KR102277020B1

KR102277020B1 - Tilting Apparatus for Unmanned Aerial Vehicle

Info

Publication number: KR102277020B1
Application number: KR1020190155589A
Authority: KR
Inventors: 나동혁
Original assignee: (주)온톨로지
Priority date: 2019-11-28
Filing date: 2019-11-28
Publication date: 2021-07-13
Also published as: KR20210066395A

Abstract

본 발명은 무인 비행체용 틸팅 장치에 관한 것으로, 일 측에는 제1 기어가 형성되고, 타 측에는 제1 회전날개가 형성된 제1 회전축; 상기 제1 기어와 마주보게 배치된 일 측에는 상기 제1 기어와 동일한 형태의 제2 기어가 형성되고, 타 측에는 제2 회전날개가 설치된 제2 회전축; 상기 제1 회전날개와 제2 회전날개가 동일 방향 또는 반대 방향으로 틸팅 되기 위한 구동력을 제공하는 구동모터; 상기 제1 기어와 제2 기어 사이에 설치된 회전기어; 상기 제1 기어, 제2 기어 및 회전기어를 감싸도록 형성된 제1 케이스; 상기 제1 회전축 및 제2 회전축과 동일한 회전축 방향으로만 회전되도록 상기 제1 케이스 내부에 설치된 제2 케이스; 및 상기 제1 회전날개와 제2 회전날개가 동일 방향으로 틸팅될 때에는 상기 회전기어와 상기 제2 케이스를 결속시키고, 상기 회전날개와 제2 회전날개가 서로 반대 방향으로 틸팅될 때에는 상기 회전기어가 상기 제1 회전축 및 제2 회전축의 회전축 방향과 수직한 회전축 방향으로 회전되도록 상기 회전기어와 제2 케이스의 결속을 해제시키는 결속수단을 포함한다.The present invention relates to a tilting device for an unmanned aerial vehicle, comprising: a first rotating shaft having a first gear formed on one side and a first rotating blade formed on the other side; a second rotating shaft having a second gear having the same shape as that of the first gear formed on one side of the first gear to face and having a second rotating blade installed on the other side; a drive motor providing a driving force for tilting the first rotary blade and the second rotary blade in the same direction or opposite directions; a rotary gear installed between the first gear and the second gear; a first case formed to surround the first gear, the second gear, and the rotating gear; a second case installed inside the first case so as to rotate only in the same direction as the first and second rotating shafts; And when the first rotary blade and the second rotary blade are tilted in the same direction, the rotary gear and the second case are bound, and when the rotary blade and the second rotary blade are tilted in opposite directions, the rotary gear is and binding means for releasing the binding between the rotation gear and the second case so as to rotate in a rotation axis direction perpendicular to the rotation axis direction of the first rotation shaft and the second rotation shaft.

Description

Tilting Apparatus for Unmanned Aerial Vehicle

본 발명은 무인 비행체용 틸팅 장치에 관한 것으로, 특히 회전익을 동시에 동일 방향이나 서로 반대되는 방향으로 틸팅시키기 위해 하나의 구동모터만을 사용함으로써 무인 비행체의 공간 활용이 용이하고, 무인 비행체의 중량 저감 및 전력 소비를 줄여 고속 비행 및 운항 거리를 늘릴 수 있는 무인 비행체용 틸팅 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a tilting device for an unmanned aerial vehicle, and in particular, by using only one driving motor to tilt the rotor blades in the same or opposite directions at the same time, the space utilization of the unmanned aerial vehicle is easy, and the weight reduction and power of the unmanned aerial vehicle are reduced. It relates to a tilting device for an unmanned aerial vehicle that can reduce consumption and increase high-speed flight and operating distance.

일반적으로, 드론(drone)"이라고도 칭하는 무인 비행체는 사람이 타지 않고 무선전파의 유도에 의해 비행하는 비행체를 말하고, 군사 용도로 처음 생겨났으나, 최근에는 고공 촬영과 배달 등의 용도로 점차 활용 폭이 넓어지고 있다.In general, an unmanned aerial vehicle, also called a “drone”, refers to an aircraft that flies by induction of radio waves without a person riding it, and was first created for military use, but recently it has been gradually used for purposes such as high-altitude shooting and delivery. this is getting wider

이러한, 드론은 크게 두 종류로 나뉘는데, 일반적인 비행기를 생각할 때 떠올리는 항공기의 형태와 같이 양 날개가 고정된 형태의 고정익 방식의 드론과 헬리콥터와 같이 회전하는 프로펠러가 비행체를 띄우는 회전익 방식의 드론으로 분류할 수 있다.These drones are largely divided into two types: a fixed-wing type drone with both wings fixed like the shape of an aircraft that comes to mind when thinking of a general airplane, and a rotary-wing type drone with a rotating propeller, such as a helicopter can do.

이 중 고정익 방식은 고도 제한이 거의 없고 빠른 속도를 낼 수 있으나, 비행체를 공중에 띄기 위해 활주로가 필요한 데 반해, 회전익 방식은 빠른 속도를 낼 수는 없으나, 활주로가 필요 없고, 수직 방향과 수평 방향의 이동이 고정익 방식에 비해 자유롭다.Among these, the fixed wing system has almost no altitude limitation and can achieve high speed, but requires a runway to keep the aircraft in the air, whereas the rotary wing system cannot achieve high speed but does not require a runway, and has no vertical and horizontal directions. movement is freer compared to the fixed-wing method.

이러한, 이유로 인해 회전익 방식이 드론에 주로 적용되고 있고, 널리 판매되는 상업용 드론은 대부분 4개의 프로펠러를 구비한 쿼드콥터 드론이다. For this reason, the rotorcraft method is mainly applied to drones, and most commercial drones sold widely are quadcopter drones equipped with four propellers.

