KR102219922B1 - 압축기체를 이용한 측면비행이 가능한 무인비행체 및 그 작동방법 - Google Patents

압축기체를 이용한 측면비행이 가능한 무인비행체 및 그 작동방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102219922B1
KR102219922B1 KR1020190133969A KR20190133969A KR102219922B1 KR 102219922 B1 KR102219922 B1 KR 102219922B1 KR 1020190133969 A KR1020190133969 A KR 1020190133969A KR 20190133969 A KR20190133969 A KR 20190133969A KR 102219922 B1 KR102219922 B1 KR 102219922B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
flight
unmanned aerial
aerial vehicle
compressor body
compression tank
Prior art date
Application number
KR1020190133969A
Other languages
English (en)
Inventor
남우철
유재영
박우룡
김현희
Original Assignee
중앙대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 중앙대학교 산학협력단 filed Critical 중앙대학교 산학협력단
Priority to KR1020190133969A priority Critical patent/KR102219922B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102219922B1 publication Critical patent/KR102219922B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C39/00—Aircraft not otherwise provided for
    • B64C39/02—Aircraft not otherwise provided for characterised by special use
    • B64C39/024—Aircraft not otherwise provided for characterised by special use of the remote controlled vehicle type, i.e. RPV
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C15/00—Attitude, flight direction, or altitude control by jet reaction
    • B64C15/14—Attitude, flight direction, or altitude control by jet reaction the jets being other than main propulsion jets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENTS OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D27/00—Arrangement or mounting of power plant in aircraft; Aircraft characterised thereby
    • B64D27/02—Aircraft characterised by the type or position of power plant
    • B64D27/24—Aircraft characterised by the type or position of power plant using steam, electricity, or spring force
    • B64D27/353—
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENTS OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D45/00—Aircraft indicators or protectors not otherwise provided for
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENTS OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D47/00—Equipment not otherwise provided for
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U10/00—Type of UAV
    • B64U10/10—Rotorcrafts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U30/00—Means for producing lift; Empennages; Arrangements thereof
    • B64U30/20—Rotors; Rotor supports
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U50/00—Propulsion; Power supply
    • B64U50/10—Propulsion
    • B64U50/13—Propulsion using external fans or propellers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U50/00—Propulsion; Power supply
    • B64U50/10—Propulsion
    • B64U50/19—Propulsion using electrically powered motors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U50/00—Propulsion; Power supply
    • B64U50/30—Supply or distribution of electrical power
    • B64U50/34—In-flight charging
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C1/00—Pressure vessels, e.g. gas cylinder, gas tank, replaceable cartridge
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C13/00—Details of vessels or of the filling or discharging of vessels
    • F17C13/02—Special adaptations of indicating, measuring, or monitoring equipment
    • F17C13/025—Special adaptations of indicating, measuring, or monitoring equipment having the pressure as the parameter
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C5/00—Methods or apparatus for filling containers with liquefied, solidified, or compressed gases under pressures
    • F17C5/06—Methods or apparatus for filling containers with liquefied, solidified, or compressed gases under pressures for filling with compressed gases
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S10/00—PV power plants; Combinations of PV energy systems with other systems for the generation of electric power
    • H02S10/40—Mobile PV generator systems
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/30—Electrical components
    • H02S40/38—Energy storage means, e.g. batteries, structurally associated with PV modules
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENTS OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D41/00—Power installations for auxiliary purposes
    • B64D2041/002—Mounting arrangements for auxiliary power units (APU's)
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U2201/00—UAVs characterised by their flight controls
    • B64U2201/10—UAVs characterised by their flight controls autonomous, i.e. by navigating independently from ground or air stations, e.g. by using inertial navigation systems [INS]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/52—PV systems with concentrators
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E70/00—Other energy conversion or management systems reducing GHG emissions
    • Y02E70/30—Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00—Aeronautics or air transport
    • Y02T50/50—On board measures aiming to increase energy efficiency
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00—Aeronautics or air transport
    • Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft

Abstract

본 발명은 압축기체를 이용한 측면비행이 가능한 무인비행체 및 그 작동방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 배터리 모듈을 포함하는 본체부; 상기 본체부 측면과 결합 및 연장형성되는 복수개의 날개 프레임; 상기 날개 프레임 끝단 각각에 구비되는 프로펠러; 및 상기 프로펠러를 회전시키는 구동부;를 포함하며, 상기 구동부에 의한 상기 프로펠러의 회전에 의해 추력을 발생시키는 무인비행체로서, 상기 본체부 하단에 구비되며 내부에 압축기체가 저장되는 압축탱크; 및 상기 압축탱크 일측면에 구비되며, 측면비행시 상기 압축기체가 분사되어 상기 측면비행을 위한 추력을 발생시키는 분출노즐;을 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기체를 이용한 측면비행이 가능한 무인비행체에 관한 것이다.

