KR20160092732A - Propulsion controller and multi-copter having the controller - Google Patents

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KR20160092732A
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Abstract

The present invention relates to a thrust controller, and a multi-copter having the same. More specifically, the present invention relates to the multi-copter having the thrust controller, and the thrust controller optimally controlling a pitch angle of a propeller and the rotating speed of a motor in accordance with target thrust in order to maximize propulsion efficiency.

Description

추력 조절기 및 그 추력 조절기를 포함하는 멀티콥터{Propulsion controller and multi-copter having the controller}[0001] The present invention relates to a multi-copter having a thrust regulator and a thrust regulator,

본 발명은 추력 조절기 및 그 추력 조절기를 포함하는 멀티콥터에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 목표 추력에 따라 전동기의 회전속도와 프로펠러의 피치각을 최적으로 제어함으로써 추진효율을 극대화할 수 있는 추력 조절기 및 그 추력 조절기를 포함하는 멀티콥터에 관한 것이다.
The present invention relates to a multi-copter including a thrust regulator and a thrust regulator thereof. More particularly, the present invention relates to a throttle regulator for maximizing propulsion efficiency by optimally controlling a rotation speed of a motor and a pitch angle of a propeller according to a target thrust, And a multi-copter including the thruster.

멀티콥터(Multi-copter)란 복수의 프로펠러에서 발생하는 추력을 이용하여 추진하는 회전익기의 일종으로 최근 완구에서부터 택배 운송, 군용 무인 정찰기까지 다양한 분야에서 다양한 형태로 발전하고 있다.Multi-copter is a type of rotary wing propelled by using propeller thrust generated from multiple propellers, and it is developing in various forms in various fields ranging from toys to courier transportation to military unmanned reconnaissance.

또한, 멀티콥터는 복수의 프로펠러에서 발생하는 추력의 합으로 기체의 이륙중량을 들어올리고, 프로펠러들의 추력 차이를 이용하여 자세제어를 위한 제어력을 얻는다.In addition, the multi-copter lifts the take-off weight of the aircraft by the sum of the thrusts generated by the plurality of propellers, and obtains the control force for the attitude control by using the difference in thrust between the propellers.

이를 위해서 프로펠러의 발생 추력들의 합은 기체의 이륙 중량보다 커야하고, 충분한 기동성을 확보하기 위해서는 프로펠러들의 최대 추력 합이 기체의 이륙 중량의 두 배 이상이 되어야 하는 것으로 알려져 있다.To achieve this, the sum of propeller thrusts must be greater than the take-off weight of the gas, and to ensure sufficient maneuverability, the maximum thrust sum of the propellers must be at least twice the take-off weight of the gas.

도 1은 종래의 멀티콥터를 보여주는 도면이다.1 is a view showing a conventional multi-copter.

도 1을 참조하면, 종래의 멀티콥터(10)는 복수 개의 프로펠러 장치(11), 각각의 프로펠러 장치(11)의 회전 속도를 제어하기 위한 복수 개의 속도 조절기(12), 외부의 조종 입력을 입력받아 상기 속도 조절기들(12)로 추력 제어 명령(회전수)을 전송하는 비행 조종 장치(13), 상기 비행 조종 장치(13)와 상기 속도 조절기(12)로 전원을 공급하는 전원 공급 장치(14) 및 멀티콥터(10)의 현재 위치나 자세 정보를 생성하여 상기 비행 조종 장치(13)로 전송하는 항법 센서(15)를 포함하여 이루어진다.1, a conventional multi-copter 10 includes a plurality of propeller units 11, a plurality of speed adjusters 12 for controlling the rotational speed of each propeller unit 11, And a power supply unit 14 for supplying power to the speed control unit 12. The speed control unit 12 is connected to the speed control unit 12, And a navigation sensor 15 for generating current position and attitude information of the multi-copter 10 and transmitting the current position and attitude information to the flight control device 13.

또한, 상기 각 프로펠러 장치(11)는 전동기(11a)와 상기 전동기(11a)에 의해 회전하는 고정 피치 프로펠러(11b)를 포함한다.Each of the propeller devices 11 includes an electric motor 11a and a fixed pitch propeller 11b rotated by the electric motor 11a.

