KR102225256B1 - Drone with Variable Propulsion Units - Google Patents

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KR102225256B1
KR102225256B1 KR1020190121003A KR20190121003A KR102225256B1 KR 102225256 B1 KR102225256 B1 KR 102225256B1 KR 1020190121003 A KR1020190121003 A KR 1020190121003A KR 20190121003 A KR20190121003 A KR 20190121003A KR 102225256 B1 KR102225256 B1 KR 102225256B1
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KR
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rotation
wing
variable
variable propulsion
propulsion unit
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KR1020190121003A
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고국원
배정환
신재환
염승용
임도윤
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선문대학교 산학협력단
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Abstract

The present invention relates to a drone equipped with a variable propulsion unit that can take off and land vertically and can improve propulsion by reducing air resistance during flight. According to the present invention, provided is a drone equipped with a variable propulsion unit, which comprises: a flying fuselage with fixed wings; and a variable propulsion unit removably coupled to the flying fuselage. The variable propulsion unit includes: a first variable propulsion portion which rotates to narrow the distance between each other to reduce air resistance in flight mode; and a second variable propulsion portion which rotates to exert lift and thrust.

Description

가변 추진 유니트가 장착된 드론{Drone with Variable Propulsion Units}Drone with Variable Propulsion Units

본 발명은 가변 추진 유니트가 장착된 드론에 관한 것이다. The present invention relates to a drone equipped with a variable propulsion unit.

드론은 사람이 직접 탑승하지 않고 원격으로 조종하여 자동 비행할 수 있는 무인 비행체를 말한다. 무인 비행체는 일반 비행체와는 달리 사람의 탑승 공간을 별도로 구비하지 않기 때문에 소형화, 경량화가 가능하다. Drone refers to an unmanned aerial vehicle that can be automatically operated by remote control without a person on board. Unlike ordinary aircraft, the unmanned aerial vehicle does not have a separate space for boarding people, so it is possible to reduce the size and weight of the unmanned aerial vehicle.

따라서, 사용자의 접근이 어려운 곳의 정보 수집과 정찰을 위한 정찰 무인비행체 등 군사용으로 개발 및 활용되나 최근에는, 영상 촬영 기능을 구비하고 레저용으로 상용화, 대중화 되고 있다.Therefore, it is developed and utilized for military purposes such as reconnaissance unmanned aerial vehicles for reconnaissance and information collection in places where access is difficult for users, but recently, it has an image capturing function and is commercialized and popularized for leisure use.

드론의 비행 성능을 높이기 위해 큰 크기의 프로펠러(날개부)가 요구되며, 프로펠러 크기가 커짐에 따라 암을 수용하는 본체의 사이즈가 증가하게 되는 구조적 제약이 있을 수 있다. 큰 본체 사이즈를 가지는 무인 비행체는 무게 중심이 집중되지 않고 공기 저항이 증가되어 비행 성능이 저하될 수 있다.A large-sized propeller (wing part) is required to increase the flying performance of a drone, and there may be a structural limitation in that the size of the body accommodating the arm increases as the size of the propeller increases. An unmanned aerial vehicle having a large body size does not concentrate its center of gravity and increases air resistance, which may reduce flight performance.

한편, 수직 이착륙이 가능한 항공기가 개발되었으나, 항공기 동체에 수직 이착륙이 가능하도록 복수의 프로펠러를 구비한 구조로서, 프로펠러가 수직 이착륙시에는 효과를 발휘하지만, 이륙후 속도를 높혀서 수평 비행하는 경우에는 오히려 저항이 커지게 되어서 추진 성능이 저하될 수 있다. On the other hand, aircraft capable of vertical take-off and landing have been developed, but as a structure equipped with a plurality of propellers to allow vertical take-off and landing on the aircraft's fuselage, the propellers are effective during vertical take-off and landing, but in the case of horizontal flight by increasing the speed after take-off, Increased resistance can lead to a decrease in propulsion performance.

한국공개특허공보 제10-2013-0093867호(2013.08.23)Korean Patent Application Publication No. 10-2013-0093867 (2013.08.23)

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 비행 동체에 가변 추진 유니트를 착탈 가능하게 마련하여 수직 이착륙이 가능하고 비행시 공기 저항을 줄여서 추진력을 향상시킬 수 있도록 한 가변 추진 유니트가 장착된 드론을 제공하는 것이다. Accordingly, the present invention has been invented to solve the conventional problems as described above, and the problem to be solved by the present invention is that vertical take-off and landing are possible by attaching and detaching a variable propulsion unit to the flight body, and by reducing the air resistance during flight, the propulsion force It is to provide a drone equipped with a variable propulsion unit to improve the performance.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 해결 수단은, 고정익을 가지는 비행 동체; 상기 비행 동체에 착탈 가능하게 결합되는 가변 추진 유니트를 포함하고,Solution means for solving the above problems, the flight body having a fixed wing; Including a variable propulsion unit detachably coupled to the flight body,

상기 가변 추진 유니트는, 비행 모드시 공기 저항을 줄일 수 있도록 서로 간의 간격이 좁혀지도록 회동하는 제1 가변 추진부, 양력과 추력을 발휘하도록 회동하는 제2 가변 추진부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 가변 추진 유니트가 장착된 드론이 제공될 수 있다.The variable propulsion unit is a variable propulsion unit, characterized in that the variable propulsion unit comprises a first variable propulsion unit that rotates so that the gap between each other is narrowed so as to reduce air resistance in the flight mode, and a second variable propulsion unit that rotates to exert lift and thrust. A drone equipped with may be provided.

