에 상기 결합리브가 결합되는 방향으로 연장 형성되고, 상기 비행동체의 하방을 향해 일측이 개구되는 가이드슬릿으로 구성되어, 상기 결합리브가 상기 가이드슬릿에 결합됨으로써 상기 비행동체와 주날개가 결합되는 것을 특징으로 한다.
상기 결합리브의 타단 양측에는 걸이돌기가 각각 서로 반대되는 방향으로 돌출되게 구비되고, 상기 걸이돌기와 대응되는 위치의 상기 가이드슬릿 내측에는 상기 걸이돌기가 걸어지는 걸이홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 꼬리날개와 프레임은 결합부재에 의해 연결되고, 상기 결합부재는, 상기 프레임의 타단에 구비되는 레버 브래킷, 상기 레버 브래킷에 힌지핀에 의해 회동 가능하게 설치되는 결합레버, 및 상기 꼬리날개에 형성되어 상기 결합레버의 일단이 삽입되는 레버 삽입홈으로 구성되고, 상기 꼬리날개는, 비행상태인 경우에는 상기 제어부의 제어에 의해 비행방향을 향하고, 착륙 중인 경우에는 상기 제어부의 제어에 의해 상방으로 틸팅되는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는, 상기 비행동체 내에 설치되고, 상기 추력기로부터 연장되는 와이어와 연결되어 상기 추력기의 틸팅각도를 제어하는 액추에이터(actuator)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 무인비행체에 따르면, 비행동체에는 무인비행체가 딥스톨 상태에 들어서도록 하는 추력기가 틸팅 가능하게 설치되고, 추력기는 제어부에 의해 제어된다. 따라서, 제어부에 의해 추력기가 작동되면, 무인비행체의 자세 및 하강속도가 제어될 수 있으므로, 좁은 공간에서도 안전하고 정밀하게 착륙할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 무인비행체에 따르면, 추력기에 의해 무인비행체의 자세 및 하강속도를 제어할 수 있으므로, 안전하고 정밀하게 착륙시킬 수 있는 것과 동시에 충격에 의해 날개 및 꼬리가 본체로부터 원활하게 분리되므로 파손을 최소화 할 수 있는 효과도 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무인비행체의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무인비행체의 일부 구성을 나타내는 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무인비행체의 일부 구성을 나타내는 측면 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무인비행체의 일부 구성을 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 무인비행체의 일부 구성을 나타내는 분해 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 무인비행체의 동작을 나타내는 동작상태도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 무인비행체의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 무인비행체의 구성을 나타내는 저면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 무인비행체의 제어부의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 무인비행체의 착륙 과정을 개략적으로 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
실시예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.
마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.
도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 무인비행체의 구성이 사시도로 도시되어 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 무인비행체(10)에는 비행동체(100)가 구비된다. 상기 비행동체(100)는 아래에서 설명될 주날개(200), 꼬리날개(500), 제어부(600)가 결합되는 부분이다.
상기 비행동체(100)의 내부에는 설치공간(미도시)이 형성될 수 있다. 상기 설치공간()에는 제어부(600), 상기 제어부(600)에 동력을 전달하는 배터리 등이 배치된다.
본 실시예에서, 상기 비행동체(100)의 상부에는 날개고정부(101)가 구비될 수 있다. 상기 날개고정부(101)는 상기 비행동체(100)의 길이방향과 직교하는 방향으로 연장 형성된다. 상기 날개고정부(101)는 주날개(200)가 결합되는 부분으로, 상기 비행동체(100)와 일체로 형성될 수 있다.
도 1 내지 도 3 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 날개고정부(101)의 양측에는 각각 주날개(200)가 탈부착 가능하게 결합된다. 상기 주날개(200)는 상기 비행동체(100)의 좌우 측면에 각각 배치되어 양력을 받는 부분이다.
