KR20170118383A - 비행체 - Google Patents

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KR20170118383A
KR20170118383A KR1020160046078A KR20160046078A KR20170118383A KR 20170118383 A KR20170118383 A KR 20170118383A KR 1020160046078 A KR1020160046078 A KR 1020160046078A KR 20160046078 A KR20160046078 A KR 20160046078A KR 20170118383 A KR20170118383 A KR 20170118383A
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    • B64C2201/14—
    • B64C2700/6287—
    • B64C2700/6288—

Abstract

일 실시예에 따른 비행체는, 몸체; 상기 몸체의 이륙 또는 수평 비행을 위한 추력 발생부; 상기 몸체의 자세 또는 비행 방향 제어를 위한 비행 제어부; 및 상기 추력 발생부 및 상기 비행 제어부를 구동시키기 위한 동력부;를 포함하고, 상기 동력부에는 복수 개의 동력원이 구비되어, 상기 추력 발생부 및 상기 비행 제어부가 서로 다른 동력원에 의해 구동될 수 있다.

Description

비행체{AERIAL VEHICLE}
본 발명은 비행체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 복수 개의 동력원을 구비하여, 추력 발생부 및 비행 제어부가 서로 다른 동력원에 의해 구동될 수 있는 비행체에 관한 것이다.
비행체, 특히 드론(drone)은 무선 전파로 조종할 수 있는 무인 항공기이다.
일반적으로 드론에는 카메라, 센서, 통신시스템 등이 탑재돼 있으며, 25g부터 1200kg까지 무게와 크기도 다양하다.
드론은 군사용도로 처음 생겨났지만 최근엔 고공 촬영과 배달 등으로 확대됐으며, 농약을 살포하거나, 공기질을 측정하는 등 다방면에 활용되고 있다.
게다가, 값싼 키덜트(kidult) 제품으로 재탄생되어 개인도 부담 없이 드론을 구매하는 시대를 맞이했다.
한편, 대부분의 드론은 2차 전지에 의해 전원을 공급을 받아서 DC 모터를 회전시켜서 이륙을 하고 비행을 하는 방식을 취하고 있다.
이때, DC 모터로 프로펠러를 고속으로 회전시키기 위해서는 많은 전원이 필요하며 드론의 비행시간은 20분 내지 30분 정도가 대부분이다.
이러한 점을 개선하기 위하여 가스 및 전기를 연료를 사용하는 하이브리드 드론이 등장했다.
일명 하이드라(HYDRA)라고 불리는 하이브리드 드론은 최대 90분의 비행 시간과 7파운드의 페이로드로 각종 영상장비와 센서들을 무리 없이 실을 수 있다. 그리고 하이브리드 드론은 송신기 조종뿐만 아니라 PC, 스마트폰 어플리케이션으로 조정이 가능하고, FPV 기능과 웨이포인트 등 다양한 기능을 제공할 수 있다.
예를 들어, 2012년 2월 15일에 출원된 KR 2012-0015078에는 '하이브리드 무인비행체'에 대하여 개시되어 있다.
일 실시예에 따른 목적은 추력 발생부 및 비행 제어부가 서로 다른 동력원에 의해 구동되어 비행체의 비행 시간을 연장시킬 수 있는 비행체를 제공하는 것이다.
일 실시예에 따른 목적은 복수 개의 추력 발생 부재가 서로 반대 방향으로 회전하는 경우 비행 중에 몸체의 회전이 자동적으로 방지될 수 있고, 복수 개의 추력 발생 부재가 등속으로 회전하여 몸체가 비행 중에 일정한 높이로 유지될 수 있는 비행체를 제공하는 것이다.
일 실시예에 따른 목적은 복수 개의 추력 발생 부재가 동일한 방향으로 회전하는 경우 복수 개의 비행 제어 부재의 회전에 의해 몸체의 회전모멘트가 상쇄되어 비행 중에 몸체의 회전이 방지될 수 있는 비행체를 제공하는 것이다.
일 실시예에 따른 목적은 비행 제어부에 의해 몸체의 자세 제어 또는 비행 방향 제어를 하여 안정적인 비행을 유도할 수 있는 비행체를 제공하는 것이다.
일 실시예에 따른 목적은 동력원으로서 소형 엔진을 사용하여 더욱 경량화되고, 보다 간단한 구조를 구비하여 유지 보수에 용이할 수 있는 비행체를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 비행체는, 몸체; 상기 몸체의 이륙 또는 수평 비행을 위한 추력 발생부; 상기 몸체의 자세 또는 비행 방향 제어를 위한 비행 제어부; 및 상기 추력 발생부 및 상기 비행 제어부를 구동시키기 위한 동력부;를 포함하고, 상기 동력부에는 복수 개의 동력원이 구비되어, 상기 추력 발생부 및 상기 비행 제어부가 서로 다른 동력원에 의해 구동될 수 있다.
