KR102526462B1 - Active vertical takeoff and landing drone vehicle with launcher - Google Patents

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Abstract

날개부에 부착된 모터의 방향을 능동적으로 제어함과 동시에 날개의 부착된 에일러론과 연동되어 기체가 이륙 및 착륙, 호버링시에 더욱 안정적으로 자세유지 및 방향전환을 할 수 있을 뿐만 아니라, 기체를 일정높이로 빠르고 용이하게 수직 발사할 수 있게 구성되는 발사장치를 구비한 능동형 수직이착륙 드론 비행체가 개시된다.It actively controls the direction of the motors attached to the wings and at the same time interlocks with the ailerons attached to the wings, allowing the aircraft to maintain a more stable attitude and change direction during take-off, landing, and hovering, as well as to keep the aircraft constant. Disclosed is an active vertical take-off and landing drone vehicle equipped with a launch device configured to be able to quickly and easily launch vertically at a height.

Description

발사장치를 구비한 능동형 수직이착륙 드론 비행체{ACTIVE VERTICAL TAKEOFF AND LANDING DRONE VEHICLE WITH LAUNCHER}Active vertical take-off and landing drone vehicle with launcher {ACTIVE VERTICAL TAKEOFF AND LANDING DRONE VEHICLE WITH LAUNCHER}

본 발명은 발사장치를 구비한 능동형 수직이착륙 드론 비행체에 관한 것이다.The present invention relates to an active vertical take-off and landing drone vehicle equipped with a launch device.

일반적으로, 드론(Drone)은 실제 조종사가 탑승하지 않고 무선전파의 유도의 의해 비행하는 무인항공기(Unmanned Aerial Vehicle System, UAV System)의 기술을 채용하고 단순화 소형화하여 각종 촬영, 레져, 유희, 군대 등에 사용되는 비행체이다.In general, a drone adopts the technology of an unmanned aerial vehicle system (UAV System) that flies by induction of radio waves without an actual pilot on board, and simplifies and miniaturizes it for various shooting, leisure, entertainment, military, etc. aircraft used.

상술된 드론은 무인 항공기의 기술을 채용한 것으로 활주로를 주행하여 추력이 발생하는 일반적인 비행기 형태로 사용되었으나, 추진력의 발생을 위해서 큰 동력이 필요하고, 활주로와 같은 기간 시설이 필요함에 따라 많은 비용이 소요되어 상용화하기 어려웠다.The drone described above adopts the technology of an unmanned aerial vehicle and is used in the form of a general airplane in which thrust is generated by driving on a runway. required and difficult to commercialize.

이에, 헬기의 원리를 응용하여 프로펠러의 회전에 의한 추동력에 의해 수직이착륙이 가능함에 따라 엔진의 크기를 축소할 수 있어 소형화 경량화가 가능하고, 헬기의 특징인 일정한 고도를 유지하거나 정지 상태를 유지할 수 있어 촬영이나 안전적인 운송이 가능하여 다양한 용도와 형태로 사용되고 있다.Therefore, by applying the principle of a helicopter, vertical take-off and landing is possible by the driving force of the rotation of the propeller, so the size of the engine can be reduced, making it possible to reduce the size and weight. It is used for various purposes and forms because it is possible to take pictures or transport safely.

그러나, 헬기 형태의 드론은 프로펠러의 회전력에 의해 상하로 이동하면서 방향을 전환하는 것으로, 추진력을 이동되는 방향으로 직접 전달하는 비행기 형태의 드론과 비교하여 비행에 따른 많은 동력이 손실되고, 속도가 저하되는 문제점이 있었다.However, helicopter-type drones change direction while moving up and down by the rotational force of the propeller, and compared to airplane-type drones that directly transmit propulsion to the moving direction, a lot of power is lost and speed decreases due to flight. there was a problem with

이에, 수직이착륙이 가능하며 높은 효율의 수평 비행이 가능한 수직이착륙 드론의 방식이 사용되고 있는 데 대표적으로 3가지 방식이 사용되고 있다.Accordingly, vertical take-off and landing drones capable of vertical take-off and landing and high-efficiency horizontal flight are used, and three types are typically used.

첫번째 방식으로, 종래의 수직이착륙드론은 모터가 날개에 상부방향으로 고정되어 있는 형태로써 이륙 및 착륙시에만 동작을 하며 이때 기체를 자세유지 및 방향전환 하는 방식은 모터의 회전속도(RPM)을 제어 하는 방식이다.In the first method, the conventional vertical take-off and landing drone has a motor fixed upward to the wing and operates only during take-off and landing. way to do it

두번째 방식으로, 모터가 날개에 부착되어 상부 및 정면(비행방향)으로 90도 각도로만 움직은 원리로써 일명(Tilt rotor)방식이라고 불리우며, 미국의 해병대 수송기인 V-22 오스프리 형태라고 볼수 있다. 마찬가지로 이륙 및 착륙시에 모터의 회전속도(RPM)으로 자세 및 방향제어를 하고 있는 형태이다. In the second method, the motor is attached to the wing and moves only at an angle of 90 degrees in the upper and front (flight direction), which is called the so-called (tilt rotor) method. Similarly, during take-off and landing, attitude and direction are controlled by the rotational speed (RPM) of the motor.

상기 첫번째 및 두번째 방식의 비행체는 지상에서 수평으로 놓아진 상태에서 이륙 및 착륙하는 방식을 채택하고 있다.The aircraft of the first and second modes adopts a method of taking off and landing in a state of being placed horizontally on the ground.

세번째 방식으로, 모터가 날개에 부착되어 있는 일반적인 고정익(비행체)형태를 가지고 있으며, 이를 수직으로 이륙 및 착륙을 하기 위하여 지면에서 세워서 이륙하는 방식인(Tail-Shitter)방식의 비행체 기술이다. 이는 로켓 발사와 비슷한 형태로 비행체를 세워서 이륙 및 착륙하는 방식으로서 모터가 하늘을 향해 날개에부착되어 있는 형태로 이륙 및 착륙 시에 날개의 장착된 에일러론의 타각에 의해서 자세를 유지하며, 모터의 회전수(RPM)으로 방향전환을 하는 형태의 기술을 사용하고 있다.As a third method, it has a general fixed-wing (aircraft) form with motors attached to the wings, and it is a method of taking off by standing on the ground to take off and land vertically (Tail-Shitter) type of aircraft technology. This is a method of taking off and landing by erecting an aircraft in a similar form to rocket launch. The motor is attached to the wing toward the sky. During takeoff and landing, the attitude is maintained by the rudder angle of the aileron mounted on the wing, and the rotation of the motor It is using a technology in the form of changing direction by number (RPM).

하지만, 종래의 기술들은 기체가 이륙을 하기 위하여 모터가 날개면에 고정되어 있는 문제로 인한 자세제어 및 수평유지가 힘든 문제점이 있었다.However, conventional technologies have problems in attitude control and level maintenance due to the problem that the motor is fixed to the wing surface in order for the aircraft to take off.

