KR102345523B1

KR102345523B1 - 분리형 프로펠러를 포함한 추진 시스템 및 이를 포함하는 무인 비행체

Info

Publication number: KR102345523B1
Application number: KR1020170098378A
Authority: KR
Inventors: 윤영규; 백승철; 유민우; 이민성
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2017-08-03
Filing date: 2017-08-03
Publication date: 2021-12-30
Also published as: KR20190014653A; US11364998B2; WO2019027172A1; US20200164973A1

Abstract

본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 무인 비행체(unmanned aerial vehicle)는, 하우징; 상기 하우징에 연결되거나, 상기 하우징 내에 위치되며, 외부 컨트롤러와 무선 통신을 연결하도록 구성된 무선 통신 회로; 상기 하우징에 연결되거나 상기 하우징 내에 적어도 부분적으로 내장 된 복수의 추진 시스템들; 및 상기 복수의 추진 시스템들을 제어하도록 구성된 네비게이션 회로를 포함하되, 상기 복수의 추진 시스템들 중 적어도 하나는, 상기 네비게이션 회로에 의해 제어되는 모터; 및 상기 모터에 연결된 프로펠러 조립체를 포함하되, 상기 프로펠러 조립체는: 상기 모터에 고정되고, 내부 공간을 정의하는 원통형 벽을 가지며 상기 원통형 벽을 관통하여 형성된 나선형 슬릿(helical slit)을 포함하는 제1구조체; 적어도 일부가 상기 내부 공간 내에 회전 가능하게 위치된 원통부와, 상기 원통부의 외표면으로부터 상기 나선형 슬릿을 통해 상기 원통형 벽의 외부로 돌출하는 적어도 하나의 돌출부를 포함하는 제2 구조체; 및 상기 제1구조체의 상기 원통부와 체결(engage)하는 원통형 허브, 상기 원통형 허브로부터 연장된 복수의 회전날개, 및 상기 원통형 허브로부터 상기 모터를 향해 연장된 적어도 하나의 리브를 포함하되, 상기 리브의 적어도 일부가 상기 제2구조체의 상기 적어도 하나의 돌출부에 의하여 상기 제1구조체와 분리 가능하도록 체결(detachably engage)되는 프로펠러를 포함할 수 있다. 다른 실시 예도 가능할 수 있다.

Description

분리형 프로펠러를 포함한 추진 시스템 및 이를 포함하는 무인 비행체{PROPULSION SYSTEM COMPRISING DETACHABLE PROPELLAR AND UNMANNED AERIAL VEHICLE COMPRISING THE SAME}

본 개시(disclosure)의 다양한 실시 예들은 분리형 프로펠러를 포함한 추진 시스템을 갖는 무인 비행체에 관한 것이다.

무인 비행체(또는, 드론)는 사람이 직접 탑승하지 않고 원격으로 조종하여 자동 비행할 수 있는 비행체를 말한다. 무인 비행체는 일반 비행체와는 사람의 탑승 공간을 별도로 구비하지 않기 때문에 소형화, 경량화가 가능하다. 따라서, 무인비행체는 사용자의 접근이 어려운 곳의 정보 수집과 정찰을 위한 정찰 무인 비행체 등 군사용으로 개발 및 활용되나 최근에는, 영상 촬영 기능을 구비하고 레저용으로 상용화, 대중화 되고 있다.

최근 무인 비행체의 대중화에 따라, 휴대성 향상을 위하여 분리형 프로펠러를 포함한 무인 비행체가 개발되고 있다. 기존의 프로펠러와 무인 비행체 사이의 연결은, 볼트/너트, 스프링을 응용한 형태 또는, 나사산과 모터 회전에 의한 자동 감김(self-tightening) 형태로 구축될 수 있다. 이러한 기존의 프로펠러와 무인 비행체 사이의 연결들은 그 조립이 어렵거나, 완전한 고정을 제공하지 않아 의도치 않은 분리가 일어날 수 있다.

또는, 프로펠러는 양력 발생을 목적으로 빠르게 회전하는 회전체 이기 때문에, 파손에 취약할 수 있다. 따라서, 프로펠러의 쉬운 교체가 필요할 수 있다.

또는, 프로펠러가 무인 비행체로부터 비행 중에 분리되어 발생할 수 있는 안전사고 또는, 무인 비행체의 추락으로 인한 파손을 방지하기 위하여, 프로펠러를 쉽게 교체할 수 있으면서도, 의도되지 않은 분리가 발생하지 않도록 무인 비행체에 완벽히 고정되는 무인 비행체가 필요할 수 있다.

본 개시의 다양한 실시 예에 따르면, 분리형 프로펠러를 포함한 추진 시스템 및 이를 포함하는 무인 비행체를 제공할 수 있다.

본 개시의 다양한 실시 예에 따르면, 의도치 않은 분리가 발생되지 않으면서 손쉬운 결합이 가능하도록 구성되는 분리형 프로펠러를 포함한 추진 시스템 및 이를 포함하는 무인 비행체를 제공할 수 있다.

본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 무인 비행체(unmanned aerial vehicle)는, 하우징; 상기 하우징에 연결되거나, 상기 하우징 내에 위치되며, 외부 컨트롤러와 무선 통신을 연결하도록 구성된 무선 통신 회로; 상기 하우징에 연결되거나 상기 하우징 내에 적어도 부분적으로 내장 된 복수의 추진 시스템들; 및 상기 복수의 추진 시스템들을 제어하도록 구성된 네비게이션 회로를 포함하되, 상기 복수의 추진 시스템들 중 적어도 하나는, 상기 네비게이션 회로에 의해 제어되는 모터; 및 상기 모터에 연결된 프로펠러 조립체를 포함하되, 상기 프로펠러 조립체는: 상기 모터에 고정되고, 내부 공간을 정의하는 원통형 벽을 가지며 상기 원통형 벽을 관통하여 형성된 나선형 슬릿(helical slit)을 포함하는 제1구조체; 적어도 일부가 상기 내부 공간 내에 회전 가능하게 위치된 원통부 및, 상기 원통부의 외표면으로부터 상기 나선형 슬릿을 통해 상기 원통형 벽의 외부로 돌출하는 적어도 하나의 돌출부를 포함하는 제2 구조체; 및 상기 제2구조체의 상기 원통부와 체결(engage)하는 원통형 허브, 상기 원통형 허브로부터 연장된 복수의 회전날개, 및 상기 원통형 허브로부터 상기 모터를 향해 연장된 적어도 하나의 리브를 포함하되, 상기 리브의 적어도 일부가 상기 제2구조체의 상기 적어도 하나의 돌출부에 의하여 상기 제1구조체와 분리 가능하도록 체결(detachably engage)되는 프로펠러를 포함할 수 있다.

본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 추진 시스템은, 모터 본체 및 모터 회전부를 포함하는 모터; 상기 모터 회전부에 고정되고, 내부 공간을 정의하는 원통형 벽을 가지며 상기 원통형 벽을 관통하여 형성된 적어도 하나의 나선형 슬릿(helical slit) 및, 프로펠러가 분리 가능도록 체결(detachably engage)될 수 있는 적어도 하나의 가이드 홈(guide groove)을 포함하는 제1구조체; 적어도 일부가 상기 내부 공간 내에 부분적으로 회전 가능하게 위치된 원통부와, 상기 원통부의 외표면으로부터 상기 적어도 하나의 나선형 슬릿을 통해 상기 원통형 벽의 외부로 돌출하는 적어도 하나의 돌출부를 포함하는 제2구조체; 및 상기 내부 공간 내에 배치되되, 상기 원통부를 상기 모터 회전부로부터 밀어 올리는 탄성 부재를 포함할 수 있다.

본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 무인 비행체는 사용자가 단순히 프로펠러 또는 특정 부품을 누르는 하나의 동작만으로 쉽게 프로펠러를 체결하거나 분리할 수 있음과 동시에, 외부 충격에도 쉽게 분리되지 않는 프로펠러의 조립 구조를 제공할 수 있다.

도 1은 본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 무인 비행체의 블록 구성도이다.
도 2a는 본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 무인 비행체의 사시도이다.
도 2b는 본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 무인 비행체의 평면도이다.
도 3a 은 본 개시의 다양한 실시 예에 따르는, 프로펠러가 분리된 추진 시스템의 사시도이다.
도 3b는 본 개시의 다양한 실시 예에 따르는, 프로펠러가 체결된 추진 시스템의 사시도이다.
도 4a는 본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 추진 시스템의 분리 사시도다.
도 4b는 본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 추진 시스템의 단면도이다.
도 5는 본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 프로펠러의 측면도이다.
도 6a 내지 도 6c는 본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 프로펠러가 프로펠러 조립체에 체결되는 과정을 도시한 작동도이다.
도 7a 내지 도 7d는 본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 프로펠러가 프로펠러 조립체로부터 분리되는 과정을 도시한 작동도이다.
도 8은 본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 제1구조체의 측면도이다.
도 9는 본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 추진 시스템의 단면도이다.

이하, 본 개시의 다양한 실시 예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나, 이는 본 개시를 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 개시의 실시 예의 다양한 변경(modification), 균등물(equivalent), 및/또는 대체물(alternative)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.

본 문서에서, "가진다," "가질 수 있다,""포함한다," 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 해당 특징(예:수치, 기능, 동작, 또는 부품 등의 구성요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다.

본 문서에서, "A 또는 B,""A 또는/및 B 중 적어도 하나,"또는 "A 또는/및 B 중 하나 또는 그 이상" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, "A 또는 B," A 및 B 중 적어도 하나,"또는 " A 또는 B 중 적어도 하나"는, (1) 적어도 하나의 A를 포함, (2) 적어도 하나의 B를 포함, 또는 (3) 적어도 하나의 A 및 적어도 하나의 B 모두를 포함하는 경우를 모두 지칭할 수 있다.

다양한 실시 예에서 사용된 "제1,""제2,""첫째,"또는"둘째,"등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 상기 표현들은 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들면, 제1사용자 기기와 제2사용자 기기는, 순서 또는 중요도와 무관하게, 서로 다른 사용자 기기를 나타낼 수 있다. 예를 들면, 본 개시의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1구성요소로 바꾸어 명명될 수 있다.