일 측에 의하면, 상기 추력 발생부는 복수 개의 추력 발생 부재를 포함하고, 상기 비행 제어부는 복수 개의 비행 제어 부재를 포함하며, 상기 복수 개의 동력원은 엔진 및 모터를 포함하고, 상기 복수 개의 추력 발생 부재는 상기 엔진에 의해 등속으로 회전되고, 상기 복수 개의 비행 제어 부재는 상기 모터에 의해 개별적으로 회전될 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 비행체는, 몸체; 상기 몸체에 장착되어 상기 몸체의 이륙 또는 수평 비행을 위한 추력 발생부; 상기 추력 발생부를 구동시키기 위한 동력원; 및 상기 추력 발생부 및 상기 동력원 사이에 배치되어 상기 동력원으로부터 상기 추력 발생부에 동력을 전달하는 동력 전달부;를 포함하고, 상기 추력 발생부는 복수 개의 추력 발생 부재를 포함하여, 상기 동력 전달부에 의해 상기 복수 개의 추력 발생 부재가 등속으로 회전될 수 있다.
일 측에 의하면, 상기 동력 전달부는, 상기 동력원으로부터 상기 복수 개의 추력 발생 부재에 동력을 전달하는 동력 전달 부재;를 포함하고, 상기 동력 전달 부재에 의해 상기 동력원의 회전축 및 상기 복수 개의 추력 발생 부재의 회전축의 방향이 서로 동일할 수 있다.
일 측에 의하면, 상기 동력 전달부는, 상기 동력원의 회전축으로부터 동력을 전달 받아 제1 회전축을 중심으로 회전하여 상기 복수 개의 추력 발생 부재 중 하나를 회전시키는 제1 동력 전달 부재; 및 상기 제1 회전축으로부터 이격 배치된 제2 회전축을 중심으로 회전하여 상기 복수 개의 추력 발생 부재 중 다른 하나를 회전시키는 제2 동력 전달 부재;를 포함하고, 상기 제1 동력 전달 부재에는 상기 제1 회전축의 회전 방향에 따라 회전하는 제1 기어가 구비되고, 상기 제2 동력 전달 부재에는 상기 제2 회전축의 회전 방향에 따라 회전하는 제2 기어가 구비되어, 상기 제1 기어 및 상기 제2 기어의 맞물림에 의해 상기 제1 회전축의 회전 방향 및 상기 제2 회전축의 회전 방향이 서로 반대 방향일 수 있다.
일 실시예에 따른 비행체에 의하면, 추력 발생부 및 비행 제어부가 서로 다른 동력원에 의해 구동되어 비행체의 비행 시간을 연장시킬 수 있다.
일 실시예에 따른 비행체에 의하면, 복수 개의 추력 발생 부재가 서로 반대 방향으로 회전하는 경우 비행 중에 몸체의 회전이 자동적으로 방지될 수 있고, 복수 개의 추력 발생 부재가 등속으로 회전하여 몸체가 비행 중에 일정한 높이로 유지될 수 있다.
일 실시예에 따른 비행체에 의하면, 복수 개의 추력 발생 부재가 동일한 방향으로 회전하는 경우 복수 개의 비행 제어 부재의 회전에 의해 몸체의 회전모멘트가 상쇄되어 비행 중에 몸체의 회전이 방지될 수 있다.
일 실시예에 따른 비행체에 의하면, 비행 제어부에 의해 몸체의 자세 제어 또는 비행 방향 제어를 하여 안정적인 비행을 유도할 수 있다.
일 실시예에 따른 비행체에 의하면, 동력원으로서 소형 엔진을 사용하여 더욱 경량화되고, 보다 간단한 구조를 구비하여 유지 보수에 용이할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 비행체의 사시도를 도시한다.
도 2는 일 실시예에 따른 비행체의 평면도를 도시한다.
도 3은 일 실시예에 따른 비행체의 정면도를 도시한다.
도 4는 복수 개의 추력 발생 부재가 동일한 방향으로 회전하는 경우, 동력원, 동력 전달부 및 복수 개의 추력 발생 부재의 배치를 도시한다.
도 5는 복수 개의 추력 발생 부재가 서로 반대 방향으로 회전하는 경우, 동력원, 동력 전달부 및 복수 개의 추력 발생 부재의 배치를 도시한다.
이하, 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 일 실시예에 따른 비행체의 사시도를 도시하고, 도 2는 일 실시예에 따른 비행체의 평면도를 도시하고, 도 3은 일 실시예에 따른 비행체의 정면도를 도시하고, 도 4는 복수 개의 추력 발생 부재가 동일한 방향으로 회전하는 경우, 동력원, 동력 전달부 및 복수 개의 추력 발생 부재의 배치를 도시하고, 도 5는 복수 개의 추력 발생 부재가 서로 반대 방향으로 회전하는 경우, 동력원, 동력 전달부 및 복수 개의 추력 발생 부재의 배치를 도시한다.