이와 같이 본 발명에 따른 드론은 고정익을 가지는 비행 동체에 제1 가변 추진부와 제2 가변 추진부가 마련되는 가변 추진 유니트가 구비되어서 보다 많은 양력과 추력을 발생시킬 수 있다. As described above, the drone according to the present invention is provided with a variable propulsion unit in which a first variable propulsion unit and a second variable propulsion unit are provided on a flying body having a fixed wing, so that more lift and thrust can be generated.

제1 가변 추진부에는 회동 가능한 복수의 제1 회동 아암부가 형성되고, 비행 모드시, 바디부의 양측에 마련되는 제1 회동 아암부간의 간격을 좁혀서 공기 저항을 줄임으로써 추력이 향상될 수 있다.A plurality of rotatable first rotation arm portions are formed in the first variable propulsion portion, and in the flight mode, the thrust force may be improved by reducing the air resistance by narrowing the gap between the first rotation arm portions provided on both sides of the body portion.

제2 회동 아암부를 가지는 제2 가변 추진부에 의해 이륙후 비행 모드시 제2 회동 아암부의 날개부 배치 위치가 변경되도록 제2 회동 아암부를 회전시켜서 추력을 얻을 수 있다.It is possible to obtain thrust by rotating the second pivoting arm so that the position of the wings of the second pivoting arm is changed in the flight mode after take-off by the second variable propulsion unit having the second pivoting arm.

본 발명에 따른 드론은 바디부에 공간부를 형성하고, 상기 공간부를 통해 제1 가변 추진부의 제1 회동 아암부와 제2 가변 추진부의 제2 회동 아암부가 자유롭게 회동이 이루어지도록 할 수 있다. In the drone according to the present invention, a space part is formed in the body part, and the first rotation arm part of the first variable propulsion part and the second rotation arm part of the second variable propulsion part can rotate freely through the space part.

본 발명은 보다 증대된 양력 및 추력이 발생되므로, 장시간 비행이 가능하고 무거운 짐을 쉽게 들어올려 운송이 가능하다. In the present invention, since increased lift and thrust are generated, a long flight is possible and a heavy load can be easily lifted and transported.

또한, 본 발명은 열적외선 카메라 및 영상 제어기를 설치하여 산불 감시나 지도 작성이 가능하도록 활용될 수 있다. In addition, the present invention may be utilized to monitor forest fires or create a map by installing a thermal infrared camera and an image controller.

도 1은 본 발명에 따른 드론의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 가변 추진 유니트의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제1 회동 아암부의 동작을 나타낸 개략적인 평면도이다.
도 4는 본 발명의 가변 추진 유니트의 제2 회동 아암부의 동력 전달 구조를 나타낸 개략도이다.
도 5는 본 발명의 제2 가변 추진부의 동력전달 구조를 나타낸 개략도이다.
도 6의 (a) 내지 (c)는 본 발명에 따른 드론의 모드별로 나타낸 사시도로서, (a)는 이륙하는 상태, (b)는 이륙후 비행하기 위한 상태, (c)는 비행하는 상태를 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 제2 날개부에 구비되는 가변 피치 유니트의 구조를 나타낸 사시도이다. 1 is a perspective view of a drone according to the present invention.
2 is a perspective view of the variable propulsion unit of the present invention.
3 is a schematic plan view showing the operation of the first rotating arm of the present invention.
Figure 4 is a schematic diagram showing the power transmission structure of the second rotation arm portion of the variable propulsion unit of the present invention.
Figure 5 is a schematic diagram showing the power transmission structure of the second variable propulsion unit of the present invention.
Figure 6 (a) to (c) is a perspective view showing the drone according to the mode according to the present invention, (a) is a take-off state, (b) is a state for flight after take-off, (c) is a state in flight Is shown.
7 is a perspective view showing the structure of a variable pitch unit provided in the second wing of the present invention.

이하, 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 첨부된 예시도면에 의거 상세하게 설명한다.Hereinafter, specific contents for carrying out the present invention will be described in detail based on the accompanying exemplary drawings.

도 1은 본 발명에 따른 드론의 사시도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 드론(10)은 비행 동체(100), 비행 동체(100)의 일면에 착탈 가능하게 결합되는 가변 추진 유니트(200)를 포함할 수 있다.1 is a perspective view of a drone according to the present invention. Referring to FIG. 1, the drone 10 of the present invention may include a flying body 100 and a variable propulsion unit 200 that is detachably coupled to one surface of the flying body 100.

상기 비행 동체(100)는 양측으로 형성되는 고정익(110)을 포함하고, 후방에는 후미 익편(120)이 마련될 수 있다. The flying body 100 may include a fixed wing 110 formed on both sides, and a rear wing piece 120 may be provided at the rear.

상기 고정익(110)은 통상의 비행기 날개부와 같이 유선형으로 형성될 수 있다. The fixed wing 110 may be formed in a streamlined shape like a typical airplane wing.

상기 가변 추진 유니트(200)는 상기 비행 동체(100)에 착탈 가능하게 결합되는 바디부(210), 바디부(210)에서 회동가능하게 결합되는 제1 가변 추진부(220), 상기 바디부(210)에서 자체 회전이 가능하게 구비되는 제2 가변 추진부(230)로 이루어질 수 있다. The variable propulsion unit 200 includes a body 210 detachably coupled to the flying body 100, a first variable propulsion 220 rotatably coupled to the body 210, and the body portion ( It may be made of a second variable propulsion unit 230 provided to enable self-rotation at 210).

