KR20160049663A - 회전익 구조체 및 비행 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 세개의 블레이드의 회전에 의해 자유롭게 비행할 수 있는 회전익 구조체 및 비행 방법에 관한 것으로, 본체로부터 서로 동일한 각도를 이루도록 방사형으로 형성되는 고정축을 중심으로 틸트 가능하도록 결합되는 복수의 로터부를 구비하여, 복수의 로터부에 구비되는 블레이드를 고정축을 중심으로 각각 개별적으로 틸트시킴으로써 전진, 후진, 좌측 또는 우측으로 이동하고, 요잉 제어를 할 수 있도록 구성하여 신속한 기동력을 확보할 수 있다. 본 발명은 회전익 구조체의 동작을 제어하는 본체, 본체로부터 서로 동일한 각도를 이루도록 방사형으로 형성되고, 본체와 연결되는 복수의 고정축, 본체의 제어에 의해 복수의 고정축을 중심으로 각각 틸트 가능하도록 복수의 고정축에 각각 결합되며, 서로 동일한 방향으로 회전하는 블레이드를 구비하여 본체에 양력을 제공하는 로터부를 포함하는 회전익 구조체의 비행 방법으로, 회전익 구조체는 본체의 제어에 의해 서로 동일한 방향으로 회전하는 복수의 블레이드의 속도를 동일하게 증가시키며, 복수의 블레이드 중 선택된 적어도 하나의 블레이드를 틸팅시켜 요잉 제어하여 이륙, 공중 고정, 착륙하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 회전익 구조체는 복수의 로터부를 정해진 위치에 조립하지 않고, 구분 없이 본체에 탈착 가능하도록 구성하여 조립 및 분해가 용이하여 보관이 용이하고, 휴대성이 강조되며, 보호대를 통하여 블레이드 회전에 의한 안전 유해 요소를 차단할 수 있어 아동의 완구 제품부터 산업, 국방 무기체계에 적용할 수 있는 장점이 있다.

Description

회전익 구조체 및 비행 방법{Rotor structure construction and method of operating the same}

본 발명은 회전익 구조체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 복수의 블레이드가 동일한 방향으로 회전하되, 각각 개별적으로 틸팅되도록 구성하여 신속한 기동력을 확보할 수 있는 회전익 구조체 및 비행 방법에 관한 것이다.

최근 재난감시, 환경감시, 정찰 등을 위한 무인비행로봇에 관한 연구가 활발하게 진행되고 있으며, 무인비행로봇 기술은 전자, 컴퓨터 기술의 발달에 따라 그 발전 속도가 더 빨라지고 있다. 소형 무인비행로봇은 일반적인 이동로봇에 비해 지형의 영향을 비교적 덜 받으면서 넓은 지역에서 운용될 수 있으며, 위험하거나 접근이 곤란한 장소에서의 활용성에 있어 그 장점이 극대화된다.

소형 무인비행로봇은 크게 고정익형과 회전익형으로 나누어진다.

고정익형 초소형 비행 로봇은 손쉬운 운용이 가능하나, 정찰 임무 시 목표 지역을 수차례 선회를 해야 정확한 정보를 습득할 수 있으며, 추적 임무(tracking)시 목표물의 진행 속도에 맞추어 운용하는데 비효율적 이다. 이에 반해, 회전익형 비행로봇은 VTOL(Vertical Take- off and Landing, 수직이착륙), 전방향 이동 및 호버링(Hovering, 정지비행)이 가능하다는 등의 면에서 고정익형에 비해 장점을 가진다.

한국등록특허 제10-0812756호에는 회전익형 비행로봇인 요잉제어가 용이한 쿼드로콥터에 관해서 개시하고 있다.

개시된 요잉제어가 용이한 쿼드로콥터는 충전이 가능한 전원공급부와, 전원공급부로부터 전원을 공급받아 회전력을 발생하는 요잉제어구동 모터와, 전원공급부와 임무수행을 위해 장착된 각종 전자장비를 제어하기 위한 제어부로 이루어지는 본체부, 본체부를 중심으로 직교하는 4방향의 동일 반경에 설치되어 동일한 방향으로의 회전력을 갖는 4개의 메인 구동로터 및 상기 본체부의 상부 중심에 회전운동이 가능한 상태로 축 설치되어 4개의 메인 구동로터에 대응되는 반대 회전력을 발생시켜 기체의 요잉 제어가 이루어지도록 하는 요잉제어 구동로터를 포함한다.

상술한 요잉제어가 용이한 쿼드로콥터는 4개의 메인 구동로터의 출력을 개별 제어시켜 기체의 비행방향을 조정하게 된다.

한편 최근에는 회전익형 비행로봇이 군사 작전이나 긴급 촬영 등 긴급 상황에 사용되는데, 긴급 상황 일 경우 고도의 기동력이 요구된다.