어떤 구성요소(예: 제1구성요소)가 다른 구성요소(예: 제2구성요소)에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어 ((operatively or communicatively) coupled with/to)" 있다거나, "접속되어 (connected to)" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예:제 3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소 (예: 제1구성요소)가 다른 구성요소 (예: 제2구성요소)에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다.

본 문서에서 사용된 표현 "~하도록 구성된 (또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, "~에 적합한 (suitable for)," "하는 능력을 가지는 (having the capacity to)," "하도록 설계된 (designed to)," "하도록 변경된 (adapted to)," "~하도록 만들어진 (made to)," 또는 "~를 할 수 있는(capable of)"과 바꾸어 사용될 수 있다. 용어 "~하도록 구성 (또는 설정)된"은 하드웨어적으로 "특별히 설계된(specifically designed to) 것만 반드시 의미하지 않을 수 있다. 대신, 어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치" 라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는"것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 문구 A, B, 및 C를 수행하도록 구성(또는 설정)된 중앙처리장치"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 중앙처리장치(예: 임베디드 중앙처리장치), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 중앙처리장치(generic-purpose processor)(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.

본 문서에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시 예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미를 가지는 것으로 해석될 수 있으며, 본 문서에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 문서에서 정의된 용어일지라도 본 개시의 실시 예들을 배제하도록 해석될 수 없다.

이하, 첨부 도면을 참조하여, 다양한 실시 예들을 상세히 설명하면 다음과 같다. 다만, 설명의 편의를 위하여 도면에서는 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.

도 1은 본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 무인 비행체의 블록 구성도이다. 도 1은 무인 비행체가 쿼드로터(quad-rotor)(또는, 쿼드콥터(quad-copter))인 예를 도시하고 있다. 도 1을 참조하면, 무인 비행체(100)는 프로세서 (110), 이동 모듈(movement module)(120), 배터리 모듈(battery module)(130), 센서 모듈(sensor module)(140), 통신 모듈(communication module)(150), 오디오 모듈(audio module)(160), 인디케이터(indicator)(170), 메모리 모듈(memory module)(180) 및/또는 카메라 모듈(camera module)(190)을 포함할 수 있다.

프로세서(110)는 전자 속도 제어 모듈(111)(electronic speed control, ESC)(또는, 이동 제어 모듈(movement control) 및 애플리케이션 처리 모듈(112)을 포함하는 프로세서(110) 또는 그 이상을 포함할 수 있다. 프로세서(110)는, 예를 들면, 무인 비행체(100)의 적어도 하나의 다른 구성요소들의 제어 및/또는 통신에 관한 연산이나 데이터 처리를 실행할 수 있다.

전자 속도 제어 모듈(111)은 무인 비행체(100)의 위치 및 자세 정보 또는 컨트롤러의 조작 신호를 이용하여 무인 비행체(100)의 이동을 제어할 수 있다. 또는, 전자속도제어 모듈(111)은 비행 제어 모듈 및 자세 제어 모듈을 포함할 수 있다. 비행 제어 모듈은 자세 제어모듈에서 획득되는 위치 및 자세정보 및 컨트롤러의 조작 신호에 기초하여 따라 무인 비행체(100)의 롤(roll), 피치(pitch), 요(yaw), 트로틀(throttle) 등을 제어할 수 있다. 전자속도제어 모듈(111)은 호버링 동작을 제어할 수 있으며, 애플리케이션 처리 모듈(112)에서 제공되는 위치 정보 및 컨트롤러 조작 신호에 기초하여 무인 비행체(100)를 목표 지점까지 비행시킬 수 있다.

애플리케이션 처리 모듈(112)은 무인 비행체(100)의 상태 정보를 수신하여, 컨트롤러에 제공할 수 있다. 또는 무인 비행체(100)의 상태 정보를, 오디오 모듈(160) 또는 표시부 등을 제어하여 사용자에게 알릴 수 있다. 또는, 카메라 장치가 장착되는 경우, 수신되는 촬영 정보에 기초하여 자동 촬영 모드를 제어할 수 있다. 촬영 정보는 촬영 위치 정보를 포함할 수 있다. 촬영 정보는 촬영 위치 정보 이외에 구도 정보 및/또는 카메라 제어 정보를 포함할 수 있다. 촬영 정보는 전자 장치에서 사용자 선호도에 기반되는 촬영 정보가 될 수 있다. 애플리케이션 처리 모듈(112)은 촬영 위치 정보를 전자속도제어 모듈(111)에 전달하여 무인 비행체(100)의 이동을 제어할 수 있다. 애플리케이션 처리 모듈(112)은 구동 및/또는 카메라 제어정보를 카메라 장치에 전달하여 카메라와 피사체의 촬영 구도 및 각도를 제어할 수 있다.

이동 모듈(120)(또는, 추진시스템)은 무인 비행체(100)가 쿼드로터인 경우, 각각의 개수를 갖는 MPU(microprocessor unit)(121a - 121d), 모터 구동부(motor driver circuit)(122a - 122d), 모터(motor)(123a - 123d) 및 회전 날개(rotor blade)(124a - 124d)를 포함할 수 있다. MPU(121a - 121d)는 전자속도제어 모듈(111)에서 출력되는 조작 신호에 기초하여 각각 대응되는 회전 날개(124a - 124d)를 회전시키기 위한 제어 데이터를 출력할 수 있다. 모터 구동부(122a - 122d)는 MPU(121a - 121d)에서 출력되는 모터 제어 데이터를 구동 신호로 변환하여 출력할 수 있다. 모터(123a - 123d)는 각각 대응되는 모터 구동부(122a - 122d)의 구동 신호에 기초하여 대응되는 회전 날개(124a - 124d)의 회전을 제어할 수 있다.

배터리 모듈(130)은 배터리(131)와 전력 관리 모듈(132)을 포함할 수 있다. 전력 관리 모듈(132)은, 예를 들면, 무인 비행체(100)에 전력을 공급하고 공급된 전력을 관리할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 전력 관리 모듈(132)은 PMIC(power management integrated circuit), 충전 IC, 또는 배터리 게이지를 포함할 수 있다. PMIC는, 유선 및/또는 무선 충전 방식을 가질 수 있다. 무선 충전 방식은, 예를 들면, 자기공명 방식, 자기유도 방식 또는 전자기파 방식 등을 포함하며, 무선 충전을 위한 부가적인 회로, 예를 들면, 코일 루프, 공진 회로, 또는 정류기 등을 더 포함할 수 있다. 배터리 게이지는, 예를 들면, 배터리의 잔량, 충전 중 전압, 전류, 또는 온도를 측정할 수 있다. 배터리(131)는, 예를 들면, 충전식 전지 및/또는 태양 전지를 포함할 수 있다.

다양한 실시 예에 따르면, 배터리 모듈(130)은 프로세서(110)에 전기적/물리적으로 연결되어 전력을 공급할 수 있다. 예를 들면, 배터리 모듈(130)은 프로세서(110)의 전자속도제어 모듈(111)과 전기적/물리적 연결될 수 있다.

센서 모듈(140)은 피사체의 모션 및/또는 제스처를 감지할 수 있는 제스처 센서(gesture sensor)(141), 비행하는 무인 비행체(100)의 각속도를 측정할 수 있는 자이로 센서(gyro sensor)(142), 대기의 압력 변화 및/또는 기압을 측정할 수 있는 기압 센서(barometer)(143), 지구 자기장을 측정할 수 있는 지자기 센서(terrestrial magnetism sensor, compass sensor)(144), 비행하는 무인 비행체(100)의 가속도를 측정하는 가속도 센서(acceleration sensor)(145), 초음파를 출력하여 물체에서 반사되는 신호를 측정하여 거리를 측정할 수 있는 초음파 센서(ultrasonic sensor)(146), 카메라 모듈을 이용하여 바닥 지형이나 무늬를 인지하여 위치를 산출할 수 있는 옵티컬 플로(optical flow)(147), 온도 및 습도를 측정할 수 있는 온/습도 센서(temperature-humidity sensor)(148), 조도를 측정할 수 있는 조도 센서(149a), 자외선을 측정할 수 있는 UV(ultra violet) 센서(149b)들의 일부 또는 전부를 포함할 수 있다.

본 개시의 다양한 실시 예에 따르면, 센서 모듈(140)은 무인 비행체(100)와 지면 사이의 거리를 측정할 수 있다. 무인 비행체(100)와 지면 사이의 거리를 측정하는 센서는 초음파 센서(146) 또는 옵티컬 플로(147)가 될 수 있다. 초음파 센서(146)는 초음파를 출력하고 지면으로부터 반사되는 초음파를 측정하여 지면과의 거리를 측정할 수 있다. 옵티컬 플로(147)는 카메라 등의 영상 촬영 장치를 이용하여 바닥 지형이나 무늬를 인지함으로써, 무인 비행체(100)가 지면으로부터 가지는 거리를 측정할 수 있다.

본 개시의 다양한 실시 예에 따르면, 통신 모듈(150)은 무인 통신 모듈 및 유선 통신 모듈 중에 적어도 하나를 포함할 수 있다. 통신 모듈(150)은 RF 모듈(151), 셀룰러 모듈(152), Wifi 모듈(153), 블루투스 모듈(154), GPS 모듈(155)을 포함할 수 있다.

본 개시의 다양한 실시 예에 따르면, GPS 모듈(155)은 무인 비행체(100)의 이동 중 무인 비행체(100)의 위도, 경도, 고도, 속도, heading 정보 등의 위치 정보(longitude, latitude, altitude, GPS speed, GPS heading)를 출력할 수 있다. 위치 정보는 GPS 모듈을 통해 정확한 시간과 거리를 측정하여 위치를 계산될 수 있다. GPS 모듈(155)은 위도, 경도, 고도의 위치뿐만 아니라 3차원의 속도 정보와 함께 정확한 시간까지 획득할 수 있다.

통신 모듈(150)은 다른 전자 장치(예: 컨트롤러)와 무인 비행체(100)의 이동 조작 신호를 수신하거나 실시간 이동 상태를 확인하기 위한 정보를 전송하는 통신을 수행할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 통신 모듈(150)은 무인 비행체(100)에서 촬영된 이미지 및 촬영 정보를 컨트롤러 등의 외부 전자 장치에 전송할 수 있다.