상기 제1 가변 추진부(220)의 바디부(210)에 간격을 두고 회전 가능하게 복수로 결합되는 제1 회동 아암부(221), 상기 제1 회동 아암부(221)의 단부측에 마련되는 제1 날개부(222)로 이루어질 수 있다.A first rotation arm part 221 rotatably coupled to the body part 210 of the first variable propulsion part 220 at an interval and provided at the end side of the first rotation arm part 221 It may be made of a first wing portion 222.

상기 제1 회동 아암부(221)는 바디부(210)의 양측에 각각 한쌍으로 마련되고, 비행 모드에 따라 서로 벌어진 상태로 비행하거나 또는 서로 근접되게 접혀져서 추력을 얻어 비행할 수 있도록 할 수 있다. The first rotation arm portions 221 are provided as a pair on both sides of the body portion 210, and may fly in an open state according to a flight mode, or may be folded close to each other to obtain thrust to fly. .

도 3을 참조하면, 상기 제1 회동 아암부(221)의 일단부에 형성되는 제1 날개부(222)에는, 제1 날개부(222)를 회전시킬 수 있는 제1 회전 모터부(223)가 각각 마련될 수 있다. 상기 제1 회전 모터부(223)의 구동으로 제1 날개부(222)는 회전될 수 있다. Referring to FIG. 3, in the first wing portion 222 formed at one end of the first rotation arm portion 221, a first rotation motor portion 223 capable of rotating the first wing portion 222 Each can be provided. The first blade part 222 may be rotated by driving the first rotation motor part 223.

바디부(210)에 연결되는 각각의 제1 회동 아암부(221) 일단부에는 제2 회전 모터부(224)가 각각 마련될 수 있다. A second rotation motor part 224 may be provided at one end of each of the first rotation arm parts 221 connected to the body part 210.

상기 제2 회전 모터부(224)의 가동으로 제1 회동 아암부(221)가 회동될 수 있고, 따라서, 한쌍의 제1 회동 아암부(221)는 서로 간격이 좁혀지거나 넓혀질 수 있다. The first rotation arm part 221 may be rotated by the operation of the second rotation motor part 224, and thus, the pair of first rotation arm parts 221 may be narrowed or widened from each other.

또한, 상기 제2 가변 추진부(230)는 상기 제1 회동 아암부(221)의 설치 방향과 다른 위치에 제2 회동 아암부(231)가 마련될 수 있다. In addition, the second variable propulsion part 230 may be provided with a second rotation arm part 231 at a position different from the installation direction of the first rotation arm part 221.

상기 제2 회동 아암부(231)의 단부측에는 각각 제2 날개부(232)가 구비될 수 있다. A second wing portion 232 may be provided at an end side of the second rotating arm portion 231, respectively.

또한, 상기 제2 회동 아암부(231)는 중공형의 파이프 형태로 구성될 수 있다. In addition, the second rotation arm portion 231 may be configured in the form of a hollow pipe.

상기 제2 날개부(232)의 형상은 제1 날개부(222)의 형상과 다르게 형성될 수 있다. 즉, 제2 날개부(232)는 통상의 헬리콥터의 날개부(프로펠러)와 같은 구조로 형성될 수 있다.The shape of the second wing portion 232 may be different from the shape of the first wing portion 222. That is, the second wing portion 232 may be formed in the same structure as the wing portion (propeller) of a conventional helicopter.

도 4를 참조하면, 상기 제2 회동 아암부(232)는 회전 구동부(240)와 연결되어서 동력을 전달받아 회전될 수 있다.Referring to FIG. 4, the second rotation arm part 232 may be connected to the rotation driving part 240 to be rotated by receiving power.

상기 회전 구동부(240)는 모터(241), 모터(241)와 연결되어 동력을 전달받는 제1 기어(242), 상기 제1 기어(242)와 동력전달부재(243)로 연결되어서 동력을 전달받음과 동시에 제1 회동 아암부(232)의 일단부와 연결되는 제2 기어(244)로 이루어질 수 있다. The rotation drive unit 240 transmits power by being connected to a motor 241, a first gear 242 connected to the motor 241 to receive power, and connected to the first gear 242 and a power transmission member 243. It may be made of a second gear 244 connected to one end of the first rotating arm 232 at the same time as receiving.

상기 제1 기어(242)와 제2 기어(244)는 타이밍 기어로 될 수 있고, 상기 동력전달부재(243)는 타이밍 벨트로 이루어질 수 있다. The first gear 242 and the second gear 244 may be timing gears, and the power transmission member 243 may be formed of a timing belt.

또한, 제 2회동 아암부(232)의 단부측에 구비되는 제2 날개부(232)는, 날개 구동부(250)에 의해 회전될 수 있다.In addition, the second wing portion 232 provided at the end side of the second rotation arm portion 232 may be rotated by the wing driving portion 250.

도 5를 참조하면, 상기 날개 구동부(250)는 엔진(251), 엔진(251)과 축(252)을 통해 연결되는 제1 풀리(253), 제1 풀리(253)의 양측으로 연결되고 제2 회동 아암부(231)의 내부를 관통하는 동력전달부재(254), 동력전달부재(254)와 연결되고 제2 날개부(232)에 연결되는 회전축(234)의 일단부에 마련되는 제2 풀리(255)로 이루어질 수 있다. 5, the wing drive unit 250 is connected to both sides of the engine 251, the first pulley 253 connected through the engine 251 and the shaft 252, and the first pulley 253. 2 A power transmission member 254 penetrating the inside of the rotation arm part 231, a second provided at one end of the rotation shaft 234 connected to the power transmission member 254 and connected to the second wing part 232 It may be made of a pulley (255).