Description

압축기체를 이용한 측면비행이 가능한 무인비행체 및 그 작동방법{UAV capable of side flight using compressed gas}
본 발명은 압축기체를 이용한 측면비행이 가능한 무인비행체 및 그 작동방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 지속적인 측면 비행을 위해서 무인비행체가 측면으로 서 있는 자세에서 지면과 수직한 방향의 추력이 필요하고, 이러한 추력을 효율적으로 발생시키기 위하여 측면방향으로 기체를 분사할 수 있는 압축탱크와 분출노즐을 장착한 무인 비행체에 대한 것이다.
사람이 작업하기 힘든 환경에서 무인 비행체의 필요성 및 활용도가 높아지고 있으며, 무인 비행체는 접근이 어려운 재난/재해 지역의 공중 영상 획득 및 전력선 검사 또는 전장상황에서의 적의 은닉 정보를 제공하거나, 무인기를 통한 정찰임무, 감시 임무를 수행하는 등의 임무를 수행할 수 있다.
무인 원격제어 수직이착륙 비행체의 보편적인 형태로 단일 로터형 헬리콥터와, 동축반전형 헬리콥터, 쿼드로터 등이 있다. 이 중에서 쿼드로터는 4개의 로터와 연결된 모터를 제어하며 여러가지 센서 및 신호처리를 이용하여 비교적 안정적으로 비행이 가능하다.
쿼드로터는 본체부를 중심으로 연장된 프레임에 마련된 4개의 프로펠러가 각각 BLDC 모터와 연결되고, 상기 모터의 회전에 의해 프로펠러에서 발생하는 추력을 이용해 비행을 할 수 있으며, 각 모터의 회전 각속도 차이에 의해 쿼드로터의 비행시 방향을 변경할 수 있다.
일반적인 무인비행체로는 멀티콥터 또는 고정익형이 주로 사용되는데 두 구조 모두 수평방향으로 넓은 공간을 차지하다. 멀티콥터는 기체에 달린 로터(회전날개 또는 프로펠러) 2개 이상을 이용해 이착륙 및 추진하는 비행체를 말한다. 여기서 로터는 회전축에 대한 방향으로 추력을 얻기 때문에 회전축에 대해 수직한 방향으로 넓은 날개가 장착되어 수평방향으로 넓은 구조를 가지게 된다. 고정익형 또한 넓은 날개를 이용하여 양력을 발생시키므로 수평방향으로 넓은 구조를 가지게 된다.
무인기의 특성상 사람이 행하지 못하는 지형에 비행하는 것이 큰 장점으로 작용한다. 탐사, 정찰 및 구조 등에 사용되면서 무인비행체의 쓰임새가 확장되고 있다.
기존 무인비행체는 추력과 양력을 위하여 수평방향으로 넓은 면적을 지닌 구조를 지니게 되는데, 이는 정찰 및 탐사 등의 활동 시, 이웃한 두 개의 벽 사이와 같은 수직으로 형성되어 있는 좁은 길을 통과할 수 없다는 문제점을 지닌다.
대한민국 등록특허 제1672899호 대한민국 등록특허 제1630783호 대한민국 등록특허 제1544383호 대한민국 등록특허 제1531656호
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 실시예에 따르면, 무선비행체의 측면에 압축 탱크 및 분출노즐을 장착하여 측면방향에 추가적인 추력을 제공함으로써 측면비행을 가능하도록 하고, 또한 압축 탱크에 압력 센서 및 분사 제어 장치를 설치하여 측면 추력을 제어할 수 있는, 압축기체를 이용한 측면비행이 가능한 무인비행체 및 그 작동방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 드론과 같은 무인비행체의 측면에 추력원을 추가함으로써 새로운 추력원에 의한 기동과 측면비행을 가능하게 하여 새로운 형태의 비행을 가능케 하고, 이는 기존 무인비행체에 새로운 비행 방식을 추가하고 구조적 한계를 극복하게 함으로써 무인기의 정찰, 탐사 및 구조에서 기존의 무인비행체가 통과할 수 없는 좁은 길에서의 비행을 가능하게 하는, 압축기체를 이용한 측면비행이 가능한 무인비행체 및 그 작동방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 제1목적은, 배터리 모듈을 포함하는 본체부; 상기 본체부 측면과 결합 및 연장형성되는 복수개의 날개 프레임; 상기 날개 프레임 끝단 각각에 구비되는 프로펠러; 및 상기 프로펠러를 회전시키는 구동부;를 포함하며, 상기 구동부에 의한 상기 프로펠러의 회전에 의해 추력을 발생시키는 무인비행체로서, 상기 본체부 하단에 구비되며 내부에 압축기체가 저장되는 압축탱크; 및 상기 압축탱크 일측면에 구비되며, 측면비행시 상기 압축기체가 분사되어 상기 측면비행을 위한 추력을 발생시키는 분출노즐;을 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기체를 이용한 측면비행이 가능한 무인비행체로서 달성될 수 있다.