그리고, 종래의 기술들은 고정익(비행모드)로 전환되어 비행 시 모터의 장착으로 인한 에너지 효율 감소, 무게증가에 따른 비효율 시스템이며, 수직으로 이륙하는 수직이착륙(Tail-Shitter)같은 모드는 수직으로 기체를 지상에 세워 두고 이륙 시 바람에 저항에 취약하여 기체가 넘어가거나 불안정한 상태로 지속되며, 이륙 후에도 호버링자세를 유지하기 매우 어려운 문제점이 있었다. 이는 모터가 날개에 고정으로 부착되어 있는 구조이며, 날개에 부착된 에일러론의 타각으로만 기체를 제어함으로 보다 정밀하게 바람에 대한 저항 능력이 부족하기 때문이다.In addition, conventional technologies are converted to fixed-wing (flight mode) and are inefficient systems due to reduced energy efficiency and increased weight due to the installation of motors during flight. There was a problem that it was very difficult to maintain the hovering posture even after take-off. This is because the motor is fixedly attached to the wing, and since the aircraft is controlled only by the steering angle of the aileron attached to the wing, it lacks the ability to resist wind more precisely.

전술한 문제점을 개선하기 위한 본 발명 실시예들의 목적은 종래에 수직이착륙 드론을 개선하고자, 날개에 부착된 모터의 방향을 능동적으로 제어함과 동시에 날개의 부착된 에일러론과 연동되어 기체가 이륙 및 착륙, 호버링시에 더욱 안정적으로 자세유지 및 방향전환을 할 수 있도록 한 발사장치를 구비한 능동형 수직이착륙 드론 비행체를 제공하는 것이다.The object of the embodiments of the present invention to improve the above-mentioned problems is to actively control the direction of the motor attached to the wing in order to improve the conventional vertical take-off and landing drone, and at the same time interlock with the aileron attached to the wing to take off and land the aircraft To provide an active vertical take-off and landing drone vehicle equipped with a launching device that can more stably maintain posture and change direction when hovering.

또한, 본 발명 실시예들의 목적은 바람에 부는 방향을 감지하여 기체의 헤딩(머리)방향을 전환하며 동체 하부에 장착된 Vision Sensor Camera 및 LiDAR Sensor를 통한 지형물 사진촬영 비교, 정확한 고도 정보를 이용하여 능동적으로 비행체의 자세를 보다 정확하게 대응할 수 있도록 한 발사장치를 구비한 능동형 수직이착륙 드론 비행체를 제공하는 것이다.In addition, the purpose of the embodiments of the present invention is to detect the direction of the wind, change the heading (head) direction of the aircraft, compare terrain photography through the Vision Sensor Camera and LiDAR Sensor mounted on the lower part of the fuselage, and use accurate altitude information It is to provide an active vertical take-off and landing drone vehicle equipped with a launching device that can actively respond to the posture of the vehicle more accurately.

또한, 본 발명 실시예들의 목적은 발사장치를 통해 기체를 일정높이로 빠르고 용이하게 발사하고 기체가 일정고도가 되면 모터에 전원이 공급되어 이륙할 수 있도록 한 발사장치를 구비한 능동형 수직이착륙 드론 비행체를 제공하는 것이다.In addition, the object of the embodiments of the present invention is an active vertical take-off and landing drone vehicle equipped with a launch device that quickly and easily launches the aircraft to a certain height through a launch device and allows power to be supplied to the motor to take off when the aircraft reaches a certain height. is to provide

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 의한 발사장치를 구비한 능동형 수직이착륙 드론 비행체는 수직이착륙이 가능한 수직이착륙 드론 비행체로써, 동체부와, 상기 동체부의 양측에 마련된 날개부와, 상기 날개부의 하단부에 각각 마련되고 에일러론 서보모터의 각도 조절에 의해 상기 동체부의 비행되는 방향을 조종하는 날개 형태의 에일러론과, 상기 날개부의 양측에 각각 배치되어 있으며, 추진력을 발생하여 수직이착륙이 가능하면서 비행되는 추진력을 발생시키는 추력부와, 상기 동체부가 수직이착륙이 가능하면서 비행되도록 상기 추력부의 틸팅이 가능하도록 설치되는 틸팅부와, 상기 동체부 내에 설치되어 동체부의 자세, 기울기, 방향, 각도, 속도, 가속도, 고도, 온도 중 적어도 하나 이상을 감지하는 감지부와, 상기 동체부 내에 설치되고 수직이착륙 및 비행을 제어하며 상기 감지부로 부터 수집된 데이터에 따라 상기 동체부가 수직이착륙하거나, 수평방향으로 비행시 자세를 제어하도록 상기 에일러론의 타각면 및 틸팅부의 틸팅각도를 제어하는 비행제어부를 포함하여 구성되는 드론 비행체; 및 상기 드론 비행체가 장착되고 드론 비행체를 소정 높이로 수직 발사하여 이륙시키게 구성되는 발사장치를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, an active vertical take-off and landing drone vehicle equipped with a launch device according to an embodiment of the present invention is a vertical take-off and landing drone vehicle capable of vertical take-off and landing, and includes a fuselage and wings provided on both sides of the fuselage. And, wing-shaped ailerons provided at the lower end of the wing and controlling the flying direction of the fuselage by adjusting the angle of the aileron servomotor, and disposed on both sides of the wing, generating propulsion to perform vertical take-off and landing A thrust unit that generates propulsive force to fly while being able to fly, a tilting unit that is installed to enable tilting of the thrust unit so that the fuselage can fly while allowing vertical take-off and landing, and a posture, inclination, direction, and angle of the fuselage that are installed in the fuselage , a sensing unit for sensing at least one of speed, acceleration, altitude, and temperature, and is installed in the fuselage and controls vertical take-off and landing and flight, and the fuselage performs vertical take-off and landing or horizontal direction according to data collected from the sensor. a drone flight body configured to include a flight control unit for controlling a tilting angle of a tilting unit and a steering surface of the aileron to control an attitude during flight; and a launching device equipped with the drone flight body and vertically launching the drone flight body to a predetermined height to take off.

상기 추력부는 추진을 위한 회전력을 발생시키는 추진모터와, 상기 추진모터와 연결되어 회전력의 전달에 의해 추진력이 발생되는 추진프로펠러로 구성되고, 상기 틸팅부는 상기 날개부에 마련되는 틸팅몸체와, 상기 틸팅몸체에 설치되고 양측으로 회전축이 돌출 형성되는 서보모터와, 일측이 상기 서보모터의 회전축에 결합되고 타측에 상기 추진모터가 설치되어, 상기 비행제어부의 제어를 통해 회전되면서 추진프로펠러의 틸팅각도를 조절하는 틸팅마운트를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.The thrust unit is composed of a propulsion motor generating rotational force for propulsion and a propulsion propeller connected to the propulsion motor and generating propulsion force by transmission of rotational force, and the tilting unit includes a tilting body provided on the wing unit, and the tilting A servomotor installed on the body and having a rotation shaft protruding from both sides, one side coupled to the rotation shaft of the servomotor and the propulsion motor installed on the other side, adjusting the tilting angle of the propulsion propeller while rotating through the control of the flight control unit It is characterized by comprising a tilting mount to do.

