KR102381007B1

KR102381007B1 - 이중 폴딩 랜딩기어 및 이를 구비한 무진동 짐벌 장치

Info

Publication number: KR102381007B1
Application number: KR1020170080500A
Authority: KR
Inventors: 이경석
Original assignee: (주)비씨디이엔씨
Priority date: 2017-06-26
Filing date: 2017-06-26
Publication date: 2022-03-31
Also published as: KR20190001084A

Abstract

본 발명은 이중으로 폴딩 가능한 구조를 구비한 이중 폴딩 랜딩기어 및 이를 구비한 무진동 짐벌 장치에 관한 것으로,
본 발명의 실시예에 따른 이중 폴딩 랜딩기어는,
무인 비행체의 하부에 장착되기 위한 장착 부재가 형성된 기어 플레이트; 상기 기어 플레이트의 양측에 형성되며 폴딩 가능한 구조를 구비한 한 쌍의 기어 아암(arm); 및, 상기 기어 아암의 단부에 형성된 착지 바(bar)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

이중 폴딩 랜딩기어 및 이를 구비한 무진동 짐벌 장치 {Double folding landing gear and Vibration-free gimbal device having it}

본 발명은 무인 비행체의 랜딩기어에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 이중으로 폴딩 가능한 구조를 구비한 이중 폴딩 랜딩기어 및 이를 구비한 무진동 짐벌 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 공중 영상 촬영을 위해서는 유인 비행체와 조종사와 항공 촬영을 위해 특별히 제작된 고가의 영상 촬영 장비를 탑재하여 실시하므로, 매우 고가이며 별도의 비행장 등이 필요하였다. 이에 비해 드론과 같은 무인 비행체 등에 의한 공중 영상 촬영은 비교적 적은 장비와 인력으로 운영이 가능하여 소규모 공중 영상 촬영시 많이 활용되고 있다.

그러나, 무인 비행체, 예를 들어, 드론(Drone)이나 헬리캠(Helicam)에 의한 공중 영상 촬영은 지상 조종사의 조종 능력에 따라 영상의 품질이 달라지며 무엇보다도, 탑재할 수 있는 탑재 중량에 한계가 있어서 고품질 영상 장비의 탑재 활용이 힘들다는 단점이 있다. 드론으로 공중 영상을 촬영하기 위해서는 드론과 카메라를 장착할 수 있는 카메라 짐벌 장치가 필요하며, 이 짐벌 장치의 조종 또한 공중 영상을 획득하는데 있어서 중요한 요소를 차지한다.

현재까지의 무인 비행체에 의한 공중 촬영 방법은 무인 비행체 조종사와는 별도로 무인 비행체에 탑재된 짐벌을 조종하는 지상 조종사가 별도로 요구된다. 무인 비행체의 짐벌에 장착된 카메라의 시선을 지상의 짐벌 조종사에 의해 수동으로 조종하여 촬영 대상물을 추적하며 촬영한다. 카메라의 촬영 각도를 조절하기 위해 지상 짐벌 조종사는 현재 카메라가 주시하고 있는 시선에서 촬영된 영상을 볼 수 있도록 별도의 소형 카메라를 장착하여 이 카메라의 영상을 지상으로 전송하여 액정디스플레이 등에 나타난 영상을 지상조종사가 보면서 촬영 각도를 조절한다.

한편, VR(virtual reality) 기술의 발전에 따라 공중에 대한VR 영상에 대한 요구도 생겨났다. VR 영상 촬영을 위해서는360도 및 상하 모든 영상을 획득하여야 하며, 이를 위해 다수 개의 카메라로 전방위를 촬영해야 한다. 공중 VR 영상의 경우, 짐벌 장치 위에 위치하는 드론도 함께 촬영되며, VR 영상 처리를 통해 촬영된 드론이 보이지 않도록 한다.

공중 VR 영상 촬영을 위해서는 카메라가 탑재된 짐벌이 드론 하방으로 길게 내려와서 카메라 시야에 드론이 최소한 잡히도록 하여야 하는데, 짐벌이 길게 형성됨에 따라, 드론의 이륙 및 착륙시 드론의 랜딩 기어만으로는 이착륙을 할 수 없어서, 도 9와 같이 별도의 드론 이착륙을 위한 구조물을 설치하거나, 사용자가 직접 짐벌이 장착된 드론을 들고 이륙시키고 착륙시에는 직접 드론을 받아야하는 단점이 있다.