한편, 회전익 드론은 프로펠러의 개수가 많을수록 강한 바람에 잘 견디고, 비행에 필요한 힘을 분산시킬 수 있어 6개의 프로펠러를 구비한 헥사콥터 드론, 8개의 프로펠러를 구비한 옥토콥터 드론, 또는 그 이상의 프로펠러를 구비한 경우가 있다.On the other hand, the larger the number of propellers, the better the rotorcraft can withstand strong winds and disperse the force required for flight, so a hexacopter drone with 6 propellers, an octocopter drone with 8 propellers, or more propellers There are cases where it is available.

그러나, 상기와 같은 회전익 방식의 드론은 수직 이착륙이 가능하나 고정익 드론에 비해 고속 비행이 어려울 뿐만 아니라 체공 성능 및 운항 거리 등에서 열등한 단점이 있다.However, the rotary wing drone as described above is capable of vertical take-off and landing, but has disadvantages in that it is difficult to fly at high speed compared to a fixed-wing drone, and is inferior in airspace performance and operating distance.

이에 따라, 도 1 및 도 2와 같이 회전익 중 일부를 무인 비행체의 전방 방향 또는 후방 방향으로 일정 각도 회전시켜 고속 비행 및 운항 거리를 늘릴 수 있는 무인 비행체가 개발되고 있다.Accordingly, as shown in FIGS. 1 and 2 , an unmanned aerial vehicle capable of increasing high-speed flight and operating distance by rotating some of the rotor blades at a predetermined angle in the forward or rearward direction of the unmanned aerial vehicle is being developed.

그러나, 이와 같은 종래의 무인 비행체는 한 쌍의 회전익을 동일 방향 또는 서로 반대되는 방향으로 틸팅시키기 위해 각각의 회전익에 별도의 구동모터(예를 들면, 서보 모터)가 설치되기 때문에 회전익을 동일한 각도로 틸팅시키는 게 용이하지 않을 뿐만 아니라 회전익마다 구동모터가 구비되어야 하기 때문에 무인 비행체의 중량이 증가하여 고속 비행 및 운항 거리에 제약이 따르는 문제가 있다.However, in such a conventional unmanned aerial vehicle, a separate driving motor (eg, a servo motor) is installed in each rotor to tilt a pair of rotors in the same direction or opposite to each other, so that the rotors are rotated at the same angle. It is not easy to tilt, and since a driving motor must be provided for each rotor blade, the weight of the unmanned aerial vehicle increases, which limits high-speed flight and operating distance.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목목적은 회전익을 동시에 동일 방향이나 서로 반대되는 방향으로 틸팅시키기 위해 하나의 구동모터만을 사용함으로써 무인 비행체의 공간 활용이 용이하고, 무인 비행체의 중량 저감 및 전력 소비를 줄여 고속 비행 및 운항 거리를 늘릴 수 있는 무인 비행체용 틸팅 장치를 제공하는 데 있다.Therefore, the present invention is to solve the above problems, and an object of the present invention is to use only one driving motor to tilt the rotor blades in the same direction or opposite directions at the same time, so that the space utilization of the unmanned aerial vehicle is easy and , to provide a tilting device for an unmanned aerial vehicle capable of increasing high-speed flight and operating distance by reducing the weight and power consumption of the unmanned aerial vehicle.

상술한 목적을 이루기 위해, 본 발명에 따르면, 일 측에는 제1 기어가 형성되고, 타 측에는 제1 회전날개가 형성된 제1 회전축; 상기 제1 기어와 마주보게 배치된 일 측에는 상기 제1 기어와 동일한 형태의 제2 기어가 형성되고, 타 측에는 제2 회전날개가 설치된 제2 회전축; 상기 제1 회전날개와 제2 회전날개가 틸팅될 수 있는 구동력을 상기 제1 회전축과 제2 회전축 중 어느 하나에 제공하는 구동모터; 상기 제1 기어와 제2 기어 사이에 설치되어 상기 제1 회전축과 제2 회전축 중 어느 하나의 회전축에 전달된 구동력을 나머지 회전축으로 전달하는 회전기어; 상기 제1 기어, 제2 기어 및 회전기어를 감싸도록 형성된 제1 케이스; 상기 제1 회전축 및 제2 회전축과 동일한 회전축 방향으로만 회전되도록 상기 제1 케이스 내부에 설치된 제2 케이스; 및 상기 회전기어의 중앙 부분에 형성된 관통홀에 삽입되어 상기 회전기어와는 회전 가능하게 결합되고, 상기 제2 케이스와는 고정되게 결합되며, 상기 제1 회전축과 동일한 방향으로 상기 회전기어와 제2 회전축이 회전되도록 상기 회전기어와 상기 제2 케이스를 결속시키고, 상기 제1 회전축의 회전방향과 반대되는 방향으로 제2 회전축이 회전되도록 상기 회전기어와 제2 케이스의 결속을 해제시키는 결속수단을 포함한다.In order to achieve the above object, according to the present invention, a first gear is formed on one side, the first rotary shaft is formed on the other side of the first rotary blade; a second rotating shaft having a second gear having the same shape as that of the first gear formed on one side of the first gear to face and having a second rotating blade installed on the other side; a driving motor for providing a driving force capable of tilting the first rotary blade and the second rotary blade to any one of the first rotary shaft and the second rotary shaft; a rotation gear installed between the first gear and the second gear to transmit the driving force transmitted to one of the first and second rotation shafts to the other rotation shaft; a first case formed to surround the first gear, the second gear, and the rotating gear; a second case installed inside the first case so as to rotate only in the same direction as the first and second rotating shafts; and a through hole formed in the central portion of the rotary gear, rotatably coupled to the rotary gear, fixedly coupled to the second case, and coupled to the rotary gear in the same direction as the first rotary shaft. Binding means for binding the rotation gear and the second case so that the rotation shaft rotates, and releasing the binding between the rotation gear and the second case so that the second rotation shaft rotates in a direction opposite to the rotation direction of the first rotation shaft do.

