KR20180122794A - 무인비행체 - Google Patents

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KR20180122794A
KR20180122794A KR1020170056824A KR20170056824A KR20180122794A KR 20180122794 A KR20180122794 A KR 20180122794A KR 1020170056824 A KR1020170056824 A KR 1020170056824A KR 20170056824 A KR20170056824 A KR 20170056824A KR 20180122794 A KR20180122794 A KR 20180122794A
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Abstract

본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 무인 비행체(unmanned aerial vehicle)는,하우징; 상기 하우징에 연결되거나, 상기 하우징 내에 위치되며, 외부 컨트롤러와 무선 통신을 연결하도록 구성된 무선 통신 회로; 상기 하우징에 연결되거나 상기 하우징 내에 적어도 부분적으로 내장 된 복수의 추진 시스템; 및 상기 복수의 추진 시스템을 제어하도록 구성된 네비게이션 회로를 포함하되,
상기 복수의 추진 시스템의 적어도 하나는, 상기 네비게이션 회로에 의해 제어되는 모터; 상기 모터에 연결된 제1 단 및 제2 단을 포함하고 제1 방향으로 연장 형성되되 상기 모터에 의해 제1 회전방향으로 회전하도록 구성된 구동 축; 상기 구동 축의 상기 제2 단에 고정된 캡 구조체(cap structure); 및 상기 구동 축이 관통하여 회전할 수 있도록 상기 제1 방향을 향한 관통 홀(through-hole)을 포함하는 허브(hub), 및 상기 제1 방향에 실질적으로 수직인 제2 방향으로 상기 허브에 연결된 복수의 회전 날개(blades)를 포함하는 프로펠러를 포함하고,
상기 프로펠러는, 상기 복수의 회전 날개의 적어도 하나에 외력(external force)이 가해질 때 상기 프로펠러가 상기 캡 구조체에서 해제되어 상기 모터를 향하여 상기 구동 축을 따라 자유롭게 움직일 수 있도록, 상기 캡 구조체에 분리 가능하게(detachably) 고정되거나 연결되는 것을 특징으로 한다.

Description

무인비행체{UNMANNED AERIAL VEHICLE}
본 개시의 다양한 실시 예들은 무인비행체(unmanned aerial vehicle)에 관한 것이다.
무인비행체(또는, 드론)는 사람이 직접 탑승하지 않고 원격으로 조종하여 자동 비행할 수 있는 비행체를 말한다. 무인비행체는 일반 비행체와는 사람의 탑승 공간을 별도로 구비하지 않기 때문에 소형화, 경량화가 가능하다. 따라서, 사용자의 접근이 어려운 곳의 정보 수집과 정찰을 위한 정찰 무인 비행체 등 군사용으로 개발 및 활용되나 최근에는, 영상 촬영 기능을 구비하고 레저용으로 상용화, 대중화 되고 있다.
무인비행체의 대중화에 따라 사람들의 일생생활 속에서 무인비행체와 관련된 안전 사고 발생 가능성도 함께 높아지고 있다. 무인비행체는 추진 시스템으로써 고속으로 회전하는 프로펠러를 포함한다. 고속으로 회전하는 프로펠러가 구동 중 사람 또는 장애물과 출동하게 되면, 신체 또는 대물 손상은 물론, 프로펠러 자체도 손상될 수 있다. 예를 들면, 고속 회전하는 프로펠러가 인체에 직접 부딪히는 경우 피부와 근육질에 깊은 손상을 야기할 수 있다.
고속 회전하는 프로펠러의 위험으로부터 안전을 확보하기 위하여, 무인비행체에 부분적으로 또는 전 방향에서 프로펠러를 둘러싸는 안전가드를 적용할 수 있다.. 다만, 이러한 안전가드가 적용된 무인비행체는 비행성능이 저하될 수 있다. 예를 들면, 그물형태의 기구구조물로 프로펠러의 위 아래를 보호할 경우, 기구구조물이 공기의 흐름에 방해를 주며, 무인비행체 자체의 무게증가 요소로써 비행능력/시간 등에 있어서 성능저하를 유발할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따르는, 무인비행체는 무인비행체의 안전한 추진 시스템(propulsion systems)을 제공하고자 한다.
본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 무인 비행체(unmanned aerial vehicle)는, 하우징; 상기 하우징에 연결되거나, 상기 하우징 내에 위치되며, 외부 컨트롤러와 무선 통신을 연결하도록 구성된 무선 통신 회로; 상기 하우징에 연결되거나 상기 하우징 내에 적어도 부분적으로 내장 된 복수의 추진 시스템; 및 상기 복수의 추진 시스템을 제어하도록 구성된 네비게이션 회로를 포함하되,
상기 복수의 추진 시스템의 적어도 하나는, 상기 네비게이션 회로에 의해 제어되는 모터; 상기 모터에 연결된 제1 단 및 제2 단을 포함하고 제1 방향으로 연장 형성되되 상기 모터에 의해 제1 회전방향으로 회전하도록 구성된 구동 축; 상기 구동 축의 상기 제2 단에 고정된 캡 구조체(cap structure); 및 상기 구동 축이 관통하여 회전할 수 있도록 상기 제1 방향을 향한 관통 홀(through-hole)을 포함하는 허브(hub), 및 상기 제1 방향에 실질적으로 수직인 제2 방향으로 상기 허브에 연결된 복수의 회전 날개(blades)를 포함하는 프로펠러를 포함하고,
상기 프로펠러는, 상기 복수의 회전 날개의 적어도 하나에 외력(external force)이 가해질 때 상기 프로펠러가 상기 캡 구조체에서 해제되어 상기 모터를 향하여 상기 구동 축을 따라 자유롭게 움직일 수 있도록, 상기 캡 구조체에 분리 가능하게(detachably) 고정되거나 연결되는 안전한 무인비행체를 제공할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 추진 시스템은, 모터; 상기 모터에 연결된 제1 단 및 제2 단을 포함하고 제1 방향으로 연장 형성되되 상기 모터에 의해 제1 회전방향으로 회전하도록 구성된 구동 축; 상기 구동 축의 상기 제2 단에 고정된 캡 구조체(cap structure); 및 상기 구동 축이 관통하여 회전할 수 있도록 상기 제1 방향을 향한 관통 홀(through-hole)을 포함하는 허브(hub), 및 상기 제1 방향에 실질적으로 수직인 제2 방향으로 상기 허브에 연결된 복수의 회전 날개(blades)를 포함하는 프로펠러를 포함하고,
상기 프로펠러는 상기 캡 구조체에 고정되거나 연결되되, 상기 복수의 회전 날개의 회전이 정지되는 경우, 상기 프로펠러가 상기 캡 구조체에 대하여(relative to) 제1 회전방향의 반대방향인 제2 회전방향으로 회전하여 상기 캡 구조체에서 분리되어 안전한 추진 시스템을 제공할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예에 따른 무인비행체는 프로펠러에 외력이 가해지는 경우 프로펠러에 모터의 회전력이 인가되지 않도록 구성된 추진 시스템을 통하여 사용자에게 무인비행체 구동에 안전성을 제공할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예에 따른 무인비행체는 안전성과 더불어, 안전가드를 배제함에 따르는 무게의 감소로 인한 휴대성 향상을 통하여 비행 성능 향상 및 무인비행체의 대중화에 더욱 기여할 수 있다.
도 1은 본 개시의 실시 예에 따른 무인비행체의 구성을 나타내는 사시도를 도시한다.
도 2는 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 무인비행체를 위에서 바라본 평면도를 도시한다.
도 3a는 본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 추진 시스템의 분해 조립도를 도시한다.
도 3b는 본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 추진 시스템의 모터, 구동 축 및 프로펠러가 조립된 상태도를 도시한다.
도 3c는 본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 추진 시스템의 모터, 구동 축에 및 캡 구조체가 조립된 상태도를 도시한다.
도 3d는 본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 완전 조립된 추진 시스템의 사시도를 도시한다.
도 4a는 본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 프로펠러를 위에서 바라본 평면도를 도시한다.
도 4b는 본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 캡 구조체의 배면도를 도시한다.
도 4c는 본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 상호 결합된 캡 구조체와 프로펠러의 확대 투영도를 도시한다.
도 5a는 본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 추신 시스템의 정면도를 도시한다.
도 5b는 도 5a에 개시된 추진 시스템의 A-A'면을 절단한 부분 단면도를 도시한다.
도 5c는 도 5a에 개시된 추진 시스템의 B-B'면을 절단한 부분 단면도를 도시한다.
도 6a는 본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 추진 시스템에 축 방향의 외력이 가해져 프로펠러와 캡 구조체의 결합이 해제된 상태를 나타내는 정면도를 도시한다.
도 6b는 도 6a에 개시된 추진 시스템의 A-A'면을 절단한 부분 단면도를 도시한다.
도 7은 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 추진 시스템에 회전하는 프로펠러의 회전 구간에 장애물이 간섭하여 외력이 가해진 상태를 나타내는 사시도를 도시한다.
도 8a 내지 도8d는 도 7에 개시된 추진 시스템의 A-A'면을 절단한 면의 부분 단면도를 도시한다.
도 9a는 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 추진 시스템의 분해 조립도를 도시한다.
도9b는 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 완전 조립된 추진 시스템의 정면도를 도시한다.
도 10a는 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 추진 시스템에 축 방향의 외력에 의해 캡 구조체와 프로펠러의 결합이 해제된 상태를 나타내는 정면도를 도시한다.
도 10b는 도 10a에 개시된 추진 시스템의 A-A'면을 절단한 부분 단면도를 도시한다.
도 11a 및 도 11b는 도 7에 개시된 추진 시스템의 A-A'면을 절단한 면의 부분 단면도를 도시한다.
도 12a는 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 추진 시스템의 분해 조립도를 도시한다.
도 12b는 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 추진 시스템의 모터, 구동 축, 및 캡 구조체가 조립된 정면도를 도시한다.
도 12c는 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 프로펠러의 부분 확대도를 도시한다.
도 12d는 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 완전 조립된 추진 시스템의 사시도를 도시한다.
도 13a는 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 추진 시스템에서 캡 구조체와 프로펠러가 결합된 상태를 나타내는 정면도를 도시한다.
도 13b는 도 13a에 개시된 추진 시스템의 A-A'면을 절단한 부분 단면도를 도시한다.
도 14a는 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 추진 시스템에서 외력에 의해 캡 구조체와 프로펠러의 결합이 해제된 상태를 나타내는 정면도를 도시한다.
도 14b는 도 14a에 도시된 추진 시스템의 A-A'면을 절단한 부분 단면도를 도시한다.
도 15는 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 캡 구조체를 나타내는 정면도를 도시한다.
도 16a는 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 추진 시스템의 조립 분해도를 도시한다.
도 16b는 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 완전 조립된 추진 시스템의 사시도를 도시한다.
도 17a는 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 추진 시스템의 회전하는 프로펠러를 위에서 바라본 평면도를 도시한다.
도 17b는 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 추진 시스템의 회전하는 프로펠러의 회전 구간에 장애물이 간섭하여 외력에 의하여 변경되는 회전 날개의 상태를 도시한다.
도 17c는 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 추진 시스템의 회전 날개가 외력을 받아 허브에서 이탈되는 상태를 도시한다.
도 18a는 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 가이드 레일을 더 포함하는 추진 시스템의 정면도를 도시한다.
도 18b는 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 추진 시스템의 회전 날개가 레일에 구속된 상태를 나타내는 평면도를 도시한다.
도 19a는 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 추진 시스템의 회전 날개가 회전 구간의 장애물에 의해 변경되는 회전 날개의 상태를 도시한다.
도 19b는 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 추진 시스템의 회전 날개가 가이드 레일을 따라 자유롭게 이동할 수 있는 상태를 나타내는 평면도를 도시한다.