또한, 기존의 공중 VR 영상 촬영을 위한 짐벌 장치는 하방으로 길게 형성된 바(bar) 끝에 카메라를 탑재하는데, 짐벌 장치 자체에는 진동을 흡수하거나 완화시키는 기능을 수행하지 못하므로, 드론의 급하강 또는 급가속시 또는 난류에 의해 드론의 위치가 급변할 때에 발생하는 진동은 그대로 짐벌 장치에 전달되고, 이 진동을 카메라도 전달된다. 이로 인해 촬영된 VR 영상은 진동에 의한 왜곡이 발생하여 고품질의 VR 영상을 얻지 못하는 단점이 있다.

또한, 종래의 랜딩기어는 단순히 하방향으로 길게 형성된 봉 형상으로 이루어지는데, 이러한 랜딩기어가 드론에 장착될 경우, 드론 하부의 공간을 크게 차지하게 되어 공간 활용성이 떨어지고, 드론의 프로펠러에 의해 생기는 공기 유동이 랜딩기어에 의해 간섭받아서 드론의 비행 성능을 저하시키는 문제가 있다.

또한, 종래의 랜딩기어는 하방향으로 길게 연장된 형태이어서, 드론을 이용한 영상 촬영시 랜딩기어가 촬영 영상에 노출되는 문제가 있다.

한국등록특허10-1610802

본 발명은 상기한 문제점을 해결할 수 있는 이중 폴딩 랜딩기어 및 이를 구비한 무진동 짐벌 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 이중 폴딩 랜딩기어는,

무인 비행체의 하부에 장착되기 위한 장착 부재가 형성된 기어 플레이트; 상기 기어 플레이트의 양측에 형성되며 폴딩 가능한 구조를 구비한 한 쌍의 기어 아암(arm); 및, 상기 기어 아암의 단부에 형성된 착지 바(bar)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 양상에 의하면, 상기 한 쌍의 기어 아암 각각은 제1 관절부와 제2 관절부를 구비하고, 상기 제1 관절부의 일단은 상기 기어 플레이트의 일측에 형성되고, 상기 제1 관절부의 타단에는 상기 제2 관절부가 폴딩 가능한 경첩 구조로 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 양상에 의하면, 상기 제1 관절부는 상기 제2 관절부를 제어하는 제1 액츄에이터를 구비하고, 상기 기어 플레이트는 상기 제1 관절부를 제어하는 제2 액츄에이터를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 이중 폴딩 랜딩기어를 구비한 무진동 짐벌 장치는,

무인 비행체의 하면에 장착되기 위한 장착 부재가 형성된 기어 플레이트; 상기 기어 플레이트의 양측에 형성되며 폴딩 가능한 구조를 구비한 한 쌍의 기어 아암(arm); 상기 기어 아암의 단부에 형성된 착지 바(bar); 상기 기어 플레이트의 하부에 위치하고, 관통공이 형성된 지지 플레이트; 상기 지지 플레이트 상에 이격되어 형성된 적어도 하나 이상의 완충 브릿지; 상기 지지 플레이트와 상기 완충 브릿지 사이에 형성된 완충 부재; 상기 완충 브릿지와 연결 형성되며 상기 관통공을 통해 상기 지지 플레이트 하부에 배치되는 와이어 풀리; 상기 와이어 풀리와 회동 가능하도록 연결 형성되는 제1 완충 아암; 상기 제1 완충 아암과 회동 가능하도록 형성되는 제2 완충 아암; 상기 제2 완충 아암과 회동 가능하도록 형성되는 지지 아암; 상기 제1 완충 아암 및 상기 제2 완충 아암과 연결 형성되며, 상기 와이어 풀리에 의해 길이가 조절되는 완충 와이어; 및, 상기 지지 아암과 연결 형성된 카메라 트레이를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 양상에 의하면, 상기 완충 브릿지는, 중앙이 함몰된 형상으로 형성되며, 상기 와이어 풀리와 연결하기 위한 연결 와이어가 끼워져서 결합되기 위한 결합홀이 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 양상에 의하면, 상기 카메라 트레이는, 카메라가 거치되는 카메라 거치 플레이트와, 상기 카메라 거치 플레이트의 평형을 유지하기 위한 카메라 평형 유지 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 양상에 의하면, 상기 카메라 평형 유지 모듈은, 상기 카메라 거치 플레이트의 축 방향 이동 변위를 감지하는 자이로 센서와, 상기 자이로 센서의 감지값으로부터 상기 카메라 거치 플레이트의 수평을 유지하기 위한 보정값을 산출하고, 산출된 보정값에 따라 모터를 제어하여 상기 카메라 거치 플레이트를 수평으로 유지하는 수평 유지 유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.