상기 동체부의 저면에는 드론 비행체의 수직이착륙 및 호버링시 지표면의 사진촬영을 통한 이미지를 확보하는 비젼 센서 카메라(Vision Sensor Camera) 및 라이다 센서(LiDAR Sensor)가 설치되고, 상기 동체부의 내부에는 상기 비젼 센서 카메라(Vision Sensor Camera) 및 라이다 센서(LiDAR Sensor)에서 촬영된 이미지를 전송받아 기준 이미지 및 위치변경에 따른 위치변경 이미지를 보정하여 비교 처리하고, 비교 처리된 출력 데이터를 상기 비행제어부에 전송하는 미션 컴퓨터(Mission Computer)가 설치되어, 상기 비행제어부는 미션 컴퓨터로 부터 전송된 출력 데이터를 PWM(pulse width modulation)으로 상기 에일러론의 타각면 및 틸팅부의 틸팅각도를 정밀하게 제어하여, 상기 드론 비행체가 수직이착륙 및 호버링시 바람으로부터 대응 가능하도록 능동적으로 수평유지 및 자세제어를 정밀하게 할 수 있게 구성된 것을 특징으로 한다.A vision sensor camera and a LiDAR sensor are installed on the bottom of the fuselage to secure an image through taking pictures of the ground surface during vertical take-off and landing and hovering of the drone vehicle, and inside the fuselage, the vision sensor is installed. The image captured by the vision sensor camera and LiDAR sensor is received, the reference image and the position change image according to the position change are corrected, compared, and processed, and the comparison processed output data is transmitted to the flight control unit. A mission computer is installed, and the flight control unit precisely controls the tilting angle of the tilting part and the steering surface of the aileron with PWM (pulse width modulation) of the output data transmitted from the mission computer, so that the drone flight body It is characterized in that it is configured to actively maintain the level and precisely control the attitude so that it can respond from the wind during vertical take-off and landing and hovering.

상기 날개부의 단부에는 날개와 90도 수직형태로 구비되어 와류 현상을 방지할 수 있도록 하는 윙팁이 설치되고, 상기 윙팁의 저면에는 드론 비행체의 수직이착륙 시 랜딩용 지지역할을 수행하는 랜딩지지봉이 돌출 형성된 것을 특징으로 한다.At the end of the wing part, a wing tip is installed at a vertical angle of 90 degrees to the wing to prevent a vortex phenomenon, and a landing support rod protruding from the bottom surface of the wing tip to support the landing during vertical take-off and landing of the drone vehicle characterized by

상기 발사장치는, 바닥판 및 바닥판의 전후단에서 상측으로 돌출되어 상기 드론 비행체가 수직으로 끼움되는 끼움홈부를 형성하는 한쌍의 수직지지대로 구성되는 장착하우징과, 상기 끼움홈부 내부에 상기 바닥판에 설치되고 상면에 상기 드론 비행체의 저면이 안착되는 안착홈이 형성되는 비행체 받침대와, 압축공기를 발생시켜 공급하는 에어실린더와, 상기 비행체 받침대에 설치되어 상기 에어실린더에서 공급되는 압축공기를 안착홈측으로 분사시켜 비행체 받침대에 장착된 드론 비행체를 수직으로 발사시키는 분사노즐과, 상기 에어실린더에서 분사노즐을 통해 압축공기가 분사되도록 작동시키는 발사버튼을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.The launch device includes a bottom plate and a mounting housing composed of a pair of vertical supports protruding upward from the front and rear ends of the bottom plate to form a fitting groove into which the drone vehicle is vertically inserted, and the bottom plate inside the fitting groove. An air vehicle pedestal installed on the upper surface and having a seating groove formed on the upper surface in which the bottom surface of the drone air vehicle is seated, an air cylinder generating and supplying compressed air, and a seating groove installed on the air vehicle pedestal and supplying compressed air from the air cylinder It is characterized in that it is configured to include a spray nozzle that sprays to the side and vertically launches the drone vehicle mounted on the air vehicle support, and a launch button that operates so that compressed air is sprayed through the spray nozzle in the air cylinder.

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본 발명의 일 실시예에 따른 발사장치를 구비한 능동형 수직이착륙 드론 비행체는 드론 비행체가 지상에서부터 안전하게 자세제어를 할 수 있고, 에어를 이용한 발사장치를 사용하여 드론 비행체를 일정고도 만큼 발사시켜 이륙과 착륙, 호버링시에 바람의 방향으로부터 대응이 가능하도록 구성되고, 비행제어부를 통해 에일러론 서보모터 및 틸팅부의 서보모터의 각도를 조종함으로써 드론 비행체의 자세를 유지하도록 하였으며, 이를 정밀하게 제어하기 위하여 동체 하부에 장착된 Vision Sensor Camera 와 LiDAR Sensor로부터 데이터를 수집를 MC로 입력받아 이를 PWM신호로 다시 데이터를 가공하여 비행제어부로 데이터를 출력하며 이는 FC가 출력포트로 PWM신호 데이터를 각 서보모터에 전달하여 날개에 부착된 에일러론 서모모터에도 동시에 연동되어 자세를 보다 효율적으로 개선할 수 있다는 효과가 있다. 이를 통하여 종래에서 볼 수 없었던 정밀 위치 호버링 자세제어 및 바람의 방향에 따라 드론 비행체가 최적의 자세를 유지할 수 있도록 실시간 서보모터의 각도를 제어할 수 있다는 효과가 있다.An active vertical take-off and landing drone flight vehicle equipped with a launch device according to an embodiment of the present invention can safely control the attitude of the drone flight body from the ground, and launches the drone flight body to a certain altitude using an air launch device to perform takeoff and landing. It is configured to respond from the direction of the wind during landing and hovering, and the angle of the aileron servomotor and the servomotor of the tilting part is controlled through the flight control unit to maintain the posture of the drone flight body. Data is collected from the Vision Sensor Camera and LiDAR Sensor mounted on the MC, processed into PWM signals, and outputted to the flight control unit. It is also linked to the aileron thermomotor attached to the body at the same time, which has the effect of improving posture more efficiently. Through this, there is an effect that the angle of the servomotor can be controlled in real time so that the drone flight body can maintain an optimal posture according to the direction of the wind and precise position hovering attitude control that has not been seen in the prior art.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발사장치를 구비한 능동형 수직이착륙 드론 비행체를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발사장치를 구비한 능동형 수직이착륙 드론 비행체에서 드론 비행체만을 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발사장치를 구비한 능동형 수직이착륙 드론 비행체에서 드론 비행체만을 도시한 정면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 발사장치를 구비한 능동형 수직이착륙 드론 비행체에서 드론 비행체를 개략적으로 나타내는 블럭도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 발사장치를 구비한 능동형 수직이착륙 드론 비행체에서 드론 비행체의 작동을 도시한 측면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 발사장치를 구비한 능동형 수직이착륙 드론 비행체에서 드론 비행체의 저면을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 발사장치를 구비한 능동형 수직이착륙 드론 비행체에서 발사장치만을 도시한 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 발사장치를 구비한 능동형 수직이착륙 드론 비행체에서 발사장치만을 도시한 단면도이다.
1 is a perspective view showing an active vertical take-off and landing drone vehicle equipped with a launch device according to an embodiment of the present invention.
2 is a perspective view showing only a drone flight body in an active vertical take-off and landing drone flight vehicle equipped with a launch device according to an embodiment of the present invention.
3 is a front view showing only a drone vehicle in an active vertical take-off and landing drone vehicle equipped with a launch device according to an embodiment of the present invention.
4 is a block diagram schematically showing a drone vehicle in an active vertical take-off and landing drone vehicle equipped with a launch device according to an embodiment of the present invention.
5 is a side view illustrating the operation of a drone vehicle in an active vertical take-off and landing drone vehicle equipped with a launch device according to an embodiment of the present invention.
6 is a view showing the bottom of a drone vehicle in an active vertical take-off and landing drone vehicle equipped with a launch device according to an embodiment of the present invention.
7 is a perspective view showing only a launcher in an active vertical take-off and landing drone vehicle equipped with a launcher according to an embodiment of the present invention.
8 is a cross-sectional view showing only a launcher in an active vertical take-off and landing drone vehicle equipped with a launcher according to an embodiment of the present invention.