이하, 본 개시의 다양한 실시 예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나, 이는 본 개시를 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 개시의 실시 예의 다양한 변경(modification), 균등물(equivalent), 및/또는 대체물(alternative)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
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본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 전자 장치는, 예를 들면, 전자 장치는 스마트폰(smartphone), 태블릿 PC(tablet personal computer), 이동 전화기(mobile phone), 화상 전화기, 전자북 리더기(e-book reader), 데스크탑 PC(desktop personal computer), 랩탑 PC(laptop personal computer), 넷북 컴퓨터(netbook computer), 워크스테이션(workstation), 서버, PDA(personal digital assistant), PMP(portable multimedia player), MP3 플레이어, 모바일 의료기기, 카메라(camera), 또는 웨어러블 장치(wearable device)(예: 스마트 워치, 스마트 글래스), 전자 의복, 전자 팔찌, 전자 목걸이, 전자 앱세서리(appcessory), 전자 문신, 스마트 미러, 또는 스마트 와치(smart watch))중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
어떤 실시 예들에서, 전자 장치는 스마트 가전 제품(smart home appliance)일 수 있다. 스마트 가전 제품은, 예를 들면, 텔레비전, DVD(digital video disk) 플레이어, 오디오, 냉장고, 에어컨, 청소기, 오븐, 전자레인지, 세탁기, 공기 청정기, 셋톱 박스(set-top box), 홈 오토매이션 컨트롤 패널(home automation control panel), 보안 컨트롤 패널(security control panel), TV 박스(예: 삼성 HomeSync?, 애플TVTM 또는 구글 TVTM, 게임 콘솔 (예:Xbox?, PlayStation™), 전자 사전, 전자 키, 캠코더(camcorder), 또는 전자 액자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다른 실시 예에서, 전자 장치는, 각종 의료기기(예:각종 휴대용 의료측정기기 (혈당 측정기, 심박 측정기, 혈압 측정기, 또는 체온 측정기 등), MRA(magnetic resonance angiography), MRI(magnetic resonance imaging), CT(computed tomography), 촬영기, 또는 초음파기 등), 네비게이션(navigation) 장치, GPS 수신기(global positioning system receiver), EDR(event data recorder), FDR(flight data recorder), 자동차 인포테인먼트(infotainment) 장치, 선박용 전자 장비(예: 선박용 항법 장치, 자이로 콤파스 등), 항공 전자기기(avionics), 보안 기기, 차량용 헤드 유닛(head unit), 산업용 또는 가정용 로봇, 금융 기관의 ATM(automatic teller's machine), 상점의 POS(point of sales), 또는 사물 인터넷 장치 (internet of things)(예:전구, 각종 센서, 전기 또는 가스 미터기, 스프링클러 장치, 화재경보기, 온도조절기(thermostat), 가로등, 토스터(toaster), 운동기구, 온수탱크, 히터, 보일러 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
어떤 실시 예에 따르면, 전자 장치는 가구(furniture) 또는 건물/구조물의 일부, 전자 보드(electronic board), 전자 사인 수신 장치(electronic signature receiving device), 프로젝터(projector), 또는 각종 계측 기기(예:수도, 전기, 가스, 또는 전파 계측 기기 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에서, 전자 장치는 전술한 다양한 장치들 중 하나 또는 그 이상의 조합일 수 있다. 어떤 실시 예에 따른 전자 장치는 플렉서블 전자 장치일 수 있다. 또한, 본 개시의 실시 예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않으며, 기술 발전에 따른 새로운 전자 장치를 포함할 수 있다.
이하, 첨부 도면을 참조하여, 다양한 실시 예들을 상세히 설명하면 다음과 같다. 다만, 설명의 편의를 위하여 도면에서는 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소 될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
또한, 직교좌표계가 사용되는데, x축 방향은 전자 장치의 가로 방향을 의미하고, y축은 전자 장치의 세로 방향을 의미하며, z축은 전자 장치의 두께 방향을 의미할 수 있다. 다만, x축, y축 및 z축은 직교 좌표계 상의 세 축으로 한정되지 않고, 이를 포함하는 넓은 의미로 해석될 수 있다. 예를 들어, x축, y축 및 z축은 서로 직교할 수도 있지만, 서로 직교하지 않는 서로 다른 방향을 지칭할 수도 있다.
도 1은 본 개시의 실시 예에 따른 무인비행체의 구성을 나타내는 사시도를 도시한다. 도 1을 참조하면, 본 개시의 다양한 실시 예에 따르면 무인비행체(100)는 하우징(110) 및 복수의 추진 시스템(120)을 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 복수의 추진 시스템(120)은 무인비행체(100)에 추력을 제공하여 무인비행체(100)가 비행할 수 있도록 기능할 수 있다. 본 개시의 다양한 실시 예에 따르면 복수의 추진 시스템(120)의 각각은 프로펠러(121) 및 프로펠러(121)를 회전하도록 구성된 모터(122)를 포함할 수 있다. 프로펠러(121)는 모터(122)의 회전력을 추진력으로 변경할 수 있다. 다시 말해, 무인비행체(100)는 복수의 프로펠러(121)들의 추진력을 이용하여 비행할 수 있다. 추진 시스템(120)은 비행 구동부 또는 프로펠러 조립체로 지칭될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면 하우징은 하우징에 연결되거나 하우징 내에 위치되는 통신부(또는, 무선 통신 회로), 제어부(또는, 네비게이션 회로), 센서부, 및 영상 촬영 장치(130)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 통신부는 무인비행체(100)의 제어를 위한 외부 컨트롤러(external controller)(또는, 원격 컨트롤러)와 무선 통신할 수 있다. 통신부는 무인비행체(100)의 제어를 위한 외부 컨트롤러의 제어 신호를 수신할 수 있다. 또한, 통신부는 무인비행체(100)의 비행 상태에 관한 정보를 원격 컨트롤러로 송신할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제어부는 통신부를 통하여 원격 컨트롤러로부터 수신된 제어 신호에 따라 추진 시스템(120)을 구동하여 무인비행체(100)의 움직임을 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따르면 센서부는 비행하는 무인비행체(100)의 각속도를 측정할 수 있는 자이로 센서(gyro sensor), 대기의 압력 변화 및/또는 기압을 측정할 수 있는 기압 센서(barometer), 지구 자기장을 측정할 수 있는 마그네틱 센서(지자기 센서,terrestrial magnetism sensor, compass sensor), 비행체의 가속도를 측정하는 가속도 센서(acceleration sensor), 물체의 근접 상태, 거리를 측정하는 근접센서(초음파를 출력하여 물체에서 반사되는 신호를 측정하여 거리를 측정할 수 있는 초음파 센서(ultrasonic sensor)를 포함), 바닥 지형이나 무늬를 인지하여 위치를 산출할 수 있는 광학 센서(OFS, 옵티컬 플로(optical flow))등을 포함할 수 있다. 센서부는 무인비행체(100)의 자세를 계산할 수 있다.
일 실시 예에 따르면 영상 촬영 장치(130)는 하우징(110)의 외부에 장착되거나 하우징(110)의 내부에 위치될 수 있다. 영상 촬영 장치(130)는 정지 영상을 촬영하거나 동영상을 촬영하는 등 다양한 형태로 구현될 수 있다.
도 2는 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 무인비행체를 위에서 바라본 평면도를 도시한다. 도 2를 참조하면, 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 무인비행체(200)는 복수의, 예를 들면 4개의 추진 시스템(210)을 포함할 수 있다. 복수의 추진 시스템(210)은 하우징(220)을 기준으로 대칭하여 배치될 수 있다. 예를 들면, 추진 시스템(210)의 제1 프로펠러(211)는 하우징(220)을 기준으로 제2 프로펠러(212) 및 제4 프로펠러(214)와 이웃하며 제3 프로펠러(213)와 마주보도록 배치될 수 있다. 다시 말하면, 제2 프로펠러(212)는 하우징(220)을 기준으로 제1 프로펠러(211) 및 제3 프로펠러(213)와 이웃하며, 제4 프로펠러(214)와는 마주보도록 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따르는 무인비행체(200)는 마주보는 추진 시스템(210)의 프로펠러들을 동일한 방향으로 회전시키고, 이웃한 프로펠러들을 반대 방향으로 회전시킬 수 있다. 예를 들면, 제1 프로펠러(211) 및 제3 프로펠러(213)는 시계 방향(clockwise)인 제1 회전방향(r1)으로 회전하고, 제2 프로펠러(212) 및 제4 프로펠러(214)는 반시계 방향(counter clockwise)인 제2 회전방향(r2)으로 회전할 수 있다. 다른 예를 들면, 제1 프로펠러(211) 및 제3 프로펠러(212)는 제2 회전방향(r2)로 회전하고 제2 프로펠러(212) 및 제4 프로펠러(214)는 제1 회전방향(r1)으로 회전할 수 있다. 상기 프로펠러들의 회전방향이 다른 이유는 각 운동량을 보존하기 위함이다. 만약 4개의 프로펠러가 모두 같은 방향으로 회전하는 경우, 무인비행체(200)는 안정되지 못하고 한 방향으로만 치우칠 수 있다. 즉, 무인비행체(200)는 서로 다른 회전 방향을 가지는 프로펠러들을 이용하여 비정상적인 회전을 방지하면서 안정적으로 비행할 수 있다. 따라서, 추진 시스템(210)에 포함된 프로펠러들(211, 212, 213, 214) 각각은 회전방향이 다르게 구성될 수 있다. 또는, 프로펠러들(211, 212, 213, 214)를 구동하는 모터들 각각은 회전 방향이 다르게 구성될 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 무인비행체(200)는 3개의 프로펠러(또는 추진 시스템)를 가지는 트라이로터, 4개의 프로펠러를 가지는 쿼드로터, 5개의 프로펠러를 가지는 펜타로터, 6개의 프로펠러를 가지는 헥사로터, 8개의 프로펠러를 가지는 옥토로터 등을 모두 포함할 수 있다. 상기 설명은 편의상 쿼드로터를 일례로 들어 설명하지만 본 개시의 무인비행체(200)는 이에 한정되는 것은 아니며, 프로펠러의 수, 각각의 구성 및 회전방향은 다양할 수 있다.
도 3a는 본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 추진 시스템의 분해 조립도를 도시한다. 도 3b는 본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 추진 시스템의 모터, 구동 축에 프로펠러가 조립된 상태도를 도시한다. 도 3c는 본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 추진 시스템의 모터, 구동 축, 및 캡 구조체가 조립된 상태도를 도시한다. 도 3d는 본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 완전 조립된 추진 시스템(300)의 사시도를 도시한다. 도 3a내지 도3d를 참조하여 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 추진 시스템을 설명하기로 한다. 도 3a 내지 도 3d에 개시된 추진 시스템(300)은 도 2에 개시된 추진 시스템(210)을 구성할 수 있다.
도 3a를 참조하면, 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 추진 시스템(300)은 모터(310), 구동 축(driven shaft)(320), 프로펠러(330), 및 캡 구조체(cap structure)(340)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 구동 축(320)은 모터(310)에 의하여 회전방향(r)으로 회전하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 구동 축(320)은 제1 단(end)(321) 및 제2 단(322)을 포함하고 제1 방향(d1)으로 연장된 봉(rod) 형상을 가질 수 있다. (이하에서, 제1 방향(d1)은 축 방향으로 정의될 수 있다.) 구동 축(320)의 제1 단(321)은 모터(310)에 연결될 수 있다. 일 실시 예에서 구동 축(320)의 제1 단(321)은 모터(310)에 직접 연결되어 모터(310)의 회전력이 구동 축(320)에 직접 인가될 수 있다. 다른 실시 예에서 구동 축(320)의 제1 단(321)은 모터(310)에 간접적으로 (예를 들면, 기어 박스 등을 통해) 연결되어 모터(310)의 회전력이 구동 축(320)에 간접적으로 인가될 수 있다. 따라서, 구동 축(320)은 모터(310)에 의해 회전방향(r)으로 회전하도록 구성될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 프로펠러(330)는 허브(hub)(331) 및 복수의 회전 날개(blade)(332)를 포함할 수 있다. 복수의 회전 날개(332) 각각은 허브(331)의 측면에 원주방향을 따라 일정한 간격으로 연결될 수 있다. 프로펠러(330)는 허브(331)와 복수의 회전 날개(332)가 일체로 형성되거나 허브(331)와 복수의 회전 날개(332)의 집합으로 구성될 수 있다.
도 3b를 참조하면, 본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 프로펠러(330)는 구동 축(320)에 대하여 자유롭게 회전 가능하게 결합될 수 있다. 예를 들면, 허브(331)는 중심에 관통 홀(333)을 포함할 수 있다. 프로펠러(330)는 구동 축(320)이 관통 홀(333)에 통과되도록 결합할 수 있다. 관통 홀(333)의 반경은 구동 축(320)의 반경보다 클 수 있다. 따라서, 프로펠러(330)는 구동 축(320)에 대하여 구속되지(confined) 않고 축 방향(d1)으로 자유롭게 이동가능 하거나 회전방향(r)으로 자유롭게 회전할 수 있다.