기타 본 발명의 다양한 측면에 따른 구현예들의 구체적인 사항은 이하의 상세한 설명에 포함되어 있다.

본 발명의 실시예에 따른 이중 폴딩 랜딩기어에 의하면,

랜딩기어가 차지하는 공간을 최소화할 수 있으므로, 랜딩기어에 의한 무인 비행체 주변의 간섭 공간을 최소화할 수 있다.

또한, 무인 비행체의 프로펠러에 의해 생기는 공기 유동이 랜딩기어에 충돌하는 것을 최소화할 수 있다.

또한, 한 쌍의 기어 아암이 폴딩됨에 따라 수평 방향의 관성 모멘트가 줄어들어서 전체적으로 무인 비행체의 회전운동 능력을 향상시킬 수 있고, 무인 비행체의 회전운동 능력 향상에 따라, 무인 비행체의 비행시 소모되는 전력을 감소시킬 수 있다.

또한, 종래의 랜딩기어는 하방향으로 길게 연장된 형태이어서, 무인 비행체를 이용한 촬영시 랜딩기어가 촬영 영상에 노출되는 문제가 있으나, 본 발명의 이중 폴딩 랜딩기어는 비행시에 접혀있게 되므로, 무인 비행체를 이용한 촬영시에 랜딩기어가 촬영 영상에 노출되는 것을 해결할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 이중 폴딩 랜딩기어를 구비한 무진동 짐벌 장치에 의하면, 무인 비행체에 의해 발생하는 진동을 흡수하여 영상의 왜곡 발생을 최소화할 수 있다.

또한, 무인 비행체 이착륙을 위한 별도의 구조물 없이도 효과적으로 무인 비행체를 이착륙 시킬 수 있다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 폴딩 랜딩기어가 도시된 도면으로, 도 1은 펼쳐진 상태, 도 2는 폴딩된 상태가 도시된 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무진동 짐벌 장치가 도시된 정면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무진동 짐벌 장치가 도시된 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 무진동 짐벌 장치의 카메라 트레이가 도시된 평면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 무진동 짐벌 장치의 제어부가 도시된 블록도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 무진동 짐벌 장치가 무인 비행체에 설치된 도면이다.
도 8a 내지 도 8d는 본 발명의 일 실시예에 따른 무진동 짐벌 장치가 무인 비행체에 장착되어 비행하는 것이 도시된 도면이다.
도 9는 종래의 짐벌 장치가 탑재된 드론을 이륙시키는 과정을 설명하기 위한 사진이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 이중 폴딩 랜딩기어 및 이를 구비한 무진동 짐벌 장치를 설명한다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 폴딩 랜딩기어가 도시된 도면으로, 도 1은 펼쳐진 상태, 도 2는 폴딩된 상태가 도시된 도면이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 폴딩 랜딩기어(1000)는, 기어 플레이트(1100), 기어 아암(1200), 착지 바(1300)를 포함한다.

기어 플레이트(1100)는 소정의 형상, 예를 들어 원형 형상, 사각형 형상 또는 무인 비행체(예를 들어, 드론)의 하부 형상과 대응되는 형상으로 형성된다.

기어 플레이트(1100) 상면에는 무인 비행체의 하부에 장착되기 위한 장착 부재(1110)가 형성되고, 기어 플레이트(1100) 내부에는 기어 아암(1200)의 동작을 제어하는 콘트롤러(미도시)가 설치된다. 장착 부재(1110)는, 예를 들어 나사 결합으로 무인 비행체의 하면과 결합되기 위한 구조물일 수 있다.

기어 플레이트(1100)의 양측에는 폴딩 가능한 구조를 구비한 한 쌍의 기어 아암(1200)이 형성된다. 한 쌍의 기어 아암 각각은 제1 관절부(1210)와 제2 관절부(1220)를 구비한다. 제1 관절부(1210)의 일단은 기어 플레이트(1100)의 일측에 형성되고, 제1 관절부(1210)의 타단에는 제2 관절부(1220)가 폴딩 가능한 경첩 구조로 형성된다.

