KR102701008B1 - A unmanned aerial vehicle with light gas chambers - Google Patents

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Abstract

본 발명은 공기보다 가벼운 기체가 체워지는 상부기낭, 상기 제1 기낭 하부에 위치하며 공기보다 가벼운 기체가 채워지는 하부기낭, 상기 제1 기낭과 상기 제2 기낭 사이에 연결되며, 내부가 비어 있으며 각종 부품이 탑재되는 적재실, 상기 상부기낭, 상기 하부기낭 및 상기 적재심을 관통하며 내부에 공기가 통과하도록 구성된 수직중공, 그리고 상기 수직중공의 내부에 설치되어 상기 수직중공의 내부를 관통하는 공기를 이용하여 무인항공기의 수직방향을 제어하는 제1 추진장치를 포함하는 기낭을 가지는 무인항공기에 관한 것이다.The present invention relates to an unmanned aerial vehicle having an airbag including an upper airbag filled with a gas lighter than air, a lower airbag located below the first airbag and filled with a gas lighter than air, a loading compartment connected between the first airbag and the second airbag and having an empty interior in which various parts are loaded, a vertical cavity penetrating the upper airbag, the lower airbag and the loading core and configured to allow air to pass therethrough, and a first propulsion device installed inside the vertical cavity and controlling the vertical direction of the unmanned aerial vehicle by using air penetrating the interior of the vertical cavity.

Description

기낭을 가지는 무인항공기{A UNMANNED AERIAL VEHICLE WITH LIGHT GAS CHAMBERS}{A UNMANNED AERIAL VEHICLE WITH LIGHT GAS CHAMBERS}

본 발명은 무인항공기에 관한 것으로, 특히 공기보다 가벼운 가스를 채우는 기낭(chamber)을 이용하여 추가적으로 양력을 얻는 무인항공기에 관한 것이다.The present invention relates to unmanned aerial vehicles, and more particularly to unmanned aerial vehicles that obtain additional lift by using a chamber filled with a gas lighter than air.

드론이라고 불리우는 무인항공기는 조종사를 태우지 않고, 공기역학적 힘에 의해 부양하여 자율적으로 또는 원격조종으로 비행하는 동력 비행체로서, 화물 운반이나 공중 촬영, 농약 살포 등의 용도로 개발이 활발이 이루어지고 있다.Unmanned aerial vehicles, or drones, are powered aircraft that fly autonomously or remotely, supported by aerodynamic forces, without a pilot on board. They are being actively developed for purposes such as cargo transport, aerial photography, and pesticide spraying.

이러한 무인항공기는 프로펠러를 이용하여 공기역학적 힘을 발생시킴으로써 부양을 하고 있다. These drones use propellers to generate aerodynamic force to stay afloat.

그런데 프로펠러를 이용하는 무인항공기는 외부에 프로펠러가 장착됨에 따라 프로펠러에 의한 사람의 신체 손상이 발생되고, 프로펠러에 의해서만 양력이 발생되므로 배터리의 소모가 커서 비행 시간이 짧아지는 문제가 있다. 또한 프로펠러의 구동시에 심한 소음이 발생하는 문제가 있다.However, drones using propellers have problems such as damage to the human body caused by the propellers since the propellers are mounted on the outside, and since lift is only generated by the propellers, the battery consumption is high and the flight time is short. In addition, there is a problem of loud noise when the propellers are in operation.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 운용 중 발생하는 사고로부터 인적, 물적 피해를 줄이고, 기체 손상이 적은 무인항공기를 제공하는 것이다.The problem that the present invention seeks to solve is to provide an unmanned aerial vehicle that reduces human and material damage from accidents occurring during operation and causes minimal damage to the aircraft.

또한, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 비행 소음이 작은 무인항공기를 제공하는 것이다.In addition, the problem that the present invention seeks to solve is to provide an unmanned aerial vehicle with low flight noise.

또한, 본 발명이 이루고자 하는 과제는 배터리의 소모를 감소시켜 비행시간이 증가되는 무인항공기를 제공하는 것이다.In addition, the task to be achieved by the present invention is to provide an unmanned aerial vehicle whose flight time is increased by reducing battery consumption.

또한, 본 발명이 이루고자 하는 과제는 필요한 전기에너지를 독립적으로 생산하여 비행시간이 증가되는 무인항공기를 제공하는 것이다.In addition, the task to be achieved by the present invention is to provide an unmanned aerial vehicle that independently produces necessary electric energy and thus increases flight time.

또한, 본 발명이 이루고자 하는 과제는 필요한 전기에너지를 지상의 전원과 무인항공기 사이에 전력선을 연결하여 상시 공급하여 상시 비행이 가능한 무인항공기를 제공하는 것이다. In addition, the task to be achieved by the present invention is to provide an unmanned aerial vehicle capable of continuous flight by constantly supplying the necessary electric energy by connecting a power line between a ground power source and the unmanned aerial vehicle.

또한, 본 발명이 이루고자 하는 과제는 바람이 불더라도 바람의 수직 및 수평 힘 성분에 대해 상응하는 추진력을 제공하여 호버링(hovering)이 용이한 무인항공기를 제공하는 것이다.In addition, the task to be achieved by the present invention is to provide an unmanned aerial vehicle that is easy to hover by providing propulsion corresponding to the vertical and horizontal force components of the wind even when the wind blows.

상기 과제 이외에도 구체적으로 언급되지 않은 다른 과제를 달성하는 데 본 발명에 따른 실시 예가 사용될 수 있다.In addition to the above tasks, embodiments according to the present invention can be used to achieve other tasks not specifically mentioned.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 기낭을 가지는 무인 한공기는 공기보다 가벼운 기체가 체워지는 제1 기낭, 상기 제1 기낭 하부에 위치하며 공기보다 가벼운 기체가 채워지는 제2 기낭, 그리고 상기 제1 기낭과 상기 제2 기낭 사이에 연결되며, 내부가 비어 있는 수평틀을 포함하고, 상기 제1 기낭, 상기 제2 기낭 및 상기 수평틀이 결합된 드론의 전체적인 형상은 유선형이며, 상기 제1 기낭, 상기 수평틀 및 상기 제2 기낭을 수직으로 관통하는 중공 수평틀에 의해 상기 제1 기낭 및 상기 제2 기낭이 고정 연결되고, 상기 중공 수평틀 내에 수직 추진장치가 설치된다.According to an embodiment of the present invention for solving the above problem, an unmanned aerial vehicle having a bladder includes a first bladder filled with a gas lighter than air, a second bladder located below the first bladder and filled with a gas lighter than air, and a horizontal frame connected between the first bladder and the second bladder and having an empty interior, wherein the overall shape of the drone in which the first bladder, the second bladder, and the horizontal frame are combined is streamlined, and the first bladder and the second bladder are fixedly connected by a hollow horizontal frame vertically penetrating the first bladder, the horizontal frame, and the second bladder, and a vertical propulsion device is installed within the hollow horizontal frame.

본 발명의 실시 예에 따르면,기낭 내부에 형성된 헬륨 또는 대기보다 가벼운 기체로 추가 양력을 발생시킴으로써 프로펠러의 구동력을 줄여 소음이 감소되고 배터리의 소모를 줄여 비행시간을 증가시키는 효과가 있다.According to an embodiment of the present invention, by generating additional lift with helium or a gas lighter than the atmosphere formed inside the bladder, the driving force of the propeller is reduced, thereby reducing noise and reducing battery consumption, thereby increasing the flight time.

