KR20180137633A - 무인 비행체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고정형 프로펠러들 사이에 전후 방향으로 회전이 가능한 틸트형 프로펠러를 설치함으로써 무인 비행체의 이동속도를 높이고 이동범위를 넓힐 수 있는 무인 비행체에 관한 것으로, 유선형 형태로 형성된 본체; 상기 본체의 전방 양측에 고정되게 설치된 한 쌍의 전방 프로펠러; 상기 본체의 후방 양측에 고정되게 설치된 한 쌍의 후방 프로펠러; 및 상기 전방 프로펠러와 후방 프로펠러 사이에 각각 배치되고, 상기 본체의 전방 방향, 후방 방향, 상부 방향 및 하부 방향 중 적어도 어느 한 방향으로 일정 각도 회전 가능하게 상기 본체에 설치된 한 쌍의 틸트 프로펠러를 포함한다.

Description

무인 비행체{A Unmanned Aerial Vehicle}

본 발명은 무인 비행체에 관한 것으로, 특히 고정형 프로펠러들 사이에 전후 방향으로 회전이 가능한 틸트형 프로펠러를 설치함으로써 무인 비행체의 이동속도를 높이고 이동범위를 넓힐 수 있는 무인 비행체에 관한 것이다.

무선통신 방식을 통해 원격 제어되는 무인 비행체(일반적으로 "드론"이라 함)는 처음에는 군사용으로 개발되어 단순한 사격연습에 사용되었으나, 전자 통신기술의 지속적 발전에 따라 군사용뿐 아니라 그 이외의 다양한 분야로 확대 보급되고 있다.

가령, 사람이 쉽게 접근할 수 없는 각종 재해나 사고지역 또는 정글이나 오지 또는 화산지역 등으로 투입되어 현장의 상황파악이나 인명구조 또는 방송용 영상을 얻기 위하여 사용되기도 하고, 배송 회사에서 물품수송의 상업적 목적으로 운용되거나 감시카메라를 대신하는 보안 및 관제서비스에 적용되기도 한다.

최근에는 무인 비행체의 일반화에 따라 많은 사람들이 취미생활을 목적으로 구입하여 사용하기도 한다.

이러한, 무인 비행체로는 일반적으로 단일 로터형 헬리콥터, 동축반전형 헬리콥터, 쿼드 로터 등이 있다.

이 중 쿼드 로터는 4개의 로터와 연결된 모터를 제어하고, 여러 가지 센서 및 신호처리를 이용하여 비교적 안정적으로 비행이 가능하기 때문에 최근 많은 개발이 이루어지고 있다.

도 1은 일반적인 쿼드 로터를 나타내는 개략도이다.

도 1을 참조하면, 쿼드 로터는 본체부(2)를 중심으로 연장된 프레임(3)에 마련된 4개의 프로펠러(5)가 각각 BLDC 모터(4)와 연결되고, 상기 모터(4)의 회전에 의해 프로펠러(5)에서 발생하는 추력을 이용해 비행을 할 수 있으며, 각 모터의 회전 각속도 차이에 의해 쿼드 로터의 비행시 방향을 변경할 수 있다.

그러나, 쿼드 로터는 방향 전환 이동시에 전체 기체가 이동방향으로 기울어지는 구조를 가지고 있으며, 이동방향과 동일한 방향으로 불어오는 바람에 의해 쉽게 뒤집힐 가능성이 있고, 호버링 등의 정지 비행시에도 바람 등의 외란에 취약하여 안정적인 비행이 어려운 상황이 발생하게 된다.

또한, 방향 전환 이동시에 쿼드 로터 기체 전체가 기울어지게 되면 공기 저항을 받는 단면적이 커지게 되어 수평 이동시 공기 역학적 측면에서의 에너지 손실이 커지는 문제점이 있으며, 로터의 추진축이 고정되어 있기 때문에 이동시 배터리 소모율에 비해 속도가 느리고 이동거리가 제한되는 문제가 있다.

따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 고정형 프로펠러들 사이에 전후 방향과 상하 방향으로 회전이 가능한 틸트형 프로펠러를 설치함으로써 무인 비행체의 이동속도를 높이고 이동범위를 넓힐 수 있는 무인 비행체를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기의 목적을 이루기 위해, 본 발명은 유선형 형태로 형성된 본체; 상기 본체의 전방 양측에 고정되게 설치된 한 쌍의 전방 프로펠러; 상기 본체의 후방 양측에 고정되게 설치된 한 쌍의 후방 프로펠러; 및 상기 전방 프로펠러와 후방 프로펠러 사이에 각각 배치되고, 상기 본체의 전방 방향, 후방 방향, 상부 방향 및 하부 방향 중 적어도 어느 한 방향으로 일정 각도 회전 가능하게 상기 본체에 설치된 한 쌍의 틸트 프로펠러를 포함한다.