제1 관절부(1210)는, 제2 관절부(1220)를 당기거나 밀어서 제1 관절부(1210)와 제2 관절부(1220)가 폴딩되도록 제어하는 제1 액츄에이터(1230)를 구비한다.

한편, 기어 플레이트(1100)는 제1 관절부(1210)를 당기거나 밀어서 제1 관절부(1210)를 수평 방향으로 끌어 올리거나, 수직 방향으로 하강시키도록 제어하는 제2 액츄에이터(1130)를 구비한다.

한 쌍의 기어 아암(1200)의 단부에는 봉 형상의 착지 바(1300)가 소정의 길이로 형성된다.

제1 액츄에이터(1230)와 제2 액츄에이터(1130)는 순차적으로 동작하는 것이 아니라, 동시에 동작하는 것이 바람직하다. 제1 액츄에이터(1230)와 제2 액츄에이터(1130)가 동시에 동작하도록 하면, 무인 비행체의 이륙시에 제1 액츄에이터(1230)의 동작으로 제1 관절부(1210)와 제2 관절부(1220)가 폴딩되면서, 제2 액츄에이터(1130)의 동작으로 제1 관절부(1210)가 수평 방향으로 끌어 올려지게 된다. 이렇게 함으로써, 후술하는 무진동 짐벌 장치가 하강할 때 랜딩기어에 의한 간섭을 방지할 수 있다.

상기와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 폴딩 랜딩기어는, 랜딩기어가 차지하는 공간을 최소화할 수 있으므로, 랜딩기어에 의한 무인 비행체 주변의 간섭 공간을 최소화할 수 있다. 무인 비행체의 프로펠러에 의해 생기는 공기 유동이 랜딩기어에 충돌하는 것을 최소화할 수 있다.

또한, 한 쌍의 기어 아암이 폴딩됨에 따라 수평 방향의 관성 모멘트가 줄어들어서 전체적으로 무인 비행체의 회전운동 능력을 향상시킬 수 있다. 무인 비행체의 회전운동 능력 향상에 따라, 무인 비행체의 비행시 소모되는 전력을 감소시킬 수 있다.

다음으로, 도 3 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 폴딩 랜딩기어를 구비한 무진동 짐벌 장치(이하, 무진동 짐벌 장치)를 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무진동 짐벌 장치가 도시된 정면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무진동 짐벌 장치가 도시된 평면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 무진동 짐벌 장치의 카메라 트레이가 도시된 평면도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 무진동 짐벌 장치의 제어부가 도시된 블록도이다.

도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 촬영을 위한 무진동 짐벌 장치(2000)는, 지지 플레이트(2100), 완충 브릿지(2200), 완충 부재(2300), 와이어 풀리(2400), 제1 완충 아암(2510), 제2 완충 아암(2520), 지지 아암(2530), 완충 와이어(2410), 및 카메라 트레이(2600)를 포함한다.

상기 지지 플레이트(2100)는 소정의 형상, 예를 들어 원형 형상, 사각형 형상, 무인 비행체의 하부 형상 또는 기어 플레이트(1100)의 형상과 대응되는 형상으로 형성된다.

상기 지지 플레이트(2100)에는 지지 플레이트(2100) 상에 이격되어 형성된 완충 브릿지(2200)와 지지 플레이트(2100) 하부에 배치되는 와이어 풀리(2400)를 연결하기 위한 관통공(2110)이 형성된다.

또한, 상기 지지 플레이트(2100)에는 기어 플레이트(1100)에 장착되기 위한 장착홀(2120)이 형성된다.

상기 완충 브릿지(2200)는 소정의 경도를 갖는 바(bar)의 형상으로 구현될 수 있으며, 다수 개의 완충 브릿지(2200)가 관통공(2110)의 중심을 기준으로 방사 형태를 이루도록 배치될 수 있다. 도 2에서는 4개의 완충 브릿지(2200)가 관통공(2110)의 중심을 기준으로 방사 형태를 이루는 것을 예시하고 있다.

