KR102219272B1 - Drone capable of repositioning propeller shaft and control method of drone - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 프로펠러 축의 위치 조정이 가능한 드론 및 그 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복수개의 프로펠러 중 일부에 이상이나 고장이 발생하여 정상 작동이 불가능한 상황이 발생하여도, 다른 프로펠러들의 위치를 조정하여 비행 안정성과 비행 지속성을 유지할 수 있는 프로펠러 축의 위치 조정이 가능한 드론 및 그 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a drone capable of adjusting the position of a propeller shaft and a control method thereof, and more particularly, to adjust the position of other propellers even when a situation in which normal operation is impossible due to an abnormality or failure occurs in some of a plurality of propellers. Thus, it relates to a drone capable of adjusting the position of a propeller shaft that can maintain flight stability and flight continuity, and a control method thereof.
멀티콥터(multicopter)란 여러 개의 회전 날개를 이용하여 하늘을 나는 비행체를 의미한다. 최근에는 대체로 드론(drone)과 유사한 의미로 사용되고 있다. Multicopter refers to an aircraft flying in the sky using several rotating wings. Recently, it is generally used in a similar meaning to a drone.
여기서 드론(drone)은 사람이 탑승하지 않은 무인항공기를 총칭하는 용어이다. 대체로 무선전파에 의해 조종되는 드론은 처음에는 공군기, 고사포 또는 미사일의 요격 연습용으로 군사적으로 사용되었다. Here, drone is a generic term for unmanned aerial vehicles that are not occupied by humans. Drones, largely controlled by radio waves, were initially used militarily for intercepting exercises of air force aircraft, anti-aircraft guns, or missiles.
점차 무선기술이 발달함에 따라 단순히 요격 연습용뿐만 아니라 군용 정찰기, 각종 무기를 장착하여 표적시설 파괴용으로 사용되기에 이르렀다. As wireless technology gradually developed, it was not only used for intercept practice, but also for military reconnaissance aircraft and various weapons to be used to destroy target facilities.
공격용 드론을 보면 대체로 전투기와 유사한 형상을 하고 있다. 프로펠러 대신에 일반 전투기와 같이 몸체의 중간부위에 양측방향으로 배치되는 한 쌍의 대형 양력 날개와 드론의 방향을 제어하는 한 쌍의 꼬리 날개가 배치되는 형태를 가진다. If you look at an attack drone, it has a shape similar to that of a fighter. Instead of a propeller, a pair of large lift wings arranged in both directions in the middle of the body and a pair of tail wings that control the direction of the drone are arranged in the middle part of the body like a normal fighter.
물론 공격용 드론 중에서 멀티콥터와 같이 복수개의 프로펠러가 방사방향으로 배치되며 자유로운 방향으로 기동하는 형태도 있다. Of course, among attack drones, like a multicopter, a plurality of propellers are arranged in a radial direction, and there are forms that maneuver in a free direction.
이러한 날개 형태 또는 멀티콥터 형태의 드론은 정찰 또는 폭탄투하 등과 같은 목적으로 사용되고 있다. These wing-shaped or multicopter-shaped drones are used for purposes such as reconnaissance or bombing.
최근에는 드론의 활용도가 보다 확대되고 있다. 소형 드론을 개발하여 레저용으로 사용하고 있고, 드론 조종 경진 대회가 열릴 정도로 드론의 대중화는 점차 확대되는 추세이다. 그리고 배송업계에서도 드론을 이용하여 주문받은 상품을 수송하는 배송메카니즘을 계획 및 실행하고 있다. In recent years, the use of drones is expanding. Small drones have been developed and used for leisure purposes, and the popularization of drones is gradually expanding to the extent that drone control competitions are held. In addition, the delivery industry is planning and executing a delivery mechanism that transports ordered goods using drones.
이러한 추세에 발맞춰 세계 각국의 주요 기업들은 드론 관련 산업을 유망 신사업으로 보고 투자활동 및 기술개발에 매진하고 있다. In line with this trend, major companies around the world are focusing on investment activities and technology development, seeing the drone-related industry as a promising new business.
드론의 일 형태로 일반적으로 상용화된 멀티콥터 형태의 드론은 드론바디를 기준으로 하여 복수개의 프로펠러가 드론바디의 방사방향으로 배치되어 있다. 통상 4개, 6개, 8개의 프로펠러가 장착된 드론이 대중화되어 있다.As a form of drone, a multicopter-type drone that is generally commercialized has a plurality of propellers arranged in the radial direction of the drone body based on the drone body. Usually, drones equipped with 4, 6, or 8 propellers are popular.
이러한 프로펠러 구동 방식의 드론의 경우, 복수개의 프로펠러가 양력을 발생하여 드론바디의 비행 균형을 유지하고 비행 안정성을 확보하게 된다. In the case of such a propeller-driven drone, a plurality of propellers generate lift to maintain the flight balance of the drone body and secure flight stability.
그런데, 만약 특정 프로펠러에 이상이 발생하여 회전속도가 정상이지 않거나 또는 고장으로 인해 작동하지 않는다면, 대부분의 경우 드론은 비행 안정성을 상실하고 추락하게 된다. However, if an abnormality occurs in a specific propeller and the rotation speed is not normal or does not operate due to a failure, in most cases the drone loses flight stability and falls.
지면으로 추락한 드론은 충격을 받고 상당수는 파손이 발생하게 된다. 이때 고가의 드론은 많은 드론 수리비가 요구되며, 파손이 심한 경우에는 드론 수리가 불가하여 구매비용은 그대로 손실이 된다.Drones that fall to the ground are impacted and many of them are damaged. At this time, expensive drones require a lot of drone repair costs, and if the damage is severe, the drone cannot be repaired, so the purchase cost is lost.
따라서, 프로펠러 구동 방식의 드론에서 복수개의 프로펠러 중 일부에 이상이나 고장이 발생하더라도, 추락을 방지하기 위해 드론의 비행 안정성을 유지할 수 있는 기술 방안이 당해 기술분야에서 요구되고 있다. Therefore, in a propeller-driven drone, even if an abnormality or failure occurs in some of the plurality of propellers, a technical method capable of maintaining the flight stability of the drone in order to prevent a fall is required in the art.
본 발명은 상기와 같이 관련 기술분야의 과제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 복수개의 프로펠러 중 일부에 이상이나 고장이 발생하여 정상 작동이 불가능한 상황이 발생하여도, 다른 프로펠러들의 위치를 조정하여 비행 안정성과 비행 지속성을 유지할 수 있는 프로펠러 축의 위치 조정이 가능한 드론 및 그 제어방법을 제공하는 데에 있다.The present invention was conceived to solve the problems of the related art as described above, and an object of the present invention is to position other propellers even when a situation in which normal operation is impossible due to abnormality or failure occurs in some of the plurality of propellers. It is to provide a drone that can adjust the position of the propeller shaft that can maintain flight stability and flight continuity by adjusting the drone and its control method.
상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명은 프로펠러 축의 위치 조정이 가능한 드론에 관한 것으로, 개구부가 형성된 드론바디; 일측부는 상기 드론바디의 개구부를 관통하며 상기 드론바디의 내부로 배치되고, 타측부에는 프로펠러가 장착되며, 상기 드론바디의 방사방향을 따라 복수개가 배치되는 프로펠러 축; 및 상기 드론바디에 배치되고 상기 복수개의 프로펠러 축에 각각 연계되며, 상기 프로펠러 축의 위치를 조정하는 조정수단;을 포함하되, 상기 조정수단은, 상기 복수개의 프로펠러축에 장착된 복수개의 프로펠러 중 일부 프로펠러에 이상이 발생한 경우에, 정상 작동하는 프로펠러들이 장착된 프로펠러 축들의 위치를 조정할 수 있다. The present invention for achieving the above objects relates to a drone capable of adjusting the position of a propeller shaft, comprising: a drone body having an opening; A propeller shaft in which one side passes through the opening of the drone body and is disposed inside the drone body, a propeller is mounted on the other side, and a plurality of propeller shafts are disposed along a radial direction of the drone body; And an adjusting means disposed on the drone body and connected to each of the plurality of propeller shafts, and adjusting a position of the propeller shaft; wherein the adjusting means includes some propellers among a plurality of propellers mounted on the plurality of propeller shafts. If an abnormality occurs, the position of the propeller shafts with normally operating propellers can be adjusted.