또한 본 발명의 실시 예에 따르면, 프로펠러가 기체의 내부에 형성되어 추락시 인명사고나 기물손상의 위험과 기체 고속회전 부위의 파손 위험을 방지하는 효과가 있다. In addition, according to an embodiment of the present invention, a propeller is formed inside the aircraft, which has the effect of preventing the risk of casualties or damage to property in the event of a crash and the risk of damage to the high-speed rotation part of the aircraft.

또한 드론의 표면에 형성된 태양전지를 이용하여 비행 중 배터리를 충전시키면 배터리의 사용가능 시간이 증가하여 비행시간을 추가적으로 개선하는 효과가 있다.Additionally, by charging the battery during flight using the solar cells formed on the surface of the drone, the usable life of the battery increases, which has the effect of further improving the flight time.

또한 무인항공기와 지상전원을 연결하는 전력선에 의해 상시 전력이 공급되어 상시 비행이 가능한 효과가 있다.Additionally, it has the effect of enabling constant flight as power is constantly supplied by the power line connecting the drone to the ground power source.

또한 기낭의 외부에 형성된 하나 이상의 수직안정판(들), 수평중공틀 내부에 형성되는 하나 이상의 유체조절판, 수직중공틀 내부에 하나 이상 형성되는 유체조절판 또는 가변형 노즐에 의해 호버링 조작이 가능한 효과가 있다.In addition, there is an effect that enables hovering operation by one or more vertical stabilizer plates formed on the outside of the bladder, one or more fluid control plates formed inside the horizontal hollow frame, one or more fluid control plates formed inside the vertical hollow frame, or a variable nozzle.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 기낭을 가지는 무인항공기의 평면도 및 측면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 기낭을 가지는 무인항공기에 사용되는 적재실의 횡단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 기낭을 가지는 무인항공기에 사용되는 가스충진장치의 예시도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 기낭을 가지는 무인항공기의 종단면도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 기낭을 가지는 무인항공기에 사용되는 프로펠러장치의 예시도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 기낭을 가지는 무인항공기에 사용되는 수평방향 제어용 추진장치의 예시도이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 기낭을 가지는 무인항공기에 사용되는 수직방향 제어용 추진장치의 예시도이다.
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 기낭을 가지는 무인항공기에 사용되는 십자형 유체조절판의 예시도이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 기낭을 가지는 무인항공기의 평면도와 측면도이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 기낭을 가지는 무인항공기의 횡단면도와 종단면도이다.
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 기낭을 가지는 무인항공기에 사용되는 추진방향을 제어하는 노즐의 작동에 대한 예시도이다.
도 12는 본 발명의 제3 실시예에 따른 기낭을 가지는 무인항공기의 횡단면도이다.
FIG. 1 is a plan view and a side view of an unmanned aerial vehicle having an airbag according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a loading compartment used in an unmanned aerial vehicle having a bladder according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an exemplary diagram of a gas filling device used in an unmanned aerial vehicle having a bladder according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a longitudinal cross-sectional view of an unmanned aerial vehicle having an airbag according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an exemplary diagram of a propeller device used in an unmanned aerial vehicle having an airbag according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an exemplary diagram of a propulsion device for horizontal control used in an unmanned aerial vehicle having an airbag according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is an exemplary diagram of a vertical control propulsion device used in an unmanned aerial vehicle having an airbag according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 8 is an exemplary diagram of a cross-shaped fluid control plate used in an unmanned aerial vehicle having an air bladder according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a plan view and a side view of an unmanned aerial vehicle having an airbag according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a cross-sectional view and a longitudinal cross-sectional view of an unmanned aerial vehicle having an airbag according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 11 is an exemplary diagram illustrating the operation of a nozzle for controlling the propulsion direction used in an unmanned aerial vehicle having a bladder according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a cross-sectional view of an unmanned aerial vehicle having an airbag according to a third embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며 명세서 전체에서 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호가 사용되었다. 또한, 널리 알려져 있는 공지기술의 경우 그 구체적인 설명은 생략한다.Hereinafter, with reference to the attached drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily practice the present invention. The present invention may be implemented in various different forms and is not limited to the embodiments described herein. In the drawings, in order to clearly describe the present invention, parts that are not related to the description are omitted, and the same or similar components are designated by the same reference numerals throughout the specification. In addition, in the case of widely known known technologies, their detailed descriptions are omitted.

본 명세서에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. In this specification, when a part is said to "include" a certain component, this does not mean that it excludes other components, but rather that it may include other components, unless otherwise specifically stated.

이하에서는 첨부한 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시 예에 따른 기낭을 가지는 무인항공기를 설명한다.Hereinafter, an unmanned aerial vehicle having an airbag according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the attached drawings.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 기낭을 가지는 무인항공기의 평면도 및 측면도로서, (a)는 평면도이고, (b)는 측면도이다. 도 1을 참고하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 기낭을 가지는 무인항공기(100)는 상부기낭(110), 하부기낭(120), 2개의 수직안정판(130) 및 적재실(140)을 포함한다.FIG. 1 is a plan view and a side view of an unmanned aerial vehicle having a bladder according to a first embodiment of the present invention, wherein (a) is a plan view and (b) is a side view. Referring to FIG. 1, an unmanned aerial vehicle (100) having a bladder according to the first embodiment of the present invention includes an upper bladder (110), a lower bladder (120), two vertical stabilizers (130), and a loading compartment (140).

상부기낭(110)과 하부기낭(120)은 내부에 공기보다 작은 비중의 가스가 채워져 무인항공기(100)에 부양력을 제공한다. 상부기낭(110)은 전체적으로 반구형의 형태로 구성될 수 있고, 하부기낭(120)은 하단부로 갈수록 단면이 좁아지는 모양인 유선형 형태로 구성될 수 있다.The upper air bladder (110) and the lower air bladder (120) are filled with gas having a lower specific gravity than air to provide buoyancy to the unmanned aerial vehicle (100). The upper air bladder (110) may be configured in an overall hemispherical shape, and the lower air bladder (120) may be configured in a streamlined shape with a cross-section that becomes narrower toward the bottom.

상부기낭(110)과 하부기낭(120)은 하나의 수직중공(10)에 의해 관통되며, 수직중공(10)은 위에서 아래 또는 아래에서 위쪽으로 흐르는 공기가 내부를 통과한다.The upper air bladder (110) and the lower air bladder (120) are penetrated by a single vertical hollow (10), and air flowing from above to below or from below to above passes through the interior of the vertical hollow (10).

2개의 수직안정판(130)은 각각 서로 대향하도록 설치되며, 각 수직안정판(130)은 2개의 조각으로 구성된다. 2개의 조각 중 하나는 상부 기낭(110)에 설치되고, 나머지 하나는 하부 기낭(120)에 설치된다.Two vertical stabilizers (130) are installed facing each other, and each vertical stabilizer (130) is composed of two pieces. One of the two pieces is installed in the upper bladder (110), and the other is installed in the lower bladder (120).