즉, 도 1에서 도시한 멀티콥터(10)는 프로펠러의 피치 각은 조절되지 않고, 프로펠러들의 회전속도를 각각 조절함으로써 추력이 제어되는 멀티콥터이다.That is, the multi-copter 10 shown in FIG. 1 is a multi-copter in which the thrust is controlled by adjusting the rotation speed of the propeller without adjusting the pitch angle of the propeller.

이러한 종래의 멀티콥터(10)는 프로펠러의 회전에 의해서만 추력을 얻을 수 있으므로 제어가 간편한 장점이 있으나 전동기의 회전수 감소에 따라 추진효율이 급격히 낮아지므로 비행시간에 한계가 있으며, 정밀한 추력 제어 및 기체의 자세제어가 어려운 단점이 있다.Although the conventional multi-copter 10 has a merit that the thrust can be obtained only by the rotation of the propeller, the control is easy. However, since the propulsion efficiency is rapidly lowered as the number of revolutions of the motor decreases, the flight time is limited, It is difficult to control the posture of the vehicle.

도 2는 종래의 다른 멀티콥터를 보여주는 도면이다.FIG. 2 is a view showing another conventional multi-copter.

도 2를 참조하면, 종래의 다른 멀티콥터(20)는 전동기(21a) 및 전동기(21a)와 연결되는 연결축에 대해 회전할 수 있어 피치 각을 가변할 수 있는 가변 피치 프로펠러(21b)를 포함하는 복수의 프로펠러 장치(21)와 상기 각 프로펠러 장치(21)의 전동기(21a)를 제어하기 위한 복수의 속도 조절기(22) 및 상기 각 프로펠러 장치(21)의 가변 피치 프로펠러(21b)의 피치 각을 제어하기 위한 피치 작동기(23), 상기 속도 조절기(22)로 회전수에 관한 추력제어 명령을 전송하고, 상기 피치 작동기(23)로 피치 각에 관한 추력제어 명령을 각각 전송하는 비행 조종 장치(24), 상기 속도 조절기(22), 상기 피치 작동기(23) 및 상기 비행 조종 장치(25)로 전원을 공급하는 전원 공급 장치(25), 멀티콥터(20)의 현재 위치나 자세 정보를 생성하여 상기 비행 조종 장치(24)로 전송하는 항법 센서(15)를 포함한다.2, the conventional multi-copter 20 includes a variable pitch propeller 21b which can rotate about a connection shaft connected to the electric motor 21a and the electric motor 21a and can vary the pitch angle. A plurality of speed adjusters 22 for controlling the motors 21a of the respective propeller devices 21 and a plurality of speed adjusters 22 for controlling the pitch angles of the variable pitch propellers 21b of the propeller devices 21, , A pitch actuator (23) for controlling the pitch actuator (23), a throttle control command for the number of revolutions to the speed regulator (22), and a thrust control command for the pitch angle to the pitch actuator 24, a power controller 25 for supplying power to the speed controller 22, the pitch actuator 23 and the flight control device 25, and the current position and attitude information of the multi-copter 20 And a navigation sensor 15 for transmitting to the flight control device 24 .

즉, 종래의 다른 멀티콥터(20)는 도 1에 도시한 종래의 멀티콥터(10)와 비교하여 프로펠러가 가변 피치 프로펠러로 구비되며, 프로펠러의 속도 제어 이외에 피치 각을 제어함으로써 정밀한 추력 제어가 가능하며 추진효율도 향상시킬 수 있는 장점이 있다.That is, in the conventional multi-copter 20, the propeller is provided as a variable pitch propeller as compared with the conventional multi-copter 10 shown in FIG. 1, and the pitch angle is controlled in addition to the speed control of the propeller, And the propulsion efficiency can be improved.