본 발명에 따르면, 상기 회전기어는, 외측면에 기어가 형성된 기어부; 및
상기 기어부와 일체로 형성된 몸체부를 포함하며, 상기 기어부의 내측 상부면에는 상기 기어부와 몸체부의 중앙에 형성된 관통홀의 중심부를 향해 돌기가 돌출되게 형성되고, 상기 몸체부의 내측은 상기 기어부와 반대되는 부분이 상기 기어부쪽과 단차지게 형성되며, 상기 몸체부 내측의 단차진 부분에는 끼움홈 한 쌍이 상기 관통홀의 중심부를 기준으로 서로 마주보는 곳에 형성되는 것을 특징으로 한다.According to the present invention, the rotary gear comprises: a gear portion formed with a gear on the outer surface; and
It includes a body part integrally formed with the gear part, and a protrusion is formed on the inner upper surface of the gear part to protrude toward the center of the through hole formed in the center of the gear part and the body part, and the inside of the body part is opposite to the gear part. A portion is formed to be stepped toward the gear portion, and a pair of fitting grooves is formed in a stepped portion inside the body portion to face each other with respect to the center of the through hole.

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본 발명에 따르면, 상기 결속수단은, 내부가 빈 원통형으로 형태로 형성되어 상기 회전기어의 관통홀에 삽입되어 상기 회전기어와는 회전 가능하게 결합 되고, 상기 제2 케이스와는 고정되게 결합 되는 중심축; 일측 단부에 형성된 경사면이 상기 제1 케이스 외부를 향하게 상기 중심축 내부에 설치된 가동핀; 상기 가동핀의 직경보다 큰 길이를 갖도록 형성되어 상기 가동핀의 타측에 삽입된 고정핀; 상기 가동핀의 타측 단부와 상기 제2 케이스 사이에 설치되어 상기 가동핀을 상승시키는 상승부재; 및 상기 제1 케이스의 외측면에 설치되어 상기 가동핀의 경사면 쪽에 힘을 가해 상기 가동핀을 하강시키는 하강부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to the present invention, the binding means is formed in a cylindrical shape with an empty inside, is inserted into the through hole of the rotary gear, is rotatably coupled to the rotary gear, and is fixedly coupled to the second case. shaft; a movable pin having an inclined surface formed at one end portion facing the outside of the first case and installed inside the central shaft; a fixing pin formed to have a length greater than the diameter of the movable pin and inserted into the other side of the movable pin; a lifting member installed between the other end of the movable pin and the second case to lift the movable pin; and a lowering member installed on the outer surface of the first case to lower the movable pin by applying a force to the inclined surface of the movable pin.

본 발명에 따르면, 상기 제1 케이스는, 상기 중심축의 일측이 상기 제1 케이스의 외부로 돌출되도록 외면 일 측에 회전홀이 형성되는 것을 특징으로 한다.According to the present invention, the first case, characterized in that the rotation hole is formed on one side of the outer surface so that one side of the central axis protrudes to the outside of the first case.

본 발명에 따르면, 상기 중심축의 상부 일측에는 상기 하강부재의 돌출핀이 삽입되는 삽입홀 한 쌍이 상기 중심축의 중심부를 기준으로 서로 마주보는 곳에 형성되고, 상기 중심축의 중앙 부분에는 상기 고정핀이 중심축 외부로 돌출되게 돌출홀 한 쌍이 상기 중심축의 중심부를 기준으로 서로 마주보는 곳에 형성되는 것을 특징으로 한다.According to the present invention, a pair of insertion holes into which the protruding pins of the lowering member are inserted are formed on one upper side of the central axis to face each other with respect to the central portion of the central axis, and the fixing pin is provided at the central portion of the central axis. It is characterized in that a pair of protruding holes to protrude to the outside is formed in a place facing each other with respect to the center of the central axis.

본 발명에 따르면, 하나의 구동모터를 이용하여 회전익을 동일 방향이나 서로 반대되는 방향으로 동시에 틸팅시키기 때문에 회전익을 동일 각도로 틸팅시키는 게 용이하고, 하나의 구동모터만을 사용하므로 무인 비행체의 공간 활용이 용이할 뿐만 아니라 무인 비행체의 중량 저감 및 전력 소비를 줄일 수 있어 무인 비행체를 고속으로 비행시킬 수 있을 뿐만 아니라 무인 비행체의 운항 거리를 늘릴 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, since the rotor blades are simultaneously tilted in the same or opposite directions using one driving motor, it is easy to tilt the rotor blades at the same angle, and since only one driving motor is used, the space utilization of the unmanned aerial vehicle is reduced. Not only is it easy, but it is possible to reduce the weight and power consumption of the unmanned aerial vehicle, so that the unmanned aerial vehicle can be flown at high speed, and the operation distance of the unmanned aerial vehicle can be increased.

도 1은 헥사콥터 드론에서 한 쌍의 회전익이 전방 방향으로 틸팅된 상태를 나타내는 도면이다.
도 2는 헥사콥터 드론에서 한 쌍의 회전익이 서로 다른 방향으로 틸팅된 상태를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 무인 비행체용 틸팅 장치를 나타내는 도면이다.
도 4는 구동모터와 회전축 사이의 연결구조를 나타내는 도면이다.
도 5는 두 개의 회전축이 서로 동이한 방향으로 동시에 틸팅되는 동작을 나타내는 도면이다.
도 6은 두 개의 회전축이 서로 반대되는 방향으로 동시에 틸팅되는 동작을 나타내는 도면이다.
도 7은 도 3에 도시된 회전기어의 단면을 나타내는 개략도이다.
도 8은 도 3에 도시된 회전기어의 개략 사시도이다.
도 9는 도 3에 도시된 제1 케이스의 개략 사시도이다.
도 10은 도 3에 도시된 중심축의 개략 사시도이다.1 is a view showing a state in which a pair of rotor blades are tilted in the forward direction in a hexacopter drone.
2 is a view showing a state in which a pair of rotor blades are tilted in different directions in a hexacopter drone.
3 is a view showing a tilting device for an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating a connection structure between a driving motor and a rotating shaft.
5 is a diagram illustrating an operation in which two rotation axes are simultaneously tilted in the same direction.
6 is a diagram illustrating an operation in which two rotation axes are simultaneously tilted in opposite directions.
7 is a schematic view showing a cross section of the rotary gear shown in FIG.
FIG. 8 is a schematic perspective view of the rotation gear shown in FIG. 3 .
9 is a schematic perspective view of the first case shown in FIG. 3 .
FIG. 10 is a schematic perspective view of the central axis shown in FIG. 3 ;