상기한 바와 같은 본 발명을 첨부된 도면들과 실시예들을 통해 상세히 설명하도록 한다.The present invention as described above will be described in detail through the accompanying drawings and embodiments.

본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 본 발명에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.It should be noted that technical terms used in the present invention are only used to describe specific embodiments and are not intended to limit the present invention. In addition, technical terms used in the present invention should be interpreted in terms commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs, unless specifically defined otherwise in the present invention, and are excessively inclusive. It should not be interpreted in a positive sense or in an excessively reduced sense. In addition, when the technical terms used in the present invention are incorrect technical terms that do not accurately express the spirit of the present invention, they should be replaced with technical terms that those skilled in the art can correctly understand. In addition, general terms used in the present invention should be interpreted as defined in advance or according to context, and should not be interpreted in an excessively reduced sense.

또한, 본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 발명에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계를 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.Also, singular expressions used in the present invention include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present invention, terms such as "consisting of" or "comprising" should not be construed as necessarily including all of the various elements or steps described in the invention, and some of the elements or steps are included. It should be construed that it may not be, or may further include additional components or steps.

또한, 본 발명에서 사용되는 제 1, 제 2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성 요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성 요소는 제 2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성 요소도 제 1 구성 요소로 명명될 수 있다.In addition, terms including ordinal numbers such as first and second used in the present invention may be used to describe components, but components should not be limited by the terms. Terms are used only to distinguish one component from another. For example, a first element may be termed a second element, and similarly, a second element may be termed a first element, without departing from the scope of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, a preferred embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the same or similar components are assigned the same reference numerals regardless of reference numerals, and redundant description thereof will be omitted.

또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.In addition, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known technology may obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted. In addition, it should be noted that the accompanying drawings are only for easily understanding the spirit of the present invention, and should not be construed as limiting the spirit of the present invention by the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발사장치를 구비한 능동형 수직이착륙 드론 비행체를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발사장치를 구비한 능동형 수직이착륙 드론 비행체에서 드론 비행체만을 도시한 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발사장치를 구비한 능동형 수직이착륙 드론 비행체에서 드론 비행체만을 도시한 정면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 발사장치를 구비한 능동형 수직이착륙 드론 비행체에서 드론 비행체를 개략적으로 나타내는 블럭도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 발사장치를 구비한 능동형 수직이착륙 드론 비행체에서 드론 비행체의 작동을 도시한 측면도이다.1 is a perspective view showing an active vertical take-off and landing drone vehicle equipped with a launch device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a drone in an active vertical take-off and landing drone vehicle equipped with a launch device according to an embodiment of the present invention. It is a perspective view showing only the air vehicle, and FIG. 3 is a front view showing only the drone air vehicle in an active vertical take-off and landing drone air vehicle equipped with a launch device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a launch device according to an embodiment of the present invention. It is a block diagram schematically showing a drone vehicle in an active vertical take-off and landing drone vehicle, and FIG. 5 is a side view showing the operation of a drone vehicle in an active vertical take-off and landing drone vehicle equipped with a launcher according to an embodiment of the present invention. .

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 발사장치를 구비한 능동형 수직이착륙 드론 비행체는 날개에 부착된 모터의 방향을 능동적으로 제어함과 동시에 날개의 부착된 에일러론과 연동되어 기체가 이륙 및 착륙, 호버링시에 더욱 안정적으로 자세유지 및 방향전환을 할 수 있도록 할 수 있을 뿐만 아니라, 기체를 일정높이로 빠르고 용이하게 수직 발사할 수 있게 구성되는 것을 특징으로 하고, 이를 위하여, 드론 비행체(100) 및 발사장치(200)를 포함한다.As shown in FIG. 1, an active vertical take-off and landing drone vehicle equipped with a launch device according to an embodiment of the present invention actively controls the direction of a motor attached to a wing and at the same time interlocks with the aileron attached to the wing to increase airframe It is characterized in that it can not only maintain posture and change direction more stably during take-off, landing, and hover, but also be configured to quickly and easily launch the aircraft vertically at a certain height. To this end, the drone It includes the aircraft 100 and the launch device 200.

먼저, 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 드론 비행체(100)은 동체부(110), 날개부(120), 에일러론(130), 추력부(140), 틸팅부(150), 감지부(160) 및 비행제어부(170)를 포함하여 구성된다.First, as shown in FIGS. 2 to 5, the drone vehicle 100 includes a body part 110, a wing part 120, an aileron 130, a thrust part 140, a tilting part 150, a sensing It is configured to include a unit 160 and a flight control unit 170.

상기 동체부(110)는 유선형으로 이루어지고 비행목적에 따라 기능을 수행하는 장치가 설치되어 비행되는 중심이 되도록 구비된다. 그리고, 동체부(110)는 경량형의 합성수지재로 형성될 수 있으며, 내부에는 충전형 배터리(도시하지 않음), RTK GPS(Real Time Kinematic Global Positioning System)나 듀얼 안테나 RTK GPS를 이용하여 현재 좌표를 산출하는 위치 측위부를 더 포함할 수 있고, 후술하는 비행제어부(170)와 미션 컴퓨터() 등이 탑재될 수 있다.The fuselage 110 is formed in a streamlined shape and is provided to be the center of flight with a device performing functions according to the purpose of flight. In addition, the body part 110 may be formed of a lightweight synthetic resin material, and the current coordinates using a rechargeable battery (not shown), RTK GPS (Real Time Kinematic Global Positioning System) or dual antenna RTK GPS. It may further include a positioning unit that calculates, and a flight control unit 170 and a mission computer ( ) described below may be mounted.