오디오 모듈(160)은, 예를 들면, 소리와 전기 신호를 쌍방향으로 변환시킬 수 있다. 오디오 모듈(160)은, 예를 들면, 스피커, 리시버, 이어폰, 또는 마이크 등을 통해 입력 또는 출력되는 소리 정보를 처리할 수 있다.

인디케이터(170)는 무인 비행체(100) 또는 그 일부(예: 프로세서(110))의 특정 상태, 예를 들면, 부팅 상태, 메시지 상태 또는 충전 상태 등을 표시할 수 있다.

메모리 모듈(180)은 내장 메모리 및 외장 메모리를 포함할 수 있다. 무인 비행체(100)의 적어도 하나의 다른 구성요소에 관계된 명령(command) 또는 데이터(data)를 저장할 수 있다. 메모리 모듈(180)은 소프트웨어(software) 및/또는 프로그램(program)을 저장할 수 있다. 프로그램은 커널(kernel), 미들웨어(middleware), 애플리케이션 프로그래밍 인터페이스(application programming interface(API)) 및/또는 애플리케이션 프로그램(또는, "애플리케이션") 등을 포함할 수 있다.

카메라 모듈(190)(또는, 영상촬영장치)은 카메라(191) 및/또는 짐벌(gimbal)(192)을 포함할 수 있다. 상기 짐벌(192)은 짐벌 제어부(194), 자이로/가속도 센서(193), 모터 구동부(195, 196), 및/또는 모터(197, 198)를 포함할 수 있다.

도시하지 않았지만, 상기 카메라 모듈(190)은 렌즈, 이미지 센서, 이미지 처리부(image signal processor), 카메라 제어부 등을 포함할 수 있다. 상기 렌즈는, 빛의 직진과 굴절의 성질을 이용하여 초점을 맞추는 기능(focusing) 및 피사체를 확대/축소하는 기능(zoom in/out)을 수행할 수 있다. 상기 이미지 센서는 CMOS 또는 CCD(CMOS image sensor, CIS or charge coupled device, CCD)의 구조를 가질 수 있다.

상기 이미지 처리부는 각 서브 프레임의 이미지들에 대하여 AWB(auto white balance), AE(auto exposure), AF(auto focusing) 추출 및 처리, 렌즈 쉐이딩 보정(lens shading correction) 등의 동작을 수행하는 이미지전처리부 및 색보간(color interpolation), IPC(image processing chain), 색변환(color convert) 등을 수행하는 이미지 후처리부를 포함할 수 있다. 또는, 상기 이미지 처리부는, 처리된 이미지들을 인코딩할 수 있는 인코더 및 인코딩된 이미지를 디코딩할 수 있는 디코더를 포함할 수 있다.

상기 카메라 제어부는, 상기 프로세서(110)에서 출력되는 구도 정보 및/또는 카메라 제어 정보에 기반하여 렌즈의 상하좌우 각도를 조절함으로써, 피사체와의 구도 및/또는 카메라 앵글(촬영 각도)를 조절할 수 있다.

상기 짐벌 (192)은 무인 비행체(100)의 움직임에 관계없이 상기 카메라(191)가 자세를 유지하도록 카메라(191)의 기울기를 제어할 수 있다. 짐벌(192)은 기울기 제어를 위한 센서(193), 짐벌 제어부(194), 모터 구동부(195, 196)를 포함할 수 있다.

다만, 실시 예가 이에 국한되는 것은 아니며, 상기 무인비행체의 구성들은 적어도 하나의 프로펠러를 포함하는 모든 형태의 무인비행체에 적용될 수 있다.

도 2a는 본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 무인 비행체의 사시도이다. 도 2a의 무인 비행체(200)는 도 1에서 설명된 무인 비행체(100)와 적어도 일부 유사하거나, 무인 비행체의 다른 실시 예들을 포함할 수 있다.

도 2a을 참조하면, 본 개시의 다양한 실시 예에 따르면 무인 비행체(200)는 하우징(210) 및 복수의 추진 시스템(220)을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 복수의 추진 시스템(220)은 무인 비행체(200)에 양력을 제공하여 무인 비행체(200)가 비행하게 할 수 있다. 복수의 추진 시스템(220)의 각각은 프로펠러(221) 및 프로펠러(221)를 회전시키는 모터(222)를 포함할 수 있다. 프로펠러(221)는 모터(222)의 회전을 양력으로 변경할 수 있다. 다시 말해, 무인 비행체(200)는 복수의 프로펠러(221)들의 양력을 이용하여 비행할 수 있다. 추진 시스템(220)은 비행 구동부 또는 프로펠러 조립체로 지칭될 수 있다.

다양한 실시 예에 따르면 하우징(210)은 하우징(210)에 연결되거나 하우징(210) 내에 위치되는 통신부(또는, 무선 통신 회로)(예: 도 1의 통신 모듈(150)), 제어부(또는, 네비게이션 회로)(예: 도 1의 프로세서(110)), 센서부(예: 도 1의 센서 모듈(140)), 또는 영상 촬영 장치(230)(예: 도 1의 카메라 모듈(190))를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 통신부는 무인 비행체(200)의 제어를 위한 외부 컨트롤러(external controller)(또는, 원격 컨트롤러)와 무선 통신할 수 있다. 통신부는 무인 비행체(200)의 제어를 위한 외부 컨트롤러의 제어 신호를 수신할 수 있다. 또는, 통신부는 무인 비행체(200)의 비행 상태에 관한 정보를 원격 컨트롤러로 송신할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제어부는 통신부를 통하여 원격 컨트롤러로부터 수신된 제어 신호에 따라 추진 시스템(220)을 구동하여 무인 비행체(200)의 움직임을 제어할 수 있다.

일 실시 예에 따르면 센서부는 비행하는 무인 비행체(200)의 각속도를 측정할 수 있는 자이로 센서(gyro sensor), 대기의 압력 변화 및/또는 기압을 측정할 수 있는 기압 센서(barometer), 지구 자기장을 측정할 수 있는 마그네틱 센서(지자기 센서,terrestrial magnetism sensor, compass sensor), 비행체의 가속도를 측정하는 가속도 센서(acceleration sensor), 물체의 근접 상태, 거리를 측정하는 근접센서(초음파를 출력하여 물체에서 반사되는 신호를 측정하여 거리를 측정할 수 있는 초음파 센서(ultrasonic sensor)를 포함), 바닥 지형이나 무늬를 인지하여 위치를 산출할 수 있는 광학 센서(OFS, 옵티컬 플로(optical flow))등을 포함할 수 있다. 센서부는 무인 비행체(200)의 자세 제어를 위한 주변 환경 정보를 획득할 수 있다.

일 실시 예에 따르면 영상 촬영 장치(230)는 하우징(210)의 외부에 장착되거나 하우징(210)의 내부에 위치될 수 있다. 영상 촬영 장치(230)는 정지 영상을 촬영하거나 동영상을 촬영하는 등 다양한 형태로 구현될 수 있다.

도 2b는 본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 무인 비행체의 평면도이다. 도 2b를 참조하면, 본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 무인 비행체(200)는 쿼드로터로서, 하우징(210)으로부터 연장되거나, 하우징(210)에 설치되는 4개의 추진 시스템(220a-220d)을 포함할 수 있다. 추진 시스템(220a-220d)은 하우징(210)을 사이에 두고 대각선 방향으로 대칭하여 배치될 수 있다. 예를 들면, 제1추진 시스템(220a)은 하우징(210)을 기준으로 제2추진 시스템(220b) 및 제4 추진 시스템(220d)과 이웃하며 제3 추진 시스템(220c)과 마주보도록 배치될 수 있다. 다시 말하면, 제2추진 시스템(220b)은 하우징(210)을 기준으로 제1추진 시스템(220a) 및 제3 추진 시스템(220c)과 이웃하며, 제4 추진 시스템(220d)과는 마주보도록 배치될 수 있다.

일 실시 예에 따르는 무인 비행체(200)는 마주보는 추진 시스템의 프로펠러들을 동일한 방향으로 회전시키고, 이웃한 프로펠러들을 반대 방향으로 회전시킬 수 있다. 예를 들면, 무인 비행체(200)는, 제1프로펠러(221a) 및 제3 프로펠러(221c)는 시계 방향(clockwise)인 제1회전방향(r1)으로 회전하고, 제2프로펠러(221b) 및 제4 프로펠러(221d)는 반시계 방향(counter clockwise)인 제2회전방향(r2)으로 회전하도록 제어할 수 있다. 다른 예를 들면, 무인 비행체(200)는, 제1프로펠러(221a) 및 제3 프로펠러(221c)는 제2회전방향(r2)로 회전하고 제2프로펠러(221b) 및 제4 프로펠러(221d)는 제1회전방향(r1)으로 회전하도록 제어할 수 있다. 상술한 바와 같이, 상기 프로펠러들의 회전 방향을 서로 다르게 제어하는 이유는 각 운동량을 보존하기 위함일 수 있다. 만약 4개의 프로펠러가 모두 같은 방향으로 회전하는 경우, 무인 비행체(200)의 비행은 안정되지 못하고 편향(deviation)될 수 있다. 즉, 무인 비행체(200)는 서로 다른 회전 방향을 가지는 프로펠러들을 이용하여 비정상적인 움직임을 방지하면서 안정적으로 비행할 수 있다. 따라서, 추진 시스템(220)에 포함된 프로펠러(221a-221d) 각각은 회전방향이 다르게 구성될 수 있다. 또는, 프로펠러(221a-221d)를 구동하는 모터 각각은 회전 방향이 다르게 구성될 수 있다.

본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 무인 비행체(200)는 2개의 프로펠러(또는, 추진 시스템)을 가지는 트윈로터(twin-rotor), 3개의 프로펠러를 가지는 트라이로터(tri-rotor), 4개의 프로펠러를 가지는 쿼드로터(quad rotor), 5개의 프로펠러를 가지는 펜타로터(penta-rotor), 6개의 프로펠러를 가지는 헥사로터(hexa-rotor), 8개의 프로펠러를 가지는 옥토로터(octo-rotor), 또는 2개의 프로펠러가 동축에서 서로 반대로 회전하는 동축반전형(coaxial) 무인비행체 등을 모두 포함할 수 있다. 본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 무인 비행체(200)는 편의상 쿼드로터를 일례로 들어 설명하지만 이에 한정되는 것은 아니며, 추진 시스템의 수 또는 프로펠러의 수, 각각의 구성 및 회전방향은 다양할 수 있다.