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시 예의 동작원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a preferred embodiment in which a person of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily practice the present invention will be described in detail. However, in the detailed description of the principle of operation of a preferred embodiment of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related well-known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 무인 비행체용 틸팅 장치를 나타내는 도면, 도 4는 구동모터와 회전축 사이의 연결구조를 나타내는 도면, 도 5는 두 개의 회전축이 서로 동이한 방향으로 동시에 틸팅되는 동작을 나타내는 도면, 도 6은 두 개의 회전축이 서로 반대되는 방향으로 동시에 틸팅되는 동작을 나타내는 도면, 도 7은 도 3에 도시된 회전기어의 단면을 나타내는 개략도, 도 8은 도 3에 도시된 회전기어의 개략 사시도, 도 9는 도 3에 도시된 제1 케이스의 개략 사시도 및 도 10은 도 3에 도시된 중심축의 개략 사시도이다.3 is a view showing a tilting device for an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention, FIG. 4 is a view showing a connection structure between a driving motor and a rotating shaft, and FIG. 5 is an operation in which two rotating shafts are tilted simultaneously in the same direction 6 is a view showing an operation in which two rotation axes are simultaneously tilted in opposite directions, FIG. 7 is a schematic diagram showing a cross-section of the rotation gear shown in FIG. 3, and FIG. 8 is the rotation gear shown in FIG. , FIG. 9 is a schematic perspective view of the first case shown in FIG. 3 , and FIG. 10 is a schematic perspective view of the central axis shown in FIG. 3 .

도 3 내지 도 10을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 무인 비행체용 틸팅 장치는 제1 회전축(12), 제2 회전축(14), 구동모터(20), 회전기어(30), 제1 케이스(40), 제2 케이스(50) 및 결속수단을 포함한다.3 to 10 , the tilting device for an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention includes a first rotation shaft 12 , a second rotation shaft 14 , a driving motor 20 , a rotation gear 30 , and a first It includes a case 40, a second case 50, and a binding means.

제1 회전축(12)은 도 1 및 도 2와 같이 원형 프레임 내부에 설치되는 프로펠러(또는 회전날개)를 무인 비행체의 전방 방향 또는 후방 방향으로 일정 각도로 틸팅시키기 위한 것으로 제1 케이스(40) 내부에 삽입되는 일측에는 제1 기어가 형성되고, 타측은 회전날개가 형성된 날개 프레임과 연결된다.The first rotating shaft 12 is for tilting the propeller (or rotating blade) installed inside the circular frame as shown in FIGS. 1 and 2 at a predetermined angle in the forward direction or the rear direction of the unmanned aerial vehicle, and the first case 40 inside A first gear is formed on one side to be inserted into, and the other side is connected to a wing frame having a rotary blade formed thereon.

이때, 제1 회전축(12)은 날개 프레임과 별도로 구성되어 연결되거나 날개 프레임과 일체로 형성될 수 있다.In this case, the first rotation shaft 12 may be configured and connected separately from the wing frame or may be formed integrally with the wing frame.

제2 회전축(14)은 제1 회전축(12)과 서로 마주보게 설치되고, 제1 회전축(12)과 마주보는 일측에는 제1 기어와 동일한 형태의 제2 기어가 형성되고, 타측은 회전날개가 설치된 날개 프레임과 연결된다.The second rotary shaft 14 is installed to face the first rotary shaft 12, and a second gear having the same shape as the first gear is formed on one side facing the first rotary shaft 12, and the other side has a rotary blade It is connected to the installed wing frame.

이하에서는, 제1 회전축(12)에 연결되는 회전날개를 제1 회전날개라 하고, 제2 회전축(14)에 연결되는 회전날개를 제2 회전날개라 한다.Hereinafter, the rotary blade connected to the first rotary shaft 12 is referred to as a first rotary blade, and the rotary blade connected to the second rotary shaft 14 is referred to as a second rotary blade.

구동모터(20)는 제1 회전날개와 제2 회전날개가 동일한 방향 또는 서로 다른 방향으로 틸팅될 수 있는 구동력을 제1 회전축(12)과 제2 회전축(14) 중 어느 하나에 제공하는 것으로, 일반적으로 서보모터로 구성된다.The drive motor 20 provides a driving force that allows the first and second rotary blades to be tilted in the same direction or in different directions to any one of the first rotary shaft 12 and the second rotary shaft 14, In general, it consists of a servomotor.

이러한, 구동모터(20)에서 발생 된 구동력은 도 4와 같이 일측이 구동모터(20)의 구동축(22)에 연결되고, 타측은 제1 회전축(12)과 제2 회전축(14) 중 어느 하나에 연결된 연결바(24)를 통해 회전축으로 전달된다.One side of the driving force generated by the driving motor 20 is connected to the driving shaft 22 of the driving motor 20 as shown in FIG. 4 , and the other side is any one of the first rotating shaft 12 and the second rotating shaft 14 . It is transmitted to the rotating shaft through the connecting bar 24 connected to the.

회전기어(30)는 제1 회전축(12)의 제1 기어와 제2 회전축(14)의 제2 기어 사이에 설치되어 연결바(24)와 연결된 회전축(이하에서는, 연결바(24)와 연결된 회전축을 제1 회전축으로 한정함)에서 전달되는 회전력을 나머지 회전축 즉, 제2 회전축(14)에 전달하는 역할을 한다.The rotating gear 30 is installed between the first gear of the first rotating shaft 12 and the second gear of the second rotating shaft 14 and connected to the connecting bar 24 (hereinafter, connected to the connecting bar 24). It serves to transmit the rotational force transmitted from the rotational shaft to the first rotational shaft) to the remaining rotational shaft, that is, the second rotational shaft 14 .