상기 날개부(120)는 상기 동체부(110)의 양측에 마련된다. 날개부(120)는 몸체부(110)의 일단에서 타단으로 갈수록 면적이 좁아지도록 형성될 수 있다. 날개부(120) 자체는 수직이착륙이나 비행시 움직이지 않는 고정익 형태로 형성된다. 날개부(120)는 단면이 에어포일 형상으로 형성되는 것도 가능하다.The wing part 120 is provided on both sides of the fuselage part 110 . The wing portion 120 may be formed such that an area becomes narrower from one end of the body portion 110 to the other end. The wings 120 themselves are formed in the form of fixed wings that do not move during vertical take-off and landing or flight. The wing portion 120 may also be formed in an airfoil shape in cross section.

상기 에일러론(130)은 상기 날개부(120)의 하단부에 각각 마련되고 에일러론 서보모터(131)의 각도 조절에 의해 상기 동체부(110)의 비행되는 방향을 조종할 수 있게 날개 형태로 마련된다. 에일러론(130)은 에일러론 서보모터(131)의 속도, 회전방향 등에 따라 날개부(120)로부터 회동하는 각도가 다르게 설정될 수 있다. 이에 따라, 기체가 수직이착륙비행, 호버링, 수평비행 중에도 안정적으로 자세유지 및 방향전환을 할 수 있다. 에일러론(130)은 단면이 에어포일 형상으로 형성될 수도 있다The ailerons 130 are provided at the lower ends of the wing parts 120, and are provided in the form of wings to control the direction in which the fuselage part 110 flies by adjusting the angle of the aileron servomotor 131. The rotational angle of the aileron 130 from the wing 120 may be set differently according to the speed, rotation direction, etc. of the aileron servomotor 131 . Accordingly, the aircraft can stably maintain posture and change direction even during vertical take-off and landing flight, hovering, and horizontal flight. The cross section of the aileron 130 may be formed in an airfoil shape.

상기 추력부(140)는 상기 날개부(120)의 양측에 각각 배치되어 있으며, 추진력을 발생하여 수직이착륙이 가능하면서 비행되는 추진력을 발생시키게 구성된다.The thrust unit 140 is disposed on both sides of the wing unit 120, and generates propulsion to generate propulsion while allowing vertical take-off and landing.

좀 구체적으로, 추력부(140)는 추진을 위한 회전력을 발생시키는 추진모터(141)와, 상기 추진모터(141)와 연결되어 회전력의 전달에 의해 추진력이 발생되는 추진프로펠러(142)로 구성된다.More specifically, the thrust unit 140 is composed of a propulsion motor 141 generating rotational force for propulsion, and a propulsion propeller 142 connected to the propulsion motor 141 and generating propulsive force by transmission of rotational force. .

상기 틸팅부(150)는 상기 동체부(110)가 수직이착륙이 가능하면서 비행되도록 상기 추력부(140)의 틸팅이 가능하도록 설치된다. 즉, 상기 틸팅부(150)는 상기 추력부(140)를 날개부(120)로부터 회동하는 각도가 다르게 설정하여, 기체가 수직이착륙비행, 호버링, 수평비행 중에도 안정적으로 자세유지 및 방향전환을 할 수 있게 구성된다.The tilting unit 150 is installed to allow the thrust unit 140 to be tilted so that the fuselage unit 110 can take off and land vertically while flying. That is, the tilting unit 150 sets the angle at which the thrust unit 140 rotates from the wing unit 120 to be different, so that the aircraft can stably maintain posture and change direction even during vertical take-off and landing flight, hovering, and horizontal flight. configured to be able to

좀 구체적으로, 틸팅부(150)는 상기 날개부(120)에 마련되는 틸팅몸체(151)와, 상기 틸팅몸체(151)에 설치되고 양측으로 회전축(152a)이 돌출 형성되는 서보모터(152)와, 일측이 상기 서보모터(150)의 회전축(152a)에 결합되고 타측에 상기 추진모터(141)가 설치되어, 후술하는 비행제어부(170)의 제어를 통해 회전되면서 추진프로펠러(142)의 틸팅각도를 조절하는 틸팅마운트(153)를 포함하여 구성된다. 즉, 틸팅부(150)는 상기 서보모터(152)의 작동에 의해 틸팅마운트(153)의 각도를 조절하여 추진프로펠러(142)의 각도를 조절시켜줌으로써, 기체를 비행되는 방향인 지면과 평행되는 위치로 이동시키고, 이착륙 시에 지면과 직각이 되어 수직으로 이동시켜 수직이착륙과 비행을 위한 각도를 조절하도록 구비된다.More specifically, the tilting unit 150 includes a tilting body 151 provided on the wing unit 120, and a servomotor 152 installed on the tilting body 151 and having rotation shafts 152a protruding from both sides. And, one side is coupled to the rotary shaft 152a of the servomotor 150 and the propulsion motor 141 is installed on the other side, and tilting of the propulsion propeller 142 while being rotated through the control of the flight control unit 170 described later It is configured to include a tilting mount 153 for adjusting the angle. That is, the tilting unit 150 adjusts the angle of the propulsion propeller 142 by adjusting the angle of the tilting mount 153 by the operation of the servo motor 152, so that the aircraft is parallel to the ground, which is the direction in which the aircraft is flown. It is provided to adjust the angle for vertical take-off and landing and flight by moving to a position and moving vertically to be perpendicular to the ground during take-off and landing.

상기 감지부(160)는 상기 동체부(110) 내에 설치되어 동체부(110)의 자세, 기울기, 방향, 각도, 속도, 가속도, 고도, 온도 중 적어도 하나 이상을 감지한다. 여기서, 감지부(160)는 다수의 센서로 마련되어 자세, 기울기, 방향, 각도, 속도, 가속도, 고도, 온도 등의 데이터를 수집할 수 있게 구성되는 것이 바람직하다. 감지부(160)는 기 설정된 시간주기로 감지정보를 후술하는 비행제어부(170)로 전송한다. 이 경우, 비행제어부(170)는 감지부(160)를 통해 동체부(110)의 동작모드에 따라 동체부(110)가 지면을 향하여 수직방향으로 비행하거나, 동체부(110)가 지면과 수평방향으로 비행시 자세를 제어하도록 한다. 즉, 상기 감지부(160)에 의해 수집된 감지정보를 에일러론 서보모터(131)에 전달하여 날개부(120)에 부착된 에일러론(130)의 타각면을 제어한다. 동시에 연동신호로 틸팅부(150)에 부착된 서보모터(152)로도 감지정보가 전달되어 추진모터(141)의 방향이 제어된다. 따라서, 기체의 자세를 유지하도록 하고, 이를 정밀하게 제어하기 위하여 날개부(110)에 부착된 에일러론 서모모터(131)에도 동시에 연동되어 기체의 자세를 보다 효율적으로 개선할 수 있으며, 호버링 자세제어 및 바람의 방향에 따라서 기체가 최적의 자세를 유지할 수 있게 된다.The sensing unit 160 is installed in the torso 110 and detects at least one of a posture, inclination, direction, angle, speed, acceleration, altitude, and temperature of the torso 110 . Here, it is preferable that the sensor 160 is provided with a plurality of sensors and configured to collect data such as posture, inclination, direction, angle, speed, acceleration, altitude, and temperature. The detection unit 160 transmits the detection information to the flight control unit 170 to be described later at a predetermined time period. In this case, the flight control unit 170 flies in a vertical direction toward the ground according to the operation mode of the fuselage unit 110 through the sensing unit 160, or the fuselage unit 110 is horizontal to the ground. To control the attitude when flying in the direction. That is, the sensing information collected by the sensing unit 160 is transmitted to the aileron servomotor 131 to control the steering angle of the aileron 130 attached to the wing unit 120 . At the same time, sensing information is transmitted to the servomotor 152 attached to the tilting unit 150 as an interlocking signal to control the direction of the propulsion motor 141 . Therefore, in order to maintain the posture of the aircraft and to precisely control it, it is simultaneously interlocked with the aileron thermomotor 131 attached to the wing 110 to improve the posture of the aircraft more efficiently, and the hovering posture control and Depending on the direction of the wind, the aircraft can maintain its optimal posture.