이에 따라, 상기의 요잉제어가 용이한 쿼드로콥터와 같이 각 구동로터의 출력을 개별 제어함으로써 기체의 비행방향을 조정하는 구성만으로는 신속한 기동력을 확보하기 힘든 문제점이 있었다.

또한 회전익 구조체가 재난감시 및 정찰 임무를 원할히 수행하기 위해서는 배터리, 카메라 등을 장착하여야 하기 때문에 적재하중이 적은 투콥터(Two-Copter)는 상기한 임무를 수행할 수 없으므로 최소한 트리콥터 이상의 멀티콥터가 이러한 임무를 수행할 수 있도록 연구되고 있다. 그러나, 기존의 트리콥터는 요잉제어를 위하여 두개의 블레이드와 반대방향으로 회전하는 하나의 블레이드로 구성되므로 동일한 방향으로 회전 시 요잉제어가 곤란하고, 분해 및 조립이 용이하지 않은 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 각 블레이드의 회전 속도를 각각 개별적으로 제어하여 기체의 비행방향을 조정하는 기존 회전익 구조체와 대비하여, 군사 작전이나 긴급 촬영 등의 긴급 상황에 사용될 수 있도록 신속한 기동력을 확보할 수 있는 회전익 구조체 및 비행 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 세개의 블레이드를 동일한 방향으로 회전시켜 요잉제어를 할 수 있도록 구성하여 분해 및 조립이 용이한 회전익 구조체 및 비행 방법을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 회전익 구조체의 비행 방법은 회전익 구조체의 동작을 제어하는 본체, 상기 본체로부터 서로 동일한 각도를 이루도록 방사형으로 형성되고, 상기 본체와 연결되는 복수의 고정축, 상기 본체의 제어에 의해 복수의 상기 고정축을 중심으로 각각 틸트 가능하도록 복수의 상기 고정축에 각각 결합되며, 서로 동일한 방향으로 회전하는 블레이드를 구비하여 상기 본체에 양력을 제공하는 로터부를 포함하는 회전익 구조체의 비행 방법으로, 상기 회전익 구조체는 상기 본체의 제어에 의해 서로 동일한 방향으로 회전하는 복수의 상기 블레이드의 속도를 동일하게 증가시키며, 복수의 상기 블레이드 중 선택된 적어도 하나의 블레이드를 틸팅시켜 요잉 제어하여 지면과 수직한 방향으로 이륙하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따른 회전익 구조체의 비행 방법에 있어서, 상기 고정 비행하는 단계 이후에 상기 회전익 구조체는 상기 본체의 제어에 의해 복수의 상기 블레이드 중 상기 선택된 적어도 하나의 블레이드를 제외한 나머지 블레이드를 상기 고정축을 중심으로 틸팅시켜 전방, 후방, 좌측 또는 우측으로 이동하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 회전익 구조체의 비행 방법에 있어서, 상기 고정 비행하는 단계 이후에 상기 회전익 구조체는 상기 본체의 제어에 의해 복수의 상기 블레이드의 회전 속도를 동일하게 감소시키며, 복수의 상기 블레이드 중 선택된 어느 하나의 블레이드를 틸팅시켜 요잉 제어하여 착륙하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 회전익 구조체는 회전익 구조체의 동작을 제어하는 본체, 상기 본체로부터 서로 동일한 각도를 이루도록 방사형으로 형성되고, 상기 본체와 연결되는 복수의 고정축, 상기 본체의 제어에 의해 복수의 상기 고정축을 중심으로 각각 틸트 가능하도록 복수의 상기 고정축에 각각 결합되며, 서로 동일한 방향으로 회전하는 블레이드를 구비하여 상기 본체에 양력을 제공하는 로터부를 포함한다.