본 발명에 따르면, 상기 본체는 상기 한 쌍의 틸트 프로펠러의 상면이 전방 방향을 향하도록 회전된 상태에서 상기 한 쌍의 틸트 프로펠러가 상기 본체의 하부 방향으로 바람이 배출되게 회전되거나 상기 한 쌍의 틸트 프로펠러의 상면이 후방 방향을 향하도록 회전된 상태에서 상기 한 쌍의 틸트 프로펠러가 상기 본체의 상부 방향으로 바람이 배출되게 회전될 때 전진되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 상기 본체는 상기 한 쌍의 틸트 프로펠러의 상면이 후방 방향을 향하도록 회전된 상태에서 상기 한 쌍의 틸트 프로펠러가 상기 본체의 하부 방향으로 바람이 배출되게 회전되거나 상기 한 쌍의 틸트 프로펠러의 상면이 전방 방향을 향하도록 회전된 상태에서 상기 한 쌍의 틸트 프로펠러가 상기 본체의 상부 방향으로 바람이 배출되게 회전될 때 후진되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 상기 본체는 본체의 전방 방향을 기준으로 본체의 좌측에 설치된 좌측 틸트 프로펠러만 상면이 전방 방향으로 회전된 상태에서 좌측 틸트 프로펠러가 본체의 하부 방향으로 바람이 배출되게 회전되는 제1 회전상태, 좌측 틸트 프로펠러만 상면이 후방 방향으로 회전된 상태에서 좌측 틸트 프로펠러가 본체의 상부 방향으로 바람이 배출되게 회전되는 제2 회전상태, 본체의 우측에 설치된 우측 틸트 프로펠러만 상면이 전방 방향으로 회전된 상태에서 우측 틸트 프로펠러가 본체의 상부 방향으로 바람이 배출되게 회전되는 제3 회전상태 및 우측 틸트 프로펠러만 상면이 후방 방향으로 회전된 상태에서 우측 틸트 프로펠러가 본체의 하부 방향으로 바람이 배출되게 회전되는 제4 회전상태 중 어느 하나의 회전 상태일 때 시계방향으로 회전되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 상기 본체는 본체의 전방 방향을 기준으로 본체의 좌측에 설치된 좌측 틸트 프로펠러만 상면이 전방 방향으로 회전된 상태에서 좌측 틸트 프로펠러가 본체의 상부 방향으로 바람이 배출되게 회전되는 제1 회전상태, 좌측 틸트 프로펠러만 상면이 후방 방향으로 회전된 상태에서 좌측 틸트 프로펠러가 본체의 하부 방향으로 바람이 배출되게 회전되는 제2 회전상태, 상기 본체의 우측에 설치된 우측 틸트 프로펠러만 상면이 전방 방향으로 회전된 상태에서 우측 틸트 프로펠러가 본체의 하부 방향으로 바람이 배출되게 회전되는 제3 회전상태 및 우측 틸트 프로펠러만 상면이 후방 방향으로 회전된 상태에서 우측 틸트 프로펠러가 본체의 상부 방향으로 바람이 배출되게 회전되는 제4 회전상태 중 어느 하나의 회전상태일 때 반시계방향으로 회전되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 상기 본체는 본체의 전방 방향을 기준으로 상기 본체의 좌측에 설치된 좌측 틸트 프로펠러가 상면이 전방 방향으로 회전되고, 본체의 우측에 설치된 우측 틸트 프로펠러가 상면이 후방 방향으로 회전된 상태에서 좌측 틸트 프로펠러와 우측 틸트 프로펠러 모두 본체의 하부 방향으로 바람이 배출되게 회전되거나 좌측 틸트 프로펠러가 상면이 후방 방향으로 회전되고, 우측 틸트 프로펠러가 상면이 전방 방향을 향하도록 회전된 상태에서 좌측 틸트 프로펠러와 우측 틸트 프로펠러 모두 본체의 상부 방향으로 바람이 배출되게 회전될 때 시계방향으로 회전되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 상기 본체는 본체의 전방 방향을 기준으로 상기 본체의 좌측에 설치된 좌측 틸트 프로펠러가 상면이 전방 방향으로 회전되고, 본체의 우측에 설치된 우측 틸트 프로펠러가 상면이 후방 방향으로 회전된 상태에서 좌측 틸트 프로펠러와 우측 틸트 프로펠러 모두 본체의 상부 방향으로 바람이 배출되게 회전되거나 좌측 틸트 프로펠러가 상면이 후방 방향으로 회전되고, 우측 틸트 프로펠러가 상면이 전방 방향을 향하도록 회전된 상태에서 좌측 틸트 프로펠러와 우측 틸트 프로펠러 모두 본체의 하부 방향으로 바람이 배출되게 회전될 때 반시계방향으로 회전되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 상기 본체는 본체의 전방 방향을 기준으로 상기 본체의 좌측에 설치된 좌측 틸트 프로펠러만 본체의 상부 방향으로 스윙된 상태에서 좌측 틸트 프로펠러가 본체의 하부 방향으로 바람이 배출되게 회전되는 제1 스윙상태, 본체의 우측에 설치된 우측 틸트 프로펠러만 본체의 하부 방향으로 스윙된 상태에서 우측 틸트 프로펠러가 본체의 하부 방향으로 바람이 배출되게 회전되는 제2 스윙상태, 좌측 틸트 프로펠러만 본체의 하부 방향으로 스윙된 상태에서 좌측 틸트 프로펠러가 본체의 상부 방향으로 바람이 배출되게 회전되는 제3 스윙상태 및 우측 틸트 프로펠러만 본체의 상부 방향으로 스윙된 상태에서 우측 틸트 프로펠러가 본체의 상부 방향으로 바람이 배출되게 회전되는 제4 스윙상태 중 어느 하나의 스윙상태일 때 우측 방향으로 이동되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 상기 본체는 본체의 전방 방향을 기준으로 상기 본체의 좌측에 설치된 좌측 틸트 프로펠러만 본체의 상부 방향으로 스윙된 상태에서 좌측 틸트 프로펠러가 본체의 상부 방향으로 바람이 배출되게 회전되는 제1 스윙상태, 본체의 우측에 설치된 우측 틸트 프로펠러만 본체의 하부 방향으로 스윙된 상태에서 우측 틸트 프로펠러가 본체의 상부 방향으로 바람이 배출되게 회전되는 제2 스윙상태, 좌측 틸트 프로펠러만 본체의 하부 방향으로 스윙된 상태에서 좌측 틸트 프로펠러가 본체의 하부 방향으로 바람이 배출되게 회전되는 제3 스윙상태 및 우측 틸트 프로펠러만 본체의 상부 방향으로 스윙된 상태에서 우측 틸트 프로펠러가 본체의 하부 방향으로 바람이 배출되게 회전되는 제4 스윙상태 중 어느 하나의 스윙상태일 때 좌측 방향으로 이동되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 상기 틸트 프로펠러는 일단이 상기 본체와 회전 가능하게 결합 된 틸트 프레임에 설치되고, 상기 틸트 프레임은, 일 단이 상기 본체의 중앙 부분에서 상기 본체의 상부 방향과 하부 방향 중 어느 한 방향으로 회전 가능하게 결합 되어 상기 본체의 양쪽으로 돌출된 회전 로드; 일 단이 상기 본체의 전방 방향과 후방 방향 중 어느 한 방향으로 상기 회전 로드와 회전 가능하게 결합 된 회전 몸체; 상기 회전 몸체의 타단에 원형 형태로 형성된 날개 보호링; 상기 날개 보호링에서 상기 날개 보호링의 중앙부분을 향해 돌출되어 상기 날개 보호링의 중앙 부분에서 안착부를 형성하는 복수개의 지지대; 및 상기 안착부에 설치되고, 회전축에 상기 틸트 프로펠러가 설치된 모터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 상기 틸트 프로펠러는 일단이 상기 본체와 회전 가능하게 결합 된 틸트 프레임에 설치되고, 상기 틸트 프레임은, 일 단이 상기 본체의 중앙 부분에서 상기 본체의 전방 방향과 후방 방향 중 어느 한 방향으로 회전 가능하게 결합 되어 상기 본체의 양쪽으로 돌출된 회전 로드; 일 단이 상기 본체의 상부 방향과 하부 방향 중 어느 한 방향으로 상기 회전 로드와 회전 가능하게 결합 된 회전 몸체; 상기 회전 몸체의 타단에 원형 형태로 형성된 날개 보호링; 상기 날개 보호링에서 상기 날개 보호링의 중앙부분을 향해 돌출되어 상기 날개 보호링의 중앙 부분에서 안착부를 형성하는 복수개의 지지대; 및 상기 안착부에 설치되고, 회전축에 상기 틸트 프로펠러가 설치된 모터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 본체의 전방 양쪽에 고정되게 설치된 전방 프로펠러와 본체의 후방 양쪽에 고정되게 설치된 후방 프로펠러 사이에 본체의 전후 방향으로 회전 가능하게 설치된 틸트 프로펠러의 회전속도나 회전 각도를 조절하여 무인 비행체의 비행속도를 조절할 수 있기 때문에 무인 비행체의 이동속도를 높이는 게 용이할 뿐만 아니라 기존 무인 비행체에 비해 높은 이동속도로 비행할 수 있으며, 동일한 용량의 배터리로도 더 빠른 속도로 무인 비행체를 비행시킬 수 있기 때문에 무인 비행체의 이동범위를 넓힐 수 있다.

