KR102631514B1 - Drone platform for shooting - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따라 임무장비를 장착하더라도 드론의 무게중심이 변화하지 않고 안정적인 비행능력을 제공할 수 있는 드론 플랫폼과 임무장비의 원할한 기능구현을 위해 비행체 자체의 비행자세를 즉각적으로 변경할 수 있으며, 임무장비 추가 전,후 무게중심의 변화없이 안정적인 비행자세를 유지할 수 있는 다양한 용도의 드론 플랫폼으로 비행 시 급격한 외부요인에도 안정적인 자세제어능력을 제공하는 것을 특징으로 하는 무게중심선상에 각종 임무장비 장착이 가능한 드론 플랫폼According to the present invention, even when mission equipment is installed, the center of gravity of the drone does not change and the flight attitude of the aircraft itself can be immediately changed to ensure smooth functioning of the drone platform and mission equipment that can provide stable flight capabilities, and the mission equipment can be immediately changed. It is a versatile drone platform that can maintain a stable flight attitude without changing the center of gravity before and after adding equipment. It is characterized by providing stable attitude control ability even under sudden external factors during flight. Various mission equipment can be installed on the center of gravity line. drone platform
Description
본 발명은 드론에 장착되는 각종 임무장비의 활용성을 높일 수 있도록 한 드론플랫폼에 관한 것이다. The present invention relates to a drone platform that improves the usability of various mission equipment mounted on drones.
일반적으로 드론에 장착되는 각종 임무장비가 장착되는 위치 및 구조상 프로펠러의 추력포인트와 무게중심점(Center of gravity : CG)이 이격되어 급격한 비행 및 불안정한 제어상태에 노출되는 경우가 발생하여 드론의 추락 및 안전을 위협하는 상황이 빈번하게 발생한다.In general, due to the location and structure of various mission equipment mounted on drones, the thrust point of the propeller and the center of gravity (CG) are spaced apart, resulting in rapid flight and unstable control, resulting in a fall and safety of the drone. Threatening situations occur frequently.
항공촬영용으로 사용되는 드론의 경우 드론의 메인프레임 하단에 카메라의 자세를 유지하는 짐벌을 장착하는 구조로 인해 드론의 무게중심이 하단에 위치하게 되며, 이로 인해 급격한 기동 및 정지 시 이격된 CG로 인해 비행 시 관성에 의한 비행 컨트롤 및 전력의 급격한 부하를 발생시켜 컨트롤러의 제어능력을 상실하게 되어 추락 및 안전을 위협하는 요인을 내포하고 있다. In the case of drones used for aerial photography, the center of gravity of the drone is located at the bottom due to the structure of mounting a gimbal that maintains the camera posture at the bottom of the drone's main frame. This causes the CG to be spaced out during rapid maneuvers and stops. During flight, a sudden load of flight control and power due to inertia is generated, causing loss of control ability of the controller, which poses a risk of falling and safety.
항공방제용으로 사용되는 농사용 드론의 경우에도 드론의 메인프레임 하단에 드론의 중량보다 무거운 약제통을 장착하여 운용하는데 방제드론의 특성상 반복적인 정지, 좌우 이동 등의 비행루틴을 구현해야 하는 과정에서 CG가 하단에 쏠리게 된 상태에서 발생하는 드론의 비행안정성과 급격한 부하발생 등 최악의 비행조건으로 인해 잦은 추락사고로 방제효율이 저하된다.Even in the case of agricultural drones used for aerial pest control, they are operated by mounting a chemical container heavier than the weight of the drone at the bottom of the main frame of the drone. Due to the nature of the pest control drone, flight routines such as repetitive stopping and moving left and right must be implemented in the process, so CG is used. Control efficiency is reduced due to frequent crashes due to the worst flight conditions, such as the drone's flight stability and rapid load that occur when the drone is tilted to the bottom.
국방용으로 사용되는 드론의 경우에도 메인프레임 하단에 사격용 소총이나 유탄발사기, 정찰용 카메라 짐벌 등을 장착하여 운용하는데 이런 군사용 드론의 경우는 일반적인 드론의 운용환경보다 더욱더 심각한 상황이다. 일반적인 드론의 임무장비는 메인프레임의 하단에 고정되어 있는 형태에서 벗어나지 못해 군사용 드론 중 소총이나 유탄발사기 등 사격 시 발생하는 순간적이며 반복적인 반동은 드론의 비행안정성을 위협하는 요소가 되어 사격의 정확도를 기할 수 없는 구조이다.Even in the case of drones used for national defense, shooting rifles, grenade launchers, and reconnaissance camera gimbals are mounted and operated at the bottom of the main frame. In the case of military drones, the operating environment is more serious than that of general drones. The mission equipment of a typical drone cannot escape from the fixed form at the bottom of the main frame, so the momentary and repetitive recoil that occurs when shooting military drones such as rifles or grenade launchers becomes a factor that threatens the flight stability of the drone, reducing the accuracy of shooting. It is an impossible structure.
드론의 구성요소 중 비행안전성과 제어안정성을 저해하는 여러 가지 요소 중 가장 큰 비중을 차지하는 요인들을 제거하여 최적의 비행조건을 제공하는 것이 필요한 바 드론에 사용하는 어떠한 임무장비를 장착하더라도 추력포인트와 CG가 일치하는 구조의 비행체(드론 플랫폼)가 필요하다.Among the drone components, it is necessary to provide optimal flight conditions by eliminating the factors that account for the largest proportion of the factors that impede flight safety and control stability. No matter what mission equipment is used on the drone, the thrust point and CG A flying vehicle (drone platform) with a structure that matches is required.
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 임무장비를 장착하더라도 프로펠러의 추력포인트와 비행체 전체의 CG 위치가 동일한 포인트에서 벗어나지 않는 메인프레임으로 인하여 최상의 비행안정성과 제어안정성을 확보할 수 있도록 한다.In order to solve the problems of the prior art described above, the present invention ensures the best flight stability and control stability due to the main frame in which the thrust point of the propeller and the CG position of the entire aircraft do not deviate from the same point even when mission equipment is installed. .
종래기술에서, 드론의 경우 임무장비를 제외한 드론 고유의 프레임 구성만으로는 비행자세유지에 특이한 문제점이 발생하지 않지만, 임무장비 장착으로 비행체에서 가장 중요한 CG가 비행체 고유의 추력포인트에서 벗어나게 되며 이로 인해 비행 시 비행체 자체에서 부하의 불균형이 발생하며 나아가 비행 컨트롤러가 제어 가능한 한계를 벗어나는 문제점이 발생하는 바 다양한 형태의 임무장비를 장착하더라도 추력포인트와 CG가 일치하는 최적의 메인프레임을 제공하며 임무장비의 원할한 기능구현을 위해 비행체 자체가 상,하향 방향으로 틸팅되면서 모터와 프로펠러는 수평을 유지하는 구조로 임무장비의 활용도 및 효율을 배가 시키도록 하는 드론플랫폼을 제공하고자 한다.In the prior art, in the case of drones, there are no unique problems in maintaining the flight attitude with the unique frame configuration of the drone excluding the mission equipment. However, with the installation of the mission equipment, the most important CG of the aircraft deviates from the aircraft's unique thrust point, which causes problems during flight. Load imbalance occurs in the aircraft itself, and furthermore, problems arise where the flight controller goes beyond controllable limits. Even when various types of mission equipment are installed, an optimal main frame with thrust points and CGs that match each other is provided, and the mission equipment runs smoothly. In order to implement the function, we aim to provide a drone platform that doubles the utilization and efficiency of mission equipment by maintaining the motor and propeller horizontally while the aircraft itself tilts upward and downward.