본 발명에 따른 회전익 구조체에 있어서, 상기 복수의 고정축은 상기 본체로부터 서로 동일한 각도를 이루도록 방사형으로 형성되고, 상기 본체와 연결되는 제1 고정축, 제2 고정축 및 제3 고정축을 포함하고, 상기 로터부는 상기 제1 고정축에 결합되는 제1 로터, 상기 제2 고정축에 결합되는 제2 로터 및 상기 제3 고정축에 고정되는 제3 로터를 포함하고, 상기 제1 로터와 상기 제2 로터는 각각 결합되는 상기 제1 고정축과 상기 제2 고정축을 중심으로 틸트 됨에 따라 상기 회전익 구조체를 전방, 후방, 좌측 또는 우측으로 이동시키고, 상기 제3 로터는 상기 제3 고정축을 중심으로 틸트 됨에 따라 요잉 제어를 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 회전익 구조체에 있어서, 상기 로터부는 상기 제1 로터, 상기 제2 로터 및 상기 제3 로터 각각에 구비되어, 상기 블레이드를 회전시키는 메인모터, 상기 제1 로터, 상기 제2 로터 및 상기 제3 로터 각각에 구비되어 상기 메인모터에 의해 회전하는 각각의 상기 블레이드를 상기 제1 고정축, 상기 제2 고정축 또는 상기 제3 고정축을 중심으로 틸트 시키는 서보모터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 회전익 구조체에 있어서, 상기 본체는 상기 고정축이 삽입되어 결합되는 결합홈이 형성되어 복수의 상기 고정축이 각각 탈착 가능하도록 조립 및 분해되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 회전익 구조체에 있어서, 상기 블레이드를 감싸도록 형성되고, 상기 고정축의 중심을 가로질러 고정되도록 일면이 상기 본체와 맞닿아 결합되는 보호대를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 회전익 구조체에 있어서, 상기 본체는 상기 보호대와 맞닿는 면에 지지홈이 형성되고, 상기 보호대는 상기 지지홈과 대응되는 돌출부가 형성되며, 상기 돌출부는, 상기 고정축이 상기 결합홈에 삽입될 때, 상기 지지홈에 삽입되어 결합되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 회전익 구조체에 있어서, 상기 본체의 하부면에 결합되어 상기 본체를 지면과 이격된 상태로 지지하는 복수의 지지대를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 회전익 구조체에 있어서, 상기 복수의 지지대는 상기 본체로부터 지면 방향으로 서로 벌어지게 상기 본체와 힌지 결합되고, 일단이 상기 본체의 하부면에 결합되고, 타단이 상기 복수의 지지대 각각의 상단에 결합되어, 상기 복수의 지지대가 벌어지는 각도를 제한하는 복수의 스프링을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 회전익 구조체는 본체로부터 서로 동일한 각도를 이루도록 방사형으로 형성되는 고정축을 중심으로 틸트 가능하도록 결합되는 복수의 로터부를 구비하여, 복수의 로터부에 구비되는 블레이드를 고정축을 중심으로 각각 개별적으로 틸트시킴으로써 전진, 후진, 좌측 또는 우측으로 이동하고, 요잉 제어를 할 수 있도록 구성하여 신속한 기동력을 확보할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 회전익 구조체는 로터부가 결합된 복수의 고정축을 본체에 조립 및 분해하는 방식으로 구성함으로써 보관이 용이하고, 회전익 구조체를 소지한 상태로 이동이 용이하다.

또한 본 발명에 따른 회전익 구조체는 세개의 블레이드를 동일한 방향으로 회전시키되, 복수의 로터부에 구비되는 블레이드를 고정축을 중심으로 각각 개별적으로 틸트시킴으로써 요잉 제어를 할 수 있도록 구성하여 복수의 로터부를 정해진 위치에 조립하지 않고, 구분 없이 본체에 탈착 가능하도록 구성하여 조립 및 분해가 용이하다.

또한 본 발명에 따른 회전익 구조체는 보호대를 통하여 블레이드 회전에 의한 안전 유해 요소를 차단할 수 있어 아동의 완구 제품부터 산업, 국방 무기체계에 적용할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 회전익 구조체의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 회전익 구조체의 측면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 회전익 구조체의 본체 내부 구성을 나타낸 블럭도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 로터부의 구성을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 고정축이 본체에 삽입되는 상태를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 고정축이 본체에 조립된 상태를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 회전익 구조체의 비행 방법을 나타낸 순서도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 회전익 구조체의 블레이드가 반시계 방향으로 회전할 경우, 전방으로 이동하는 상태를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 회전익 구조체의 블레이드가 반시계 방향으로 회전할 경우, 후방으로 이동하는 상태를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 회전익 구조체의 블레이드가 반시계 방향으로 회전할 경우, 좌측으로 이동하는 상태를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 회전익 구조체의 블레이드가 반시계 방향으로 회전할 경우, 우측으로 이동하는 상태를 나타낸 도면이다.
도 12a, 12b, 12c는 본 발명의 실시예에 따른 회전익 구조체의 다른 실시예를 나타낸 예시도이다.

하기의 설명에서는 본 발명의 실시예를 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.

이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 회전익 구조체의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 회전익 구조체의 측면도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 회전익 구조체의 본체 내부 구성을 나타낸 블럭도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 로터부의 구성을 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 고정축이 본체에 삽입되는 상태를 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 고정축이 본체에 조립된 상태를 나타낸 도면이다.

도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 회전익 구조체(100)는 본체(10), 고정축(20) 및 로터부(30)를 포함한다.

본체(10)는 방사형으로 결합되는 고정축(20)과 수직한 ?향의 세개의 면을 가진다. 세개의 면 각각에는 고정축(20)이 삽입되어 결합되는 결합홈(10a)이 형성된다. 이에 따라 고정축(20)은 본체(10)에 탈착 가능하도록 형성되어 조립 및 분해될 수 있다.

본체(10)의 내부에는 회전익 구조체(100)의 작동을 위한 회로 기판 등이 삽입될 수 있도록 공간이 형성될 수 있다. 본 실시예에 따른 본체(10)는 세개의 면을 갖도록 형성되어 있지만, 이에 한정된 것은 아니고, 내부 공간이 형성되어 있는 원통형, 구형 등으로 형성될 수도 있다.