본 실시예에서, 상기 주날개(200)는 고정익으로 형성될 수 있다. 이때, 상기 주날개(200)는 상기 비행동체(100)를 중심으로 상기 비행동체(100)의 길이방향과 직교하는 방향으로 각각 연장 형성된다. 이때, 상기 주날개(200)는 상기 날개고정부(101)로부터 멀어지는 방향으로 상향 경사지게 형성될 수 있다.
한편, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 비행동체(100)와 주날개(200)는 연결부재에 의해 연결될 수 있다. 상기 연결부재는 상기 비행동체(100)와 주날개(200)가 서로 탈부착 가능하게 결합될 수 있도록 하는 역할을 한다. 이는 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 무인비행체(10)가 착륙할 때의 충격에 의해 상기 주날개(200)가 파손되는 것을 최소화 하기 위함이다.
본 실시예에서, 상기 연결부재는 결합리브(200) 및 가이드슬릿(110)으로 구성될 수 있다. 상기 결합리브(200)는 대략 막대 형상으로, 일단이 상기 주날개(200)에 연결되고, 타단이 상기 비행동체(100)를 향해 연장 형성된다. 상기 결합리브(200)는 한 쌍으로 서로 소정 간격 이격되어 형성된다. 상기 결합리브(200)는 상기 가이드슬릿(110)에 삽입되는 부분으로, 상기 주날개(200)와 비행동체(100)를 연결시키는 역할을 한다.
상기 가이드슬릿(110)은 상기 비행동체(100)의 날개고정부(101)에 형성된다. 상기 가이드슬릿(110)은 상기 결합리브(200)가 결합되는 방향으로 연장 형성된다. 상기 가이드슬릿(110)은 상기 비행동체(100)의 하방을 향해 일측이 개구되게 형성된다. 상기 가이드슬릿(110)은 상기 결합리브(200)가 삽입되어 결합되는 부분이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 결합리브(210)의 타단 양측에는 걸이돌기(212)가 구비된다. 상기 걸이돌기(212)는 상기 결합리브(210)의 연장방향과 직교한 방향으로 돌출되게 형성된다. 상기 걸이돌기(212)는 아래에서 설명될 걸이홈(120)에 걸어지는 부분이다. 즉, 상기 걸이돌기(212)는 걸이홈(120)에 걸어짐으로써 상기 결합리브(210)가 상기 가이드슬릿(110)으로부터 임의로 분리되는 것이 방지된다.
상기 가이드슬릿(110) 내측에는 걸이홈(120)이 형성된다. 상기 걸이홈(120)은 상기 걸이돌기(212)가 삽입되어 걸어지는 부분이다. 상기 걸이홈(120)은 상기 걸이홈(120)은 상기 가이드슬릿(110)과 교차하는 방향으로 상기 가이드슬릿(110)과 동일한 방향으로 연장 형성된다.
본 실시예에서, 도시되지는 않았지만, 상기 주날개(200)와 상기 날개고정부(101)가 접하는 면에는 각각 자석 및 자성체가 구비될 수 있다. 이는 상기 주날개(200)와 상기 날개고정부(101)가 비행 상태일 때에는 서로 견고하게 결합된 상태를 유지하도록 하기 위한 것이다.
그리고 본 실시예에서, 상기 주날개(200)는 상기 날개고정부(101)로부터 완전히 분리되지 않고, 결합리브(200)에 의해 연결 상태를 유지할 수 있다. 이는 착륙 시 충격에 의해 상기 주날개(200)가 너무 멀리 날라가는 것을 방지하기 위함이다.
한편, 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 비행동체(100)의 상부, 즉, 날개고정부(101)의 상부에는 추력기(400)가 틸팅 가능하게 설치된다. 본 실시예에서, 상기 추력기(400)는 한 쌍으로, 상기 주날개(200)와 인접한 상기 날개고정부(101)의 상부에 서로 이격되어 설치된다. 상기 추력기(400)는 상기 비행동체(100)의 자세를 변환시키는 역할을 한다. 상기 추력기(400)는 상기 무인비행체(10)의 피치각을 급격히 증가시킬 수 있다.