그러나, 종래의 다른 멀티콥터(20)는 속도 조절기(22)와 피치 작동기(23)로 각각 추력 제어 명령을 출력하는 전용의 비행 조종 장치(24)가 필요하므로 도 1에 도시한 종래의 멀티콥터(10)의 비행 조종 장치(24)와 호환될 수 없는 단점이 있다.However, the conventional multi-copter 20 requires a dedicated flight control device 24 for outputting a thrust control command to the speed controller 22 and the pitch actuator 23, respectively. Therefore, It can not be compatible with the flight control device 24 of the navigation system 10.

또한, 종래의 비행 조종 장치는 프로펠러의 속도와 피치 각을 각각 제어되므로 최적의 추력을 얻기 위한 제어가 어려운 단점이 있다.
In addition, the conventional flight control apparatus has a disadvantage in that it is difficult to control to obtain the optimum thrust because the speed and the pitch angle of the propeller are respectively controlled.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로 본 발명의 목적은 종래에 고정 피치 프로펠러를 이용하는 멀티콥터의 비행 조종 장치와 호환성을 유지할 수 있는 추력 조절기 및 그 추력 조절기를 포함하는 멀티 콥터를 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a multi-copter including a thrust regulator capable of maintaining compatibility with a multi-copter flight control apparatus using a fixed pitch propeller, I have to.

또한, 본 발명의 목적은 목표 추력에 대한 최적의 속도 제어와 피치 각 제어를 수행함으로써 추진 효율을 극대화하여 비행시간의 한계를 극복할 수 있는 추력 조절기 및 그 추력 조절기를 포함하는 멀티 콥터를 제공하는 데 있다.
It is also an object of the present invention to provide a thruster controller capable of maximizing the propulsion efficiency by performing optimal speed control and pitch angle control on the target thrust and overcoming the limit of flight time, and a multi-copter including the thruster controller There is.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 멀티콥터에 구비되고, 멀티콥터의 프로펠러 회전 속도 및 피치각을 조절하는 추력 조절기로써, 추력제어 명령을 입력받고, 목표추력에 따른 최적 회전 속도를 계산하여 프로펠러의 전동기로 속도제어신호를 출력하는 한편, 상기 목표추력에 따른 최적 피치각을 계산하여 피치 작동기로 피치제어신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 추력 조절기를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a thruster controller for controlling a propeller rotational speed and a pitch angle of a multi-copter, the thruster controller being provided in a multi-copter, receiving a thrust control command, calculating an optimum rotational speed according to a target thrust, And outputs a pitch control signal to the pitch actuator by calculating an optimum pitch angle according to the target thrust.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 추력 조절기는 상기 추력제어 명령을 입력받아 상기 최적 회전 속도 및 상기 최적 피치각을 계산하는 마이크로 프로세서; 및 상기 최적 회전 속도에 따른 속도제어신호를 생성하여 출력하는 속도제어신호 출력기;를 포함한다.In a preferred embodiment, the thrust regulator includes a microprocessor that receives the thrust control command and calculates the optimum rotational speed and the optimum pitch angle. And a speed control signal output unit for generating and outputting a speed control signal according to the optimum rotation speed.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 마이크로 프로세서에는 목표 추력에 대한 최적 회전 속도 및 최적 피치각을 계산할 수 있는 최적 회전 속도 및 피치각 계산 프로그램이 저장된다.In a preferred embodiment, the microprocessor stores an optimum rotational speed and a pitch angle calculation program capable of calculating an optimal rotational speed and an optimum pitch angle for a target thrust.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 속도제어신호 출력기는 최적 회전 속도에 따른 전류신호를 출력하는 전류 증폭기로 구비되고, 상기 전동기는 전류제어 방식에 의해 제어된다.In a preferred embodiment, the speed control signal output device is provided with a current amplifier for outputting a current signal according to the optimum rotation speed, and the electric motor is controlled by a current control method.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 마이크로 프로세서는 상기 속도제어신호를 PWM신호로 출력하고, 상기 피치 작동기는 상기 PWM신호에 따라 프로펠러의 피치를 가변시킨다.In a preferred embodiment, the microprocessor outputs the speed control signal as a PWM signal, and the pitch actuator varies the pitch of the propeller in accordance with the PWM signal.