도 3c를 참조하면, 다양한 실시 예에 따르는 캡 구조체(340)는 구동 축(320)의 제2 단(322)에 고정 결합(fixedly coupled)할 수 있다. 캡 구조체(340)는 프로펠러(330)가 구동 축(320)에 대하여 축 방향(d1)으로 이탈되지 않게 제한하도록 구성될 수 있다. 따라서 캡 구조체(340)는 홀더(holder)로 지칭될 수 있다. 구동 축(320)과 캡 구조체(340)의 고정 결합은 추진 시스템(300)의 정상 구동 중에는 분리되지 않게 하는 나사 결합, 스냅-핏 결합, 본딩 결합 등을 포함할 수 있다.
도 3d를 참조하면, 본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 프로펠러(330)는 캡 구조체(340)와 분리 가능하게(detachably) 고정되거나 연결될 수 있다. 예를 들면, 캡 구조체(340)와 프로펠러(330)는 프로펠러(330)의 축 방향(d1)으로의 이동을 제한하여 고정시키는 축 방향 자유-이동 제한 구조(제1 메커니즘)를 포함할 수 있다. 더하여, 프로펠러(330)와 연결된 캡 구조체(340)는 구동 축(320)에서 전달받은 모터(310)의 회전력을 프로펠러(330)에 인가할 수 있다. 예를 들면, 캡 구조체(340)와 프로펠러(330)는 프로펠러(330)의 회전을 제한하여 고정시키는 자유-회전 제한 구조(제2 메커니즘)를 더 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2 메커니즘은 일정 상황에서 캡 구조체(340)와 프로펠러(330)의 결합을 분리시키도록 구성될 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 추진 시스템(300)의 조립 순서는 다음과 같을 수 있다. 제1 단계로서, 모터(310)와 구동 축(320)을 조립할 수 있다. 구동 축(320)의 제1 단(321)을 모터(310)의 회전력을 인가 받을 수 있게 연결할 수 있다. 제2 단계로서, 구동 축(320)에 프로펠러(330)를 조립할 수 있다. 프로펠러(330)는 허브(331)의 관통 홀(333)에 구동 축(320)을 삽입하는 방식으로 조립될 수 있다. 제3 단계로서, 캡 구조체(340)와 구동 축(320)을 조립할 수 있다. 캡 구조체(340)를 구동 축(320)의 제2 단(322)에 완전 고정 결합 할 수 있다. 제 4 단계로서, 캡 구조체(340)에 프로펠러(330)가 고정되도록 조립할 수 있다. 프로펠러(330)는 캡 구조체(340)와의 조립을 통하여 자유롭게 이동하거나 회전할 수 없이 캡 구조체(340)에 회전에 구속될 수 있다.
도 4a는 본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 프로펠러를 위에서 바라본 평면도를 도시한다. 도 4b는 본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 캡 구조체의 배면도를 도시한다. 도 4c는 본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 상호 결합된 캡 구조체와 프로펠러의 확대 투영도를 도시한다. 도 4a 내지 도 4c를 참조하여, 다양한 실시 예에 따르는 추진 시스템에서 프로펠러의 축방향 자유-이동을 제한하는 구조(상기 제1 메커니즘)에 대하여 설명하기로 한다.
도 4a를 참조하면, 본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 프로펠러(410)는 허브(411) 및 복수의 회전 날개(412)를 포함할 수 있다. 복수의 회전 날개(412) 각각은 허브(411)의 측면에 원주방향을 따라 일정한 간격으로 연결될 수 있다. 허브(411)는, 구동 축(예: 도 3a의 320)이 관통하여 프로펠러(410)가 구동 축에 대하여 자유롭게 회전할 수 있도록, 중심에 관통 홀(413)을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 허브(411)는 관통 홀(413) 주변에 적어도 하나의 돌출부(414) 및/또는 적어도 하나의 금속부(415)를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 돌출부(414) 및 적어도 하나의 금속부(415)는 허브(411)의 상 면에 배치될 수 있다. 예를 들면, 적어도 하나의 돌출부(414) 및 적어도 하나의 금속부(415)는 허브(411)의 상 면에 회전방향(r)을 따라 서로 번갈아(alternately) 배치될 수 있다. 실시 예가 이에 국한되는 것은 아니며 적어도 하나의 돌출부(414) 및 적어도 하나의 금속부(415)는 임의의 적절한 조합과 순서로 관통 홀(413)의 둘레를 따라 배치될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 적어도 하나의 돌출부(414)는 제1 회전방향(r1)을 따라 나선형으로 형성될 수 있다. 또한, 적어도 하나의 돌출부(414)는 제1 경사부를 포함할 수 있다. 예를 들면, 돌출부(414)는 회전방향(r1)을 향하는 제1 단부(414a)가 제1 회전방향(r1)의 반대방향(또는 제2 회전방향)을 향하는 제2 단부(414b)보다 높은 제1 경사부를 가지도록 형성될 수 있다.
도 4b를 참조하면, 본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 캡 구조체(420)는 배 면에는 구동 축 고정부(421), 적어도 하나의 오목부(422), 및/또는 적어도 하나의 자석부(423)를 포함할 수 있다. 구동 축 고정부(421)는, 모터가 구동하는 동안 캡 구조체(420)와 구동 축이 분리되지 않도록, 구동 축의 제2 단(예: 도 3a의 322)과 고정 결합할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 적어도 하나의 오목부(422) 및 적어도 하나의 자석부(423)는 캡 구조체(420)의 배 면에 배치될 수 있다. 예를 들면, 적어도 하나의 오목부(422) 및 적어도 하나의 자석부(423)는 캡 구조체(420)의 배 면에 회전방향(r1)을 따라 서로 번갈아 배치될 수 있다. 또는, 적어도 하나의 오목부(422) 및/또는 적어도 하나의 자석부(423)는 프로펠러(410)의 허브(411)에 배치된 적어도 하나의 돌출부(414) 및/또는 적어도 하나의 금속부(415)에 프로펠러(410)와 캡 구조체(420)가 분리 가능하게 결합할 때, 대응되는 위치에 배치될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 적어도 하나의 오목부(422)는 돌출부(414)의 제1 경사부에 대응하는 제2 경사부를 포함할 수 있다. 예를 들면, 오목부(422)는 회전방향(r1)을 향하는 제1 단부(422a)가 회전방향(r1)의 반대방향을 향하는 제2 단부(422b)보다 깊이 파인 경사부를 가지도록 형성될 수 있다.
도 4c를 참조하면, 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 프로펠러(410)는 캡 구조체(420)와 각각의 상 면과 배 면이 마주보게 결합할 수 있다. 따라서, 허브(411)의 상 면은 '캡 구조체를 향하는 면'으로 정의될 수 있다. 또한, 캡 구조체(420)의 상기 배 면은 '프로펠러를 향하는 면'으로 정의될 수 있다. 일 실시 예에 따르면 프로펠러(410)와 캡 구조체(420)가 결합할 때, 프로펠러(410)의 돌출부(414)는 캡 구조체(420)의 오목부(422)에 삽입될 수 있다. 돌출부(414)가 오목부(422)에 삽입됨으로써 프로펠러(410)와 캡 구조체(420)의 접촉 면적이 넓어져 상호 간 결합력이 증가될 수 있다. 다만 실시 예가 이에 국한되는 것은 아니며, 또 다른 실시 예에 따르면 캡 구조체(420)가 돌출부를 가지고 허브(411)가 상기 돌출부가 삽입될 수 있는 오목부를 가지도록 구성될 수도 있다.
일 실시 예에 따르면 프로펠러(410)가 가지는 캡 구조체(420)의 축 방향 자유-이동 제한 구조(제1 메커니즘)은 자력에 의하여 구성될 수 있다. 예를 들면, 캡 구조체(420)의 적어도 하나의 자석부(423)의 자기력의 허브(411)의 대응되는 위치에 배치된 적어도 하나의 금속부(415)를 향한 자석 고정력(또는, 인력)에 의하여, 프로펠러(410)와 캡 구조체(420)가 결합할 수 있다. 따라서, 무인비행체(또는, 추진 시스템)의 정상 구동 상태인 경우 모터의 회전력이 구동 축과 고정된 캡 구조체(420)를 통하여 프로펠러(410)에 전달되고, 프로펠러(410)는 무인 비행체의 비행을 위한 추력을 제공할 수 있다. 다만, 상기 자석 고정력의 반대방향으로 상기 인력보다 큰 힘이 가해지게 되면 프로펠러(410)와 캡 구조체(420)의 결합이 분리될 수 있다. 자석부(423)와 금속부(415)는 각각 캡 구조체(420) 또는 허브(411)와 일체로 형성(예: 이중사출)되거나 별도의 금속 철판이 삽입 또는 부착(예: 본딩 고정)되어 구성될 수 있다.
다른 실시 예에 따르면 제1 메커니즘은 캡 구조체(420)가 금속부를 가지고 허브(411)가 상기 금속부에 대응되는 위치에 자석부를 포함하도록 구성되거나, 캡 구조체(420) 및 허브(411) 모두가 자석부를 포함하도록 구성될 수 있다.
또 다른 실시 예에 따르면, 제1 메커니즘은 캡 구조체(420)가 자석부(423)를 가지되, 프로펠러(410)의 허브(411)의 상 면(또는, 캡 구조체를 향하는 면) 전체가 금속으로 형성되는 것으로 구성될 수 있다. 또는 그 반대의 경우도 가능할 수 있다.
도 5a는 본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 추신 시스템의 정면도를 도시한다. 도 5b는 도 5a에 개시된 추진 시스템의 A-A'면을 절단한 부분 단면도를 도시한다. 도 5c는 도 5a에 개시된 추진 시스템의 B-B'면을 절단한 부분 단면도를 도시한다. 도 5a 내지 도5c를 참조하여 다양한 실시 예에 따르는 추진 시스템에서 프로펠러의 자유 회전을 제한하는 구조(상기 제2 메커니즘)에 대하여 설명하기로 한다.
도 5a를 참조하면, 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 추진 시스템(500)은 모터(510), 구동 축(520), 프로펠러(530), 및 캡 구조체(540)를 포함할 수 있다. 구동 축(520)의 일 단은 모터(510)에 연결되어 모터(510)의 회전력을 전달받고, 구동 축(520)의 타 단은 캡 구조체(540)와 고정 결합하도록 구성될 수 있다. 프로펠러(530)는 회전 날개(532)들이 연결된 허브(531)가 구동 축(520)에 자유롭게 회전 또는 축 방향 이동 가능하도록 조립되되, 정상 구동 상태에서 캡 구조체(540)와 분리 가능하게 결합될 수 있다.
도 5b를 참조하면, 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 프로펠러(530)는 캡 구조체(540)에 결합될 수 있다. 예를 들면, 캡 구조체(540)에 포함된 적어도 하나의 자석부(542)와 프로펠러(530)의 허브(531)에 포함된 적어도 하나의 금속부(534)로 구성된 제1 메커니즘에 의하여 캡 구조체(540)와 프로펠러(530)는 축 방향(d1)의 결합 고정력을 가질 수 있다. 다시 말하면, 프로펠러(530)는 하중에 의해 제2 방향(d2) 분리되려는 힘에도 불구하고, 자석부(542)와 금속부(534)의 자석 고정력에 의하여 캡 구조체(540)와 결합을 유지할 수 있다. 이 때, 캡 구조체(540)의 오목부(541)에 허브(531)의 돌출부(533)가 삽입될 수 있다. 따라서 프로펠러(530)의 상 면과 캡 구조체(540)의 하 면이 실질적으로 맞닿아 자석부(542) 및 금속부(543)가 직접 접촉할 수 있다.
도 5c를 참조하면, 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 프로펠러(530)와 캡 구조체(540)가 가지는 프로펠러(530)의 회전을 제한하여 고정시키는 자유-회전 제한 구조(제2 메커니즘)는 허브(531)의 돌출부(533)와 캡 구조체(540)의 오목부(541)로 구성될 수 있다. 예를 들면, 모터(510)의 회전력은 캡 구조체(540)에 전달될 수 있다. 프로펠러(530)의 돌출부(533)는 캡 구조체(540)의 오목부(541)에 삽입될 수 있다. 삽입된 돌출부(533)는 캡 구조체(540)에서 프로펠러(530)가 자유롭게 회전하는 것을 제한할 수 있다. 또는 캡 구조체(540)의 회전과 함께 프로펠러(530)도 회전하도록 회전력을 전달할 수 있다.