각 수직안정판(130)은 전체적으로 사각형이나 반원형 또는 반타원형 또는 유선형 등의 판 형태를 가지며, 양측의 끝단 기낭 표면에 수직으로 설치된다. 이러한 수직안정판(130)은 바람이 불어 올 때 상기 바람의 수평분력 방향에 대해 무인항공기(100)가 일치하도록 무인항공기(100)의 자세를 회전되게 한다. Each vertical stabilizer (130) has a plate shape such as a square, semicircle, semi-ellipse, or streamlined shape, and is installed vertically on the surface of the airbag at the ends on both sides. This vertical stabilizer (130) rotates the attitude of the unmanned aerial vehicle (100) so that the unmanned aerial vehicle (100) matches the direction of the horizontal component of the wind when the wind blows.

적재실(140)은 상부기낭(110)과 하부기낭(120) 사이에 위치하며, 내부는 빈 공간으로 이루어져 각종 임무장비, 전기 및 전자장치등이 탑재된다.The loading room (140) is located between the upper bladder (110) and the lower bladder (120), and the interior is made up of an empty space in which various mission equipment, electrical and electronic devices, etc. are loaded.

따라서, 본 발명의 제1 실시예에 따른 기낭을 가지는 무인항공기(100)는 상부기낭(110)이 하늘 방향(+z축)으로 향하고, 하부기낭(120)이 지면 방향(-z축)을 향하는 유선형 형태로 구성될 수 있다.Therefore, the unmanned aerial vehicle (100) having an airbag according to the first embodiment of the present invention can be configured in a streamlined shape in which the upper airbag (110) faces the sky (+z axis) and the lower airbag (120) faces the ground (-z axis).

한편, 상부기낭(110)의 외부 전체면 또는 외부 일부면에는 태양광전지(111)가 설치될 수 있다. 태양광전지(111)는 비행제어시 소모되는 기본 전력을 발전하고 외부의 응용 카메라나 기타 필요한 전력을 발전하도록 되어 있으며, 발전된 전류가 배터리 충전장치(도 2의 147)를 거쳐 배터리(도 2의 148)에 충전된다. Meanwhile, a solar cell (111) may be installed on the entire outer surface or a portion of the outer surface of the upper air bladder (110). The solar cell (111) is configured to generate basic power consumed during flight control and to generate power for external application cameras or other necessary power, and the generated current is charged to a battery (148 in FIG. 2) through a battery charger (147 in FIG. 2).

도 1에서는 표시되어 있지 않지만 태양광전지(4)의 전력을 변환하여 배터리에 공급하는 부위와 외부에서 배터리를 직접 충전하는 데 필요한 연결 커넥터가 구성되어 있다.Although not shown in Fig. 1, a part that converts power from a solar cell (4) and supplies it to a battery and a connection connector required to directly charge the battery from the outside are configured.

하부기낭(120)은 상부기낭(110)과 마찬가지로 외부 전체면 또는 외부 일부면에 태양광전지가 설치될 수 있으며, 상부기낭(110)의 태양광전지(4)와 동일한 구성 및 기능을 하도록 할 수 있다.The lower bladder (120), like the upper bladder (110), can have solar cells installed on the entire outer surface or a portion of the outer surface, and can have the same configuration and function as the solar cell (4) of the upper bladder (110).

또한 지상전원과 무인항공기를 전력선으로 연결하여 상시 전력을 공급할 수 있다.Additionally, ground power sources and drones can be connected via power lines to provide constant power supply.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 기낭을 가지는 무인항공기에 사용되는 적재실의 횡단면도이다. 도 2를 참고하면, 적재실(140)에는 수평중공(20)이 수직안정판(130) 사이를 관통하여 형성되어 있고, 수직중공(10)이 수평중공(20)과 교차되어 형성되어 있다. 때문에, 적재실(140)은 수평중공(20)이 차지하는 영역 이외에 각종 장치나 장비가 탑재된다. 여기서 수평중공(20)은 좌측에서 우측 또는 우측에서 좌측으로 부는 바람이 내부를 관통하여 흐르게 한다.Fig. 2 is a cross-sectional view of a loading room used in an unmanned aerial vehicle having a bladder according to the first embodiment of the present invention. Referring to Fig. 2, in the loading room (140), a horizontal hollow (20) is formed penetrating between vertical stabilizers (130), and a vertical hollow (10) is formed intersecting with the horizontal hollow (20). Therefore, various devices or equipment are mounted in the loading room (140) in addition to the area occupied by the horizontal hollow (20). Here, the horizontal hollow (20) allows wind blowing from the left to the right or from the right to the left to flow through the interior.

상기에서 수직중공(10)과 수평중공(10)이 교차하는 지점은 무인항공기(100)의 무게 중심인 것이 양호하다.In the above, it is preferable that the point where the vertical hollow (10) and the horizontal hollow (10) intersect is the center of gravity of the unmanned aerial vehicle (100).

적재실(140)에는 비행제어기(141, Flight Controller), 관성측정장치(142), 위성항법장치(143), 카메라 영상 송수신 장치(144), 비행제어 송수신장치(145), 카메라(146), 배터리 충전장치(147) 및 배터리(148) 등이 탑재되며, 각 구성(141 내지 148)은 수평중공(20)을 통해 유입된 공기에 영향을 받지 설치된다. 이때 상기 적재실(5)의 틀은 탈착이 가능하도록 설계된다.The loading compartment (140) is equipped with a flight controller (141), an inertial measurement device (142), a satellite navigation device (143), a camera image transmission and reception device (144), a flight control transmission and reception device (145), a camera (146), a battery charger (147), and a battery (148), and each component (141 to 148) is installed so as not to be affected by air introduced through the horizontal hollow (20). At this time, the frame of the loading compartment (5) is designed to be detachable.

관성측정장치(142)는 가속도 센서 및 자이로센서를 포함하며, 바람의 영향에 따라 무인항공기(100)의 이동방향, 이동거리, 회전 등의 오차를 파악하고, 바람이 불기 전 무인항공기(100)의 자세와 위치에 대응하도록 유체조절판(12,22)을 조작한다. 또한 관성측정장치(142)는 터널, 건물 내부 또는 전자적 간섭이 있을 때와 같이 위성항법장치(143)의 신호를 사용할 수 없을 때 위성항법장치(143)의 기능을 대체하여 사용할 수 있도록 한다.The inertial measurement device (142) includes an acceleration sensor and a gyro sensor, and determines errors in the direction of movement, distance traveled, rotation, etc. of the unmanned aerial vehicle (100) depending on the influence of the wind, and operates the fluid control plate (12, 22) to respond to the attitude and position of the unmanned aerial vehicle (100) before the wind blows. In addition, the inertial measurement device (142) can be used to replace the function of the satellite navigation device (143) when the signal of the satellite navigation device (143) cannot be used, such as in a tunnel, inside a building, or when there is electronic interference.