다시 말해, 회전기어(30)는 도 5와 같이 결속수단에 의해 제2 케이스(50)와 결속될 때에는 제2 케이스(50)와 함께 제1 회전축(12)의 회전방향과 동일한 방향으로 회전하여 제2 회전축(14)을 회전(즉, 회전기어(30)가 제1 회전축(12)과 동일한 수평축을 기준으로 회전)시키고, 도 6과 같이 결속수단이 해제되어 제2 케이스(50)와 분리되면, 제1 회전축(12)의 회전방향과 수직한 방향을 축으로 회전(즉, 회전기어(30) 중심에 끼워지는 중심축(60)을 기준으로 회전)하여 제1 회전축(12)과 반대되는 방향의 회전력을 제2 회전축(14)에 전달하므로 제2 회전축(14)은 제1 회전축(12)과 서로 반대되는 방향으로 회전하게 된다.In other words, the rotation gear 30 rotates in the same direction as the rotation direction of the first rotation shaft 12 together with the second case 50 when it is bound to the second case 50 by the binding means as shown in FIG. The second rotation shaft 14 is rotated (that is, the rotation gear 30 is rotated on the same horizontal axis as the first rotation shaft 12), and the binding means is released as shown in FIG. 6 to separate from the second case 50 When it is, the first rotational shaft 12 is rotated in a direction perpendicular to the rotational direction as an axis (that is, rotated with respect to the central shaft 60 fitted in the center of the rotational gear 30) and is opposite to the first rotational shaft 12 Since the rotational force in the direction to be transmitted is transmitted to the second rotational shaft 14 , the second rotational shaft 14 rotates in a direction opposite to the first rotational shaft 12 .

이를 위해, 회전기어(30)는 도 7 및 도 8과 같이 내부가 빈 중공형 형태로 형성(즉, 중앙 부분에 관통홀(312) 형성)되고, 외측면에 제1 기어 및 제2 기어와 기어 결합되는 제3 기어가 형성된 기어부(310) 및 기어부(310)와 일체로 형성되고, 외측면에 기어가 형성되어 있지 않은 몸체부(320)로 구성된다.To this end, the rotary gear 30 is formed in a hollow hollow shape as shown in FIGS. 7 and 8 (that is, a through hole 312 is formed in the central part), and the first gear and the second gear are formed on the outer surface. It is formed integrally with the gear unit 310 and the gear unit 310 in which the third gear to be coupled is formed, and is composed of a body unit 320 in which no gear is formed on the outer surface.

이때, 기어부(310)의 내측 상부면에는 관통홀(312) 중심부를 향해 돌기(314)가 돌출되게 형성되고, 몸체부(320)의 내측은 기어부(310)와 반대되는 부분이 기어부(310)쪽과 단차지게 형성되며, 단차진 부분에는 한 쌍의 끼움홈(322)이 서로 마주보게 형성된다.At this time, the protrusion 314 is formed to protrude toward the center of the through hole 312 on the inner upper surface of the gear part 310 , and the inner side of the body part 320 has a portion opposite to the gear part 310 . (310) is formed to be stepped, and a pair of fitting grooves 322 are formed to face each other in the stepped portion.

제1 케이스(40)는 제1 회전축(12)의 제1 기어, 제2 회전축(14)의 제2 기어 및 회전기어(30)를 감싸도록 형성되고, 외측 일면에는 도 9와 같이 회전홀(42)이 형성된다.The first case 40 is formed to surround the first gear of the first rotation shaft 12, the second gear of the second rotation shaft 14, and the rotation gear 30, and has a rotation hole ( 42) is formed.

이때, 회전홀(42)은 후술하는 중심축(60)의 돌출 부위가 제1 케이스(40) 외부로 돌출되는 부분으로, 결속수단에 의해 회전기어(30)가 제2 케이스(50) 및 중심축(60)과 결속되어 회전기어(30)와 제2 케이스(50)가 제1 회전축(12)과 동일한 축을 기준으로 회전될 때 중심축(60)이 회전홀(42)을 따라 회전할 수 있게 된다.At this time, the rotation hole 42 is a portion in which the protruding portion of the central shaft 60, which will be described later, protrudes to the outside of the first case 40, and the rotation gear 30 is connected to the second case 50 and the center by the binding means. It is bound to the shaft 60 so that the central shaft 60 can rotate along the rotation hole 42 when the rotation gear 30 and the second case 50 are rotated based on the same axis as the first rotation shaft 12 . there will be

제2 케이스(50)는 제1 회전축(12) 및 제2 회전축(14) 방향으로만 회전될 수 있도록 제1 케이스(40) 내부에 설치된다.The second case 50 is installed inside the first case 40 so as to be rotatable only in the directions of the first rotating shaft 12 and the second rotating shaft 14 .

이러한, 제2 케이스(50)의 중앙 부분에는 후술하는 중심축(60)이 고정되게 설치된다.A central shaft 60 to be described later is fixedly installed in the central portion of the second case 50 .

결속수단은 제1 회전날개와 제2 회전날개를 동일 방향으로 틸팅 시키고자 할 때에는 회전기어(30)가 제1 회전축(12)과 동일한 축을 기준으로 회전되게 회전기어(30)와 제2 케이스(50)를 결속시키고, 제1 회전날개와 제2 회전날개를 서로 반대 방향으로 틸팅시키고자 할 때에는 회전기어(30)가 후술하는 중심축(60)을 기준으로 회전하여 제1 회전축(12)의 회전방향과 반대 방향으로 제2 회전축(14)이 회전되도록 회전기어(30)와 제2 케이스(50)의 결속을 해제시킨다.When the binding means is to tilt the first rotary blade and the second rotary blade in the same direction, the rotary gear 30 is rotated based on the same axis as the first rotary shaft 12. The rotary gear 30 and the second case ( 50), and when it is desired to tilt the first rotary blade and the second rotary blade in opposite directions to each other, the rotary gear 30 rotates based on the central axis 60 to be described later, and the first rotary shaft 12 of The coupling between the rotation gear 30 and the second case 50 is released so that the second rotation shaft 14 is rotated in a direction opposite to the rotation direction.