상기 비행제어부(Flight Controller, 170)는 상기 동체부(110) 내에 설치되고 수직이착륙 및 비행을 제어하며 상기 감지부(160)로 부터 수집된 데이터에 따라 상기 동체부(110)가 수직이착륙하거나, 수평방향으로 비행시 자세를 제어하도록 상기 에일러론(130)의 타각면 및 틸팅부(150)의 틸팅각도를 제어하게 구성된다. 즉, 상기 비행제어부(170)는 감지부(160)로 부터 수집된 데이터에 따라 틸팅부(150)에 설치된 서보모터(152)의 방향을 능동적으로 제어하고 이는 에일러론 서보모터(131)와 연동되어 기체가 이륙 및 착륙, 호버링시에 더욱 안정적으로 자세유지 및 방향전환을 할 수 있게 된다.The flight control unit (Flight Controller, 170) is installed in the fuselage unit 110 and controls vertical take-off and landing and flight, and the fuselage unit 110 performs vertical take-off and landing according to data collected from the sensor 160, The steering angle of the aileron 130 and the tilting angle of the tilting part 150 are controlled to control the posture during flight in the horizontal direction. That is, the flight control unit 170 actively controls the direction of the servo motor 152 installed in the tilting unit 150 according to the data collected from the sensing unit 160, which is interlocked with the aileron servo motor 131. The aircraft can more stably maintain posture and change direction during take-off, landing, and hovering.

한편, 본 발명에 따르면, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 동체부(110)의 저면에는 드론 비행체(100)의 수직이착륙 및 호버링시 지표면의 사진촬영을 통한 이미지를 확보하는 비젼 센서 카메라(Vision Sensor Camera, 181) 및 라이다 센서(LiDAR Sensor, 182)가 설치된다.On the other hand, according to the present invention, as shown in FIG. 6, on the bottom of the fuselage 110, a vision sensor camera (Vision Sensor Camera, 181) and lidar sensor (LiDAR Sensor, 182) are installed.

그리고 상기 동체부(110)의 내부에는 상기 비젼 센서 카메라(Vision Sensor Camera, 181) 및 라이다 센서(LiDAR Sensor, 182)에서 촬영된 이미지를 전송받아 기준 이미지 및 위치변경에 따른 위치변경 이미지를 보정하여 비교 처리하고, 비교 처리된 출력 데이터를 상기 비행제어부(170)에 전송하는 미션 컴퓨터(Mission Computer, 183)가 설치된다.And inside the body part 110, the image taken by the vision sensor camera (Vision Sensor Camera, 181) and LiDAR sensor (LiDAR Sensor, 182) is received and the reference image and the position change image according to the position change are corrected A mission computer (Mission Computer, 183) is installed to compare and process, and transmit the output data of the comparison process to the flight control unit 170.

이와 같은 구성에 의해, 상기 비행제어부(170)는 미션 컴퓨터(183)로 부터 전송된 출력 데이터를 PWM(pulse width modulation)으로 상기 에일러론(130)의 타각면 및 틸팅부(150)의 틸팅각도를 정밀하게 제어하여, 상기 드론 비행체(100)가 수직이착륙 및 호버링시 바람으로부터 대응 가능하도록 능동적으로 수평유지 및 자세제어를 정밀하게 할 수 있게 구성된다. 즉 상기 Vision Sensor Camera(181) 및 LiDAR Sensor(182)로부터 취득한 지형물 사진데이터 및 고도정보를 미션 컴퓨터(183)로 전송하고 미션 컴퓨터(183)는 이를 입력받아 비행제어부(170)로 전송한다. 그리고, 비행제어부(170)에서 모터(141)의 각도를 결정하는 서보모터(152)와 날개부(110)에 부착된 에일러론 서보모터(131)로 동시에 신호를 보내어 바람이 부는 방향쪽으로 기체를 제어하여 방향전환을 할 수 있도록 한다.With this configuration, the flight control unit 170 controls the steering angle of the aileron 130 and the tilting angle of the tilting unit 150 using pulse width modulation (PWM) of the output data transmitted from the mission computer 183. By precisely controlling, the drone vehicle 100 is configured to actively maintain the level and precisely control the attitude so that the drone vehicle 100 can respond to the wind during vertical take-off and landing and hovering. That is, the terrain photo data and altitude information acquired from the Vision Sensor Camera 181 and the LiDAR Sensor 182 are transmitted to the mission computer 183, and the mission computer 183 receives them and transmits them to the flight control unit 170 . In addition, the flight control unit 170 sends a signal to the servomotor 152 that determines the angle of the motor 141 and the aileron servomotor 131 attached to the wing unit 110 at the same time to control the aircraft in the windy direction so that it can change direction.

따라서, GPS를 통하지 않고서도 비젼 센서 카메라(Vision Sensor Camera, 181) 및 라이다 센서(LiDAR Sensor, 182)에서 촬영된 이미지를 전송받아 기준 이미지 및 위치변경에 따른 위치변경 이미지를 비교 처리하여, 비행제어부(170)를 통해 능동적으로 기준 이미지에 맞게 기체가 이동되도록 에일러론(130)의 타각면 및 틸팅부(140)의 틸팅각도를 정밀하게 제어함으로써 기체가 이착륙 또는 호버링시 바람에 대응하여 능동적으로 수평유지 및 자세제어를 정밀하게 할 수 있게 된다.Therefore, without going through the GPS, the vision sensor camera (Vision Sensor Camera, 181) and the LiDAR sensor (LiDAR Sensor, 182) receive the image, compare and process the reference image and the position change image according to the position change, and fly The control unit 170 precisely controls the steering angle of the aileron 130 and the tilting angle of the tilting unit 140 so that the aircraft actively moves in accordance with the reference image, so that the aircraft actively horizontally responds to the wind during take-off and landing or hovering. Maintenance and posture control can be performed precisely.