본 발명의 일 실시 예로써, 임무장비가 장착되는 비행체에 있어서, 메인프레임; 프로펠러; 프로펠러를 회전시키는 모터: 모터를 메인프레인의 몸체에 연결하는 모터붐대; 모터와 프로펠러는 모터붐대를 중심으로 상,하 대칭되게 설치되는 것을 특징으로 한다.As an embodiment of the present invention, an aircraft equipped with mission equipment includes: a mainframe; prop; Motor that rotates the propeller: Motor boom connecting the motor to the body of the main frame; The motor and propeller are installed symmetrically up and down around the motor boom.
모터는 상,하모터;로 되고, 상,하모터에 의해 회전하는 상,하프로펠러; 메인프레임의 좌,우,전,후에 일정하게 연결되어, 메임프레임의 무게중심과 추력포인트가 일치하는 것을 특징으로 한다.The motors are upper and lower motors; upper and lower propellers rotated by the upper and lower motors; It is connected consistently to the left, right, front, and rear of the main frame, and is characterized by matching the center of gravity and thrust point of the main frame.
메인프레임이 무게중심선을 축으로하여 전,후틸팅 시, 전방틸팅축과 후방틸팅축, 모터, 프로펠러 및 FC는 메인프레임이 회전하고자 하는 방향과 반대방향, 동일한 각도값으로 회전하는 것을 특징으로 한다.When the main frame tilts forward and backward about the center of gravity, the front tilting axis, rear tilting axis, motor, propeller, and FC rotate in the direction opposite to the direction in which the main frame wants to rotate and at the same angle value. .
측면프레임을 전,후방에서 지지하는 프레임지지대; 프레임지지대에 지지되는 전,후방프레임; 전,후방틸팅축; 및 전후방틸팅장치; 측면프레임에 의하여 지지되는 임무장비장착가이드; 임무장비장착가이드에 의하여 지지되는 짐벌;을 포함하는 것을 특징으로 한다.Frame supports that support the side frames from the front and rear; Front and rear frames supported on frame supports; Front and rear tilting axes; and front and rear tilting device; Mission equipment mounting guide supported by the side frame; It is characterized in that it includes a gimbal supported by a mission equipment mounting guide.
짐벌은 메인프레임의 무게중심선상에 장착되고, 임무장비는 소총 또는 영상장비; 임무장비는 짐벌의 몸체에 장착되어, 메인프레임의 무게중심에 장착이 가능하고, 짐벌에 의하여 앵글변환이 가능한 것을 특징으로 한다.The gimbal is mounted on the center of gravity of the main frame, and the mission equipment is a rifle or video equipment; The mission equipment is mounted on the body of the gimbal, can be mounted on the center of gravity of the main frame, and can change angles by the gimbal.
전방틸팅축의 일부분에는 내부에 자이로, 가속도센서, 압력센서를 포함하는 FC(Flight Controller); 짐벌은 Pitch축모터; Yaw축모터; 쇽업쇼버;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.A portion of the forward tilting axis includes an FC (Flight Controller) that includes a gyro, acceleration sensor, and pressure sensor; The gimbal has a pitch axis motor; Yaw axis motor; It is characterized in that it further includes a shock absorber.
모터 및 짐벌은 FC(Flight Controller)에 의해 작동되고, 전,후방 틸팅장치는 원격조정기에 의해 작동되는 것으로, 짐벌은 원격조정기에 의해서도 운전되는 것을 특징으로 한다.The motor and gimbal are operated by an FC (Flight Controller), the forward and backward tilting devices are operated by a remote controller, and the gimbal is also operated by a remote controller.
임무장비를 운영 시, 소총의 조준선 정렬에 필요한 전방 시야 또는 영상장비의 카메라 앵글 확보를 위하여, 전,후방틸팅축을 상향 또는 하향 틸팅하게 하는 것을 특징으로 한다.When operating mission equipment, the front and rear tilting axes are tilted upward or downward to secure the camera angle of the front view or video equipment necessary for aligning the rifle's aiming line.
짐벌은, 소총을 장착하여 고정하는 소총파지용 브라켓; 소총 사격 시 발생하는 충격 및 반동을 완화시켜주는 쇽업쇼버;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The gimbal includes a bracket for holding a rifle that mounts and secures the rifle; It is characterized by including a shock absorber that alleviates the shock and recoil that occurs when shooting a rifle.
따라서, 본 발명은 프레임의 전,후방 틸팅축을 기준으로 모터, 프로펠러, FC가 원격조종기와 틸팅장치에 의해 틸팅이 되는 프레임에 장착된 (택배, 배달용, 이벤트용품등을 싣고 수많은 관중들 위에서 안전에 위배되지 않는 물품들을 낙하시켜주는 등의 엔터테인먼트 드론분야, 방제용 드론처럼 중량물을 무게중심선상에 실어서 안정감 있는 비행이 필요한 분야, 각종 임무장비를 필요로 하는 경찰드론, 해수욕장 인명구조용 드론, 로봇팔을 장착하여 안정적인 비행이 필요한 분야, 환경관련 모니터링 및 예측관련분야, 산불방지 및 초기진화용, 곤충살상 및 밀렵드론, 의료용품 전달, 우편물 배달, 연회 향연, 건설 모니터링, 불꽃놀이 드랍드론, 대향 led 디스플레이를 이용한 광고용 및 멀티미디어 드론, 씨앗파종드론등 다양하게 활용할수 있을 것이며 군용으로는 드론의 추력을 키워 미사일 발사용으로도 활용 가능하고 폭판투하, 전장 의료품공급 등)임무장비의 기능을 구현하는데 필요한 시야 및 공간확보가 용이하며, 임무장비를 장착하더라도 추력포인트와 CG가 일치하는 메인프레임으로 인하여 안정적인 비행자세 유지와 급격한 비행조건에서도 원할한 제어능력을 갖출 수 있다.Therefore, the present invention is a frame in which the motor, propeller, and FC are tilted by a remote control and a tilting device based on the front and rear tilting axes of the frame (carrying courier, delivery, event supplies, etc.) and safely riding on a large number of spectators. Entertainment drone fields that drop non-violating items, fields that require stable flight by carrying heavy objects on the center of gravity such as pest control drones, police drones that require various mission equipment, beach life-saving drones, and robot arms. Fields requiring stable flight, environmental monitoring and prediction-related fields, forest fire prevention and early extinguishing, insect killing and poaching drones, medical supply delivery, mail delivery, banquet feasts, construction monitoring, fireworks drop drones, opposing LEDs It can be used in a variety of ways, such as advertising and multimedia drones using displays and seed-seeding drones. For military purposes, the thrust of the drone can be increased to use it to launch missiles, and it is necessary to implement the functions of mission equipment (dropping bombs, supplying battlefield medical supplies, etc.) It is easy to secure visibility and space, and even when equipped with mission equipment, the main frame with the same thrust point and CG allows for stable flight posture and smooth control even under rapid flight conditions.