또한, 본 발명의 실시예에서 상기 조정수단은, 상기 드론바디의 내부에 배치되는 축브라켓; 상기 축브라켓에 연결되고, 중앙측에는 돌출된 구면부가 형성되며, 상기 구면부의 내측에는 곡률이 형성되고 적어도 일부면은 개방된 샤프트하우징이 형성되는 축샤프트; 일단부는 상기 프로펠러 축에 연결되고, 상기 샤프트하우징에 배치되는 구 형상의 축단베어링; 상기 드론바디의 내부에 배치되는 캠모터; 일부는 상기 캠모터와 기어박스로 연결되고, 다른 일부에는 관통되고 대향되는 내측면에는 곡률이 형성된 캠베어링하우징이 형성되는 캠; 및 상기 캠베어링하우징에 배치되고, 중앙측으로는 상기 프로펠러 축이 관통하는 원형 링 형상의 인터베어링;을 포함할 수 있다. In addition, in an embodiment of the present invention, the adjusting means may include: an axis bracket disposed inside the drone body; A shaft shaft connected to the shaft bracket, having a protruding spherical portion formed at a central side, a curvature formed inside the spherical portion, and having an open shaft housing at least partially; One end is connected to the propeller shaft, and a spherical shaft end bearing disposed on the shaft housing; A cam motor disposed inside the drone body; A cam having a cam bearing housing having a curvature formed on an inner surface that is partially connected to the cam motor and a gearbox, and penetrates into the other portion and faces the cam; And a circular ring-shaped inter-bearing disposed on the cam bearing housing and passing through the propeller shaft toward the center.
또한, 본 발명의 실시예에서 상기 조정수단은, 상기 드론바디의 내부에 배치되는 센터모터; 상기 회전축에 연결되는 축브라켓; 상기 축브라켓에 연결되고, 중앙측에는 돌출된 구면부가 형성되며, 상기 구면부의 내측에는 곡률이 형성되고 적어도 일부면은 개방된 샤프트하우징이 형성되는 축샤프트; 일단부는 상기 프로펠러 축에 연결되고, 상기 샤프트하우징에 배치되는 구 형상의 축단베어링; 상기 개구부에 배치되고, 상기 프로펠러 축의 곡선 방향 이동을 안내하는 가이드홀이 형성된 가이드블록; 및 상기 프로펠러 축에 형성된 베어링홈에 배치되고, 상기 가이드홀을 따라 이동하는 가이드베어링;을 포함할 수 있다. In addition, in an embodiment of the present invention, the adjustment means may include a center motor disposed inside the drone body; A shaft bracket connected to the rotation shaft; A shaft shaft connected to the shaft bracket, having a protruding spherical portion formed at a central side, a curvature formed inside the spherical portion, and having an open shaft housing at least partially; One end is connected to the propeller shaft, and a spherical shaft end bearing disposed on the shaft housing; A guide block disposed in the opening and having a guide hole for guiding movement of the propeller shaft in a curved direction; And a guide bearing disposed in a bearing groove formed in the propeller shaft and moving along the guide hole.
또한, 본 발명의 실시예에서 상기 조정수단은, 상기 드론바디의 내부에 배치되는 센터모터; 상기 회전축에 연결되는 축브라켓; 상기 축브라켓에 연결되고, 중앙측에는 돌출된 구면부가 형성되며, 상기 구면부의 내측에는 곡률이 형성되고 적어도 일부면은 개방된 샤프트하우징이 형성되는 축샤프트; 일단부는 상기 프로펠러 축에 연결되고, 상기 샤프트하우징에 배치되는 구 형상의 축단베어링; 및 상기 개구부에 배치되고, 상기 프로펠러 축의 곡선 방향 이동을 안내하는 축 서포트유닛;을 포함할 수 있다.In addition, in an embodiment of the present invention, the adjustment means may include a center motor disposed inside the drone body; A shaft bracket connected to the rotation shaft; A shaft shaft connected to the shaft bracket, having a protruding spherical portion formed at a central side, a curvature formed inside the spherical portion, and having an open shaft housing at least partially; One end is connected to the propeller shaft, and a spherical shaft end bearing disposed on the shaft housing; And a shaft support unit disposed in the opening and guiding movement of the propeller shaft in a curved direction.
또한, 본 발명의 실시예에서 상기 축 서포트유닛은, 상기 개구부에 장착되고, 상부에는 곡선 형상의 제1 레일이 배치되고 하부에는 곡선 형상의 제2 레일이 배치되며, 중앙부에는 아치 형상의 프레임홀이 형성되는 레일프레임; 내측에서 상기 제1 레일에 대응되는 부위에는 상기 제1 레일을 따라 이동하는 제1 롤러가 배치되고, 내측에서 상기 프로펠러 축에 대응되는 부위에는 제1 블록홈이 형성되며, 하측면에는 상기 프로펠러 축의 상부가 삽입 배치되는 제1 축홈이 형성되는 제1 블록; 내측에서 상기 제2 레일에 대응되는 부위에는 상기 제2 레일을 따라 이동하는 제2 롤러가 장착되고, 내측에서 상기 프로펠러 축에 대응되는 부위에는 제2 블록홈이 형성되며, 상측면에는 상기 프로펠러 축의 하부가 삽입 배치되는 제2 축홈이 형성되는 제2 블록; 상기 제1,2 블록을 연결하고, 나사산 조절 방식으로 상기 제1,2 블록간의 간격을 조절하는 링크빔; 상기 프로펠러 축에서 상기 제1,2 블록홈에 대응되는 위치에 배치되는 탄성재질의 완충패드; 상기 제1,2 블록홈에 배치되고 상기 완충패드와 연결되며, 상기 프로펠러 축의 진동을 흡수하는 탄성체; 상기 제1,2 블록 사이의 간격으로 이물질이 유입되는 것을 방지하기 위해, 상기 제1,2 블록이 서로 마주하는 면에 배치되는 브러쉬; 및 상기 프레임홀로 이물질이 유입되는 것을 방지하기 위해, 상기 프레임홀과 상기 제1,2 블록의 양측부간에 연결되며 배치되고 자바라 구조의 블라인드;를 포함할 수 있다. In addition, in an embodiment of the present invention, the shaft support unit is mounted in the opening, a curved first rail is disposed at an upper portion, a curved second rail is disposed at a lower portion, and an arch-shaped frame hole is disposed at the center portion. Rail frame is formed; A first roller moving along the first rail is disposed in a portion corresponding to the first rail from the inside, a first block groove is formed in a portion corresponding to the propeller shaft from the inside, and a first block groove is formed on the lower side of the propeller shaft. A first block in which a first shaft groove in which an upper portion is inserted and disposed is formed; A second roller moving along the second rail is mounted at a portion corresponding to the second rail from the inside, a second block groove is formed at a portion corresponding to the propeller shaft from the inside, and a second block groove is formed on the upper side of the propeller shaft. A second block in which a second shaft groove in which a lower portion is inserted and disposed is formed; A link beam connecting the first and second blocks and adjusting a spacing between the first and second blocks through a thread adjustment method; A buffer pad made of an elastic material disposed at a position corresponding to the first and second block grooves on the propeller shaft; An elastic body disposed in the first and second block grooves, connected to the buffer pad, and absorbing vibrations of the propeller shaft; A brush disposed on a surface of the first and second blocks facing each other to prevent foreign matters from flowing into the gaps between the first and second blocks; And a blind connected and disposed between the frame hole and both sides of the first and second blocks, and having a bellows structure in order to prevent foreign substances from entering the frame hole.
또한, 본 발명의 실시예에서 상기 프로펠러의 작동상태와 상기 조정수단의 작동을 연계하여 제어하는 제어부;를 더 포함하되, 상기 제어부는, 상기 프로펠러의 회전속도를 측정하는 회전속도 측정모듈; 상기 회전속도 측정모듈에서 측정한 회전속도 정보를 분석하여 프로펠러의 상태를 진단하는 프로펠러 진단모듈; 상기 프로펠러 진단모듈에서 진단한 프로펠러 진단정보를 운용자의 단말기로 송출하는 통신모듈; 상기 프로펠러 진단모듈에서 특정 프로펠러의 이상을 진단한 경우, 프로펠러의 정지상태 또는 프로펠러의 회전성능 저하상태를 구분하고, 각 구분된 상태에 대응하여 다른 나머지 프로펠러들의 이동 각도를 계산하는 연산모듈; 상기 연산모듈에서 연산한 이동 각도에 따라 다른 나머지 프로펠러들의 위치를 조정하기 위해 모터를 제어하는 모터 제어모듈; 상기 프로펠러 진단모듈에서 특정 프로펠러의 이상을 진단한 경우, 드론의 비행 유지 및 페이로드값 유지를 위한 다른 나머지 프로펠러들의 변환 소비전력값을 연산하고 적용하는 출력 관리모듈; 및 상기 프로펠러 진단모듈에서 진단한 프로펠러 진단정보 및 상기 연산모듈에서 연산한 이동 각도 정보를 저장하는 데이터 관리모듈;을 포함할 수 있다. In addition, in an embodiment of the present invention, a control unit for controlling an operation state of the propeller and an operation of the adjustment means may be further included, wherein the control unit includes: a rotation speed measurement module for measuring a rotation speed of the propeller; A propeller diagnostic module for diagnosing a state of a propeller by analyzing the rotation speed information measured by the rotation speed measurement module; A communication module for transmitting the propeller diagnosis information diagnosed by the propeller diagnosis module to an operator's terminal; When the propeller diagnosis module diagnoses an abnormality of a specific propeller, a calculation module for classifying a stop state of the propeller or a state of deterioration in rotational performance of the propeller, and calculating a moving angle of the other propellers corresponding to each of the separated states; A motor control module for controlling a motor to adjust the positions of other propellers according to the moving angle calculated by the calculation module; When the propeller diagnosis module diagnoses an abnormality of a specific propeller, an output management module that calculates and applies a converted power consumption value of other propellers for maintaining the flight and payload value of the drone; And a data management module for storing propeller diagnosis information diagnosed by the propeller diagnosis module and movement angle information calculated by the calculation module.