나아가, 상기 날개부(120)의 단부에는 날개와 90도 수직형태로 구비되어 와류 현상을 방지할 수 있도록 하는 윙팁(123)이 설치되는 것이 바람직하다. 상기 윙팁(123)은 각각의 날개부(120)의 끝단에는 날개부 진행방향에서 절곡하되 단부로 갈수록 상향되도록 형성되는 것이 바람직하고 절곡 정도는 날개부(120)에서 수직방향 또는 비스듬한 경사도를 가질 수 있다.Furthermore, it is preferable that a wing tip 123 is installed at the end of the wing portion 120 so as to be perpendicular to the wing at 90 degrees to prevent a vortex phenomenon. The wing tip 123 is preferably formed at the end of each wing 120 to be bent in the wing propagation direction but upward toward the end, and the degree of bending may have a vertical direction or an oblique inclination in the wing 120 there is.

더 나아가, 상기 윙팁(123)의 저면에는 드론 비행체(100)의 수직이착륙 시 랜딩용 지지역할을 수행하는 랜딩지지봉(124)이 돌출 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 랜딩지지봉(124)을 통해 기체가 지면에 대해 수직으로 세워져 이륙 또는 착륙시 기체가 넘어지지 않으면서 랜딩용 지지역할을 수행하게 구성된다.Furthermore, it is preferable that a landing support rod 124 protruding from the bottom surface of the wingtip 123 to perform a landing support role during vertical take-off and landing of the drone vehicle 100. That is, the aircraft is erected vertically with respect to the ground through the landing support bar 124, so that the aircraft does not fall over during take-off or landing and performs a supporting role for landing.

다음으로, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 발사장치(200)는 상기 드론 비행체(100)가 장착되고 드론 비행체(100)를 소정 높이로 수직 발사하여 이륙시키게 구성된다. 즉, 상기 발사장치(200)를 통해 드론 비행체(100)를 자체 동력 없이 소정 높이까지 발사하여 이륙시킬 수 있기 때문에 바람에 영향없이 원하는 고도까지 빠르고 용이하게 위치시킬 수 있다.Next, as shown in FIGS. 7 and 8 , the launch device 200 is configured to mount the drone vehicle 100 and vertically launch the drone vehicle 100 to a predetermined height to take off. That is, since the drone vehicle 100 can be launched and taken off to a predetermined height without its own power through the launch device 200, it can be quickly and easily positioned to a desired altitude without affecting the wind.

좀 더 구체적으로, 상기 발사장치(200)는 바닥판(211) 및 바닥판(211)의 전후단에서 상측으로 돌출되어 상기 드론 비행체(100)가 수직으로 끼움되는 끼움홈부(212a)를 형성하는 한쌍의 수직지지대(212)로 구성되는 장착하우징(210)과, 상기 끼움홈부(212a) 내부에 상기 바닥판(211)에 설치되고 상면에 상기 드론 비행체(100)의 저면이 안착되는 안착홈(221)이 형성되는 비행체 받침대(220)와, 압축공기를 발생시켜 공급하는 에어실린더(230)와, 상기 비행체 받침대(220)에 설치되어 상기 에어실린더(230)에서 공급되는 압축공기를 안착홈(221)측으로 분사시켜 비행체 받침대(220)에 장착된 드론 비행체(100)를 수직으로 발사시키는 분사노즐(240)과, 상기 에어실린더(230)에서 분사노즐(240)을 통해 압축공기가 분사되도록 작동시키는 발사버튼(250)을 포함하여 구성된다.More specifically, the launch device 200 protrudes upward from the front and rear ends of the bottom plate 211 and the bottom plate 211 to form a fitting groove 212a into which the drone vehicle 100 is vertically fitted. A mounting housing 210 composed of a pair of vertical supports 212 and a seating groove installed on the bottom plate 211 inside the fitting groove 212a and in which the lower surface of the drone vehicle 100 is seated on the upper surface ( 221) is formed, the air cylinder 230 generates and supplies compressed air, and the air cylinder 220 is installed on the aircraft support 220 and the compressed air supplied from the air cylinder 230 is seated in a seating groove ( 221) and the injection nozzle 240 for vertically launching the drone flight body 100 mounted on the flight body 220 by spraying to the side, and the air cylinder 230 operates so that compressed air is sprayed through the injection nozzle 240 It is configured to include a triggering button 250.

이와 같은 구성에 의해, 드론 비행체(100)를 끼움홈부(221a)를 통해 비행체 받침대(220)에 안착시켜 장착하우징(210)P에 장착시킨 상태에서, 에어실린더(230)에서 압축공기를 발생시켜 저장하고, 발사버튼(250)을 눌러 에어실린더(230)에 저장된 압축공기를 분사노즐(240)을 통해 비행체 받침대(220)에 안착된 드론 비행체(100)의 저면으로 분사시켜, 드론 비행체(100)를 비행체 받침대(220)에서 발사되도록 한다. 물론, 드론 비행체(100)가 발사 후 일정고도가 되면 추력부의 모터(141)에 전원이 능동적으로 공급되어 이륙 및 자세제어를 할 수 있게 구성된다.With this configuration, in a state where the drone aircraft 100 is seated on the aircraft support 220 through the fitting groove 221a and mounted in the mounting housing 210 P, compressed air is generated from the air cylinder 230 Save, and press the launch button 250 to spray the compressed air stored in the air cylinder 230 through the injection nozzle 240 to the lower surface of the drone flight body 100 seated on the flight body 220, the drone flight body 100 ) to be launched from the aircraft stand 220. Of course, when the drone vehicle 100 reaches a certain altitude after launch, power is actively supplied to the motor 141 of the thrust unit so that take-off and posture control are possible.

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100: 드론 비행체 110: 동체부
120: 날개부 130: 에일러론
140: 추력부 150: 틸팅부
160: 감지부 170: 비행제어부
181: 비젼 센서 카메라 182: 라이다 센서
183: 미션 컴퓨터
200: 발사장치 210: 장착하우징
220: 비행체 받침대 230: 에어실린더
240: 분사노즐 250: 발사버튼
100: drone flight body 110: fuselage
120: wing 130: aileron
140: thrust part 150: tilting part
160: detection unit 170: flight control unit
181: vision sensor camera 182: lidar sensor
183: mission computer
200: launcher 210: mounting housing
220: flight support 230: air cylinder
240: injection nozzle 250: firing button

Claims (7)