그리고 상기 압축탱크 일측에 구비되어 상기 압축탱크 내에 기체를 충전시키기 위한 충전밸브;를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한 상기 구동부 각각을 제어하며 상기 프로펠러의 각속도를 조절하여 상기 무인비행체의 자세를 제어하는 제어모듈;을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고 상기 분출노즐 일측 각각에 구비되어 상기 압축기체의 분사량을 조절하는 제어밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한 측면비행시 상기 제어모듈에 의해 상기 프로펠러의 각속도를 조절하여 상기 본체부의 평면방향이 지면과 수직이 되도록 자세를 제어한 후, 상기 제어밸브를 개방하여 상기 분출노즐을 통해 상기 압축기체를 분사시키고 상기 프로펠러의 회전을 중단시켜 측면비행을 진행하는 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고 상기 압축탱크 내의 압력을 실시간으로 측정하는 압력센서;를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한 상기 본체부 일측에 기체공급수단을 더 포함하며, 상기 압력센서에서 측정된 압력값을 기반으로 상기 압축탱크 내의 압축기체의 잔량을 산출하여, 상기 잔량이 설정된 값 미만이 되는 경우 상기 제어모듈은 상기 기체공급수단을 구동시켜 상기 압축탱크 내에 기체를 충전하는 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고 상기 분출노즐은 2개 이상으로 구성되며, 상기 제어모듈은 상기 제어밸브를 조절하여 상기 측면비행시 수직방향 유지와, 추력 및 속도를 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한 상기 본체부의 상면과 하면 각각에 구비되고, 측면비행시 상기 압축기체가 분사되어, 수직자세를 유지하도록 하는 자세제어용 분사노즐을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고 상기 압축탱크 내를 내부가 제1압력범위로 유지되는 제1내부공간과, 내부가 제1압력범위보다 작은 제2압력범위로 유지되는 제2내부공간으로 구획하는 격벽; 및 상기 격벽에 구비되어 상기 제2내부공간의 압력이 제2압력범위 미만이 되는 경우 상기 제1내부공간의 유체를 상기 제2내부공간으로 유입시키는 공급밸브;를 더 포함하며, 상기 분출노즐은 상기 제2내부공간에 구비되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한 상기 압축탱크를 제1내부공간과 제2내부공간을 구획하는 이동식 격벽; 및 상기 이동식 격벽과, 상기 이동식 격벽에 대향되는 상기 제2내부공간의 내면 사이에 구비되는 탄성부재;를 더 포함하고, 상기 압축기체는 상기 제1내부공간에 저장되는 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고 상기 압축탱크의 평단면은 절곡면이 서로 공유되며, 절곡부가 만곡면으로 형성되는 지그재그 형태로 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한 상기 본체부 일측에 구비되어 태양광을 전기에너지로 변환, 전력을 생산하여 상기 배터리 모듈에 저장하고 무인 비행체의 각 구동부에 직류 또는 교류의 전원을 공급하는 태양광 발전부;를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 제2목적은 배터리 모듈을 포함하는 본체부; 상기 본체부 측면과 결합 및 연장형성되는 복수개의 날개 프레임; 상기 날개 프레임 끝단 각각에 구비되는 프로펠러; 상기 프로펠러를 회전시키는 구동부; 상기 본체부 하단에 구비되며 내부에 압축기체가 저장되는 압축탱크; 및 압축탱크 일측면에 구비되며, 측면비행시 상기 압축기체가 분사되어 상기 측면비행을 위한 추력을 발생시키는 분출노즐; 상기 구동부 각각을 제어하여 상기 프로펠러의 각속도를 조절하여 상기 무인비행체의 자세를 제어하는 제어모듈; 및 상기 분출노즐 일측에 구비되어 상기 압축기체의 분사량을 조절하는 제어밸브를 포함하며, 상기 구동부에 의한 상기 프로펠러의 회전에 의해 추력을 발생시키는 무인비행체의 작동방법에 있어서, 상기 구동부에 의해 상기 프로펠러 각각을 회전시켜, 비행을 진행하는 단계; 측면비행이 필요한 경우, 상기 제어모듈에 의해 상기 프로펠러의 각속도를 조절하여 상기 본체부의 평면방향이 지면과 수직이 되도록 자세를 제어하는 단계; 및 수직자세가 되면, 상기 제어밸브를 개방하여 상기 분출노즐을 통해 상기 압축기체를 분사시키고 상기 프로펠러의 회전을 중단시켜 측면비행을 진행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기체를 이용한 측면비행이 가능한 무인비행체의 작동방법으로서 달성될 수 있다.
그리고 상기 분출노즐은 2개 이상으로 구성되며, 상기 측면비행을 진행하는 단계에서, 상기 제어모듈은 상기 제어밸브를 조절하여 상기 측면비행시 추력과 속도를 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한 상기 압축탱크 내의 압력을 실시간으로 측정하는 압력센서; 및 상기 본체부 일측에 기체공급수단을 더 포함하며, 상기 압력센서에서 측정된 압력값을 기반으로 상기 압축탱크 내의 압축기체의 잔량을 산출하여, 상기 잔량이 설정된 값 미만이 되는 경우 상기 제어모듈은 상기 기체공급수단을 구동시켜 상기 압축탱크 내의 기체를 충전하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 압축기체를 이용한 측면비행이 가능한 무인비행체 및 그 작동방법에 따르면, 무선비행체의 측면에 압축 탱크 및 분출노즐을 장착하여 측면방향에 추가적인 추력을 제공함으로써 측면비행을 가능하도록 하고, 또한 압축 탱크에 압력 센서 및 분사 제어 장치를 설치하여 측면 추력을 제어할 수 있는 효과를 갖는다.