도 1은 일반적인 쿼드 로터를 나타내는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 무인 비행체를 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 회전 로드의 동작을 나타내는 부분 확대 단면도이다.
도 4는 도 2에 도시된 회전 몸체의 동작을 나타내는 부분 확대 단면도이다.
도 5는 틸트 프로펠러가 본체의 상부 방향으로 스윙된 상태를 나타내는 측면도이다.
도 6은 틸트 프로펠러가 본체의 하부 방향으로 스윙된 상태를 나타내는 측면도이다.
도 7은 틸트 프로펠러가 본체의 전방 방향으로 회전된 상태를 나타내는 측면도이다.
도 8은 틸트 프로펠러가 본체의 후방 방향으로 회전된 상태를 나타내는 측면도이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 무인 비행체를 나타내는 평면도이다.
도 10 내지 도 13은 무인 비행체가 우측이나 좌측으로 이동할 때 틸트 프로펠러의 동작을 나타내는 도면이다.
도 14는 무인 비행체가 전방으로 기울어진 상태에서 전진하는 상태를 나타내는 도면이다.
도 15는 무인 비행체가 후방으로 기울어진 상태에서 후진하는 상태를 나타내는 도면이다.
도 16 및 도 17은 무인 비행체가 전방으로 기울어진 상태에서 전진할 때 틸트 프로펠러의 동작을 나타내는 도면이다.
도 18 및 도 19는 무인 비행체가 후방으로 기울어진 상태에서 후진할 때 틸트 프로펠러의 동작을 나타내는 도면이다.
도 20은 무인 비행체가 시계방향으로 회전할 때의 동작을 나타내는 도면이다.
도 21은 무인 비행체가 반시계방향으로 회전할 때의 동작을 나타내는 도면이다.
도 22는 무인 비행체가 시계방향으로 회전할 때 틸트 프로펠러의 동작을 나타내는 도면이다.
도 23은 무인 비행체가 반시계방향으로 회전할 때 틸트 프로펠러의 동작을 나타내는 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시 예의 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다.

덧붙여, 명세서 전체에서 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우 이외에 그 중간에 다른 구성요소를 사이에 두고 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 "포함"한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 무인 비행체를 나타내는 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따는 무인 비행체는 유선형 형태로 형성된 본체(10), 상기 본체(10)의 전방 양측에 설치된 한 쌍의 전방 프로펠러(12), 상기 본체(10)의 후방 양측에 설치된 한 쌍의 후방 프로펠러(14) 및 상기 전방 프로펠러(12)와 후방 프로펠러(14) 사이에 각각 배치되고, 추력을 제공하기 위해 상기 본체(10)의 전방 방향, 후방 방향, 상부 방향 및 하부 방향 중 적어도 어느 한 방향으로 일정 각도 회전 가능하게 상기 본체(10)에 설치된 한 쌍의 틸트 프로펠러(16)를 포함한다.

여기서, 본체(10)의 전방 방향이라 함은 틸트 프로펠러(16)의 상면이 무인 비행체가 전진하는 방향(즉, 카메라(40)가 설치된 본체(10)의 전방 쪽)으로 회전하는 방향을 의미하고, 본체(10)의 후방 방향이라 함은 틸트 프로펠러(16)의 상면이 무인 비행체가 후진 하는 방향(즉, 카메라(40)가 설치되어 있지 않은 본체(10)의 후방 쪽)으로 회전하는 방향을 의미한다.

상기 본체(10)는 유선형 형태로 형성되고, 내부에는 프로펠러들의 동작을 제어하기 위한 제어수단(도시하지 않음)이 설치되며, 전방 하부에는 재해나 사고지역 등의 현장 상황의 영상을 제공하기 위한 카메라(40)가 설치될 수 있다.

상기 전방 프로펠러(12)는 상기 본체(10)의 전방(즉, 앞쪽) 부분에서 양쪽으로 돌출되게 형성된 날개 프레임(20)에 설치되는데, 상기 날개 프레임(20)은 일 단이 상기 본체(10)에 고정되게 결합 되어 상기 본체(10)의 전방 부분 양측면에서 돌출된 고정 로드(21), 일 단이 상기 고정 로드(21)에 고정되게 결합 된 고정 몸체(25), 상기 고정 몸체(25)의 타단에 원형 형태로 형성된 날개 보호링(22) 및 상기 날개 보호링(22)에서 상기 날개 보호링(22)의 중앙부분을 향해 돌출되어 상기 날개 보호링(22)의 중앙 부분에서 안착부(도시하지 않음)를 형성하는 복수개의 지지대(23)를 포함하도록 구성되고, 상기 안착부에는 회전축에 상기 전방 프로펠러(12)가 설치된 모터(24)가 설치된다.

상기 후방 프로펠러(14)는 상기 본체(10)의 후방(즉, 뒤쪽) 부분에서 양쪽으로 돌출되게 형성된 날개 프레임(20)에 설치되는데, 상기 날개 프레임(20)은 상술한 바와 같이 고정 로드(21), 고정 몸체(25), 날개 보호링(22) 및 지지대(23)를 포함하도록 구성되고, 상기 지지대(23)가 서로 만나는 부분에 형성된 안착부에 모터(24)가 설치되며, 상기 후방 프로펠러(14)는 상기 안착부에 설치된 모터(24)의 회전축에 설치된다.

상기 틸트 프로펠러(16)는 무인 비행체에 양력 및 추력을 제공하기 위한 것으로, 상기 전방 프로펠러(12)와 후방 프로펠러(14) 사이에 배치되게 상기 본체(10)의 중앙 부분에 설치된다.

이러한, 틸트 프로펠러(16)는 일 단이 상기 본체(10)와 회전 가능하게 형성된 틸트 프레임(30)에 설치되는데, 상기 틸트 프레임(30)은 도 3과 같이 일 단이 상기 본체(10)의 중앙 부분에서 스탭 모터(36)를 통해 상기 본체(10)와 회전(즉, 스윙(swing)) 가능하게 결합 되어 상기 본체(10)의 양쪽으로 돌출된 회전 로드(31), 도 4와 같이 일 단이 스탭 모터(36)를 통해 상기 회전 로드(31)와 회전(즉, 틸트(tilt)) 가능하게 결합 된 회전 몸체(35), 상기 회전 몸체(35)의 타단에 원형 형태로 형성된 날개 보호링(22) 및 상기 날개 보호링(22)에서 상기 날개 보호링(22)의 중앙부분을 향해 돌출되어 상기 날개 보호링(22)의 중앙 부분에서 안착부를 형성하는 복수개의 지지대(23)를 포함하도록 구성되고, 상기 틸트 프로펠러(16)는 상기 안착부에 설치된 모터(24)의 회전축에 설치된다.

이때, 상기 틸트 프레임(30)의 회전 로드(31)는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 본체(10)의 상부 방향과 하부 방향 중 적어도 어느 한 방향으로 일정 각도(예를 들면, 5~90도, 바람직하게는 45도) 회전될 수 있도록 상기 본체(10)와 결합 되고, 상기 회전 몸체(35)는 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 본체(10)의 전방 방향과 후방 방향 중 어느 한 방향으로 일정 각도(예를 들면, 5~90도, 바람직하게는 30도) 회전되게 상기 회전 로드(31)에 결합 된다.

한편, 상술한 설명에서 상기 회전 로드(31)와 회전 몸체(35)가 스탭 모터(36)를 통해 본체(10) 및 회전 로드(31)와 회전 가능하게 결합 되는 구성을 설명하였으나, 상기 회전 로드(31)와 회전 몸체(35)는 스탭 모터(36) 외에 다른 방법을 통해 본체(10) 및 회전 로드(31)와 회전 가능하게 결합 될 수도 있다.