또한, 본 발명은 전동기와 가변 피치 프로펠러를 포함하는 복수 개의 프로펠러 장치; 상기 가변 피치 프로펠러의 피치를 가변시키는 피치 작동기; 및 상기 전동기로 속도제어신호를 출력하고, 상기 피치 작동기로 피치 제어신호를 출력하는 상기 추력 조절기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티콥터를 더 제공한다.The present invention also relates to a propeller device comprising a motor and a variable pitch propeller; A pitch actuator for varying the pitch of the variable pitch propeller; And a thruster controller for outputting a speed control signal to the electric motor and outputting a pitch control signal to the pitch actuator.

바람직한 실시예에 있어서, 외부로 부터 비행 조종 신호를 입력받고, 상기 비행 조종 신호에 따른 추력제어 명령을 생성하여 상기 추력 조절기로 출력하는 비행 조종 장치;를 더 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is further provided a flight control apparatus for receiving a flight control signal from outside, generating a thrust control command according to the flight control signal, and outputting the generated thrust control command to the thrust controller.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 피치 작동기, 상기 추력 조절기 및 상기 비행 조종 장치로 전원을 공급하는 전원 공급 장치;를 더 포함한다.In a preferred embodiment, it further comprises a power supply for supplying power to the pitch actuator, the thrust regulator and the flight control device.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 피치 작동기와 상기 추력 조절기는 상기 프로펠러 장치들과 대응하여 복수 개로 구비되고, 각 추력 조절기는 대응하는 피치 작동기와 프로펠러 장치의 전동기로 제어신호를 출력한다.
In a preferred embodiment, the pitch actuator and the thrust regulator are provided in a plurality corresponding to the propeller devices, and each thrust regulator outputs a control signal to the corresponding pitch actuator and the motor of the propeller device.

본 발명의 추력 조절기 및 그 추력 조절기를 포함하는 멀티 콥터에 의하면, 비행 조종 장치의 추력제어 명령만으로 전동기의 속도제어와 프로펠러의 피치각 제어를 동시에 수행할 수 있으므로 종래에 고정 피치 프로펠러를 이용하는 멀티콥터의 비행 조종 장치와 호환성을 유지할 수 있는 장점이 있다.According to the multi-copter including the thrust regulator and the thrust regulator of the present invention, since the speed control of the motor and the pitch angle control of the propeller can be simultaneously performed only by the thrust control command of the flight control device, Of the flight control device of the present invention.

또한, 본 발명의 추력 조절기 및 그 추력 조절기를 포함하는 멀티 콥터에 의하면, 목표 추력에 대한 최적의 속도 제어와 피치각 제어를 함께 수행할 수 있으므로 추진 효율을 극대화하여 비행시간의 한계를 극복할 수 있는 장점이 있다.
In addition, according to the multi-copter including the thrust regulator and the thrust regulator of the present invention, optimal speed control and pitch angle control for the target thrust can be performed together, thereby maximizing the propulsion efficiency, There is an advantage.

도 1은 종래의 멀티 콥터의 구성도,
도 2는 종래의 다른 멀티 콥터의 구성도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 콥터를 보여주는 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 콥터의 구성도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 콥터의 추력 조절기를 설명하기 위한 도면이다.1 is a block diagram of a conventional multi-copter,
FIG. 2 is a block diagram of a conventional multi-copter,
FIG. 3 is a view showing a multi-copter according to an embodiment of the present invention;
4 is a configuration diagram of a multi-copter according to an embodiment of the present invention.
5 is a view for explaining a thruster controller of a multi-copter according to an embodiment of the present invention.

본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있는데 이 경우에는 단순한 용어의 명칭이 아닌 발명의 상세한 설명 부분에 기재되거나 사용된 의미를 고려하여 그 의미가 파악되어야 할 것이다.Although the terms used in the present invention have been selected as general terms that are widely used at present, there are some terms selected arbitrarily by the applicant in a specific case. In this case, the meaning described or used in the detailed description part of the invention The meaning must be grasped.

이하, 첨부한 도면에 도시된 바람직한 실시예들을 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the technical structure of the present invention will be described in detail with reference to preferred embodiments shown in the accompanying drawings.