상기 동력전달부재(254)는 벨트로 구성될 수 있고, 또한, 벨트의 장력을 확보하기 위해서 텐셔너를 마련할 수 있다. The power transmission member 254 may be constituted by a belt, and a tensioner may be provided to secure the tension of the belt.

상기 한쌍의 제2 날개부(232)는 서로 반대 방향으로 회전될 수 있고, 한쌍의 제2 날개부(232)의 토크를 상쇄시킬 수 있다. The pair of second wing portions 232 may be rotated in opposite directions to each other, and the torque of the pair of second wing portions 232 may be canceled.

상기 바디부(210)에는 상기 제1 회동 아암부(221)와 제2 회동 아암부(231)가 회동될 수 있도록 하는 공간부(211)가 형성될 수 있다.A space 211 may be formed in the body 210 to allow the first and second rotational arm parts 221 and 231 to rotate.

상기 바디부(210)는 간격을 가지는 2개의 플레이트로 구성될 수 있다. 그러나, 이러한 구조에 한정되지 않고 다양한 형태로 구성할 수 있다. The body part 210 may be composed of two plates having an interval. However, it is not limited to this structure and may be configured in various forms.

또한, 본 발명에 따른 드론(10)은 비행 동체(100) 또는 가변 추진부(200)의 소정의 위치에 열적외선 카메라 및 영상 제어기를 설치하고, IOT(사물 인터넷) 기반으로 산불 감시나 지도 작성이 가능하도록 활용될 수 있다. In addition, the drone 10 according to the present invention installs a thermal infrared camera and an image controller at a predetermined location of the flying body 100 or the variable propulsion unit 200, and monitors forest fires or creates a map based on IOT (Internet of Things). It can be utilized to make this possible.

상기 바디부(210)의 내부에는 제1 가변 추진부(220)와 제2 가변 추진부(230)에 포함되는 제1 회전 모터부(223), 제 2회전 모터부(224), 회동 구동부(240)의 모터(241) 및 날개 구동부(250)의 엔진(251)의 동작을 제어하는 제어기가 마련될 수 있다. Inside the body part 210, a first rotation motor part 223, a second rotation motor part 224, and a rotation drive part included in the first variable propulsion part 220 and the second variable propulsion part 230 A controller for controlling the operation of the motor 241 of 240 and the engine 251 of the wing driving unit 250 may be provided.

또한, 도 7을 참조하면, 제2 날개부(232)는 가변 피치가 이루어지도록 구성될 수 있다.In addition, referring to FIG. 7, the second wing portion 232 may be configured to have a variable pitch.

즉, 제2 회동 아암부(231)의 일측에는 액츄에이터(260)가 마련되고, 상기 액츄에이터(260)의 동력을 전달받아 움직이는 가변 피치 유니트(300)이 구비될 수 있다.That is, an actuator 260 may be provided on one side of the second rotating arm 231, and a variable pitch unit 300 may be provided that moves by receiving power from the actuator 260.

상기 가변 피치 유니트(300)는 회전축(234)을 따라 승강되는 승강부재(310), 승강부재(310)의 상부에 구비되고 승강부재(310)의 승강에 따라 함께 승강되는 요동부재(320), 요동부재(320)의 상부에 구비되고, 요동부재(320)의 양측과 제2 날개부(232)의 연결부(236)가 연결되는 브래킷(330), 상기 승강부재(310)와 연결되고 액츄에이터(260)로부터 동력을 전달받아 회동하는 제1 링크(340)로 이루어질 수 있다. The variable pitch unit 300 is an elevating member 310 that is elevated along the rotation shaft 234, a swing member 320 that is provided on an upper portion of the elevating member 310 and elevating with the elevating member 310, It is provided on the upper part of the swing member 320, the bracket 330 to which the connection portions 236 of the second wing portion 232 are connected to both sides of the swing member 320, the lifting member 310 is connected to the actuator ( It may be made of a first link 340 that rotates by receiving power from the 260.

상기 제1 링크(340)는 힌지부(342)가 마련되어서 시소와 같이 움직이고, 제1 링크(340)의 일단부는 액츄에이터(260)와 연결되는 레버(262)와 연결되어서 레버(262)의 이동에 따라 상기 제1 링크(340)는 힌지부(342)를 중심으로 회동하게 될 수 있다. The first link 340 is provided with a hinge part 342 to move like a seesaw, and one end of the first link 340 is connected to a lever 262 connected to the actuator 260 so that the lever 262 moves. Accordingly, the first link 340 may rotate around the hinge part 342.

요동부재(320)는 승강부재(310)에 의해 한쪽으로 기울어지게 승강되며, 연결부재(322)로 연결된 한쪽 브래킷(330)이 연결부(236)와 동시에 회동되면서 제2 날개부(232)는 일측 방향으로 회전되면서 피치가 가변될 수 있다. The oscillating member 320 is tilted to one side by the lifting member 310, and one bracket 330 connected by the connecting member 322 rotates at the same time as the connecting part 236, so that the second wing part 232 is at one side. As it rotates in the direction, the pitch may be varied.