또한, 상술한 설명에서는 상기 회전 로드(31)가 상기 본체(10)의 상부 방향과 하부 방향 중 적어도 어느 한 되게 본체(10)에 회전 가능하게 설치되고, 상기 회전 몸체(35)가 본체(10)의 전방 방향과 후방 방향 중 어느 한 되게 상기 회전 로드(31)에 회전 가능하게 설치되는 것만을 설명하였으나, 상기 회전 로드(31)는 본체(10)의 전방 방향과 후방 방향 중 어느 한 되게 상기 본체(10)에 회전 가능하게 설치되고, 상기 회전 몸체(35)는 본체(10)의 상부 방향과 하부 방향 중 적어도 어느 한 방향으로 회전되게 상기 회전 로드(31)에 설치될 수도 있다.

이와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 실시 예에 따른 무인 비행체의 동작방법을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명의 실시 예에 따른 무인 비행체의 운용방법을 설명하기에 앞서 도 9에 도시된 바와 같이 본체(10)의 전방 방향(A)을 기준으로 본체(10)의 좌측에 설치된 좌측 전방 프로펠러는 제1 프로펠러(12a)라 하고, 본체(10)의 전방 우측에 설치된 우측 전방 프로펠러는 제2 프로펠러(12b)라 하며, 본체(10)의 후방 좌측에 설치된 좌측 후방 프로펠러는 제3 프로펠러(14a), 본체(10)의 후방 우측에 설치된 우측 후방 프로펠러는 제4 프로펠러(14b), 본체(10)의 중앙 좌측에 설치된 좌측 틸트 프로펠러는 제5 프로펠러(16a), 본체(10)의 중앙 우측에 설치된 우측 틸트 프로펠러는 제6 프로펠러(16b)라 하기로 한다.

일반적으로 무인 비행체에 설치되는 프로펠러는 무인 비행체의 전/후 주행 및 호버링(hovering) 시 와류현상에 의해 무인 비행체가 흔들리는 것을 방지하기 위해 본체(10)를 향하는 방향으로 프로펠러들이 회전하되 서로 인접하는 프로펠러들은 서로 반대 방향으로 회전된다.

즉, 본 발명의 실시 예에 따른 무인 비행체는 전진 또는 후진을 하거나 호버링을 할 때 제1 프로펠러(12a)와 제3 프로펠러(14a)는 제1 회전방향(예를 들면, 시계방향)으로 회전되고, 제2 프로펠러(12b)와 제4 프로펠러(14b)는 제2 회전방향(예를 들면, 반시계방향)으로 회전되며, 제5 프로펠러(16a)는 인접하는 제1 프로펠러(12a) 및 제3 프로펠러(14a)와 서로 반대 방향이 되도록 제2 회전방향으로 회전되고, 제6 프로펠러(16b)는 인접하는 제2 프로펠러(12b) 및 제4 프로펠러(14b)와 서로 반대 방향이 되도록 제1 회전방향으로 회전된다.

이때, 제1 회전방향과 제2 회전방향은 시계방향과 반시계방향 중 어느 한 방향을 어느 한 방향을 나타내는 것으로, 제1 회전방향과 제2 회전방향은 서로 반대 방향을 나타낸다.

즉, 제1 회전방향이 시계방향일 때, 제2 회전방향은 반시계방향이 되고, 제1 회전방향이 반시계방향일 때 제2 회전방향은 시계방향이 된다.

이렇게 제1 프로펠러(12a), 제3 프로펠러(14a) 및 제6 프로펠러(16b)가 제1 회전방향으로 회전하고, 제2 프로펠러(12b), 제4 프로펠러(14b) 및 제5 프로펠러(16a)가 제2 회전방향으로 회전할 때 프로펠러들의 회전속도에 따라 본 발명의 무인 비행체는 수직방향으로 상승 또는 하강하거나 특정 높이의 위치를 유지(즉, 호버링)할 수 있고, 무인 비행체가 호버링 상태에서 오른쪽 또는 왼쪽으로 수평 이동하거나 시계방향 또는 반시계방향으로 수평 회전할 수 있으며, 전진 또는 후진할 수도 있다.

이러한, 상기 무인 비행체는 전진 또는 후진하는 상태에서 수직방향으로 상승 및 하강하거나 오른쪽 또는 왼쪽으로 수평 이동할 수 있고, 시계방향 또는 반시계방향으로 수평 회전할 수도 있다.

한편, 본 발명의 실시 예에 따른 무인 비행체는 제1 프로펠러(12a)와 제4 프로펠러(14b)가 제1 회전방향(예를 들면, 시계방향)으로 회전되고, 제2 프로펠러(12b)와 제3 프로펠러(14a)가 제2 회전방향(예를 들면, 반시계방향)으로 회전된 상태에서 전진 또는 후진하거나 수직방향으로 상승 또는 하강할 수 있을 뿐만 아니라 오른쪽 또는 왼쪽으로 수평이동 하거나 시계방향 또는 반시계방향으로 수평 회전할 수 있다.

이때, 상기 제5 프로펠러(16a)와 제6 프로펠러(16b)는 각각 본체(10)의 상부방향과 하부방향 중 어느 한 방향으로 바람이 배출되도록 회전되어 무인 비행체가 전진 또는 후진하거나 수직방향으로 상승 또는 하강할 때 전진 또는 후진하는 속도나 상승 또는 하강하는 속도를 조절할 수 있을 뿐만 아니라 오른쪽 또는 왼쪽으로 수평이동 하거나 시계방향 또는 반시계방향으로 수평 회전할 때 수평이동속도나 수평 회전 속도를 조절할 수 있다.

이에 대한, 상세한 설명은 후술하기로 한다.

한편, 후술하는 설명에서 별도의 기재가 없는 경우 상기 제1 프로펠러(12a), 제3 프로펠러(14a) 및 제6 프로펠러(16b)는 제1 회전방향(예를 들면, 시계방향)으로 회전되고, 제2 프로펠러(12b), 제4 프로펠러(14b) 및 제5 프로펠러(16a)는 제2 회전방향(예를 들면, 반시계방향)으로 회전된다.

무인 비행체의 좌/ 우 이동

1) 우측 또는 좌측으로의 이동(기본형)

상기 제1 프로펠러(12a) 내지 제6 프로펠러(16b)를 회전시켜 무인 비행체가 수직 상승하게 되면, 무인 비행체가 수평 상태로 유지(즉, 호버링)되도록 제1 프로펠러(12a) 내지 제6 프로펠러(16b)의 회전속도를 조절시킨다.

이때, 상기 제1 프로펠러(12a) 내지 제6 프로펠러(16b)는 상기 무인 비행체가 수평 상태를 유지하도록 모두 동일한 속도(예를 들면, 회전속도 "중")로 회전된다.

한편, 상기와 같이 무인 비행체가 일정 높이에서 호버링 될 때 상기 제5 프로펠러(16a)와 제6 프로펠러(16b)는 동작하지 않을 수도 있다.

즉, 본원발명의 무인 비행체는 상기 제1 프로펠러(12a) 내지 제4 프로펠러(14b)만 동작시키더라도 수직으로 상승 될 뿐만 아니라 일정 높이에서 수평 상태를 유지한 채로 머물 수 있다.