도 6a는 본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 추진 시스템에 축 방향의 외력이 가해져 프로펠러와 캡 구조체의 결합이 해제된 상태를 나타내는 정면도를 도시한다. 도 6b는 도 6a에 개시된 추진 시스템의 A-A'면을 절단한 부분 단면도를 도시한다. 도 6a 및 도 6b를 참조하여, 다양한 실시 예에 따르는 추진 시스템에서 외력에 의해 프로펠러와 캡 구조체의 분리 가능한 결합이 해제되는 과정(또는, 축방향 자유-이동 제한 구조의 해제)에 대하여 설명하기로 한다.
도 6a를 참조하면, 본 개시의 다양한 실시 예에 따르면 정상 구동 상태의 추진 시스템(600)에서 프로펠러(630)는 축 방향의 외력(F)을 받아 캡 구조체(640)와의 결합이 해제될 수 있다. 예를 들면, 프로펠러(630)는 위 방향(d1)(또는 추력 방향)에서의 사람 또는 장애물의 간섭으로 아래 방향(d2)(또는, 프로펠러(630)의 하중방향)으로 외력(F)을 받을 수 있다. 프로펠러(630)와 캡 구조체(640)의 결합은 아래 방향(d2)의 외력에 의하여 해제될 수 있다. 캡 구조체(640)와 결합이 해제된 프로펠러(630)는 모터(610)의 회전력을 전달받지 못하여, 회전하는 구동 축(620) 및 캡 구조체(640)와 달리 회전하지 않을 수 있다. 다시 말하면, 캡 구조체(640)와의 분리 가능한 결합이 해제된 프로펠러(630)는, 구동중인 모터(610)에 의하여 구동 축(620)이 계속 회전 중 임에도, 회전을 멈춤으로써 사람 또는 장애물의 신체 또는 대물 손상을 방지할 수 있다.
도 6b를 참조하면, 다양한 실시 예에 따른 추진 시스템(600)의 프로펠러(630)는 하중 방향(d2)의 외력(F)에 의하여 캡 구조체(640)와의 분리가능한 결합이 해제될 수 있다. 예를 들면, 하중 방향(d2)의 외력(F)의 힘이 자석부(642)와 프로펠러(630)의 허브(631)에 배치된 금속부(633)가 구성하는 자석 고정력(인력)보다 큰 경우, 프로펠러(630)는 캡 구조체(640)와의 구속이 해제될 수 있다. 여기에서, 프로펠러(630)와 캡 구조체(640)의 분리 가능한 결합이 해제된 상태를 자유 상태라고 정의할 수 있다. 자유 상태에서 프로펠러(630)는 구동 축(620)을 따라 모터(610)를 향해 하중 방향(d2)으로 이동할 수 있다. 또는, 자유 상태에서 프로펠러(630)의 돌출부(632)는 캡 구조체(640)의 오목부(641)에서 이탈될 수 있다. 따라서, 다양한 실시 예에 따르는 추진 시스템(600)에서, 위 방향의 외력에 의해 프로펠러(630)와 캡 구조체(640)의 분리 가능한 결합이 해제될 수 있다. 또는, 프로펠러(630)의 축방향 자유-이동 제한 구조가 해제될 수 있다.
도 7은 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 추진 시스템에 회전하는 프로펠러의 회전 구간에 장애물이 간섭하여 외력이 가해진 상태를 나타내는 사시도를 도시한다.
도 7을 참조하면, 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 추진 시스템(600)의 정상 구동 상태에서, 프로펠러(710)의 회전 구간에 사람 또는 장애물(720)이 간섭하는 경우, 프로펠러(710)는 회전방향(r)의 반대방향으로 외력을 받을 수 있다. 이 때, 추진 시스템(600)이 계속하여 정상 구동한다면, 고속 회전하는 프로펠러(710)는 사람 또는 장애물(720)의 손상을 야기하거나 프로펠러(710) 자체의 손상이 발생할 수 있다. 다만, 본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 프로펠러(710)는 외력이 가해지는 경우, 회전력을 전달 받지 않도록 구성되어 사람 또는 장애물(720)의 손상을 방지할 수 있다.
도 8a 내지 도8d는 도 7에 개시된 추진 시스템의 A-A'면을 절단한 면의 부분 단면도를 도시한다. 도 8a 내지 도8d를 참조하여, 다양한 실시 예에 따르는 추진 시스템에서 외력에 의해 프로펠러와 캡 구조체의 결합이 해제되는 과정(또는, 자유회전 제한 구조가 해제)에 대하여 설명하기로 한다.
도 8a및 도 8b를 참조하면, 본 개시의 다양한 실시 예에 따르는 프로펠러(830)가 캡 구조체(840)에 분리 가능하게 결합하여 회전방향(r1)으로 고속 회전하는 상태에서, 장애물(850)이 회전 날개(832)의 회전구간에 간섭될 수 있다. 간섭된 장애물(850)에 의하여 회전 날개(832)는 회전이 정지될 수 있다. 이와 동시에, 추진 시스템(800)은 정상 구동 상태이므로, 캡 구조체(840)는 회전방향(r1)으로 회전력을 가질 수 있다. 따라서, 프로펠러(830)는 상대적으로 캡 구조체(840)에 대하여 회전방향(r1)의 반대방향(r2)으로 회전하게 될 수 있다. 이 때, 허브(831)가 포함하는 돌출부(833)의 제1 경사부(833a)는 캡 구조체(840)가 포함하는 오목부(841)의 제2 경사부(841a)에 대하여 반대방향(r2)으로 슬라이딩 운동할 수 있다.
도 8c를 참조하면, 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 프로펠러(830)는, 제1 경사부(833a)와 제2 경사부(841a)의 슬라이딩 운동에 의하여, 캡 구조체(840)에서 분리될 수 있다. 구체적으로, 허브(831)가 캡 구조체(840)에 대하여 반대방향(r2)으로 슬라이딩 운동하는 경우, 돌출부(833)의 제1 경사부(833a)가 캡 구조체(840)의 제2 경사부(841a)에 대하여 반대방향(r2)으로 슬라이딩 이동 할 수 있다. 이 경우, 제1 경사부(833a) 및 제2 경사부(841a)의 형상에 의하여 프로펠러(830)는 구동 축(820)에 대하여 아래방향(d2)(또는, 하중방향)으로 이동할 수 있다.
도 8d를 참조하면, 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 프로펠러(830)는 캡 구조체(840)에서 완전히 분리될 수 있다. 허브(831)의 돌출부(833)는 캡 구조체(840)의 오목부(841)에서 완전히 이탈될 수 있다. 모터(810)의 회전력에 의해 구동 축(820)과 캡 구조체(940)의 회전에도 불구하고 프로펠러(830)는 구동 축(820)에 대하여 헛돌 수 있다. 따라서, 다양한 실시 예에 따르는 추진 시스템(800)에서 장애물의 간섭이 일어나는 경우 프로펠러(830)와 캡 구조체(840)의 분리 가능한 결합이 해제될 수 있다. 또는, 프로펠러(830)의 자유회전 제한 구조가 해제될 수 있다.
도 9a는 본 개시의 다른 실시 예에 따른 추진 시스템의 분해 조립도를 도시한다. 도9b는 본 개시의 다른 실시 예에 따른 완전 조립된 추진 시스템의 정면도를 도시한다. 도 9a 및 도 9b를 참조하여, 본 개시의 다른 실시 예에 따른 추진 시스템을 설명하기로 한다. 도 9a 및 도 9b에 개시된 추진 시스템(900)은 도 2에 개시된 추진 시스템(210)을 구성할 수 있다.
도 9a를 참조하면, 본 개시의 다른 실시 예에 따른 추진 시스템(900)은 모터(910), 구동 축(920), 프로펠러(930), 캡 구조체(940), 및 스프링(950)을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르는 구동 축(920)은 모터(910)에 의하여 회전방향(r)으로 회전하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 구동 축(920)은 제1 방향(또는 축 방향)(d1)으로 연장된 봉 형상을 가질 수 있다. 구동 축(920)의 일 단은 모터(910)에 연결되되 모터(910)의 회전력이 구동 축(920)에 직접 인가되도록 연결되거나, 또는 간접적으로, 예를 들면 기어 박스 등을 통하여 간접적으로 인가되도록 연결될 수 있다.
일 실시 예에 따르는 프로펠러(930)는 허브(931), 복수의 회전 날개(932), 및 허브(931)의 중심에 형성된 관통 홀(933)을 포함할 수 있다, 복수의 회전 날개(932) 각각은 허브(931)의 측면에 원주 방향을 따라 일정한 간격으로 연결될 수 있다. 프로펠러(930)는 허브(931)와 복수의 회전 날개(932)가 일체로 형성되거나 허브(1231)와 복수의 회전 날개(932)의 집합으로 구성될 수 있다. 관통 홀(933)은 구동 축(920)이 관통하여 회전할 수 있도록 허브(931)의 중심에 형성될 수 있다. 프로펠러(930)는 관통 홀(933)에 구동 축(920)이 관통되게 조립될 수 있다. 관통 홀(933)은 관통 홀(933)의 반경이 구동 축(920)의 반경보다 크도록 구성되어 프로펠러(930)가 구동 축(920)의 회전에 구속받지 않고 자유-회전 할 수 있게 구성될 수 있다.
일 실시 예에 따른 캡 구조체(940)는 구동 축(920)의 타 단에 고정 결합할 수 있다. 캡 구조체(940)는 프로펠러(930)가 구동 축(920)에 대하여 이탈하지 않게 제한하도록 구성될 수 있다. 따라서 캡 구조체(940)는 홀더로 지칭될 수 있다. 캡 구조체(940)와 구동 축(920)의 고정 결합은 추진 시스템(900)의 구동 중에는 분리되지 않게 하는 나사 결합, 스냅-핏 결합, 본딩 결합 등을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따른 스프링(950)은 모터(910)와 프로펠러(930) 사이에서 구동 축(920)에 관통되도록 조립될 수 있다. 도 9b를 참조하면, 프로펠러(930)가 가지는 캡 구조체(920)의 축 방향 자유-이동 제한 구조(제1 메커니즘)은 탄성력에 의하여 구성될 수 있다. 예를 들면, 프로펠러(930)와 캡 구조체(940)는 스프링(950)이 제공하는 제1 방향(d1)의 탄성 힘에 의하여 분리 가능하게 고정되거나 연결될 수 있다. 스프링(950)은 프로펠러(930)가 포함하는 허브(931)의 배면을 제1 방향(d1)으로 미는 탄성힘을 제공할 수 있다. 프로펠러(930)는 스프링(950)이 제공하는 탄성힘에 의하여 구동 축(920)의 타 단에 고정된 캡 구조체(940)에 밀착될 수 있다. 더하여, 스프링(950)은 프로펠러(930)의 제1 방향(d1)으로의 자유로운 이동을 제한하는 기능을 가질 수 있다. 더하여, 프로펠러(930)와 연결된 캡 구조체(940)는 구동 축(920)에서 전달받은 모터(910)의 회전력을 프로펠러(930)에 인가할 수 있다. 캡 구조체(940)와 프로펠러(930)의 결합은 일정 상황에서 스프링(950)의 탄성힘을 극복하고 해제될 수 있다.
도 10a는 본 개시의 다른 실시 예에 따른 추진 시스템에 축 방향의 외력에 의해 캡 구조체와 프로펠러의 결합이 해제된 상태를 나타내는 정면도를 도시한다. 도 10b는 도 10a에 개시된 추진 시스템의 A-A'면을 절단한 부분 단면도를 도시한다.