본 발명의 실시예에 따른 압축기체를 이용한 측면비행이 가능한 무인비행체 및 그 작동방법에 따르면, 드론과 같은 무인비행체의 측면에 추력원을 추가함으로써 새로운 추력원에 의한 기동과 측면비행을 가능하게 하여 새로운 형태의 비행을 가능케 하고, 이는 기존 무인비행체에 새로운 비행 방식을 추가하고 구조적 한계를 극복하게 함으로써 무인기의 정찰, 탐사 및 구조에서 기존의 무인비행체가 통과할 수 없는 좁은 길에서의 비행을 가능하게 하는, 효과를 갖는다.
한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 일실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석 되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 압축기체를 이용한 측면비행이 가능한 무인비행체의 사시도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 측면비행하는 압축기체를 이용한 측면비행이 가능한 무인비행체의 상태도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 압축기체를 이용한 측면비행이 가능한 무인비행체의 작동방법의 흐름도,
도 4a는 본 발명의 실시예에 따라 4개의 분출노즐을 갖는 압축기체를 이용한 측면비행이 가능한 무인비행체의 사시도,
도 4b는 본 발명의 실시예에 따라 5개의 분출노즐을 갖는 압축기체를 이용한 측면비행이 가능한 무인비행체의 사시도,
도 4c는 본 발명의 실시예에 따라 4개의 분출노즐과 자세제어용 분사노즐을 갖는 압축기체를 이용한 측면비행이 가능한 무인비행체의 사시도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 제어모듈의 신호흐름을 나타낸 블록도,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 지그재그 형태를 갖는 압축탱크의 단면도,
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 격벽을 갖는 압축탱크의 단면도,
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 실시예에 따른 이동식 격벽을 갖는 압축탱크의 단면도를 도시한 것이다.
이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 영역은 라운드지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서 도면에서 예시된 영역들은 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서의 다양한 실시예들에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서, 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는데 있어 별 이유 없이 혼돈이 오는 것을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 압축기체를 이용한 측면비행이 가능한 무인비행체(100)의 구성 및 기능에 대해 설명하도록 한다. 먼저 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 압축기체를 이용한 측면비행이 가능한 무인비행체(100)의 사시도를 도시한 것이다. 그리고 도 2는 본 발명의 실시예에 따라 측면비행하는 압축기체를 이용한 측면비행이 가능한 무인비행체(100)의 상태도를 도시한 것이다. 또한, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 압축기체를 이용한 측면비행이 가능한 무인비행체(100)의 작동방법의 흐름도를 도시한 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 압축기체를 이용한 측면비행이 가능한 무인비행체(100)는 통상의 무인비행체와 같이, 배터리 모듈을 포함하는 본체부(1)와, 이러한 본체부(1) 측면과 결합 및 연장형성되는 복수개의 날개 프레임(2), 그리고 날개 프레임(2) 끝단 각각에 구비되는 프로펠러(4), 및 프로펠러(4)를 회전시키는 구동부(3)를 포함하며, 구동부(3)에 의한 프로펠러(4)의 회전에 의해 추력을 발생시키도록 구성됨을 알 수 있다.
그리고 본 발명의 실시예에 따른 압축기체를 이용한 측면비행이 가능한 무인비행체(100)는 측면비행시 추력을 발생시키기 위해, 압축탱크(10)와, 분출노즐(30)을 포함하여 구성된다.
압축탱크(10)는 도 1에 도시된 바와 같이, 본체부(1) 하단에 구비되며 내부에 압축기체가 저장되게 된다. 압축탱크(10) 내에는 기체가 압축되어 저장될 수도 있고, 액화된 기체가 저장될 수도 있다.
그리고 분출노즐(30)은 압축탱크(10) 일측면에 복수로 구비되며, 측면비행시 압축탱크(10)에 저장된 압축기체를 분사하여, 측면비행을 위한 추력을 발생시키도록 구성된다.
도 4a는 본 발명의 실시예에 따라 4개의 분출노즐(30)을 갖는 압축기체를 이용한 측면비행이 가능한 무인비행체(100)의 사시도를 도시한 것이고, 도 4b는 본 발명의 실시예에 따라 5개의 분출노즐(30)을 갖는 압축기체를 이용한 측면비행이 가능한 무인비행체(100)의 사시도를 도시한 것이다.