상기 제2 날개부(232)의 연결부(236)에는 회전핀(237)으로 제2 날개부(232)와 회전 가능하게 연결될 수 있고, 따라서, 제2 날개부(232)는 접혀질 수 있다.The connection portion 236 of the second wing portion 232 may be rotatably connected to the second wing portion 232 by a rotation pin 237, and thus, the second wing portion 232 may be folded.

회전시에는 상기 한쌍의 제2 날개부(232)는 상기 회전핀(237)을 중심으로 일측 방향으로 회전되어서 소정의 각도로 펼쳐져서 회전하여 양력 및 추력을 발생시키지만, 펼쳐진 상태에서는 소정 각도 이상으로 더 펼쳐지지 않고 그 각도를 유지하고 회전될 수 있다. During rotation, the pair of second wing portions 232 are rotated in one direction around the rotation pin 237 and spread at a predetermined angle to generate lift and thrust, but in the unfolded state, the second wing portion 232 is rotated at a predetermined angle or more. It can be rotated while maintaining its angle without further spreading.

상기 액츄에이터(260)는 모터가 될 수 있고, 회동 레버(264)가 레버(262)와 연결되어서 액츄에이터(260)가 구동하면, 회동 레버(264)가 회전하고, 그에 따라 회동 레버(264)와 연결된 레버(262)는 일측 방향으로 이동될 수 있다. 물론, 상기 액츄에이터(260)가 반대 방향으로 구동하면, 상기 레버(262)는 상기 이동 방향과 반대 방향으로 이동할 수 있고, 그에 따라 가변 피치 유니트(300)의 승강부재(310)와 요동부재(320)가 승강되면서 제2 날개부(232)의 가변 피치 동작이 이루어질 수 있다. The actuator 260 may be a motor, and when the actuator 260 is driven by the rotation lever 264 connected to the lever 262, the rotation lever 264 rotates, and accordingly, the rotation lever 264 and The connected lever 262 may be moved in one direction. Of course, when the actuator 260 is driven in the opposite direction, the lever 262 can move in a direction opposite to the moving direction, and accordingly, the elevating member 310 and the swinging member 320 of the variable pitch unit 300 ) Is raised and lowered, the variable pitch operation of the second wing part 232 may be performed.

따라서, 가변 피치 유니트(300)에 의해 제2 날개부 232)의 피치 각도를 변경(롤 방향으로의 회전)함으로써, 양력의 양과 방향이 조절될 수 있다. Accordingly, by changing the pitch angle of the second wing portion 232 (rotation in the roll direction) by the variable pitch unit 300, the amount and direction of the lift force can be adjusted.

상기 승강부재(310)의 하부에는 관통공이 형성되는 지지부재(350)가 마련되어서 승강부재(310)를 지지할 수 있고, 지지부재(350)는 회전축(234)이 연결되며, 하부에는 제2 풀리(255) 및 동력전달부재(254)가 연결되어서 엔진(251)의 동력이 전달되어서 회전축(234) 및 제2 풀리(255)가 회전되어 제2 날개부(232)의 회전이 이루어질 수 있다. A support member 350 having a through hole formed at a lower portion of the lifting member 310 may be provided to support the lifting member 310, and the support member 350 is connected to a rotation shaft 234, and a second The pulley 255 and the power transmission member 254 are connected so that the power of the engine 251 is transmitted so that the rotation shaft 234 and the second pulley 255 are rotated, so that the second wing part 232 can be rotated. .

이러한 구조를 가지는 본 발명의 드론(10)은, 이륙 모드, 수평방향 모드, 비행 모드로 전환하여 비행이 가능하다.The drone 10 of the present invention having such a structure is capable of flying by switching to a take-off mode, a horizontal direction mode, and a flight mode.

[이륙 모드][Take off mode]

도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 이륙하기 위해서 제2 가변 추진부(230)의 제2 회동 아암부(231)에 마련된 제2 날개부(232)는 상부에 위치하도록 하고, 제1 가변 추진부(220)의 제1 회동 아암부(221)는 서로 적당한 간격으로 벌린 상태에서 제1 날개부(222)가 위치하도록 할 수 있다. As shown in (a) of FIG. 6, the second wing portion 232 provided in the second rotating arm portion 231 of the second variable propulsion portion 230 for take-off is positioned at the top, and the first The first rotation arm portion 221 of the variable propulsion portion 220 may be positioned so that the first wing portion 222 is opened at appropriate intervals from each other.

도 4를 참조하면, 드론(10)의 이륙시, 상기 각 제1 회동 아암부(231)의 제1 날개부(222)는 제1 회전 모터부(223)의 구동에 따라 회전하게 되고, 제2 회동 아암부(231)의 제2 날개부(232)는 날개 구동부(250)에 의해 회전하게 될 수 있다.4, when the drone 10 takes off, the first wing portions 222 of each of the first rotating arm portions 231 rotate according to the driving of the first rotation motor unit 223, and The second wing portion 232 of the two rotation arm portion 231 may be rotated by the wing driving portion 250.

상기 날개 구동부(250)는 엔진(251)의 가동으로 축(252)을 통해 제1 풀리(253)가 회전하게 되고, 제1 풀리(253)는 양측으로 동력전달부재(254)가 연결되어 있기 때문에, 제1 풀리(253)의 회전에 따라 동력전달부재(254)도 동시에 회전하게 될 수 있다.In the wing driving unit 250, the first pulley 253 is rotated through the shaft 252 by the operation of the engine 251, and the power transmission member 254 is connected to both sides of the first pulley 253. Therefore, the power transmission member 254 may also rotate at the same time as the first pulley 253 rotates.