도 3a 은 본 개시의 다양한 실시 예에 따르는, 프로펠러가 분리된 추진 시스템의 사시도이다. 도 3b는 본 개시의 다양한 실시 예에 따르는, 프로펠러가 체결된 추진 시스템의 사시도이다. 도3a 및 도 3b의 추진 시스템(300)은 도 2a에서 설명된 추진 시스템(220)과 적어도 일부 유사하거나, 추진 시스템의 다른 실시 예들을 포함할 수 있다.

도 3a 및 도 3b를 참조하면, 본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 추진 시스템(300)은 모터(310), 제1구조체(330), 제2구조체(340) 및 프로펠러(350)를 포함하는 프로펠러 조립체(320)를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 모터(310)는 프로펠러 조립체(320)를 회전시키도록 구성될 수 있다. 제1구조체(330)는 모터(310)에 고정되어 모터(310)의 회전을 전달받을 수 있다. 예를 들면, 제1구조체는(330) 모터(310)에 고정 결합하거나 모터(310)와 일체형으로 형성(integrated with)될 수 있다. 제1구조체(330)는 원통형 벽 형상을 가질 수 있다. 제1구조체(330)는 원통형 벽(331)에 형성된 적어도 하나의 가이드 홈(guide groove)(332) 및 적어도 하나의 나선형 슬릿(helical slit)(333)을 포함할 수 있다. 가이드 홈(332)은 프로펠러(350)와 체결(engaged with)될 수 있으며, 나선형 슬릿(333)은 제2구조체(340)와 체결될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제2구조체(340)는, 제1구조체(330)의 원통형 벽(331)이 정의하는 내부 공간에 부분적으로 회전 가능하게 위치된 원통부(341)를 포함할 수 있다. 제2구조체(340)는 원통부(341) 외부 표면으로부터 제1구조체(330)의 나선형 슬릿(333)을 관통하여 원통형 벽(331)의 외부로 돌출하는 돌출부(342)를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 프로펠러(350)는 원통형 허브(351), 원통형 허브(351)의 원주면을 따라 동일한 중심각을 가지도록 연장된 복수의 회전 날개(blade), 및 원통형 허브(351)로부터 모터(310)를 향해 회전축(A)을 따라 연장된 적어도 하나의 리브(rib)(353)를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 리브(353)는 원통형 허브(351)의 반지름 방향으로 일부 돌출된 걸림부(latch)(354)를 포함할 수 있다. 도 3a를 참조하면, 프로펠러(350)는 프로펠러 조립체(320)로부터 분리되도록 구성될 수 있다. 사용자는, 분리된 프로펠러(350)의 적어도 하나의 리브(353)를 제1구조체(330)의 가이드 홈(332)에 삽입함으로써, 프로펠러(350)를 프로펠러 조립체(320)에 체결할 수 있다.

도 3b를 참조하면, 다양한 실시 예에 따르는 프로펠러(350)는 프로펠러 조립체(320)에 체결될 수 있다. 프로펠러 조립체(320)에 체결된 상태의 프로펠러(350)는, 적어도 하나의 리브(도 3a의 353)가 제1구조체(330)의 가이드 홈(도 3a의 332)에 삽입됨으로써, 회전 방향(r)으로 분리되지 않도록 고정될 수 있다. 제2구조체(340)의 돌출부(342)는, 걸림부(354)의 상부와 리브(353)와 일부 중첩되도록 위치되어, 리브(353)의 걸림부(354)의 위 방향으로의 이동을 제한(confine)할 수 있다. 그에 따라, 프로펠러(350)는 프로펠러 조립체(320)로부터 회전축(A)을 따라 위 방향으로 분리되지 않을 수 있다. 다른 실시 예에서, 돌출부(342)가 나선형 슬릿(333)을 따라 나선 이동하여 리브(353)(또는, 리브(353)가 삽입된 가이드 홈(332))와 중첩되지 않게 위치될 수 있다. 이러한 경우, 프로펠러(350)가 프로펠러 조립체(320)으로부터 분리될 수 있다. 돌출부(342)를 리브(353)에 중첩하거나 중첩하지 않게 위치할 수 있게 하는 나선 이동의 메커니즘에 대해서는 이하에서 보다 상세히 설명될 것이다.

상술한 바와 같이, 다양한 실시 예에 따르는 추진 시스템(300)의 프로펠러(350)는 제2 구조체(340)에 의하여 제1 구조체(330)에 분리 가능하도록 체결될 수 있다. 그에 따라, 사용자는 프로펠러(350)를 용이하게 교체할 수 있으며, 추진 시스템(300)이 포함된 무인 비행체를 용이하게 휴대할 수 있다.

도 4a는 본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 추진 시스템의 분리 사시도이다. 도 4b는 본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 추진 시스템의 단면도이다. 도 4a 및 도 4b는 다양한 실시 예에 따르는 추진 시스템(400)을 구성하는 구성요소들을 도시하고 구성요소들의 조립구조를 도시한다. 도 4a 및 도 4b에 개시된 추진 시스템(400)은 도 3a 및 도 3b에서 설명된 추진 시스템(300)에 포함된 프로펠러 조립체와 적어도 일부 유사하거나, 프로펠러 조립체의 다른 실시 예를 포함할 수 있다.

다양한 실시 예에 따르면, 추진 시스템(400)은 모터(410), 제1구조체(420), 제2구조체(430), 탄성 부재(440), 고정 부재(450) 및 프로펠러(예: 도 3a의 350)를 포함하는 프로펠러 조립체를 구성요소로 포함할 수 있다. 이하, 추진 시스템(400)의 구성요소들을 일반적인 조립순서에 따라 설명하기로 한다.

다양한 실시 예에 따르면, 모터(410)는 양력 발생을 위한 프로펠러에 회전을 제공하도록 구성될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 모터(410)는 모터 본체(411) 및 모터 회전부(412)를 포함할 수 있다. 모터(410)는 모터 회전부(412)가 모터 본체(411)에 대하여 회전하도록 구성될 수 있다. 모터 회전부(412)는 제1구조체(420)를 포함하는 프로펠러 조립체를 고정하기 위한 임의의 적절한 형상을 가질 수 있다.

다양한 실시 예에 따르면, 제1구조체(420)는 모터(410)와 결합하여 모터(410)의 회전을 프로펠러 조립체, 즉 프로펠러에 전달하도록 구성될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제1구조체(420)는 원통형 벽(421) 및 바닥 면(422)을 포함할 수 있다. 원통형 벽(421) 및 바닥 면(422)은 제1구조체(420)의 내부 공간(423)을 정의할 수 있다. 제1구조체(420)는 바닥 면(422)이 모터 회전부(412)의 상부에 부착되어 모터 회전부(412)와 고정될 수 있다. 제1구조체(420)는 원통형 벽(421)의 중심이 모터 회전부(412)의 회전 중심과 동심을 이루도록 모터(410), 예를 들면 모터 회전부(412)에 고정될 수 있다. 그에 따라 모터 회전부(412)의 회전이 안정적으로 제1구조체(420)에 전달될 수 있다. 제1구조체(420)는 임의의 유형의 체결구, 용접 또는 다른 수단으로 모터 회전부(412)에 고정될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제1구조체(420)는 복수의 나사(460)에 의하여 모터 회전부(412)에 고정 결합할 수 있다. 제1구조체(420) 및 모터 회전부(412)는 회전축(A) 방향을 따라 위에서 보았을 때, 상호 대응되는 위치에 각각 제1홀(424) 및 제1체결구(413)를 포함할 수 있다 복수의 나사(460)들은 각각 복수의 제1체결구(413)에 나사 결합할 수 있다. 복수의 제1체결구(413)들은 회전축(A)을 중심으로 동일한 중심각을 가지도록 위치될 수 있다. 예를 들면, 복수의 제1체결구(413)들은 상호 간 중심각이 120도를 가지도록 모터 회전부(412)의 상부 면에 위치할 수 있다. 다른 실시 예에 따르면, 제1구조체(420)는 모터 회전부(412)와 일체형으로 형성(integrated with)되거나, 실질적으로 단일 구조(unitary structure)를 포함할 수 있다.

다양한 실시 예에 따르면, 제1구조체(420)는 제2구조체(430) 및 프로펠러(예: 도 3a의 350)와 조립될 수 있다. 제2구조체(430)와 프로펠러는 제1구조체(420)에 의하여 모터 회전부(412)에 고정될 수 있다. 따라서, 제1구조체(420)는 브라켓(bracket)으로 지칭될 수 있다. 일 실시 예에 따르면 제2구조체(430)의 원통부(431)는 원통부(431)의 적어도 일부가 제1구조체(420)의 내부 공간(423)에 회전 가능하게 위치될 수 있다. 제1구조체(420)의 원통형 벽(421)은 적어도 하나의 나선형 슬릿(425)을 포함할 수 있다. 나선형 슬릿(425)은 원통형 벽(421)의 최상단에서부터 모터(410)(또는, 프로펠러)의 회전 방향(r)의 반대방향을 향하여 형성될 수 있다. 제2구조체(430)는, 원통형 벽(421)의 최상단에 형성된, 나선형 슬릿(425)의 입구에 삽입됨으로써 제1구조체(420)와 체결될 수 있다. 나선형 슬릿(425)은 체결된 제2구조체(430)의 회전(또는, 나선 이동)을 가이드 할 수 있다. 나선형 슬릿(425)이 회전 방향(r)의 반대방향으로 형성됨에 따라, 제2구조체(430)가 회전에 의하여 나선형 슬릿(425)으로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다. 도 2b에서 상술한 바와 같이, 무인비행체에서 복수의 프로펠러 각각의 회전 방향은 다양할 수 있다. 이에 따라, 나선형 슬릿(425)이 제1구조체(420)에 형성되는 방향 또한 프로펠러의 회전 방향에 따라 다양할 수 있다.