또한, 드론의 무게중심선상에 임무장비를 배치하도록 설계하여 과격한 비행이나 드론의 자세의 불균형에도 자세제어 능력을 최적의 수준으로 하여 최적의 짐벌구현을 할 수 있고, 급격한 기동이나 급발진 및 정지 시 컨트롤러의 제어능력을 상실하지 않고 원할한 작동으로 최적의 비행을 할 수 있는 것이다.In addition, by designing the mission equipment to be placed on the drone's center of gravity, it is possible to implement optimal gimbals by maintaining the attitude control ability at an optimal level even during aggressive flight or imbalance in the drone's attitude. Optimal flight can be achieved with smooth operation without losing control.
도1은 종래발명의 드론에 임무장비를 장착 시 프로펠러의 추력포인트(TP)와 이격된 위치에 무게중심(CY)이 형성된 프레임 구조를 나타낸 사시도.
도2는 본 발명의 드론의 무게중심선상에 임무장비를 장착할 수 있도록 한 드론플랫폼의 전체적인 모습을 나타낸 결합사시도.
도3은 본 발명의 메인프레임의 중간에 임무장비를 장착할 수 있는 공간이 확보된 프레임 구조를 나타내는 사시도.
도4는 본 발명의 프레임 전방이 시계방향으로 상향 틸팅되어 비행체 전방 및 하방 공간이 시야확보된 상태에서도 모터와 프로펠러는 수평상태를 유지하는 사시도.
도5는 본 발명의 비행체의 전방이 하향으로 틸팅되어 비행체 전방 및 상방 공간이 시야확보된 상태에서도 모터와 프로펠러는 수평상태를 유지하는 사시도.
도6은 본 발명의 비행체 전방을 무게중심선을 기준으로 상향 틸팅하여 짐벌에 임무장비인 사격용 소총을 부착하여 지상 표적을 조준하기 위해 임무장비의 전방 및 하방 공간의 시야확보가 된 상태를 나타낸 사시도.
도7는 본 발명의 모터붐대와 프로펠러를 폴딩하여 드론의 부피를 최소화하여 휴대성을 좋게 한 사시도.
도8은 본 발명의 모터붐대를 폴딩하는 폴딩암 구조를 상세하게 표시한 사시도.
도9는 본 발명의 전방틸팅축 중간에 FC를 장착된 것을 나타내는 사시도.
도10은 본 발명의 메인프레임을 나타내는 사시도.
도11은 본 발명의 모터붐대를 틸팅하는 틸팅장치를 상세하게 나타내는 사시도.
도12는 본 발명의 모터 및 프로펠러, 카본파이프 등이 결합된 사시도.
도13은 본 발명의 짐벌의 사시도.
도14는 본 발명의 임무장비인 사격용 소총이 짐벌에 장착된 것을 나타내는 사시도.Figure 1 is a perspective view showing a frame structure in which the center of gravity (CY) is formed at a position spaced apart from the thrust point (TP) of the propeller when mission equipment is mounted on a drone of a conventional invention.
Figure 2 is a combined perspective view showing the overall appearance of the drone platform that allows mission equipment to be mounted on the center of gravity of the drone of the present invention.
Figure 3 is a perspective view showing a frame structure in which space for mounting mission equipment is secured in the middle of the main frame of the present invention.
Figure 4 is a perspective view of the motor and propeller maintaining a horizontal state even when the front of the frame of the present invention is tilted upward clockwise to ensure visibility of the space in front and below the aircraft.
Figure 5 is a perspective view of the motor and propeller maintaining a horizontal state even when the front of the aircraft of the present invention is tilted downward and the space in front and above the aircraft is clearly visible.
Figure 6 is a perspective view showing a state in which the front of the aircraft of the present invention is tilted upward based on the center of gravity, and a shooting rifle, which is mission equipment, is attached to the gimbal to ensure visibility of the space in front and below the mission equipment to aim at a ground target. .
Figure 7 is a perspective view of the present invention in which the motor boom and propeller are folded to minimize the volume of the drone and improve portability.
Figure 8 is a perspective view showing in detail the folding arm structure for folding the motor boom of the present invention.
Figure 9 is a perspective view showing FC mounted in the middle of the front tilting axis of the present invention.
Figure 10 is a perspective view showing the main frame of the present invention.
Figure 11 is a perspective view showing in detail the tilting device for tilting the motor boom of the present invention.
Figure 12 is a perspective view of the motor, propeller, carbon pipe, etc. of the present invention combined.
Figure 13 is a perspective view of the gimbal of the present invention.
Figure 14 is a perspective view showing a shooting rifle, which is the mission equipment of the present invention, mounted on a gimbal.
이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention, in which the object of the present invention can be realized in detail, will be described with reference to the attached drawings. In describing embodiments of the present invention, the same names and the same symbols are used for the same components, and additional description accordingly will be omitted.
도1은 종래발명의 드론에 임무장비를 장착 시 프로펠러의 추력포인트와 이격된 위치에 무게중심(CG)이 형성되어 열악한 드론의 제어환경을 내포하고 있는 프레임 구조를 나타낸 사시도이다.Figure 1 is a perspective view showing a frame structure that implies a poor drone control environment because the center of gravity (CG) is formed at a location spaced apart from the thrust point of the propeller when mission equipment is mounted on a drone of a prior invention.
여기서, 종래에 사용하는 일반적인 드론에 임무장비를 장착할 경우 기 완성된 드론의 비행체에 무게중심(CG)을 최대한 드론의 Z축에 해당하는 무게중심선(C)상에 맞추기 위해 임무장비(T)의 장착위치를 고민하게 되지만 기존 비행체의 확장성 및 임무장비(T) 장착 공간을 고려하지 못하여 임무장비(T) 장착 시, 프로펠러(430)의 수평축과 일치하는 추력포인트(TP)와 임무장비(T) 추가 후의 드론의 무게중심(CG)이 급격하게 이동되어 무게중심선(C)상에 임무장비(T)를 장착하기에는 한계가 있었고, 이로 인하여 불안한 상태에서 비행을 하게 되는 위험한 상황에 직면해 있었다.Here, when attaching mission equipment to a conventional drone, the mission equipment (T) is installed to align the center of gravity (CG) of the completed drone as much as possible on the center line (C) corresponding to the Z-axis of the drone. Although the installation location of the aircraft cannot be considered, the expandability of the existing aircraft and the space for installing the mission equipment (T) cannot be considered, so when installing the mission equipment (T), the thrust point (TP) and mission equipment (TP) that coincide with the horizontal axis of the propeller (430) are installed. T) After the addition, the center of gravity (CG) of the drone moved rapidly, so there was a limit to mounting the mission equipment (T) on the center of gravity line (C), and as a result, the drone was faced with a dangerous situation of flying in an unstable state. .