적재실(140)의 내부에는 1인칭 시점(FPV, First Person View)용 카메라 영상 송수신 장치(144)를 탑재하여 무인항공기(100)가 시야에서 멀어지더라도 가상현실(VR,Virtual Reality) 또는 영상 모니터를 보면서 마치 무인항공기(100)에 조종사가 타고 비행하는 것처럼 실시간 비행제어가 가능하도록 비행방향을 촬영하는 카메라(146)가 설치되어 있다. 이때 카메라(146)의 설치 개수와 설치위치는, 무인항공기(100) 운용의 필요에 따라 2개 이상의 개수와 무인항공기(100) 상부나 하부에 설치해도 된다. 상기 적재실(140) 내에 탑재되는 각 구성품의 배치가 무인항공기(100)의 수직축(z축)에 무게중심이 위치하도록 배치하는 것이 바람직하다.Inside the loading compartment (140), a camera image transmission/reception device (144) for a first-person view (FPV) is installed, so that real-time flight control is possible as if a pilot is riding and flying the drone (100) while watching a virtual reality (VR) or video monitor even when the drone (100) is out of sight, and a camera (146) that records the flight direction is installed. At this time, the number and location of the cameras (146) may be two or more and installed on the top or bottom of the drone (100) depending on the need for operating the drone (100). It is preferable that the arrangement of each component installed in the loading compartment (140) is arranged so that the center of gravity is located on the vertical axis (z-axis) of the drone (100).

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 기낭을 가지는 무인항공기에 사용되는 가스충진장치의 예시도이다.FIG. 3 is an exemplary diagram of a gas filling device used in an unmanned aerial vehicle having a bladder according to the first embodiment of the present invention.

무인항공기(100)의 상부기낭(110)과 하부기낭(120)에 공기보다 가벼운 가스를 채우거나, 상부기낭(110)과 하부기낭(120)에 채워진 가스를 배출시키기 위해서는 가스충진장치(30)가 필요하다.In order to fill the upper bladder (110) and lower bladder (120) of an unmanned aerial vehicle (100) with a gas lighter than air, or to discharge the gas filled in the upper bladder (110) and lower bladder (120), a gas filling device (30) is required.

도 3을 참고하면, 적재실(5)의 내부 즉, 수평중공(20) 내에는 가스충진장치(30)가 설치된다. 가스충진장치(30)는 2개의 체크밸브(31)와 2개의 릴리프밸브(32)를 포함한다.Referring to Fig. 3, a gas charging device (30) is installed inside the loading room (5), i.e., inside the horizontal hollow (20). The gas charging device (30) includes two check valves (31) and two relief valves (32).

2개의 체크밸브(31) 중 하나의 체크밸브(31)는 상부기낭(110)에 가스를 충전하고, 다른 하나의 체크밸브(31)는 하부기낭(120)에 가스를 충전한다. 이때 상부기낭(110)과 하부기낭(120)에 동시에 동일한 가스가 충전되는 것이 양호하다. One of the two check valves (31) charges the upper bladder (110) with gas, and the other check valve (31) charges the lower bladder (120) with gas. At this time, it is preferable that the same gas is charged into the upper bladder (110) and the lower bladder (120) at the same time.

2개의 릴리프밸브(32) 중 하나의 릴리프밸브(32)는 상부기낭(110)에 충전된 가스를 배출하고, 다른 하나의 릴리프밸브(31)는 하부기낭(120)에 충전된 가스를 배출한다. 이때 각 릴리프밸브(32)는 상부기낭(110) 및 하부기낭(120)에 충전된 가스가 고온 환경에 노출되거나 과도한 압력으로 충전시 각 기낭(110, 120)의 허용압력 이상이 되지 않도록 각 기낭(110, 120))내 압력이 소정의 압력 이상이 될 경우에 충전된 가스를 각각의 기낭들(110, 120)의 외부로 배출한다.Among the two relief valves (32), one relief valve (32) discharges the gas charged in the upper bladder (110), and the other relief valve (31) discharges the gas charged in the lower bladder (120). At this time, each relief valve (32) discharges the charged gas to the outside of each bladder (110, 120) when the pressure inside each bladder (110, 120) exceeds a predetermined pressure so that the gas charged in the upper bladder (110) and the lower bladder (120) does not exceed the allowable pressure of each bladder (110, 120) when exposed to a high temperature environment or charged under excessive pressure.

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 기낭을 가지는 무인항공기의 종단면도이다. 도 4를 참고하면, 무인항공기(100) 내부에는 적재실(140)의 중앙부위를 관통하는 수평중공(20)과, 상부기낭(110), 적재실(140) 및 하부기낭(120)을 관통하는 수직중공(10)이 형성되며, 상기 수평중공(20)과 수직중공(10)의 단면은 다각형, 원형, 타원형 등이 될 수 있다.Fig. 4 is a cross-sectional view of an unmanned aerial vehicle having a bladder according to the first embodiment of the present invention. Referring to Fig. 4, a horizontal hollow (20) penetrating the central portion of a loading chamber (140) and a vertical hollow (10) penetrating the upper bladder (110), the loading chamber (140), and the lower bladder (120) are formed inside the unmanned aerial vehicle (100), and the cross sections of the horizontal hollow (20) and the vertical hollow (10) may be polygonal, circular, elliptical, etc.

따라서, 상부기낭(21)과 상기 하부기낭(22)이 각각 수평중공(20)에 의하여 x축에, 그리고 수직중공(10)에 의하여 z축에 각각 일체적으로 연결된다. 여기서, 수평중공(20)은 무인항공기(100)의 x축에, 그리고 수직중공(10)은 무인항공기(100)의 z축에 위치하도록 설치되는 것이 바람직하다.Accordingly, the upper air bladder (21) and the lower air bladder (22) are each integrally connected to the x-axis by the horizontal hollow (20) and to the z-axis by the vertical hollow (10). Here, it is preferable that the horizontal hollow (20) be installed so as to be located on the x-axis of the unmanned aerial vehicle (100) and the vertical hollow (10) so as to be located on the z-axis of the unmanned aerial vehicle (100).

한편, 수직중공(10)의 내부에는 수직방향 제어용 추진장치(40)가 배치되어 있으며, 수직방향 제어용 추진장치(40)는 프로펠러장치(41)에 의해 무인항공기(100)의 수직방향(z축)의 비행 추진력을 발생하여 상승 및 하강 비행을 하게 하고, 유체조절판(42,43)의 각도를 변화시켜 피칭 비행을 할 수 있게 한다. Meanwhile, a vertical control propulsion device (40) is arranged inside the vertical cavity (10). The vertical control propulsion device (40) generates a vertical (z-axis) flight propulsion force of the unmanned aerial vehicle (100) by means of a propeller device (41) to enable ascending and descending flight, and changes the angle of the fluid control plate (42, 43) to enable pitching flight.

수평중공(20)의 내부에는 수평방향 제어용 추진장치(50)가 배치되어 있으며, 프로펠러장치(51)에 의해 무인항공기(100)의 수평방향(x축)의 비행 추진력을 발생하여 전진 및 후진 비행을 하게 하고, 유체조절판(52)의 각도를 변화시켜 요잉 비행을 할 수 있게 한다. Inside the horizontal hollow (20), a propulsion device (50) for horizontal direction control is arranged, and a propeller device (51) generates a horizontal direction (x-axis) flight propulsion force for the unmanned aerial vehicle (100) to enable forward and backward flight, and changes the angle of the fluid control plate (52) to enable yawing flight.

각 유체조절판(42, 43, 52)이 십자형으로 형성될 때에는 적어도 하나의 유체조절판에 “V”자 홈을 내어 유체조절판의 움직임을 원활히 하는 것이 바람직하다.When each fluid control plate (42, 43, 52) is formed in a cross shape, it is desirable to provide a “V” groove in at least one fluid control plate to facilitate smooth movement of the fluid control plate.