그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.However, the present invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms. Like reference numerals designate like elements throughout the specification.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 추력 조절기는 본 발명의 실시예에 따른 멀티 콥터에 포함되는 구성이므로 별도로 설명하지 않고 멀티 콥터의 설명에서 함께 설명하기로 한다.
In addition, since the thruster according to the embodiment of the present invention is included in the multi-copter according to the embodiment of the present invention, it will not be described separately, and the multi-copter will be described below.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 콥터(100)는 기체(a)와 복수 개의 프로펠러 장치(110)를 포함하여 이루어진다.Referring to FIG. 3, the multi-copter 100 according to an embodiment of the present invention includes a base body a and a plurality of propeller units 110.

또한, 도 3에서는 네 개의 프로펠러 장치(110)가 상기 기체(a)의 중심에서 방사상으로 배치되는 쿼드 콥터(quad copter)를 예를 들어 도시하였으나 쿼드 콥터는 본 발명의 멀티 콥터(100)의 일례일 뿐 프로펠러 장치(120)의 개수에는 한정이 없다.Although FIG. 3 illustrates a quad copter in which four propeller devices 110 are radially arranged at the center of the base body a, the quad-copter is an example of the multi-copter 100 of the present invention. The number of the propeller devices 120 is not limited.

도 4를 참조하여 더욱 자세하게 설명하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 콥터(100)는 복수 개의 프로펠러 장치(110), 피치 작동기(120) 및 추력 조절기(130)를 포함하여 이루어지며, 비행 조종 장치(140), 전원 공급 장치(150) 및 항법 센서(160)를 더 포함할 수 있다.4, a multi-copter 100 according to an embodiment of the present invention includes a plurality of propeller units 110, a pitch actuator 120, and a thrust controller 130, A steering device 140, a power supply device 150, and a navigation sensor 160. [

상기 프로펠러 장치들(110)은 도 3에 도시한 바와 같이 기체(a)의 중심에 대해 방사상에 위치하며, 회전에 의해 추력을 발생시킨다.The propeller devices 110 are positioned radially with respect to the center of the base body a as shown in Fig. 3, and generate thrust by rotation.

또한, 상기 프로펠러 장치들(110)은 각각 전동기(111)와 상기 전동기(111)에 의해 회전하는 가변 피치 프로펠러(112)를 포함한다.The propeller devices 110 each include a motor 111 and a variable pitch propeller 112 rotated by the motor 111.

또한, 상기 가변 피치 프로펠러(112)는 상기 전동기(111)의 회전축에 연결되는 연결축을 중심으로 회동함으로써 피치 각을 변화시킬 수 있는 프로펠러이다.The variable pitch propeller 112 is a propeller capable of changing a pitch angle by rotating about a connecting shaft connected to a rotating shaft of the electric motor 111. [

또한, 상기 프로펠러 장치들(110)에는 각각 가변 피치 프로펠러(112)의 피치 각을 변화시킬 수 있는 링크들이 구비될 수 있다.In addition, the propeller devices 110 may be provided with links capable of changing pitch angles of the variable pitch propellers 112, respectively.

상기 피치 작동기(120)는 상기 가변 피치 프로펠러(112)의 피치 각을 제어할 수 있는 장치로써, 스텝 모터, 유압/공압 액추에이터 등 공지된 다양한 작동수단에 의해 구현될 수 있다.The pitch actuator 120 is a device that can control the pitch angle of the variable pitch propeller 112. The pitch actuator 120 can be implemented by various known operation means such as a step motor, a hydraulic / pneumatic actuator, and the like.

또한, 상기 피치 작동기(120)는 상기 프로펠러 장치들(110)과 대응하는 개수로 구비되고, 각각 대응하는 가변 피치 프로펠러(112)의 피치 각을 가변시킨다.In addition, the pitch actuator 120 is provided in a corresponding number of the propeller devices 110, and the pitch angle of the corresponding variable pitch propeller 112 is varied.