도 1을 참조하여, 일 실시예에 따른 비행체(10)는 몸체(100), 추력 발생부(200), 비행 제어부(300), 동력부(400) 및 동력 전달부(500)를 포함할 수 있다.
상기 몸체(100)는 예를 들어 드론의 동체가 될 수 있다.
구체적으로, 몸체(100)는 추력 발생부(200) 및 비행 제어부(300)가 장착되는 상부 프레임(110), 상기 상부 프레임(110)의 하면에 연결되어 내부 공간에 상기 동력부(400)의 일부가 배치되는 하부 프레임(120) 및 상기 상부 프레임(110)과 하부 프레임(120)에 서로 연결되어 몸체(100)의 착륙 시에 지면과 접촉하는 착륙 지지대(130)를 포함할 수 있다.
특히, 도 2를 참조하여, 상부 프레임(110)에는 제1 추력 발생 부재(210)가 장착되도록 제1 공동 구획(112)이 구비되고, 제2 추력 발생 부재(220)가 장착되도록 제2 공동 구획(114)이 구비되며, 제1 공동 구획(112) 및 제2 공동 구획(114) 사이에는 폐쇄 구획(116)이 구비될 수 있다.
이때, 제1 공동 구획(112) 및 제2 공동 구획(114)은 상부 프레임(110)의 길이 방향 또는 제1 방향을 따라 이격 배치될 수 있으며, 제1 공동 구획(112)의 중심점에는 제1 추력 발생 부재(210)가 장착되고, 제2 공동 구획(114)의 중심점에는 제2 추력 발생 부재(220)가 장착될 수 있다.
또한, 상부 프레임(110)에는 제1 공동 구획(112)의 중심점과 동일 선상에서 상부 프레임(110)의 길이 방향에 대한 수직 방향 또는 제2 방향을 따라 연장된 제1 암(1122) 및 제2 암(1124)이 구비될 수 있다.
이와 마찬가지로 상부 프레임(110)에는 제2 공동 구획(114)의 중심점과 동일 선상에서 상부 프레임(110)의 길이 방향에 대한 수직 방향 또는 제2 방향을 따라 연장된 제3 암(1142) 및 제4 암(1144)이 구비될 수 있다.
이때, 제1 암(1122) 및 제2 암(1124)은 제1 공동 구획(112)을 중심으로 서로 마주보도록 배치될 수 있으며, 제1 암(1122)의 단부에는 제1 비행 제어 부재(310)가 장착되고 제2 암(1124)의 단부에는 제2 비행 제어 부재(320)가 장착될 수 있다.
이와 마찬가지로 제3 암(1142) 및 제4 암(1144) 제2 공동 구획(114)을 중심으로 서로 마주보도록 배치될 수 있으며, 제3 암(1142)의 단부에는 제3 비행 제어 부재(330)가 장착되고 제4 암(1144)의 단부에는 제4 비행 제어 부재(340)가 장착될 수 있다.
그러나, 몸체(100)의 형상은 이에 국한되지 아니하며, 추력 발생부(200), 비행 제어부(300), 동력부(400) 및 동력 전달부(500)의 구성 및 배치에 따라서 다양하게 될 수 있음은 당연하다.
전술된 바와 같이 상부 프레임(110)에는 몸체(100)의 이륙 또는 수평 비행을 위한 추력 발생부(200)가 장착될 수 있다.
상기 추력 발생부(200)는 예를 들어 대형 프로펠러 형상으로 마련될 수 있으며, 복수 개의 추력 발생 부재를 포함할 수 있다.
이하에서는 복수 개의 추력 발생 부재가 제1 추력 발생 부재(210) 및 제2 추력 발생 부재(220)를 포함하는 경우를 예로 들어 설명하기로 한다.
상기 제1 추력 발생 부재(210) 및 제2 추력 발생 부재(220)는 동력부(300)에 의해 구동될 수 있으며, 제1 추력 발생 부재(210) 및 제2 추력 발생 부재(220)는 등속으로 회전할 수 있다.
예를 들어, 제1 추력 발생 부재(210) 및 제2 추력 발생 부재(220)를 고속 회전시킴으로써 몸체(100)를 이륙시킬 수 있고, 제1 추력 발생 부재(210) 및 제2 추력 발생 부재(220)를 등속 회전시킴으로써 몸체(100)를 일정한 높이에서 비행(또는 수평 비행)하게 할 수 있다.
또한, 제1 추력 발생 부재(210) 및 제2 추력 발생 부재(220)는 동력 전달부(400)에 의해 서로 동일한 방향으로 회전하거나 서로 다른 방향으로 회전될 수 있다.
예를 들어 제1 추력 발생 부재(210)가 시계 방향으로 회전하는 경우 제2 추력 발생 부재(220)는 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전할 수 있다. 또는 제1 추력 발생 부재(210)가 반시계 방향으로 회전하는 경우 제2 추력 발생 부재(220)는 반시계 방향 또는 시계 방향으로 회전할 수 있다. 따라서, 제1 추력 발생 부재(210) 및 제2 추력 발생 부재(220)는 어느 방향으로든지 회전 가능하다.