본 발명인 드론 제어방법은, 각 프로펠러들의 회전속도를 측정하는 단계; 측정된 회전속도 정보를 분석하여 각 프로펠러들의 상태를 진단하는 단계; 진단된 각 프로펠러들의 상태 정보를 운용자의 단말기로 실시간으로 통신하는 단계; 모든 프로펠러들이 정상 작동되는지 여부를 판단하는 단계; 비정상 작동 또는 고장이 발생한 프로펠러를 선별하는 단계; 비정상 작동상태 또는 고장상태에 따라 정상 작동하는 프로펠러들의 이동 각도를 연산하는 단계; 프로펠러 진단정보 및 연산된 이동 각도 정보를 데이터화하는 단계; 정상 작동하는 프로펠러들의 위치를 조정하는 단계; 및 정상 작동하는 프로펠러들의 위치 조정에 따라 소비전력 변환값을 연산하고 배터리 출력을 재적용하는 단계;를 포함하여 구성될 수 있다.The method of controlling a drone according to the present invention includes the steps of measuring the rotational speed of each propeller; Analyzing the measured rotational speed information to diagnose the condition of each propeller; Communicating status information of each of the diagnosed propellers to an operator's terminal in real time; Determining whether all propellers are normally operated; Selecting a propeller in which abnormal operation or failure has occurred; Calculating a moving angle of the propellers operating normally according to an abnormal operating state or a fault state; Converting propeller diagnosis information and calculated moving angle information into data; Adjusting the positions of the propellers operating normally; And calculating a converted power consumption value and reapplying the battery output according to the position adjustment of the propellers operating normally.
본 발명에 따르면, 복수개의 프로펠러 중 일부에 이상이나 고장이 발생하여 정상 작동이 불가능한 상황이 발생하더라도, 다른 프로펠러들의 위치를 조정하여 드론의 비행 안정성과 비행 지속성을 유지할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, even if a situation in which normal operation is impossible due to an abnormality or failure occurs in some of a plurality of propellers, there is an effect of maintaining flight stability and flight continuity of a drone by adjusting the positions of other propellers.
이는 드론의 추락 및 조정불능 상태를 방지할 수 있어, 드론의 파손을 예방할 수 있으며, 그에 따라 발생될 수 있는 드론의 수리/유지비를 절감할 수 있는 효과가 있다.This can prevent the drone from falling and uncontrollable, thereby preventing the damage of the drone, and thereby reducing the repair/maintenance cost of the drone that may occur.
도 1a는 본 발명의 실시예에 따른 드론에서 프로펠러 축 이동 전 상태를 나타낸 도면.
도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 드론에서 일부 프로펠러의 이상 발생에 따라 다른 프로펠러 축을 이동하는 상태를 나타낸 도면.
도 2a는 본 발명인 드론에서 조정수단 구조에 대한 제1 실시예를 나타낸 도면.
도 2b는 도 2a에 개시된 조정수단을 통해 프로펠러 축을 이동시키는 상태를나타낸 도면.
도 3a은 도 2a에 개시된 조정수단에서 프로펠러 축을 이동시키기 위한 캠의 회전상태를 나타낸 도면.
도 3b는 도 3b에 개시된 캠의 회전상태에 따른 프로펠러 축의 아치 방향 이동을 나타낸 도면.
도 4는 본 발명인 드론에서 조정수단 구조에 대한 제2 실시예를 나타낸 도면.
도 5a는 도 4에 개시된 가이드블록의 일 형태를 나타낸 도면.
도 5b는 도 4에 개시된 가이드블록의 다른 형태를 나타낸 도면.
도 6은 본 발명인 드론에서 조정수단 구조에 대한 제3 실시예를 나타낸 도면.
도 7은 도 6에 개시된 A-A 부분에 대한 단면도.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 드론에서 제어부의 구성을 나타낸 도면.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 드론에서 프로펠러 축의 위치 조정을 수행하는 제어방법을 나타낸 도면.1A is a view showing a state before moving a propeller shaft in a drone according to an embodiment of the present invention.
1B is a view showing a state of moving another propeller shaft in response to an abnormality of some propellers in the drone according to an embodiment of the present invention.
Figure 2a is a view showing a first embodiment of the structure of the control means in the present invention drone.
Figure 2b is a view showing a state in which the propeller shaft is moved through the adjusting means disclosed in Figure 2a.
Figure 3a is a view showing a rotation state of the cam for moving the propeller shaft in the adjusting means disclosed in Figure 2a.
3B is a view showing the movement of the propeller shaft in the arch direction according to the rotational state of the cam disclosed in FIG. 3B.
Figure 4 is a view showing a second embodiment of the structure of the control means in the present invention drone.
Figure 5a is a view showing one form of the guide block disclosed in Figure 4;
Figure 5b is a view showing another form of the guide block disclosed in Figure 4;
6 is a view showing a third embodiment of the structure of the control means in the present invention drone.
7 is a cross-sectional view of the AA portion disclosed in FIG. 6.
8 is a diagram showing the configuration of a control unit in a drone according to an embodiment of the present invention.
9 is a view showing a control method for performing position adjustment of a propeller shaft in a drone according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 프로펠러 축의 위치 조정이 가능한 드론 및 그 제어방법의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하도록 한다. Hereinafter, preferred embodiments of a drone capable of adjusting the position of a propeller shaft according to the present invention and a control method thereof will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
이하 설명되는 각각의 실시예들 및 각각의 구조들은 개별적으로 설명되더라도, 서로 상충되지 않는 범위내에서 하나의 실시예로 통합되어 적용되고 설계될 수 있다. Although each of the embodiments and respective structures described below are individually described, they may be integrated into one embodiment and applied and designed within a range not in conflict with each other.