도 10a 및 도 10b를 참조하면, 본 개시의 다른 실시 예에 따른 추진 시스템(1000)의 프로펠러(1030)는 위 방향의 사람 또는 장애물의 간섭으로 아래 방향으로 외력(F)을 받아 캡 구조체(1040)와 결합이 해제될 수 있다. 예를 들면, 추진 시스템(1000)을 포함하는 무인 비행체가 비행 중에, 프로펠러(1030)는 위 방향(d1)(또는 추력 방향)에서의 사람 또는 장애물의 간섭으로 아래 방향(d2)(또는, 프로펠러(1030)의 하중방향)으로 외력(F)을 받을 수 있다. 프로펠러(1030)와 캡 구조체(1040)의 결합은 아래 방향(d2)의 외력(F)에 의하여 해제될 수 있다. 예를 들면, 프로펠러(1030)에 대한 외력(F)이 야기한 허브(1031)가 아래 방향(d2)으로 내려가려는 힘이, 스프링(1030)이 인가하는 프로펠러(1030)를 캡 구조체(1040)를 향해 미는 탄성힘 보다 강한 경우, 프로펠러(1030)와 캡 구조체(1040)의 결합이 해제될 수 있다. 캡 구조체(1040)와 결합이 해제된 프로펠러(1030)는 모터(1010)의 회전력을 전달받지 못하여 회전하는 구동 축(1020) 및 캡 구조체(1040)와 달리 회전하지 않을 수 있다. 다시 말하면, 캡 구조체(1040)와의 결합이 해제된 프로펠러(1030)는, 구동중인 모터(1010)에 의하여 구동 축(620)이 계속 회전 중이어도, 회전을 멈춤으로써 사람 또는 장애물의 신체 또는 대물 손상을 방지할 수 있다. 따라서, 프로펠러(1030)의 위 방향에서 외력을 유발하는 사람 또는 장애물의 손상을 방지할 수 있는 안전한 추진 시스템을 제공할 수 있다.
도 11a 및 도 11b는 도 7에 개시된 추진 시스템의 A-A'면을 절단한 면의 부분 단면도를 도시한다. 도 11a 내지 도11b를 참조하여, 다양한 실시 예에 따르는 추진 시스템에 프로펠러의 회전구간 내에 간섭한 장애물이 야기하는 외력에 의해 프로펠러와 캡 구조체의 결합이 해제되는 과정에 대하여 설명하기로 한다.
도 11a 내지 도 11b를 참조하면, 다양한 실시 예에 따르는 프로펠러(1130)가 캡 구조체(1140)에 분리 가능하게 결합하여 회전방향(r1)으로 고속 회전하는 상태에서, 장애물(1160)이 회전 날개(832)의 회전 구간에 간섭될 수 있다. 간섭된 장애물(1160)에 의하여 회전 날개(1132)는 회전이 정지될 수 있다. 이와 동시에, 추진 시스템(1100)은 정상 구동 상태이므로, 캡 구조체(1140)는 회전방향(r1)으로 회전력을 가질 수 있다. 따라서, 프로펠러(1130)는 상대적으로 캡 구조체(1140)에 대하여 회전방향(r1)의 반대방향(r2)으로 회전하게 될 수 있다. 허브(1131)가 포함하는 돌출부(1132)의 제1 경사부(1133a)는 캡 구조체(1140)가 포함하는 오목부(1141)의 제2 경사부(1141a)에 대하여 반대방향(r2)으로 슬라이딩 운동할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 프로펠러(1130)는 제1 경사부(1132a)와 제2 경사부(1141a)의 슬라이딩 운동에 의하여, 캡 구조체(1140)에서 분리될 수 있다. 구체적으로, 허브(1131)가 캡 구조체(1140)에 대하여 반대방향(r2)으로 슬라이딩 운동하는 경우, 돌출부(1132)의 제1 경사부(1132a)가 캡 구조체(1140)의 제2 경사부(1141a)에 대하여 반대방향(r2)으로 슬라이딩 이동 할 수 있다. 이 경우, 제1 경사부(1132a) 및 제2 경사부(1141a)의 형상에 의하여 프로펠러(1130)는 구동 축(1120)에 대하여 아래방향(d2)(또는, 하중방향)으로 이동할 수 있다. 슬라이딩 이동에 의하여 돌출부(1132)가 오목부(1141)에서 완전히 이탈되면, 프로펠러(1130)와 캡 구조체(1140)는 완전히 분리될 수 있다. 따라서 모터(1110)의 회전력에 의해 구동 축(1120)과 캡 구조체(1140)의 회전에도 불구하고 프로펠러(1130)는 구동 축에(1120)에 대하여 헛돌 수 있다. 따라서, 다양한 실시 예에 따르는 추진 시스템(1100)에서 장애물의 간섭이 일어나는 경우 프로펠러(1130)와 캡 구조체(1140)의 분리 가능한 결합이 해제될 수 있다. 따라서, 프로펠러(1130)의 회전구간에 간섭한 사람 또는 장애물의 신체 또는 대물 손상을 방지할 수 있는 안전한 추진 시스템을 제공할 수 있다.
도 12a는 본 개시의 또 다른 실시 예에 따른 추진 시스템의 분해 조립도를 도시한다. 도 12b는 본 개시의 또 다른 실시 예에 따른 추진 시스템의 모터, 구동 축, 및 캡 구조체가 조립된 정면도를 도시한다. 도 12c는 본 개시의 또 다른 실시 예에 따른 프로펠러의 부분 확대도를 도시한다. 도 12d는 본 개시의 또 다른 실시 예에 따른 완전 조립된 추진 시스템의 사시도를 도시한다. 도 12a 내지 도 12d를 참조하여 본 개시의 도 다른 실시 예에 따른 추진 시스템을 설명하기로 한다. 도 12a 내지 도 12d에 개시된 추진 시스템(1200)은 도 2에 개시된 추진 시스템(210)을 구성할 수 있다.
도 12a를 참조하면, 본 개시의 또 다른 실시 예에 따른 추진 시스템(1200)은 모터(1210), 구동 축(1220), 프로펠러(1230), 및 캡 구조체(1240)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르는 구동축(1230)은 모터(1210)에 의하여 회전방향(r)으로 회전하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 구동 축(1220)은 제1 방향(또는 축 방향)(d1)으로 연장된 봉 형상을 가질 수 있다. 구동 축(1220)의 일 단은 모터(1210)에 연결되되 모터(1210)의 회전력이 구동 축(1220)에 직접 인가되도록 연결되거나, 또는 간접적으로, 예를 들면 기어 박스 등을 통하여 간접적으로 인가되도록 연결될 수 있다.
일 실시 예에 따르는 프로펠러(1230)는 허브(1231), 복수의 회전 날개(1232), 및 허브(1231)의 중심에 형성된 관통 홀(1233)을 포함할 수 있다, 복수의 회전 날개(1232) 각각은 허브(1231)의 측면에 원주 방향을 따라 일정한 간격으로 연결될 수 있다. 프로펠러(1230)는 허브(1231)와 복수의 회전 날개(1232)가 일체로 형성되거나 허브(1231)와 복수의 회전 날개(1232)의 집합으로 구성될 수 있다. 관통 홀(1233)은 구동 축(1220)이 관통하여 회전할 수 있도록 허브(1231)의 중심에 형성될 수 있다. 프로펠러(1230)는 관통 홀(1233)에 구동 축(1220)이 관통되게 조립될 수 있다. 관통 홀(1231)은 관통 홀(1231)의 반경이 구동 축(1220)의 반경보다 크도록 구성되어 프로펠러(1230)가 구동 축(1220)의 회전에 구속받지 않고 자유-회전 할 수 있게 구성될 수 있다.
도 12b를 참조하면, 또 다른 실시 예에 따른 캡 구조체(1240)는 구동 축(1220)의 타 단에 고정 결합할 수 있다. 캡 구조체(1240)는 프로펠러(1230)가 구동 축(1220)에 대하여 이탈하지 않게 제한하도록 구성될 수 있다. 따라서 캡 구조체(1240)는 홀더로 지칭될 수 있다. 캡 구조체(1240)와 구동 축(1220)의 고정 결합은 추진 시스템(1200)의 구동 중에는 분리되지 않게 하는 나사 결합, 스냅-핏 결합, 본딩 결합 등을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면 캡 구조체(1240)는 측면에 적어도 하나의 나선형 오목부(1241)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 캡 구조체(1240)는 축 방향(d1)에 실질적으로 수직하는 제2 방향(d2)을 향하는 측면에 적어도 하나의 나선형 오목부(1241)를 포함할 수 있다. 나선형 오목부(1241)는 구동 축(1220) 및/또는 캡 구조체(1240)의 제1 회전방향(r)의 반대방향인 제2 회전방향으로 모터(1210)를 향하여 연장되는 나선을 포함할 수 있다.
도 12c를 참조하면, 또 다른 실시 예에 다른 프로펠러(1230)는 관통 홀(1233)의 내 측면에 적어도 하나의 돌출부(1234)를 포함할 수 있다. 돌출부(1234)는 관통 홀(1233)의 내 측면에서 관통 홀(1233)의 중심을 향하여 돌출되도록 형성될 수 있다. 돌출부(1234)는 캡 구조체(1240)의 나선형 오목부(1241)에 체결되도록 구성될 수 있다. 프로펠러(1230)의 관통 홀(1233)은 캡 구조체(1240)가 통과할 수 있는 반경의 크기를 가지되, 돌출부(1234)가 나선형 오목부(1241)에 체결되도록 조립될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 허브(1231)는 돌출부(1234)와 일체로 형성되거나 별개로 형성된 돌출부(1234)가 결합하여 조립될 수 있다.
도 12d를 참조하면, 또 다른 실시 예에 따른 추진 시스템(1200)은 프로펠러(1230)가 캡 구조체(1240)에 결합하여 완전히 조립될 수 있다. 예를 들면, 프로펠러(1230)와 캡 구조체(1240)는 프로펠러(1230)의 관통 홀(1233)에 캡 구조체(1240)가 관통되되, 돌출부(1234)가 캡 구조체(1240)의 나선형 오목부(1241)에 체결되도록 조립될 수 있다. 캡 구조체(1240)에 조립된 프로펠러(1230)는 구동 축(1220)에 대하여 자유롭게 이동하거나 회전할 수 없이, 캡 구조체(1240)의 회전에 구속될 수 있다.
일 실시 예에 따르는 추진 시스템(1200)의 조립순서는 다음과 같을 수 있다. 제1 단계로서, 모터(1210)와 구동 축(1220)을 조립할 수 있다. 구동 축(1220)의 일 단을 모터(1210)에 모터의(1210)의 회전력을 인가 받을 수 있게 조립할 수 있다. 제2 단계로서, 구동 축(1220)과 프로펠러(1230)를 조립할 수 있다. 프로펠러(1230)는 허브(1231)의 관통 홀(1233)에 구동 축(1220)이 관통하는 방식으로 조립될 수 있다. 제3 단계로서, 캡 구조체(1340)와 구동 축(1220)을 조립할 수 있다. 캡 구조체(1240)를 구동 축(1220)의 타 단에 완전 고정 결합할 수 있다. 제4 단계로서, 캡 구조체(1240)에 프로펠러(1230)가 구속되도록 조립될 수 있다. 프로펠러(1230)는 프로펠러(1230)의 돌출부(1234)를 캡 구조체(1240)의 나선형 오목부(1241)에 체결시켜 나선형 오목부(1241)의 나선을 따라 제1 방향(d1)으로 이동시켜 조립할 수 있다.
도 13a는 본 개시의 또 다른 실시 예에 따른 추진 시스템에서 캡 구조체와 프로펠러가 결합된 상태를 나타내는 정면도를 도시한다. 도 13b는 도 13a에 개시된 추진 시스템의 A-A'면을 절단한 부분 단면도를 도시한다.
도 13a를 참조하면, 프로펠러의 돌출부(1334)가 캡 구조체(1340)의 나선형 오목부(1341)에 삽입되어 슬라이딩 가능하게 체결될 수 있다. 돌출부(1334)가 나선형 오목부(1341)에 슬라이딩 이동함으로써, 프로펠러는 캡 구조체(1340)에 대하여 상대적으로 제1 방향(d1) 및 회전방향(r)으로 회전하여 캡 구조체(1340)에 조립될 수 있다. 도 13b를 참조하면, 캡 구조체(1340)의 나선형 오목부(1341)에 체결된 돌출부(1334)는 캡 구조체(1340)와 허브(1331)를 포함하는 프로펠러에 회전방향(r)의 구속력을 제공할 수 있다. 예를 들면, 돌출부(1334)는 캡 구조체(1340)의 회전에 따른 회전력을 나선형 오목부(1341)를 통하여 직접 전달 받을 수 있다. 다시 말하면, 허브(1331)의 돌출부(1334)가 캡 구조체(1340)의 원형 둘레에서 내부로 적어도 일부 삽입되게 체결되어, 허브(1331)를 포함하는 프로펠러의 회전 운동은 캡 구조체(1340)에 의해 제한되도록 구성될 수 있다.