이러한 문제점은 드론의 핵심센서인 자이로, 가속도센서를 이용해 Roll, Picth, Yaw값을 구하는 PID (Proportinal Integral Differential) 제어값을 변경하여 FC가 자세제어 하도록 유도하고 있으나 임무장비(T)의 중량변화와 장착위치에 따른 PID 제어는 복잡한 계산을 요하게 되며 일반적인 사용자의 경우 정확한 제어값을 구하기란 힘든 상황이며 이로 인해 정상적인 비행자세를 구현하는 것은 어려운 상황이었다. This problem is caused by changing the PID (Proportinal Integral Differential) control value, which calculates the roll, picth, and yaw values using the gyro and acceleration sensor, which are the core sensors of the drone, to induce the FC to control its attitude. However, due to changes in the weight of the mission equipment (T), PID control depending on the mounting location requires complex calculations, and for general users, it is difficult to obtain accurate control values, which makes it difficult to implement a normal flight attitude.
또한, 종래의 소총사격드론의 경우 드론의 하단에 짐벌(300)과 소총(T)을 장착하여 운용하는 과정에서 비행체 고유의 무게중심선(C)을 벗어난 상태에서 격발 시 무게중심(CG)에서 이격된 위치에서 비행체에 충격파가 전달됨으로 인해 드론의 자세제어능력을 상실하게 하게 되며, 사격 시 가장 중요한 조준선 정렬이 흐트러지는 문제점이 있었다.In addition, in the case of a conventional rifle shooting drone, in the process of operating a gimbal (300) and a rifle (T) mounted on the bottom of the drone, it deviates from the unique center of gravity (C) of the aircraft and moves away from the center of gravity (CG) when fired. Due to the shock wave being transmitted to the aircraft in the given position, the drone's attitude control ability was lost, and there was a problem in that the alignment of the aiming line, which is most important when shooting, was disturbed.
이러한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 비행체의 기본적인 구조를 추력포인트(TP)와 무게중심(CG)이 일치하는 위치에 임무장비(T)를 장착할 수 있는 공간을 확보한 프레임 기반 플랫폼을 구현한다. 여러 가지 임무장비(T)의 구조를 감안하여 비행체의 중심부에 모듈형태의 임무장비(T)를 장착할 수 있는 공간을 제공하는 메인프레임 구조를 제공한다.In order to solve this problem, the present invention implements a frame-based platform that secures space for mounting mission equipment (T) at a location where the thrust point (TP) and center of gravity (CG) coincide with the basic structure of the aircraft. . Considering the structure of various mission equipment (T), a mainframe structure is provided that provides space for mounting module-type mission equipment (T) at the center of the aircraft.
이와 더불어 임무장비(T)의 기능과 활용성을 배가시킬 수 있도록 비행 시 비행체의 횡축에 해당하는 무게중심선(C)을 이루는 수평선을 기준으로 전방틸팅축(130)은 상향, 후방틸팅축(131)은 하향 틸팅되게 작동시켜 카메라를 장착하는 경우 카메라의 앵글을 상,하 원하는 방향으로 시야를 확보할 수 있도록 하거나, 소총 사격드론의 경우 전방으로 향하는 소총의 조준선상에 드론의 프레임이 간섭받지 않도록 하는 등 각종 임무장비(T)의 활용성을 배가 시킬 수 있도록 한다. 또한 비행체가 틸팅되는 과정에서 모터(410)와 프로펠러(430) 등은 수평을 유지할 수 있도록 동시에 틸팅하는 구조를 갖는다.In addition, in order to double the function and usability of the mission equipment (T), the forward tilting axis (130) is tilted upward and the rear tilting axis (131) is tilted upward based on the horizontal line forming the center of gravity (C) corresponding to the transverse axis of the aircraft during flight. ) is operated in a downward tilting manner so that when mounting a camera, the angle of the camera can be secured in the desired direction up or down, or in the case of a rifle shooting drone, to prevent the frame of the drone from interfering with the aiming line of the rifle facing forward. It is possible to double the usability of various mission equipment (T). In addition, during the process of tilting the aircraft, the motor 410 and the propeller 430 have a structure that tilts simultaneously so that they can remain horizontal.
이러한 구동 메카니즘을 이용하여 틸팅이 불가능한 종전의 드론에서 임무장비(T)의 시야확보 및 구동공간을 여유롭게 확보할 수 있으므로 영상장비에 해당하는 카메라 짐벌(300)등의 구동에 최적의 환경을 제공할 수 있으며 국방용 소총사격드론의 경우 비행체의 무게중심선(C)상에 쇽업소버(330)를 포함하는 짐벌(300)에 소총을 안착하여 원격 조종기로 자유로운 조준자세를 취하거나 격발 시 발생하는 충격으로 조준선이 흐트러지는 상황이 발생하지 않는 최적의 메카니즘을 구현할 수 있게 되었다. 사격 시 노리쇠 후퇴 및 전진, 안전레버, 방아쇠등의 동작은 원격조종기에 의해 소총의 몸체에 부착된 서보모터(미도시)에서 각각 동작하도록 한다. Using this driving mechanism, it is possible to comfortably secure the field of view and operating space for the mission equipment (T) in conventional drones that cannot tilt, providing an optimal environment for driving camera gimbals (300) corresponding to video equipment. In the case of a defense rifle shooting drone, the rifle is placed on the gimbal (300), which includes a shock absorber (330), on the center line of gravity (C) of the aircraft, and the rifle can be freely aimed using a remote control, or the shock generated when firing can be used. It has been possible to implement an optimal mechanism that prevents situations where the aiming line is disturbed. When shooting, the actions of the bolt retraction and advance, safety lever, and trigger are each operated by a servo motor (not shown) attached to the body of the rifle by a remote control.
해상구조용으로 활용되는 일반 드론의 경우 구조용 튜브 등을 투척하는 과정에서 투척 전,후 무게중심(CG)의 변화로 드론의 비행성이 변화하는 불안요소 등을 억제하거나 구조 포인트 확인용 카메라의 시야 확보를 위해 비행 상황에 따라 프레임의 틸팅각(a)을 최적의 상태로 변경하는 등의 기능을 원격조종기로 구현할 수 있으며 튜브를 투척 후 피구조자의 위치로 튜브를 유도하고, 튜브를 잡은 피구조자를 견인하는 견인줄을 무게중심선(C)상에 고정하여 드론의 비행안정성에도 무리가 없는 드론플랫폼 구조를 제공한다.In the case of general drones used for maritime rescue, in the process of throwing rescue tubes, etc., anxiety factors such as changes in the drone's flight performance due to changes in the center of gravity (CG) before and after throwing are suppressed or the camera's field of view is secured to confirm rescue points. For this purpose, functions such as changing the tilting angle (a) of the frame to the optimal state according to the flight situation can be implemented with a remote controller. After throwing the tube, it guides the tube to the rescuer's location and rescues the rescuer holding the tube. By fixing the towing line on the center of gravity (C), it provides a drone platform structure that does not affect the flight stability of the drone.
이를 위하여, 전,후방모터붐대(400,411)가 원격조종기에 의해 원하는 방향으로 틸팅가능해야 하며 전방틸팅축(130) 중간위치에 FC(500)를 장착하여 모터(410), 프로펠러(430), FC(500)등이 동일한 각도로 틸팅이 되도록 하는 구조를 취하여 드론의 자세제어에 필요한 센서들이 원할한 동작을 할 수 있도록 한다. For this purpose, the front and rear motor booms (400, 411) must be able to tilt in the desired direction by a remote control, and the FC (500) is mounted at the middle position of the front tilting axis (130) to control the motor (410), propeller (430), and FC. (500) has a structure that allows the lights to tilt at the same angle so that the sensors needed to control the drone's attitude can operate smoothly.