상기 완충 브릿지(2200)에는 와이어 풀리(2400)와 연결하기 위한 연결 와이어(2420)가 끼워져서 결합되기 위한 결합홀(2210)이 형성된다. 이때, 다수 개의 완충 브릿지(2200)에는 어느 하나의 결합홀 위치에 대응하도록 각각의 완충 브릿지(2200)에 결합홀이 형성된다. 즉, 도 4에서 4개의 완충 브릿지(2200)가 관통공(2110)의 중심에서 겹쳐지는데, 겹쳐지는 위치에 결합홀이 형성되며, 하나의 연결 와이어가 4개의 완충 브릿지(2200)에 형성된 각각의 결합홀을 모두 관통하도록 형성된다.

상기 완충 브릿지(2200)는 위에서 바라 보았을 때는 직선 바 형상이나, 측면에서 보았을 때는 관통공(2110) 영역 주변을 중심으로 소정의 깊이 만큼 함몰된 형상으로 형성된다. 이는, 완충 와이어(2410)로 완충 브릿지(2200)와 간접적으로 연결된 카메라 트레이(2600)와의 거리를 줄여서 보다 적은 힘으로도 카메라 트레이(2600)를 승하강할 수 있도록 하기 위함이다.

상기 지지 플레이트(2100)와 상기 완충 브릿지(2200) 사이에는 완충 부재(2300)가 형성된다. 완충 부재(2300)는 지지 플레이트(2100) 상에서 완충 브릿지(2200)가 진동하도록 하여, 드론의 비행에 따른 위치 변경시 발생하는 진동 또는 난류에 의해 드론의 위치가 급변할 때 발생하는 진동을 완충 부재(2300)가 1차적으로 흡수하여 진동을 완화한다. 이를 위해 완충 부재(2300)는 탄성이 있는 소재로 이루어지며, 예를 들어 실리콘으로 이루어 질 수 있다.

상기 와이어 풀리(2400)는 지지 플레이트(2100)의 하부에서 연결 와이어(2420)에 의해 완충 브릿지(2200)와 연결 형성된다. 와이어 풀리(2400)는 지지 플레이트(2100)와 연결 형성되는 별도의 지지대(미도시)에 고정 형성되며, 와이어 풀리(2400)에 연결된 모터(미도시)에 의해 정방향 또는 역방향 회전이 제어되어 완충 와이어(2410)의 길이를 조절한다. 한편, 와이어 풀리(2400)의 회전을 제어하는 모터는 후술하는 원격 제어부의 제어 신호에 따라 제어된다.

제1 완충 아암(2510)의 일단은 소정의 각도로 회동 가능하도록 와이어 풀리(2400)와 연결 형성되며, 제1 완충 아암(2510)의 타단은 제2 완충 아암(2520)과 연결된다.

제2 완충 아암(2520)의 일단은 소정의 각도로 회동 가능하도록 제1 완충 아암(2510)의 타단과 연결 형성되며, 제2 완충 아암(2520)의 타단은 소정의 각도로 회동 가능하도록 지지 아암(2530)의 일단과 연결된다. 지지 아암(2530)의 타단은 카메라 트레이(2600)와 연결 형성된다.

제1 완충 아암(2510)과, 제2 완충 아암(2520)은 외부 진동에 의해 접히거나 펴질 수 있는 구조(예를 들어, 경첩 구조)로 형성되어, 드론의 비행에 따른 위치 변경시 발생하는 진동을 2차적으로 흡수하여 진동을 완화한다.

완충 와이어(2410)는 제1 완충 아암(2510) 및 제2 완충 아암(2520)과 연결 형성되며, 와이어 풀리(2400)에 의해 길이가 조절된다. 완충 와이어(2410)는 장력에 의해 팽팽하게 유지되다가 외부 진동이 가해지면 일시적으로 장력이 해제되어 일시적으로 느슨하게 풀어진 후, 다시 원래의 장력을 회복하여 팽팽해진다.