이를 위해, 결속수단은 내부가 빈 원통형으로 형태로 형성되고, 회전기어(30)의 관통홀(312)에 삽입되어 회전기어(30)와는 회전 가능하게 결합 되며, 제2 케이스(50)와는 고정되게 결합 되는 중심축(60), 일측 단부에 형성된 경사면이 제1 케이스(40) 외부를 향하게 중심축(60) 내부에 설치된 가동핀(70), 가동핀(70)의 직경보다 큰 길이를 갖도록 형성되어 가동핀(70)의 타측에 삽입된 고정핀(72), 가동핀(70)의 타측 단부와 제2 케이스(50) 사이에 설치되어 가동핀(70)을 상승시키는 상승부재(74) 및 제1 케이스(40)의 외측면에 설치되어 가동핀(70)의 경사면 쪽에 힘을 가해 가동핀(70)을 하강시키는 하강부재(80)를 포함한다.To this end, the binding means is formed in a hollow cylindrical shape, is inserted into the through hole 312 of the rotary gear 30 , is rotatably coupled to the rotary gear 30 , and is fixed with the second case 50 . The central shaft 60, which is coupled to be coupled so that the inclined surface formed at one end faces the first case 40 outside, the movable pin 70 installed inside the central shaft 60, and a length greater than the diameter of the movable pin 70 The fixed pin 72 is formed and inserted into the other side of the movable pin 70 , and is installed between the other end of the movable pin 70 and the second case 50 , and a lifting member 74 for raising the movable pin 70 . and a lowering member 80 installed on the outer surface of the first case 40 to lower the movable pin 70 by applying a force to the inclined surface of the movable pin 70 .

이때, 중심축(60)은 도 10과 같이 일측의 상부의 외경이 중앙 부분의 외경보다 작도록 서로 단차지게 형성되고, 중심축(60)과 회전기어(30) 결합 시 안착면(66)에 회전기어(30)의 상부 내측면에 형성된 돌기(314)가 안착 된다.At this time, the central shaft 60 is formed to be stepped from each other so that the outer diameter of the upper part of one side is smaller than the outer diameter of the central part, as shown in FIG. The projection 314 formed on the upper inner surface of the rotary gear 30 is seated.

이렇게 회전기어(30)의 돌기(314)가 중심축(60)에 안착된 상태에서 회전기어(30) 위에 제2 케이스(50)가 중심축(60)과 고정되게 설치되므로 회전기어(30)가 중심축(60)과 분리되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 회전기어(30)가 중심축(60)을 기준으로는 회전이 가능 하나 중심축(60)과 수직인 회전축에 대해서는 회전이 불가능해지게 된다.In this way, in a state in which the projection 314 of the rotation gear 30 is seated on the central shaft 60 , the second case 50 is fixedly installed with the central shaft 60 on the rotation gear 30 on the rotation gear 30 . can be prevented from being separated from the central axis 60, and the rotation gear 30 can rotate with respect to the central axis 60, but it is impossible to rotate with respect to the rotation axis perpendicular to the central axis 60. will lose

한편, 중심축(60)에는 상부 일측에는 하강부재(80)의 돌출핀(82)이 삽입되는 한 쌍의 삽입홀(62)이 서로 마주보게 형성되고, 중앙 부분에는 고정핀(72)이 중심축(60) 외부로 돌출되게 한 쌍의 돌출홀(64)이 서로 마주보게 형성된다.On the other hand, on the central shaft 60, a pair of insertion holes 62 into which the protruding pins 82 of the lowering member 80 are inserted are formed on one upper side to face each other, and the fixing pins 72 are centrally located in the central part. A pair of protrusion holes 64 are formed to face each other so as to protrude to the outside of the shaft 60 .

가동핀(70)은 일측 단부에 형성된 경사면이 제1 케이스(40)의 외부를 향하도록 중심축(60) 내부에서 설치된다.The movable pin 70 is installed inside the central shaft 60 so that the inclined surface formed at one end faces the outside of the first case 40 .

이러한, 가동핀(70)은 하강부재(80)에서 경사면쪽으로 힘이 가해질 때 하강되고, 하강부재(80)에서 가해진 힘이 제거될 때 상승부재(74)에서 가해지는 힘에 의해 상승하게 된다.The movable pin 70 descends when a force is applied from the lowering member 80 toward the inclined surface, and rises by the force applied by the lifting member 74 when the force applied from the lowering member 80 is removed.

고정핀(72)은 가동핀(70)의 직경보다 큰 길이를 갖도록 형성되어 가동핀(70)의 타측에 삽입된다.The fixing pin 72 is formed to have a length greater than the diameter of the movable pin 70 and is inserted into the other side of the movable pin 70 .

이러한, 고정핀(72)은 가동핀(70)이 상승할 때 가동핀(70)과 함께 상승하여 회전기어(30)에 형성된 끼움홈(322)에 끼워져 회전기어(30)와 중심축(60)을 결속시키고, 가동핀(70)이 하강할 때에는 가동핀(70)과 함께 하강하여 끼움홈(322)에서 빠지게 된다.The fixed pin 72 is inserted into the fitting groove 322 formed in the rotary gear 30 by rising together with the movable pin 70 when the movable pin 70 rises, and the rotary gear 30 and the central shaft 60 ), and when the movable pin 70 descends, it descends together with the movable pin 70 and is removed from the fitting groove 322 .

