KR102287049B1 - 추력전환장치 및 이를 포함하는 무인비행체 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 추력전환장치 및 이를 포함하는 무인비행체에 관한 것으로, 2축 제어가 가능한 로터를 통해 다방향으로 로터의 추력을 전환시킬 수 있고, 2개의 로터만으로도 무인비행체의 롤링, 요잉, 피칭 등의 추력제어가 가능함으로써, 기존 4개 이상의 로터를 이용한 무인비행체보다 제어가 간편하며, 배터리 무게를 감소시킬 수 있고, 결과적으로 비행시간을 증가시킬 수 있는 것을 특징으로 한다.

Description

추력전환장치 및 이를 포함하는 무인비행체{THE REDIRECTION APPARATUS OF UNMANNED AERIAL VEHICLE AND UNMANNED AERIAL VEHICLE HAVING THE SAME}
본 발명은 추력전환장치 및 이를 포함하는 무인비행체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 로터를 2축으로 제어가능하여 무인비행체의 다방향 추력전환이 가능함과 동시에 비행시간을 증가시킬 수 있는 추력전환장치 및 이를 포함하는 무인비행체에 관한 것이다.
일반적으로, 드론은 조종사가 직접 탑승하지 않고 무선전파를 이용해 원격 조종이 가능한 무인 비행체를 말한다.
드론은 일반 비행체와는 달리 조종사를 위한 공간과 안전장치를 별도로 구비하지 않기 때문에 소형화, 경량화가 가능하며, 사람의 접근이 어려운 곳의 정보 수집과 정찰을 위한 정찰용이나, 여러 다양한 용도로의 산업용으로 활용되고 있다.
특히, 요즘은 작의 소형 드론들이 보급되면서 일반인들의 취미생활 도구로도 활용되고 있는 실정이다.
대한민국 공개특허 제10-2018-0066376호에 개시된 바와 같이 통상적인 드론은 비행체의 골격을 구성하는 본체와, 본체로부터 방사상으로 돌출되는 지지 프레임과, 지지 프레임에 직접 연결되어 로터를 고속 회전시키는 모터가 구비되는 다수의 추진체를 통해 본체를 추진 비행시키게 된다.
이 같은 드론은 로터에서 배출되는 공기의 배출방향이 고정된 상태에서, 각 로터의 회전속도를 조정하여 드론의 이동방향을 전환하나 빠르고 정밀하게 조정되지 못하는 문제점이 있었다.
또한, 드론을 전,후진 또는 측면 이동시키는 경우, 드론이 전, 후방이나 측면으로 기울어진 상태에서 이동하게 되어 드론을 수평으로 유지한 상태에서 이동시키기 어려운 문제점이 있었다.
또한, 드론에서 가장 중요한 요소 중 하나로서 체공시간을 들 수 있다. 지금까지 드론의 체공시간을 늘리기 위해 방사상으로 배열된 4개 이상의 로터를 설치하는 구조에는 관심을 두지 않고, 배터리에 중점적인 연구만을 진행해 오고 있었다.
또한, 종래 드론의 로터는 고정되어 있거나 한 축 제어만 가능한 구조를 가져, 다방향으로 추력 발생이 힘들어 4개 이상의 로터 조합으로만 비행체를 제작하고 있는 실정이다.
1. 미국 등록특허 9,884,681 (2018.02.06) "Aerial vehicle with frame assemblies" 2. 한국 등록특허 10-1833331 (2018.02.22) "소형 무인 항공기에 사용하기 위한 2축 플랫폼 및 소형 무인 항공기에 사용하기 위한 3축 플랫폼"
본 발명의 과제는 상술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 로터를 2축으로 제어가능함으로써 2개의 로터만으로도 무인비행체의 다방향 추력제어가 가능한 추력전환장치 및 이를 포함하는 무인비행체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 2개의 로터만으로도 다방향 추력제어가 가능하여 배터리 무게를 감소시킴으로써 무인비행체의 비행시간을 증가시킬 수 있는 추력전환장치 및 이를 포함하는 무인비행체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 2개의 로터만으로도 다방향 추력제어가 가능하여 무인비행체의 제어의 간편함을 제공할 수 있는 추력전환장치 및 이를 포함하는 무인비행체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제는, 본 발명에 따라, 수직방향으로 회전축이 형성된 로터를 포함하는 로터모듈; 내부에 상기 로터모듈이 설치되며, 상기 로터모듈을 상기 회전축과 수직인 평면을 형성하는 어느 하나의 직선을 제1회전축으로 하여 상기 로터모듈을 회전시키는 제1추력전환모듈; 및, 상기 제1추력전환모듈의 외측에서 상기 제1추력전환모듈과 결합되며, 상기 제1회전축과 수평방향으로 수직인 직선을 제2회전축으로 하여 상기 제1추력전환모듈을 회전시키는 제2추력전환모듈;을 포함하는 무인비행체의 추력전환장치에 의해 달성될 수 있다.
여기서, 상기 제1추력전환모듈은, 상기 로터모듈과 결합되는 로드; 상기 로드가 제1회전축을 축으로 하여 회전하도록 상기 로드와 결합되는 제1모터; 및, 일 측은 상기 제1모터가 설치되고, 타 측은 상기 로드의 단부가 결합되는 제1프레임;을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2추력전환모듈은, 상기 제1프레임의 외측으로 이격되는 제2프레임; 상기 제1프레임이 상기 제2회전축을 축으로 하여 회전하도록 상기 제1프레임과 상기 제2프레임을 연결하는 제1연결부재와 제2연결부재; 및, 상기 제1프레임이 회전하는 구동력을 전달하도록 상기 제1연결부재 또는 상기 제2연결부재 중 어느 하나와 결합되는 제2모터;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2모터는 상기 제2프레임에 설치될 수 있다.
또한, 상기 제2프레임은 상기 제1프레임의 외경을 적어도 1/2 초과하여 둘러싸도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 로드는 상기 제1프레임의 중심을 지나도록 설치될 수 있다.
또한, 상기 로터의 회전축은 상기 제1프레임의 중심에 위치할 수 있다.
상기 추력전환장치를 포함하는 무인비행체는, 내부에 유체 주입이 가능한 비행체 바디; 및, 상기 추력전환장치;를 포함하고, 상기 추력전환장치는 다수 개로 마련되어 상기 비행체 바디에 설치되며, 각 로터모듈의 회전축이 서로 평행하게 설치될 수 있다.
여기서, 상기 유체는 공기보다 가벼운 기체일 수 있다.
또한, 상기 비행체 바디에는 추력전환장치가 설치될 수 있는 다수의 상하방향 통공이 형성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 로터를 2축으로 제어가능함으로써 2개의 로터만으로도 무인비행체의 다방향 추력제어가 가능한 추력전환장치 및 이를 포함하는 무인비행체가 제공된다.
또한, 2개의 로터만으로도 다방향 추력제어가 가능하여 배터리 무게를 감소시킴으로써 무인비행체의 비행시간을 증가시킬 수 있는 추력전환장치 및 이를 포함하는 무인비행체가 제공된다.
또한, 2개의 로터만으로도 다방향 추력제어가 가능하여 무인비행체의 제어의 간편함을 제공할 수 있는 추력전환장치 및 이를 포함하는 무인비행체가 제공된다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 추력전환장치의 개략도,
도 2 내지 도 5는 도 1의 추력전환장치의 작동상태도,
도 6은 도 1의 추력전환장치를 포함하는 무인비행체의 개략도,
도 7은 무인비행체의 상승 및 하강 제어 상태도,
도 8은 무인비행체의 요잉(yawing) 제어 상태도,
도 9는 무인비행체의 피칭(pitching) 제어 상태도,
도 10은 무인비행체의 롤링(rolling) 제어 상태도이다.
설명에 앞서, 여러 실시예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1실시예와 다른 구성에 대해서 설명하기로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 추력전환장치에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 추력전환장치의 개략도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 추력전환장치는, 로터모듈(10), 제1추력전환모듈(20) 및 제2추력전환모듈(30)을 포함하여 구성된다.
로터모듈
상기 로터모듈(10)은 제1프레임(22)의 내부에 위치하며, 바람직하게는 제1프레임(22)의 중앙부에 위치할 수 있다.
상기 로터모듈(10)은 로터본체(12)와 회전축 및 로터(11)를 포함하여 구성되고, 회전축은 제1프레임(22)의 수직방향 축을 회전축으로 하여 회전하도록 설치된다. 설명의 편의상 제1프레임(22)의 수직방향 축을 z축이라고 한다.
즉, 로터(11)는 z축을 회전축으로 하여 회전함으로써 로터(11)가 회전될 수 있다. 또한, 로터(11)의 회전방향은 제어모듈(미도시)에 의해 정방향 또는 역방향으로 제어될 수 있다.
제1추력전환모듈
상기 제1추력전환모듈(20)은 로드(21), 제1모터(23) 및 제1프레임(22)을 포함하여 구성된다.
상기 로드(21)는 일 방향으로 길게 형성되며, 일 단부가 후술하는 제1모터(23)의 구동축에 결합되고, 타 단부는 제1모터(23)의 마주보는 방향에 위치하는 제1프레임(22)에 회전가능하도록 결합된다. 이때, 로드(21)는 제1프레임(22)의 중심을 지나도록 설치된다.
로드(21)의 타 단부가 회전가능하게 결합되는 구조는, 로드(21)의 타 단부에서 돌출된 돌기(21a)가 제1프레임(22)의 홀 또는 소정의 베어링(22a) 등에 결합되는 구조이다.
또한, 로드(21)의 중앙부에는 로터모듈(10)의 하측이 결합되는데, 로터모듈(10)의 회전축이 제1프레임(22)의 중심에 위치하도록 결합된다. 즉, 로터모듈(10)의 회전축은 제1프레임(22)의 중심에서 z축을 회전축으로하여 회전할 수 있다.
상기 제1모터(23)는 일정각도로 정밀하게 회전가능한 서보모터 등으로 마련될 수 있다. 상기 제1모터(23)는 상기 로드(21)의 일 단부와 결합되어, 상기 로드(21)를 제1회전축을 축으로 하여 회전시킨다. 여기서, 제1회전축은 로터모듈(10)의 회전축과 수직인 평면의 직선 중 어느 하나로서, 본 실시예에서는 설명의 편의상 x축이라고 한다.
즉, 제1모터(23)는 로드(21)를 회전축으로 하여 정방향 또는 역방향으로 회전시키도록 결합된다.
상기 제1프레임(22)은 대략 원형 링 형상 또는 내부가 빈 다양한 다각형 형상 등을 가지도록 마련될 수 있으며, 일 측은 제1모터(23)가 설치되고, 타 측(제1모터(23)의 구동축과 마주보는 측)은 로드(21)의 단부가 회전가능하도록 결합된다.
상술한 바와 같이 로터모듈(10)과 제1추력전환모듈(20)이 결합된 상태에서, 로터모듈(10)의 회전축은 제1프레임(22)의 중심에서 z축을 회전축으로 하여 회전가능하게 되고, 제1모터(23)의 회전에 따라 로터모듈(10)은 x축을 회전축으로 하여 회전가능하게 된다.
제2추력전환모듈
상기 제2추력전환모듈(30)은 제2프레임(33), 제1연결부재(31), 제2연결부재(32) 및 제2모터(34)를 포함하여 구성된다.
상기 제2프레임(33)은 상기 제1프레임(22)의 외경을 적어도 1/2 초과하여 둘러싸도록 형성되며, 바람직하게는 제1프레임(22)과 같이 대략 원형 링 형상 또는 내부가 빈 다양한 다각형 등의 다양한 형상으로 마련될 수 있다.
그리고, 제2프레임(33)의 직경은 제1프레임(22)보다 크게 형성되어 제1프레임(22)의 외측에 이격되어 배치된다. 이때 제1프레임(22)과 제2프레임(33)의 중심은 동심을 이루도록 배치될 수 있다.
상기 제1연결부재(31)와 상기 제2연결부재(32)는 상호 마주보는 방향에서 상기 제1프레임(22)과 제2프레임(33)을 각각 연결하도록 마련된다.
구체적으로, 제1연결부재(31)는 후술하는 제2모터(34)의 구동축(34a)과 결합되어 구동축의 회전에 의해 제1프레임(22)이 회전되도록 고정결합되며, 제2연결부재(32)는 제1프레임(22)으로부터 돌출된 돌기 형상으로 마련되어 제2프레임(33)에 설치된 홀 또는 소정의 베어링(33a)에 회전하도록 결합된다.
본 실시예에서는 제1연결부재(31)가 제1프레임(22)의 일부로서 중앙부에 구동축이 고정삽입되는 홀 형태로 개시되어 있으며, 이외 다른 형태 또는 고정수단을 이용하여 구동축과 제1프레임(22)이 상호 고정되도록 할 수 있다.
또한, 제2연결부재(32)는 제1프레임(22)으로부터 연장된 형태로 형성되어 있으나 필요에 따라 제2프레임(33)으로부터 돌출되도록 형성할 수도 있고 또는 별도로 마련하여 제1프레임(22)과 제2프레임(33)을 연결하도록 구성될 수도 있다.
상기 제2모터(34)는 제1모터(23)와 같이 일정각도로 정밀하게 회전가능한 서보모터 등으로 마련될 수 있다. 또한, 제2모터(34)의 구동축은 상술한 제1연결부재(31)와 연결되어 제1프레임(22)을 제2회전축을 축으로 하여 회전시킨다. 여기서, 제2회전축은 평면상에서 제1회전축과 수직인 직선 중 어느 하나로서, 본 실시예에서는 설명의 편의상 y축이라고 한다.
제2모터(34)는 제1프레임(22)을 y축을 회전축으로 하여 정방향 또는 역방향으로 회전시키도록 결합된다. 결과적으로, 제2모터(34)의 회전에 따라 제1프레임(22)은 y축을 회전축으로 하여 회전가능하게 되고, 이에 따라 로터모듈(10)도 y축을 회전축으로 하여 회전가능하게 된다.
지금부터는 상술한 추력전환장치의 작동에 대하여 설명한다. 도 2 내지 도 5는 도 1의 추력전환장치의 작동상태도이다.
도 2를 참조하면, 도 2는 제2추력전환모듈(30)의 제2모터(34)에 의해 제1프레임(22)이 y축을 회전축으로 하여 역방향(도 2의 (a)) 또는 정방향(도 2의 (b))으로 회전하여 각도가 조절되는 상태를 나타내고 있다. 이를 통해, 로터모듈(10)은 y축을 중심으로 회전하여 각도가 조절될 수 있다.
도 3을 참조하면, 도 3은 제1추력전환모듈(20)의 제1모터(23)에 의해 로드(21)가 회전함으로써 로터모듈(10)이 x축을 회전축으로 하여 역방향(도 3 (a)) 또는 정방향(도 3의 (b))으로 회전하여 각도가 조절되는 상태를 나타내고 있다.
도 4를 참조하면, 도 4는 제2추력전환모듈(30)의 제2모터(34)에 의해 제1프레임(22)이 y축을 회전축으로 하여 역방향으로 회전하여 각도가 조절되고, 이와 동시에 제1추력전환모듈(20)의 제1모터(23)에 의해 로드(21)를 x축을 회전축으로 하여 역방향(도 4의 (a)) 또는 정방향(도 4의 (b))으로 회전시켜 각도가 조절되는 것을 나타내고 있다.
도 5를 참조하면, 도 5는 제2추력전환모듈(30)의 제2모터(34)에 의해 제1프레임(22)이 y축을 회전축으로 하여 정방향으로 회전하여 각도가 조절되고, 이와 동시에 제1추력전환모듈(20)의 제1모터(23)에 의해 로드(21)를 x축을 회전축으로 하여 역방향(도 5의 (a)) 또는 정방향(도 5의 (b))로 회전시켜 각도가 조절되는 것을 나타내고 있다.
상기와 같은 방법으로 본 발명에 따른 추력전환장치를 이용하면, 2축 제어가 가능하여 다양한 방향으로 추력을 전환시킬 수 있다.
다음으로, 본 발명에 따른 추력전환장치를 포함하는 무인비행체에 대하여 설명한다.
도 6은 본 발명에 따른 추력전환장치를 포함하는 무인비행체의 개략도이다. 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 추력전환장치를 포함하는 무인비행체는 비행체 바디(100)와 추력전환장치(110,120)를 포함할 수 있다.
상기 비행체 바디(100)는 내부에 헬륨이나 수소 등과 같이 공기보다 가벼운 기체가 채워지는 공간을 가지는 얇은 막으로 형성되어, 부력에 의해 무인비행체의 비행 효율을 높임으로써 비행 시간을 증가시키게 된다.
상기 비행체 바디(100)에는 상술한 추력전환장치를 설치할 수 있는 다수의 통공(101)이 형성된다. 본 실시예에서는 제1추력전환장치(110)와 제2추력전환장치(120)가 설치되는 2개의 통공(101)이 형성된 것을 도시하고 있다.
상기 추력전환장치(110,120)는 2개로 마련되며, 각 추력전환장치(110,120)의 로터모듈(10)은 서로 평행하게 위치하도록 배치되어 각각의 통공(101)에 삽입 설치된다.
또한, 상기 비행체 바디(100) 내부에는 비행에 필요한 제어모듈(130) 및 배터리(미도시) 등이 설치될 수 있다. 이외, 추력전환장치는 상술한 바와 같으므로 상세 구성에 대한 설명은 생략한다.
지금부터는 상술한 본 발명에 따른 추력전환장치를 포함하는 무인비행체의 작동상태에 대하여 설명한다. 설명에 앞서 각 추력전환장치에서 동일 구성은 도면부호를 동일하게 사용하고, 각 로터모듈의 로터의 회전방향은 동일한 방향으로 회전하도록 제어되는 것을 가정한다. 또한, 각 추력전환장치의 회전상태는 좌표축을 이용하여 나타내었다.
도 7은 무인비행체의 상승 및 하강 제어 상태도이다. 도 7을 참조하면, (a)에서는 제1추력전환장치(110)와 제2추력전환장치(120) 모두 초기위치(각 로터모듈이 로터가 상향에 위치하여 z축을 회전축으로 하는 상태)에 위치하고 있고, 이 상태에서 로터(11)가 회전하여 상향으로 추력이 발생된다.
(b)에서는 로터(11)의 회전방향을 (a)와 반대방향으로 회전시켜 하향으로 추력이 발생된다. 같은 방법으로, 로터모듈(10)이 y축으로 180도 회전하여 하향으로 추력이 발생되게 할 수도 있다.
도 8은 무인비행체의 요잉(yawing) 제어 상태도이다. 도 8을 참조하면, (a)에서는 제1추력전환장치(110)의 로터모듈(10)이 y축을 중심으로 정방향(시계방향)으로 회전하고, 제2추력전환장치(120)의 로터모듈(10)은 y축을 중심으로 역방향(반시계방향)으로 회전하여, 무인비행체가 우측방향으로 요잉된다.
(b)에서는 제1추력전환장치(110)의 로터모듈(10)과 제2추력전환장치(120)의 로터모듈(10)이 각각 y축을 중심으로 (a)와 반대방향으로 회전하여, 무인비행체가 좌측방향으로 요잉된다.
도 9는 무인비행체의 피칭(pitching) 제어 상태도이다. 도 9를 참조하면, (a)에서는 제1추력전환장치(110) 및 제2추력전환장치(120)의 로터모듈(10)이 x축을 중심으로 정방향으로 회전하여 전방으로 추력이 발생된다.
(b)에서는 제1추력전환장치(110) 및 제2추력전환장치(120)의 로터모듈(10)이 x축을 중심으로 (a)와 반대방향으로 회전하여 후방으로 추력이 발생된다.
도 10은 무인비행체의 롤링(rolling) 제어 상태도이다. 도 10을 참조하면, (a)에서는 제1추력전환장치(110) 및 제2추력전환장치(120)의 로터모듈(10)이 y축을 중심으로 정방향으로 회전함으로써 무인비행체가 우측으로 회전하는 롤링이 발생된다.
(b)에서는 (a)와 반대로 제1추력전환장치(110) 및 제2추력전환장치(120)의 로터모듈(10)이 y축을 중심으로 역방향으로 회전함으로써 무인비행체가 좌측으로 회전하는 롤링이 발생된다.
상술한 바와 같이 제1추력전환장치(110) 및 제2추력전환장치(120)의 제어를 통해 무인비행체의 피칭(pitching), 요잉(yawing), 롤링(rolling)을 포함한 다양한 형태의 비행상태를 구현할 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 추력전환장치를 사용하면, 4개 이상의 로터 조합으로 가능했던 모든 방향에 대한 비행상태 구현을 2개의 로터만으로도 가능하게 할 수 있다. 결과적으로, 무인비행체에 탑재되는 배터리 등의 소모를 줄일 수 있어 무인비행체의 경량화 및 비행시간 증가를 도모할 수 있다.
본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.
※도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명※
10 : 로터모듈 11 : 로터
12 : 로터본체
20 : 제1추력전환모듈 21 : 로드
22 : 제1프레임 23 : 제1모터
30 : 제2추력전환모듈 31 : 제1연결부재
32 : 제2연결부재 33 : 제2프레임
34 : 제2모터
100 : 비행체 바디 101 : 통공
110 : 제1추력전환장치 120 : 제2추력전환장치
130 : 제어모듈

Claims (10)

  1. 수직방향으로 회전축이 형성된 로터를 포함하는 로터모듈;
    내부에 상기 로터모듈이 설치되며, 상기 로터모듈을 상기 회전축과 수직인 평면을 형성하는 어느 하나의 직선을 제1회전축으로 하여 상기 로터모듈을 회전시키는 제1추력전환모듈; 및,
    상기 제1추력전환모듈의 외측에서 상기 제1추력전환모듈과 결합되며, 상기 제1회전축과 수평방향으로 수직인 직선을 제2회전축으로 하여 상기 제1추력전환모듈을 회전시키는 제2추력전환모듈;을 포함하고,
    상기 제1추력전환모듈은,
    상기 로터모듈과 결합되는 로드;
    상기 로드가 제1회전축을 축으로 하여 회전하도록 상기 로드와 결합되는 제1모터; 및,
    일 측은 상기 제1모터가 설치되고, 타 측은 상기 로드의 단부가 결합되는 제1프레임;을 포함하며,
    상기 제2추력전환모듈은,
    상기 제1프레임의 외측으로 이격되는 제2프레임;
    상기 제1프레임이 상기 제2회전축을 축으로 하여 회전하도록 상기 제1프레임과 상기 제2프레임을 연결하는 제1연결부재와 제2연결부재; 및,
    상기 제1프레임이 회전하는 구동력을 전달하도록 상기 제1연결부재 또는 상기 제2연결부재 중 어느 하나와 결합되는 제2모터;를 포함하고,
    상기 제2프레임은 상기 제1프레임의 외경을 적어도 1/2 초과하여 둘러싸도록 형성되며,
    상기 제1연결부재와 상기 제2연결부재는 상호 마주보는 방향으로 배치되고,
    상기 제1연결부재는 상기 제2모터의 구동축과 결합되고 상기 구동축의 회전에 의해 상기 제1프레임이 회전되도록 상기 제1프레임에 고정 결합되며,
    상기 제2연결부재는 상기 제1프레임으로부터 돌출된 돌기 형상을 하고, 상기 제2프레임에 설치된 홀 또는 베어링에 회전 가능하도록 결합되는 무인비행체의 추력전환장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2모터는 상기 제2프레임에 설치되는 무인비행체의 추력전환장치.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 로드는 상기 제1프레임의 중심을 지나도록 설치되는 무인비행체의 추력전환장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 로터의 회전축은 상기 제1프레임의 중심에 위치하는 무인비행체의 추력전환장치.
  8. 내부에 유체 주입이 가능한 비행체 바디; 및,
    제1항, 제4항, 제6항 내지 제7항 중 어느 한 항의 추력전환장치;를 포함하고,
    상기 추력전환장치는 다수 개로 마련되어 상기 비행체 바디에 설치되며, 각 로터모듈의 회전축이 서로 평행하게 설치되는 무인비행체.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 유체는 공기보다 가벼운 기체인 무인비행체.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 비행체 바디에는 추력전환장치가 설치될 수 있는 다수의 상하방향 통공이 형성되는 무인비행체.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070034738A1 (en) * 2002-01-07 2007-02-15 Sanders John K Jr Aerodynamically stable, vtol aircraft
JP2017047895A (ja) * 2015-07-31 2017-03-09 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 飛行体
JP6409503B2 (ja) * 2014-10-29 2018-10-24 株式会社Ｓｏｋｅｎ 観測装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013033925A1 (zh) 2011-09-09 2013-03-14 深圳市大疆创新科技有限公司 小型无人飞行器用两轴云台及小型无人飞行器用三轴云台
KR101803080B1 (ko) * 2015-11-27 2017-11-29 주식회사 숨비 틸트기능을 이용한 수륙만능 드론

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070034738A1 (en) * 2002-01-07 2007-02-15 Sanders John K Jr Aerodynamically stable, vtol aircraft
JP6409503B2 (ja) * 2014-10-29 2018-10-24 株式会社Ｓｏｋｅｎ 観測装置
JP2017047895A (ja) * 2015-07-31 2017-03-09 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 飛行体

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