예를 들어, 드론의 급하강(또는 급가속)에 의해 발생하는 진동 또는 난류에 의해 드론의 위치가 급변할 때 발생하는 진동으로 인해 완충 와이어(2410)의 장력이 일시적으로 해제되면, 완충 와이어(2410)와 연결된 제1 완충 아암(2510) 및 제2 완충 아암(2520)에 작용하는 힘도 일시적으로 해제되어 제1 완충 아암(2510) 및 제2 완충 아암(2520)은 접혀지게 된다. 이후, 드론의 비행 상태가 정상 비행으로 복귀되면, 완충 와이어(2410)의 장력은 회복되고, 이에 따라 제1 완충 아암(2510) 및 제2 완충 아암(2520)도 원래의 위치로 복귀한다. 그 결과, 난류 또는 급가속에 의한 드론의 위치 변경으로 인해 발생하는 진동은 제1 완충 아암(2510) 및 제2 완충 아암(2520)에 의해 완화된다. 이러한 제1 완충 아암(2510) 및 제2 완충 아암(2520)의 진동 완화 작용은 주로 드론이 급하강하는 경우 발생하는 진동 완화에 효과적이다.

카메라 트레이(2600)는 영상 촬영을 위한 다수 개의 카메라를 거치하고, 거치된 카메라의 평형을 유지한다. 이를 위해, 카메라 트레이(2600)는 카메라가 거치되는 카메라 거치 플레이트(2610)와 카메라 거치 플레이트(2610)의 평형을 유지하기 위한 카메라 평형 유지 모듈(2620)을 포함한다.

카메라 거치 플레이트(2610)는 촬영하고자 하는 영상의 종류 및 품질에 따라 결정되는 카메라의 개수에 해당하는 카메라들을 거치한다. 예를 들어, 촬영 영상이 평면 영상이 경우, 카메라 거치 플레이트(2610)는 4방과 상방 및 하방을 촬영하기 위해 6대의 카메라를 거치할 수 있도록 하고, 촬영 영상이 입체 영상인 경우, 하나의 방향 별로 한 쌍의 카메라가 필요하므로, 4방과 상방 및 하방을 촬영하기 위해 12대의 카메라를 거치할 수 있도록 할 수 있다. 도 5는 12대의 카메라를 거치하는 카메라 트레이(2600)를 예시하고 있으며, 도면 부호 C1 ~ C10은 카메라가 거치되는 부분을 의미한다. C1 ~ C8은 4방을 촬영하는 카메라, C9, C10은 상방을 촬영하는 카메라가 거치된다. C9, C10의 뒤쪽에는 하방을 촬영하는 카메라가 거치된다. 물론, 이러한 카메라의 개수는 예시적인 것일 뿐, 이에 한정되지 않는다.

카메라 평형 유지 모듈(2620)은 카메라 거치 플레이트(2610)의 축 방향을 제어하여 카메라의 촬영 방향이 수평을 유지하도록 한다. 이를 위해, 카메라 평형 유지 모듈(2620)은 카메라 거치 플레이트(2610)의 축 방향 이동 변위를 감지하는 자이로 센서(2621)와, 자이로 센서(2621)의 감지값으로부터 카메라 거치 플레이트(2610)의 수평을 유지하기 위한 보정값을 산출하고, 산출된 보정값에 따라 모터를 제어하여 카메라 거치 플레이트(2610)를 수평으로 유지하는 수평 유지 유닛(2622)을 포함한다.

자이로 센서(2621)는 카메라 거치 플레이트(2610)의 축 방향 이동 변위(예를 들어, 이동 각도)를 감지하며, 그 설치 위치는 카메라 거치 플레이트(2610)의 어디에 설치되어도 무방하다. 경우에 따라, 카메라에 부착될 수도 있다. 자이로 센서(2621)는 최소 2축 자이로 센서를 사용하는 것이 바람직하다.

수평 유지 유닛(2622)은 카메라 거치 플레이트(2610)에 형성되는 모터 고정대(2622a)와, 모터 고정대(2622a)의 각 측면에 형성된 모터(2622b, 2622c)를 포함한다. 도면에서는 2축 모터를 예시하였으나, 이에 한정되지 않고3축 모터도 가능하다.

모터 고정대(2622a)는 도시된 바와 같이 ‘ㄷ’ 형상으로 형성되며, 카메라 거치 플레이트(2610)에 고정된다. 제1 모터(2622b)는 모터 고정대(2622a) 중앙에 형성되며, 지지 아암(2530)과 회전 가능하도록 형성된다. 제2 모터(2622c)는 모터 고정대(2622a)의 측면에 형성되며, 카메라 거치 플레이트(2610)에서 카메라 거치를 위해 돌출된 부분과 회전 가능하도록 형성된다.