또한, 해상구조용의 경우 일반 드론의 경우 피구조자를 튜브와 연계하여 견인하는 역할을 수행할 시 견인줄을 고정하는 위치로 인해 드론의 무게중심(CG)이 급격하게 변경되므로 비행체의 무게중심선(C)상에 견인줄을 고정할 수 있는 프레임 구조를 제공해야 한다. 이 때, 프레임에 장착된 모터(410), 프로펠러(430), FC(500)가 지면과 수평인 상태에서 정지 호버링 비행을 한다.In addition, in the case of marine rescue, when a general drone performs the role of towing a rescued person by linking it with a tube, the center of gravity (CG) of the drone changes drastically due to the position where the tow line is fixed, so the center of gravity (C) of the aircraft A frame structure to which the tow line can be secured must be provided. At this time, the motor 410, propeller 430, and FC 500 mounted on the frame perform a stationary hovering flight while being horizontal to the ground.
도2는 본 발명의 드론의 무게중심선(C)상에 임무장비(T)를 장착할 수 있도록 한 드론플랫폼의 전체적인 모습을 나타낸 결합사시도이고, 도3은 본 발명의 메인프레임의 중간에 임무장비(T)를 장착할 수 있는 공간이 확보된 프레임 구조를 나타내는 사시도이고, 도4는 본 발명의 프레임 전방이 시계방향으로 상향 틸팅되어 비행체 전방 및 하방 공간이 시야확보된 상태에서도 모터와 프로펠러는 수평상태를 유지하는 사시도이고, 도5는 본 발명의 비행체의 전방이 하향으로 틸팅되어 비행체 전방 및 상방 공간이 시야확보된 상태에서도 모터와 프로펠러는 수평상태를 유지하는 사시도이고, 도6은 본 발명의 비행체 전방을 무게중심선(C)을 기준으로 상향 틸팅하여 짐벌(300)에 임무장비(T)인 사격용 소총을 부착하여 지상 표적을 조준하기 위해 임무장비(T)의 전방 및 하방 시야확보가 된 상태를 나타낸 사시도이다.Figure 2 is a combined perspective view showing the overall appearance of the drone platform that allows mounting mission equipment (T) on the center line of gravity (C) of the drone of the present invention, and Figure 3 is a combined perspective view showing the mission equipment in the middle of the main frame of the present invention. (T) is a perspective view showing a frame structure with space for mounting (T), and Figure 4 shows that the front of the frame of the present invention is tilted upward clockwise so that the motor and propeller are horizontal even when the space in front and below the aircraft is visible. It is a perspective view of maintaining the state, and Figure 5 is a perspective view of the motor and propeller maintaining a horizontal state even in a state where the front of the aircraft of the present invention is tilted downward and the space in front and above the aircraft is visible, and Figure 6 is a perspective view of the aircraft of the present invention. By tilting the front of the aircraft upward based on the center of gravity (C), a shooting rifle, which is mission equipment (T), is attached to the gimbal (300) to secure front and downward visibility of the mission equipment (T) in order to aim at a ground target. This is a perspective view showing the condition.
먼저, 도2에서, 종래의 소총사격드론의 경우 드론의 하단에 짐벌(300)과 소총(T)을 장착하여 운용하는 과정에서 비행체 고유의 무게중심선(C)을 벗어난 상태에서 격발 시 무게중심(CG)이 이격된 비행체에 충격파로 전달됨으로 인해 드론의 자세제어능력을 상실하는 요인을 보충하기 위해 필요이상으로 비행체를 대형화해야 하는 문제점이 있다.First, in Figure 2, in the case of a conventional rifle shooting drone, in the process of operating a gimbal 300 and a rifle (T) mounted on the bottom of the drone, the center of gravity ( There is a problem in that the aircraft must be made larger than necessary to compensate for the loss of the drone's attitude control ability due to the CG being transmitted as a shock wave to a spaced aircraft.
일반적인 소총사격 시 총구에서 탄환이 발사될 때 그 충격에 의한 반동이 총구를 통해 총열과 개머리판으로 전달되어 소총을 파지한 상태에 따라 총구가 정조준 상태에서 일시적으로 벗어나며 조준선이 상방으로 벗어나게 된다. 이러한 현상은 탄환의 반동이 총구와 총열, 개머리판의 순서로 직선상으로 전달이 되지만 소총을 파지하는 손과 개머리판을 견착하는 어깨의 위치가 총열보다 낮은 위치에 있으므로 총구가 위로 들리면서 조준선 정렬이 흐트러진다. In a typical rifle shooting, when a bullet is fired from the muzzle, the recoil from the impact is transmitted through the muzzle to the barrel and stock, causing the muzzle to temporarily deviate from the correct aiming state and the aiming line to deviate upward depending on the state in which the rifle is held. This phenomenon occurs because the bullet's recoil is transmitted in a straight line in the order of the muzzle, barrel, and stock, but since the hand that holds the rifle and the shoulder that holds the butt plate are located lower than the barrel, the muzzle is lifted upward and the aiming line is aligned. I feel disheveled.
도3에서와 같이, 본 발명은 드론의 추력을 담당하는 프로펠러(430)의 수직높이와 일치하는 추력포인트(TP)에 드론의 각종 임무장비(T)를 탑재할 수 있는 공간을 확보하여 드론의 추력포인트(TP)와 무게중심(CG)점이 일치하게 되며, 또한 비행 및 임무장비(T)의 기능발휘를 위해 드론의 비행자세를 변경할 수 있어 임무장비(T)의 성능을 배가시킴과 동시에 최적의 비행안정성을 확보할 수 있으며 제어안정성 향상으로 기존의 비행체 대비 비행시간을 증대시키고, 비행체의 크기도 경량화할 수 있는 것이다.As shown in Figure 3, the present invention secures a space for mounting various mission equipment (T) of the drone at the thrust point (TP) that matches the vertical height of the propeller (430) responsible for the thrust of the drone. The thrust point (TP) and the center of gravity (CG) point coincide, and the flight attitude of the drone can be changed for flight and function of the mission equipment (T), doubling the performance of the mission equipment (T) and providing optimal performance. It is possible to secure flight stability, and by improving control stability, the flight time can be increased compared to existing aircraft, and the size of the aircraft can also be reduced in weight.