도 1a 내지 도 3b를 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 드론(100)은 드론바디(200), 프로펠러 축(300) 및 조정수단(500)을 포함하여 구성될 수 있다. Referring to FIGS. 1A to 3B, the
상기 드론바디(200)의 내부는 상기 조정수단(500)이 배치될 수 있도록 일정 공간이 형성될 수 있고, 외측 둘레를 따라 복수개의 개구부(210)가 형성될 수 있다. 상기 개구부(210)의 개수는 상기 프로펠러 축(300)의 개수에 대응될 수 있다. A predetermined space may be formed in the
도 1a 및 도 1b에는 본 발명의 기술적 특징을 용이하게 설명하기 위해 원통 형상의 드론바디(200)를 개시하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것이 아니고 본 발명의 기술적 특징이 적용될 수 있는 다른 형태도 가능하다. 1A and 1B discloses a
상기 프로펠러 축(300)은 상기 드론바디(200)의 방사방향을 따라 복수개가 소정 간격을 두고 배치될 수 있다. A plurality of
상기 프로펠러 축(300)의 일측부는 상기 드론바디(200)의 개구부(210)를 관통하며 상기 드론바디(200)의 내부로 배치될 수 있다. 이때 상기 프로펠러 축(300)은 상기 드론바디(200)의 내부에서는 상기 조정수단(500)과 연계될 수 있다. 그리고 상기 프로펠러 축(300)의 타측부에는 프로펠러(400)가 장착될 수 있다. One side of the
상기 조정수단(500)은 상기 드론바디(200)에 배치되고 상기 복수개의 프로펠러 축(300)과 각각 연계될 수 있다. 상기 조정수단(500)은 상기 프로펠러 축(300)의 위치를 조정하도록 구성될 수 있다. The adjusting means 500 may be disposed on the
기능적으로 상기 조정수단(500)은 상기 복수개의 프로펠러 축(300)에 장착된 복수개의 프로펠러(400) 중 일부 프로펠러에 이상이 발생한 경우에, 정상 작동하는 프로펠러들이 장착된 프로펠러 축(300)들의 위치를 이동시켜 드론(100)의 비행 안정성과 비행 지속성을 유지하는 기능을 수행할 수 있다. Functionally, the adjustment means 500 is the position of the
도 2a 및 도 2b를 참고하면, 이러한 기능 수행을 위한 상기 조정수단(500)의 제1 실시예에서는 축브라켓(511), 축샤프트(512), 축단베어링(515), 캠모터(521), 기어박스(522), 캠(531) 및 인터베어링(533)을 포함하여 구성될 수 있다. 2A and 2B, in the first embodiment of the adjusting means 500 for performing these functions, the
상기 축브라켓(511)은 상기 드론바디(200)의 내부에 배치될 수 있으며, 상기 축샤프트(512)를 결합하기 위해 양측부가 상방향으로 절곡된 형태일 수 있다. The
상기 축샤프트(512)는 양단부가 상기 축브라켓(511)에 회전 가능하게 연결될 수 있다. 그리고 상기 축샤프트(512)의 중앙측에는 돌출된 형태의 구면부(513)가 형성될 수 있으며, 상기 구면부(513)의 내측에는 곡률이 형성되고 적어도 일부면은 개방된 샤프트하우징(514)이 형성될 수 있다. Both ends of the
상기 축단베어링(515)은 상기 샤프트하우징(514)에 배치되고, 상기 축단베어링(515)의 일단부는 상기 프로펠러 축(300)에 연결될 수 있다. 상기 축단베어링(515)의 일단부를 제외한 나머지 부분은 상기 샤프트하우징(514)의 내면 곡률에 대응되는 구 형상으로 이뤄져 있어, 상기 샤프트하우징(514)의 내부에서 상하좌우로 다양한 움직임이 가능할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 상기 축단베어링(515)은 구 형상의 볼베어링 형태일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. The shaft end bearing 515 may be disposed on the
도 2a 및 도 2b를 참고하면, 상기 축단베어링(515)이 상기 샤프트하우징(514)의 내부에서 이탈되지 않으며, 비교적 자유로운 움직임이 가능함을 확인할 수 있다. 이는 상기 축단베어링(515)과 연결된 상기 프로펠러 축(300)의 자유로운 움직임이 가능함을 확인해 줄 수 있다.2A and 2B, it can be seen that the shaft end bearing 515 is not separated from the inside of the
상기 캠모터(521)는 상기 드론바디(200)의 내부에 배치될 수 있다. 본 발명의 실시예에서 상기 캠모터(521)는 정밀한 각도 조정이 가능한 스텝모터일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. The
도 3a를 참고하면, 상기 캠(531)은 타원 형상일 수 있다. 그리고 상기 캠(531)의 일부는 상기 캠모터(521)와 기어박스(522)로 연결될 수 있으며, 상기 캠(531)의 다른 일부는 관통되고 대향되는 내측면에는 곡률이 형성된 캠베어링하우징(532)이 형성될 수 있다. Referring to FIG. 3A, the
상기 기어박스(522)는 상기 캠모터(521)의 회전축에 연결되는 제1 기어(523), 상기 제1 기어(523)를 지지하는 제1 서포트베어링(525), 상기 캠(531)의 일부에 연결되는 제2 기어(524) 및, 상기 제2 기어(524)를 지지하는 제2 서포트베어링(526)이 내장될 수 있다. The
상기 제1,2 기어가 서로 맞물려 회전하면서 상기 캠모터(521)의 구동에 따라 상기 캠(531)이 회전할 수 있다. As the first and second gears engage with each other and rotate, the
상기 인터베어링(533)은 상기 캠베어링하우징(532)에 배치되고, 중앙측에는 상기 프로펠러 축(300)이 관통하는 원형 링 형상일 수 있다. 상기 인터베어링(533)의 외주면은 상기 캠베어링하우징(532)의 내주면 곡률에 대응되는 곡률로 형성될 수 있다. The inter-bearing 533 may be disposed on the
도 2a 및 도 2b를 참고하면, 상기 인터베어링(533)은 상기 캠베어링하우징(532)의 내부에서 상하좌우로 비교적 자유로운 움직임이 가능함을 확인할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 상기 인터베어링(533)은 볼베어링의 일종 형태일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 이는 상기 인터베어링(533)과 연결된 상기 프로펠러 축(300)이 상기 캠(531)에서 자유로운 움직임이 가능함을 확인할 수 있다. Referring to FIGS. 2A and 2B, it can be seen that the inter-bearing 533 can move relatively freely up, down, left, and right inside the
상기 조정수단(500)의 제1 실시예에 따른 작동방식을 살펴보도록 한다.The operation method according to the first embodiment of the adjustment means 500 will be described.
우선 도 3a를 참고하면, 드론의 비행시 최초 프로펠러 축(300)은 회전 중심축선(P0)에 위치할 수 있다. 특정 프로펠러에 이상이 발생하고, 정상 작동하는 프로펠러가 장착된 프로펠러 축(300)을 이동할 필요가 발생할 수 있다. First, referring to FIG. 3A, when the drone is in flight, the
정상 작동하는 프로펠러가 장착된 프로펠러 축(300)을 회전시키기 위해, 운용자의 컨트롤러 조작 또는 자동제어가 수행되고, 그에 따라 연산된 이동 각도에 따라 상기 캠모터(521)가 회전하게 된다. In order to rotate the
이에 따라 상기 제1 기어(523)가 제1 서포트베어링(525)에 의해 지지되며 정해진 각도만큼 회전하고, 상기 제1 기어(523)와 맞물려 있는 상기 제2 기어(524)가 제2 서포트베어링(526)에 의해 지지되며 회전하게 된다. Accordingly, the
상기 제2 기어(524)는 상기 캠(531)과 연결되어 있어, 상기 제2 기어(524)의 회전량만큼 상기 캠(531)은 도 3a에서와 같이 회전하게 된다. Since the
상기 캠(531)과 상기 프로펠러 축(300)은 상기 인터베어링(533)에 의해 연결되어 있으므로, 상기 프로펠러 축(300)은 회전 중심축선(P0)을 기준으로 하여 P1 축선 또는 P2 축선 방향으로 아치 형상을 그리며 상기 개구부(210)상에서 곡선을 그리며 이동하게 된다. Since the
결과적으로는 연산된 이동 각도만큼 도 2a의 위치 또는 도 2b의 위치로 프로펠러 축(300)의 위치가 이동되며 조정을 하게 된다.As a result, the position of the
도 3b를 참고하면, 프로펠러 축(300)이 회전 중심축선(P0)에 위치하는 경우 프로펠러 축(300)은 드론에 대해 수평하게 위치한다. 이후에 캠(531)의 동작에 따라 프로펠러 축(300)이 P1 축선 또는 P2 축선 방향으로 아치 형상을 그리며 이동하면 프로펠러 축(300)은 하방향을 바라보게 된다. 이에 따라 프로펠러 축(300)들에 장착된 프로펠러(400)들에서 분사되는 공기(C)의 방향도 변경되게 된다. Referring to FIG. 3B, when the
한편, 도 4 및 도 5a, 도 5b을 참고하면, 상기 조정수단(500)의 제2 실시예에서는 센터모터(540), 축브라켓(511), 축샤프트(512), 축단베어링(515), 가이드블록(552) 및 가이드베어링(551)을 포함하여 구성될 수 있다. Meanwhile, referring to FIGS. 4 and 5A and 5B, in the second embodiment of the adjusting means 500, the
상기 센터모터(540)는 드론(100) 바디의 내부에 배치될 수 있으며, 회전축은 상방향을 향해 배치될 수 있다. 본 발명의 실시예에서 상기 센터모터(540)는 스텝모터일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. The
상기 축브라켓(511)은 상기 센터모터(540)의 회전축에 연결될 수 있으며, 상기 축샤프트(512)를 결합하기 위해 양측부가 상방향으로 절곡된 형태일 수 있다. The
상기 축샤프트(512)는 양단부가 상기 축브라켓(511)에 회전 가능하게 연결될 수 있다. 그리고 상기 축샤프트(512)의 중앙측에는 돌출된 형태의 구면부(513)가 형성될 수 있으며, 상기 구면부(513)의 내측에는 곡률이 형성되고 적어도 일부면은 개방된 샤프트하우징(514)이 형성될 수 있다. Both ends of the
상기 축단베어링(515)은 상기 샤프트하우징(514)에 배치되고, 상기 축단베어링(515)의 일단부는 상기 프로펠러 축(300)에 연결될 수 있다. 상기 축단베어링(515)의 일단부를 제외한 나머지 부분은 상기 샤프트하우징(514)의 내면 곡률에 대응되는 구 형상으로 이뤄져 있어, 상기 샤프트하우징(514)의 내부에서 상하좌우로 다양한 움직임이 가능할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 상기 축단베어링(515)은 구 형상의 볼베어링 형태일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. The shaft end bearing 515 may be disposed on the
상기 가이드블록(552)은 상기 드론바디(200)의 외측 둘레에 형성된 개구부(210)에 배치될 수 있으며, 상기 프로펠러 축(300)의 곡선 방향 이동을 안내하는 가이드홀(553)이 형성될 수 있다. The
도 5a 및 도 5b을 참고하면, 상기 가이드홀(553)은 아치 형상으로 형성될 수 있다. 상기 가이드홀(553)은 도 5a에서와 같이 상방향으로 아치 형상을 형성하거나 또는 도 5b에서와 같이 하방향으로 아치 형상을 형성할 수 있다.5A and 5B, the
도 4을 참고하면, 상기 가이드베어링(551)은 상기 프로펠러 축(300)에 형성된 베어링홈에 배치될 수 있다. 상기 프로펠러 축(300)에서 상기 가이드홀(553)에 대응되는 부위에는 둘레를 따라 상기 베어링홈이 가공될 수 있으며, 상기 베어링홈은 상기 가이드베어링(551)이 이탈되지 않도록 하기 위함이다. 상기 가이드베어링(551)은 상기 프로펠러 축(300)이 아치 형상의 상기 가이드홀(553)을 따라 부드럽게 곡선 방향 이동을 할 수 있도록 구성될 수 있다.Referring to FIG. 4, the guide bearing 551 may be disposed in a bearing groove formed in the
상기 조정수단(500)의 제2 실시예에 따른 작동방식을 살펴보도록 한다.Let us look at the operation method according to the second embodiment of the adjustment means 500.