또한 본체(10)는 로터부(30)와 전기적으로 연결되어, 로터부(30)의 동작을 제어할 수 있다. 이러한 본체(10)는 제어부(11), 전원부(12) 및 감지장치부(13)를 포함할 수 있다.

제어부(11)는 로터부(30)와 고정축(20)을 통해 전기적으로 연결되어 로터부(30)를 제어한다. 제어부(11)는 후술할 로터부(30)의 블레이드(31)를 가동시키거나 정지시킬 수 있고, 블레이드(31)의 회전 속도 또한 제어할 수 있다.

제어부(11)는 전진, 후진 또는 좌우 방향전환을 위해 로터부(30)를 고정축(20)을 중심으로 틸트시킬 수 있다. 본체(10)의 전진, 후진 및 방향 전환에 관한 설명은 후술하기로 한다.

제어부(11)의 동작은 외부 컨트롤러(미도시)에 의해 원격으로 동작될 수 있다. 여기서 원격 제어를 위해 사용되는 무선 통신으로는 RF(Radio Frequency)통신, IRDA(Infrared data association), 블루투스(bluetooth), 무선랜(Wireless lan), UWB(Ultra wideband) 등의 근거리 통신 방식을 사용할 수 있다.

전원부(12)는 제어부(11)에 전원을 공급한다. 전원부(12)로는 2차 전지가 사용될 수 있지만 이에 한정된 것은 아니고, 니켈 카드뮴 전지, 알카라인 전지 등 다양한 배터리가 사용될 수 있다.

감지장치부(13)는 외부정보를 탐지할 수 있다. 여기서 외부정보는 영상, 소리, 기온 등이 될 수 있다. 감지장치부(13)로는 임무 수행을 위한 카메라, 통신장비 및 각종 센서 등이 될 수 있다.

감지장치부(13)가 영상을 촬영하는 용도로 사용될 경우, 감지장치부(13)는 회전익 구조체(100)가 비행 중에 회전익 구조체(100)의 하부를 촬영할 수 있도록 본체(10)의 하부면에 구비될 수 있지만, 이에 한정된 것은 아니고 원하는 영역을 촬영할 수 있도록 본체(10)의 외부면 어떠한 위치에 설치되어도 무방하다.

고정축(20)은 본체(10)로부터 서로 동일한 각도를 이루도록 방사형으로 형성되고, 제1 고정축(20a), 제2 고정축(20b) 및 제3 고정축(20c)을 포함한다. 제1 고정축(20a), 제2 고정축(20b) 및 제3 고정축(20c)은 본체(10)의 결합홈(10a)에 각각 결합된다. 즉 세개의 고정축(20)은 인접한 고정축(20)과의 각도가 120°가 되도록 본체(10)에 결합될 수 있다.

고정축(20)의 내부에는 본체(10)와의 전기적 연결을 위한 전선이나 회로기판 등이 내장되어 본체(10)와 로터부(30)를 전기적으로 연결한다.

고정축(20)과 본체(10)는 접촉면에 각각 단자를 구비하여, 접촉되었을때 전기적으로 연결하는 방식을 사용할 수 있다. 즉 고정축(20)이 본체(10)에 조립되면, 고정축(20)과 로터부(30)는 전기적으로 연결되어 제어부(11)의 제어에 의해 작동하도록 구성된다.

로터부(30)는 본체(10)의 제어에 의해 고정축(20)을 중심으로 틸트 가능하도록 세개의 고정축(20)을 감싸면서 각각 결합되고, 서로 동일한 방향으로 지면과 수평하게 회전하는 블레이드(31)를 구비하여 본체(10)에 양력을 제공한다. 여기서 세개의 블레이드(31)는 본체(10)를 중심으로 서로 동일한 간격으로 평행하게 배치되며, 서로 동일한 방향으로 회전하도록 구성된다. 예를 들어 세개의 블레이드(31)는 모두 시계 방향으로 회전되거나, 모두 반시계 방향으로 회전될 수 있다.

이러한 로터부(30)는 메인모터(32) 및 서보모터(33)를 포함한다.

메인모터(32)는 제어부(11)의 제어에 의해 블레이드(31)를 회전시킬 수 있다.

서보모터(33)는 제어부(11)의 제어에 의해 메인모터(32)에 의해 회전하는 각각의 블레이드(31)를 고정축(20)을 중심으로 틸트 시킨다.

또한 로터부(30)는 제1 고정축(20a)에 결합되는 제1 로터(30a), 제2 고정축(20b)에 결합되는 제2 로터(30b) 및 제3 고정축(20c)에 고정되는 제3 로터(30c)를 포함한다.

제1 로터(30a)와 제2 로터(30b)는 각각 결합되는 제1 고정축(20a)과 제2 고정축(20b)을 중심으로 틸트 됨에 따라 회전익 구조체(100)를 전방, 후방, 좌측 또는 우측으로 이동시키고, 제3 로터(30c)는 제3 고정축(20c)을 중심으로 틸트 됨에 따라 요잉 제어 및 상하, 좌우, 전후 기동에 따라 일정한 각도를 조절하여 회전익 구동체(100)의 기동을 지원할 수 있다.