제1 모터(2622b)의 회전에 따라 카메라 거치 플레이트(2610)는 x축을 기준으로 R1 방향으로 회전 가능하며, 제2 모터(2622c)의 회전에 따라 카메라 거치 플레이트(2610)는 y축을 기준으로 R2 방향으로 회전 가능하다.

만약, 지면 위아래 방향인 z축을 기준으로 회전하고자 하는 경우, 지지 아암(2530)의 소정 부분에 모터를 설치하고 베어링 연결함으로써 구현될 수 있다.

한편, 무진동 짐벌 장치(2000)는 원격 제어부(2700)에 의해 제어될 수 있다.

원격 제어부(2700)는 무선 통신을 통해 무진동 짐벌 장치(2000)로 제어 신호를 전송하여 무진동 짐벌 장치(2000)의 동작을 제어할 수 있다. 이를 위해, 도 6에 도시된 바와 같이, 원격 제어부(2700)는 입력 모듈(2710)과 통신 모듈(2720)을 구비한다.

입력 모듈(2710)은 무진동 짐벌 장치(2000)의 동작을 제어하기 위한 제어 명령을 사용자로부터 입력 받는다.

통신 모듈(2720)은 사용자에 의해 입력된 제어 신호를 무진동 짐벌 장치(2000)로 전송한다. 이때, 제어 신호는 완충 와이어(2410)를 길이를 조절하는 모터의 전류를 제어하는 신호일 수 있다. 또한, 제어 신호는 카메라 트레이에 탑재된 카메라의 촬영에 관한 제어 신호일 수 있다.

다음으로, 도 8a 내지 도 8d를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 무진동 짐벌 장치의 동작 과정을 설명한다. 도 8a 내지 도 8d는 본 발명의 일 실시예에 따른 무진동 짐벌 장치가 무인 비행체에 장착되어 비행하는 것이 도시된 도면이다.

도 8a는 본 발명의 무진동 짐벌 장치가 장착된 무인 비행체가 지상에 착륙한 상태를 도시하고 있다. 이중 폴딩 랜딩기어는 펼쳐진 상태이고, 제1 완충 아암(2510) 및 제2 완충 아암(2520)은 사용자에 의해 적절한 각도로 설정된다.

도 8b에 도시된 바와 같이 본 발명의 무진동 짐벌 장치가 장착된 무인 비행체가 이륙할 때, 이중 폴딩 랜딩기어의 기어 아암(1200)은 제1 및 제2 액츄에이터(1130, 1230)의 동작으로 폴딩되면서 기어 플레이트(1100) 방향으로 끌어당겨진다. 이때, 무진동 짐벌장치는 사용자가 설정한 각도를 유지하거나 또는 관성에 의해 일시적으로 하방향으로 이동할 수도 있다.

무진동 짐벌 장치(2000)가 장착된 무인 비행체(드론)가 비행하면, 무진동 짐벌 장치(2000)에 장착된 카메라는 영상 촬영을 수행한다. 이때, 영상 촬영은 원격 제어부(2700)의 제어 신호에 의해 제어된다.

도 8c 및 도 8d에 도시된 바와 같이, 영상 촬영 중에, 드론이 급강하하거나 급가속에 의해 드론의 위치가 변경되거나, 난류에 의해 드론의 위치가 급변할 때, 드론의 비행 상태 변경에 의해 진동이 발생한다.

드론에 의해 발생된 진동은 드론 하부에 매달린 무진동 짐벌 장치(2000)에 전달된다. 이때, 전달된 진동의 일부는 지지 플레이트(2100)와 완충 브릿지(2200) 사이에 형성된 완충 부재(2300)에 의해 흡수되어 완화된다. 즉, 완충 부재(2300)가 자체적으로 요동하여 완충 브릿지(2200)의 진동을 흡수한다.

그리고, 흡수되지 않은 여분의 진동은 제1 완충 아암(2510) 및 제2 완충 아암(2520)에 의해 흡수되어 완화된다. 즉, 여분의 진동은 완충 브릿지(2200)와 연결된 연결 와이어(2420)를 통해 제1 완충 아암(2510) 및 제2 완충 아암(2520)에 전달되고, 제1 완충 아암(2510) 및 제2 완충 아암(2520)의 연결 구조에 따라 접히고 펴지면서 여분의 진동을 흡수한다. 이때, 완충 와이어(2410)는 일시적으로 느슨해졌다가 점차 팽팽해지면서 원래의 장력을 복원하고, 카메라 트레이(2600)에 탑재된 카메라에 미치는 진동의 영향은 최소화된다.