우선 도 5a 및 도 5b을 참고하면, 드론의 비행시 최초 프로펠러 축(300)은 회전 중심축선(P0)에 위치할 수 있다. 특정 프로펠러에 이상이 발생하고, 정상 작동하는 프로펠러가 장착된 프로펠러 축(300)을 이동할 필요가 발생할 수 있다. First, referring to FIGS. 5A and 5B, when the drone is in flight, the
정상 작동하는 프로펠러가 장착된 프로펠러 축(300)을 회전시키기 위해, 운용자의 컨트롤러 조작 또는 자동제어가 수행되고, 그에 따라 연산된 이동 각도에 따라 상기 센터모터(540)가 회전하게 된다. In order to rotate the
이에 따라 상기 센터모터(540)의 회전축에 연결된 상기 축브라켓(511) 및 상기 축샤프트(512)가 회전하게 된다. 상기 축샤프트(512)의 구면부(513)에 형성된 샤프트하우징(514)에는 축단베어링(515)이 배치되어 있고, 축단베어링(515)은 프로펠러 축(300)과 연결되어 있으므로, 궁극적으로는 프로펠러 축(300)이 위치를 이동하게 된다.Accordingly, the
상기 프로펠러 축(300)에는 가이드베어링(551)이 배치되어 있고, 가이드베어링(551)은 가이드홀(553)을 따라 이동한다. 도 5a 및 도 5b에서와 같이, 상기 가이드홀(553)은 아치 형상으로 구성되어 있어, 상기 프로펠러 축(300)은 아치 형상을 따라 곡선을 이루며 정해진 연산값만큼 이동하며 위치가 조정되게 된다.A guide bearing 551 is disposed on the
즉, 상기 프로펠러 축(300)은 회전 중심축선(P0)을 기준으로 하여 P1 축선 또는 P2 축선 방향으로 연산된 각도만큼 아치 형상을 그리며 상기 가이드홀(553)상에서 곡선을 그리며 이동하게 된다. That is, the
한편, 도 6 및 도 7을 참고하면, 상기 조정수단(500)의 제3 실시예에서는 센터모터(540), 축브라켓(511), 축샤프트(512), 축단베어링(515) 및 축 서포트유닛(600)을 포함하여 구성될 수 있다.On the other hand, referring to Figures 6 and 7, in the third embodiment of the adjustment means 500, the
상기 센터모터(540), 축브라켓(511), 축샤프트(512) 및 축단베어링(515)의 구성은 상기 조정수단(500)의 제2 실시예와 동일하므로, 도 4 및 도 5a, 도 5b을 통해 구조를 파악하고, 이하 설명은 생략하도록 한다. 이하에서는 상기 축 서포트유닛(600)에 대해 설명하도록 한다. The configuration of the
상기 축 서포트유닛(600)은 상기 개구부(210)에 배치되고, 상기 프로펠러 축(300)의 곡선 방향 이동을 안내하는 기능을 수행할 수 있다. The
이러한 상기 축 서포트유닛(600)은 레일프레임(610), 제1 블록(620), 제2 블록(630), 링크빔(640), 완충패드(651), 탄성체(650), 브러쉬(660) 및 블라인드(670)를 포함하여 구성될 수 있다. The
상기 레일프레임(610)은 상기 드론바디(200)의 개구부(210)에 장착되고, 상부에는 곡선 형상의 제1 레일(612)이 배치되고, 하부에는 곡선 형상의 제2 레일(613)이 배치될 수 있다. 그리고 중앙부에는 아치 형상의 프레임홀(611)이 형성될 수 있다. The
상기 제1 블록(620)의 내측에서 상기 제1 레일(612)에 대응되는 부위에는 상기 제1 레일(612)을 따라 이동하는 제1 롤러(622)가 배치될 수 있다. 그리고 상기 제2 블록(630)의 내측에서 상기 제2 레일(613)에 대응되는 부위에는 상기 제2 레일(613)을 따라 이동하는 제2 롤러(632)가 배치될 수 있다. A
상기 제1,2 롤러(622,632)는 상기 제1,2 블록(620,630)의 내측에 복수개가 배치될 수 있으며, 이에 따라 상기 제1,2 블록(620,630)이 상기 레일프레임(610)을 부드럽게 이동할 수 있도록 할 수 있다. A plurality of the first and
또한, 상기 제1 블록(620)의 하측부에는 상기 프로펠러 축(300)의 상부가 삽입 배치되는 제1 축홈(621)이 형성될 수 있다. 그리고 상기 제2 블록(630)의 상측부에는 상기 프로펠러 축(300)의 하부가 삽입 배치되는 제2 축홈(631)이 형성될 수 있다. In addition, a
상기 제1,2 축홈(621,631)의 내측면은 상기 프로펠러 축(300)의 외측면 형상에 대응되는 형상으로 구현될 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 상기 프로펠러 축(300)은 원형 단면으로 구성됨에 따라 상기 제1,2 축홈(621,631)은 각각 반원 형상으로 구현될 수 있다. The inner side surfaces of the first and
상기 링크빔(640)은 상기 제1,2 블록(620,630)을 연결하고, 나사산 조절 방식으로 상기 제1,2 블록(620,630)간의 간격을 조절할 수 있다. 도 7을 참고하면, 상기 링크빔(640)은 다각 형상부(640a) 및 다각 형상부(640a)의 상부와 하부에 각각 연결된 나사산부(640b,640c)를 포함함을 알 수 있다. 제작자는 렌치와 같은 도구를 이용하여 상기 다각 형상부(640a)를 회전시켜 나사산부(640,b640c)의 체결 정도를 조절할 수 있다. 이때 상기 나사산부(640,640c)는 서로 반대방향으로 나사산 방향이 형성될 수 있다. The
또한, 상기 제1 블록(620)의 내측에서 상기 프로펠러 축(300)에 대응되는 부위에는 제1 블록홈(623)에 형성될 수 있다. 그리고 상기 제2 블록(630)의 내측에서 상기 프로펠러 축(300)에 대응되는 부위에는 제2 블록홈(633)에 형성될 수 있다.In addition, a portion of the
상기 완충패드(651)는 상기 프로펠러 축(300)에서 상기 제1,2 블록홈(623,633)에 대응되는 위치에 배치될 수 있다. 상기 완충패드(651)는 2개의 반원 형상의 패드가 결합된 형태일 수 있다. The
그리고 상기 탄성체(650)는 상기 제1,2 블록홈(623,633)에 배치되고 상기 완충패드(651)와 연결되며, 상기 프로펠러 축(300)의 진동을 흡수하도록 구성될 수 있다. 프로펠러(400)가 구동되면 회전에 따라 진동이 발생하는데, 이러한 진동을 상기 탄성체(650)가 흡수하여 센터모터(540)까지 전달되는 것을 방지한다.In addition, the
상기 브러쉬(660)는 상기 제1,2 블록(620,630) 사이의 간격으로 이물질이 유입되는 것을 방지하기 위해, 상기 제1,2 블록(620,630)이 서로 마주하는 면에 배치될 수 있다. The
상기 블라인드(670)는 상기 프레임홀(611)로 이물질이 유입되는 것을 방지하기 위해, 상기 프레임홀(611)과 상기 제1,2 블록(620,630)의 양측부간에 연결되며 배치될 수 있다. 본 발명의 실시예에서 상기 블라인드(670)는 자바라 구조일 수 있다. The blind 670 may be connected and disposed between the
상기 제1,2 블록(620,630)은 상기 프로펠러 축(300)의 이동에 따라 상기 프레임홀(611)상에서 이동하게 되는데, 이때 상기 제1,2 블록(620,630)의 일측부에 연결된 블라인드(670)는 접히고, 상기 제1,2 블록(620,630)의 타측부에 연결된 블라인드(670)는 펴지면서 변형을 하게 된다. The first and
상기 블라인드(670)는 상기 제1,2 블록(620,630)의 양측부에 연결되어 상기 프레임홀(611) 전체를 감싸고 있고, 상술한 바와 같이 자바라 방식으로 변형되므로, 상기 제1,2 블록(620,630)을 간섭하지 않음과 동시에, 외부 이물질이 상기 드론바디(200)의 내부로 유입을 방지할 수 있다. The
한편, 도 8을 참고하면, 본 발명의 실시예에서는 상기 프로펠러(400)의 작동상태와 상기 조정수단(500)의 작동을 연계하여 제어하는 제어부(700)를 더 포함할 수 있다. Meanwhile, referring to FIG. 8, in an exemplary embodiment of the present invention, a
이러한 상기 제어부(700)는 회전속도 측정모듈(710), 프로펠러 진단모듈(740), 통신모듈(750), 연산모듈(730), 모터 제어모듈(720), 출력 관리모듈(760) 및 데이터 관리모듈(770)을 포함하여 구성될 수 있다. The