이렇게, 고정핀(72)이 끼움홈(322)에 끼워진 상태에서는 제1 회전축(12)과 동일한 방향으로 회전기어(30)와 제2 회전축(14)이 회전되고, 고정핀(72)이 끼움홈(322)에서 빠진 상태에서는 제1 회전축(12)의 회전방향과 반대되는 방향으로 제2 회전축(14)이 회전하게 된다.In this way, in a state in which the fixing pin 72 is inserted into the fitting groove 322 , the rotation gear 30 and the second rotation shaft 14 are rotated in the same direction as the first rotation shaft 12 , and the fixing pin 72 is fitted. In a state in which it is removed from the groove 322 , the second rotation shaft 14 rotates in a direction opposite to the rotation direction of the first rotation shaft 12 .

상승부재(74)는 가동핀(70)의 타측 단부와 제2 케이스(50) 사이에 설치되어 가동핀(70)을 제1 케이스(40) 외부 방향으로 밀어낸다. 이러한, 상승부재(74)는 스프링이나 영구자석 등으로 구성될 수 있고, 상승부재(74)가 영구자석으로 구성될 경우 가동핀(70)의 타측에 설치된 극성과 동일한 극성이 제2 케이스(50)에 설치된다.The lifting member 74 is installed between the other end of the movable pin 70 and the second case 50 to push the movable pin 70 outwardly of the first case 40 . The lifting member 74 may be composed of a spring or a permanent magnet, and when the lifting member 74 is composed of a permanent magnet, the same polarity as the polarity installed on the other side of the movable pin 70 is the second case 50 ) is installed in

하강부재(80)는 제1 케이스(40)의 외측면에 설치되고, 가동핀(70)의 경사면 쪽에 힘이 가해지도록 돌출핀(82)을 돌출시켜 가동핀(70)을 하강시킨다.The lowering member 80 is installed on the outer surface of the first case 40 , and protrudes the protruding pin 82 so that a force is applied to the inclined surface of the movable pin 70 to lower the movable pin 70 .

이와 같은 구성으로 이루어진 무인 비행체용 틸팅 장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.The operation of the tilting device for an unmanned aerial vehicle configured as described above will be described as follows.

먼저, 제1 회전축(12)과 제2 회전축(14)을 동일 방향으로 틸팅하고자 할 때에는 도 5와 같이 하강부재(80)의 돌출핀(82)을 가동핀(70)의 경사면에서 회수한다.First, when the first rotating shaft 12 and the second rotating shaft 14 are tilted in the same direction, the protruding pin 82 of the lowering member 80 is recovered from the inclined surface of the movable pin 70 as shown in FIG. 5 .

이로 인해, 가동핀(70)에는 아무 힘이 가해지지 않으므로 상승부재(74)에서 가해지는 힘에 의해 가동핀(70)이 제1 케이스(40)의 외부 방향(이하에서는 윗쪽 방향이라 함)으로 밀려나고, 이렇게 가동핀(70)이 윗쪽 방향으로 상승함에 따라 가동핀(70)에 삽입된 고정핀(72)도 상승하여 회전기어(30)의 몸체부(320) 내측에 형성된 끼움홈(322)에 삽입되어 진다.For this reason, since no force is applied to the movable pin 70 , the movable pin 70 moves toward the outside of the first case 40 (hereinafter referred to as an upward direction) by the force applied from the lifting member 74 . As the movable pin 70 rises upward in this way, the fixing pin 72 inserted into the movable pin 70 also rises, and the fitting groove 322 formed inside the body portion 320 of the rotary gear 30 . ) is inserted into

이렇게 고정핀(72)이 회전기어(30)의 끼움홈(322)에 삽입되면, 회전기어(30)가 중심축(60) 및 제2 케이스(50)와 일체로 결속이 되므로 제1 회전축(12)과 동일한 축(예를 들면, 수평축)을 기준으로 회전기어(30), 제2 케이스(50) 및 중심축(60)이 회전하게 되어 제1 회전축(12)과 동일한 방향으로 제2 회전축(14)이 회전하게 된다.When the fixing pin 72 is inserted into the fitting groove 322 of the rotation gear 30 in this way, the rotation gear 30 is integrally coupled with the central shaft 60 and the second case 50, so that the first rotation shaft ( 12) and the rotation gear 30, the second case 50 and the central shaft 60 are rotated based on the same axis (eg, a horizontal axis) as the second rotation shaft in the same direction as the first rotation shaft 12 . (14) will rotate.

이때, 중심축(60)은 제1 케이스(40)에 형성된 회전홀(42)에 돌출된 상태이므로 제2 케이스(50)와 함께 제1 회전축(12)과 동일한 방향으로 회전이 가능해진다.At this time, since the central shaft 60 protrudes from the rotation hole 42 formed in the first case 40 , it is possible to rotate in the same direction as the first rotation shaft 12 together with the second case 50 .

한편, 제1 회전축(12)과 제2 회전축(14)을 서로 반대 반향으로 틸팅하고자 할 때에는 도 6과 같이 하강부재(80)의 돌출핀(82)을 돌출시킨다.On the other hand, when the first rotation shaft 12 and the second rotation shaft 14 are tilted in opposite directions to each other, the protruding pin 82 of the lowering member 80 is protruded as shown in FIG. 6 .

이때, 가동핀(70)은 돌출핀(82)에서 가해진 힘에 의해 하강하게 되고, 가동핀(70)의 하강으로 고정핀(72)이 끼움홈(322)에서 이탈하게 되며, 끼움홈(322)에서 이탈된 고정핀(72)의 양측은 회전기어(30)의 몸체부(320) 내측면과 서로 이격된 상태를 유지하게 된다.At this time, the movable pin 70 is descended by the force applied from the protruding pin 82 , and the fixing pin 72 is separated from the fitting groove 322 by the descent of the movable pin 70 , and the fitting groove 322 . ), both sides of the fixed pin 72 separated from the inner surface of the body 320 of the rotary gear 30 are maintained in a spaced apart state from each other.