다만, 제1 추력 발생 부재(210) 및 제2 추력 발생 부재(220)가 서로 동일한 방향으로 회전하는 경우, 비행 중에 몸체(100)의 회전을 방지하기 위해 몸체(100)의 회전모멘트를 상쇄시킬 수 필요가 있으나, 제1 추력 발생 부재(210) 및 제2 추력 발생 부재(220)가 서로 반대 방향으로 회전하는 경우, 몸체(100)의 회전모멘트가 상쇄되어 비행 중에 몸체(100)의 회전이 자동적으로 방지될 수 있다.
상기 제1 추력 발생 부재(210) 및 제2 추력 발생 부재(220)의 구동에 대해서는 이하에서 상술하기로 한다.
또한, 상부 프레임(110)에는 몸체(100)의 자세 또는 비행 방향 제어를 위한 비행 제어부(300)가 더 장착될 수 있다.
상기 비행 제어부(300)는 예를 들어 소형 프로펠러 형상으로 마련될 수 있으며, 복수 개의 비행 제어 부재를 포함할 수 있다.
이하에서는 복수 개의 비행 제어 부재가 제1 비행 제어 부재(310), 제2 비행 제어 부재(320), 제3 비행 제어 부재(330) 및 제4 비행 제어 부재(340)를 포함하는 경우를 예로 들어 설명하기로 한다.
이때, 제1 비행 제어 부재(310) 및 제2 비행 제어 부재(320)는 제1 공동 구획(112)을 중심으로 서로 마주보도록 배치될 수 있으며, 제3 비행 제어 부재(330) 및 제4 비행 제어 부재(340)는 제2 공동 구획(114)을 중심으로 서로 마주보도록 배치될 수 있다.
또한, 운동량 보존을 고려하여, 예를 들어 제1 비행 제어 부재(310)가 시계 방향으로 회전하는 경우 제2 비행 제어 부재(320) 및 제3 비행 제어 부재(330)는 반시계 방향으로 회전하고, 제4 비행 제어 부재(340)는 시계 방향으로 회전할 수 있다.
반면, 제1 비행 제어 부재(310)가 반시계 방향으로 회전하는 경우 제2 비행 제어 부재(320) 및 제3 비행 제어 부재(330)는 시계 방향으로 회전하고, 제4 비행 제어 부재(340)는 반시계 방향으로 회전할 수 있다.
한편, 제1 비행 제어 부재(310), 제2 비행 제어 부재(320), 제3 비행 제어 부재(330) 및 제4 비행 제어 부재(340)의 회전 방향 또는 회전 속도는 개별적으로 제어될 수 있으며, 이에 의해 몸체(100)의 자세 또는 비행 방향이 제어될 수 있다.
전술된 추력 발생부(200) 및 비행 제어부(300)는 동력부(400)에 구동될 수 있다.
상기 동력부(400)는 복수 개의 동력원을 포함할 수 있다.
예를 들어, 복수 개의 동력원은 엔진(410) 및 모터(420)를 포함할 수 있다.
상기 엔진(410)은 추력 발생부(200)를 구동시키기 위한 것으로서, 몸체(100)의 하부 프레임(120)에 배치될 수 있다.
이때, 엔진(410)은 소형 엔진으로 마련될 수 있으며, 하부 프레임(120)에는 엔진(410)에서 사용할 액체 상태의 연료(예를 들어, 비행기 연료, 가솔린 등)가 보관된 연료통(412)이 더 배치될 수 있다.
또한, 엔진(410)의 회전축은 하부 프레임(120)으로부터 상부 프레임(110)을 관통하도록 외부에 돌출되도록 연장될 수 있다. 이러한 엔진(410)의 회전축의 배치에 의해 엔진(410)으로부터의 구동력이 추력 발생부(200)에 전달될 수 있다.
한편, 모터(420)는 비행 제어부(300)를 구동시키기 위한 것으로서, 상부 프레임(110)의 제1 암(1122), 제2 암(1124), 제3 암(1142) 및 제4 암(1144) 상에 각각 배치될 수 있다.
이때, 모터(420)는 예를 들어 DC 모터로 마련될 수 있으며, 각각의 모터(420)에 제1 비행 제어 부재(310), 제2 비행 제어 부재(320), 제3 비행 제어 부재(330) 및 제4 비행 제어 부재(340)가 연결될 수 있다.
예를 들어, 제1 모터(422)가 제1 제1 비행 제어 부재(310)에 장착되고, 제2 모터(424)가 제2 비행 제어 부재(320)에 장착되고, 제3 모터(426)가 제3 비행 제어 부재(330)에 장착되고, 제4 모터(428)가 제4 비행 제어 부재(340)에 장착될 수 있다.