각 유체조절판은 수직중공(10) 및 수평중공(20)의 형상에 따라 다각형, 원형, 타원형으로 형성할 수 있다. Each fluid control plate can be formed into a polygon, circle, or oval shape depending on the shape of the vertical hollow (10) and horizontal hollow (20).

수직중공(10)과 수평중공(20)은 경량으로 강도가 높은 소재로써, 탄소섬유나 유리섬유를 사용한 섬유강화 플라스틱 혹은 그 이외의 수지에 의하여 구성되어 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 비용이나 용도에 따라 다른 소재로 구성하여 좋다.The vertical hollow (10) and horizontal hollow (20) are made of lightweight, high-strength materials, such as fiber-reinforced plastic using carbon fiber or glass fiber, or other resins, but are not limited thereto, and may be made of other materials depending on cost or intended use.

도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 기낭을 가지는 무인항공기에 사용되는 프로펠러장치의 예시도로서, (a)는 1모터 2프로펠러 추진방식의 구성이고, (b)는 2모터 2프로펠러 추진방식의 구성이다.FIG. 5 is an exemplary diagram of a propeller device used in an unmanned aerial vehicle having an airbag according to the first embodiment of the present invention, where (a) is a configuration of a one-motor, two-propeller propulsion system, and (b) is a configuration of a two-motor, two-propeller propulsion system.

도 5를 참고하면, 수직방향 제어용 추진장치(40) 및 수평방향 제어용 추진장치(50)에 사용되는 프로펠러장치(41, 51)는 2쌍의 프로펠러(1, 2)와 하나의 모터(3)를 포함한다. Referring to Fig. 5, the propeller device (41, 51) used in the propulsion device (40) for vertical control and the propulsion device (50) for horizontal control includes two pairs of propellers (1, 2) and one motor (3).

2쌍의 프로펠러(1, 2)는 모터(3)의 구동축(미도시)에 기구적으로 각각 연결되어 있으며, 모터(3)의 구동력에 의해 회전한다. 이때 2쌍의 프로펠러(1, 2)는 모터(3)의 한 측 또는 모터의 양측에 각각 위치한다. Two pairs of propellers (1, 2) are each mechanically connected to a drive shaft (not shown) of a motor (3) and rotate by the driving force of the motor (3). At this time, the two pairs of propellers (1, 2) are each located on one side of the motor (3) or on both sides of the motor.

모터(3)의 구동축 중 하나의 구동축이 시계방향으로 회전하면 다른 하나는 반시계 방향으로 회전한다. 이에 따라서, 2쌍의 프로펠러(1, 2)는 회전방향이 서로 반대이고 회전속도가 동일하게 된다. 예컨대, 하나의 프로펠러(1)는 시계방향으로 회전하고, 다른 하나의 프로펠러(2)는 반시계 방향으로 서로 반대로 회전하지만, 공기의 흐름방향은 동일하다.When one of the drive shafts of the motor (3) rotates clockwise, the other rotates counterclockwise. Accordingly, the two pairs of propellers (1, 2) have opposite rotation directions and the same rotation speed. For example, one propeller (1) rotates clockwise and the other propeller (2) rotates counterclockwise, but the air flow direction is the same.

이렇게 2개의 프로펠러(1, 2)로 구성하는 이유는 하나의 프로펠러만으로 구성하는 경우에 모터의 회전에 따라 회전방향의 반대방향으로 토크가 발생되어 결국 무인항공기(100) 전체가 프로펠러 회전 방향과 반대 방향으로 회전하게 되는 문제가 발생한다. The reason for configuring it with two propellers (1, 2) is that if it is configured with only one propeller, a torque is generated in the opposite direction of the rotation direction according to the rotation of the motor, which causes the entire drone (100) to rotate in the opposite direction to the propeller rotation direction.

그러므로, 하나의 프로펠러에 의해 발생되는 토크를 다른 하나의 프로펠러에서 반대 방향으로 토크를 발생시킴으로써, 토크가 서로 상쇄되게 하여 무인항공기(100) 전체가 토크에 의해 회전하지 않고 안정적으로 호버링이 가능하게 한다.Therefore, by generating torque in the opposite direction from one propeller, the torques cancel each other out, thereby enabling the entire drone (100) to hover stably without rotating due to the torque.

프로펠러(1, 2)는 불필요한 진동과 토크가 발생하지 않도록 상기 프로펠러의 각각 중심이 모터의 중심선에 대해 일치하도록 하는 것이 바람직하다. It is desirable that the centers of the propellers (1, 2) are aligned with the center line of the motor to avoid unnecessary vibration and torque generation.

각각의 프로펠러장치(41, 51)는 수직중공(10) 또는 수평중공(20) 내에서 프로펠러 구동모터 지지용 브라켓(4)에 의해 서로 고정 지지된다.Each propeller device (41, 51) is fixedly supported to each other by a propeller drive motor support bracket (4) within a vertical hollow (10) or horizontal hollow (20).

한편, 전술한 바에서는 하나의 모터(3)를 사용하는 것으로 설명하였지만, 도 5의 (b)를 참고하면 하나의 프로펠러(1)를 반시계 방향으로 구동시키는 하나의 모터(3a)와, 다른 하나의 프로펠러(2)를 시계 방향으로 구동시키는 다른 하나의 모터(3b)로 구성될 수 있다. 즉, 모터를 2개 사용할 수 있다. 여기서 2개의 모터(3a, 3b)는 동일한 성능인 것이 양호하며, 도 5의 (a)와 동일한 기능을 구현할 수 있다.Meanwhile, although the above description described using one motor (3), referring to Fig. 5 (b), it can be composed of one motor (3a) that drives one propeller (1) counterclockwise and another motor (3b) that drives another propeller (2) clockwise. That is, two motors can be used. Here, it is preferable that the two motors (3a, 3b) have the same performance, and can implement the same function as Fig. 5 (a).

한편, 도 4(b)의 경우는 각각의 모터에 대해 회전수 차이를 두어 프로펠러의 토크 차이에 의한 모터축을 중심으로 회전을 일으켜 무인항공기의 x축 롤링 또는 z축에 대한 요잉 비행을 가능하게 할 수 있다.Meanwhile, in the case of Fig. 4(b), by setting a difference in the rotational speed for each motor, rotation is induced around the motor axis due to the difference in the torque of the propeller, thereby enabling the drone to roll about the x-axis or yaw about the z-axis.

도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 기낭을 가지는 무인항공기에 사용되는 수평방향 제어용 추진장치의 예시도이다.FIG. 6 is an exemplary diagram of a propulsion device for horizontal control used in an unmanned aerial vehicle having an airbag according to the first embodiment of the present invention.

도 6을 참고하면, 수평방향 제어용 추진장치(50)의 유체조절판(52)이 수평중공(20) 우측에 설치될 때에는 지면에 대해 수직으로 형성되고, 수직안정판(130)에 대해서는 평행하게 형성된다. Referring to Fig. 6, when the fluid control plate (52) of the propulsion device (50) for horizontal control is installed on the right side of the horizontal hollow (20), it is formed vertically with respect to the ground and parallel with respect to the vertical stabilizer plate (130).