상기 회전속도 측정모듈(710)은 상기 프로펠러의 회전속도를 측정하는 모듈일 수 있으며, 복수개의 프로펠러 각각의 회전속도를 개별적으로 측정하게 된다. The rotational
상기 프로펠러 진단모듈(740)은 상기 회전속도 측정모듈(710)에서 측정한 회전속도 정보를 분석하여 프로펠러의 상태를 진단하는 모듈일 수 있다. 상기 프로펠럴 진단모듈은 복수개의 프로펠러들이 회전속도가 정상으로 발생되고 있는지 아니면 특정 프로펠러의 회전속도가 현저하게 감소하거나 또는 정지된 상태인지 여부를 진단하게 된다.The
상기 통신모듈(750)은 상기 프로펠러 진단모듈(740)에서 진단한 프로펠러 진단정보를 운용자의 단말기로 송출하는 모듈일 수 있다. The
상기 연산모듈(730)은 상기 프로펠러 진단모듈(740)에서 특정 프로펠러의 이상을 진단한 경우, 프로펠러의 정지상태 또는 프로펠러의 회전성능 저하상태를 구분하고, 각 구분된 상태에 대응하여 다른 나머지 프로펠러들의 이동 각도를 계산하는 모듈일 수 있다.When the
예컨대, 특정 프로펠러의 회전속도가 저하된 경우에는, 정상 작동하는 프로펠러의 회전속도 및 특정 프로펠러와의 간격을 연산하여 정상 작동하는 프로펠러의 이동 각도를 연산한다. 그리고 특정 프로펠러가 정지된 경우에는 나머지 정상작동하는 프로펠러의 이동 각도를 보다 더 크게 연산하여 산정할 수 있을 것이다. For example, when the rotational speed of a specific propeller is lowered, the rotational speed of the propeller and the distance with the specific propeller are calculated to calculate the moving angle of the propeller in normal operation. In addition, when a specific propeller is stopped, the moving angle of the remaining normally operating propellers can be calculated and calculated to be larger.
상기 모터 제어모듈(720)은 상기 연산모듈(730)에서 연산한 이동 각도에 따라 다른 나머지 프로펠러들의 위치를 조정하기 위해 모터를 제어하는 모듈일 수 있다. 상기 모터 제어모듈(720)은 상기 조정수단(500)의 제1 실시예에서는 캠모터(521)의 회전범위를 제어하고, 상기 조정수단(500)의 제2,3 실시예에서는 센터모터(540)의 회전범위를 제어한다.The
상기 출력 관리모듈(760)은 상기 프로펠러 진단모듈(740)에서 특정 프로펠러의 이상을 진단한 경우, 드론(100)의 비행 유지 및 페이로드값 유지를 위한 다른 나머지 프로펠러들의 변환 소비전력값을 연산하고 적용하는 모듈일 수 있다. When the
즉, 특정 프로펠러의 이상 발생에 따라 나머지 정상작동하는 프로펠러들이 드론(100)의 비행 유지를 추가로 필요한 소비전력을 계산하고 배터리 출력을 재적용할 수 있다. 만약 드론(100)이 카메라와 같은 장비를 장착하거나 또는 소정 무게를 지닌 화물을 운송하는 경우에는 페이로드값 유지를 위해 추가로 필요한 소비전력을 계산하고 배터리 출력을 재산출할 수 있다. That is, according to the occurrence of an abnormality in a specific propeller, the remaining normally operating propellers may calculate additional power consumption required to maintain the flight of the
상기 데이터 관리모듈(770)은 상기 프로펠러 진단모듈(740)에서 진단한 프로펠러 진단정보 및 상기 연산모듈(730)에서 연산한 이동 각도 정보를 저장하는 모듈일 수 있다. 상기 데이터 관리모듈(770)은 저장된 정보를 통계적으로 데이터화하여 차후 비행에서 동일한 상황이 발생하였을 때, 보다 신속하게 프로펠러의 이동 각도를 연산하고 적용할 수 있도록 정보를 제공하는 기능을 수행할 수 있다. The
한편, 도 9를 참고하면, 본 발명의 실시예에서는 상기 프로펠러(400)의 작동상태와 상기 조정수단(500)의 작동을 연계하여 제어하는 드론(100) 제어방법을 더 포함할 수 있다. Meanwhile, referring to FIG. 9, the embodiment of the present invention may further include a method for controlling the
이러한 드론(100) 제어방법은 상술한 제어부(700)를 구성하는 회전속도 측정모듈(710), 프로펠러 진단모듈(740), 통신모듈(750), 연산모듈(730), 모터 제어모듈(720), 출력 관리모듈(760) 및 데이터 관리모듈(770)을 통해 구현될 수 있다. The
도 9을 참고하여, 드론(100) 제어방법의 알고리즘을 살펴보면, 우선 상기 회전속도 측정모듈(710)에서 복수개의 프로펠러 각각의 회전속도를 개별적으로 측정한다. 이는 특정 주기로 측정하거나 또는 실시간으로 지속적으로 측정할 수 있다(S1). Referring to FIG. 9, looking at the algorithm of the method for controlling the
다음, 상기 프로펠러 진단모듈(740)이 상기 회전속도 측정모듈(710)에서 측정한 회전속도 정보를 분석하여 프로펠러의 상태를 진단할 수 있다. 이때 상기 프로펠럴 진단모듈은 복수개의 프로펠러들이 회전속도가 정상으로 발생되고 있는지 아니면 특정 프로펠러의 회전속도가 현저하게 감소하거나 또는 정지된 상태인지 여부를 진단한다(S2).Next, the
다음, 상기 통신모듈(750)이 상기 프로펠러 진단모듈(740)에서 진단한 프로펠러 진단정보를 실시간으로 운용자의 단말기로 통신한다. 운용자는 단말기로 송신된 정보를 통해 현재 프로펠러들의 작동상태를 확인할 수 있다(S3). Next, the
다음, 상기 프로펠러 진단모듈(740)이 모든 프로펠러들이 정상작동하고 있는지 여부를 판단한다(S4). 이때 모든 프로펠러들이 정상 작동하고 있는 경우에는(YES), 특정 주기별로 또는 실시간으로 프로펠러의 회전속도를 측정하는 단계를 반복적으로 수행한다. Next, the propeller
반대로 특정 프로펠러에 이상이 발생한 경우에는(NO), 상기 프로펠러 진단모듈(740)이 회전 속도가 현저히 감소하거나 또는 고장이 발생하여 정지한 특정 프로펠러를 선별한다(S5). Conversely, when an abnormality occurs in a specific propeller (NO), the propeller
다음, 상기 연산모듈(730)이 상기 프로펠러 진단모듈(740)에서 특정 프로펠러의 이상을 진단한 경우, 프로펠러의 정지상태 또는 프로펠러의 회전성능 저하와 같은 비정상상태를 구분하고, 각 구분된 상태에 대응하여 다른 나머지 프로펠러들의 이동 각도를 계산한다(S6). Next, when the
즉, 상술한 바와 같이, 특정 프로펠러의 회전속도가 저하되는 비정상 상태인 경우에는, 정상 작동하는 프로펠러의 회전속도 및 특정 프로펠러와의 간격을 연산하여 정상 작동하는 프로펠러의 이동 각도를 연산한다. 그리고 특정 프로펠러가 정지된 경우에는 나머지 정상작동하는 프로펠러의 이동 각도를 보다 더 크게 연산하여 산정할 수 있을 것이다. That is, as described above, in the case of an abnormal state in which the rotational speed of a specific propeller is lowered, the rotational speed of the propeller and the distance with the specific propeller are calculated to calculate the moving angle of the propeller. In addition, when a specific propeller is stopped, the moving angle of the remaining normally operating propellers can be calculated and calculated to be larger.