이러한 모터(420)의 배치에 의해 모터(420)로부터의 구동력이 비행 제어부(300)에 직접 전달될 수 있으며, 제1 비행 제어 부재(310), 제2 비행 제어 부재(320), 제3 비행 제어 부재(330) 및 제4 비행 제어 부재(340)가 개별적으로 회전 또는 제어될 수 있다.
또한, 모터(420)는 예를 들어 하부 프레임(120) 내에 배치된 전지(430), 예를 들어 2차 전지로부터 전원을 공급받을 수 있다. 그러나 모터(420)의 전원 공급 방식은 이에 국한되지 아니하며, 모터(420)를 작동시킬 수 있다면 어느 것이든지 가능하다.
전술된 바와 같이 동력부(400)가 복수 개의 동력원을 포함하여, 추력 발생부(200) 및 비행 제어부(300)가 서로 다른 동력원에 의해 구동될 수 있다.
예를 들어 몸체(100)가 지면으로부터 이륙하는 경우, 엔진(410) 및 모터(420)에 의해 추력 발생부(200) 및 비행 제어부(300)가 구동될 수 있으며, 몸체(100)가 지면으로부터 이륙한 후에 몸체(100)의 자세 또는 비행 방향 제어가 요구되는 경우, 모터(420)에 의해 비행 제어부(300)가 구동될 수 있다. 그리고 몸체(100)가 공중에서 수평 비행을 하는 경우, 엔진(410)에 의해 추력 발생부(200)가 구동될 수 있다.
이와 같이 경우에 따라서 서로 다른 동력원을 사용함으로써 예를 들어 모터(420)에 전원을 공급하는 전지(430)의 전원을 최소한으로 사용하거나, 엔진(410)에서 사용되는 연료의 사용을 감소시킬 수 있으므로, 몸체(100)의 비행 시간 또는 체공 시간을 증대시킬 수 있다.
한편, 전술된 동력부(400), 특히 엔진(410)으로부터 추력 발생부(200)에 동력을 전달하도록, 몸체(100)에는 동력 전달부(500)가 배치될 수 있다.
특히 도 4를 참조하여, 동력 전달부(500)는 동력 전달 부재(510)를 포함할 수 있으며, 상기 동력 전달 부재(510)는 엔진(410)으로부터 발생된 동력을 제1 추력 발생 부재(210) 및 제2 추력 발생 부재(220)에 전달되어, 제1 추력 발생 부재(210) 및 제2 추력 발생 부재(220)가 서로 동일한 방향으로 회전하게 할 수 있다.
예를 들어, 동력 전달 부재(510)는 복수 개의 벨트로 마련될 수 있다.
상기 벨트는 타이밍 벨트(timing belt) 또는 폴리 브이(V) 벨트로 마련될 수 있다.
상기 타이밍 벨트는 기어처럼 등 간격의 홈을 가진 벨트 풀리의 홈에 정확히 맞물리도록 내측에 같은 간격의 홈을 가진 벨트로서, 부품의 회전을 보다 정확하게 전달할 수 있다.
또한, 폴리 브이(V) 벨트는 이음이 없는 둥근 모양의 벨트로 회전력을 전달하는 가요성의 단면을 V형으로 만든 것이며, 포를 넣은 합성고무를 가압하여 만들고, 운전이 안정적이므로 전달 효율이 크다.
그러나 벨트의 종류는 이에 국한되지 아니하며, 동력원(400)으로부터 추력 발생부(200)에 구동력 또는 회전력을 전달할 수 있다면 어느 것이든지 가능하다.
상기 벨트는 복수 개로 마련될 수 있으며, 복수 개의 벨트 중 하나는 엔진(410)으로부터 발생된 동력을 제1 추력 발생 부재(210)에 전달하고, 복수 개의 벨트 중 다른 하나는 엔진(410)으로부터 발생된 동력을 제2 추력 발생 부재(220)에 전달할 수 있다.
전술된 벨트의 장착을 위해 엔진(420)의 회전축, 제1 추력 발생 부재(210)의 회전축 및 제2 추력 발생 부재(220)의 회전축에는 벨트 풀리가 구비될 수 있다.
상기 벨트 풀리는 벨트 구동 시 벨트를 걸기 위한 목적으로 축에 부착하는 바퀴로서, 복수 개의 벨트 중 하나는 제1 벨트 풀리(5122) 및 제2 벨트 풀리(5124)에 걸쳐지고, 복수 개의 벨트 중 다른 하나는 제1 벨트 풀리(5122) 및 제3 벨트 풀리(5126)에 걸쳐질 수 있다.
또한, 엔진(420)의 회전축에 구비된 벨트 풀리 상에 복수 개의 벨트가 다단 형태로 배치될 수 있으며, 이에 의해 제1 추력 발생 부재(210)가 제2 추력 발생 부재(220)보다 상부에 배치될 수 있다.
한편, 도 1을 다시 참조하여, 동력 전달 부재(510)는 복수 개의 아이들러(idler; 512)를 더 포함할 수 있다.
복수 개의 아이들러(512)는 상부 프레임(110)의 폐쇄 구획(116) 상에서 복수 개의 벨트와 접하도록 배치될 수 있다. 예를 들어 복수 개의 아이들러(512)는 복수 개의 벨트에서 벨트 풀리와 접하지 않는 면에 접할 수 있다.
이때, 복수 개의 아이들러(512)는 복수 개의 벨트의 장력을 일정하게 유지시키는 역할을 할 수 있다.
이러한 제1 동력 전달부(510)의 구성에 의해, 제1 추력 발생 부재(210) 및 제2 추력 발생 부재(220)는 다음과 같이 회전할 수 있습니다.
예를 들어, 엔진(420)의 회전축이 시계 방향으로 회전하는 경우, 엔진(420)의 회전축의 회전 방향 및 회전 속도에 따라서 복수 개의 벨트 중 하나가 회전할 수 있으며, 상기 벨트와 연관된 제1 추력 발생 부재(210)의 회전축 또한 엔진(420)의 회전축의 회전 방향 및 회전 속도로 회전할 수 있다.
반면, 엔진(420)의 회전축이 시계 방향으로 회전하는 경우, 엔진(420)의 회전축의 회전 방향 및 회전 속도에 따라서 복수 개의 벨트 중 다른 하나가 회전할 수 있으며, 상기 벨트와 연관된 제2 추력 발생 부재(220)의 회전축 또한 엔진(420)의 회전축의 회전 방향 및 회전 속도로 회전할 수 있다.
이와 같이 엔진(420)으로부터 동력이 동력 전달 부재(510)에 의해 제1 추력 발생 부재(210) 및 제2 추력 발생 부재(220)에 동시적으로 동일하게 전달될 수 있다. 다시 말해서 엔진(420)의 회전축, 제1 추력 발생 부재(210)의 회전축 및 제2 추력 발생 부재(220)의 회전축의 회전 방향 및 회전 속도가 모두 동일할 수 있다.
또한, 타이밍 벨트나 폴리 브이 벨트와 같은 벨트를 사용함으로써, 제1 추력 발생 부재(210) 및 제2 추력 발생 부재(220)의 회전 속도를 동일하게 유지시킬 수 있다.
다만, 제1 추력 발생 부재(210) 및 제2 추력 발생 부재(220)의 회전 방향이 같을 경우 제1 추력 발생 부재(210) 및 제2 추력 발생 부재(220)의 회전에 의해 몸체(100)에 회전 모멘트가 발생하여 몸체(100)가 회전하는 현상이 발생할 수 있다. 이러한 경우, 비행 제어부(300)의 제1 내지 제4 비행 제어 부재(310, 320, 330, 340)의 회전을 개별적으로 제어함으로써 몸체(100)가 회전하는 현상을 방지할 수 있다.
또한, 도 5를 참조하여, 동력 전달부(500)는 제1 동력 전달 부재(520) 및 제2 동력 전달 부재(530)를 포함할 수 있다.
이때 제1 동력 전달 부재(520)는 엔진(410)으로부터 발생된 동력을 제2 추력 발생 부재(220)에 전달하고, 제2 동력 전달 부재(530)는 엔진(410)으로부터 발생된 동력을 제1 추력 발생 부재(210)에 전달할 수 있다.
상기 제1 동력 전달 부재(520)는 엔진(410)의 회전축으로부터 동력을 전달 받아 제1 회전축(X1)을 중심으로 회전하여 복수 개의 추력 발생 부재 중 하나, 예를 들어 제2 추력 발생 부재(220)를 회전시킬 수 있고, 제2 동력 전달 부재(530)는 제1 회전축(X1)으로부터 이격 배치된 제2 회전축(X2)을 중심으로 회전하여 복수 개의 추력 발생 부재 중 다른 하나, 예를 들어 제1 추력 발생 부재(210)를 회전시킬 수 있다.
예를 들어, 제1 동력 전달 부재(520)는 엔진(410)의 회전축 및 제1 회전축(X1)에 연결된 제1 벨트(522) 및 제1 회전축(X1) 및 제2 추력 발생 부재(220)의 회전축에 연결된 제2 벨트(524)를 포함할 수 있다.
이때, 엔진(410)의 회전축 및 제1 회전축(X1)에는 제1 벨트(522)가 걸쳐지기 위한 벨트 풀리가 각각 구비될 수 있고, 제1 회전축(X1) 및 제2 추력 발생 부재(220)의 회전축에는 제2 벨트(524)가 걸쳐지기 위한 벨트 풀리가 각각 구비될 수 있다. 이때, 제1 회전축(X1)에는 복수 개의 벨트 풀리가 제1 회전축(X1)의 길이방향을 따라 이격 배치될 수 있다.