유체조절판(52)이 수평중공(20)의 정중앙에 있을 때에는 전진 또는 후진 비행을 하게 되고, 이때 유체조절판(52)의 각도를 조절하면 유체조절판(52)의 양측을 흐르는 공기에 대해 압력차이가 발생되고 이에 따라 비행체의 요잉조작을 할 수 있게 된다.When the fluid control plate (52) is at the exact center of the horizontal hollow (20), forward or backward flight occurs, and when the angle of the fluid control plate (52) is adjusted, a pressure difference occurs in the air flowing on both sides of the fluid control plate (52), and accordingly, the aircraft can be yawed.

도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 기낭을 가지는 무인항공기에 사용되는 수직방향 제어용 추진장치의 예시도이다. 도 7을 참고하면, 유체조절판(42, 43)은 지면에 대해 수직으로 형성되지만, 수직안정판(130)에 대해서는 직각으로 형성된다. Fig. 7 is an exemplary diagram of a vertical control propulsion device used in an unmanned aerial vehicle having a bladder according to the first embodiment of the present invention. Referring to Fig. 7, the fluid control plates (42, 43) are formed vertically with respect to the ground, but are formed at a right angle with respect to the vertical stabilizer plate (130).

각 유체조절판(42, 43)은 수직중공(10)의 정중앙에 있을 때에는 상승 또는 하강 비행을 하게 되고, 이때 유체조절판(42, 43)의 각도를 조절하면 유체조절판(42, 43)의 양측을 흐르는 공기에 대해 압력차이가 발생되고 이에 따라 비행체의 피칭 조작을 할 수 있게 된다. 한편, 각 추진장치(40, 50)에 사용되는 유체조절판(42, 43, 52)을 도 8에 도시된 바와 같이 십자형으로 구성될 수 있다.When each fluid control plate (42, 43) is at the exact center of the vertical hollow (10), it performs an ascending or descending flight, and when the angle of the fluid control plate (42, 43) is adjusted, a pressure difference is generated for the air flowing on both sides of the fluid control plate (42, 43), and accordingly, the pitching operation of the aircraft can be performed. Meanwhile, the fluid control plates (42, 43, 52) used in each propulsion device (40, 50) can be configured in a cross shape as illustrated in Fig. 8.

도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 기낭을 가지는 무인항공기에 사용되는 십자형 유체조절판의 예시도로서, 수직방향 제어용 추진장치(50)에 적용된 경우를 일 예로 한 것이다.FIG. 8 is an example of a cross-shaped fluid control plate used in an unmanned aerial vehicle having an air bladder according to the first embodiment of the present invention, and is an example of a case where it is applied to a propulsion device (50) for vertical control.

십자형 유체조절판(52a)은 수직중공(10)과 수평중공틀(20)의 형상에 따라 다각형, 원형, 타원형으로 형성할 수 있으며, 수직중공(10)과 수평중공(20) 단면의 반절인 다각형, 반원형, 반타원형이 바람직하다. 유체조절판(52a)이 십자형으로 형성될 때에는 “V”자 홈을 내어 유체조절판(52a)의 움직임을 원활히 하는 것이 바람직하다.The cross-shaped fluid control plate (52a) can be formed into a polygon, circle, or ellipse depending on the shape of the vertical hollow (10) and the horizontal hollow frame (20), and a polygon, semicircle, or semiellipse, which is half the cross section of the vertical hollow (10) and the horizontal hollow (20), is preferable. When the fluid control plate (52a) is formed into a cross shape, it is preferable to make a “V” groove to facilitate the movement of the fluid control plate (52a).

이상과 같이 본 실시예 1의 형태인 추가적 양력 장치를 갖는 무인항공기 (1A)에 의하면, 이하의 효과를 얻을 수 있다.According to the unmanned aerial vehicle (1A) having an additional lifting device in the form of Example 1 as described above, the following effects can be obtained.

1. 기낭 내부의 가스와 주위의 공기의 비중 차이에 의하여 소정의 높이로 부양되고, 또는 급격한 강하 방지가 가능하기 때문에 무인항공기에 프로펠러나 회전모터 또는 제어시스템의 문제가 발생하여도 갑작스러운 추락을 방지하여, 안전을 최대한 확보할 수 있다.1. Since it is possible to float to a certain height or prevent sudden descent due to the difference in specific gravity between the gas inside the bladder and the surrounding air, it is possible to prevent sudden crashes even if a problem occurs with the propeller, rotary motor, or control system of the drone, thereby ensuring maximum safety.

2. 상하로 배치된 각각의 부양 역할을 하는 기낭이 공기유로 역할을 하는 수직중공의 중심 수직축에 대해 대칭으로 구성되어, 무인항공기의 자세를 항상 대략 수평으로 유지하려고 하기 때문에, 무인항공기이 균형을 무너뜨리는 것을 억제하여, 비행제어하기 쉽게 할 수 있다.2. Since the air bladders that play the role of buoyancy, arranged vertically, are configured symmetrically with respect to the central vertical axis of the vertical hollow space that acts as an air passage, the attitude of the drone is always maintained approximately horizontal, so that the drone is prevented from losing its balance, making it easy to control the flight.

3. 기낭에 충전되는 가스의 충전량으로 카메라를 비롯한 탑재물의 무게 변동에 따라 무동력 정지비행 고도를 설정할 수 있어 목적에 따라 적절하게 사용할 수 있어 전기에너지 절감이 효과적이며 기낭내의 과도한 압력상승으로 인한 기낭 파열을 방지할 수 있는 압력조절 릴리프밸브을 채택하여 기낭 보호를 도모한다.3. The unpowered hovering flight altitude can be set according to the weight fluctuation of the payload including the camera by the amount of gas charged into the bubble, so it can be used appropriately according to the purpose, effectively saving electric energy, and a pressure regulating relief valve is adopted to prevent bubble rupture due to excessive pressure increase inside the bubble to protect the bubble.

4. 가스의 부력에 의하여 프로펠러를 수량 감소 및 소형화할 수 있기 때문에, 비행 중의 소음을 감소시킬 수 있으며, 따라서 배터리 소모량도 줄일 수 있다.4. Since the number of propellers can be reduced and miniaturized due to the buoyancy of gas, noise during flight can be reduced, and thus battery consumption can be reduced.

5. 프로펠러와 무거운 구성품들이 기낭 내부에 구성되어 있어 축제나 운동경기 심지어 어린이 놀이공원 활동, 무인항공기 교육장, 축하 이벤트 등 사람들이 많은 공간에서도 사진촬영이나 여러 대의 무인항공기 군집비행등을 안심하고 안전하게 사용할 수 있다.5. Since the propeller and heavy components are located inside the airbag, it can be used safely and reliably in crowded spaces such as festivals, sports events, children's amusement park activities, drone training centers, and celebratory events, for taking pictures or flying multiple drones in groups.

6. 공기보다 가벼운 기체의 부력을 이용하는 무인항공기로 수직 상승시 추진용 프로펠러(31,32)를 사용하지 않거나 최소로 사용하여 부양하므로, 진동의 영향을 거의 받지 않기 때문에, 흔들림이 적은 영상을 촬영할 수 있다.6. Since it is an unmanned aerial vehicle that utilizes the buoyancy of a gas lighter than air and floats by not using or using a minimal amount of propellers (31, 32) for vertical ascent, it is hardly affected by vibrations and can shoot videos with less shaking.