예를 들어, 도 10에 도시된 바와 같이, 제어부(600)에 의해 제어되면, 화살표 방향과 같이 추력기(400)에 힘이 작용하여 피치각이 급격히 증가될 수 있다. 이때, 피치각은 45도 이상 90도 이하로 급격히 증가되며, 무인비행체(10)가 딥 스톨(deep stall) 상태에 들어서게 할 수 있다. 딥 스톨 방식은 무인비행체(10)가 비교적 좁은 공간에서 큰 각도로 착륙하는 것을 가능하게 하는 것이다.
본 실시예에서, 상기 추력기(400)는 브래킷(410) 및 프로펠러(430)로 구성된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 브래킷(410)은 상기 날개고정부(101)의 상부로부터 전방을 향해 연장되어 구비된다. 상기 브래킷(410)은 상기 날개고정부(101)와 일체로 형성될 수 있다. 상기 브래킷(410)은 상기 프로펠러(430)가 틸팅 가능하게 설치되는 부분이다.
상기 브래킷(410)에는 프로펠러(430)가 틸팅 가능하게 결합된다. 상기 프로펠러(430)는 아래에서 설명될 모터(미도시)로부터 동력을 전달받아 회전된다. 상기 프로펠러(430)는 상기 브래킷(410)을 관통하여 회전 가능하게 설치되는 힌지핀(미도시)에 의해 상기 브래킷(410)에 틸팅 가능하게 결합된다. 본 실시예에서, 상기 프로펠러(430)는 수평으로 비행하는 상태를 기준으로 하였을 때 -90도 에서 +90도 사이의 각도로 틸팅 가능하다.
상기 힌지핀의 일단에는 와이어 고정부재(400)가 구비될 수 있다. 상기 와이어 고정부재(400)는 아래에서 설명될 액추에이터(A)와 연결되는 와이어(W)가 연결되는 부분이다. 즉, 상기 와이어(W)의 동작에 의해 상기 와이어 고정부재(400)가 당겨지거나 풀어짐으로써, 상기 힌지핀과 연결된 프로펠러(430)의 각도가 제어되는 것이다.
상기 프로펠러(430)는 비행상태인 경우에는 제어부(600)의 제어에 의해 비행방향을 향하고, 착륙 중인 경우에는 제어부(600)의 제어에 의해 상방으로 틸팅된다.
이때, 착륙 중일 경우에는 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 프로펠러(430)가 상방으로 틸팅되어 회전됨으로써, 상기 무인비행체(10)가 딥 스톨(deep stall) 상태가 되도록 한다.
한편, 본 실시예에서는, 추력기(400)가 상기 주날개(200)와 인접한 상기 날개고정부(101)의 상부에 한 쌍이 서로 이격되어 설치되지만 반드시 이에 한정되는 것은 아니아. 예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이, 추력기(400')는 비행동체(100)의 후방에 하나만 구비될 수도 있다. 이때, 추력기(400')는 비행동체(100)의 후방에 구비되는 브래킷(410) 및 브래킷(410)에 힌지핀에 의해 틸팅 가능하게 결합되는 프로펠러(430)로 구성된다.
한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 비행동체(100)의 후방에는 프레임(300)이 구비된다. 상기 프레임(300)은 대략 바 형상으로, 상기 비행동체(100)와 일체로 구비될 수 있다. 상기 프레임(300)의 일단은 상기 비행동체(100)의 후방에 고정되고, 타단은 상기 비행동체(100)의 길이방향과 나란한 방향으로 연장되어 형성된다.