또한, 소총사격 시 발생하는 충격과 반동으로 인해 조준선 정렬이 흐트러지는 상황에서 벗어나기 위해 임무장비(T)를 Pitch, Roll, Yaw축을 갖는 짐벌(300)에 장착한 후 프레임의 무게중심점(CG)에 장착하며, 소총을 부착한 짐벌(300) 내부는 소총의 사격에 의한 충격 및 반동을 완화시켜줄 쇽업소버(330)를 YAW축에 탑재하여 반동을 최소화하고, 소총이 장착된 YAW축은 Pitch축으로 둘러싸인 상태에서 메인프레임(100)에 고정되고, 소총의 총구, 총열의 수평선과 비행체의 무게중심선(C)을 일치시켜 사격 시 발생하는 반동이 조준선 정렬을 흐트리지 않고 총구와 일직선상으로 밀리는 정도의 사격자세를 취할 수 있어 연속적인 사격 시에도 총구와 조준선을 정조준 상태로 유지할 수 있고, 드론의 FC(500)가 원할한 비행제어를 가능하게 한다.In addition, in order to avoid situations where the aiming line alignment is disturbed due to the impact and recoil that occurs when shooting a rifle, the mission equipment (T) is mounted on a gimbal (300) with pitch, roll, and yaw axes and then placed at the center of gravity (CG) of the frame. Inside the gimbal (300) to which the rifle is attached, a shock absorber (330) is mounted on the YAW axis to alleviate the impact and recoil caused by the rifle's shooting, minimizing recoil, and the YAW axis on which the rifle is mounted is surrounded by the pitch axis. It is fixed to the main frame (100) in the state, and the horizontal line of the muzzle and barrel of the rifle is aligned with the center line of gravity (C) of the aircraft, so that the recoil that occurs when shooting is pushed in a straight line with the muzzle without disturbing the alignment of the aiming line. It can be positioned so that the muzzle and aiming line can be maintained in the correct aiming state even during continuous shooting, and the drone's FC (500) enables smooth flight control.
도6에서, 임무장비(T)인 소총을 탈거하고 해당 짐벌(300)에 카메라를 장착하면, 지상의 피사체를 촬영하는 용도에 적합해지며, 다양한 각도의 앵글을 원하는 촬영 시에도 전방틸팅축(130)에 카메라 짐벌(300)을 장착하고 메인프레임(100)을 틸팅시켜 운용함으로써 300도 이상의 촬영각을 확보할 수 있다. In Figure 6, if the rifle, which is the mission equipment (T), is removed and the camera is mounted on the gimbal 300, it becomes suitable for shooting subjects on the ground, and the front tilting axis ( By mounting the camera gimbal 300 on 130 and operating the main frame 100 by tilting it, a shooting angle of more than 300 degrees can be secured.
단, 전방틸팅축(130)에 카메라 짐벌(300)을 장착할 경우에는 소형카메라로 제한하며 무게중심선(C)이 횡축전방으로 약간 이동하므로 FC(500)에 의한 PID 제어로 이를 해결한다.However, when the camera gimbal 300 is mounted on the front tilting axis 130, it is limited to small cameras and the center of gravity (C) moves slightly forward on the horizontal axis, so this problem is solved by PID control by FC (500).
이러한 기능을 구현하기 위해서 우선적으로 비행체의 무게중심선(C)을 축으로 하여 원하는 방향으로 프레임을 틸팅할 수 있어야 하는데 이 기능은 전,후방틸팅축(130,131)을 프레임이 회전하고자하는 방향과 반대방향으로 회전시키면 자이로, 가속도 센서가 탑재된 FC(500)가 틸팅된 상태를 유지하면서 비행할 수 있도록 자세제어를 한다. 또한 모터(410)와 프로펠러(430)가 전,후방틸팅축(130,131)을 기준으로 틸팅할 때 FC(500)도 동일한 각도로 회전하도록 틸팅축(130)에 장착하거나 비행체의 무게중심선(C)상의 프레임에 FC(500)를 부착한다.In order to implement this function, it must first be possible to tilt the frame in the desired direction with the center line of gravity (C) of the aircraft as the axis. This function involves rotating the front and rear tilting axes (130, 131) in the opposite direction to the direction in which the frame is to be rotated. When rotated, the FC (500) equipped with a gyro and acceleration sensor controls its attitude so that it can fly while maintaining a tilted state. In addition, when the motor 410 and propeller 430 tilt based on the front and rear tilting axes 130 and 131, the FC 500 is also mounted on the tilting axis 130 so that it rotates at the same angle or is rotated at the center of gravity (C) of the aircraft. Attach FC (500) to the upper frame.
모터(410)와 프로펠러(430), FC(500)가 수평상태가 되면 FC(500)의 자세제어 기능으로 인하여 프로펠러(430)가 지면과 수평상태를 유지하면서 정지 호버링을 하는 안정적인 비행상태를 유지할 수 있다.When the motor 410, the propeller 430, and the FC 500 are in a horizontal state, the propeller 430 maintains a stable flight state of stationary hovering while maintaining a horizontal state with the ground due to the attitude control function of the FC 500. You can.
즉, 본 발명은 프레임에 장착된 임무장비(T)의 기능을 구현하는데 필요한 시야 및 공간확보를 할 수 있게 메인프레임(100)에 고정된 전.후방틸팅축(130,131)이 원격조종기에 의해 무게중심선(C)을 중심으로 동일한 각도로 틸팅이 되고 안정적인 FC(500)의 자세제어능력을 지원하기 위해 무게중심선(C)상에 임무장비(T)를 장착할 수 있는 공간을 확보하여 다양한 임무장비(T)를 장착하여 안정적인 비행을 하여 과격한 비행이나 급작스런 외부요인이 발생하여도 최적의 비행능력을 발휘한다.That is, in the present invention, the front and rear tilting axes 130 and 131 fixed to the main frame 100 are weighted by a remote controller to secure the field of view and space necessary to implement the functions of the mission equipment (T) mounted on the frame. In order to tilt at the same angle around the center line (C) and support the stable attitude control ability of the FC (500), space is secured to install mission equipment (T) on the center line (C) of various mission equipment. Equipped with (T), it flies stably and demonstrates optimal flight ability even in the event of aggressive flight or sudden external factors.
영상촬영용 카메라를 짐벌(300)에 장착하는 경우에도 카메라의 앵글에 드론의 프레임이나 프로펠러(430) 등이 방해가 되지 않도록 드론의 비행체 전방을 상향 또는 하향되게 메인프레임(100)을 틸팅하여 임무장비(T)가 원할한 동작을 구현할 수 있게 하며 무게중심선(C)상에 카메라 짐벌(300)을 장착 및 운용함으로써 비행체의 급출발, 정지 시에도 드론의 자세제어 능력이 유지되며 결과적으로 안정적인 영상촬영이 가능하다.Even when a camera for video shooting is mounted on the gimbal 300, the main frame 100 is tilted upward or downward toward the front of the drone to prevent the drone frame or propeller 430 from interfering with the angle of the camera. (T) enables smooth operation, and by mounting and operating the camera gimbal 300 on the center of gravity (C), the drone's attitude control ability is maintained even during sudden starts and stops of the aircraft, resulting in stable video shooting. possible.
이와 같이 드론의 하중을 증가시키는 임무장비(T)를 무게중심선(C)상에 안착시킬 수 있어, 모터붐대(400)에 장착된 모터(410) 및 프로펠러(430)는 중력방향과 직각을 이루는 수평상태를 유지하게 되며 급출발 및 급정지 시에도 최적의 안전한 비행이 가능하게 한다.In this way, the mission equipment (T) that increases the load of the drone can be seated on the center line (C), so the motor 410 and propeller 430 mounted on the motor boom stand 400 are perpendicular to the direction of gravity. It maintains a horizontal state and enables optimal and safe flight even during sudden starts and stops.