이하에서는 첨부한 도 9 내지 도 11을 참조로 하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 기낭을 가지는 무인항공기를 설명한다. 설명의 이해를 돕기 위해, 본 발명의 제2 실시예에 따른 기낭을 가지는 무인항공기에 대한 설명은 본 발명의 제1 실시예에 따른 기낭을 가지는 무인항공기와 차이 나는 부분에 대해서만 설명한다.Hereinafter, an unmanned aerial vehicle having a bladder according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the attached FIGS. 9 to 11. To facilitate understanding of the description, the description of the unmanned aerial vehicle having a bladder according to the second embodiment of the present invention will describe only the parts that are different from the unmanned aerial vehicle having a bladder according to the first embodiment of the present invention.

도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 기낭을 가지는 무인항공기(1B)의 평면도(a) 및 측면도(b)이다. 도 9를 참고하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 기낭을 가지는 무인항공기(1B)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 기낭을 가지는 무인항공기(100)에서 수직안정판(130)이 삭제된 형태가 된다.FIG. 9 is a plan view (a) and a side view (b) of an unmanned aerial vehicle (1B) having a bladder according to a second embodiment of the present invention. Referring to FIG. 9, the unmanned aerial vehicle (1B) having a bladder according to the second embodiment of the present invention is a form in which the vertical stabilizer (130) is deleted from the unmanned aerial vehicle (100) having a bladder according to the first embodiment of the present invention.

또한 도 10의 (a)에서 처럼 적재실 내부에 수평중공이 삭제된 형태가 된다.In addition, as in (a) of Fig. 10, the horizontal hollow space inside the loading room is deleted.

도 10의 (b)에 도시된 바와 같이, 수직중공(72)의 하단에 노즐지지 및 회전용 짐벌장치(64)가 고정 설치되고, 짐벌장치(64)에 유연호스(66, flexible hose)를 통해 노즐(65)이 체결된다. 이때 노즐(65)은 공기 배출구가 무인항공기(1B)의 하측 방향으로 향하도록 하여 하측 방향의 공기를 흡입하거나, 하측 방향으로 공기를 토출한다.As shown in (b) of Fig. 10, a gimbal device (64) for nozzle support and rotation is fixedly installed at the bottom of a vertical hollow (72), and a nozzle (65) is connected to the gimbal device (64) via a flexible hose (66). At this time, the nozzle (65) has its air outlet facing the downward direction of the unmanned aerial vehicle (1B) so that it inhales air in the downward direction or discharges air in the downward direction.

도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 기낭을 가지는 무인항공기(1B)에 탑재되는 추진방향을 제어하는 짐벌 노즐의 작동에 대한 모식도이다.FIG. 11 is a schematic diagram of the operation of a gimbal nozzle for controlling the propulsion direction mounted on an unmanned aerial vehicle (1B) having a bladder according to the second embodiment of the present invention.

도 11의 (a)와 도 11의 (c)에서와 같이 노즐(65)이 z축에 대해 회전하는 경우 공기토출 방향의 반대방향으로 반작용력에 의해 추진력이 발생하게 되고 이 추진력은 무인항공기(1B)의 무게중심에 대해 회전하게 된다. As shown in (a) and (c) of Fig. 11, when the nozzle (65) rotates about the z-axis, a propulsive force is generated by a reaction force in the opposite direction to the air discharge direction, and this propulsive force rotates about the center of gravity of the unmanned aerial vehicle (1B).

도 11의 (b)에서는 노즐이 z축과 일치하여 공기토출로 발생한 추진력이 무인항공기(1B)의 무게중심을 향하므로 상승비행을 하는 경우이다. 이때 3개의 스테핑 모터나 브러시리스 모터등으로 3축 짐벌(64)을 구동하여 해당 각도에 맞게 노즐을 회전시켜 3축 방향으로 움직이게 하는 짐벌장치(64)는 노즐(65)을 적절한 각도로 회전시켜 공기를 토출시켜 무인항공기(1B)의 원하는 비행이 가능하게 된다.In (b) of Fig. 11, the nozzle is aligned with the z-axis, so the propulsive force generated by the air discharge is directed toward the center of gravity of the unmanned aerial vehicle (1B), and thus, it is in the case of an ascending flight. At this time, the gimbal device (64), which drives a three-axis gimbal (64) with three stepping motors or brushless motors to rotate the nozzle according to the corresponding angle and move it in the three-axis direction, rotates the nozzle (65) at an appropriate angle to discharge air, and enables the desired flight of the unmanned aerial vehicle (1B).

이하에서는 첨부한 도 12을 참조로 하여 본 발명의 실시예 3에 따른 추가적 양력 장치를 갖는 무인항공기(1C)를 설명한다. 설명의 이해를 돕기 위해, 본 발명의 실시예 3에 따른 추가적 양력 장치를 갖는 무인항공기(1C)에 대한 설명은 본 발명의 실시예 1과 2에 따른 추가적 양력 장치를 갖는 무인항공기(1A)와 무인항공기(1B)의 차이 나는 부분에 대해서만 설명한다.Hereinafter, an unmanned aerial vehicle (1C) having an additional lifting device according to Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to the attached FIG. 12. To facilitate understanding of the description, the description of the unmanned aerial vehicle (1C) having an additional lifting device according to Embodiment 3 of the present invention will describe only the differences between the unmanned aerial vehicle (1A) and the unmanned aerial vehicle (1B) having an additional lifting device according to Embodiments 1 and 2 of the present invention.

도 12는 본 발명의 제3 실시예에 따른 기낭을 가지는 무인항공기(1C)의 종단면도이다. 도 12를 참고하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 기낭을 가지는 무인항공기(1C)는 무인항공기(1A)에 하나 이상의 짐벌노즐(61)이 추가로 구성된다. Fig. 12 is a cross-sectional view of an unmanned aerial vehicle (1C) having a bladder according to a third embodiment of the present invention. Referring to Fig. 12, an unmanned aerial vehicle (1C) having a bladder according to a third embodiment of the present invention is configured with one or more gimbal nozzles (61) additionally added to an unmanned aerial vehicle (1A).

도 12에 도시된 바와 같이, 상기 수평중공(71)은 양끝단이 개방되어 있으며, 내부에 추진장치(35)가 설치되고 십자형 유체조절판(63)이 설치된다.As shown in Fig. 12, the horizontal hollow (71) has both ends open, a propulsion device (35) is installed inside, and a cross-shaped fluid control plate (63) is installed.

따라서, 수직중공(72) 내에 형성된 짐벌노즐(65)에 의한 피칭운동과 수평중공(71) 내에 형성된 십자형 유체조절판(63)에 의한 피칭운동의 회전방향을 같게 하여 회전력을 증대시켜 보다 강한 바람에 대응할 수 있다.Accordingly, the rotational direction of the pitching motion by the gimbal nozzle (65) formed in the vertical hollow (72) and the pitching motion by the cross-shaped fluid control plate (63) formed in the horizontal hollow (71) are made the same, thereby increasing the rotational force and enabling the response to stronger winds.