이로 인해, 회전기어(30)는 중심축(60)을 기준으로 회전할 수 있는 상태가 되므로 제1 회전축(12)에서 회전력이 제공되면, 제1 회전축(12)과 수직한 중심축(60)을 기준으로 회전하여 제2 회전축(14)을 제1 회전축(12)의 회전 방향과 반대 되는 방향으로 회전시키게 된다.Due to this, since the rotation gear 30 is in a state capable of rotating with respect to the central axis 60 , when a rotational force is provided from the first rotation shaft 12 , the central shaft 60 perpendicular to the first rotation shaft 12 . is rotated based on to rotate the second rotation shaft 14 in a direction opposite to the rotation direction of the first rotation shaft 12 .

이와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 무인 비행체용 틸팅 장치는 하나의 구동모터(20)를 이용하여 회전익을 동일 방향이나 서로 반대되는 방향으로 동시에 틸팅시키기 때문에 회전익을 동일 각도로 틸팅시키는 게 용이하고, 하나의 구동모터만을 사용하므로 무인 비행체의 공간 활용이 용이할 뿐만 아니라 무인 비행체의 중량 저감 및 전력 소비를 줄일 수 있어 무인 비행체를 고속으로 비행시킬 수 있을 뿐만 아니라 무인 비행체의 운항 거리를 늘릴 수 있게 된다.As described above, since the tilting device for an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention simultaneously tilts the rotor blades in the same or opposite directions using one driving motor 20, it is easy to tilt the rotor blades at the same angle. , because it uses only one driving motor, it is not only easy to utilize the space of the unmanned aerial vehicle, but also to reduce the weight and power consumption of the unmanned aerial vehicle, so that the unmanned aerial vehicle can be flown at high speed and the operation distance of the unmanned aerial vehicle can be increased. do.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 관해서 설명하였으나, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시 예를 예시적으로 설명한 것일 뿐, 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형과 모방이 가능함을 물론이다. 따라서, 본 발명의 권리범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져선 안 되며, 후술하는 청구범위뿐만 아니라 이와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.As described above, in the detailed description of the present invention, a preferred embodiment of the present invention has been described, but this is only illustrative of the preferred embodiment of the present invention, and does not limit the present invention. In addition, of course, various modifications and imitations are possible without departing from the scope of the technical idea of the present invention by anyone having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention belongs. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined by the claims described below as well as equivalents thereof.

12: 제1 회전축 14: 제2 회전축
20: 구동모터 22: 구동축
24: 연결바 30: 회전기어
40: 제1 케이스 42: 회전홀
50: 제2 케이스 60: 중심축
62: 삽입홀 64: 돌출홀
66: 안착면 70: 가동핀
72: 고정핀 74: 상승부재
80: 하강부재 82: 돌출핀
310: 기어부 312: 관통홀
314: 돌기 320: 몸체부
322: 끼움홈12: first axis of rotation 14: second axis of rotation
20: drive motor 22: drive shaft
24: connecting bar 30: rotating gear
40: first case 42: rotation hole
50: second case 60: central axis
62: insertion hole 64: protrusion hole
66: seating surface 70: movable pin
72: fixing pin 74: rising member
80: descending member 82: protruding pin
310: gear unit 312: through hole
314: projection 320: body portion
322: fitting groove

Claims

a first rotating shaft having a first gear formed on one side and a first rotating blade formed on the other side;
a second rotating shaft having a second gear having the same shape as that of the first gear formed on one side of the first gear and disposed opposite to the first gear, and having a second rotating blade installed on the other side;
a driving motor for providing a driving force capable of tilting the first rotary blade and the second rotary blade to any one of the first rotary shaft and the second rotary shaft;
a rotation gear installed between the first gear and the second gear to transmit the driving force transmitted to one of the first and second rotation shafts to the other rotation shaft;
a first case formed to surround the first gear, the second gear, and the rotating gear;
a second case installed inside the first case to rotate only in the same direction as the first and second rotating shafts; and
It is inserted into a through hole formed in the central portion of the rotary gear, is rotatably coupled to the rotary gear, is fixedly coupled to the second case, and is coupled to the rotary gear and the second rotary shaft in the same direction as the first rotary shaft. Binding means for binding the rotation gear and the second case to rotate, and for releasing the binding between the rotation gear and the second case so that the second rotation shaft rotates in a direction opposite to the rotation direction of the first rotation shaft A tilting device for an unmanned aerial vehicle, characterized in that.

The method according to claim 1,
The rotary gear is
a gear portion having a gear formed on the outer surface; and
It includes a body part integrally formed with the gear part,
A protrusion is formed on the inner upper surface of the gear unit to protrude toward the center of the through hole formed in the center of the gear unit and the body unit, and the inner side of the body unit is formed so that a portion opposite to the gear unit is stepped with the gear unit side, A tilting device for an unmanned aerial vehicle, characterized in that a pair of fitting grooves are formed in a stepped portion inside the body portion to face each other with respect to the center of the through hole.

3. The method according to claim 2,
The binding means,
a central shaft formed in a hollow cylindrical shape, inserted into the through hole of the rotary gear, rotatably coupled to the rotary gear, and fixedly coupled to the second case;
a movable pin having an inclined surface formed at one end portion facing the outside of the first case and installed inside the central shaft;
a fixing pin formed to have a length greater than the diameter of the movable pin and inserted into the other side of the movable pin;
a lifting member installed between the other end of the movable pin and the second case to lift the movable pin; and
The tilting device for an unmanned aerial vehicle, characterized in that it includes a lowering member installed on the outer surface of the first case to lower the movable pin by applying a force to the inclined surface of the movable pin.

4. The method according to claim 3,
The first case, tilting device for an unmanned aerial vehicle, characterized in that the rotation hole is formed on one side of the outer surface so that one side of the central axis protrudes to the outside of the first case.

4. The method according to claim 3,
A pair of insertion holes into which the protruding pins of the lowering member are inserted are formed on one upper side of the central axis to face each other with respect to the central portion of the central axis, and the fixing pins protrude to the outside of the central axis at the central portion of the central axis. A tilting device for an unmanned aerial vehicle, characterized in that a pair of holes are formed in a place facing each other with respect to the center of the central axis.