그리고, 이러한 정보를 상기 데이터 관리모듈(770)로 송출한다. 상술한 바와 같이, 상기 데이터 관리모듈(770)은 저장된 정보를 통계적으로 데이터화하여 차후 비행에서 동일한 상황이 발생하였을 때, 보다 신속하게 프로펠러의 이동 각도를 연산하고 적용한다(S7).Then, this information is transmitted to the
다음, 상기 모터 제어모듈(720)이 상기 연산모듈(730)에서 연산한 이동 각도에 따라 다른 나머지 프로펠러들의 위치를 조정하기 위해 모터를 제어한다(S8). 상술한 바와 같이, 상기 모터 제어모듈(720)은 상기 조정수단(500)의 제1 실시예에서는 캠모터(521)의 회전범위를 제어하고, 상기 조정수단(500)의 제2,3 실시예에서는 센터모터(540)의 회전범위를 제어하게 된다. Next, the
다음, 상기 출력 관리모듈(760)이 상기 프로펠러 진단모듈(740)에서 특정 프로펠러의 이상을 진단한 경우, 드론의 비행 유지 및 페이로드값 유지를 위한 다른 나머지 프로펠러들의 변환 소비전력값을 연산하고 적용한다(S9). Next, when the
상술한 바와 같이, 특정 프로펠러의 이상 발생에 따라 나머지 정상작동하는 프로펠러들이 드론의 비행 유지를 추가로 필요한 소비전력을 계산하고 배터리 출력을 재적용한다. 만약 드론이 카메라와 같은 장비를 장착하거나 또는 소정 무게를 지닌 화물을 운송하는 경우에는 페이로드값 유지를 위해 추가로 필요한 소비전력을 계산하고 배터리 출력을 재산출한다. As described above, according to the occurrence of an abnormality in a specific propeller, the remaining normally operating propellers calculate additional power consumption required to maintain the flight of the drone, and reapply the battery output. If the drone is equipped with equipment such as a camera or transports cargo with a certain weight, the additional power consumption required to maintain the payload value is calculated and the battery output is recalculated.
상기와 같은 단계를 통해 본 발명의 실시예에 따른 드론(100) 제어방법은 특정 프로펠러에 이상이 발생한 경우에도 정상작동하는 나머지 프로펠러들의 위치를 조정하고 그에 따른 배터리 출력을 조정하고 전력을 공급하여 드론의 비행 안정성 및 비행 지속성을 유지하게 된다. Through the above steps, the
상술한 구조 및 제어방법을 통하여 본 발명의 실시예에 따른 드론(100)의 전반적인 작동방식을 살펴보면, 우선 도 1a에 표기된 것과 같이, 특정 프로펠러(A)의 회전속도가 현저히 감소하거나 또는 고장으로 인해 작동이 되지 않는 경우, 드론(100)의 비행 안정성 및 비행 지속성을 유지하기 위해 나머지 정상작동하는 프로펠러들의 위치 조정이 필요하게 된다. Looking at the overall operation method of the
도 1a 및 도 1b에 개시된 6개의 프로펠러 축들(311,312,313,314,315,316)은 설명의 편의를 위해 예시된 것이고, 실제 드론(100)에 배치되는 프로펠러 축들의 개수는 변경될 수 있다. The six
도 1a를 참고하여, 최초 복수개의 프로펠러 축들(311,312,313,314,315,316)간의 간격을 간격(K1)으로 지정한다면, 특정 프로펠러(A)의 이상 발생에 따라 나머지 5개의 프로펠러 축들(311,312,313,315,316)의 위치를 조정해야 한다.Referring to FIG.
도 1b를 참고하면, 특정 프로펠러(A)의 이상 작동에 따라 나머지 정상작동 프로펠러가 장착된 프로펠러 축들(311,312,313,315,316)의 위치를 조정한 상태가 개시되어 있다. Referring to FIG. 1B, a state in which the positions of the
예컨대, 제1 축(311)은 비정상 프로펠러(A)에 대향되는 위치에 있으므로, 위치 조정되지 않고 기준 프로펠러 축이 될 수 있다. 물론 이는 일 예이므로, 다른 조정방식에서는 상기 제1 축(311)도 위치 조정될 수 있음은 물론이며, 이 또한 본 발명의 작동방식에 포함될 수 있다. 이는 프로펠러 축을 이동시키는 이동 각도 연산값에 따라 달라질 수 있다. For example, since the
연산된 이동값에 따라 제2 축(312)은 최초 위치에서 특정 프로펠러(A) 방향으로 G1 간격만큼 이동할 수 있다. 연산된 이동값에 따라 제3 축(313)은 최초 위치에서 특정 프로펠러(A) 방향으로 G2 간격만큼 이동할 수 있다. 연산된 이동값에 따라 제5 축(315)은 최초 위치에서 특정 프로펠러(A) 방향으로 G3 간격만큼 이동할 수 있다. 연산된 이동값에 따라 제6 축(316)은 최초 위치에서 특정 프로펠러(A) 방향으로 G4 간격만큼 이동할 수 있다.According to the calculated movement value, the
이에 따라 제1 축(311)과 제2 축(312)은 M1 간격을 형성할 수 있다. 제2 축(312)과 제3 축(313)은 M2 간격을 형성할 수 있다. 제3 축(313)과 제5 축(315)은 M3 간격을 형성할 수 있다. 제5 축(315)과 제6 축(316)은 M4 간격을 형성할 수 있다. 제6 축(316)과 제1 축(311)은 M5 간격을 형성할 수 있다.Accordingly, the
M1 내지 M5 간격의 크기는 이동 각도 연산값에 따라 서로 다를 수 있다. 다른 조건에서는 M1 간격과 M5 간격이 동일하고, M2 간격과 M4 간격이 동일할 수 있다. 또 다른 조건에서는 M1 내지 M5 간격이 모두 동일하여 위치 조정된 5개의 프로펠러들이 72도의 각도를 형성할 수 있다. The size of the intervals M1 to M5 may be different depending on the calculated moving angle. In other conditions, the M1 interval and the M5 interval may be the same, and the M2 interval and the M4 interval may be the same. In another condition, the distances M1 to M5 are all the same, so that five propellers that are positioned can form an angle of 72 degrees.
이는 모두 상술한 연산모듈(730)의 이동 각도 연산값 및 출력 관리모듈(760)의 배터리 출력 변환값에 의해 결정되고 달라질 수 있다. All of these may be determined and changed by the calculation value of the moving angle of the
상기와 같이 본 발명은 특정 프로펠러(A)에 이상이 발생한 경우에도 정상작동하는 나머지 프로펠러들(311,312,313,315,316)의 위치를 조정하고 그에 따른 배터리 출력을 조정하고 전력을 공급하여 드론(100)의 비행 안정성 및 비행 지속성을 유지하게 된다. As described above, the present invention adjusts the positions of the remaining
이에 따라 드론(100)의 추락 또는 조정불능 상태를 방지함으로써, 드론(100)이 파괴되는 상황 및 그에 따른 수리/유지비가 과도하게 발생하는 상황을 예방할 수 있다. Accordingly, by preventing the
이상의 사항은 프로펠러 축의 위치 조정이 가능한 드론 및 그 제어방법의 특정한 실시예를 나타낸 것에 불과하다.The above is only showing a specific embodiment of a drone capable of adjusting the position of a propeller shaft and a control method thereof.