예컨대, 외부 바람에 의해 수직안정판(61)의 작용으로 무인항공기(1C)의 자세가 바람 방향으로 회전하게 되는데, 이때 수평방향 제어용 추진장치(35)를 적절히 구동하고, 십자형 유체조절판(63)을 적절한 방향으로 회전시 정확한 자세제어가 이루어진다. For example, the attitude of the unmanned aerial vehicle (1C) rotates in the direction of the wind due to the action of the vertical stabilizer (61) caused by external wind. At this time, when the propulsion device (35) for horizontal direction control is appropriately driven and the cross-shaped fluid control plate (63) is rotated in an appropriate direction, accurate attitude control is achieved.

한편 프로펠러에 의한 추진방향이 항상 바람에 맞서는 방향으로 제어할 수 있으며 이 때 수평중공(71) 내에 형성되는 수평방향 제어용 추진장치는(35)는 추진력을 극대화 하도록 프로펠러의 에어포일 형상이 일반적인 에어포일 형상인 것이 바람직하다. Meanwhile, the propulsion direction by the propeller can always be controlled to face the wind, and at this time, the propulsion device (35) for horizontal direction control formed within the horizontal hollow (71) is preferably a general airfoil shape of the propeller to maximize propulsion force.

이상에서 본 발명의 실시예들에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것은 아니며 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지로 변형 및 개량한 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속한다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements made by a person skilled in the art in the art to which the present invention pertains also fall within the scope of the present invention.

Claims (7)

공기보다 가벼운 기체가 체워지는 상부기낭;
상기 상부기낭 하부에 위치하며 공기보다 가벼운 기체가 채워지는 하부기낭;
상기 상부기낭 및 상기 하부기낭의 외부면에 서로 대향하도록 설치된 2개의 수직안정판;
상기 2개의 수직안정판 사이를 관통하여 상기 상부 기낭과 상기 하부 기낭 사이에 연결되며, 내부가 비어 있고 각종 부품이 탑재되며, 무인항공기의 수평방향인 x축방향으로 형성된 적재실,
상기 상부기낭, 상기 하부기낭 및 상기 적재실을 관통하도록 상기 무인항공기의 수직방향인 z축 방향으로 형성되며 내부에 공기가 통과하도록 구성된 수직중공,
상기 적재실의 중앙부위를 관통하여 상기 수직중공과 수직으로 교차하는 수평중공;
제1 프로펠러장치 및 상기 제1 프로펠러의 상측 및 하측에 배치된 제1 및 제2 유체조절판을 포함하여 구성되고 상기 수직중공의 내부에 설치되며, 상기 수직중공의 내부를 관통하는 공기에 의해 동작하는 상기 제1 프로펠러장치를 이용하여 상기 z축 방향으로의 상승 또는 하강 비행을 제어하고, 상기 제1 및 제2 유체조절판중 적어도 하나의 각도를 변화시켜 피칭 비행을 할 수 있게 하는 제1 추진장치; 및
제2 프로펠러장치 및 제3 유체조절판을 포함하여 구성되고, 상기 수평중공으로 유입되는 공기에 의해 동작하는 제2 프로펠러장치를 이용하여 상기 무인항공기의 수평방향을 제어하고, 상기 제3 유체조절판의 각도를 변화시켜 요잉 비행을 할 수 있게 하는 제2 추진장치를 포함하며,
상기 2개의 수직안정판 각각은 서로 대향하도록 설치되고, 상기 적재실에 근접하여 상기 상부기낭에 설치된 제1 조각과 상기 적재실에 근접하여 상기 하부기낭에 설치된 제2 조각으로 구성되고,
상기 수평중공과 상기 수직중공이 교차하는 지점은 상기 무인항공기의 무게 중심인, 기낭을 가지는 무인항공기.
The upper air sacs are filled with gases lighter than air;
The lower air sac, located below the upper air sac and filled with a gas lighter than air;
Two vertical stabilizers installed facing each other on the outer surfaces of the upper and lower bladders;
A loading compartment that is formed in the x-axis direction, which is the horizontal direction of the drone, and is connected between the upper airbag and the lower airbag by penetrating between the two vertical stabilizers, and has an empty interior and various parts are loaded therein.
A vertical hollow space formed in the z-axis direction, which is the vertical direction of the drone, so as to penetrate the upper bladder, the lower bladder, and the loading room, and configured to allow air to pass through the interior.
A horizontal hollow space that penetrates the central portion of the above loading room and intersects vertically with the above vertical hollow space;
A first propulsion device comprising a first propeller device and first and second fluid control plates arranged above and below the first propeller, and installed inside the vertical hollow, and controlling ascending or descending flight in the z-axis direction by using the first propeller device operated by air penetrating the inside of the vertical hollow, and enabling pitching flight by changing the angle of at least one of the first and second fluid control plates; and
A second propulsion device comprising a second propeller device and a third fluid control plate, wherein the horizontal direction of the unmanned aerial vehicle is controlled by using the second propeller device operated by air flowing into the horizontal hollow, and the second propulsion device is configured to enable yawing flight by changing the angle of the third fluid control plate.
Each of the two vertical stabilizers is installed facing each other and is composed of a first piece installed in the upper bladder and close to the loading room, and a second piece installed in the lower bladder and close to the loading room.
An unmanned aerial vehicle having an airbag, wherein the point where the horizontal hollow and the vertical hollow intersect is the center of gravity of the unmanned aerial vehicle.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 프로펠러장치는 모터, 상기 모터의 제1 구동축에 연결된 제1 프로펠러 및 상기 모터의 제2 구동축에 연결된 제2 프로펠러를 포함하고, 상기 제1 및 제2 프로펠러는 서로 다른 방향으로 회전하는 기낭을 가지는 무인항공기.
In the first paragraph,
An unmanned aerial vehicle, wherein the first and second propeller devices include a motor, a first propeller connected to a first drive shaft of the motor, and a second propeller connected to a second drive shaft of the motor, wherein the first and second propellers have bladders that rotate in different directions.
제1항에 있어서,
상기 제1 유체조절판은 상기 상부기낭에 설치되고, 상기 제2 유체조절판은 상기 하부기낭에 설치되며,
상기 제1 및 제2 유체조절판은 십자형으로 형성되고 각도 조절을 통해 양측에 흐르는 공기의 압력 차이를 발생시키는 기낭을 가지는 무인항공기.
In the first paragraph,
The first fluid control plate is installed in the upper bladder, and the second fluid control plate is installed in the lower bladder.
An unmanned aerial vehicle having the first and second fluid control plates formed in a cross shape and having air bladders that generate a pressure difference in air flowing on both sides through angle adjustment.
제1항에 있어서,
상기 상부기낭은 전체적으로 반구형의 형태이고,
상기 하부기낭은 상기 적재실에 접한 부분에서 하단부로 갈수록 단면이 좁아지는 형태인 기낭을 가지는 무인항공기.
In the first paragraph,
The upper airway sac is generally hemispherical in shape,
The above lower bladder is an unmanned aerial vehicle having a bladder whose cross-section narrows towards the bottom from the part in contact with the loading room.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 상부기낭의 외부면에 태양광전지가 설치된 기낭을 가지는 무인항공기.


In the first paragraph,
An unmanned aerial vehicle having an airbag with a solar cell installed on the outer surface of the upper airbag.


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