도 5를 참조하면, 상기 동력전달부재(254)는 제 2회동 아암부(231)의 내부를 관통하여 제2 풀리(255)에 연결되어 있으므로, 동력전달부재(254)의 회전에 따라 제2 풀리(255)도 동시에 회전하게 될 수 있다.5, since the power transmission member 254 penetrates the inside of the second rotation arm 231 and is connected to the second pulley 255, the second Pulley 255 may also be rotated at the same time.

상기 동력전달부재(254)는 벨트로 구성되어서 제1 풀리(253)와 제2 풀리(255)의 사이에서 순환 회전하면서 제1 풀리(253) 및 제2 풀리(255)가 동시에 회전될 수 있다.The power transmission member 254 is composed of a belt so that the first pulley 253 and the second pulley 255 can be rotated simultaneously while circulating and rotating between the first pulley 253 and the second pulley 255. .

제2 풀리(255)는 회전축(234)과 연결되어 있으므로, 제2 풀리(255)가 회전함에 따라 회전축(234)도 동시에 회전하게 되고, 그러면 회전축(234)에 연결된 제2 날개부(232)도 동시에 회전하게 될 수 있다. Since the second pulley 255 is connected to the rotation shaft 234, the rotation shaft 234 also rotates at the same time as the second pulley 255 rotates, and the second wing portion 232 connected to the rotation shaft 234 Can also be rotated at the same time.

상기 제2 회동 아암부(231)는 바디부(210)의 양측에 동일한 구조로 마련될 수 있고, 이러한 한쌍의 제2 회동 아암부(231)의 단부측에 마련된 제2 날개부(232)는 서로 반대 방향으로 회전될 수 있다. 상기 한쌍의 제2 날개부(232)가 서로 반대 방향으로 회전됨으로써, 토크가 상쇄될 수 있다. The second rotation arm part 231 may be provided in the same structure on both sides of the body part 210, and the second wing part 232 provided at the end side of the pair of second rotation arm parts 231 is They can be rotated in opposite directions. As the pair of second wing portions 232 are rotated in opposite directions to each other, torque may be canceled.

따라서, 드론(10)의 이륙시에는 가변 추진 유니트(200)의 제1 날개부(222)와 제 2날개부(232)가 동시에 회전하게 되고, 제1 날개부(222)와 제2 날개부(232)는 수직 방향으로의 양력을 발생시키므로, 용이하게 드론(10)의 이륙이 가능하게 될 수 있다. Therefore, when the drone 10 takes off, the first wing portion 222 and the second wing portion 232 of the variable propulsion unit 200 rotate at the same time, and the first wing portion 222 and the second wing portion Since 232 generates lift in the vertical direction, take-off of the drone 10 may be possible easily.

[수평방향 모드][Horizontal direction mode]

한편, 이륙 모드에서 비행을 위한 수평 방향 모드로 전환하기 위해서 제2 가변 추진부(230)는 수평 방향으로 전환하여 추력을 발생시킬 수 있다.Meanwhile, in order to switch from the take-off mode to the horizontal direction mode for flight, the second variable propulsion unit 230 may change to the horizontal direction to generate thrust.

즉, 본 발명의 드론(10)은 이륙후 비행을 위한 수평방향 모드로 전환하는데, 제2 가변 추진부(230)의 제2 날개부(232)의 위치를 변경할 수 있다.That is, the drone 10 of the present invention switches to a horizontal mode for flight after take-off, and the position of the second wing portion 232 of the second variable propulsion unit 230 can be changed.

도 6의 (b)를 참조하면, 제2 날개부(232)의 위치를 최초 위치에서 90도 전환한 위치로 변경하여 추력을 발생시킬 수 있다.Referring to FIG. 6B, by changing the position of the second wing part 232 from the initial position to a position converted by 90 degrees, thrust may be generated.

이를 실현하기 위해서, 상기 제2 회동 아암부(231)는 회전이 이루어지는데, 도 4를 참조하면, 회동 구동부(240)의 모터(241)의 구동으로 제1 기어(242)가 회전하게 되고, 그러면 동력전달부재(243)를 통해 제2 기어(244)가 회전하게 되며, 제2 기어(244)는 제2 회동 아암부(231)와 연동되도록 연결되어 있으므로, 제2 기어(244)의 회전에 따라 제2 회동 아암부(231)도 동시에 회전하게 될 수 있다. To realize this, the second rotation arm part 231 is rotated. Referring to FIG. 4, the first gear 242 is rotated by driving the motor 241 of the rotation driving part 240, Then, the second gear 244 rotates through the power transmission member 243, and the second gear 244 is connected to be interlocked with the second rotation arm 231, so that the second gear 244 rotates. Accordingly, the second rotation arm 231 may also rotate at the same time.

상기 제2 회동 아암부(231)의 회전에 따라, 제2 회동 아암부(231)의 단부측에 마련된 제2 날개부(232)의 위치가 변경될 수 있고, 그에 따라 추력을 발생시킬 수 있는 상태가 될 수 있다. According to the rotation of the second rotation arm part 231, the position of the second wing part 232 provided at the end side of the second rotation arm part 231 may be changed, thereby generating thrust. Can be in a state.