따라서 이하의 청구범위에 기재된 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양한 형태로 치환, 변형될 수 있음을 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 파악할 수 있다는 점을 밝혀 두고자 한다.Therefore, it is to be noted that those of ordinary skill in the art can easily grasp that the present invention can be substituted and modified in various forms within the scope of the scope of the present invention described in the following claims. do.
100:드론
200:드론바디 210:개구부
300:프로펠러 축 311:제1 축
312:제2 축 313:제3 축
314:제4 축 315:제5 축
316:제6 축 320:베어링홈
400:프로펠러 500:조정수단
511:축브라켓 512:축샤프트
513:구면부 514:샤프트하우징
515:축단베어링 521:캠모터
522:기어박스 523:제1 기어
524:제2 기어 525:제1 서포트베어링
526:제2 서포트베어링 531:캠
532:캠베어링하우징 533:인터베어링
540:센터모터 551:가이드베어링
552:가이드블록 553:가이드홀
600:축 서포트유닛 610:레일프레임
611:프레임홀 612:제1 레일
613:제2 레일 620:제1 블록
621:제1 축홈 622:제1 롤러
623:제1 블록홈 630:제2 블록
631:제2 축홈 632:제2 롤러
633:제2 블록홈 640:링크빔
650:탄성체 651:완충패드
660:브러쉬 670:블라인드
700:제어부
710:회전속도 측정모듈 720:모터 제어모듈
730:연산모듈 740:프로펠러 진단모듈
750:통신모듈 760:출력 관리모듈
770:데이터 관리모듈100: drone
200: drone body 210: opening
300: propeller shaft 311: first shaft
312: 2nd axis 313: 3rd axis
314: 4th axis 315: 5th axis
316: 6th axis 320: bearing groove
400: propeller 500: adjustment means
511: shaft bracket 512: shaft shaft
513: spherical part 514: shaft housing
515: shaft end bearing 521: cam motor
522: gearbox 523: first gear
524: second gear 525: first support bearing
526: second support bearing 531: cam
532: cam bearing housing 533: inter bearing
540: center motor 551: guide bearing
552: guide block 553: guide hole
600: Shaft support unit 610: Rail frame
611: frame hole 612: first rail
613: second rail 620: first block
621: first shaft groove 622: first roller
623: first block groove 630: second block
631: second shaft groove 632: second roller
633: second block groove 640: link beam
650: elastic body 651: buffer pad
660: brush 670: blind
700: control unit
710: rotation speed measurement module 720: motor control module
730: calculation module 740: propeller diagnostic module
750: communication module 760: output management module
770: data management module
Claims (3)
일측부는 상기 드론바디의 개구부를 관통하며 상기 드론바디의 내부로 배치되고, 타측부에는 프로펠러가 장착되며, 상기 드론바디의 방사방향을 따라 복수개가 배치되는 프로펠러 축; 및
상기 드론바디에 배치되고 상기 복수개의 프로펠러 축에 각각 연계되며, 상기 프로펠러 축의 위치를 조정하는 조정수단;을 포함하되,
상기 조정수단은, 상기 복수개의 프로펠러축에 장착된 복수개의 프로펠러 중 일부 프로펠러에 이상이 발생한 경우에, 정상 작동하는 프로펠러들이 장착된 프로펠러 축들의 위치를 조정하고,
상기 조정수단은,
상기 드론바디의 내부에 배치되는 축브라켓;
상기 축브라켓에 연결되고, 중앙측에는 돌출된 구면부가 형성되며, 상기 구면부의 내측에는 곡률이 형성되고 적어도 일부면은 개방된 샤프트하우징이 형성되는 축샤프트;
일단부는 상기 프로펠러 축에 연결되고, 상기 샤프트하우징에 배치되는 구 형상의 축단베어링;
상기 드론바디의 내부에 배치되는 캠모터;
일부는 상기 캠모터와 기어박스로 연결되고, 다른 일부에는 관통되고 대향되는 내측면에는 곡률이 형성된 캠베어링하우징이 형성되는 캠; 및
상기 캠베어링하우징에 배치되고, 중앙측으로는 상기 프로펠러 축이 관통하는 원형 링 형상의 인터베어링;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로펠러 축의 위치 조정이 가능한 드론.
A drone body with an opening formed therein;
A propeller shaft in which one side passes through the opening of the drone body and is disposed inside the drone body, a propeller is mounted on the other side, and a plurality of propeller shafts are disposed along a radial direction of the drone body; And
Including; an adjustment means disposed on the drone body and connected to the plurality of propeller shafts, respectively, for adjusting the position of the propeller shaft,
The adjustment means, when an abnormality occurs in some of the plurality of propellers mounted on the plurality of propeller shafts, adjusts the positions of the propeller shafts on which the propellers operating normally are mounted,
The adjustment means,
An axis bracket disposed inside the drone body;
A shaft shaft connected to the shaft bracket, having a protruding spherical portion formed at a central side, a curvature formed inside the spherical portion, and having an open shaft housing at least partially;
One end is connected to the propeller shaft, and a spherical shaft end bearing disposed on the shaft housing;
A cam motor disposed inside the drone body;
A cam having a cam bearing housing having a curvature formed on an inner surface of which a part is connected to the cam motor and is connected to the gear box, and is penetrated to the other part; And
A circular ring-shaped inter-bearing disposed on the cam bearing housing and passing through the propeller shaft toward a center thereof;
A drone capable of adjusting the position of the propeller shaft, comprising: a.
일측부는 상기 드론바디의 개구부를 관통하며 상기 드론바디의 내부로 배치되고, 타측부에는 프로펠러가 장착되며, 상기 드론바디의 방사방향을 따라 복수개가 배치되는 프로펠러 축; 및
상기 드론바디에 배치되고 상기 복수개의 프로펠러 축에 각각 연계되며, 상기 프로펠러 축의 위치를 조정하는 조정수단;을 포함하되,
상기 조정수단은, 상기 복수개의 프로펠러축에 장착된 복수개의 프로펠러 중 일부 프로펠러에 이상이 발생한 경우에, 정상 작동하는 프로펠러들이 장착된 프로펠러 축들의 위치를 조정하고,
상기 조정수단은,
상기 드론바디의 내부에 배치되는 센터모터;
상기 센터모터의 회전축에 연결되는 축브라켓;
상기 축브라켓에 연결되고, 중앙측에는 돌출된 구면부가 형성되며, 상기 구면부의 내측에는 곡률이 형성되고 적어도 일부면은 개방된 샤프트하우징이 형성되는 축샤프트;
일단부는 상기 프로펠러 축에 연결되고, 상기 샤프트하우징에 배치되는 구 형상의 축단베어링;
상기 개구부에 배치되고, 상기 프로펠러 축의 곡선 방향 이동을 안내하는 가이드홀이 형성된 가이드블록; 및
상기 프로펠러 축에 형성된 베어링홈에 배치되고, 상기 가이드홀을 따라 이동하는 가이드베어링;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로펠러 축의 위치 조정이 가능한 드론.
A drone body with an opening formed therein;
A propeller shaft in which one side passes through the opening of the drone body and is disposed inside the drone body, a propeller is mounted on the other side, and a plurality of propeller shafts are disposed along a radial direction of the drone body; And
Including; an adjustment means disposed on the drone body and connected to the plurality of propeller shafts, respectively, for adjusting the position of the propeller shaft,
The adjustment means, when an abnormality occurs in some of the plurality of propellers mounted on the plurality of propeller shafts, adjusts the positions of the propeller shafts on which the propellers operating normally are mounted,
The adjustment means,
A center motor disposed inside the drone body;
A shaft bracket connected to the rotation shaft of the center motor;
A shaft shaft connected to the shaft bracket, having a protruding spherical portion formed at a central side, a curvature formed inside the spherical portion, and having an open shaft housing at least partially;
One end is connected to the propeller shaft, and a spherical shaft end bearing disposed on the shaft housing;
A guide block disposed in the opening and having a guide hole for guiding movement of the propeller shaft in a curved direction; And
A guide bearing disposed in a bearing groove formed in the propeller shaft and moving along the guide hole;
A drone capable of adjusting the position of the propeller shaft, comprising: a.
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KR1020200110006A KR102219272B1 (en) | 2020-08-31 | 2020-08-31 | Drone capable of repositioning propeller shaft and control method of drone |
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KR1020200110006A KR102219272B1 (en) | 2020-08-31 | 2020-08-31 | Drone capable of repositioning propeller shaft and control method of drone |
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- 2020-08-31 KR KR1020200110006A patent/KR102219272B1/en active IP Right Grant
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