즉 메인모터(32), 서보모터(33) 및 블레이드(31)는 제1 로터(30a), 제2 로터(30b) 및 제3 로터(30c) 각각에 구비되고, 제어부(11)는 제1 로터(30a), 제2 로터(30b) 및 제3 로터(30c)에 구비된 메인모터(32) 및 서보모터(33)를 각각 제어한다.

본체(10)의 제어부(11)는 제1 로터(30a), 제2 로터(30b) 및 제3 로터(30c)의 각각의 메인모터(32)를 동일한 속도로 구동시켜 블레이드(31)를 회전시키면서, 제3 로터(30c)의 서보모터(33)를 틸팅시켜 요잉 제어하여 회전익 구조체(100)를 지면으로부터 상승시키거나, 각각의 메인모터(32)를 통해 블레이드(31)의 속도를 서서히 줄이면서, 제3 로터(30c)의 서보모터(33)를 틸팅시켜 요잉 제어하여 상승된 회전익 구조체(100)를 하강시킬 수 있다. 본 실시예에서는 제3 로터(30c)를 이용하여 요잉 제어를 하는 것으로 설명하지만, 제1 로터(30a), 제2 로터(30b) 및 제3 로터(30c) 중 선택된 어느 하나가 요잉 제어를 할 수 있도록 구성될 수 있다.

이때, 요잉 제어를 위한 제3 로터(30c)는 블레이드(31)의 회전 방향에 따라 틸트되는 방향이 결정될 수 있다. 예를 들어, 제3 로터(30c)는 블레이드(31)가 반시계 방향으로 회전할 경우, 본체(10)를 바라본 시점에서 제3 고정축(20c)을 중심으로 우측 방향으로 틸트되어 요잉 제어를 할 수 있다.

또한 제어부(11)는 각각의 메인모터(32)와 제3 로터(30c)의 서보모터(33)를 제어하여 회전익 구조체(100)가 비행할 때, 제1 로터(30a) 및 제2 로터(30b) 각각의 서보모터(33)를 제어하여 회전익 구조체(100)가 전방, 후방, 좌측 또는 우측으로 이동하도록 제어할 수 있다.

이에 따라 본 실시예에 따른 회전익 구조체(100)는 본체(10)로부터 서로 동일한 각도를 이루도록 방사형으로 형성되는 고정축(20)을 중심으로 틸트 가능하도록 결합되는 로터부(30)를 구비하여, 로터부(30)를 틸트시킴으로써 전진, 후진 및 요잉 제어를 할 수 있도록 구성하여 신속한 기동력을 확보할 수 있다.

또한 본 발명의 실시예에 따른 회전익 구조체(10)는 세개의 블레이드(31)를 동일한 방향으로 회전시키고, 제1 로터(30a), 제2 로터(30b) 및 제3 로터(30c)의 블레이드(31)를 각각 개별적으로 틸트시킴으로써 전진, 후진 및 요잉 제어를 할 수 있도록 구성하여, 제1 로터(30a), 제2 로터(30b) 및 제3 로터(30c)의 구분 없이 본체(10)에 탈착 가능하므로 조립 및 분해가 용이하다.

또한 제어부(11)는 메인모터(32)를 제어하여 제1 로터(30a), 제2 로터(30b) 및 제3 로터(30c)에 구비된 블레이드(31)의 회전속도를 각각 개별적으로 제어함으로써 회전익 구조체(100)가 방향전환을 할 수 있도록 제어할 수 있다

예를 들어, 제어부(11)는 제1 로터(30a)의 블레이드(31)의 회전 속도를 감소시키고, 제2 로터(30b) 및 제3 로터(30c)의 블레이드(31)의 회전 속도를 증가 시킴으로써, 회전익 구조체(100)가 제1 로터(30a)의 방향으로 이동하도록 제어할 수 있다.

한편 본 실시예에 따른 회전익 구조체(100)는 보호대(40) 및 지지대(50)를 더 포함할 수 있다.

보호대(40)는 블레이드(31)의 회전 반경보다 크도록 블레이드(31)를 감싸 형성되고, 직경을 따라 고정축(20)이 가로질러 고정되도록 일면이 본체(10)와 맞닿아 결합되어 로터부(30)를 보호할 수 있다.

또한 보호대(40)는 본체(10)와 맞닿는 일면에 돌출부(40a)가 형성될 수 있다. 돌출부(40a)는 본체(10)의 보호대(40)와 맞닿는 면에 형성된 지지홈(10b)에 삽입되어 고정축(20)이 결합홈(10a)에 삽입될 때, 지지홈(10b)에 삽입되어 결합됨으로써 결합홈(10a)에 삽입된 고정축(20)을 지지할 수 있다. 즉 보호대(40)는 돌출부(40a)를 구비하여, 결합홈(10a)에 삽입된 고정축(20)과 함께 돌출부(40a)를 추가적으로 지지홈(10b)에 삽입함으로써 결속력을 증가시킬 수 있다.