상기 추력 조절기(130)는 상기 피치 작동기(120)와 상기 전동기(111)를 동시에 제어하여 상기 프로펠러 장치(110)의 추력을 조절한다.The thrust regulator 130 simultaneously controls the pitch actuator 120 and the electric motor 111 to adjust the thrust of the propeller device 110.

도 5를 참조하여 더욱 자세하게 설명하면, 상기 추력 조절기(130)는 비행 조종 장치(140)로부터 추력제어 명령을 입력받고, 목표 추력에 따른 최적 회전 속도를 계산하여 상기 전동기(111)로 속도제어신호를 출력하는 한편, 상기 목표 추력에 따른 최적 피치 각을 계산하여 상기 피치 작동기(120)로 피치제어신호를 출력한다.5, the thrust regulator 130 receives a thrust control command from the flight control device 140, calculates an optimum rotation speed according to a target thrust, and outputs the speed control signal to the motor 111. [ And calculates an optimum pitch angle corresponding to the target thrust to output a pitch control signal to the pitch actuator 120. [

즉, 상기 추력 조절기(130)는 비행 조종 장치(140)에서 입력되는 하나의 추력제어 명령만으로도 상기 프로펠러 장치(110)의 속도와 피치를 동시에 조절할 수 있으므로 도 1에서 도시한 멀티 콥터(10)의 비행 조종 장치(13)와 호환이 가능한 것이다.That is, the thrust regulator 130 can simultaneously adjust the speed and pitch of the propeller device 110 by using only one thrust control command input from the flight control device 140, and thus the multi-copter 10 shown in FIG. It is compatible with the flight control device 13.

또한, 상기 추력 조절기(130)는 상기 프로펠러 장치(110)의 개수와 대응하여 복수 개의 추력 조절기(130)로 구성되며, 각 추력 조절기(130)는 대응하는 프로펠러 장치(110)의 전동기(111)와 피치 작동기(120)로 제어신호를 전송한다.The thrust regulator 130 includes a plurality of thrust regulators 130 corresponding to the number of the propeller units 110. Each of the thrust regulators 130 is connected to the motor 111 of the corresponding propeller unit 110, And a pitch actuator (120).

또한, 상기 추력 조절기(130)는 비행 조종 장치(140)로 부터 추력제어 명령을 입력받아 최적 회전 속도와 최적 피치각을 계산하는 마이크로 프로세서(131) 및 상기 최적 회전 속도에 따른 속도제어신호를 생성하여 출력하는 속도제어신호 출력기(132)를 포함할 수 있다.The thrust regulator 130 receives a thrust control command from the flight control device 140 and generates a speed control signal according to the optimum rotation speed. The microprocessor 131 calculates an optimum rotation speed and an optimum pitch angle. And a speed control signal output unit 132 for outputting the speed control signal.

또한, 상기 마이크로 프로세서(131)에는 추력제어 명령에 대해 최적 회전 속도 및 최적 피치 각을 계산할 수 있는 최적 회전 속도 및 피치각 계산 프로그램이 저장될 수 있다.In addition, the microprocessor 131 may store an optimal rotation speed and a pitch angle calculation program capable of calculating an optimum rotation speed and an optimal pitch angle for a thrust control command.

또한, 상기 프로그램은 목표 추력에 대해 최적 회전 속도 및 최적 피치 각이 맵핑된 데이터 베이스를 포함할 수 있다.In addition, the program may include a database in which an optimum rotational speed and an optimum pitch angle are mapped to a target thrust.

또한, 도시하지는 않았으나 상기 마이크로 프로세서(131)에는 상기 최적 피치각에 따른 피치제어신호를 생성하여 상기 피치 작동기(120)로 출력하는 피치제어신호 출력수단이 구비될 수 있으며, 상기 피치제어신호 출력수단은 PWM(Pulse Width Modulation)신호 발생기일 수 있다.Although not shown, the microprocessor 131 may be provided with pitch control signal output means for generating a pitch control signal according to the optimum pitch angle and outputting the generated pitch control signal to the pitch actuator 120. The pitch control signal output means May be a PWM (Pulse Width Modulation) signal generator.