도 1, 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 압축탱크(10)의 일측면에 구비되는 분출노즐(30)은 서로 대칭되는 위치에 2개(도 1), 4개(도 4a), 5개(도 4b) 등으로 구성될 수 있으며, 측면비행시 자세제어를 위해 4개 이상으로 구성됨이 바람직하다.
도 4a에 도시된 바와 같이, 일반적으로 네 개의 구동부(3-1, 3-2, 3-3, 3-4)를 가진 무인비행체(100)에 동력을 제공하는 압축탱크(10)와 기체를 충전하는 충전밸브(20), 압축기체를 분출하며 무인비행체(100)의 균형을 유지하게 하는 4개의 분출노즐(30-1, 30-2, 30-3, 30-4)로 구성될 수 있음을 알 수 있다.
여기서 압축탱크(10)는 측면비행시 좁은 경로를 지날 때 이점을 갖도록 작은 두께를 갖도록 형성한 것이다.
충전밸브(20)는 펌프 등을 이용하여 압축탱크(1)에 압축 기체를 공급하기 위해 형성한 것이다.
분출노즐(30-1, 30-2, 30-3, 30-4)은 측면 비행시 새로운 방향으로 추력을 발생시키기 위해 프로펠러 축에 수직한 방향으로 압축탱크(10)에 노즐을 장착한 것이다.
또한 본체부(1)의 세 개 이상의 분출노즐(30-1, 30-2, 30-3, 30-4)을 구성하여 자세 제어를 가능하게 한 것이다.
이하, 본 발명의 측면 비행 전환과정에 대하여 설명하면 다음과 같다.
상기한 바와 같이 비행 전에 충전밸브(20)를 통해 압축탱크(10)에 압축기체를 충전한다. 측면 비행이 요구될 시, 구동부 3-1과, 3-2의 출력을 높임으로써 본체부(1)를 지면에 연직한 방향으로 세운다. 그 후, 분출노즐 30-1, 30-2, 30-3, 30-4 각각의 제어밸브(31)를 조절하여 무인비행체(100)의 무게에 해당하는 추력을 얻도록 하여 측면 비행을 행한다.
측면 비행시, 30-1, 30-2 분출노즐과 30-3, 30-4 노즐의 출력을 다르게 하여 Roll 운동을 제어하고 30-2, 30-4 분출노즐과 30-1, 30-3 분출노즐의 출력을 다르게 하여 Pitch 운동을 제어하여 기체의 전진 및 후진운동을 가능하게 한다.
또한 충전밸브(20)는 도 1에 도시된 바와 같이, 압축탱크(10)의 상면 일측에 구비되어 압축탱크(10) 내에 기체를 충전시킬 수 있도록 구성됨을 알 수 있다. 또한, 압축탱크(10) 내의 압력을 실시간으로 측정하는 압력센서(17)를 포함하며, 압력센서(17)에서 측정된 압력값을 기반으로 압축탱크(10) 내의 압축기체의 잔량을 산출하게 된다. 이러한 압축탱크(10) 내의 압축기체의 잔량이 설정된 값 미만이 되면, 사용자는 충전밸브(20)에 압축기 등의 공급수단을 연결하여 압축탱크(10) 내의 압축기체를 충전하게 된다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 무인비행체(100)는 구동부(3) 각각을 제어하여 프로펠러(4)의 각속도를 조절하여 무인비행체(100)의 자세를 제어하는 제어모듈(40)을 포함한다. 이러한 제어모듈(40)은 원격 리모컨 형태로 구성될 수 있으며, 이러한 제어모듈(40)에는 무인비행체(100)의 상태를 디스플레이하는 디스플레이부(41)를 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 무인비행체(100)에는 실시간으로 수평도, 자세를 측정하는 자이로 스코프 등으로 구성되는 자세센서(5)를 포함하여 구성될 수 있고, 디스플레이부(41)는 이러한 무인비행체(100)의 현재 자세와 속도, 압축탱크(10)의 압력 등을 디스플레이할 수 있다.
그리고 분출노즐(30) 각각에는 제어밸브(31)가 구비되어 측면비행시 압축기체의 분사량을 조절하도록 구성된다. 따라서 측면비행시 제어모듈(40)에 의해 프로펠러(4)의 각속도를 조절하여 본체부(1)의 평면방향이 지면과 수직이 되도록 자세를 제어한 후, 제어밸브(31)를 개방하여 분출노즐(30)을 통해 압축기체를 분사시키고 상기 프로펠러(4)의 회전을 중단시켜 측면비행을 진행하게 된다.
또한, 측면비행시, 제어모듈(40)은 제어밸브(31)를 조절하여 무인비행체(100)의 추력과, 자세, 속도를 제어하게 된다. 즉, 무인비행체(100)가 수직자세를 유지하도록 각 분출노즐(30)의 분사량을 조절하게 된다.
측면비행시 보다 용이하게 수직자세를 유지하기 위해 압축탱크(10)의 상면과 하면 각각에 자세제어용 분사노즐(32)을 별도로 구비할 수도 있다. 도 4c는 본 발명의 실시예에 따라 4개의 분출노즐(30)과 자세제어용 분사노즐(32)을 갖는 압축기체를 이용한 측면비행이 가능한 무인비행체(100)의 사시도를 도시한 것이다.
도 4c에 도시된 바와 같이, 본체부(1)의 상면과 하면 각각에 자세제어용 분사노즐(32)이 구비되고, 측면비행시 압축기체가 분사되어, 수직자세를 유지하도록 구성될 수 있음을 알 수 있다.
그리고 본 발명의 실시예에 따르면 충전밸브(20) 대신, 압축기, 펌프 등의 기체공급수단(19)이 본체부(1) 일측에 구비될 수도 있다.