[비행 모드][Flight Mode]

본 발명에 따른 드론(10)의 비행시에는, 제1 가변 추진부(220)의 제1 회동 아암부(221)를 회동시켜서 서로간의 간격을 좁혀서 공기 저항을 감소시킬 수 있다.When the drone 10 according to the present invention is in flight, the first rotating arm 221 of the first variable propulsion unit 220 is rotated to narrow the distance between each other, thereby reducing air resistance.

즉, 도 3을 참조하면, 바디부(210)쪽에 연결되는 제1 회동 아암부(221)의 단부측에는 각각 제1 회전 모터부(223)가 마련되어 있으므로, 제1 회전 모터부(223)의 회전에 따라 제1 회동 아암부(221)는 회동되고, 서로 마주보는 한쌍의 제1 회동 아암부(221)는 벌어진 상태에서 좁혀질 수 있다. That is, referring to FIG. 3, since the first rotation motor part 223 is provided at the end side of the first rotation arm part 221 connected to the body part 210 side, respectively, the rotation of the first rotation motor part 223 Accordingly, the first rotation arm portion 221 is rotated, and the pair of first rotation arm portions 221 facing each other may be narrowed in an open state.

이때, 상기 제1 회동 아암부(221)의 제1 날개부(222)는 제1 회전 모터부(223)의 가동을 중지시켜서 회전을 멈춘 상태가 될 수 있다. In this case, the first wing portion 222 of the first rotation arm portion 221 may stop the operation of the first rotation motor portion 223 to be in a state in which rotation is stopped.

이와 같이, 한쌍을 이루는 제1 회동 아암부(221)는 서로 간격이 좁혀진 상태가 되고, 비행 방향으로 나란히 배열되며, 이러한 제 1회동 아암부(221)는 바디부(210)의 양측에 배열될 수 있다.In this way, the first rotating arm portions 221 forming a pair are in a state where the gap is narrowed from each other, and are arranged side by side in the flight direction, and the first rotating arm portions 221 are arranged on both sides of the body portion 210. I can.

따라서, 제2 회동 아암부(231)의 제2 날개부(232)는 방향 전환을 하여 추력을 발생시키고, 제1 회동 아암부(221)는 서로간의 간격을 좁혀서 공기 저항을 대폭 줄일 수 있는 상태가 되므로, 비행시 보다 향상된 추력을 얻어서 비행할 수 있다.Accordingly, the second wing portion 232 of the second rotation arm portion 231 changes direction to generate thrust, and the first rotation arm portion 221 narrows the distance between each other to significantly reduce air resistance. Therefore, it is possible to fly with improved thrust during flight.

더욱이, 본 발명은 가변 추진 유니트(200)에 비행 동체(100)가 마련되어 있으므로, 고정익(110)에 의해 양력을 더 얻은 상태로 비행이 가능할 수 있다. Moreover, in the present invention, since the flying body 100 is provided in the variable propulsion unit 200, it may be possible to fly in a state where more lift is obtained by the fixed wing 110.

이와 같이, 본 발명에 따른 드론(10)은 비행 동체(100)에 가변 추진 유니트(200)를 결합하고, 가변 추진 유니트(200)의 제1 가변 추진부(220)에 마련되는 제1 회동 아암부(221)는 드론(10)의 이륙을 위한 양력 발생시 작용하고, 이륙후 비행시에는 회동시켜서 서로간의 간격을 좁혀서 공기 저항을 줄임으로써 추력이 향상될 수 있다. In this way, the drone 10 according to the present invention combines the variable propulsion unit 200 to the flying body 100, and the first rotating child provided in the first variable propulsion unit 220 of the variable propulsion unit 200 The arm 221 acts upon generating lift for take-off of the drone 10, and rotates during flight after take-off to reduce air resistance by narrowing the gap between each other, thereby improving thrust.

10 : 드론
100 : 비행 동체 110 : 고정익
200 : 가변 추진 유니트 210 : 바디부
220 : 제1 가변 추진부
221 : 제1 회동 아암부 222 : 제1 날개부
223 : 제1 회전 모터부 224 : 제2 회전 모터부
230 : 제2 가변 추진부 231 : 제2 회동 아암부
232 : 제2 날개부 234 : 회전축
236 : 연결부 237 : 회전핀
240 : 회동축 241 : 모터
242 : 제1 기어 243 : 동력전달부재
244 : 제2 기어 250 : 날개 구동부
251 : 엔진 252 : 축
253 : 제1 풀리 254 : 동력전달부재
255 : 제2 풀리
260 : 액츄에이터 262 : 레버
264 : 회동 레버 300 : 가변 피치 유니트
310 : 승강부재 320 : 요동부재
322 : 연결부재 330 : 브래킷
340 : 제1 링크 342 : 힌지부
350 : 지지부재10: drone
100: flying body 110: fixed wing
200: variable propulsion unit 210: body
220: first variable propulsion unit
221: first rotating arm portion 222: first wing portion
223: first rotation motor unit 224: second rotation motor unit
230: second variable propulsion portion 231: second rotation arm portion
232: second wing portion 234: rotating shaft
236: connection part 237: rotation pin
240: rotation shaft 241: motor
242: first gear 243: power transmission member
244: second gear 250: wing drive unit
251: engine 252: shaft
253: first pulley 254: power transmission member
255: second pulley
260: actuator 262: lever
264: rotation lever 300: variable pitch unit
310: elevating member 320: swinging member
322: connecting member 330: bracket
340: first link 342: hinge portion
350: support member

Claims (5)