다양한 실시 예에 따르면, 제2구조체(430)와 나선형 슬릿(425)과의 관계는 이하에서 보다 상세히 설명될 것이다. 일 실시 예에 따르면, 제1구조체(420)는 원통형 벽(421)의 외부 표면(측면)에 적어도 하나의 가이드 홈(426)을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 가이드 홈(426)은 원통형 벽(421)을 따라 상호 동일한 중심각을 가지며, 프로펠러(예: 도 3a의 350)의 리브(예: 도 3a의 353)와 대응되도록 위치될 수 있다. 프로펠러의 리브는 가이드 홈(426)을 따라 아래 방향으로 삽입될 수 있다. 그에 따라, 프로펠러가 제1구조체(420)에 체결할 수 있다. 가이드 홈(426)은, 체결된 프로펠러가 회전 방향(r)으로 이동하지 못하도록 제한할 수 있으며, 모터(410)의 회전을 프로펠러에 전달할 수 있다. 일 실시 예에 따르면 가이드 홈(426)은 나선형 슬릿(425)와 적어도 일부 중첩될 수 있다. 가이드 홈(426)은 나선형 슬릿(425)을 따라 이동하는 제2 구조체(430)의 돌출부(433)의 나선 이동 경로와 적어도 일부 중첩될 수 있다.

다양한 실시 예에 따르면, 제2구조체(430)는 제1구조체(420)에 대한 나선 이동에 의하여 프로펠러의 제1구조체(420)에 대한 체결/분리 메커니즘을 제공할 수 있다. 따라서 제2구조체(430)는 회전링(rotation ring) 또는 브레이스(brace)로 지칭될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제2구조체(430)는 원통부(431) 및 원통부(431)의 외부 표면(측면)에서 반지름 방향으로 돌출된 적어도 하나의 암(arm)(432) 및 암(432) 각각의 끝 단에 배치된 적어도 하나의 돌출부(433)를 포함할 수 있다. 원통부(431)의 지름은 제1구조체(420)의 내부 공간(423)의 지름과 실질적으로 같거나 작은 길이를 가질 수 있다. 원통부(431)는 내부 공간(423)에서 제1구조체(420)에 대하여 회전할 수 있다. 구체적으로, 제2구조체(430)는, 적어도 하나의 암(432)이 제1구조체(420)의 나선형 슬릿(425)을 관통하고 나선형 슬릿(425)에 미끄러짐(slide)으로써, 제1구조체(420)에 대하여 나선 이동 할 수 있다. 제2 구조체(430)의 나선 이동은 제1구조체(420)에 대한 회전 및 회전축(A)을 따르는 상하 이동이 수반될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 돌출부(433)의 제1단(433a)은, 제2구조체(430)의 나선 이동에 따라, 제1구조체(420)의 가이드 홈(426)과 적어도 일부 중첩되게 위치되거나 중첩되지 않도록 위치될 수 있다. 예를 들면, 돌출부(433)의 일 단(433a)은 가이드 홈(426)에 중첩되도록 위치되는 경우, 가이드 홈(426)에 체결되는 리브의 삽입을 방해할 수 있다. 제2구조체(430)가 대략 아래 방향으로 나선 이동함으로써, 돌출부(433)의 일 단(433a)은 가이드 홈(426)과 중첩되지 않도록 위치되는 경우, 삽입 경로를 방해하지 않을 수 있다. 즉, 돌출부(433)의 일 단(433a)은 가이드 홈(426)에 체결하는 프로펠러의 리브의 삽입 경로를 열거나 닫을 수 있다. 그에 따라, 프로펠러가 돌출부(433)에 의하여 체결되어 고정되거나, 또는 분리될 수 있으며, 이러한 메커니즘에 의한 프로펠러의 체결/분리 동작은 이하에서 상세히 설명될 것이다.

다양한 실시 예에 따르면, 탄성 부재(440)는 제2구조체(430)의 원통부(431)을 모터(310)로부터 위 방향으로 밀어 올리도록 구성될 수 있다. 탄성 부재(440)는 제2구조체(430)에 탄성력을 인가할 수 있는 임의의 적절한 형상 및 구조를 가질 수 있다. 예를 들면, 탄성 부재(440)는 스프링을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 탄성 부재(440)는 제1구조체(420)의 바닥 면(422)과 제2구조체(430)의 내부 하면 사이에 배치될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 탄성 부재(440)의 지름은 제1구조체(420)의 내부 공간(423)의 내부 지름과 실질적으로 동일하거나 작을 수 있다. 일 실시 예에 따르면 탄성 부재(440)는 제1구조체(420)의 내부 공간(423)에 실질적으로 빈틈없이 들어맞도록(fit) 배치되어 모터(410)에 의한 제1구조체(420)의 고속 회전에도 탄성 부재(440)의 진동 발생을 방지할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 고정 부재(450)는 기둥(pole)(451) 및 고정 캡(cap)(452)을 포함할 수 있다. 고정 부재(450)는 제2구조체(430), 탄성 부재(440) 및 제1구조체(420)를 회전축(A)을 따라 차례로 관통하여 모터 회전부(412)에 고정될 수 있다. 예를 들면, 기둥(451)의 끝 단(451a)은 제1구조체(420)의 바닥 면(422)의 중심에 형성된 제2홀(427) 및 모터 회전부(412)의 중심에 형성된 제2체결구(414)에 고정 결합할 수 있다. 끝 단(451a)과 제2체결구(414) 사이의 결합은 나사 결합 또는 용접, 본딩 또는 다른 수단으로 고정될 수 있다. 예를 들면 끝 단(451a)은 제2 홀(427) 및 제2체결구(414)에 나사 결합하여 제1구조체(420)와 모터 회전부(412)를 고정할 수 있다. 추가적 실시 예에서, 제2홀(427)에도 나사 산이 형성되어 끝 단(451a)과 나사 결합할 수 있다.

다양한 실시 예에 따르면, 고정 부재(450)는 제2구조체(430)의 제1구조체(420)에 대한 회전축(A) 방향으로의 상하 이동 범위를 한정하도록 구성될 수 있다. 일 실시 예에 따르면 고정 부재(450)의 고정 캡(452)은 기둥(451) 및 기둥(451)이 관통하는 제2구조체(430)의 관통 홀(431b) 보다 큰 지름을 가질 수 있다. 고정 캡(452)은 제2구조체(430)의 관통 홀(431b)의 테두리의 상부로 정의되는 오목부(recessed cutout)(431a)에 수용될 수 있다. 제2구조체(430)는, 오목부(431a)와 관통홀(431b)의 단차가 고정 캡(452)에 차단됨으로써, 회전축(A)을 따르는 위 방향으로의 이동이 한정될 수 있다. 즉, 제2구조체(430)는 기둥(451)의 길이 범위에서만 제1구조체(420)의 내부 공간(423)에서 상하로 이동(또는, 나선 이동)할 수 있다.

도 5는 본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 프로펠러의 측면도이다. 도 5의 프로펠러(500)는 도3a의 프로펠러(350)와 적어도 일부 유사하거나, 프로펠러의 다른 실시 예들을 포함할 수 있다.

도 5를 참조하면, 일 실시 예에 따르는 프로펠러(500)는 원통형 허브(510)를 포함할 수 있다. 원통형 허브(510)의 공동(cavity)(511)은 제2구조체(예: 도 4a의 430)의 적어도 일부가 수용될 수 있도록 원통부(예: 도 4a의 431)의 지름보다 큰 지름을 가질 수 있다. 일 실시 예에 따르는 프로펠러(500)는 원통형 허브(510)의 원주면(측면)에서 연장된 복수의 회전날개(520)를 포함할 수 있다. 복수의 회전날개(520)는 원통형 허브(510)의 원주면(측면)을 따라 상호 동일한 중심각을 가지도록 위치될 수 있다. 도면에서는 일부 생략된 형태로 3개의 회전날개를 가지도록 도시되었지만, 다양한 실시 예에 따르는 프로펠러(500)는 다양한 형상을 가지는 적어도 2 이상의 회전날개를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면 프로펠러(500)는 원통형 허브(510)에서 아래를 향하여 연장된 복수의 리브(530)를 포함할 수 있다. 복수의 리브(530)는 원통형 허브(510)의 원주를 따라 동일한 중심각을 가지도록 위치될 수 있다. 리브(530)는 제1구조체의 가이드 홈(예: 도 4a의426)에 회전축을 따라 아래 방향으로 삽입될 수 있는 일정 길이를 가질 수 있다. 또는, 리브(530)는 가이드 홈(426)의 폭(예: 도 4a의 426a)과 실질적으로 일치하는 길이의 폭(531) 길이를 가질 수 있다. 따라서, 리브(530)는 가이드 홈(426)에 실질적으로 빈틈없이 들어맞도록(fit) 삽입되어 프로펠러(500)가 제1구조체에 대하여 회전 방향으로 이동하지 못하도록 제한할 수 있다. 일 실시 예에 따르는 리브(530)는 원통형 허브(510)의 반지름 방향으로 일부 돌출된 걸림부(532)를 포함할 수 있다. 프로펠러(500)는, 걸림부(532)와 리브(530) 사이의 단차가 제2구조체의 돌출부((예: 도 4a의 433)에 차단됨으로써, 회전축(A)을 따르는 위 방향으로 이동이 제한될 수 있다. 즉, 프로펠러(500)는 복수의 리브(530)가 제1구조체의 가이드 홈과 제2구조체의 돌출부에 의하여, 제1구조체에 체결되어 고정될 수 있다.

도 6a 내지 도 6c는 본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 프로펠러가 프로펠러 조립체에 체결되는 과정을 도시한 작동도이다. 도 6a 내지 도 6c에 개시된 추진 시스템(600)은 도 3a에 개시된 추진 시스템(300)과 적어도 일부 유사하거나, 추진 시스템의 다른 실시 예를 포함할 수 있다.