따라서 압력센서(17)에서 측정된 압력값을 기반으로 압축탱크(10) 내의 압축기체의 잔량을 산출하여, 잔량이 설정된 값 미만이 되는 경우 제어모듈(40)은 이러한 기체공급수단(19)을 구동시켜 압축탱크(10) 내에 기체를 충전하도록 구성될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 무인비행체(100)는, 본체부(1) 일측에 태양광 발전부(미도시)가 구비되어 태양광을 전기에너지로 변환하고, 전력을 생산하여 배터리 모듈에 저장하도록 구성될 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 지그재그 형태를 갖는 압축탱크(10)의 단면도를 도시한 것이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 압축탱크(10)의 평단면은 절곡면이 공유되는 지그재그 형태로 구성될 수 있음을 알 수 있다. 그리고 모서리 부분과, 절곡부 각각이 모두 만곡면으로 구성되어 저장된 압축기체에 따른 내압을 균일하게 하도록 구성될 수 있다.
또한, 본 발명의 압축탱크(10) 내부에는 압축탱크(10)의 내부공간을 제1내부공간(12)과 제2내부공간(13)으로 구획하기 위한 격벽(11)을 포함하여 구성될 수 있다. 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 격벽(11)을 갖는 압축탱크(10)의 단면도를 도시한 것이다.
제1내부공간(12)의 압력은 제2내부공간(13)의 압력보다 크게 구성된다. 따라서 제1내부공간(12)을 구성하는 외면은 고강도 금속재질로 구성되며, 제2내부공간(13)은 제1내부공간(12)보다 낮은 압력으로 유지되므로 합성수지 등과 같은 재질로 구성될 수 있다. 따라서 전체를 고강도 금속으로 구성되는 경우보다 전체적으로 경량으로 무인비행체(100)를 구성시킬 수 있게 된다.
그리고 격벽(11) 내에 공급밸브(14)가 구비되어 제2내부공간(13)의 압력이 설정된 압력범위 미만이 되는 경우 상기 제1내부공간(12)의 유체를 제2내부공간(13)으로 유입시키도록 구성된다. 있다. 그리고 분출노즐(30)은 제2내부공간(13)에 구비되게 된다.
예를 들어 제1내부공간(12) 내에는 액화된 기체가 저장될 수 있으며, 제2내부공간(13)에는 압축기체가 저장될 수 있고, 제2내부공간(13) 내의 압축기체의 압력이 설정된 압력값 미만이 되는 경우 공급밸브(14)를 개방하여 제1내부공간(12)의 유체를 제1내부공간(12) 측으로 공급하여 제1내부공간(12) 내의 압력을 설정된 범위 내로 유지시키게 된다.
그리고 본 발명의 실시예에 따른 압축탱크(10) 내부에는 이동식 격벽(15)을 포함하여 구성될 수도 있다. 도 8a 및 도 8b는 본 발명의 실시예에 따른 이동식 격벽(15)을 갖는 압축탱크(10)의 단면도를 도시한 것이다. 도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이, 이동식 격벽(15)은 압축탱크(10)를 제1내부공간(12)과 제2내부공간(13)을 구획하도록 구성됨을 알 수 있다.
그리고 이동식 격벽(15)과, 이동식 격벽(15)에 대향되는 제2내부공간(13)의 내면 사이에 복수개의 탄성부재(16)가 구비되며, 압축기체는 제1내부공간(12)에 저장되게 된다. 따라서 탄성부재(16)에 의한 복원력에 의해 제1내부공간(12) 내의 압축기체에 압력을 제공하도록 구성될 수 있다. 또한, 이때 이동식 격벽(15)의 위치를 실시간으로 측정하는 위치센서(18)를 통해 제1내부공간(12) 내의 압축기체의 전량을 산출하도록 구성될 수 있다.
이하에서는 앞서 언급한 본 발명의 실시예에 따른 압축기체를 이용한 측면비행이 가능한 무인비행체(100)의 작동방법에 대해 설명하도록 한다.
먼저 통상의 무인비행체와 같이, 구동부(3)에 의한 프로펠러(4) 각각의 회전에(S1) 의해 추력을 발생하여 비행을 진행하게 된다(S2).
이러한 수평비행, 정상비행 중, 제어모듈(40)은 구동부(3) 각각을 제어하여 프로펠러(4)의 각속도를 조절하여 무인비행체(100)의 자세, 방향, 속도를 제어하게 된다.
그리고 측면비행이 필요한 경우(S3), 제어모듈(40)에 의해 프로펠러(4)의 각속도를 조절하여 본체부(1)의 평면방향이 지면과 수직이 되도록 자세를 제어하게 된다(S4).
그리고 수직자세가 되면, 제어밸브(31)를 개방하여 분출노즐(30)을 통해 압축기체를 분사시키고 프로펠러(4)의 회전을 중단시켜(S5) 측면비행을 진행하게 된다(S6).
이러한 측면비행시, 제어모듈(40)은 제어밸브(31) 각각을 조절하여 수직방향을 유지하도록 하고, 추력과 속도를 제어하도록 한다.
그리고 측면비행을 종료하는 경우(S7), 분출노즐(30)에 의한 추력을 중단하면서, 다시 구동부(3)에 의한 프로펠러(4)를 회전시키고, 프로펠러(4) 각각의 각속도를 조절하여 수평자세로 변환하도록 한다(S8, S9).
또한, 상기와 같이 설명된 장치 및 방법은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
1:본체부
2:날개 프레임
3:구동부
4:프로펠러
5:자세센서
10:압축탱크
11:격벽
12:제1내부공간
13:제2내부공간
14:공급밸브
15:이동식 격벽
16:탄성부재
17:압력센서
18:위치센서
19:공급수단
20:충전밸브
30:분출노즐
31:제어밸브
32:자세제어용 분사노즐
40:제어모듈
41:디스플레이부
100:압축기체를 이용한 측면비행이 가능한 무인비행체