지지대(50)는 본체(10)의 하부면에 형성되어 본체(10)를 지면과 이격된 상태로 지지할 수 있다. 지지대(50)는 복수로 구비되어 본체(10)로부터 지면 방향으로 서로 벌어지도록 본체(10)와 탈착 가능하도록 힌지 결합될 수 있다. 즉 서로 평행한 두개의 지지대(50)로 이루어진 두 쌍의 지지대는 서로 대칭되도록 바깥쪽으로 벌어지게 본체(10)와 힌지 결합될 수 있다.

또한 지지대(50)는 일단이 본체(10)의 하부면에 결합되고, 타단이 복수의 지지대(50) 각각의 상단에 결합되어, 복수의 지지대(50)가 벌어지는 각도를 제한하는 스프링(51)을 포함한다.

이에 따라, 지지대(50)는 착륙 시에 스프링(51)에 의해 서로 바깥쪽으로 스프링(51)의 탄성 범위 안에서 벌어짐으로써 충격이 완충되어 안정적으로 착륙할 수 있도록 지원할 수 있다.

또한 지지대(50)는 본체(10)에 탈착 가능하도록 구성하여, 비행 전에 조립하여 사용하고, 비행 후에 분해할 수 있도록 구성할 수 있다.

이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 회전익 구조체(100)는 본체(10)로부터 서로 동일한 각도를 이루도록 방사형으로 형성되는 고정축(20)을 중심으로 틸트 가능하도록 결합되는 로터부(30)를 구비하고, 제1 로터(30a), 제2 로터(30b) 및 제3 로터(30c)의 블레이드(31)를 각각 개별적으로 틸트시킴으로써 전진, 후진 및 요잉 제어를 할 수 있도록 구성하여 신속한 기동력을 확보할 수 있다.

또한 본 발명의 실시예에 따른 회전익 구조체(100)는 로터부(30)가 결합된 세개의 고정축(20)을 본체(10)에 조립 및 분해하는 방식으로 구성함으로써 보관이 용이하고, 회전익 구조체(100)를 소지한 상태로 이동이 용이하다.

본 발명에 따른 회전익 구조체(100)는 복수의 로터부(30)를 정해진 위치에 조립하지 않고, 구분 없이 본체(10)에 탈착 가능하도록 구성하여 조립 및 분해가 용이하여 보관이 용이하고, 휴대성이 강조되며, 보호대(50)를 통하여 블레이드(31) 회전에 의한 안전 유해 요소를 차단할 수 있어 아동의 완구 제품부터 산업, 국방 무기체계에 적용할 수 있는 장점이 있다.

이하 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 회전익 구조체(100)의 비행 방법을 더욱 상세히 설명하도록 한다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 회전익 구조체의 비행 방법을 나타낸 순서도이고, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 회전익 구조체의 블레이드가 반시계 방향으로 회전할 경우, 전방으로 이동하는 상태를 나타낸 도면이고, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 회전익 구조체의 블레이드가 반시계 방향으로 회전할 경우, 후방으로 이동하는 상태를 나타낸 도면이고, 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 회전익 구조체의 블레이드가 반시계 방향으로 회전할 경우, 좌측으로 이동하는 상태를 나타낸 도면이고, 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 회전익 구조체의 블레이드가 반시계 방향으로 회전할 경우, 우측으로 이동하는 상태를 나타낸 도면이고, 도 12a, 12b, 12c는 본 발명의 실시예에 따른 회전익 구조체의 다른 실시예를 나타낸 예시도이다.

도 7 내지 도 12c를 참조하면, 먼저 S10단계에서 회전익 구조체(100)는 본체(10)의 제어에 의해 서로 동일한 방향으로 회전하는 세개의 블레이드(31)를 동일한 속도로 회전시킨다. 블레이드(31)의 회전 속도가 증가함에 따라, 회전익 구조체(100)는 양력이 발생하여 이륙한다.

또한 회전익 구조체(100)는 제1 로터(30a), 제2 로터(30b) 및 제3 로터(30c)의 각각의 메인모터(32)를 동일한 속도로 구동시켜 블레이드(31)를 회전시키면서, 제3 로터(30c)의 서보모터(33)를 틸팅시켜 요잉 제어하여 안정적으로 지면으로부터 상승하여 이륙할 수 있다.

다음으로, S20 단계에서 회전익 구조체(100)는 본체(10)의 제어에 의해 세개의 블레이드(31) 중 요잉 제어를 위한 블레이드를 제외한 나머지 두개의 블레이드를 고정축(20)을 중심으로 틸팅시켜 전방, 후방, 좌측 또는 우측으로 이동할 수 있다.