이렇게 제1 프로펠러(12a) 내지 제4 프로펠러(14b)만 동작 될 경우 제1 프로펠러(12a)와 제4 프로펠러(14b)는 제1 회전방향(예를 들면, 시계방향)으로 회전되고, 제2 프로펠러(12b)와 제3 프로펠러(14a)는 제2 회전방향(예를 들면, 반시계방향)으로 회전된다.

한편, 상기 제1 프로펠러(12a) 내지 제6 프로펠러(16b)가 모두 동작 되어 상기 무인 비행체가 호버링을 유지할 때 본체(10)의 좌측에 배치된 상기 제1 프로펠러(12a), 제3 프로펠러(14a) 및 제5 프로펠러(16a)의 회전속도를 증가(예를 들면, 회전속도 "강")시키고, 본체(10)의 우측에 배치된 상기 제2 프로펠러(12b), 제4 프로펠러(14b) 및 제6 프로펠러(16b)의 회전속도를 감속(예를 들면, 회전속도 "약")시키면, 상기 무인 비행체는 상기 제1 프로펠러(12a), 제3 프로펠러(14a) 및 제5 프로펠러(16a)에서 발생 된 추력에 의해 우측으로 이동하게 된다.

이때, 상기 제1 프로펠러(12a), 제3 프로펠러(14a) 및 제5 프로펠러(16a)는 무인 비행체가 수평 이동할 수 있도록 모두 동일한 속도로 회전되고, 상기 제1 프로펠러(12a), 제3 프로펠러(14a) 및 제5 프로펠러(16a)의 회전속도에 따라 무인 비행체가 우측으로 이동하는 속도가 조절된다.

즉, 상기 제1 프로펠러(12a), 제3 프로펠러(14a) 및 제5 프로펠러(16a)가 상기 제2 프로펠러(12b), 제4 프로펠러(14b) 및 제6 프로펠러(16b)의 회전속도보다 1.1배 정도 빠르게 회전할 때에 비해 상기 제2 프로펠러(12b), 제4 프로펠러(14b) 및 제6 프로펠러(16b)의 회전속도보다 1.3배 정도 빠르게 회전될 때 우측으로 이동하는 속도가 빨라진다.

한편, 상기 무인 비행체를 좌측으로 이동시키고자 하는 경우에는 상기 제1 프로펠러(12a), 제3 프로펠러(14a) 및 제5 프로펠러(16a)의 회전속도를 감소(예를 들면, 회전속도 "약")시키고, 상기 제2 프로펠러(12b), 제4 프로펠러(14b) 및 제6 프로펠러(16b)의 회전속도를 상기 제1 프로펠러(12a), 제3 프로펠러(14a) 및 제5 프로펠러(16a)의 회전속도보다 빠르게 증가(예를 들면, 회전속도 "강")시키면, 상기 제2 프로펠러(12b), 제4 프로펠러(14b) 및 제6 프로펠러(16b)에서 발생 된 추력에 의해 상기 무인 비행체가 좌측으로 이동하게 된다.

2) 우측 또는 좌측으로의 이동( 스윙형 )

상기 무인 비행체가 제1 프로펠러(12a) 내지 제4 프로펠러(14b)의 회전에 의해 일정 높이에서 호버링될 때 도 10과 같이 상기 제5 프로펠러(16a)를 본체(10)의 상부 방향으로 스윙(swing) 시킨 후 본체(10)의 하부 방향으로 바람이 배출되도록 제5 프로펠러(16a)를 회전시키면, 제5 프로펠러(16a)에 의해 발생 된 추력에 의해 무인 비행체가 우측으로 이동하게 된다.

이렇게 제1 프로펠러(12a) 내지 제4 프로펠러(14b)만 동작 되어 무인 비행체가 호버링 될 때에는 제1 프로펠러(12a)와 제4 프로펠러(14b)는 제1 회전방향(예를 들면, 시계방향)으로 회전되고, 제2 프로펠러(12b)와 제3 프로펠러(14a)는 제2 회전방향(예를 들면, 반시계방향)으로 회전된다.

한편, 상기 무인 비행체가 제1 프로펠러(12a) 내지 제4 프로펠러(14b)의 회전에 의해 일정 높이에서 호버링될 때 상기 제5 프로펠러(16a)를 본체(10)의 하부 방향으로 스윙시켜 무인 비행체를 우측으로 이동시킬 수도 있는데, 이렇게 상기 제5 프로펠러(16a)가 본체(10)의 하부 방향으로 스윙 된 상태에서 무인 비행체가 우측으로 이동될 때 제5 프로펠러(16a)는 본체(10)의 상부 방향으로 바람이 배출되도록 회전된다.

또한, 상기 무인 비행체는 제1 프로펠러(12a) 내지 제4 프로펠러(14b)의 회전에 의해 일정 높이에서 호버링될 때 제6 프로펠러(16b)를 본체(10)의 상부 방향으로 스윙시켜 우측으로 이동시킬 수도 있는데, 이렇게 상기 제6 프로펠러(16b)가 본체(10)의 상부 방향으로 스윙 된 상태에서 무인 비행체가 우측으로 이동될 때 제6 프로펠러(16b)는 본체(10)의 상부 방향으로 바람이 배출되도록 회전된다.

그리고, 상기 무인 비행체는 제1 프로펠러(12a) 내지 제4 프로펠러(14b)의 회전에 의해 일정 높이에서 호버링될 때 제6 프로펠러(16b)를 본체(10)의 하부 방향으로 스윙시켜 우측으로 이동시킬 수도 있는데, 이렇게 상기 제6 프로펠러(16b)가 본체(10)의 하부 방향으로 스윙 된 상태에서 무인 비행체가 우측으로 이동될 때 제6 프로펠러(16b)는 본체(10)의 하부 방향으로 바람이 배출되도록 회전된다.

이렇게 상기 제5 프로펠러(16a)와 제6 프로펠러(16b) 중 어느 하나가 본체(10)의 상부 또는 하부 방향으로 스윙 될 때 상기 제1 프로펠러(12a), 제3 프로펠러(14a) 및 제5 프로펠러(16a)의 회전속도를 증가시키고, 상기 제2 프로펠러(12b), 제4 프로펠러(14b) 및 제6 프로펠러(16b)의 회전속도는 감속시키면, 상기 무인 비행체는 제1 프로펠러(12a) 내지 제6 프로펠러(16b)의 회전속도가 모두 같을 때보다 더 빠른 속도로 우측으로 이동할 수 있다.

또한, 상기 무인 비행체는 상기 제1 프로펠러(12a), 제3 프로펠러(14a) 및 제5 프로펠러(16a)의 회전속도가 "강"으로 유지되고, 상기 제2 프로펠러(12b), 제4 프로펠러(14b) 및 제6 프로펠러(16b)의 회전속도가 "약"으로 유지된 상태에서 상기 제5 프로펠러(16a)와 제6 프로펠러(16b) 중 어느 하나가 본체(10)의 상부 방향 또는 하부 방향으로 스윙 되는 각도가 커질수록 우측으로 이동하는 속도가 빨라지게 된다.