도 14a는 본 개시의 또 다른 실시 예에 따른 추진 시스템에서 외력에 의해 캡 구조체와 프로펠러의 결합이 해제된 상태를 나타내는 정면도를 도시한다. 도 14b는 도 14a에 도시된 추진 시스템의 A-A'면을 절단한 부분 단면도를 도시한다.
도 14a를 참조하면, 캡 구조체(1440)와의 결합이 해제된 프로펠러(1430)는 모터(1410) 및 구동 축(1420)의 회전력에 구속받지 않고 정지할 수 있다. 프로펠러(1430)와 캡 구조체(1440)의 결합은 축 방향 및/또는 회전 방향에 위치한 사람 또는 장애물에 의하여 프로펠러(1430)의 회전이 방해 받을 때 해제될 수 있다. 예를 들면, 프로펠러(1430)의 회전 구간에 장애물이 간섭하여 날개면(1432)에 외력이 가해지고 프로펠러(1430)의 회전이 정지 될 수 있다. 프로펠러(1430)의 회전이 정지하여도, 프로펠러(1430)에 모터(1410)의 회전력을 전달하는 캡 구조체(1440)는 계속하여 회전방향(r)으로 회전하려하여, 프로펠러(1430)는 캡 구조체(1440)에 대하여 상대적으로 회전방향(r)의 반대방향으로 회전할 수 있다. 프로펠러(1430)가 반대방향으로 회전함에 따라, 돌출부(1434)는 나선형 오목부(1441)의 나선을 따라 반대방향으로 슬라이딩 이동할 수 있다. 프로펠러(1430)는 나선형 오목부(1441)의 나선을 따라 반대방향으로 회전하게 되면 캡 구조체(1440)에서 분리될 수 있다. 따라서, 장애물 등이 야기한 외력에 의해 프로펠러(1430)는 캡 구조체(1440)에 대하여 회전방향(r)의 반대방향으로의 회전에 따라 나선형 오목부(1441)와 돌출부(1434)의 체결이 해제되며, 프로펠러(1430)와 캡 구조체(1440)의 결합이 해제되어 프로펠러(1430)에 인가되는 회전력의 전달이 중지될 수 있다. 이 때, 프로펠러(1430)에 인가되는 회전력의 전달이 중지되지 않으면, 계속 회전하려는 프로펠러(1430)는 날개면(1432) 및/또는 장애물의 손상을 야기할 수 있다. 따라서, 상기 프로펠러(1430)에 대한 회전력 전달을 중지시키는 메커니즘은 장애물(신체) 또는 회전 날개의 손상을 방지하는 안전한 추진 시스템을 제공할 수 있다.
도 15는 본 개시의 또 다른 실시 예에 따른 캡 구조체를 나타내는 정면도를 도시한다.
도 15를 참조하면, 또 다른 실시 예에 따른 캡 구조체(1510)는 측면에 적어도 하나의 나선형 오목부(1520)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 적어도 하나의 나선형 오목부(1520)는 캡 구조체(1510)의 축 방향(d1)에 실질적으로 수직하는 제2 방향(d2)을 향하는 측면에 형성될 수 있다. 나선형 오목부(1520)는 제1 회전방향(r1)의 반대방향인 제2 회전방향으로 모터(1530)를 향하여 연장되는 나선부(1521)를 포함할 수 있다. 나선부(1521)의 일 단은 캡 구조체(1510)의 아래 단부에서 개방되도록 구성되로 타 단은 제2 방향(d2)에 실질적으로 수평한 수평부(1522)를 포함하도록 연장될 수 있다. 수평부(1522)는 프로펠러의 돌출부를 수평부(1522)에 안착되도록 기능할 수 있다. 프로펠러의 돌출부가 수평부(1522)에 안착됨으로써, 프로펠러가 회전하지 않는 상태에서도 프로펠러의 하중에 의한 캡 구조체(1510)에서의 분리를 방지할 수 있다.
도 16a는 본 개시의 또 다른 실시 예에 따른 추진 시스템의 조립 분해도를 도시한다. 도 16b는 본 개시의 또 다른 실시 예에 따른 완전 조립된 추진 시스템의 사시도를 도시한다. 도 16a 및 도 16b를 참조하여 본 개시의 또 다른 실시 예에 따른 추진 시스템을 설명하기로 한다. 도 16a 내지 도 16b에 개시된 추진 시스템(1600)은 도 2에 개시된 추진 시스템(210)을 구성할 수 있다.
도 16a및 도 16b를 참조하면, 또 다른 실시 예에 따른 추진 시스템(1600)은 모터(미도시), 구동 축(1610), 허브(1620), 및 복수의 회전 날개(1630)를 포함할 수 있다. 구동 축(1610)은 모터와 모터의 회전력을 전달받도록 연결되며 허브(1620)와 고정 결합할 수 있다.
일 실시 예에 따르면 허브(1620)는 제1 허브(1621), 제2 허브(1622) 및 제3 허브(1623)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 허브(1620)는 일체로 형성되거나, 제1 허브(1621), 제2 허브(1622) 및 제3 허브(1623)의 조립체로 구성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 허브(1621) 및 제3 허브(1623)는 구동 축(1610)과 고정 결합하여 모터의 회전력을 전달받을 수 있다. 일 실시 예에 따르면 제2 허브(1622)는 구동 축(1610)의 반경보다 큰 반경의 원통 형상으로 형성될 수 있다. 이에 따라 제2 허브(1622)는 모터의 회전력을 구동 축(1610)을 통해 직접 전달받는 것이 아니라 구동 축(1610)과 고정 결합된 제1허브(1621) 및/또는 제3 허브(1623)를 통해 전달 받을 수 있다.
일 실시 예에 따르는 복수의 회전 날개(1630) 각각은 체결부(1631)와 날개면(1631)을 포함할 수 있다. 날개면(1631)의 일 단에 구성된 체결부(1631)는 허브(1620)에 연결되도록 구성되어 회전 날개(1630)는 허브(1620)와 함께 회전할 수 있다. 복수의 회전 날개(1630)는 허브(1620)의 측면에 원주방향으로 일정 간격 이상 이격되어 연결될 수 있다. 예를 들면, 제2 허브(1622)는 측면을 따라 원주 방향으로 일정 간격 이격되어 배치된 적어도 하나의 체결핀(1624)을 포함할 수 있다. 회전 날개(1630)의 체결부(1631)는 체결핀(1624)에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 또는, 체결부(1631)와 결합핀(1624)의 결합은 스냅-핏 구조로 구성될 수 있다. 예를 들면, 체결부(1631)는 체결핀(1624)의 적어도 일부를 둘러싸도록 구성된 고리(hook) 형상을 포함할 수 있다. 체결부(1631)의 입구는 체결핀(1624)의 지름보다 작게 구성될 수 있다. 따라서, 일정 상황에서 체결부(1631)와 체결핀(1624)의 스냅-핏 구조가 해제될 수 있으며, 프로펠러(1730)는 허브(1720)에서 분리될 수 있다.
도 17a는 본 개시의 또 다른 실시 예에 따른 추진 시스템의 회전하는 프로펠러를 위에서 바라본 평면도를 도시한다. 도 17b는 본 개시의 또 다른 실시 예에 따른 추진 시스템의 회전하는 프로펠러의 회전 구간에 장애물이 간섭하여 외력에 의하여 변경되는 회전 날개의 상태를 도시한다. 도 17c는 본 개시의 또 다른 실시 예에 따른 추진 시스템의 회전 날개가 외력을 받아 허브에서 이탈되는 상태를 도시한다. 도 17a 내지 도 17c를 참조하여, 또 다른 실시 예에 따른 추진 시스템에서 회전하는 프로펠러에 장애물이 간섭하는 경우, 프로펠러가 허브에서 이탈되는 메커니즘에 대하여 설명하기로 한다.
도 17a를 참조하면, 본 개시의 또 다른 실시 예에 따른 허브(1720)는 정상 구동 상태에서 회전방향(r)으로 회전하는 경우, 허브(1720)에 연결된 프로펠러(1730)도 함께 회전하도록 구성될 수 있다. 이 때, 체결부(1731) 및 회전 날개(1732)는 허브(1720)에 대하여 원심력(F)이 작용할 수 있다. 회전 날개(1732)는 실질적으로 원심력(F)의 방향과 일치하는 상태(configuration)로 회전할 수 있다.
도 17b를 참조하면, 본 개시의 또 다른 실시 예에 따른 회전 날개(1732)는, 회전 구간에 간섭하는 장애물(1740)에 의한 외력이 발생하는 경우 체결핀(1724)을 회전축으로 허브(1720)에 대하여 회전하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 제1 회전반경(RR1)을 가지고 회전하는 상태의 회전 날개(1732)는 장애물(1740)에 의하여 체결핀(1724)을 회전 축으로 허브를 향하여 회전할 수 있다. 즉, 회전 날개(1732)는 제1 회전반경(RR1)보다 작은 제2 회전반경(RR2)을 가지고 회전하도록 상태가 변경될 수 있다.
일 실시 예에 따르면 제2 회전반경(RR2)으로 회전하는 상태의 회전 날개(1732)는 장애물(1740)의 간섭이 제거되면, 원심력(F)에 의하여 다시 제1 회전반경(RR2)으로 회전 하는 상태로 돌아갈 수 있다. 따라서 상기 메커니즘은 일시적인 장애물의 간섭에 대하여 장애물 또는 회전 날개의 손상을 방지하면서도 다시 정상 구동 상태로 돌아갈 수 있는 안전한 추진 시스템을 제공할 수 있다.
도 17c를 참조하면, 본 개시의 또 다른 실시 예에 따른 회전 날개(1732)는 장애물의 간섭이 지속되는 경우 허브(1720)에서 분리되도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 장애물(1740)의 간섭에 의하여 회전 날개(1732)가 제2 회전반경(RR2)을 가지도록 회전하고 있는 상태에서 회전 날개(1732)는 허브(1720)와 접촉점(C)을 가질 수 있다. 장애물(1740)의 계속된 간섭은 접촉점(C)을 기준점으로 하여 체결부(1731)에 작용힘(F2)을 야기하는 지레힘(F1)을 발생시킬 수 있다. 지레힘(F1)과 작용힘(F2)은 접촉점(C)을 기준으로 반대방향일 수 있다. 작용힘(F2)은 체결부(1731)가 체결핀(1724)에서 이탈되도록 작용할 수 있다. 다시 말하면, 장애물(1740)에 회전 날개(1732)에 간섭하는 상황에서 허브(1720)가 가지는 회전방향(r)의 회전력은, 접촉점(C)을 받침점으로 체결부(1731)를 체결핀(1724)에서 이탈시키는 작용힘(F2)을 야기하는 지레힘(F1)을 발생시킬 수 있다.
일 실시 예에 따르면 작용힘(F2)은 체결부(1731)와 체결핀(1724)의 스냅-핏 구조를 분리시킬 수 있다. 따라서 회전날개(1732)는 허브(1720)에서 분리될 수 있다. 따라서 상기 회전날개(1732)가 허브(1720)에서 분리되는 메커니즘은 지속적인 장애물의 간섭에 있어 장애물 또는 회전 날개의 자체의 손상을 방지하는 안전한 추진 시스템을 제공할 수 있다.
도 18a는 본 개시의 또 다른 실시 예에 따른 가이드 레일을 더 포함하는 추진 시스템의 정면도를 도시한다. 도 18b는 본 개시의 또 다른 실시 예에 따른 추진 시스템의 회전 날개가 레일에 구속된 상태를 나타내는 평면도를 도시한다. 도 18a 및 도 18b를 참조하여 본 개시의 또 다른 실시 예에 따른 추진 시스템을 설명하기로 한다. 도 18a 내지 도 18d에 개시된 추진 시스템(1600)은 도 2에 개시된 추진 시스템(210)을 구성할 수 있다.
도 18a를 참조하면, 본 개시의 또 다른 실시 예에 따른 추진 시스템(1800)은 모터(1810), 모터(1810)에 의해 회전하도록 구성된 구동 축(1820), 구동축(1820)에 고정 결합된 허브(1830), 및 허브(1830)에 연결되는 복수의 회전날개(1840)를 포함할 수 있다. 복수의 회전날개(1840) 각각은 날개면(1841), 및 허브(1830)에 연결되도록 구성된 연결부(1842)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르는 연결부(1842)는 회전날개(1840)의 일 단(end)의 상면 및/또는 하면에서 돌출된 돌기 형상을 포함할 수 있다.