Claims (16)

  1. 배터리 모듈을 포함하는 본체부; 상기 본체부 측면과 결합 및 연장형성되는 복수개의 날개 프레임; 상기 날개 프레임 끝단 각각에 구비되는 프로펠러; 및 상기 프로펠러를 회전시키는 구동부;를 포함하며, 상기 구동부에 의한 상기 프로펠러의 회전에 의해 추력을 발생시키는 무인비행체로서,
    상기 본체부 하단에 구비되며 내부에 압축기체가 저장되는 압축탱크; 및
    상기 압축탱크 일측면에 구비되며, 측면비행시 상기 압축기체가 분사되어 상기 측면비행을 위한 추력을 발생시키는 분출노즐;
    상기 구동부 각각을 제어하며 상기 프로펠러의 각속도를 조절하여 상기 무인비행체의 자세를 제어하는 제어모듈;
    상기 분출노즐 일측 각각에 구비되어 상기 압축기체의 분사량을 조절하는 제어밸브; 및
    상기 본체부의 상면과 하면 각각에 구비되고, 측면비행시 상기 압축기체가 분사되어, 수직자세를 유지하도록 하는 자세제어용 분사노즐;을 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기체를 이용한 측면비행이 가능한 무인비행체.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 압축탱크 일측에 구비되어 상기 압축탱크 내에 기체를 충전시키기 위한 충전밸브;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기체를 이용한 측면비행이 가능한 무인비행체.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    측면비행시 상기 제어모듈에 의해 상기 프로펠러의 각속도를 조절하여 상기 본체부의 평면방향이 지면과 수직이 되도록 자세를 제어한 후,
    상기 제어밸브를 개방하여 상기 분출노즐을 통해 상기 압축기체를 분사시키고 상기 프로펠러의 회전을 중단시켜 측면비행을 진행하는 것을 특징으로 하는 압축기체를 이용한 측면비행이 가능한 무인비행체.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 압축탱크 내의 압력을 실시간으로 측정하는 압력센서;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기체를 이용한 측면비행이 가능한 무인비행체.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 본체부 일측에 기체공급수단을 더 포함하며,
    상기 압력센서에서 측정된 압력값을 기반으로 상기 압축탱크 내의 압축기체의 잔량을 산출하여, 상기 잔량이 설정된 값 미만이 되는 경우 상기 제어모듈은 상기 기체공급수단을 구동시켜 상기 압축탱크 내에 기체를 충전하는 것을 특징으로 하는 압축기체를 이용한 측면비행이 가능한 무인비행체.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 분출노즐은 2개 이상으로 구성되며, 상기 제어모듈은 상기 제어밸브를 조절하여 상기 측면비행시 수직방향 유지와, 추력 및 속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 압축기체를 이용한 측면비행이 가능한 무인비행체.
  9. 삭제
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 압축탱크 내를 내부가 제1압력범위로 유지되는 제1내부공간과, 내부가 제1압력범위보다 작은 제2압력범위로 유지되는 제2내부공간으로 구획하는 격벽; 및
    상기 격벽에 구비되어 상기 제2내부공간의 압력이 제2압력범위 미만이 되는 경우 상기 제1내부공간의 유체를 상기 제2내부공간으로 유입시키는 공급밸브;를 더 포함하며,
    상기 분출노즐은 상기 제2내부공간에 구비되는 것을 특징으로 하는 압축기체를 이용한 측면비행이 가능한 무인비행체.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 압축탱크를 제1내부공간과 제2내부공간을 구획하는 이동식 격벽; 및
    상기 이동식 격벽과, 상기 이동식 격벽에 대향되는 상기 제2내부공간의 내면 사이에 구비되는 탄성부재;를 더 포함하고,
    상기 압축기체는 상기 제1내부공간에 저장되는 것을 특징으로 하는 압축기체를 이용한 측면비행이 가능한 무인비행체.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 압축탱크의 평단면은 절곡면이 서로 공유되며, 절곡부가 만곡면으로 형성되는 지그재그 형태로 구성되는 것을 특징으로 하는 압축기체를 이용한 측면비행이 가능한 무인비행체.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 본체부 일측에 구비되어 태양광을 전기에너지로 변환, 전력을 생산하여 상기 배터리 모듈에 저장하고 무인 비행체의 각 구동부에 직류 또는 교류의 전원을 공급하는 태양광 발전부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기체를 이용한 측면비행이 가능한 무인비행체.
  14. 배터리 모듈을 포함하는 본체부; 상기 본체부 측면과 결합 및 연장형성되는 복수개의 날개 프레임; 상기 날개 프레임 끝단 각각에 구비되는 프로펠러; 상기 프로펠러를 회전시키는 구동부; 상기 본체부 하단에 구비되며 내부에 압축기체가 저장되는 압축탱크; 및 압축탱크 일측면에 구비되며, 측면비행시 상기 압축기체가 분사되어 상기 측면비행을 위한 추력을 발생시키는 분출노즐; 상기 구동부 각각을 제어하여 상기 프로펠러의 각속도를 조절하여 무인비행체의 자세를 제어하는 제어모듈; 상기 분출노즐 일측에 구비되어 상기 압축기체의 분사량을 조절하는 제어밸브; 상기 본체부의 상면과 하면 각각에 구비되고, 측면비행시 상기 압축기체가 분사되어, 수직자세를 유지하도록 하는 자세제어용 분사노즐을 포함하며, 상기 구동부에 의한 상기 프로펠러의 회전에 의해 추력을 발생시키는 무인비행체의 작동방법에 있어서,
    상기 구동부에 의해 상기 프로펠러 각각을 회전시켜, 비행을 진행하는 단계;
    측면비행이 필요한 경우, 상기 제어모듈에 의해 상기 프로펠러의 각속도를 조절하여 상기 본체부의 평면방향이 지면과 수직이 되도록 자세를 제어하는 단계; 및
    수직자세가 되면, 상기 제어밸브를 개방하여 상기 분출노즐을 통해 상기 압축기체를 분사시키고 상기 프로펠러의 회전을 중단시켜 측면비행을 진행하고, 상기 본체부의 상면과 하면 각각에 구비되는 자세제어용 분사노즐을 통해, 측면비행시 상기 압축기체가 분사되어, 수직자세를 유지하도록 하는 단계;를 포함하는는 것을 특징으로 하는 압축기체를 이용한 측면비행이 가능한 무인비행체의 작동방법.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 분출노즐은 2개 이상으로 구성되며,
    상기 수직자세를 유지하도록 하는 단계에서, 상기 제어모듈은 상기 제어밸브를 조절하여 상기 측면비행시 추력과 속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 압축기체를 이용한 측면비행이 가능한 무인비행체의 작동방법.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 압축탱크 내의 압력을 실시간으로 측정하는 압력센서; 및 상기 본체부 일측에 기체공급수단을 더 포함하며,
    상기 압력센서에서 측정된 압력값을 기반으로 상기 압축탱크 내의 압축기체의 잔량을 산출하여, 상기 잔량이 설정된 값 미만이 되는 경우 상기 제어모듈은 상기 기체공급수단을 구동시켜 상기 압축탱크 내의 기체를 충전하는 것을 특징으로 하는 압축기체를 이용한 측면비행이 가능한 무인비행체의 작동방법.
KR1020190133969A 2019-10-25 2019-10-25 압축기체를 이용한 측면비행이 가능한 무인비행체 및 그 작동방법 KR102219922B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190133969A KR102219922B1 (ko) 2019-10-25 2019-10-25 압축기체를 이용한 측면비행이 가능한 무인비행체 및 그 작동방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190133969A KR102219922B1 (ko) 2019-10-25 2019-10-25 압축기체를 이용한 측면비행이 가능한 무인비행체 및 그 작동방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102219922B1 true KR102219922B1 (ko) 2021-03-02