고정익을 가지는 비행 동체;
상기 비행 동체에 착탈 가능하게 결합되는 가변 추진 유니트;
를 포함하고,
상기 가변 추진 유니트는,
비행 모드시 공기 저항을 줄일 수 있도록 서로 간의 간격이 좁혀지도록 회동하는 제1 가변 추진부, 양력과 추력을 발휘하도록 회동하는 제2 가변 추진부로 이루어지며,
상기 가변 추진 유니트는 상기 비행 동체에 착탈 가능하게 결합되는 바디부를 포함하며,
상기 제1 가변 추진부는 상기 바디부의 일측 또는 양측에서 간격을 두고 회동되어 서로간의 간격이 좁혀지거나 넓어지고 단부측에 제1 날개부를 가지는 한쌍의 제1 회동 아암부로 이루어지고,
상기 제1 회동 아암부는 상기 제1 날개부를 회전시키는 제1 회전 모터부가 마련되며,
상기 바디부의 양측에 각각 한쌍으로 마련되고 상기 바디부의 내부에 삽입되는 제1 회동 아암부의 단부측에는 각각 제1 회동 아암부의 회동이 이루어지도록 하여 서로간의 간격이 좁혀지거나 넓어지도록 하는 제 2회전 모터부가 마련되며,
상기 제1 회동 아암부는 상기 제2 회전 모터부의 작동에 의해 서로 벌어진 상태에서 근접되게 접혀져서 추진력을 얻어 비행되고,
상기 제2 가변 추진부는 상기 바디부의 양측으로 방향 전환이 가능하고 단부측에 제2 날개부를 가지는 제2 회동 아암부가 마련되며, 상기 바디부에는 제2 회동 아암부를 회전시키는 회동 구동부가 구비되며,
상기 회동 구동부는 모터, 상기 모터와 연결되는 제1 기어, 동력전달부재를 통해 상기 제1 기어와 연결되는 제2 기어, 상기 제2 기어와 상기 제2 회동 아암부가 연결되어 상기 모터의 동력을 전달받아 회전되고,
이륙 모드시 상기 제1 회동 아암부의 제1 날개부의 회전에 의한 양력과 제2 회동 아암부의 제2 날개부의 회전에 의한 양력에 의해 상승되며,
비행 모드시 상기 제1 회동 아암부는 서로 좁혀지도록 회동되고, 상기 제1 날개부의 회전은 정지되며, 상기 비행 동체의 상기 고정익의 도움을 받으면서 제2 날개부는 추력을 얻는 방향으로 전환되는 것을 특징으로 하는 가변 추진 유니트가 장착된 드론.
A flying fuselage with a fixed wing;
A variable propulsion unit detachably coupled to the flight body;
Including,
The variable propulsion unit,
It consists of a first variable propulsion unit that rotates to narrow the gap between each other to reduce air resistance in flight mode, and a second variable propulsion unit that rotates to exert lift and thrust,
The variable propulsion unit includes a body portion detachably coupled to the flight body,
The first variable propulsion part is made of a pair of first rotating arm parts that are rotated at intervals at one or both sides of the body part so that the gap between each other is narrowed or widened, and has a first wing part at an end side,
The first rotation arm part is provided with a first rotation motor part for rotating the first wing part,
A second rotation motor part is provided on both sides of the body part in a pair and at the end side of the first rotation arm part inserted into the body part so that the first rotation arm part rotates so that the gap between each other is narrowed or widened. And
The first rotation arm part is folded close to each other in a state that is open from each other by the operation of the second rotation motor part to obtain a propulsion force to fly,
The second variable propulsion part is provided with a second rotation arm part which can be changed in direction to both sides of the body part and has a second wing part at an end side, and a rotation drive part for rotating the second rotation arm part is provided in the body part,
The rotation drive unit is connected to a motor, a first gear connected to the motor, a second gear connected to the first gear through a power transmission member, and the second gear and the second rotation arm unit to transmit power of the motor. Take it and rotate it,
In the take-off mode, the lift is raised by the rotation of the first wing of the first rotation arm and the lift by the rotation of the second wing of the second rotation arm,
In the flight mode, the first rotating arm is rotated to be narrowed to each other, the rotation of the first wing is stopped, and the second wing is switched in a direction to obtain thrust with the help of the fixed wing of the flying body. Drone with variable propulsion unit.
 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1 항에 있어서,
상기 제2 회동 아암부는 내부에 길이 방향을 따라 관통되는 중공형으로 형성되며,
상기 바디부에는 제2 회동 아암부의 단부에 마련되는 제2 날개부를 회전시키는 날개 구동부가 구비되고,
상기 날개 구동부는 바디부에 마련되며, 엔진, 상기 엔진과 연결되어 동력을 전달받는 제1 풀리, 상기 제2 회동 아암부의 내부를 관통하여 제2 날개부를 회전시키는 회전축과 연결되어서 동력전달부재를 통해 상기 제1 풀리와 연결되는 제2 풀리로 이루어지는 것을 특징으로 하는 가변 추진 유니트가 장착된 드론. The method of claim 1,
The second rotation arm portion is formed in a hollow shape that penetrates in the longitudinal direction,
The body portion is provided with a wing driving portion for rotating the second wing portion provided at the end of the second rotation arm portion,
The wing driving part is provided in the body part, and is connected to the engine, a first pulley connected to the engine to receive power, and a rotation shaft for rotating the second wing part through the inside of the second rotation arm part, through a power transmission member. Drone equipped with a variable propulsion unit, characterized in that consisting of a second pulley connected to the first pulley.
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