또한, 만약, 제1 완충 아암(2510) 및 제2 완충 아암(2520)에 의해 흡수되지 않은 여분의 진동이 있는 경우, 이 진동은 카메라 트레이(2600)에 탑재된 카메라의 촬영 각도를 변경시키게 되는데, 카메라 평형 유지 모듈(2620)은 이러한 변경값을 감지하여 카메라 거치 플레이트(2610)를 보정함으로써 카메라의 수평을 유지할 수 있게 한다.

그리고, 영상 촬영이 완료되어, 드론을 육지로 착륙시킬 때, 원격 제어부(2700)를 통해 와이어 풀리(2400)의 길이를 조절하여 완충 와이어(2410)의 길이가 최소가 되도록 하면, 완충 와이어(2410)에 연결된 제1 완충 아암(2510) 및 제2 완충 아암(2520)은 접히게 되고, 동시에 드론(D)에 설치된 이중 폴딩 랜딩기어는 도 8A와 같이 다시 펼쳐져서 안전하게 착지할 수 있게 된다.

이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.

1000 : 이중 폴딩 랜딩기어 1100 : 기어 플레이트
1200 : 기어 아암 1300 : 착지 바
2000 : 무진동 짐벌장치 2100 : 지지 플레이트
2200 : 완충 브릿지 2300 : 완충 부재
2400 : 와이어 풀리 2410 : 완충 와이어
2510 : 제1 완충 아암 2520 : 제2 완충 아암
2600 : 카메라 트레이 2700 : 원격 제어부

Claims

삭제
삭제
삭제
무인 비행체의 하면에 장착되기 위한 장착 부재가 형성된 기어 플레이트;
상기 기어 플레이트의 양측에 형성되며 폴딩 가능한 구조를 구비한 한 쌍의 기어 아암(arm);
상기 기어 아암의 단부에 형성된 착지 바(bar);
상기 기어 플레이트의 하부에 위치하고, 관통공이 형성된 지지 플레이트;
상기 지지 플레이트 상에 이격되어 형성된 적어도 하나 이상의 완충 브릿지;
상기 지지 플레이트와 상기 완충 브릿지 사이에 형성된 완충 부재;
상기 완충 브릿지와 연결 형성되며 상기 관통공을 통해 상기 지지 플레이트 하부에 배치되는 와이어 풀리;
상기 와이어 풀리와 회동 가능하도록 연결 형성되는 제1 완충 아암;
상기 제1 완충 아암과 회동 가능하도록 형성되는 제2 완충 아암;
상기 제2 완충 아암과 회동 가능하도록 형성되는 지지 아암;
상기 제1 완충 아암 및 상기 제2 완충 아암과 연결 형성되며, 상기 와이어 풀리에 의해 길이가 조절되는 완충 와이어; 및,
상기 지지 아암과 연결 형성된 카메라 트레이
를 포함하고,
상기 완충 브릿지는,
중앙이 함몰된 형상으로 형성되며, 상기 와이어 풀리와 연결하기 위한 연결 와이어가 끼워져서 결합되기 위한 결합홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 이중 폴딩 랜딩기어를 구비하는 이중 폴딩 랜딩기어를 구비한 무진동 짐벌 장치.
삭제
청구항 4에 있어서, 상기 카메라 트레이는,
카메라가 거치되는 카메라 거치 플레이트와,
상기 카메라 거치 플레이트의 평형을 유지하기 위한 카메라 평형 유지 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 폴딩 랜딩기어를 구비한 무진동 짐벌 장치.
청구항 6에 있어서, 상기 카메라 평형 유지 모듈은,
상기 카메라 거치 플레이트의 축 방향 이동 변위를 감지하는 자이로 센서와, 상기 자이로 센서의 감지값으로부터 상기 카메라 거치 플레이트의 수평을 유지하기 위한 보정값을 산출하고, 산출된 보정값에 따라 모터를 제어하여 상기 카메라 거치 플레이트를 수평으로 유지하는 수평 유지 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 폴딩 랜딩기어를 구비한 무진동 짐벌 장치.