Family

ID=75169173

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190133969A KR102219922B1 (ko) 2019-10-25 2019-10-25 압축기체를 이용한 측면비행이 가능한 무인비행체 및 그 작동방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102219922B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113675501A (zh) * 2021-08-16 2021-11-19 普宙科技(深圳)有限公司 一种无人机电池散热系统、无人机电池及无人机

Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030098388A1 (en) * 2001-08-08 2003-05-29 Walmsley Eric Ronald Circular vertical take off & landing aircraft
JP2010127184A (ja) * 2008-11-27 2010-06-10 Ihi Plant Construction Co Ltd Ｌｎｇ利用圧縮機
KR20130074865A (ko) * 2011-12-27 2013-07-05 삼성중공업 주식회사 선박의 메인엔진 및 제너레이팅엔진 시동용 공기저장탱크
KR101427182B1 (ko) * 2012-12-13 2014-08-07 김일부 응축수 포집구획을 갖춘 공압 장치용 압축공기탱크
KR101531656B1 (ko) 2013-10-16 2015-06-25 한국전기연구원 자기 부상 이송 장치
KR101544383B1 (ko) 2012-12-31 2015-08-13 한국기계연구원 안내 전자석 변환 스위치부를 갖는 자기부상 시스템 및 이의 정지 방법
KR101630783B1 (ko) 2013-12-11 2016-06-15 한국기계연구원 안내 기능을 갖는 추진 전자석을 포함하는 자기부상 시스템
KR101672899B1 (ko) 2015-02-25 2016-11-04 한국기계연구원 대차 프레임을 개선한 자기부상 열차
KR20170051271A (ko) * 2015-10-27 2017-05-11 한국과학기술원 벽면 이동을 위한 비행로봇 메커니즘 및 제어방법
CN206187335U (zh) * 2016-11-25 2017-05-24 文锦伟 一种太阳能四旋翼飞行器
US20170240275A1 (en) * 2015-09-02 2017-08-24 Jetoptera, Inc. Configuration for vertical take-off and landing system for aerial vehicles
KR101839130B1 (ko) * 2017-08-10 2018-04-27 주식회사 우리창우종합건축사사무소 압축공기 추진식 비행체.
KR20180083183A (ko) * 2017-01-12 2018-07-20 삼성중공업 주식회사 무인비행체
JP2019503941A (ja) * 2015-12-18 2019-02-14 ラズヴァン，サビエ 垂直離着陸機及びその動作プロセス

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030098388A1 (en) * 2001-08-08 2003-05-29 Walmsley Eric Ronald Circular vertical take off & landing aircraft
JP2010127184A (ja) * 2008-11-27 2010-06-10 Ihi Plant Construction Co Ltd Ｌｎｇ利用圧縮機
KR20130074865A (ko) * 2011-12-27 2013-07-05 삼성중공업 주식회사 선박의 메인엔진 및 제너레이팅엔진 시동용 공기저장탱크
KR101427182B1 (ko) * 2012-12-13 2014-08-07 김일부 응축수 포집구획을 갖춘 공압 장치용 압축공기탱크
KR101544383B1 (ko) 2012-12-31 2015-08-13 한국기계연구원 안내 전자석 변환 스위치부를 갖는 자기부상 시스템 및 이의 정지 방법
KR101531656B1 (ko) 2013-10-16 2015-06-25 한국전기연구원 자기 부상 이송 장치
KR101630783B1 (ko) 2013-12-11 2016-06-15 한국기계연구원 안내 기능을 갖는 추진 전자석을 포함하는 자기부상 시스템
KR101672899B1 (ko) 2015-02-25 2016-11-04 한국기계연구원 대차 프레임을 개선한 자기부상 열차
US20170240275A1 (en) * 2015-09-02 2017-08-24 Jetoptera, Inc. Configuration for vertical take-off and landing system for aerial vehicles
KR20170051271A (ko) * 2015-10-27 2017-05-11 한국과학기술원 벽면 이동을 위한 비행로봇 메커니즘 및 제어방법
JP2019503941A (ja) * 2015-12-18 2019-02-14 ラズヴァン，サビエ 垂直離着陸機及びその動作プロセス
CN206187335U (zh) * 2016-11-25 2017-05-24 文锦伟 一种太阳能四旋翼飞行器
KR20180083183A (ko) * 2017-01-12 2018-07-20 삼성중공업 주식회사 무인비행체
KR101839130B1 (ko) * 2017-08-10 2018-04-27 주식회사 우리창우종합건축사사무소 압축공기 추진식 비행체.

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113675501A (zh) * 2021-08-16 2021-11-19 普宙科技(深圳)有限公司 一种无人机电池散热系统、无人机电池及无人机

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2019203204B2 (en) Vertical takeoff and landing (VTOL) air vehicle
US11420737B2 (en) High speed multi-rotor vertical takeoff and landing aircraft
US11579604B2 (en) Free wing multirotor with vertical and horizontal rotors
JP6981993B2 (ja) 垂直離着陸機及びその動作プロセス
US20170073070A1 (en) Amphibious vertical takeoff and landing unmanned device with artificial intelligence (AI) and method and system for managing a crisis environment and controlling one or more targets
US8936212B1 (en) System and method for compact and combinable aerial vehicle capable of vertical/short takeoff and landing
US9446844B2 (en) Aircraft system that enables ground traveling
US20210253240A1 (en) Long range endurance aero platform system
KR102219922B1 (ko) 압축기체를 이용한 측면비행이 가능한 무인비행체 및 그 작동방법
US11130569B2 (en) Flying wing aircraft having a two-dimensional thrust array
US11319066B2 (en) Flying wing aircraft having a compact storage configuration
US11124296B2 (en) Flying wing aircraft having flight and storage configurations
Meyer et al. Dynamic forms

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant