KR102295789B1 - 추진 방향 변경이 가능한 드론 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 추진 방향 변경이 가능한 드론에 관한 것으로 드론 본체부, 상기 드론 본체부에 위치되며 상부 또는 하부 측으로 바람을 발생시키는 복수의 양력 발생부, 상기 드론 본체부에 위치되며 프로펠러의 위치를 변경하여 상부 또는 하부 측으로 바람을 발생시키거나 전방 또는 후방으로 바람을 발생시키는 복수의 추진력 발생부, 상기 추진력 발생부에서 발생되는 바람의 방향을 변경하는 추진방향 변경부를 포함하여 기존의 드론보다 더 빠른 속도를 가지고 수평비행 및 직진 비행의효율을 높여 멀리 수평 비행 가능하고, 양력과 추력을 효과적으로 목적에 맞도록 사용이 가능한 구조의 드론 추력 시스템을 개발하여 드론의 활용도를 더 다양하게 하고, 드론의 상품성을 극대화한다.

Description

추진 방향 변경이 가능한 드론{DRONE CAPABLE OF ADJUSTING PROPULSION DIRECTION}
본 발명은 추진 방향 변경이 가능한 드론에 관한 것으로 더 상세하게는 양력과 추력을 효과적으로 목적에 맞도록 사용이 가능한 구조의 추진 방향 변경이 가능한 드론에 관한 발명이다.
무선통신 방식을 통해 원격 제어되는 드론은 무인 비행체로 처음에는 군사용으로 개발되어 단순한 사격 연습에 사용되었으나, 전자 통신기술의 지속적 발전에 따라 군사용뿐만 아니라 촬영용 또는 운송용 등 다양한 분야로 확대 보급되고 있다.
일반적으로 드론은 양력을 출력하는 복수의 팬과, 상기 팬에 전력을 공급하는 배터리와 제어부로 이루어질 수 있다. 여기서 상기 팬은 배터리로부터 공급된 전력에 의해 회전력을 발생하는 모터와, 상기 모터의 구동축에 연결되는 프로펠러로 구성될 수 있다.
종래의 드론은 양력을 기반으로 수직으로 배치된 모터의 토크를 이용하여 수평 비행을 한다.
따라서, 종래의 드론은 각 프로펠러의 토크 차이로 수평 운동을 하게 되므로 수평 이동 속도 즉, 비행 속도의 제한이 있는 문제점이 있었다.
0001)한국특허등록 제2013352호 '드론 및 해상용 안전 착지 장치'(2019.08.16.등록)
본 발명의 목적은 양력을 확보하는 용도로 사용이 가능함과 아울러 수평 이동 시 추진력을 확보할 수 있는 가변 추진 날개부를 포함하여 기의 드론보다 더 빠른 속도를 가지고 수평비행 및 직진 비행의효율을 높여 멀리 수평 비행 가능한 추진 방향 변경이 가능한 드론을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 양력을 발생시키는 양력 발생용 날개부의 위치를 변경하여 수평 비행 시 공기 저항을 최소화하여 수평비행 및 직진 비행의효율을 더 높여 더 멀리 수평 비행 가능한 추진 방향 변경이 가능한 드론을 제공하는 데 있다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 추진 방향 변경이 가능한 드론의 일 실시예는 드론 본체부, 상기 드론 본체부에 위치되며 상부 또는 하부 측으로 바람을 발생시키는 복수의 양력 발생부, 상기 드론 본체부에 위치되며 프로펠러의 위치를 변경하여 상부 또는 하부 측으로 바람을 발생시키거나 전방 또는 후방으로 바람을 발생시키는 복수의 추진력 발생부, 상기 추진력 발생부에서 발생되는 바람의 방향을 변경하는 추진방향 변경부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 양력 발생부는 회전축이 세워져 위치되는 제1프로펠러부재 및 상기 제1프로펠러부재를 회전시키는 제1회전모터를 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 추진력 발생부는 제2프로펠러부재 및 상기 제2프로펠러부재가 회전 가능하게 위치되는 제2회전모터를 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 추진방향 변경부는 상기 추진력 발생부가 장착되는 추진용 장착부재 및 상기 추진용 장착부재를 상기 추진용 장착부재의 축 방향으로 회전시켜 상기 제2프로펠러부재의 회전축 방향을 360도 반경 내에서 변경하는 추진방향 변경용 회전모터를 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 추진용 장착부재는 상기 드론 본체부에 연결되는 추진용 장착 막대부재 및 상기 추진용 장착 막대부재의 단부 측에 추진용 장착 막대부재의 축방향으로 회전 가능하게 위치되고 추진력 발생부가 장착되는 회전 장착부재를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 추진 방향 변경이 가능한 드론의 일 실시예는 상기 양력 발생부가 장착되고 세로로 세워진 힌지축으로 드론 본체에 회전 가능하게 위치되는 베이스 장착부재 및 상기 베이스 장착부재를 세워진 힌지축을 중심으로 회전시키는 양력 위치 변경용 회전모터를 더 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 양력 발생부는 상기 드론 본체의 전방과 후방측에서 각각 양 측에 위치되며, 상기 베이스 장착부재는 상기 드론 본체부의 전방 측에서 양 측에 각각 위치되는 제1베이스 장착부재와 제2베이스 장착부재 및 상기 드론 본체부의 후방 측에서 양 측에 각각 위치되는 제3베이스 장착부재와 제4베이스 장착부재를 포함하며, 상기 추진력 발생부가 상기 드론 본체부의 후방 또는 후방 측으로 추진력을 발생시킨 상태에서 상기 제1베이스 장착부재와 상기 제2베이스 장착부재가 서로 나란하게 위치되고, 상기 제3베이스 장착부재와 상기 제4베이스 장착부재가 나란하게 위치되어 비행 중 공기 저항을 최소화할 수 있다.
본 발명은 양력을 확보하는 용도로 사용이 가능함과 아울러 수평 이동 시 추진력을 확보할 수 있는 가변 추진 날개부를 포함하여 기존의 드론보다 더 빠른 속도를 가지고 수평비행 및 직진 비행의효율을 높여 멀리 수평 비행 가능한 효과가 있다.
본 발명은 양력을 발생시키는 양력 발생용 날개부의 위치를 변경하여 수평 비행 시 공기 저항을 최소화하여 수평비행 및 직진 비행의효율을 더 높여 더 멀리 수평 비행 가능한 효과가 있다.
본 발명은 양력과 추력을 효과적으로 목적에 맞도록 사용이 가능한 구조의 드론 추력 시스템을 개발하여 드론의 활용도를 더 다양하게 하고, 드론의 상품성을 극대화하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 추진 방향 변경이 가능한 드론의 일 실시예를 도시한 사시도.
도 2 내지 도 4는 본 발명에 따른 추진 방향 변경이 가능한 드론의 작동 예를 도시한 도면.
본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니된다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 추진 방향 변경이 가능한 드론의 일 실시예를 도시한 사시도이고, 도 1을 참고하면 본 발명에 따른 추진 방향 변경이 가능한 드론의 일 실시예는 드론 본체부(100), 드론 본체부(100)에 위치되며 상부 또는 하부 측으로 바람을 발생시키는 복수의 양력 발생부(200)를 포함한다.
양력 발생부(200)는 상부 또는 하부 측으로 바람을 발생시켜 드론 본체부(100)가 이륙 또는 착륙할 수 있는 양력을 발생시킨다.
양력 발생부(200)는 회전축이 세워져 위치되는 제1프로펠러부재(210), 제1프로펠러부재(210)를 회전시키는 제1회전모터(220)를 포함한다.
제1회전모터(220)는 제1프로펠러부재(210)를 시계방향 또는 반시계방향으로 회전시켜 상부 또는 하부 측으로 바람을 발생시켜 드론 본체부(100)가 이륙 또는 착륙할 수 있는 양력을 발생시킨다.
양력 발생부(200)는 드론 본체부(100)의 전방과 후방측에서 각각 양 측에 위치되어 총 4개로 구성되는 것을 일 예로 한다.
드론 본체부(100)에는 프로펠러의 위치를 변경하여 상부 또는 하부 측으로 바람을 발생시키거나 전방 또는 후방으로 바람을 발생시키는 복수의 추진력 발생부(300)가 위치된다.
또한, 추진력 발생부(300)는 추진방향 변경부(400)를 통해 바람의 방향이 변경되어 추진 방향을 변경할 수 있다.
추진력 발생부(300)는 제2프로펠러부재(310), 제2프로펠러부재(310)가 회전 가능하게 위치되는 제2회전모터(320)를 포함하고, 제2프로펠러부재(310)의 방향에 따라 바람의 방향이 변경될 수 있고 이에 따라 추진력의 방향이 변경될 수 있다.
추진방향 변경부(400)는 추진력 발생부(300)가 장착되는 추진용 장착부재(410), 추진용 장착부재(410)를 추진용 장착부재(410)의 축 방향으로 회전시켜 제2프로펠러부재(310)의 회전축 방향을 변경하는 추진방향 변경용 회전모터(420)를 포함할 수 있다.
드론 본체부(100)는 양력 발생부(200), 추진력 발생부(300), 추진방향 변경부(400)에 전원을 공급하는 충전지, 양력 발생부(200), 추진력 발생부(300), 추진방향 변경부(400)의 작동을 제어하는 제어부를 포함하며, 제어부는 무선 통신을 통해 사용자의 조종 단말기와 통신하여 양력 발생부(200), 추진력 발생부(300), 추진방향 변경부(400)의 작동을 제어하는 것이고, 기존 드론에서 공지된 것으로 다양하게 변형되어 실시될 수 있는 바 더 상세한 설명은 생략함을 밝혀둔다.
추진용 장착부재(410)의 축방향과 제2프로펠러부재(310)의 회전축방향은 수직인 방향으로 위치되어 추진용 장착부재(410)의 축방향 회전을 통해 제2프로펠러부재(310)의 회전축 방향을 변경함으로써 제2프로펠러부재(310)의 회전에 의해 발생되는 바람의 방향을 자유롭게 변경할 수 있게 된다.
추진용 장착부재(410)는 드론 본체부(100)에 연결되는 추진용 장착 막대부재(411), 추진용 장착 막대부재(411)의 단부 측에 추진용 장착 막대부재(411)의 축방향으로 회전 가능하게 위치되고 추진력 발생부(300)가 장착되는 회전 장착부재(412)를 포함할 수 있다.
그리고, 추진방향 변경용 회전모터(420)는 추진용 장착 막대부재(411)의 단부 측에 위치되어 회전 장착부재(412)를 추진용 장착 막대부재(411)의 축방향에서 360도 회전시킨다.
한편, 본 발명에 따른 추진 방향 변경이 가능한 드론은 양력 발생부(200)가 장착되고 세로로 세워진 힌지축으로 드론 본체부(100)에 회전 가능하게 위치되는 베이스 장착부재(510, 520, 530, 540), 베이스 장착부재(510, 520, 530, 540)를 세워진 힌지축을 중심으로 회전시키는 양력 위치 변경용 회전모터를 더 포함할 수 있다.
베이스 장착부재(510, 520, 530, 540)는 드론 본체부(100)의 전방과 후방측에서 각각 양측에 세로로 세워진 힌지축을 중심으로 회전되어 양력 발생부(200)의 위치를 변경할 수 있다.
더 상세하게 베이스 장착부재(510, 520, 530, 540)는 드론 본체부(100)의 전방 측에서 양 측에 위치되는 제1베이스 장착부재(510)와 제2베이스 장착부재(520), 드론 본체부(100)의 후방 측에서 양 측에 위치되는 제3베이스 장착부재(530)와 제4베이스 장착부재(540)를 포함할 수 있다.
제1베이스 장착부재(510), 제2베이스 장착부재(520), 제3베이스 장착부재(530), 제4베이스 장착부재(540)는 세로로 세워진 힌지축에 의해 각각 드론 본체부(100)에 회전 가능하게 위치되고, 각각의 단부 측에는 각각 양력 발생부(200)가 위치된다.
그리고, 제1베이스 장착부재(510), 제2베이스 장착부재(520), 제3베이스 장착부재(530), 제4베이스 장착부재(540)는 각각 별개의 양력 위치 변경용 모터에 의해 동력을 전달받아 세로로 세워진 힌지축을 중심으로 회전되어 비행 중 공기 저항을 최소화하는 위치로 각각 위치될 수 있다.
일반적인 이륙모드, 착륙모드, 비행 모드에서 전방 측에 위치되는 제1베이스 장착부재(510)와 제2베이스 장착부재(520)는 서로 벌어진 상태로 위치되고, 후방 측에 위치되는 제3베이스 장착부재(530), 제4베이스 장착부재(540)는 서로 벌어진 상태로 위치되어 제1베이스 장착부재(510), 제2베이스 장착부재(520), 제3베이스 장착부재(530), 제4베이스 장착부재(540)는 X자 형태로 배치된다.
그리고, 추진력 발생부(300)는 드론 본체부(100)에서 중앙 부분에 위치되어 이륙 시와 하강 시에 제2프로펠러부재(310)가 드론 본체부(100)의 하부 측 또는 상부 측을 향하게 되고, 비행 중 추력이 필요한 경우 드론 본체부(100)의 전방 또는 후방 측을 향하도록 위치될 수 있다.
도 2 내지 도 4는 본 발명에 따른 추진 방향 변경이 가능한 드론의 작동 예를 도시한 도면이다.
더 상세하게 도 2는 이륙 모드로써 제1베이스 장착부재(510), 제2베이스 장착부재(520), 제3베이스 장착부재(530), 제4베이스 장착부재(540)는 X자 형태로 배치되어 안정적인 양력을 발생시킬 수 있도록 위치된다.
또한, 추진력 발생부(300)의 제2프로펠러부재(310)는 드론 본체부(100)의 하부 측을 향하도록 위치되어 드론 본체부(100)가 더 안정적이고 빠르게 이륙할 수 있도록 양력을 추가하는 역할을 한다.
도 3는 일반 비행 모드에서 추력이 필요한 추력 모드로써 도 3을 참고하면 제1베이스 장착부재(510), 제2베이스 장착부재(520), 제3베이스 장착부재(530), 제4베이스 장착부재(540)는 X자 형태로 배치되어 안정적인 양력을 발생시킬 수 있도록 위치되고, 추진력 발생부(300)의 제2프로펠러부재(310)는 드론 본체부(100)의 후방 측을 향하도록 위치되어 전방 측으로 추진력을 발생시킬 수 있다.
도 4는 특수 비행 모드에서 강력한 추력이 필요한 특수 추력 모드로써 도 4를 참고하면 추진력 발생부(300)의 제2프로펠러부재(310)가 드론 본체부(100)의 후방 측을 향하도록 위치되어 전방 측으로 추진력을 발생시키는 상태에서 제1베이스 장착부재(510)와 제2베이스 장착부재(520)가 추진 방향을 향해 길게 서로 나란하게 위치되고 제3베이스 장착부재(530)와 제4베이스 장착부재(540)가 추진 방향을 향해 길게 서로 나란하게 위치되어 드론 본체부(100)의 동체 내로 삽입되어 비행 저항을 줄여 주행 시 효율을 더 향상시키게 된다.
그리고, 양력 발생부(200)는 제1프로펠러부재(210)의 작동이 정지되는 것임을 확인한다.
본 발명은 양력을 확보하는 용도로 사용이 가능함과 아울러 수평 이동 시 추진력을 확보할 수 있는 가변 추진 날개부를 포함하여 기의 드론보다 더 빠른 속도를 가지고 수평비행 및 직진 비행의효율을 높여 멀리 수평 비행 가능하다.
또한, 본 발명은 양력을 발생시키는 양력 발생용 날개부의 위치를 변경하여 수평 비행 시 공기 저항을 최소화하여 수평비행 및 직진 비행의효율을 더 높여 더 멀리 수평 비행 가능한 것이다.
본 발명은 양력과 추력을 효과적으로 목적에 맞도록 사용이 가능한 구조의 드론 추력 시스템을 개발하여 드론의 활용도를 더 다양하게 하고, 드론의 상품성을 극대화한다.
본 발명은 상기한 실시 예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지에 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있으며 이는 본 발명의 구성에 포함됨을 밝혀둔다.
100 : 드론 본체부
200 : 양력 발생부
210 : 제1프로펠러부재
220 : 제1회전모터
300 : 추진력 발생부
310 : 제2프로펠러부재
320 : 제2회전모터
400 : 추진방향 변경부
410 : 추진용 장착부재
411 : 추진용 장착 막대부재
412 : 회전 장착부재
420 : 추진방향 변경용 회전모터
510 : 제1베이스 장착부재
520 : 제2베이스 장착부재
530 : 제3베이스 장착부재
540 : 제4베이스 장착부재
600 : 양력 위치 변경용 회전모터

Claims (7)

  1. 드론 본체부;
    상기 드론 본체부에 위치되며 상부 또는 하부 측으로 바람을 발생시키는 복수의 양력 발생부;
    상기 드론 본체부에 위치되며 프로펠러의 위치를 변경하여 상부 또는 하부 측으로 바람을 발생시키거나 전방 또는 후방으로 바람을 발생시키는 복수의 추진력 발생부;
    상기 추진력 발생부에서 발생되는 바람의 방향을 변경하는 추진방향 변경부;
    상기 양력 발생부가 장착되고 세로로 세워진 힌지축으로 상기 드론 본체부에 회전 가능하게 위치되는 베이스 장착부재; 및
    상기 베이스 장착부재를 세워진 힌지축을 중심으로 회전시키는 양력 위치 변경용 회전모터를 포함하며,
    상기 양력 발생부는,
    회전축이 세워져 위치되는 제1프로펠러부재; 및
    상기 제1프로펠러부재를 회전시키는 제1회전모터를 포함하며,
    상기 양력 발생부는 상기 드론 본체부의 전방과 후방측에 각각 위치되고,
    상기 추진력 발생부는 상기 드론 본체부에서 중앙 부분에 위치되며,
    상기 추진력 발생부는,
    제2프로펠러부재; 및
    상기 제2프로펠러부재가 회전 가능하게 위치되는 제2회전모터를 포함하고,
    상기 추진방향 변경부는,
    상기 추진력 발생부가 장착되는 추진용 장착부재; 및
    상기 추진용 장착부재를 상기 추진용 장착부재의 축 방향으로 회전시켜 상기 제2프로펠러부재의 회전축 방향을 360도 반경 내에서 변경하는 추진방향 변경용 회전모터를 포함하고,
    상기 추진용 장착부재는,
    상기 드론 본체부에 연결되는 추진용 장착 막대부재; 및
    상기 추진용 장착 막대부재의 단부 측에 추진용 장착 막대부재의 축방향으로 회전 가능하게 위치되고 추진력 발생부가 장착되는 회전 장착부재를 포함하며,
    상기 추진용 장착 막대부재의 축방향과 상기 제2프로펠러부재의 회전축방향은 수직인 방향으로 위치되어 상기 추진방향 변경용 회전모터의 작동에 의해 상기 제2프로펠러부재가 상기 드론 본체부의 전방 또는 후방을 향해 위치되어 상기 드론 본체부가 수평 이동 시 추진력을 발생시키고,
    상기 베이스 장착부재는,
    상기 드론 본체부의 전방 측에서 양 측에 각각 위치되는 제1베이스 장착부재와 제2베이스 장착부재; 및
    상기 드론 본체부의 후방 측에서 양 측에 각각 위치되는 제3베이스 장착부재와 제4베이스 장착부재를 포함하며,
    상기 추진력 발생부가 상기 드론 본체부의 후방 또는 전방 측으로 추진력을 발생시킨 상태에서 상기 제1베이스 장착부재와 상기 제2베이스 장착부재가 추진 방향을 향해 길게 서로 나란하게 위치되고, 상기 제3베이스 장착부재와 상기 제4베이스 장착부재가 추진 방향을 향해 길게 서로 나란하게 위치되고, 상기 제1프로펠러부재의 작동이 정지되어 비행 중 공기 저항을 최소화하는 것을 특징으로 하는 추진 방향 변경이 가능한 드론.
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