도 6a를 참조하면, 본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 프로펠러(610)는, 프로펠러(610)의 적어도 하나의 리브(611)가제1구조체(620)의 가이드 홈(621)에 삽입되도록 아래 방향(○1방향)으로 이동되어, 제1구조체(620)와 체결될 수 있다. 일 실시 예에서, 제2구조체(630)는 제1구조체(620)의 내부 공간(예: 도 4a의 423)에 배치된 탄성 부재(예: 도 4a의 440)에 의하여 위 방향으로 가장 높이 위치한 상태(또는, 기본 상태)를 유지할 수 있다. 제2구조체(630)의 기본 상태에서, 제2구조체(630)의 돌출부(631)는 리브(611)의 가이드 홈(621)의 상단의 적어도 일부에 중첩되도록 위치할 수 있다. 다시 말하면, 제2구조체(630)의 돌출부(631)는 리브(611)가 가이드 홈(621)으로의 삽입되는 것을 차단할 수 있다. 리브(611)가 가이드 홈(621)을 따라 삽입되면서, 리브(611)의 끝 단에 형성된 걸림부(612)가 돌출부(631)를 아래 방향으로 밀 수 있다. 돌출부(631)가 아래로 밀려짐으로써, 돌출부(631)(또는, 제2구조체(630))는 나선형 슬릿(622)을 따라서, 탄성 부재의 탄성 힘에 대항하면서, ○2방향으로 나선 이동할 수 있다.

일 실시 예에 따르면 돌출부(631)의 가이드 홈(621)을 향한 제1단(632)은, 걸림부(612)가 맞닿게 되는 상부에 경사면(chamfer)(632a)을 포함할 수 있다. 돌출부(631)는, 제1단(632)이 경사면(632a)을 가짐으로써, 걸림부(612)의 밀림에 의해 나선형 슬릿(622)에서 부드럽게 미끄러질 수 있다, 경사면(632a)과 리브(611)의 삽입 경로와의 각도 및 나선형 슬릿(622)의 각도는 추진 시스템(600)의 각 구성요소들의 크기에 맞게 조절이 가능하며, 바람직하게는 5도 내지 85도 사이에서 결정될 수 있다.

도 6b를 참조하면, 본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 프로펠러(610)는, 걸림부(612)의 밀림에 의한 돌출부(631)의 나선 이동에 의하여, 돌출부(631)의 방해를 받지 않고 가이드 홈(621)에 충분히 체결될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 돌출부(631)가 나선 이동하여, 제2 구조체(620)의 하단까지 내려와 가이드 홈(621)와 중첩되지 않도록 위치되어 리브(611) 및 걸림부(612)의 가이드 홈(621)에 대한 삽입을 차단하지 않을 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 돌출부(631)의 제1단(632)과 접촉하는 제1모서리(612a)는 라운딩 가공될 수 있다. 라운딩된 제1모서리(612a)는, 리브(611)가 가이드 홈(621)에 삽입될 때, 돌출부(631)와 걸림부(612)의 상호작용에 따르는 움직임을 부드럽게 할 수 있다.

도 6c는 본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 프로펠러(610)가 제1구조체(620)에 체결이 완료된 상태를 도시한다. 도 6c를 참조하면, 프로펠러(610)가 제1구조체(620)에 체결될 때(또는, 리브(611)가 가이드 홈(621)에 체결될(삽입될) 때), 걸림부(612)의 밀림에 의하여 나선 이동한 돌출부(631)는 탄성 부재(미도시)의 반발력으로 인하여 기본 상태로 복원될 수 있다. 이 과정에서 돌출부(631)는, 나선형 슬릿(도 6a의 622)을 따라서 ○3방향으로 나선 이동 할 수 있다. 나선 이동은 돌출부(631)의 제1단(632)과 제1 구조체(620)에 체결이 완료된 걸림부(612)의 라운딩된 제1모서리(612a)와의 상호 작용에 의하여 부드러워 질 수 있다.

다양한 실시 예에 따르면, 기본 상태로 복원된 돌출부(631)는 프로펠러(610)의 회전축(A) 방향의 상하 이동 범위를 한정하도록 구성될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 프로펠러(610)가 제1구조체(620)에 체결될 때, 돌출부(631)의 제1단(632)은 리브(611)의 걸림부(612)의 상단에 위치될 수 있다. 리브(611)는, 걸림부(612)와 리브(611) 사이의 단차가 돌출부(631)에 차단됨으로써, 가이드 홈(621)에서의 위 방향 이동이 제한될 수 있다. 따라서, 프로펠러(610)는 기본 상태로 복원된 제2구조체(630)의 돌출부(631)에 의하여 상하 이동이 제한되고, 제1구조체(620)의 가이드 홈(도 6a의 621)에 의하여 제1구조체(620)에 대한 회전도 제한되어, 제1구조체(620)에 고정될 수 있다. 즉, 본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 무인 비행체 및 추진 시스템은 사용자가 단순히 프로펠러를 누르는 하나의 동작만으로 쉽게 프로펠러를 체결할 수 있음과 동시에, 외부 충격에도 쉽게 분리되지 않는 프로펠러를 제공할 수 있다.

추가적 실시 예에서, 걸림부(612)의 상부 면의 일부는 일정 높이를 가진 평면부(612b)로 형성될 수 있다. 평면부(612b)는, 프로펠러(610)가 체결된 상태에서, 걸림부(612)와 마주보는 돌출부(631)의 하부 면(631a)과의 간격(g)을 줄이거나 간격(g) 없이 걸림부(612)와 하부면(631a)이 접촉할 수 있도록 구성될 수 있다. 그에 따라, 체결된 프로펠러(610)가 회전할 때, 간격(g)에 의하여 야기될 수 있는 프로펠러(610)의 진동을 줄일 수 있다.

도 7a 내지 도 7d는 본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 프로펠러가 프로펠러 조립체로부터 분리되는 과정을 도시한 작동도이다. 도 7a 내지 도 7d에 개시된 추진 시스템(600)은 도 6a 내지 6c에 개시된 추진 시스템(600)과 적어도 일부 유사하거나, 추진 시스템의 다른 실시 예를 포함할 수 있다.

도 7a를 참조하면, 본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 프로펠러(710)는, 사용자가 제2구조체(730)를 아래 방향(○1방향)으로 눌러, 나선 이동시킴으로써, 제1구조체(620)와 분리될 수 있다. 즉, 사용자는 체결된 프로펠러(710)에 대한 직접적인 조작없이 프로펠러(710)를 추진 시스템(700)으로부터 분리할 수 있다.

도 7b는 사용자가 제2구조체(730)를 아래 방향(○1방향)으로 누르는 동작을 도시한다. 그에 따라, 제1돌출부(731a)가 제1구조체(720)에 대하여 ○2방향으로 나선 이동하고, 제1돌출부(731a)는, 제1단(732a)의 하면(733a)이 체결된 프로펠러(710)의 걸림부(712)의 라운딩된 제1모서리(712a)에 미끄러져, 제1구조체(720)의 하단까지 내려올 수 있다.

도 7c를 참조하면, 프로펠러(710)는 제2돌출부(731b)에 의하여 제1구조체(720)에 대하여 위 방향(분리되는 방향)으로 이동될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제1돌출부(731a)가 제1구조체(720)의 최하단까지 내려올 때, 제1돌출부(731a)에 이웃하고 제2구조체(730)에 포함된 제2돌출부(731b)는 제1돌출부(731a)와 함께 제1구조체(720)의 최하단까지 내려올 수 있다. 제2구조체(730)의 제1돌출부(731a) 및 제2돌출부(731b)가 제1구조체(720)의 하단 끝까지 내려왔을 때, 제1돌출부(731a)의 제1단(732b)은 가이드 홈(721)의 경로를 방해하지 않도록 위치하는 반면, 제2돌출부(731b)의 제2단(734b)은 가이드 홈(721)의 삽입 경로를 간섭하도록 위치할 수 있다. 예를 들면, 각 돌출부는, 제2구조체(730)의 기본 상태에서 가이드 홈(721)의 경로를 간섭하는 제1단 및 제1단에 반대되는 위치의 제2단을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면 각 돌출부는 제1단 및 상기 제1단에 원주 방향을 따라 대향하는 제2단을 포함할 수 있다. 제1단은 제2구조체(630) 제1구조체(620)에 대하여 가장 높은 위치일 때, 가이드 홈(621)의 상단과 적어도 일부 중첩되도록 위치될 수 있다. 제2단은, 제2구조체(630)가 제1구조체(620)에 대하여 가장 낮은 위치일 때, 가이드 홈(621)과 이웃하는 다른 가이드 홈의 하단과 적어도 일부 중첩되도록 위치될 수 있다. 구체적으로, 제2돌출부(731b)의 제2단(734b)은 나선 이동하여 걸림부(712)와 접촉할 수 있다. 제2단(734b)은 상면에 경사면(735b)을 포함할 수 있으며, 걸림부(712)의 제2라운딩된 모서리부(712c)와 상호 작용하여 부드럽게 걸림부(712)를 위 방향(○3방향)으로 이동 시킬 수 있다.

도 7d를 참조하면, 사용자가 제2구조체(730)에 대한 누름을 해제하면, 제2구조체(730)는 탄성 부재(미도시)의 반발력에 의하여 기본 상태로 복원될 수 있다. 그에 따라, 제1돌출부(731a)(및 제2구조체(730))는 제1구조체(720)에 대하여 ○4방향으로 나선 이동 할 수 있다. 제1돌출부(731a)의 나선 이동은, 제1돌출부(731a)의 제1단(732a)의 경사면(732b)이 걸림부(712)의 제1모서리(712a)를 맞닿게 할 수 있다. 제2구조체(730)가 ○4방향으로 나선 이동하여 기본 상태로 복원됨에 따라, 제1돌출부(731a)의 제1단(732a)이 걸림부(712)를 위 방향(○3방향)으로 밀어 올릴 수 있다. 걸림부(712)는 경사면(732b)에 의하여 부드럽게 위 방향으로 이동할 수 있다.