상술한 설명에서는 상기 제5 프로펠러(16a)만 본체(10)의 상부 방향이나 하부 방향으로 스윙되는 것을 설명하였으나, 도 11과 같이 상기 제5 프로펠러(16a)가 본체(10)의 상부 방향으로 스윙될 때 상기 제6 프로펠러(16b)가 본체(10)의 하부 방향으로 스윙될 수 있고, 도 12와 같이 상기 제5 프로펠러(16a)가 본체(10)의 하부 방향으로 스윙될 때 상기 제6 프로펠러(16b)가 본체(10)의 상부 방향으로 스윙될 수도 있다.

이렇게, 상기 제5 프로펠러(16a)가 본체(10)의 상부 방향으로 스윙되고, 상기 제6 프로펠러(16b)는 본체(10)의 하부 방향으로 스윙된 상태에서 상기 무인 비행체가 우측으로 이동할 때 상기 제5 프로펠러(16a) 및 제6 프로펠러(16b)는 본체(10)의 하부 방향으로 바람이 배출되도록 회전되고, 상기 제5 프로펠러(16a)가 본체(10)의 하부 방향으로 스윙되고, 상기 제6 프로펠러(16b)는 본체(10)의 상부 방향으로 스윙된 상태에서 무인 비행체가 우측으로 이동할 때 상기 제5 프로펠러(16a) 및 제6 프로펠러(16b)는 본체(10)의 상부 방향으로 바람이 배출되도록 회전된다.

한편, 상기 무인 비행체는 도 13과 같이 상기 제6 프로펠러(16b)만 본체(10)의 상부 방향으로 스윙된 상태에서 제6 프로펠러(16b)가 본체(10)의 하부 방향으로 바람이 배출되도록 회전되는 제1 스윙상태, 제6 프로펠러(16b)만 본체(10)의 하부 방향으로 스윙된 상태에서 제6 프로펠러(16b)가 본체(10)의 상부 방향으로 바람이 배출되도록 회전되는 제2 스윙상태, 도 12와 같이 상기 제6 프로펠러(16b)는 본체(10)의 상부 방향으로 스윙되고, 상기 제5 프로펠러(16a)는 본체(10)의 하부 방향으로 스윙된 상태에서 제5 프로펠러(16a)와 제6 프로펠러(16b)가 본체(10)의 하부 방향으로 바람이 배출되도록 회전되는 제3 스윙상태, 및 상기 제6 프로펠러(16b)는 본체(10)의 하부 방향으로 스윙되고, 상기 제5 프로펠러(16a)는 본체(10)의 상부 방향으로 스윙된 상태에서 제5 프로펠러(16a)와 제6 프로펠러(16b)가 본체(10)의 상부 방향으로 바람이 배출되도록 회전되는 제4 스윙상태 중 어느 하나의 스윙상태 일 때 좌측으로 이동될 수 있다.

또한, 상기 무인 비행체는 상기 제5 프로펠러(16a)가 본체(10)의 상부 방향으로 스윙되고, 상기 제6 프로펠러(16b)는 본체(10)의 하부 방향으로 스윙된 상태에서 상기 제5 프로펠러(16a) 및 제6 프로펠러(16b)가 본체(10)의 상부 방향으로 바람이 배출되도록 회전될 때 좌측으로 이동되고, 상기 제5 프로펠러(16a)가 본체(10)의 하부 방향으로 스윙되고, 상기 제6 프로펠러(16b)는 본체(10)의 상부 방향으로 스윙된 상태에서 제5 프로펠러(16a) 및 제6 프로펠러(16b)가 본체(10)의 하부 방향으로 바람이 배출되도록 회전될 때 좌측으로 이동될 수 있다.

이러한, 무인 비행체는 상기 제5 프로펠러(16a)와 제6 프로펠러(16b) 중 어느 하나의 프로펠러만 스윙 될 때보다 상기 제5 프로펠러(16a)와 제6 프로펠러(16b)가 서로 다른 방향으로 스윙될 때 더 빠른 속도로 우측 또는 좌측으로 이동된다.

무인 비행체의 전진

1) 수평 상태에서의 전진 또는 후진( 틸트형 )

상술한 바와 같이 상기 제1 프로펠러(12a) 내지 제6 프로펠러(16b)의 회전속도를 조절하여 무인 비행체가 일정 높이로 띄워져 수평 상태를 유지하게 되면, 도 7에 도시된 바와 같이 상기 제5 프로펠러(16a)와 제6 프로펠러(16b)를 본체(10)의 전방 방향(A) 쪽으로 일정 각도 회전시킨다.

이렇게 제5 프로펠러(16a)와 제6 프로펠러(16b)가 본체(10)의 전방 방향(A) 쪽으로 일정 각도 회전될 때, 상기 제5 프로펠러(16a)와 제6 프로펠러(16b)를 본체(10)의 하부 방향으로 바람이 배출되도록 회전시키면, 상기 무인 비행체는 제5 프로펠러(16a)와 제6 프로펠러(16b)의 회전에 의해 발생 된 추력에 의해 전진하게 된다.

이때, 상기 무인 비행체의 속도는 상기 제5 프로펠러(16a) 및 제6 프로펠러(16b)가 일정한 속도(예를 들면, 회전속도 "중")로 회전되는 상태에서 상기 제5 프로펠러(16a) 및 제6 프로펠러(16b)가 본체(10)의 전방 방향(A)으로 회전되는 회전 각도에 의해 조절되거나 상기 제5 프로펠러(16a) 및 제6 프로펠러(16b)가 본체(10)의 전방 방향(A)으로 일정 각도 회전된 상태에서 상기 제5 프로펠러(16a) 및 제6 프로펠러(16b)의 회전속도에 의해 조절될 수 있다.

이러한, 무인 비행체는 도 8과 같이 상기 제5 프로펠러(16a)와 제6 프로펠러(16b)를 본체(10)의 후방 방향(B) 쪽으로 일정 각도 회전시킨 상태에서도 전진시킬 수가 있는데, 이렇게 제5 프로펠러(16a)와 제6 프로펠러(16b)를 본체(10)의 후방 방향(B) 쪽으로 회전시켜 무인 비행체를 전진시킬 때에는 제5 프로펠러(16a)와 제6 프로펠러(16b)가 본체(10)의 상부 방향으로 바람이 배출되도록 회전된다.

한편, 상기 무인 비행체는 도 8과 같이 상기 제5 프로펠러(16a)와 제6 프로펠러(16b)가 본체(10)의 후방 방향(B) 쪽으로 일정 각도 회전된 상태에서 후진 되거나 도 7과 같이 제5 프로펠러(16a)와 제6 프로펠러(16b)가 본체(10)의 전방 방향(A) 쪽으로 회전된 상태에서 후진 될 수 있는데, 상기 제5 프로펠러(16a)와 제6 프로펠러(16b)가 본체(10)의 후방 방향(B) 쪽으로 일정 각도 회전된 상태에서 후진될 경우에는 제5 프로펠러(16a)와 제6 프로펠러(16b)는 본체(10)의 하부 방향으로 바람이 배출되도록 회전되고, 제5 프로펠러(16a)와 제6 프로펠러(16b)가 본체(10)의 전방 방향(A) 쪽으로 회전된 상태에서 후진 될 경우에는 상기 제5 프로펠러(16a)와 제6 프로펠러(16b)가 본체(10)의 상부 방향으로 바람이 배출되도록 회전된다.