도 18b를 참조하면, 일 실시 예에 따른 연결부(1842)는 반원 형 또는 활꼴 형의 단면을 가지는 돌기 형상을 포함할 수 있다. 돌기 형상의 지름은 제1 길이(d1)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따른 허브(1830)는 구동 축(1820)보다 큰 반경의 원주를 따라 형성된 가이드 레일(1831)을 포함할 수 있다. 가이드 레일(1831)은 회전날개(1840)가 포함하는 연결부(1842)의 돌기 형상이 삽입되도록 구성될 수 있다. 가이드 레일(1831)은 전반적으로 제1 길이(d1)보다 작은 제2 길이(d2)의 폭을 가질 수 있다. 또한, 가이드 레일(1831)의 적어도 일 지점(또는, 복수의 회전날개(1840) 각각이 연결되는 지점)은, 회전날개(1840)가 포함하는 연결부(1842)의 돌기 형상이 삽입될 수 있도록, 실질적으로 제1 길이(d1)의 지름을 가지는 원 형상을 포함할 수 있다.
도 19a는 본 개시의 또 다른 실시 예에 따른 추진 시스템의 회전 날개가 회전 구간의 장애물에 의해 변경되는 회전 날개의 상태를 도시한다. 도 19b는 본 개시의 또 다른 실시 예에 따른 추진 시스템의 회전 날개가 가이드 레일을 따라 자유롭게 이동할 수 있는 상태를 나타내는 평면도를 도시한다.
도 19a 및 도 19b를 참조하면, 본 개시의 또 다른 실시 예에 따른 회전 날개(1941)는, 회전 구간에 간섭한 장애물에 의한 외력이 발생하는 경우, 연결부(1942)를 회전축으로 허브(1930)에 대하여 회전하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 허브(1930)의 가이드 레일(1931)은 적어도 일 지점에 연결부(1942)가 삽입될 수 있도록 원 형상(1931a)을 가지도록 구성될 수 있다. 연결부(1942)는 원 형상(1931a)에서 회전할 수 있다. 회전된 연결부(1942)는 가이드 레일(1931)의 제2 길이(d2)를 가지는 폭 이하 길이의 너비(d3)를 가질 수 있다. 일 실시 예에 따르는, 외력에 의하여 회전된 상태의 연결부(1942)는, 허브(1930)의 회전에 따라 가이드 레일(1931)에 제한되어 슬라이딩 이동할 수 있다. 따라서, 회전 날개(1941)의 회전 구간에 간섭한 장애물에 의한 외력이 지속되어 회전된 연결부(1942)가 허브(1930)의 회전에도 불구하고, 가이드 레일(9131)을 따라 슬라이딩 이동하여 장애물의 손상 또는 회전 날개(1941)의 손상을 방지할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예에 따른 무인 비행체(unmanned aerial vehicle)은 하우징; 상기 하우징에 연결되거나, 상기 하우징 내에 위치되며, 외부 컨트롤러와 무선 통신을 연결하도록 구성된 무선 통신 회로; 상기 하우징에 연결되거나 상기 하우징 내에 적어도 부분적으로 내장 된 복수의 추진 시스템; 및 상기 복수의 추진 시스템을 제어하도록 구성된 네비게이션 회로를 포함하되, 상기 복수의 추진 시스템의 적어도 하나는, 상기 네비게이션 회로에 의해 제어되는 모터; 상기 모터에 연결된 제1 단 및 제2 단을 포함하고 제1 방향으로 연장 형성되되 상기 모터에 의해 제1 회전방향으로 회전하도록 구성된 구동 축; 상기 구동 축의 상기 제2 단에 고정된 캡 구조체(cap structure); 및 상기 구동 축이 관통하여 회전할 수 있도록 상기 제1 방향을 향한 관통 홀(through-hole)을 포함하는 허브(hub), 및 상기 제1 방향에 실질적으로 수직인 제2 방향으로 상기 허브에 연결된 복수의 회전 날개(blades)를 포함하는 프로펠러를 포함하고, 상기 프로펠러는, 상기 복수의 회전 날개의 적어도 하나에 외력(external force)이 가해질 때 상기 프로펠러가 상기 캡 구조체에서 해제되어 상기 모터를 향하여 상기 구동 축을 따라 자유롭게 움직일 수 있도록, 상기 캡 구조체에 분리 가능하게(detachably) 고정되거나 연결될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르는 상기 캡 구조체는, 상기 프로펠러를 향하는 면과, 상기 면에 형성된 적어도 하나의 나선형 오목부(spiral recess)를 포함하고, 상기 허브는, 상기 프로펠러가 상기 캡 구조체에 연결될 때 상기 적어도 하나의 나선형 오목부에 슬라이딩 가능하게 체결(slidably engaged)되는 적어도 하나의 돌출부(protrusion)를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르는 상기 적어도 하나의 나선형 오목부는 상기 제1 회전방향에 반대되는 제2 회전방향을 향하여 연장될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르는 상기 적어도 하나의 돌출부는 상기 제1 회전방향으로 상기 허브에서 더 돌출되도록 구성된 경사부를 포함하며, 상기 적어도 하나의 돌출부가 상기 적어도 하나의 나선형 오목부에 슬라이딩 이동함으로써 상기 경사부에 의하여 상기 프로펠러가 상기 캡 구조체에서 해제될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르는 상기 복수의 추진 시스템의 적어도 하나는, 상기 프로펠러가 상기 캡 구조체에서 해제되지 않도록 상기 프로펠러에 상기 제1 방향으로 일정 힘을 인가하는 결합 구조를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르는 상기 결합 구조는, 상기 캡 구조체의 상기 프로펠러를 향하는 면과 상기 면에 형성된 자석, 및 상기 허브의 상기 자석에 대응되는 위치에 배치된 금속부로 구성될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르는 상기 결합 구조는, 상기 허브 및 상기 모터 사이에서 상기 구동 축을 관통하여 배치된 스프링으로 구성될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르는 상기 캡 구조체는 상기 제2 방향으로 향하는 면과 상기 면에 형성된 적어도 하나의 나선형 오목부를 포함하고,
상기 허브는 상기 프로펠러가 회전할 때 상기 나선형 오목부에 슬라이딩 가능하게 체결되는 적어도 하나의 돌출부를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르는 상기 적어도 하나의 나선형 오목부는 상기 제1 회전방향과 반대 방향인 제2 회전방향으로 상기 모터를 향해 연장될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르는 상기 적어도 하나의 돌출부는 상기 관통 홀의 내 측면에 배치될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르는 상기 적어도 하나의 돌출부가, 슬라이딩 이동하여 상기 적어도 하나의 나선형 오목부에서 상기 모터를 향해 연장된 하 단에서 체결이 해제될 때, 상기 프로펠러가 상기 캡 구조체에서 분리될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르는 상기 캡 구조체는 상기 면에서 상기 나선형 오목부의 상 단에서 상기 제1 회전방향으로 연장된 수평형 오목부를 더 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르는 추진 시스템에 있어서, 모터; 상기 모터에 연결된 제1 단 및 제2 단을 포함하고 제1 방향으로 연장 형성되되 상기 모터에 의해 제1 회전방향으로 회전하도록 구성된 구동 축; 상기 구동 축의 상기 제2 단에 고정된 캡 구조체(cap structure); 및 상기 구동 축이 관통하여 회전할 수 있도록 상기 제1 방향을 향한 관통 홀(through-hole)을 포함하는 허브(hub), 및 상기 제1 방향에 실질적으로 수직인 제2 방향으로 상기 허브에 연결된 복수의 회전 날개(blades)를 포함하는 프로펠러를 포함하고, 상기 프로펠러는 상기 캡 구조체에 고정되거나 연결되되, 상기 복수의 회전 날개의 회전이 정지되는 경우, 상기 프로펠러가 상기 캡 구조체에 대하여(relative to) 제1 회전방향의 반대방향인 제2 회전방향으로 회전하여 상기 캡 구조체에서 분리되도록 구성될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르는 상기 캡 구조체는, 상기 프로펠러와 연결될 때 상기 프로펠러에 맞닿는 제1 면과, 상기 면에 형성된 적어도 하나의 나선형 오목부(spiral recess)를 포함하고, 상기 허브는, 상기 프로펠러가 상기 캡 구조체에 연결될 때 맞닿는 상기 캡 구조체에 맞닿는 제2 면과, 상기 제2 면에서 상기 적어도 하나의 나선형 오목부에 슬라이딩 가능하게 체결(slidably engaged)되게 형성되는 적어도 하나의 돌출부(protrusion)를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르는 상기 적어도 하나의 돌출부는 상기 제1 회전방향으로 상승하는 제1 경사부를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르는 상기 적어도 하나의 나선형 오목부는, 상기 프로펠러와 상기 캡 구조체가 연결될 때 상호 밀착되도록, 상기 제1 경사부에 대응하는 제2 경사부를 포함하도록 형성될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르는 상기 프로펠러는, 상기 복수의 회전 날개의 회전이 정지되어 상기 프로펠러가 상기 캡 구조체에 대하여 제2 회전방향으로 슬라이딩 할 때, 상기 제1 경사부에 의하여 상기 캡 구조체에 대하여 상기 모터를 향해 밀려 내려오도록 구성될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르는 상기 캡 구조체는 상기 제2 방향으로 향하는 면과 상기 면에 형성된 적어도 하나의 나선형 오목부를 포함하고, 상기 허브는 상기 프로펠러가 회전할 때 상기 나선형 오목부에 슬라이딩 가능하게 체결되도록 구성된 적어도 하나의 돌출부를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르는 상기 적어도 하나의 돌출부는 상기 관통 홀의 내 측면에 배치될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르는 상기 적어도 하나의 돌출부가, 슬라이딩 이동하여 상기 적어도 하나의 나선형 오목부에서 상기 모터를 향해 연장된 하 단에서 체결이 해제될 때, 상기 프로펠러가 상기 캡 구조체에서 분리될 수 있다.
본 문서에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구성된 유닛을 포함하며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로 등의 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. "모듈"은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. "모듈"은 기계적으로 또는 전자적으로 구현될 수 있으며, 예를 들면, 어떤 동작들을 수행하는, 알려졌거나 앞으로 개발될, ASIC(application-specific integrated circuit) 칩, FPGAs(field-programmable gate arrays), 또는 프로그램 가능 논리 장치를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에 따른 장치(예: 모듈들 또는 그 기능들) 또는 방법(예: 동작들)의 적어도 일부는 프로그램 모듈의 형태로 컴퓨터로 판독 가능한 저장 매체(예: 메모리)에 저장된 명령어로 구현될 수 있다. 상기 명령어가 프로세서(예: 제어부(310))에 의해 실행될 경우, 프로세서가 상기 명령어에 해당하는 기능을 수행할 수 있다. 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체는, 하드디스크, 플로피디스크, 마그네틱 매체(예: 자기테이프), 광기록 매체(예: CD-ROM, DVD, 자기-광 매체 (예: 플롭티컬 디스크), 내장 메모리 등을 포함할 수 있다. 명령어는 컴파일러에 의해 만들어지는 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에 따른 모듈 또는 프로그램 모듈은 전술한 구성요소들 중 적어도 하나 이상을 포함하거나, 일부가 생략되거나, 또는 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에 따른, 모듈, 프로그램 모듈 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적, 병렬적, 반복적 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 적어도 일부 동작이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 다른 동작이 추가될 수 있다.