도7은 본 발명의 모터붐대와 프로펠러를 폴딩하여 드론의 부피를 최소화하여 휴대성을 좋게 한 사시도이고, 도8은 본 발명의 모터붐대를 폴딩하는 폴딩암 구조를 상세하게 표시한 사시도이고, 도9는 본 발명의 전방틸팅축 중간에 FC를 장착하는 구조를 나타내는 사시도이다.Figure 7 is a perspective view of improving portability by minimizing the volume of the drone by folding the motor boom and propeller of the present invention, and Figure 8 is a perspective view showing in detail the folding arm structure for folding the motor boom of the present invention. 9 is a perspective view showing the structure of mounting FC in the middle of the front tilting axis of the present invention.
도7 및 도8에서, 드론을 휴대 및 이동 시 드론의 부피를 최소화하여 휴대성을 좋게 하거나 적재공간을 최소화할 수 있게 전,후모터붐대(400,411)와 프로펠러(430)를 수동으로 폴딩하여 용적을 편리하게 줄일 수 있다.In Figures 7 and 8, the front and rear motor booms (400, 411) and propellers (430) are manually folded to improve portability or minimize the loading space by minimizing the volume of the drone when carrying and moving the drone. can be conveniently reduced.
도9에서, 모터(410), 프로펠러(430)와 동일한 각도로 틸팅하도록 틸팅축에 FC(500)를 장착한다. 전방 틸팅축(130)에 FC(500)를 장착 시 이동하는 무게중심(CG)을 고려하여 임무장비(T)의 위치를 후방틸팅축(131)측으로 이동시켜 무게중심(CG)을 맞추도록 한다. 즉, FC(500) 내부에는 자이로, 가속도, 압력센서등이 내장되어 비행자세를 제어한다.In Figure 9, the FC 500 is mounted on the tilting axis so as to tilt at the same angle as the motor 410 and the propeller 430. When installing the FC (500) on the front tilting axis (130), consider the moving center of gravity (CG) and move the position of the mission equipment (T) to the rear tilting axis (131) to adjust the center of gravity (CG). . That is, the FC (500) has a built-in gyro, acceleration, and pressure sensor to control the flight attitude.
도10은 본 발명의 드론의 메인프레임을 나타내는 사시도이고, 도11은 본 발명의 모터붐대를 틸팅하는 틸팅장치(서보모터)를 상세하게 나타내는 사시도이고, 도12는 본 발명의 모터 및 프로펠러, 카본파이프 등이 결합된 사시도이고, 도13은 본 발명의 짐벌의 사시도이다. 도14는 본 발명의 임무장비인 사격용 소총이 짐벌에 장착된 것을 나타내는 사시도이다.Figure 10 is a perspective view showing the main frame of the drone of the present invention, Figure 11 is a perspective view showing in detail a tilting device (servomotor) for tilting the motor boom of the present invention, and Figure 12 is a motor, propeller, and carbon of the present invention. It is a perspective view of pipes, etc. combined, and Figure 13 is a perspective view of the gimbal of the present invention. Figure 14 is a perspective view showing the shooting rifle, which is the mission equipment of the present invention, mounted on a gimbal.
도10에서, 비행체의 메인프레임(100)은 기본이 되는 4개의 측면프레임(110)과 4개의 전,후방프레임(120)으로 되고, 프레임을 지지하는 4개의 전,후방 프레임지지대(140)와, 2개의 전,후방틸팅축(130,131), 2개의 전,후방틸팅장치(210), 2개의 좌,우임무장비(T)장착가이드(150)와 4개의 폴딩암(160)을 포함한다. 여기서, 시야 및 공간확보, 임무장비(T) 및 비행 상태 등 필요에 따라 메인프레임(100)의 기본이 되는 구성요소의 수량은 변할 수 있다.In Figure 10, the main frame 100 of the aircraft consists of four basic side frames 110 and four front and rear frames 120, four front and rear frame supports 140 that support the frame, and , 2 front and rear tilting axes (130, 131), 2 front and rear tilting devices (210), 2 left and right mission equipment (T) installation guides (150) and 4 folding arms (160). Here, the quantity of basic components of the main frame 100 may change depending on needs such as visibility and space security, mission equipment (T), and flight status.
프레임지지대(140)에 삽입되어 있는 전,후방틸팅축(130,131)은 프레임지지대(140)에 삽입된 베어링으로 인해 부드러운 회전운동을 할 수 있으며 틸팅축(130)을 회전시키는 틸팅장치(210)는 프레임지지대(140)에 장착되고, 구동기어(211)와 종동기어(132)를 타이밍벨트(212)로 연결하여 전방틸팅축(130)을 작동한다. 후방틸팅축(131) 또한, 같은 작용에 의해 작동된다.The front and rear tilting axes 130 and 131 inserted into the frame support 140 can perform smooth rotation due to the bearings inserted into the frame support 140, and the tilting device 210 that rotates the tilting axis 130 is It is mounted on the frame support 140 and operates the front tilting shaft 130 by connecting the drive gear 211 and the driven gear 132 with a timing belt 212. The rear tilting axis 131 also operates by the same action.
도11에서 틸팅장치(210)는 원격조종기로 조종하여 원하는 틸팅각을 구현할 수 있는 것으로, 내부에 서보모터 및 센서를 포함한다.In Figure 11, the tilting device 210 can be controlled with a remote controller to realize a desired tilting angle, and includes a servo motor and a sensor therein.
도12에서, 도8의 폴딩암(160)에 삽입되는 모터붐대(400)는 모터(410)와 프로펠러(430), 카본붐대로 구성되며 틸팅축(130)에 연결되어 임의의 각도로 회전할 수 있는 것으로, 상,하 모터(410,420)의 회전방향은 서로 역방향으로 운용되며, 이러한, 상,하 대칭구조로 인해 카본파이프의 중심선이 상,하 프로펠러(430,440)의 추력포인트(TP)가 되며, 횡축무게중심선(Cy)과 일치하게 된다.In Figure 12, the motor boom 400 inserted into the folding arm 160 of Figure 8 is composed of a motor 410, a propeller 430, and a carbon boom, and is connected to the tilting axis 130 so that it can rotate at an arbitrary angle. As can be seen, the rotation directions of the upper and lower motors (410, 420) are operated in opposite directions, and due to this upper and lower symmetrical structure, the center line of the carbon pipe becomes the thrust point (TP) of the upper and lower propellers (430, 440). , coincides with the horizontal center of gravity (Cy).
도13의 (a) 및 도14에서, 짐벌(300)은 Pitch축 모터(310)에 의하여 작동하는 Pitch축 하우징(301) 및 Yaw축 모터(320)에 의하여 작동하는 Yaw축 하우징(302)을 포함하여, 클램프지지대(342)의 힌지(343)를 축으로 회전하고 총구홀(344)을 형성하는 좌,우측 클램프(340a,b)와 볼트(341)에 의하여 사격용 소총(T)을 Yaw축 하우징(320)에 장착하여 PITCH/YAW축의 원하는 각도로 제어할 수 있으며, 드론의 움직임에 따라 임무장비인 사격용 소총(T)의 정확한 기능구현을 위하여 자이로, 가속도센서 등이 내장된 짐벌(300)의 컨트롤러에 의해 자동자세 제어가 가능하다. 또한 원격조종기와 연동하여 원하는 방향으로 수동제어가 가능하고, 소총사격 시 발생하는 충격을 완충시킬 쇽업소버(330)도 Yaw축 하우징(302)의 몸체에 설치된다.In Figures 13 (a) and 14, the gimbal 300 includes a pitch axis housing 301 operated by the pitch axis motor 310 and a yaw axis housing 302 operated by the yaw axis motor 320. Including, the shooting rifle (T) is yawed by the left and right clamps (340a, b) and bolts (341) that rotate around the hinge (343) of the clamp support (342) and form the muzzle hole (344). It can be mounted on the axis housing (320) to control the desired angle of the PITCH/YAW axis, and a gimbal (with a built-in gyro, acceleration sensor, etc.) to accurately implement the function of the shooting rifle (T), which is mission equipment, according to the movement of the drone. Automatic posture control is possible by the controller of 300). In addition, manual control in the desired direction is possible by linking with a remote controller, and a shock absorber (330) to cushion the shock generated when shooting a rifle is also installed on the body of the Yaw axis housing (302).