한편, 도 1와 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 프레임(300)의 타단에는 꼬리날개(500)가 구비된다. 상기 꼬리날개(500)는 대략 판 형상으로, 추력을 제공하는 역할을 한다. 상기 꼬리날개(500)는, 비행상태인 경우에는 제어부(600)의 제어에 의해 비행방향을 향하고, 착륙 중인 경우에는 제어부(600)의 제어에 의해 상방으로 틸팅된다. 본 실시예에서, 상기 꼬리날개(500)는 탈부착 가능하게 구비된다. 이는 도 6에 도시된 바와 같이, 착륙 시 충격에 의해 분리됨으로써 파손을 최소화 하기 위한 것이다.
본 실시예에서, 상기 꼬리날개(500)와 프레임(300)은 결합부재(540)에 의해 연결된다. 상기 결합부재(540)는 상기 꼬리날개(500)를 상기 프레임(300)으로부터 탈부착 가능하게 연결시키는 역할을 한다. 상기 결합부재(540)는 레버 브래킷(541), 결합레버(542) 및 레버 삽입홈(550)으로 구성될 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 프레임(300)의 타단에는 레버 브래킷(541)이 구비된다. 상기 레버 브래킷(541)은 대략 'ㄷ' 자 형상으로, 결합레버(542)가 회동 가능하게 설치되는 부분이다.
상기 레버 브래킷(541)에는 힌지핀(P)에 의해 상기 결합레버(542)가 회동 가능하게 설치된다. 본 실시예에서, 상기 결합레버(542)는 대략 'ㄱ'자 형상으로, 레버 삽입홈(550)에 삽입되는 삽입결합부(543) 및 상기 삽입결합부(543)로부터 직교하는 방향으로 연장되는 조작부(545)로 구성될 수 있다.
상기 조작부(545)는 아래에서 설명될 제어부(600)와 연결된 와이어(W)의 일단과 연결되는 부분이다. 즉, 상기 조작부(545)가 상기 제어부(600)에 의해 제어됨으로써, 상기 삽입결합부(543)는 상기 힌지핀(P)을 중심으로 틸팅된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 꼬리날개(500)에는 레버 삽입홈(550)이 형성된다. 상기 레버 삽입홈(550)은 상기 결합레버(542)의 삽입결합부(543)가 삽입되는 부분이다. 상기 레버 삽입홈(550)은 상기 삽입결합부(543)가 삽입되는 방향으로 연장되어 형성된다.
상기 레버 삽입홈(550)의 입구와 인접한 상기 꼬리날개(500)에는 힌지홈(552)이 형성된다. 상기 힌지홈(552)은 상기 결합부재(540)의 힌지핀(P)의 양단이 각각 삽입되어 걸어지는 부분이다. 상기 힌지홈(552)은 상기 힌지핀(P)을 향해 일측이 개구되게 형성된다. 이는 상기 꼬리날개(500)가 상기 결합레버(542)로부터 분리될 때 간섭되지 않도록 하기 위한 것이다.
한편, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 비행동체(100), 주날개(200) 및 꼬리날개(500)와 인접한 프레임(300)의 저면에는 복수 개의 센서(S)가 구비될 수 있다. 상기 센서(S)는 상기 비행동체(100), 주날개(200) 및 꼬리날개(500) 측의 수평 상태를 감지하여 수평감지 값을 제어부(600)에 전달하는 역할을 한다. 본 실시예에서, 상기 센서(S)는 자이로 센서 또는 수평 감지 센서 등일 수 있다.
한편, 상기 비행동체(100) 내에는 제어부(600)가 설치된다. 상기 제어부(600)는 상기 추력기(400) 및 꼬리날개(500)의 수평 상태 및 하강 속도를 제어하는 역할을 한다.
본 실시예에서, 상기 제어부(600)는 액추에이터(A), 메모리(610), 및 프로세서(620)를 포함할 수 있다. 다만, 도 9에 도시된 제어부(600)는 본 발명의 하나의 구현 예에 불과하며, 도 9에 도시된 구성 요소들을 기초로 하여 여러가지 변형이 가능하다.