또한, 제2 동력 전달 부재(530)는 제2 회전축(X2) 및 제1 추력 발생 부재(210)의 회전축에 연결된 제3 벨트(532)를 포함할 수 있다. 이때, 제2 회전축(X2) 및 제1 추력 발생 부재(210)의 회전축에는 제3 벨트(532)가 걸쳐지기 위한 벨트 풀리가 각각 구비될 수 있다.
이와 같이 제2 동력 전달 부재(530)는 엔진(410)으로부터 발생된 동력을 직접적으로 전달 받아 제1 추력 발생 부재(210)에 전달하지 않을 수 있다.
이때, 엔진(410)으로부터 발생된 동력을 제1 추력 발생 부재(210)에 전달하기 위해, 제1 동력 전달 부재(520) 및 제2 동력 전달 부재(530)에는 각각 제1 기어(526) 및 제2 기어(534)가 구비될 수 있다.
상기 제1 기어(526)는 제1 회전축(X1) 상에서 제1 벨트(522) 및 제2 벨트(524) 사이에 배치될 수 있으며, 제2 기어(534)는 제2 회전축(X2) 상에서 제1 기어(526)와 서로 맞물리도록 배치될 수 있다. 이때, 제1 기어(526) 및 제2 기어(534)는 서로 다른 또는 동일한 기어비를 구비할 수 있음은 당연하다.
또한, 제2 기어(534)는 제1 기어(526)와의 맞물림에 의해 엔진(410)으로부터 발생된 동력을 전달받아 제1 추력 발생 부재(210)에 전달하는 역할을 할 수 있다. 따라서 제1 추력 발생 부재(210)는 엔진(410)으로부터 발생된 동력을 간접적으로 전달받을 수 있다.
한편, 제1 동력 전달 부재(520) 및 제2 동력 전달 부재(530)에 서로 맞물려 회전하는 기어(526, 534)가 구비됨으로써, 제1 추력 발생 부재(210) 및 제2 추력 발생 부재(220)가 서로 다른 방향으로 회전할 수 있다.
구체적으로, 엔진(410)에 의해 제1 추력 발생 부재(210) 및 제2 추력 발생 부재(220)가 다음과 회전할 수 있다.
엔진(410)의 회전축이 시계 방향으로 회전하는 경우, 제1 벨트(522), 제1 기어(526) 및 제2 벨트(524)는 시계 방향으로 회전할 수 있다. 이때, 제1 기어(526)의 시계 방향 회전에 의해 제2 기어(534) 및 제3 벨트(532)는 반시계 방향으로 회전할 수 있다.
따라서 제2 벨트(524)와 연관된 제2 추력 발생 부재(220)는 시계 방향으로 회전하는 반면, 제3 벨트(532)와 연관된 제1 추력 발생 부재(210)는 반시계 방향으로 회전할 수 있다.
반면, 엔진(410)의 회전축이 반시계 방향으로 회전하는 경우, 제1 벨트(522), 제1 기어(526) 및 제2 벨트(524)는 반시계 방향으로 회전할 수 있다. 이때, 제1 기어(526)의 반시계 방향 회전에 의해 제2 기어(534) 및 제3 벨트(532)는 시계 방향으로 회전할 수 있다.
따라서 제2 벨트(524)와 연관된 제2 추력 발생 부재(220)는 반시계 방향으로 회전하는 반면, 제3 벨트(532)와 연관된 제1 추력 발생 부재(210)는 시계 방향으로 회전할 수 있다.
이와 같이 1 추력 발생 부재(210) 및 제2 추력 발생 부재(220)이 서로 다른 방향으로 회전하게 되면, 운동량 보존 법칙을 만족하여 몸체(100)가 비행 중에 회전하는 현상이 자동적으로 방지될 수 있다.
또한, 타이밍 벨트나 폴리 브이 벨트와 같은 벨트를 사용함으로써, 제1 추력 발생 부재(210) 및 제2 추력 발생 부재(220)의 회전 속도를 동일하게 유지시킬 수 있다.
전술된 바와 같이 일 실시예에 따른 비행체(10)에서 동력 전달부(500)는 벨트 및 벨트 풀리를 활용하여 엔진(410)으로부터의 동력을 추력 발생부(200)에 전달하는 경우를 예를 들어 설명하였으나, 동력 전달부(500)의 구성은 이에 국한되지 아니하며, 엔진으로부터의 동력을 추력 발생부(200)에 효율적으로 전달할 수 있다면 어느 것이든지 가능하다.
그리고 엔진(410)으로부터의 동력이 제2 추력 발생 부재(220)에 직접적으로 전달되고 제1 추력 발생 부재(210)에는 기어 맞물림 구조에 의해 간접적으로 전달되는 경우를 예를 들어 설명하였으나, 엔진(410)으로부터의 동력이 제1 추력 발생 부재(210)에 직접적으로 전달되고 제2 추력 발생 부재(220)에는 기어 맞물림 구조에 의해 간접적으로 전달될 수 있음은 당연하다.