이와 같이 수평 상태에서 이동하는 무인 비행체의 이동속도는 상기 제5 프로펠러(16a) 및 제6 프로펠러(16b)가 본체(10)의 전방(또는 후방) 방향으로 회전된 회전 각도에 의해 조절되거나 상기 제5 프로펠러(16a) 및 제6 프로펠러(16b)가 본체(10)의 전방(또는 후방) 방향으로 일정 각도 회전된 상태에서 제5 프로펠러(16a) 및 제6 프로펠러(16b)의 회전 속도 조절로 조절될 수 있다.

한편, 상기 무인 비행체는 상기 제5 프로펠러(16a) 및 제6 프로펠러(16b)가 본체(10)의 전방 또는 후방 방향으로 회전된 회전 각도에 따라 진행방향이 조절될 수 있는데, 상기 제5 프로펠러(16a) 및 제6 프로펠러(16b)가 본체(10)의 전방 방향(A)으로 회전된 상태에서 전진(즉, 상기 제5 프로펠러(16a) 및 제6 프로펠러(16b)가 본체(10) 하부 방향으로 바람이 배출되도록 회전)할 때 상기 제5 프로펠러(16a) 및 제6 프로펠러(16b)의 회전각도가 작을수록 수평 방향보다는 본체(10)의 상부방향 쪽으로 전진하고, 상기 제5 프로펠러(16a) 및 제6 프로펠러(16b)가 본체(10)의 후방 방향(B)으로 회전된 상태에서 후진(즉, 상기 제5 프로펠러(16a) 및 제6 프로펠러(16b)가 본체(10) 하부 방향으로 바람이 배출되도록 회전)할 때 상기 제5 프로펠러(16a) 및 제6 프로펠러(16b)의 회전각도가 작을수록 수평 방향보다는 본체(10)의 하부방향 쪽으로 후진하게 된다.

2) 기울어진 상태에서의 전진 또는 후진(기본형)

상술한 바와 같이 상기 제1 프로펠러(12a) 내지 제6 프로펠러(16b)의 회전속도를 조절하여 무인 비행체가 일정 높이로 떠 있는 상태에서 상기 제1 프로펠러(12a)와 제2 프로펠러(12b)의 회전속도는 감속(즉, 회전속도 "약")시키고, 제3 프로펠러(14a)와 제4 프로펠러(14b)의 회전속도를 상승(즉, 회전속도 "상")시키면, 상기 무인 비행체는 도 14와 같이 본체(10)의 전방 부분이 후방 부분보다는 낮게 기울어진 상태에서 제3 프로펠러(14a)와 제4 프로펠러(14b)에서 발생 된 추력에 의해 앞쪽으로 전진하게 된다.

이때, 상기 제5 프로펠러(16a)와 제6 프로펠러(16b)는 상기 무인 비행체가 앞쪽으로 기울어진 상태에서 전진할 수 있도록 상기 제1 프로펠러(12a) 및 제2 프로펠러(12b) 보다는 빠르고, 상기 제3 프로펠러(14a) 및 제4 프로펠러(14b) 보다는 느린 속도로 본체(10)의 하부 방향으로 바람이 배출되도록 회전(예를 들면, 회전속도 "중")되거나 아예 동작 되지 않을 수도 있다.

한편, 상기와 같이 무인 비행체가 앞쪽으로 기울어진 채 전진하거나 호버링 상태로 유지될 때 상기 제1 프로펠러(12a)와 제2 프로펠러(12b)의 회전속도를 증가시키고, 제3 프로펠러(14a)와 제4 프로펠러(14b)의 회전속도를 감속시키면, 상기 무인 비행체는 도 15와 같이 본체(10)의 후방 부분이 전방 부분보다는 낮게 기울어진 상태에서 상기 제1 프로펠러(12a)와 제2 프로펠러(12b)에서 발생 된 추력에 의해 뒤쪽으로 후진하게 된다.

이때, 상기 제5 프로펠러(16a)와 제6 프로펠러(16b)는 상기 무인 비행체가 뒤쪽으로 기울어진 상태에서 후진할 수 있도록 상기 제3 프로펠러(14a) 및 제4 프로펠러(14b) 보다는 빠르고, 상기 제1 프로펠러(12a) 및 제2 프로펠러(12b) 보다는 느린 속도로 본체(10)의 하부 방향으로 바람이 배출되도록 회전(예를 들면, 회전속도 "중")되거나 아예 동작 되지 않을 수도 있다.

3) 기울어진 상태에서의 전진 또는 후진( 틸트형 )

상술한 바와 같이 상기 제1 프로펠러(12a)와 제2 프로펠러(12b)의 회전속도를 감속시키고, 제3 프로펠러(14a)와 제4 프로펠러(14b)의 회전속도를 상승시켜 무인 비행체가 앞쪽으로 기울어진 상태로 전진할 때, 도 16과 같이 상기 제5 프로펠러(16a) 및 제6 프로펠러(16b)를 본체(10)의 전방 방향(A) 쪽으로 일정 각도 회전시킨 상태에서 본체(10)의 하부 방향으로 바람이 배출되도록 회전시키면, 제3 프로펠러(14a)와 제4 프로펠러(14b)의 회전속도 상승으로 인해 발생 된 추력과 상기 제5 프로펠러(16a) 및 제6 프로펠러(16b)의 회전에 의해 발생 된 추력이 더해져 도 14와 같은 상태에서 전진하는 무인 비행체보다 더 빠른 속도로 전진할 수 있게 된다.

이러한, 무인 비행체는 앞쪽으로 기울어진 상태로 전진하고 있을 때 상기 제5 프로펠러(16a) 및 제6 프로펠러(16b)가 도 17과 같이 본체(10)의 후방 방향(B) 쪽으로 기울여질 수도 있는데, 이렇게 제5 프로펠러(16a) 및 제6 프로펠러(16b)가 본체(10)의 후방 방향(B) 쪽으로 회전된 상태에서 무인 비행체가 전진할 때에는 제5 프로펠러(16a) 및 제6 프로펠러(16b)가 본체(10)의 상부 방향으로 바람이 배출되도록 회전된다.

한편, 상기 제1 프로펠러(12a)와 제2 프로펠러(12b)의 회전속도가 증가 되고, 제3 프로펠러(14a)와 제4 프로펠러(14b)의 회전속도가 감소 되어 무인 비행체가 뒤쪽으로 기울어진 상태로 후진 될 때 도 18과 같이 상기 제5 프로펠러(16a) 및 제6 프로펠러(16b)를 본체(10)의 전방 방향(A) 쪽으로 일정 각도 회전시킨 상태에서 본체(10)의 상부 방향으로 바람이 배출되도록 회전시키면, 제1 프로펠러(12a)와 제2 프로펠러(12b)의 회전속도 상승으로 인해 발생 된 추력과 상기 제5 프로펠러(16a) 및 제6 프로펠러(16b)의 회전에 의해 발생 된 추력이 더해져 도 15와 같은 상태에서 후진하는 무인 비행체보다 더 빠른 속도로 후진할 수 있게 된다.