또한, 상기 속도제어신호 출력기(132)는 상기 최적 회적 속도에 따른 전류신호를 상기 전동기(111)로 공급하는 전류 증폭기일 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 프로펠러 장치(110)는 전류제어 방식에 의해 속도가 제어될 수 있다.Also, the speed control signal output unit 132 may be a current amplifier that supplies a current signal according to the optimum rotation speed to the motor 111. That is, the speed of the propeller device 110 according to the embodiment of the present invention can be controlled by the current control method.

상기 비행 조종 장치(140)는 사용자의 조종입력을 받아 상기 추력 조절기(130)로 추력제어 명령을 출력한다. 또한, 상기 추력제어 명령은 PWM신호일 수 있다.The flight control device 140 receives a control input of the user and outputs a thrust control command to the thruster controller 130. Also, the thrust control command may be a PWM signal.

또한, 상기 추력제어 명령은 회전수에 관한 추력제어 명령일 수 있다.Also, the thrust control command may be a thrust control command related to the number of revolutions.

즉, 본 발명의 실시예에 따른 추력 조절기(130)는 회전수에 관한 추력제어 명령을 입력받아 전동기(111)의 속도제어신호와 피치 작동기(120)의 피치제어신호를 동시에 생성하여 출력할 수 있으므로 도 1에 도시한 종래의 멀티 콥터(10)의 비행 조종 장치(13)와 호환이 가능한 것이다.That is, the thrust regulator 130 according to the embodiment of the present invention receives the thrust control command related to the number of revolutions and simultaneously generates and outputs the speed control signal of the electric motor 111 and the pitch control signal of the pitch actuator 120 So that it is compatible with the flight control device 13 of the conventional multi-copter 10 shown in Fig.

상기 전원 공급 장치(150)는 상기 비행 조종 장치(140) 상기 추력 조절기(130) 및 상기 피치 작동기(120)로 전원을 공급하기 위한 장치이다.The power supply unit 150 is a device for supplying power to the flight control device 140 and the pitch actuator 120 and the pitch actuator 120.

또한, 상기 전원 공급 장치(150)는 에너지를 저장하는 배터리 및 배터리의 전력을 변환하여 출력하는 DC/DC컨버터가 구비될 수 있다.Also, the power supply device 150 may include a battery for storing energy and a DC / DC converter for converting the power of the battery.

상기 항법 센서(160)는 기체(a)의 위치나 자세에 관한 정보를 생성하여 상기 비행 조종 장치(140)로 전송하고, 상기 비행 조종 장치(140)는 조종 입력과 상기 항법 센서(160)의 정보로부터 추력제어 명령을 생성하여 출력한다.The navigation sensor 160 generates information on the position and attitude of the base body a and transmits the generated information to the flight control unit 140. The flight control unit 140 controls the operation of the navigation unit 160, And generates and outputs a thrust force control command from the information.

또한, 상기 항법 센서(160)는 관성항법장치나 GPS수신기와 같은 항법센서일 수 있다.
In addition, the navigation sensor 160 may be a navigation sensor such as an inertial navigation device or a GPS receiver.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of limitation in the present invention. Various changes and modifications will be possible.

100:멀티 콥터 110:프로펠러 장치
111:전동기 112:가변 피치 프로펠러
120:피치 작동기 130:추력 조절기
131:마이크로 프로세서 132:전류 증폭기
140:비행 조종 장치 150:전원 공급 장치100: Multi-copter 110: Propeller unit
111: electric motor 112: variable pitch propeller
120: Pitch actuator 130: Thrust controller
131: microprocessor 132: current amplifier
140: Flight controller 150: Power supply

Claims (9)