본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 실시 예에 따른 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 실시 예의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 실시 예의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 따라서 본 발명의 다양한 실시 예의 범위는 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 다양한 실시 예의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 다양한 실시 예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (20)

  1. 무인 비행체(unmanned aerial vehicle)에 있어서,
    하우징;
    상기 하우징에 연결되거나, 상기 하우징 내에 위치되며, 외부 컨트롤러와 무선 통신을 연결하도록 구성된 무선 통신 회로;
    상기 하우징에 연결되거나 상기 하우징 내에 적어도 부분적으로 내장 된 복수의 추진 시스템; 및
    상기 복수의 추진 시스템을 제어하도록 구성된 네비게이션 회로를 포함하되,
    상기 복수의 추진 시스템의 적어도 하나는,
    상기 네비게이션 회로에 의해 제어되는 모터;
    상기 모터에 연결된 제1 단 및 제2 단을 포함하고 제1 방향으로 연장 형성되되 상기 모터에 의해 제1 회전방향으로 회전하도록 구성된 구동 축;
    상기 구동 축의 상기 제2 단에 고정된 캡 구조체(cap structure); 및
    상기 구동 축이 관통하여 회전할 수 있도록 상기 제1 방향을 향한 관통 홀(through-hole)을 포함하는 허브(hub), 및 상기 제1 방향에 실질적으로 수직인 제2 방향으로 상기 허브에 연결된 복수의 회전 날개(blades)를 포함하는 프로펠러를 포함하고,
    상기 프로펠러는, 상기 복수의 회전 날개의 적어도 하나에 외력(external force)이 가해질 때 상기 프로펠러가 상기 캡 구조체에서 해제되어 상기 모터를 향하여 상기 구동 축을 따라 자유롭게 움직일 수 있도록, 상기 캡 구조체에 분리 가능하게(detachably) 고정되거나 연결되는 무인 비행체.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 캡 구조체는, 상기 프로펠러를 향하는 면과, 상기 면에 형성된 적어도 하나의 나선형 오목부(spiral recess)를 포함하고,
    상기 허브는, 상기 프로펠러가 상기 캡 구조체에 연결될 때 상기 적어도 하나의 나선형 오목부에 슬라이딩 가능하게 체결(slidably engaged)되는 적어도 하나의 돌출부(protrusion)를 포함하는 무인비행체.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 적어도 하나의 나선형 오목부는 상기 제1 회전방향에 반대되는 제2 회전방향을 향하여 연장된 무인비행체.
  4. 제 2항에 있어서, 상기 적어도 하나의 돌출부는 상기 제1 회전방향으로 상기 허브에서 더 돌출되도록 구성된 경사부를 포함하며,
    상기 적어도 하나의 돌출부가 상기 적어도 하나의 나선형 오목부에 슬라이딩 이동함으로써 상기 경사부에 의하여 상기 프로펠러가 상기 캡 구조체에서 해제되는 무인비행체.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 복수의 추진 시스템의 적어도 하나는, 상기 프로펠러가 상기 캡 구조체에서 해제되지 않도록 상기 프로펠러에 상기 제1 방향으로 일정 힘을 인가하는 결합 구조를 포함하는 무인 비행체.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 결합 구조는, 상기 캡 구조체의 상기 프로펠러를 향하는 면과 상기 면에 형성된 자석, 및 상기 허브의 상기 자석에 대응되는 위치에 배치된 금속부로 구성된 무인 비행체.
  7. 제 5항에 있어서, 상기 결합 구조는, 상기 허브 및 상기 모터 사이에서 상기 구동 축을 관통하여 배치된 스프링으로 구성된 무인 비행체.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 캡 구조체는 상기 제2 방향으로 향하는 면과 상기 면에 형성된 적어도 하나의 나선형 오목부를 포함하고,
    상기 허브는 상기 프로펠러가 회전할 때 상기 나선형 오목부에 슬라이딩 가능하게 체결되는 적어도 하나의 돌출부를 포함하는 무인비행체.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 적어도 하나의 나선형 오목부는 상기 제1 회전방향과 반대 방향인 제2 회전방향으로 상기 모터를 향해 연장된 무인비행체.
  10. 제 8항에 있어서, 상기 적어도 하나의 돌출부는 상기 관통 홀의 내 측면에 배치되는 무인비행체
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 돌출부가, 슬라이딩 이동하여 상기 적어도 하나의 나선형 오목부에서 상기 모터를 향해 연장된 하 단에서 체결이 해제될 때, 상기 프로펠러가 상기 캡 구조체에서 분리되는 무인비행체.
  12. 제9 항에 있어서, 상기 캡 구조체는 상기 면에서 상기 나선형 오목부의 상 단에서 상기 제1 회전방향으로 연장된 수평형 오목부를 더 포함하는 무인 비행체.
  13. 추진 시스템에 있어서,
    모터;
    상기 모터에 연결된 제1 단 및 제2 단을 포함하고 제1 방향으로 연장 형성되되 상기 모터에 의해 제1 회전방향으로 회전하도록 구성된 구동 축;
    상기 구동 축의 상기 제2 단에 고정된 캡 구조체(cap structure); 및
    상기 구동 축이 관통하여 회전할 수 있도록 상기 제1 방향을 향한 관통 홀(through-hole)을 포함하는 허브(hub), 및 상기 제1 방향에 실질적으로 수직인 제2 방향으로 상기 허브에 연결된 복수의 회전 날개(blades)를 포함하는 프로펠러를 포함하고,
    상기 프로펠러는 상기 캡 구조체에 고정되거나 연결되되, 상기 복수의 회전 날개의 회전이 외력에 의하여 정지되는 경우, 상기 프로펠러가 상기 캡 구조체에 대하여(relative to) 제1 회전방향의 반대방향인 제2 회전방향으로 회전하여 상기 캡 구조체에서 분리되도록 구성된 추진 시스템.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 캡 구조체는, 상기 프로펠러와 연결될 때 상기 프로펠러에 맞닿는 제1 면과, 상기 면에 형성된 적어도 하나의 나선형 오목부(spiral recess)를 포함하고,
    상기 허브는, 상기 프로펠러가 상기 캡 구조체에 연결될 때 맞닿는 상기 캡 구조체에 맞닿는 제2 면과, 상기 제2 면에서 상기 적어도 하나의 나선형 오목부에 슬라이딩 가능하게 체결(slidably engaged)되게 형성되는 적어도 하나의 돌출부(protrusion)를 포함하는 추진 시스템.
  15. 제 14항에 있어서, 상기 적어도 하나의 돌출부는 상기 제1 회전방향으로 상승하는 제1 경사부를 포함하는 추진 시스템.
  16. 제 15항에 있어서, 상기 적어도 하나의 나선형 오목부는, 상기 프로펠러와 상기 캡 구조체가 연결될 때 상호 밀착되도록, 상기 제1 경사부에 대응하는 제2 경사부를 포함하도록 형성된 추진 시스템.
  17. 제 15항에 있어서, 상기 프로펠러는, 상기 복수의 회전 날개의 회전이 정지되어 상기 프로펠러가 상기 캡 구조체에 대하여 제2 회전방향으로 슬라이딩 할 때, 상기 제1 경사부에 의하여 상기 캡 구조체에 대하여 상기 모터를 향해 밀려 내려오도록 구성된 추진 시스템.
  18. 제 13항에 있어서, 상기 캡 구조체는 상기 제2 방향으로 향하는 면과 상기 면에 형성된 적어도 하나의 나선형 오목부를 포함하고,
    상기 허브는 상기 프로펠러가 회전할 때 상기 나선형 오목부에 슬라이딩 가능하게 체결되도록 구성된 적어도 하나의 돌출부를 포함하는 추진 시스템.
  19. 제 18항에 있어서, 상기 적어도 하나의 돌출부는 상기 관통 홀의 내 측면에 배치되는 추진 시스템.
  20. 제 19항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 돌출부가, 슬라이딩 이동하여 상기 적어도 하나의 나선형 오목부에서 상기 모터를 향해 연장된 하 단에서 체결이 해제될 때, 상기 프로펠러가 상기 캡 구조체에서 분리되는 추진 시스템.

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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017043599A1 (ja) * 2015-09-09 2017-03-16 株式会社クリエイティブテクノロジー 空気清浄機
CN109606041A (zh) * 2019-01-03 2019-04-12 张夯 一种陆空飞行器
WO2021081762A1 (en) * 2019-10-29 2021-05-06 SZ DJI Technology Co., Ltd. Rotor mount assembly
US20210171198A1 (en) * 2019-12-09 2021-06-10 Flir Unmanned Aerial Systems Ulc Systems and methods for modular unmanned vehicles
WO2021184199A1 (en) * 2020-03-17 2021-09-23 SZ DJI Technology Co., Ltd. Rotor mount assembly
USD1001050S1 (en) * 2020-08-31 2023-10-10 Uavpatent Corp. Drone arm
USD970392S1 (en) * 2021-04-13 2022-11-22 Shantou City Chenghai Udirc Toys Co., Ltd Drone

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101496892B1 (ko) * 2014-06-19 2015-03-03 충남대학교산학협력단 멀티콥터 드론
WO2016025341A1 (en) * 2014-08-11 2016-02-18 Amazon Technologies, Inc. Propeller safety for automated aerial vehicles
KR20160112252A (ko) * 2015-03-18 2016-09-28 엘지전자 주식회사 무인항공장치 및 이의 제어방법
US20160280364A1 (en) * 2015-03-24 2016-09-29 Sharper Shape Oy Emergency stop for blades of drone
KR20180067794A (ko) * 2016-12-13 2018-06-21 여진수 자가보호수단을 구비한 드론
KR20180108055A (ko) * 2017-03-24 2018-10-04 송문선 택배 운반 드론용 운반바구니가 포함된 동체보호 에어백 장치 및 그 운용방법

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2422423A1 (fr) 1978-04-14 1979-11-09 Lapierre Philippe Moteur a ressort caoutchouc a remontage rapide
US20100120321A1 (en) 2005-09-30 2010-05-13 Rehco Llc Vertical take off plane
CN201572529U (zh) * 2009-09-24 2010-09-08 上海九鹰电子科技有限公司 一种电动动力航空模型螺旋桨连接件
FR2951696B1 (fr) * 2009-10-22 2011-12-23 Snecma Systeme pour faire varier l'incidence des pales d'une helice de turbomachine pour aeronef, utilisant un moteur electrique sans balai
US20130035010A1 (en) * 2009-11-12 2013-02-07 Alexander Boukas Combination hand-held multi-directional propulsion device, and powered oar/paddle for rowboat, canoe, kayak, and the like
WO2013066475A2 (en) * 2011-08-19 2013-05-10 Aerovironment, Inc. System for protecting a rotatable shaft of a motor from excessive bending moments
KR101358119B1 (ko) * 2012-01-31 2014-02-07 삼성중공업 주식회사 가변피치프로펠러의 구동장치 및 피치각 제어방법, 이를 갖는 선박
US8430709B1 (en) * 2012-07-30 2013-04-30 Silverlit Limited Detachable propeller for flying toys
DE202013012547U1 (de) 2012-11-15 2017-07-03 SZ DJI Technology Co., Ltd. Unbemanntes Luftfahrzeug mit mehreren Rotoren
CN203306224U (zh) 2013-05-31 2013-11-27 深圳市大疆创新科技有限公司 螺旋桨及具有该螺旋桨的飞行器
CN103935514B (zh) * 2014-05-06 2016-01-13 上海交通大学 双层螺旋桨式多自由度四轴飞行器
CN204428823U (zh) * 2015-01-27 2015-07-01 智高实业股份有限公司 推进装置
CN205906211U (zh) * 2016-06-28 2017-01-25 北京博瑞云飞科技发展有限公司 螺旋桨拆装套件
CN107108003B (zh) * 2016-08-31 2019-03-19 深圳市大疆创新科技有限公司 驱动装置、螺旋桨及动力系统
CN106347653B (zh) * 2016-11-18 2019-12-10 深圳市道通智能航空技术有限公司 动力装置、螺旋桨及飞行器
NO343097B1 (en) * 2017-03-14 2018-11-05 FLIR Unmanned Aerial Systems AS Quick Release Rotor Attachment

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101496892B1 (ko) * 2014-06-19 2015-03-03 충남대학교산학협력단 멀티콥터 드론
WO2016025341A1 (en) * 2014-08-11 2016-02-18 Amazon Technologies, Inc. Propeller safety for automated aerial vehicles
KR20160112252A (ko) * 2015-03-18 2016-09-28 엘지전자 주식회사 무인항공장치 및 이의 제어방법
US20160280364A1 (en) * 2015-03-24 2016-09-29 Sharper Shape Oy Emergency stop for blades of drone
KR20180067794A (ko) * 2016-12-13 2018-06-21 여진수 자가보호수단을 구비한 드론
KR20180108055A (ko) * 2017-03-24 2018-10-04 송문선 택배 운반 드론용 운반바구니가 포함된 동체보호 에어백 장치 및 그 운용방법

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Publication number Publication date
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