상기 메모리(610)는 다수 의 프로그램이 저장되는 곳으로, 추가적으로 생성되거나 상기 센서(S) 등으로부터 송수신된 정보를 저장할 수 있다. 이때, 프로그램은 서버를 통해 다운로드 되어 제어부(600)에 설치되거나, 제어부(600) 제작 시 설치된 것일 수 있다. 상기 메모리(610)는 DRAM, SRAM과 같은 휘발성 메모리, 또는 플래쉬 메모리, SSD와 같은 비휘발성 메모리일 수 있으나 본 발명이 이에 한정된 것은 아니다.
상기 프로세서(620)는 프로그램의 실행에 따라 비행 중인 무인비행체(10)가 딥 스톨 상태에 들어서도록 추력기(400)를 동작시킨다. 이때, 상기 프로세서(620)는 상기 무인비행체(10)의 피치각을 증가시키고, 무인비행체(10)의 속도 벡터의 방향이 지면을 향하도록 추력기(400)를 동작시킨다. 이와 같이, 프로세서(620)는 추력기(400)를 동작시켜 무인비행체(10)의 수평 상태 및 하강 속도를 제어한다.
상기 액추에이터(A)는 상기 비행동체(100) 내부에 복수 개가 구비될 수 있다. 상기 액추에이터(A)는 각각 상기 추력기(400) 및 결합부재(540)에 동력을 전달하는 역할을 하는 것으로, 와이어(W)에 의해 서로 연결될 수 있다. 상기 액추에이터(A)는 제어부(600)에 의해 제어된다.
한편, 도 10은 하강 속도가 감소되는 동작의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 10을 참조하면, 추력기(400)는 무인비행체(10)의 하강속도를 줄일 수 있다. 예를 들어, 상기 추력기(400)를 작동시키면, 즉, 상기 추력기(400)가 비행 방향으로부터 90도 각도로 틸딩되어 작동하면, 화살표 방향과 같이 추력기(400)에 힘이 작용하며, 하강속도가 빠르게 감속될 수 있다.
이와 같이, 제어부(600)에 의해 제어되면, 도 10에 도시된 화살표 방향과 같이 추력기(400)에 힘이 작용하여 피치각이 급격히 증가될 수 있다. 이때, 피치각은 45도 이상 90도 이하로 급격히 증가되며, 무인비행체(10)가 딥 스톨(deep stall) 상태에 들어서게 할 수 있다. 딥 스톨 방식은 무인비행체(10)가 비교적 좁은 공간에서 큰 각도로 착륙하는 것을 가능하게 하는 것이다.
이때, 하강속도가 일정값에 도달하게 되면, 추력기(400)는 작동될 수 있으며, 무인비행체(10)가 착륙하는 순간에는 하강속도가 0에 근접하도록 추력기가 상기 제어부(600)에 의해 제어될 수 있다. 이와 같이, 상기 무인비행체(10)는 비교적 좁은 공간에 큰 각도로 착륙할 수 있다.
이와 같이, 상기 제어부(600)에 의해 추력기(400)가 작동되면, 무인비행체(10)의 자세 및 하강속도가 제어될 수 있으므로, 좁은 공간에서도 안전하고 정밀하게 착륙할 수 있고, 상기 무인비행체(10)가 지면에 닿는 순간 충격에 의해 상기 주날개(200) 및 꼬리날개(500)가 비행동체(100)로부터 분리될 수 있으므로, 파손을 최소화 할 수 있다.