멀티콥터에 구비되고, 멀티콥터의 프로펠러 회전 속도 및 피치각을 조절하는 추력 조절기로써,
추력제어 명령을 입력받고, 목표추력에 따른 최적 회전 속도를 계산하여 프로펠러의 전동기로 속도제어신호를 출력하는 한편, 상기 목표추력에 따른 최적 피치각을 계산하여 피치 작동기로 피치제어신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 추력 조절기.
As a thrust regulator which is provided in a multi-copter and regulates a propeller rotation speed and a pitch angle of a multi-copter,
And a pitch control signal is outputted to the pitch actuator by calculating the optimum pitch angle according to the target thrust while calculating the optimum rotational speed according to the target thrust and outputting the speed control signal to the motor of the propeller Features a thrust regulator.
제 1 항에 있어서,
상기 추력제어 명령을 입력받아 상기 최적 회전 속도 및 상기 최적 피치각을 계산하는 마이크로 프로세서; 및
상기 최적 회전 속도에 따른 속도제어신호를 생성하여 출력하는 속도제어신호 출력기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 추력 조절기.
The method according to claim 1,
A microprocessor that receives the thrust control command and calculates the optimum rotation speed and the optimum pitch angle; And
And a speed control signal output unit for generating and outputting a speed control signal according to the optimum rotation speed.
제 2 항에 있어서,
상기 마이크로 프로세서에는 목표 추력에 대한 최적 회전 속도 및 최적 피치각을 계산할 수 있는 최적 회전 속도 및 피치각 계산 프로그램이 저장되는 것을 특징으로 하는 추력 조절기.
3. The method of claim 2,
Wherein the microprocessor stores an optimum rotation speed and a pitch angle calculation program capable of calculating an optimum rotation speed and an optimum pitch angle with respect to a target thrust.
제 2 항에 있어서,
상기 속도제어신호 출력기는 최적 회전 속도에 따른 전류신호를 출력하는 전류 증폭기로 구비되고, 상기 전동기는 전류제어 방식에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 추력 조절기
3. The method of claim 2,
Wherein the speed control signal output unit is provided with a current amplifier for outputting a current signal according to an optimum rotation speed, and the motor is controlled by a current control method.
제 2 항에 있어서,
상기 마이크로 프로세서는 상기 속도제어신호를 PWM신호로 출력하고, 상기 피치 작동기는 상기 PWM신호에 따라 프로펠러의 피치를 가변시키는 것을 특징으로 하는 추력 조절기.
3. The method of claim 2,
Wherein the microprocessor outputs the speed control signal as a PWM signal, and the pitch actuator varies the pitch of the propeller in accordance with the PWM signal.
전동기와 가변 피치 프로펠러를 포함하는 복수 개의 프로펠러 장치;
상기 가변 피치 프로펠러의 피치를 가변시키는 피치 작동기; 및
상기 전동기로 속도제어신호를 출력하고, 상기 피치 작동기로 피치 제어신호를 출력하는 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항의 추력 조절기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티콥터.
A plurality of propeller devices including an electric motor and a variable pitch propeller;
A pitch actuator for varying the pitch of the variable pitch propeller; And
The multi-copter according to any one of claims 1 to 5, further comprising: a throttle controller for outputting a speed control signal to the electric motor and outputting a pitch control signal to the pitch actuator.
제 6 항에 있어서,
외부로 부터 비행 조종 신호를 입력받고, 상기 비행 조종 신호에 따른 추력제어 명령을 생성하여 상기 추력 조절기로 출력하는 비행 조종 장치;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티콥터.
The method according to claim 6,
Further comprising: a flight control device receiving a flight control signal from outside, generating a thrust control command according to the flight control signal, and outputting the generated thrust control command to the thruster controller.
제 7 항에 있어서,
상기 피치 작동기, 상기 추력 조절기 및 상기 비행 조종 장치로 전원을 공급하는 전원 공급 장치;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티콥터.
8. The method of claim 7,
Further comprising a power supply for supplying power to the pitch actuator, the thruster, and the flight control device.
제 6 항에 있어서,
상기 피치 작동기와 상기 추력 조절기는 상기 프로펠러 장치들과 대응하여 복수 개로 구비되고,
각 추력 조절기는 대응하는 피치 작동기와 프로펠러 장치의 전동기로 제어신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 멀티콥터.The method according to claim 6,
Wherein the pitch actuator and the thrust regulator are provided in a plurality corresponding to the propeller devices,
Wherein each thrust regulator outputs a control signal to the corresponding pitch actuator and the motor of the propeller device.
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