도13의 (b)에서, 짐벌(300)은 영상촬영 카메라 등 필요한 임무장비를 장착하여 사용할 수 있다. In Figure 13 (b), the gimbal 300 can be used by mounting necessary mission equipment such as a video camera.
100 : 메인프레임
150 : 임무장비장착가이드
210 : 틸팅장치
300 : 짐벌
400 : 모터붐대
500 : FC(Flight Controller)
CG : 무게중심
A : Yaw축
B : Roll축
C : 무게중심선
a : 프레임틸팅각도
T : 임무장비
TP : 추력포인트100: mainframe
150: Mission equipment installation guide
210: Tilting device
300: Gimbal
400: Motor boom
500: FC(Flight Controller)
CG: Center of gravity
A: Yaw axis
B: Roll axis
C: Center of gravity
a: frame tilting angle
T: Mission equipment
TP: thrust point
Claims (7)
메인프레임;
프로펠러;
상기 프로펠러를 회전시키는 모터:
상기 모터를 상기 메인프레인의 몸체에 연결하는 모터붐대;
상기 모터붐대를 중심으로 상,하 대칭되게 설치된 상,하 모터 및 상,하 프로펠러;
상기 메인프레임의 무게중심선상에 장착된 짐벌;
상기 상,하 모터 및 상,하 프로펠러는 상기 메인프레임의 좌,우,전,후에 일정하게 연결되어,
상기 메인프레임의 무게중심과 추력포인트가 일치하는 것을 특징으로 하는 드론 플랫폼In an aircraft equipped with mission equipment,
mainframe;
prop;
Motor that rotates the propeller:
a motor boom connecting the motor to the body of the main frame;
Upper and lower motors and upper and lower propellers installed symmetrically above and below the motor boom stand;
A gimbal mounted on the center of gravity of the main frame;
The upper and lower motors and upper and lower propellers are connected to the left, right, front and rear of the main frame,
A drone platform characterized in that the center of gravity and the thrust point of the main frame coincide with each other.
상기 메인프레임이 무게중심선을 축으로하여 전,후 틸팅 시,
전방 틸팅축과 후방 틸팅축, 상기 모터, 상기 프로펠러 및 FC는 상기 메인프레임이 회전하고자 하는 방향과 반대방향, 동일한 각도값으로 회전하는 것을 특징으로 하는 드론 플랫폼According to paragraph 1,
When the main frame tilts forward and backward about the center of gravity,
A drone platform characterized in that the front tilting axis, the rear tilting axis, the motor, the propeller, and the FC rotate in the opposite direction and at the same angle value as the direction in which the main frame is to rotate.
상기 메인프레임은, 좌,우측면 프레임을 전,후방에서 지지하는 전,후방 프레임지지대;
상기 전,후방 프레임지지대에 의해 지지되는 전,후방 프레임; 전,후방 틸팅축; 및 전,후방 틸팅장치;
상기 좌,우측면 프레임에 의하여 지지되는 좌,우 임무장비장착가이드;
상기 전,후방 틸팅축의 양끝에는 각각 상기 상,하 모터 및 상,하 프로펠러가 상,하 대칭되게 설치된 상기 모터붐대를 삽입하여 폴딩이 가능한 폴딩암;
상기 전방 틸팅축의 일부분에는 내부에 자이로, 가속도센서, 압력센서를 포함하는 FC;
상기 좌,우 임무장비장착가이드에 의하여 지지되는 짐벌;을 포함하는 드론 플랫폼According to paragraph 1,
The main frame includes front and rear frame supports that support the left and right side frames from the front and rear;
Front and rear frames supported by the front and rear frame supports; Front and rear tilting axes; and front and rear tilting devices;
Left and right mission equipment installation guides supported by the left and right side frames;
A folding arm capable of being folded by inserting the motor boom bar in which the upper and lower motors and the upper and lower propellers are symmetrically installed at both ends of the front and rear tilting axes, respectively;
A portion of the front tilting axis includes an FC that includes a gyro, an acceleration sensor, and a pressure sensor;
A drone platform including a gimbal supported by the left and right mission equipment mounting guides.
상기 임무장비는 소총 또는 영상장비로서, 상기 짐벌의 몸체에 장착되어, 상기 메인프레임의 무게중심에 장착이 가능하고, 상기 짐벌에 의하여 앵글변환이 가능한 것을 특징으로 하는 드론 플랫폼According to paragraph 3,
The mission equipment is a rifle or imaging equipment, which is mounted on the body of the gimbal, can be mounted on the center of gravity of the main frame, and is capable of changing angles by the gimbal. A drone platform.
상기 짐벌은 Pitch축 모터; Yaw축 모터; 쇽업쇼버;
상기 Pitch축 모터에 의하여 작동하는 Pitch축 하우징;
상기 Yaw축 모터에 의하여 작동하는 Yaw축 하우징;
클램프지지대의 힌지를 축으로 회전하고 총구홀을 형성하는 좌,우측 클램프; 및 볼트를 포함하고,
상기 짐벌은 원격조정기에 의해서도 운전되는 것을 특징으로 하는 드론 플랫폼According to paragraph 3,
The gimbal includes a pitch axis motor; Yaw axis motor; shock absorber;
Pitch axis housing operated by the pitch axis motor;
Yaw axis housing operated by the Yaw axis motor;
Left and right clamps that rotate around the hinge of the clamp support axis and form a muzzle hole; and bolts,
The gimbal is a drone platform characterized in that it is operated by a remote controller.
상기 임무장비를 운영 시, 상기 소총의 조준선 정렬에 필요한 전방 시야 또는 영상장비의 카메라 앵글 확보를 위하여, 상기 전,후방 틸팅축을 상향 또는 하향 틸팅하게 하는 것을 특징으로 하는 드론 플랫폼According to paragraph 4,
When operating the mission equipment, a drone platform characterized in that the front and rear tilting axes are tilted upward or downward in order to secure the camera angle of the front view or imaging equipment necessary for aligning the aiming line of the rifle.
상기 짐벌은, 소총을 장착하여 고정하는 소총파지용 브라켓;
상기 소총 사격 시 발생하는 충격 및 반동을 완화시켜주는 쇽업쇼버;를 포함하는 것을 특징으로 하는 드론 플랫폼According to paragraph 3,
The gimbal includes a rifle holding bracket for mounting and fixing a rifle;
A drone platform comprising a shock absorber that alleviates the shock and recoil that occurs when shooting the rifle.
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