밀어 올려진 걸림부(712)가 가이드 홈(721)에서 완전히 분리되게 되면, 프로펠러(710) 역시 추진 시스템(700)으로부터 완전히 분리될 수 있다. 제2구조체(730)의 기본 상태로의 복원동작은 탄성 부재에 의하여 자동으로 이뤄지기 때문에, 사용자는 단순히 제2 구조체(730)를 누르는 동작만으로 추진 시스템(700)에서 프로펠러(710)를 분리할 수 있다. 또한, 프로펠러(710)를 분리를 허용하는 구성요소가 제2구조체(730)이기 때문에, 프로펠러(710)에 대한 직접적인 힘이 가해져도 프로펠러(710)는 추진 시스템(700)으로부터 분리되지 않을 수 있다. 본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 무인 비행체 및 추진 시스템은 사용자가 단순히 특정 부품을 누르는 하나의 동작만으로 쉽게 프로펠러를 분리할 수 있음과 동시에, 외부 충격에도 쉽게 분리되지 않는 프로펠러를 제공할 수 있다.

도 8은 본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 제1구조체의 측면도이다. 도 8에 개시된 프로펠러(810) 및 제1구조체(820)는 도 3a에 개시된 프로펠러(350) 및 제1구조체(330)와 각각 적어도 일부 유사하거나, 다른 실시 예를 포함할 수 있다.

도 8을 참조하면, 본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 제1구조체(820)는 프로펠러(810)의 체결을 가이드 할 수 있는 가이드 경사면(822)을 더 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 프로펠러(810)는, 프로펠러(810)의 리브(811) 및 걸림부(812)가 제1구조체(820)의 가이드 홈(821)에 삽입되어, 제1구조체(820)와 체결될 수 있다. 가이드 경사면(822)은, 사이드 홈(821)을 향하여 기울어져 프로펠러(810)의 리브(811)가 가이드 홈(821)에 정확히 삽입되도록 가이드 할 수 있다. 예를 들면, 사용자가 프로펠러(810)의 리브(811)가 정확히 가이드 홈(821)에 삽입되도록 프로펠러(810)를 위치하지 않고, 리브(811)가 가이드 경사면(822)에 맞닿은 상태에서, 프로펠러(810)를 밀어 누르면, 걸림부(812)의 하면이 가이드 경사면(822)에 미끄러져(○2방향), 리브(811)가 가이드 홈(821)에 삽입될 수 있다. 즉, 사용자는 리브(811)가 가이드 홈(821)에 정확히 삽입시키지 않아도 쉽게 프로펠러(810)를 제1구조체(820)에 체결할 수 있다.

도 9는 본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 추진 시스템의 단면도이다. 도 9에 개시된 추진 시스템(900)은 도 3a에 개시된 추진 시스템(300)과 적어도 일부 유사하거나, 다른 실시 예를 포함할 수 있다. 상술한 바와 같이, 본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 추진 시스템(900)에서, 프로펠러(910)가 제2구조체(920)에 의하여 고정되거나 분리되도록 구성되기 때문에, 제2구조체(920)에 대한 외부 충격은, 프로펠러(910)의 의도치 않은 분리를 야기할 수 있다.

도 9를 참조하면, 다양한 실시 예에 따르는 추진 시스템(900)은, 프로펠러(910)가 체결되고, 제2구조체(920)가 기본상태(제1구조체(930)에 대하여 최대 높이를 가진 상태)에서, 제2구조체(920)의 원통부(921)가 프로펠러(910)의 원통형 허브(911) 보다 외부로 돌출되지 않게 구성될 수 있다. 예를 들면, 제2구조체(920)는 프로펠러(910)의 원통형 허브(911)의 오목부(912)안에 수용되어 배치될 수 있다. 원통형 허브(911)의 최상단과 제2구조체(920)의 원통부(921)의 최상단이 일정 간격(d)을 가질 수 있다. 따라서, 본 개시의 실시 예에 따르는 추진 시스템(900)에서, 직접적인 외부 충격이 직접 제2구조체(20)에 가해지지 않도록 하여 의도치 않은 프로펠러(910)의 분리가 발생하지 않을 수 있다.

본 개시의 다양한 실시 예에 따는 무인 비행체(unmanned aerial vehicle)는, 하우징; 상기 하우징에 연결되거나, 상기 하우징 내에 위치되며, 외부 컨트롤러와 무선 통신을 연결하도록 구성된 무선 통신 회로; 상기 하우징에 연결되거나 상기 하우징 내에 적어도 부분적으로 내장 된 복수의 추진 시스템들; 및 상기 복수의 추진 시스템들을 제어하도록 구성된 네비게이션 회로를 포함하되, 상기 복수의 추진 시스템들 중 적어도 하나는, 상기 네비게이션 회로에 의해 제어되는 모터; 및 상기 모터에 연결된 프로펠러 조립체를 포함하되, 상기 프로펠러 조립체는: 상기 모터에 고정되고, 내부 공간을 정의하는 원통형 벽 및, 상기 원통형 벽을 관통하여 형성된 나선형 슬릿(helical slit)을 포함하는 제1구조체; 적어도 일부가 상기 내부 공간 내에 회전 가능하게 위치된 원통부와, 상기 원통부의 외표면으로부터 상기 나선형 슬릿을 통해 상기 원통형 벽의 외부로 돌출하는 적어도 하나의 돌출부를 포함하는 제2구조체; 및상기 제2구조체의 상기 원통부와 체결(engage)하는 원통형 허브, 상기 원통형 허브로부터 연장된 복수의 회전날개, 및 상기 원통형 허브로부터 상기 모터를 향해 연장된 적어도 하나의 리브를 포함하되, 상기 리브의 적어도 일부가 상기 제2구조체의 상기 적어도 하나의 돌출부에 의하여 상기 제1구조체와 분리 가능하도록 체결(detachably engage)되는 프로펠러를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 제1구조체는, 원통형 벽 외부에 형성되며 상기 프로펠러의 상기 리브가 체결될 수 있는 가이드 홈(guide groove)을 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 가이드 홈은, 상기 돌출부가 상기 나선형 슬릿을 따라 미끄러지는 나선 이동 경로와 적어도 일부 중첩될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 제2구조체의 상기 원통부는, 상기 돌출부가 상기 나선형 슬릿을 따라 미끄러짐으로써, 상기 제1구조체에 대한 회전 및 상하 이동이 수반되도록 구성될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 내부 공간 내에 배치되되, 상기 원통부를 상기 모터로부터 밀어 올리는 탄성 부재를 더 포함하는 무인 비행체.

일 실시 예에 따르면, 상기 제2구조체의 상기 제1구조체에 대한 상하 이동의 범위를 한정하는 고정 부재를 더 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 돌출부는, 상기 원통부가 제1구조체에 대하여 가장 높은 위치일 때, 상기 가이드 홈의 상단과 적어도 일부 중첩되도록 위치될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 리브는 끝 단에서 상기 원통형 허브의 반지름 방향으로 돌출된 걸림부(latch)를 더 포함할 수 있다.

상기 걸림부는, 상기 리브가 상기 가이드 홈에 체결되었을 때, 상기 가이드 홈의 하단에 적어도 일부 중첩되도록 위치될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 걸림부는, 상기 걸림부의 상부의 적어도 일부에 형성된 일정 높이를 가진 평면부를 더 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 돌출부는 제1단 및 상기 제1단에 상기 원통부의 원주 방향을 따라 대향하는 제2단을 포함할 수 있다.

상기 제1단은, 상기 원통부가 제1구조체에 대하여 가장 높은 위치일 때, 상기 가이드 홈의 상단과 적어도 일부 중첩되도록 위치될 수 있다.

상기 제2단은, 상기 원통부가 제1구조체에 대하여 가장 낮은 위치일 때, 상기 가이드 홈과 이웃하는 다른 가이드 홈의 하단과 적어도 일부 중첩되도록 위치될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 돌출부는 상부에 아래로 향하는 경사면을 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 제1단 및 제2 단의 각각은 상부에 아래로 향하는 경사면을 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 제1구조체는, 원통형 벽 외부에 형성되며 상기 가이드 홈을 향하여 기울어진 가이드경사면을 더 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 프로펠러가 상기 제1구조체에 체결된 상태에서, 상기 원통부가 제1구조체에 대하여 가장 높은 위치일 때, 상기 원통형 허브의 높이가 상기 제2구조체의 상기 원통부보다 높을 수 있다.

다양한 실시 예에 따르는 추진 시스템은: 모터 본체 및 모터 회전부를 포함하는 모터; 상기 모터 회전부에 고정되고, 내부 공간을 정의하는 원통형 벽을 가지며 상기 원통형 벽을 관통하여 형성된 적어도 하나의 나선형 슬릿(helical slit) 및, 프로펠러가 분리 가능도록 체결(detachably engage)될 수 있는 적어도 하나의 가이드 홈(guide groove)을 포함하는 제1구조체; 적어도 일부가 상기 내부 공간 내에 회전 가능하게 위치된 원통부 및, 상기 원통부의 외표면으로부터 상기 적어도 하나의 나선형 슬릿을 통해 상기 원통형 벽의 외부로 돌출하는 적어도 하나의 돌출부를 포함하는 제2 구조체; 및 상기 내부 공간 내에 배치되되, 상기 원통부를 상기 모터 회전부로부터 밀어 올리는 탄성 부재를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 제1구조체의 상기 원통부와 체결(engage)하는 원통형 허브, 상기 원통형 허브로부터 연장된 복수의 회전날개, 및 상기 원통형 허브로부터 상기 가이드 홈에 삽입될 수 있도록 구성된 리브를 포함하는 프로펠러를 더 포함하고, 상기 돌출부는 상기 리브가 상기 가이드 홈에 체결된 상태에서, 상기 리브가 상기 가이드 홈에서 분리되지 않도록, 상기 나선형 슬릿을 따라 나선 미끄러짐으로써 상기 리브의 이동을 방해하도록 구성될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 리브는 끝 단에서 상기 원통형 허브의 반지름 방향으로 돌출된 걸림부(latch)를 더 포함하고, 상기 걸림부가 상기 돌출부에 의하여 차단됨으로써, 상기 리브가 상기 가이드 홈에서 분리되지 않을 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 가이드 홈은, 상기 돌출부의 상기 제1구조체에 대한 나선 이동 경로와 적어도 일부 중첩될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 돌출부의 나선이동은 상기 원통부의 상기 제1구조체에 대한 회전 및 상하 이동이 수반될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 원통부 및 상기 탄성부재를 관통하여 상기 모터 회전부와 고정 결합하며, 상기 제2구조체의 상기 제1구조체에 대한 상하 이동의 범위를 한정하도록 구성되는 고정 부재를 더 포함할 수 있다.