수직이착륙이 가능한 수직이착륙 드론 비행체로써,
동체부와,
상기 동체부의 양측에 마련된 날개부와,
상기 날개부의 하단부에 각각 마련되고 에일러론 서보모터의 각도 조절에 의해 상기 동체부의 비행되는 방향을 조종하는 날개 형태의 에일러론과,
상기 날개부의 양측에 각각 배치되어 있으며, 추진력을 발생하여 수직이착륙이 가능하면서 비행되는 추진력을 발생시키는 추력부와,
상기 동체부가 수직이착륙이 가능하면서 비행되도록 상기 추력부의 틸팅이 가능하도록 설치되는 틸팅부와,
상기 동체부 내에 설치되어 동체부의 자세, 기울기, 방향, 각도, 속도, 가속도, 고도, 온도 중 적어도 하나 이상을 감지하는 감지부와,
상기 동체부 내에 설치되고 수직이착륙 및 비행을 제어하며 상기 감지부로 부터 수집된 데이터에 따라 상기 동체부가 수직이착륙하거나, 수평방향으로 비행시 자세를 제어하도록 상기 에일러론의 타각면 및 틸팅부의 틸팅각도를 제어하는 비행제어부를 포함하여 구성되는 드론 비행체; 및
상기 드론 비행체가 장착되고 드론 비행체를 소정 높이로 수직 발사하여 이륙시키게 구성되는 발사장치를 포함하여 구성되되,
상기 동체부의 저면에는 드론 비행체의 수직이착륙 및 호버링시 지표면의 사진촬영을 통한 이미지를 확보하는 비젼 센서 카메라(Vision Sensor Camera) 및 라이다 센서(LiDAR Sensor)가 설치되고,
상기 동체부의 내부에는 상기 비젼 센서 카메라(Vision Sensor Camera) 및 라이다 센서(LiDAR Sensor)에서 촬영된 이미지를 전송받아 기준 이미지 및 위치변경에 따른 위치변경 이미지를 보정하여 비교 처리하고, 비교 처리된 출력 데이터를 상기 비행제어부에 전송하는 미션 컴퓨터(Mission Computer)가 설치되어,
상기 비행제어부는 미션 컴퓨터로 부터 전송된 출력 데이터를 PWM(pulse width modulation)으로 상기 에일러론의 타각면 및 틸팅부의 틸팅각도를 정밀하게 제어하여, 상기 드론 비행체가 수직이착륙 및 호버링시 바람으로부터 대응 가능하도록 능동적으로 수평유지 및 자세제어를 정밀하게 할 수 있게 구성된 것을 특징으로 하는 발사장치를 구비한 능동형 수직이착륙 드론 비행체.
As a vertical take-off and landing drone vehicle capable of vertical take-off and landing,
with the fuselage,
Wings provided on both sides of the body;
wing-shaped ailerons provided at the lower ends of the wings and controlling the flying direction of the fuselage by adjusting the angle of the aileron servomotor;
A thrust unit disposed on both sides of the wing unit and generating propulsion to generate propulsion while enabling vertical take-off and landing;
a tilting unit installed to enable tilting of the thrust unit so that the fuselage unit can vertically take off and land;
a sensing unit installed in the torso to detect at least one of posture, inclination, direction, angle, speed, acceleration, altitude, and temperature of the torso;
It is installed in the fuselage and controls vertical take-off and landing and flight, and controls the steering angle of the aileron and the tilting angle of the aileron to control the posture when the fuselage takes off and lands vertically or flies in a horizontal direction according to the data collected from the sensing unit. A drone flight body comprising a flight control unit to; and
It is configured to include a launching device configured to mount the drone flight body and vertically launch the drone flight body to a predetermined height to take off,
A vision sensor camera and a LiDAR sensor are installed on the bottom of the fuselage to secure an image through taking pictures of the ground surface during vertical take-off and landing and hovering of the drone vehicle,
Inside the fuselage, the image captured by the vision sensor camera and LiDAR sensor is received, and the reference image and the position change image according to the position change are corrected and compared, and the comparison processed output A mission computer for transmitting data to the flight control unit is installed,
The flight control unit precisely controls the tilting angle of the tilting part and the steering surface of the aileron using PWM (pulse width modulation) output data transmitted from the mission computer, so that the drone flight body can respond to the wind during vertical take-off and landing and hovering An active vertical take-off and landing drone vehicle with a launcher, characterized in that it is configured to actively maintain the level and precisely control the attitude.
제1항에 있어서,
상기 추력부는 추진을 위한 회전력을 발생시키는 추진모터와, 상기 추진모터와 연결되어 회전력의 전달에 의해 추진력이 발생되는 추진프로펠러로 구성되고,
상기 틸팅부는 상기 날개부에 마련되는 틸팅몸체와, 상기 틸팅몸체에 설치되고 양측으로 회전축이 돌출 형성되는 서보모터와, 일측이 상기 서보모터의 회전축에 결합되고 타측에 상기 추진모터가 설치되어, 상기 비행제어부의 제어를 통해 회전되면서 추진프로펠러의 틸팅각도를 조절하는 틸팅마운트를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 발사장치를 구비한 능동형 수직이착륙 드론 비행체.
According to claim 1,
The thrust unit is composed of a propulsion motor for generating rotational force for propulsion, and a propulsion propeller connected to the propulsion motor and generating propulsion force by transmission of rotational force,
The tilting unit includes a tilting body provided on the wing, a servomotor installed on the tilting body and having a rotation shaft protruding from both sides, one side coupled to the rotation shaft of the servomotor and the propulsion motor installed on the other side, An active vertical take-off and landing drone vehicle with a launcher, characterized in that it comprises a tilting mount for adjusting the tilting angle of the propulsion propeller while being rotated through the control of the flight control unit.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 날개부의 단부에는 날개와 90도 수직형태로 구비되어 와류 현상을 방지할 수 있도록 하는 윙팁이 설치되고,
상기 윙팁의 저면에는 드론 비행체의 수직이착륙 시 랜딩용 지지역할을 수행하는 랜딩지지봉이 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 발사장치를 구비한 능동형 수직이착륙 드론 비행체.
According to claim 1,
At the end of the wing portion, a wing tip is installed at an angle of 90 degrees to the wing to prevent a vortex phenomenon,
An active vertical take-off and landing drone flight vehicle with a launcher, characterized in that a landing support rod protruding from the bottom of the wing tip to perform a landing support role during vertical take-off and landing of the drone flight vehicle.
제1항에 있어서,
상기 발사장치는,
바닥판 및 바닥판의 전후단에서 상측으로 돌출되어 상기 드론 비행체가 수직으로 끼움되는 끼움홈부를 형성하는 한쌍의 수직지지대로 구성되는 장착하우징과,
상기 끼움홈부 내부에 상기 바닥판에 설치되고 상면에 상기 드론 비행체의 저면이 안착되는 안착홈이 형성되는 비행체 받침대와,
압축공기를 발생시켜 공급하는 에어실린더와,
상기 비행체 받침대에 설치되어 상기 에어실린더에서 공급되는 압축공기를 안착홈측으로 분사시켜 비행체 받침대에 장착된 드론 비행체를 수직으로 발사시키는 분사노즐과,
상기 에어실린더에서 분사노즐을 통해 압축공기가 분사되도록 작동시키는 발사버튼을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 발사장치를 구비한 능동형 수직이착륙 드론 비행체.
According to claim 1,
The launcher is
A mounting housing composed of a pair of vertical supports protruding upward from the front and rear ends of the bottom plate and the bottom plate to form a fitting groove into which the drone flight body is vertically inserted;
An aircraft stand installed on the bottom plate inside the fitting groove and having a seating groove formed on an upper surface in which a bottom surface of the drone aircraft is seated;
An air cylinder for generating and supplying compressed air;
An injection nozzle installed on the aircraft support and injecting the compressed air supplied from the air cylinder toward the seating groove to vertically launch the drone vehicle mounted on the aircraft support;
An active vertical take-off and landing drone vehicle with a launch device, characterized in that it comprises a launch button that operates so that compressed air is injected through the injection nozzle in the air cylinder.
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