예를 들어, 도 8에 도시된 바와 같이, 회전익 구조체(100)는 이륙된 상태에서 요잉 제어를 위한 제3 로터(30c)를 제외한 제1 로터(30a) 및 제2 로터(30b) 각각의 서보모터(33)를 제어하여, 제1 로터(30a) 및 제2 로터(30b)를 서로 마주하는 방향으로 제1 고정축(20a) 및 제2 고정축(20b)을 중심으로 각각 전방을 향하여 틸트시킴으로써, 회전익 구조체(100)를 전방으로 이동하도록 제어할 수 있다.

또한 도 9에 도시된 바와 같이, 회전익 구조체(100)는 이륙된 상태에서 요잉 제어를 위한 제3 로터(30c)를 제외한 제1 로터(30a) 및 제2 로터(30b) 각각의 서보모터(33)를 제어하여, 제1 로터(30a) 및 제2 로터(30b)를 서로 마주하는 방향과 반대 방향으로 제1 고정축(20a) 및 제2 고정축(20b)을 중심으로 각각 후방을 향하여 틸트시킴으로써, 회전익 구조체(100)를 후방으로 이동하도록 제어할 수 있다.

이때 회전익 구조체(100)는 제3 로터(30c)를 제3 중심축(20c)을 중심으로 좌측 또는 우측으로 틸트시킴으로써, 전방으로 이동하면서 좌측 또는 우측으로 방향전환을 하도록 할 수도 있다.

또한 도 10에 도시된 바와 같이, 회전익 구조체(100)는 이륙된 상태에서 요잉 제어를 위한 제3 로터(30c)를 제외한 제1 로터(30a) 및 제2 로터(30b) 각각의 서보모터(33)를 제어하여, 제1 로터(30a) 및 제2 로터(30b)를 좌측을 향하도록 제1 고정축(20a) 및 제2 고정축(20b)을 중심으로 각각 틸트시킴으로써, 회전익 구조체(100)를 좌측으로 이동하도록 제어할 수 있다.

이때 회전익 구조체(100)는 제3 로터(30c)를 제3 고정축(20c)을 중심으로 좌측으로 틸트시켜 좌측으로의 이동을 보다 용이하게 하도록 할 수 있다.

또한 도 11에 도시된 바와 같이, 회전익 구조체(100)는 이륙된 상태에서 요잉 제어를 위한 제3 로터(30c)를 제외한 제1 로터(30a) 및 제2 로터(30b) 각각의 서보모터(33)를 제어하여, 제1 로터(30a) 및 제2 로터(30b)를 우측을 향하도록 제1 고정축(20a) 및 제2 고정축(20b)을 중심으로 각각 틸트시킴으로써, 회전익 구조체(100)를 우측으로 이동하도록 제어할 수 있다.

다음으로 S40 단계에서, 회전익 구조체(100)는 본체(10)의 제어에 의해 세개의 블레이드(31)의 회전 속도를 동일하게 감소시키며, 세개의 블레이드(31) 중 선택된 어느 하나의 블레이드(31)를 틸트시켜 요잉 제어하여 착륙할 수 있다.

한편 본 발명의 실시예에서는 세개의 블레이드(31)를 고정축(20)을 중심으로 각각 개별적으로 틸트시킴으로써 전진, 후진, 좌측 또는 우측으로 이동하고, 요잉 제어를 할 수 있도록 구성된다.

하지만 이에 한정된 것은 아니고, 도 12a, 12b 및 12c에 도시된 바와 같이, 회전익 구조체(200, 300, 400)는 서로 동일한 각도를 이루도록 방사형으로 형성되는 네개의 고정축(20)을 중심으로 각각 틸트 가능하도록 고정축(20)에 결합되며, 서로 동일한 방향으로 회전하는 네개의 블레이드(31)를 갖도록 구성하거나, 블레이드(31)를 여섯개 또는 여덟개 등 복수개로 구성하여 블레이드(31)를 고정축(20)을 중심으로 각각 틸트시킴으로써 전진, 후진, 좌측 또는 우측으로 이동하고, 요잉 제어를 할 수 있도록 구성 할 수도 있다.

한편, 본 도면에 개시된 실시예는 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다.

10 : 본체 10a : 결합홈
10b : 지지홈 11 : 제어부
12 : 전원부 13 : 감지장치부
20 : 고정축 30 : 로터부
30a : 제1 로터 30b : 제2 로터
30c : 제3 로터 31 : 블레이드
32 : 메인모터 33 : 서보모터
40 : 보호대 40a : 돌출부
50 : 지지대 51 : 스프링
100, 200, 300, 400 : 회전익 구조체

Claims (11)