본 문서에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구성된 유닛을 포함하며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로 등의 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. "모듈"은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. "모듈"은 기계적으로 또는 전자적으로 구현될 수 있으며, 예를 들면, 어떤 동작들을 수행하는, 알려졌거나 앞으로 개발될, ASIC(application-specific integrated circuit) 칩, FPGAs(field-programmable gate arrays), 또는 프로그램 가능 논리 장치를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르는 장치(예: 모듈들 또는 그 기능들) 또는 방법(예: 동작들)의 적어도 일부는 프로그램 모듈의 형태로 컴퓨터로 판독 가능한 저장 매체(예: 메모리)에 저장된 명령어로 구현될 수 있다. 상기 명령어가 프로세서(예: 제어부(310))에 의해 실행될 경우, 프로세서가 상기 명령어에 해당하는 기능을 수행할 수 있다. 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체는, 하드디스크, 플로피디스크, 마그네틱 매체(예: 자기테이프), 광기록 매체(예: CD-ROM, DVD, 자기-광 매체 (예: 플롭티컬 디스크), 내장 메모리 등을 포함할 수 있다. 명령어는 컴파일러에 의해 만들어지는 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르는 모듈 또는 프로그램 모듈은 전술한 구성요소들 중 적어도 하나 이상을 포함하거나, 일부가 생략되거나, 또는 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르는, 모듈, 프로그램 모듈 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적, 병렬적, 반복적 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 적어도 일부 동작이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 다른 동작이 추가될 수 있다.

본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 실시 예에 따르는 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 실시 예의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 실시 예의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 따라서 본 발명의 다양한 실시 예의 범위는 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 다양한 실시 예의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 다양한 실시 예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims

무인 비행체(unmanned aerial vehicle)에 있어서,
하우징;
상기 하우징에 연결되거나, 상기 하우징 내에 위치되며, 외부 컨트롤러와 무선 통신을 연결하도록 구성된 무선 통신 회로;
상기 하우징에 연결되거나 상기 하우징 내에 적어도 부분적으로 내장된 복수의 추진 시스템들; 및
상기 복수의 추진 시스템들을 제어하도록 구성된 네비게이션 회로를 포함하되,
상기 복수의 추진 시스템들 중 적어도 하나는,
상기 네비게이션 회로에 의해 제어되는 모터; 및
상기 모터에 연결된 프로펠러 조립체를 포함하되,
상기 프로펠러 조립체는 제1구조체, 제2구조체, 및 프로펠러를 포함하고,
상기 제1구조체는, 상기 모터에 고정되고 내부 공간을 정의하는 원통형 벽, 상기 원통형 벽을 관통하여 형성되고 상기 제2구조체와 체결되는 나선형 슬릿(helical slit), 및 상기 원통형 벽에 형성되고 상기 프로펠러와 체결되는 가이드 홈(guide groove)을 포함하고, 상기 나선형 슬릿은 상기 제2구조체의 나선 이동을 가이드하고, 상기 가이드 홈은 상기 프로펠러의 상하 이동을 가이드하고,
상기 제2구조체는, 적어도 일부가 상기 내부 공간 내에 회전 가능하게 위치된 원통부 및 상기 원통부의 외표면으로부터 상기 나선형 슬릿을 관통하여 상기 원통형 벽의 외부로 돌출하는 적어도 하나의 돌출부를 포함하고,
상기 프로펠러는, 상기 제2구조체의 상기 원통부와 체결(engage)하는 원통형 허브, 상기 원통형 허브로부터 연장된 복수의 회전날개, 및 상기 원통형 허브로부터 상기 모터를 향해 연장된 적어도 하나의 리브를 포함하되,
상기 리브의 적어도 일부가 상기 제2구조체의 상기 적어도 하나의 돌출부에 의하여 상기 제1구조체와 분리 가능하도록 체결(detachably engage)되는 무인 비행체.
제1항에 있어서,
상기 제1구조체의 상기 가이드 홈은, 상기 원통형 벽의 외부에 형성되며 상기 프로펠러의 상기 리브와 체결되는 무인 비행체.
제1항에 있어서,
상기 가이드 홈은, 상기 제2구조체의 상기 돌출부가 상기 나선형 슬릿을 따라 미끄러지는 상기 나선 이동의 경로와 적어도 일부 중첩되는 무인 비행체.
제1항에 있어서,
상기 제2구조체의 상기 원통부는, 상기 돌출부가 상기 나선형 슬릿을 따라 미끄러짐으로써, 상기 제1구조체에 대한 회전 및 상하 이동이 수반되도록 구성된 무인 비행체.
제4항에 있어서,
상기 내부 공간 내에 배치되되, 상기 원통부를 상기 모터로부터 밀어 올리는 탄성 부재를 더 포함하는 무인 비행체.
제4항에 있어서,
상기 제2구조체의 상기 제1구조체에 대한 상하 이동의 범위를 한정하는 고정 부재를 더 포함하는 무인 비행체
제6항에 있어서,
상기 돌출부는, 상기 원통부가 제1구조체에 대하여 가장 높은 위치일 때, 상기 가이드 홈의 상단과 적어도 일부 중첩되도록 위치되는 무인 비행체.
제7항에 있어서,
상기 리브는 끝 단에서 상기 원통형 허브의 반지름 방향으로 돌출된 걸림부(latch)를 더 포함하고,
상기 걸림부는, 상기 리브가 상기 가이드 홈에 체결되었을 때, 상기 가이드 홈의 하단에 적어도 일부 중첩되도록 위치되는 무인 비행체.
제8항에 있어서,
상기 걸림부는, 상기 걸림부의 상부의 적어도 일부에 형성된 일정 높이를 가진 평면부를 더 포함하는 무인 비행체.
제6항에 있어서,
상기 돌출부는 제1단 및 상기 제1단에 상기 원통부의 원주 방향을 따라 대향하는 제2단을 포함하고,
상기 제1단은, 상기 원통부가 제1구조체에 대하여 가장 높은 위치일 때, 상기 가이드 홈의 상단과 적어도 일부 중첩되도록 위치되며,
상기 제2단은, 상기 원통부가 제1구조체에 대하여 가장 낮은 위치일 때, 상기 가이드 홈과 이웃하는 다른 가이드 홈의 하단과 적어도 일부 중첩되도록 위치되는 무인 비행체.
제7항에 있어서,
상기 돌출부는 상부에 아래로 향하는 경사면을 포함하는 무인 비행체.
제10항에 있어서,
상기 제1단 및 제2단의 각각은 상부에 아래로 향하는 경사면을 포함하는 무인 비행체.
제2항에 있어서,
상기 제1구조체는, 원통형 벽 외부에 형성되며 상기 가이드 홈을 향하여 기울어진 가이드경사면을 더 포함하는 무인 비행체.
제6항에 있어서,
상기 프로펠러가 상기 제1구조체에 체결된 상태에서, 상기 원통부가 제1구조체에 대하여 가장 높은 위치일 때, 상기 원통형 허브의 높이가 상기 제2구조체의 상기 원통부보다 높은 무인 비행체.
추진 시스템에 있어서,
모터 본체 및 모터 회전부를 포함하는 모터;
상기 모터 회전부에 고정되고, 내부 공간을 정의하는 원통형 벽을 가지며 상기 원통형 벽을 관통하여 형성된 적어도 하나의 나선형 슬릿(helical slit) 및, 프로펠러가 분리 가능도록 체결(detachably engage)될 수 있는 적어도 하나의 가이드 홈(guide groove)을 포함하는 제1구조체;
적어도 일부가 상기 내부 공간 내에 회전 가능하게 위치된 원통부 및, 상기 원통부의 외표면으로부터, 상기 적어도 하나의 나선형 슬릿을 통해, 상기 원통형 벽의 외부로 돌출하는 적어도 하나의 돌출부를 포함하는 제2구조체; 및
상기 내부 공간 내에 배치되되, 상기 원통부를 상기 모터 회전부로부터 밀어 올리는 탄성 부재를 포함하고,
상기 나선형 슬릿은 상기 제2구조체의 상기 돌출부의 나선 이동을 가이드하고, 상기 가이드 홈은 상기 프로펠러의 상하 이동을 가이드하고,
상기 돌출부의 상기 나선 이동은 상기 원통부의 상기 제1구조체에 대한 회전 및 상하 이동이 수반되는 추진 시스템.
제15항에 있어서,
상기 제2구조체의 상기 원통부와 체결(engage)하는 원통형 허브,
상기 원통형 허브로부터 연장된 복수의 회전날개, 및
상기 원통형 허브로부터 상기 적어도 하나의 가이드 홈에 삽입될 수 있도록 구성된 적어도 하나의 리브를 포함하는 상기 프로펠러를 더 포함하고,
상기 돌출부는 상기 리브가 상기 가이드 홈에 체결된 상태에서, 상기 리브가 상기 가이드 홈에서 분리되지 않도록, 상기 나선형 슬릿을 따라 나선으로 미끄러짐(slide)으로써 상기 리브의 이동을 방해하도록 구성된 추진 시스템.
제16항에 있어서,
상기 가이드 홈은, 상기 돌출부의 상기 제1구조체에 대한 상기 나선 이동의 경로와 적어도 일부 중첩되는 추진 시스템.
제16항에 있어서,
상기 리브는 끝 단에서 상기 원통형 허브의 반지름 방향으로 돌출된 걸림부(latch)를 더 포함하고,
상기 걸림부가 상기 나선형 슬릿을 따라 나선 이동하는 상기 돌출부에 의하여 차단됨으로써, 상기 리브가 상기 가이드 홈에서 분리되지 않는 추진 시스템.
삭제
제16항에 있어서,
상기 원통부 및 상기 탄성 부재를 관통하여 상기 모터 회전부와 고정 결합하며, 상기 제2구조체의 상기 제1구조체에 대한 상하 이동의 범위를 한정하도록 구성되는 고정 부재를 더 포함하는 추진 시스템.