한편, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
10: 무인비행체 100: 비행동체
101: 날개고정부 110: 가이드슬릿
200: 주날개 200: 결합리브
210: 걸이돌기 300: 프레임
400: 추력기 410: 브래킷
430: 프로펠러 440: 와이어 고정부재
500: 꼬리날개 540: 결합부재
541: 레버 브래킷 542: 결합레버
543: 삽입결합부 545: 조작부
550: 레버삽입홈 552: 힌지홈
600: 제어부 610: 메모리
620: 프로세서 A: 액추에이터
S:센서

Claims (7)

  1. 비행동체;
    상기 비행동체의 양측에 각각 탈부착 가능하게 구비되고, 상기 비행동체의 길이방향과 직교한 방향으로 연장되는 한 쌍의 주날개;
    일단이 상기 비행동체의 후방에 고정되고, 타단이 상기 비행동체의 길이방향과 나란한 방향으로 연장되는 프레임;
    상기 프레임의 타단에 결합부재에 의해 탈부착 가능하게 연결되어 추력을 제공하는 꼬리날개;
    상기 비행동체에 틸팅 가능하게 설치되어 상기 비행동체의 자세를 변환시키는 적어도 하나 이상의 추력기; 및
    상기 꼬리날개 및 추력기의 동작을 제어하여 상기 비행동체의 수평 상태 및 하강속도를 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 결합부재는,
    상기 프레임의 타단에 구비되는 레버 브래킷;
    상기 레버 브래킷에 힌지핀에 의해 회동 가능하게 설치되는 결합레버; 및
    상기 꼬리날개에 형성되어 상기 결합레버의 일단이 삽입되는 레버 삽입홈을 포함하며,
    상기 꼬리날개는,
    비행상태인 경우에는 상기 제어부의 제어에 의해 비행방향을 향하고, 착륙 중인 경우에는 상기 제어부의 제어에 의해 상방으로 틸팅되는 것을 특징으로 하는 무인 비행체.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 추력기는,
    상기 주날개와 인접한 상기 비행동체의 상부에 서로 이격되어 구비되는 한 쌍의 브래킷, 및
    각각의 상기 브래킷에 힌지핀에 의해 틸팅 가능하게 결합되는 프로펠러를 포함하여 구성되고,
    상기 프로펠러는, 비행상태인 경우에 상기 제어부의 제어에 의해 비행방향을 향하고, 착륙 중인 경우에는 상기 제어부의 제어에 의해 상방으로 틸팅되는 것을 특징으로 하는 무인비행체.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 추력기는,
    상기 비행동체의 후방에 구비되는 브래킷, 및
    상기 브래킷에 힌지핀에 의해 틸팅 가능하게 결합되는 프로펠러를 포함하여 구성되고,
    상기 프로펠러는, 비행상태인 경우에는 상기 제어부의 제어에 의해 비행방향을 향하고, 착륙 중인 경우에는 상기 제어부의 제어에 의해 상방으로 틸팅되는 것을 특징으로 하는 무인 비행체.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 비행동체와 주날개는 연결부재에 의해 연결되고,
    상기 연결부재는,
    일단이 상기 주날개에 고정되고, 타단이 상기 비행동체를 향해 연장되는 한 쌍의 결합리브, 및
    상기 비행동체의 상부에 상기 결합리브가 결합되는 방향으로 연장 형성되고, 상기 비행동체의 하방을 향해 일측이 개구되는 가이드슬릿으로 구성되어,
    상기 결합리브가 상기 가이드슬릿에 결합됨으로써 상기 비행동체와 주날개가 결합되는 것을 특징으로 하는 무인비행체.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 결합리브의 타단 양측에는 걸이돌기가 각각 서로 반대되는 방향으로 돌출되게 구비되고,
    상기 걸이돌기와 대응되는 위치의 상기 가이드슬릿 내측에는 상기 걸이돌기가 걸어지는 걸이홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 무인비행체.
  6. 삭제
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 비행동체 내에 설치되고, 상기 추력기로부터 연장되는 와이어와 연결되어 상기 추력기의 틸팅각도를 제어하는 액추에이터(actuator)를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인비행체.
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CN113619779A (zh) * 2021-08-16 2021-11-09 佛山智壹科技有限公司 垂起固定翼无人机

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