1. 회전익 구조체의 동작을 제어하는 본체, 상기 본체로부터 서로 동일한 각도를 이루도록 방사형으로 형성되고, 상기 본체와 연결되는 복수의 고정축, 상기 본체의 제어에 의해 복수의 상기 고정축을 중심으로 각각 틸트 가능하도록 복수의 상기 고정축에 각각 결합되며, 서로 동일한 방향으로 회전하는 블레이드를 구비하여 상기 본체에 양력을 제공하는 로터부를 포함하는 회전익 구조체의 비행 방법으로,
   상기 회전익 구조체는 상기 본체의 제어에 의해 서로 동일한 방향으로 회전하는 복수의 상기 블레이드의 속도를 동일하게 증가시키며, 복수의 상기 블레이드 중 선택된 적어도 하나의 블레이드를 틸팅시켜 요잉 제어하여 이륙하며 일정 고도에 공중 고정 비행하는 단계;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전익 구조체의 비행 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 고정 비행하는 단계 이후에,
   상기 회전익 구조체는 상기 본체의 제어에 의해 복수의 상기 블레이드 중 상기 선택된 적어도 하나의 블레이드를 제외한 나머지 블레이드를 상기 고정축을 중심으로 틸팅시켜 전방, 후방, 좌측 또는 우측으로 이동하는 단계;
   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 회전익 구조체의 비행 방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 고정 비행하는 단계 이후에,
   상기 회전익 구조체는 상기 본체의 제어에 의해 복수의 상기 블레이드의 회전 속도를 동일하게 감소시키며, 복수의 상기 블레이드 중 선택된 어느 하나의 블레이드를 틸팅시켜 요잉 제어하여 착륙하는 단계;
   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 회전익 구조체의 비행 방법.
4. 회전익 구조체의 동작을 제어하는 본체;
   상기 본체로부터 서로 동일한 각도를 이루도록 방사형으로 형성되고, 상기 본체와 연결되는 복수의 고정축;
   상기 본체의 제어에 의해 복수의 상기 고정축을 중심으로 각각 틸트 가능하도록 복수의 상기 고정축에 각각 결합되며, 서로 동일한 방향으로 회전하는 블레이드를 구비하여 상기 본체에 양력을 제공하는 로터부;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전익 구조체.
5. 제4항에 있어서,
   상기 복수의 고정축은 상기 본체로부터 서로 동일한 각도를 이루도록 방사형으로 형성되고, 상기 본체와 연결되는 제1 고정축, 제2 고정축 및 제3 고정축을 포함하고,
   상기 로터부는 상기 제1 고정축에 결합되는 제1 로터, 상기 제2 고정축에 결합되는 제2 로터 및 상기 제3 고정축에 고정되는 제3 로터를 포함하고,
   상기 제1 로터와 상기 제2 로터는 각각 결합되는 상기 제1 고정축과 상기 제2 고정축을 중심으로 틸트 됨에 따라 상기 회전익 구조체를 전방, 후방, 좌측 또는 우측으로 이동시키고, 상기 제3 로터는 상기 제3 고정축을 중심으로 틸트 됨에 따라 요잉 제어를 하는 것을 특징으로 하는 회전익 구조체.
6. 제5항에 있어서,
   상기 로터부는,
   상기 제1 로터, 상기 제2 로터 및 상기 제3 로터 각각에 구비되어, 상기 블레이드를 회전시키는 메인모터;
   상기 제1 로터, 상기 제2 로터 및 상기 제3 로터 각각에 구비되어 상기 메인모터에 의해 회전하는 각각의 상기 블레이드를 상기 제1 고정축, 상기 제2 고정축 또는 상기 제3 고정축을 중심으로 틸트 시키는 서보모터;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전익 구조체.
7. 제4항에 있어서,
   상기 본체는 상기 고정축이 삽입되어 결합되는 결합홈이 형성되어 복수의 상기 고정축이 각각 탈착 가능하도록 조립 및 분해되는 것을 특징으로 하는 회전익 구조체.
8. 제4항에 있어서,
   상기 블레이드를 감싸도록 형성되고, 상기 고정축의 중심을 가로질러 고정되도록 일면이 상기 본체와 맞닿아 결합되는 보호대;
   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 회전익 구조체.
9. 제8항에 있어서,
   상기 본체는 상기 보호대와 맞닿는 면에 지지홈이 형성되고,
   상기 보호대는 상기 지지홈과 대응되는 돌출부가 형성되며,
   상기 돌출부는, 상기 고정축이 상기 결합홈에 삽입될 때, 상기 지지홈에 삽입되어 결합되는 것을 특징으로 하는 회전익 구조체.
10. 제4항에 있어서,
    상기 본체의 하부면에 결합되어 상기 본체를 지면과 이격된 상태로 지지하는 복수의 지지대;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 회전익 구조체.
11. 제10항에 있어서,
    상기 복수의 지지대는 상기 본체로부터 지면 방향으로 서로 벌어지게 상기 본체와 탈착 가능하도록 힌지 결합되고,
    일단이 상기 본체의 하부면에 결합되고, 타단이 상기 복수의 지지대 각각의 상단에 결합되어, 상기 복수의 지지대가 벌어지는 각도를 제한하는 복수의 스프링;
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 회전익 구조체.

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