또한, 일 실시예에 따른 비행체(10)는 하부 프레임(120)의 하단에 배치된 제어부(600)를 더 포함할 수 있다.
상기 제어부(600)는 몸체(100)의 자세를 제어하고, 무선으로 신호를 송수신하기 위한 무선 통신기, 모터(420)의 속도 제어를 위한 전자 변속기(또는 전자속도제어보드), 전원 제어기, 비행 컨트롤러(FC), 또는 카메라로 영상을 촬영하여 전송하는 비디오송신기 등을 포함할 수 있다.
그러나, 제어부(600)의 구성은 이에 국한되지 아니하며, 일 실시예에 따른 비행체(10)의 사용 용도에 적합하도록 추가적인 구성이 부가될 수 있음은 당연하다.
이와 같이, 일 실시예에 따른 비행체는 추력 발생부 및 비행 제어부가 서로 다른 동력원에 의해 구동되어 비행체의 비행 시간을 연장시킬 수 있으며, 비행 제어부에 의해 몸체의 자세 제어 또는 비행 방향 제어를 하여 보다 안정적인 비행을 유도할 수 있다. 그리고 동력원으로서 소형 엔진을 사용하여 더욱 경량화되고, 보다 간단한 구조를 구비하여 유지 보수에 용이할 수 있다.
이상과 같이 본 발명의 실시예에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
10: 비행체
100: 몸체
110: 상부 프레임
120: 하부 프레임
130: 착륙 지지대
200: 추력 발생부
210: 제1 추력 발생 부재
220: 제2 추력 발생 부재
300: 비행 제어부
310: 제1 비행 제어 부재
320: 제2 비행 제어 부재
330: 제3 비행 제어 부재
340: 제4 비행 제어 부재
400: 동력부
410: 엔진
420: 모터
430: 전지
500: 동력 전달부
510: 동력 전달 부재
520: 제1 동력 전달 부재
530; 제2 동력 전달 부재
600: 제어부

Claims (5)

  1. 몸체;
    상기 몸체의 이륙 또는 수평 비행을 위한 추력 발생부;
    상기 몸체의 자세 또는 비행 방향 제어를 위한 비행 제어부; 및
    상기 추력 발생부 및 상기 비행 제어부를 구동시키기 위한 동력부;
    를 포함하고,
    상기 동력부에는 복수 개의 동력원이 구비되어, 상기 추력 발생부 및 상기 비행 제어부가 서로 다른 동력원에 의해 구동되는 비행체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 추력 발생부는 복수 개의 추력 발생 부재를 포함하고,
    상기 비행 제어부는 복수 개의 비행 제어 부재를 포함하며,
    상기 복수 개의 동력원은 엔진 및 모터를 포함하고,
    상기 복수 개의 추력 발생 부재는 상기 엔진에 의해 등속으로 회전되고, 상기 복수 개의 비행 제어 부재는 상기 모터에 의해 개별적으로 회전되는 비행체.
  3. 몸체;
    상기 몸체에 장착되어 상기 몸체의 이륙 또는 수평 비행을 위한 추력 발생부;
    상기 추력 발생부를 구동시키기 위한 동력원; 및
    상기 추력 발생부 및 상기 동력원 사이에 배치되어 상기 동력원으로부터 상기 추력 발생부에 동력을 전달하는 동력 전달부;
    를 포함하고,
    상기 추력 발생부는 복수 개의 추력 발생 부재를 포함하여,
    상기 동력 전달부에 의해 상기 복수 개의 추력 발생 부재가 등속으로 회전되는 비행체.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 동력 전달부는,
    상기 동력원으로부터 상기 복수 개의 추력 발생 부재에 동력을 전달하는 동력 전달 부재;
    를 포함하고,
    상기 동력 전달 부재에 의해 상기 동력원의 회전축 및 상기 복수 개의 추력 발생 부재의 회전축의 방향이 서로 동일한 비행체.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 동력 전달부는,
    상기 동력원의 회전축으로부터 동력을 전달 받아 제1 회전축을 중심으로 회전하여 상기 복수 개의 추력 발생 부재 중 하나를 회전시키는 제1 동력 전달 부재; 및
    상기 제1 회전축으로부터 이격 배치된 제2 회전축을 중심으로 회전하여 상기 복수 개의 추력 발생 부재 중 다른 하나를 회전시키는 제2 동력 전달 부재;
    를 포함하고,
    상기 제1 동력 전달 부재에는 상기 제1 회전축의 회전 방향에 따라 회전하는 제1 기어가 구비되고, 상기 제2 동력 전달 부재에는 상기 제2 회전축의 회전 방향에 따라 회전하는 제2 기어가 구비되어,
    상기 제1 기어 및 상기 제2 기어의 맞물림에 의해 상기 제1 회전축의 회전 방향 및 상기 제2 회전축의 회전 방향이 서로 반대 방향인 비행체.
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