그리고, 상기 무인 비행체가 뒤쪽으로 기울어진 상태로 후진 될 때 상기 제5 프로펠러(16a) 및 제6 프로펠러(16b)가 본체(10)의 후방 방향(B) 쪽으로 일정 각도 회전될 수도 있는데, 도 19와 같이 제5 프로펠러(16a) 및 제6 프로펠러(16b)가 본체(10)의 후방 방향(B) 쪽으로 일정 각도 회전된 상태에서 무인 비행체가 후진할 때에는 제5 프로펠러(16a) 및 제6 프로펠러(16b)가 본체(10)의 하부 방향으로 바람이 배출되도록 회전된다.

이와 같이 무인 비행체가 기울어진 상태에서 전진 또는 후진할 때 상기 무인 비행체의 비행 속도는 상기 제5 프로펠러(16a) 및 제6 프로펠러(16b)가 본체(10)의 전방(또는 후방) 방향으로 회전된 회전 각도에 의해 조절되거나 상기 제5 프로펠러(16a) 및 제6 프로펠러(16b)가 본체(10)의 전방(또는 후방) 방향으로 일정 각도 회전된 상태에서 제5 프로펠러(16a) 및 제6 프로펠러(16b)의 회전 속도 조절로 조절될 수 있다.

한편, 상기 무인 비행체는 상기 제5 프로펠러(16a) 및 제6 프로펠러(16b)가 본체(10)의 전방 또는 후방 방향으로 회전된 회전 각도에 따라 진행방향이 조절될 수 있는데, 상기 제5 프로펠러(16a) 및 제6 프로펠러(16b)가 본체(10)의 전방 방향(A)으로 회전된 상태에서 전진할 때 상기 제5 프로펠러(16a) 및 제6 프로펠러(16b)의 회전각도가 클수록 수평 방향보다는 본체(10)의 하부방향 쪽으로 전진하고, 상기 제5 프로펠러(16a) 및 제6 프로펠러(16b)가 본체(10)의 후방 방향(B)으로 회전된 상태에서 후진할 때 상기 제5 프로펠러(16a) 및 제6 프로펠러(16b)의 회전각도가 작을수록 수평 방향보다는 본체(10)의 상부방향 쪽으로 후진하게 된다.

무인 비행체의 회전

1) 시계방향 또는 반시계방향으로 회전(기본형)

상기 제1 프로펠러(12a) 내지 제6 프로펠러(16b)의 회전속도를 조절하여 무인 비행체가 일정 높이에서 수평 상태를 유지하고 있을 때, 도 20과 같이 제1 프로펠러(12a), 제3 프로펠러(14a) 및 제6 프로펠러(16b)의 회전속도를 감소(예를 들면, 회전속도 "약")시키고, 상기 제2 프로펠러(12b), 제4 프로펠러(14b) 및 제5 프로펠러(16a)의 회전속도를 증가(예를 들면, 회전속도 "강")시키면, 상기 무인 비행체는 제2 프로펠러(12b), 제4 프로펠러(14b) 및 제5 프로펠러(16a)에서 발생 된 추력에 의해 시계방향으로 회전하게 된다.

그리고, 도 21과 같이 제1 프로펠러(12a), 제3 프로펠러(14a) 및 제6 프로펠러(16b)의 회전속도를 증가시키고, 상기 제2 프로펠러(12b), 제4 프로펠러(14b) 및 제5 프로펠러(16a)의 회전속도를 감소시키면, 상기 무인 비행체는 제1 프로펠러(12a), 제3 프로펠러(14a) 및 제6 프로펠러(16b)에서 발생 된 추력에 의해 반시계방향으로 회전하게 된다.

이렇게 무인 비행체가 시계방향 또는 반시계방향으로 회전될 때 상기 무인 비행체가 수평 상태를 유지하기 위해 제1 프로펠러(12a), 제3 프로펠러(14a) 및 제6 프로펠러(16b)는 모두 동일한 속도로 회전되고, 제2 프로펠러(12b), 제4 프로펠러(14b) 및 제5 프로펠러(16a)도 모두 동일한 속도로 회전되어야 한다.

2) 시계방향 또는 반시계방향으로 회전( 틸트형 )

상술한 바와 같이 상기 제1 프로펠러(12a) 내지 제6 프로펠러(16b)의 회전속도 조절로 무인 비행체가 일정 높이에서 수평 상태를 유지하고 있을 때, 도 22와 같이 제1 프로펠러(12a), 제3 프로펠러(14a) 및 제6 프로펠러(16b)의 회전속도를 감소시키고, 상기 제2 프로펠러(12b), 제4 프로펠러(14b) 및 제5 프로펠러(16a)의 회전속도를 증가시키며, 상기 제5 프로펠러(16a)는 본체(10)의 전방 방향(A)을 향하도록 회전시킨 상태에서 본체(10)의 하부 방향으로 바람이 배출되도록 회전시키고, 상기 제6 프로펠러(16b)는 본체(10)의 후방 방향(B)을 향하도록 회전시킨 상태에서 본체(10)의 하부 방향으로 바람이 배출되도록 회전시키면, 상기 무인 비행체는 제2 프로펠러(12b), 제4 프로펠러(14b), 제5 프로펠러(16a) 및 제6 프로펠러(16b)에서 발생 된 추력에 의해 시계방향으로 회전하게 된다.

이렇게, 제5 프로펠러(16a)와 제6 프로펠러(16b)를 서로 반대 방향으로 회전(즉, 틸트)시키면, 제5 프로펠러(16a)와 제6 프로펠러(16b)가 나머지 프로펠러들과 동일한 상태로 배치되어 있을 때보다 더 많은 추력을 제공할 수 있기 때문에 상기 무인 비행체는 상기 제5 프로펠러(16a)와 제6 프로펠러(16b)가 다른 프로펠러들과 동일한 상태로 배치되어 있을 때(즉, 제5 프로펠러(16a)와 제6 프로펠러(16b)가 회전(즉, 틸트)되어 있지 않을 때)보다 더 빠른 속도로 회전될 수 있다.

이러한, 무인 비행체는 상기 제5 프로펠러(16a)와 제6 프로펠러(16b)가 서로 반대 방향으로 회전되지 않고, 둘 중 어느 하나만 본체(10)의 전방(또는 후방) 방향으로 회전될 때 시계방향으로 회전될 수 있다.

다시 말해, 상기 무인 비행체는 상기 제5 프로펠러(16a)만 본체(10)의 전방 방향(A)으로 회전된 상태에서 상기 제5 프로펠러(16a)가 본체(10)의 하부 방향으로 바람이 배출되도록 회전되는 제1 회전상태, 제5 프로펠러(16a)만 본체(10)의 후방 방향(B)으로 회전된 상태에서 상기 제5 프로펠러(16a)는 본체(10)의 상부 방향으로 바람이 배출되도록 회전되는 제2 회전상태, 상기 제6 프로펠러(16b)만 본체(10)의 후방 방향(B)으로 회전된 상태에서 상기 제6 프로펠러(16b)가 본체(10)의 하부 방향으로 바람이 배출되도록 회전되는 제3 회전상태, 제6 프로펠러(16b)만 본체(10)의 전방 방향(A)으로 회전된 상태에서 제6 프로펠러(16b)가 본체(10)의 상부 방향으로 바람이 배출되도록 회전되는 제4 회전상태 중 어느 하나의 회전상태일 때 시계방향으로 회전될 수 있다.

한편, 도 23과 같이 제1 프로펠러(12a), 제3 프로펠러(14a) 및 제6 프로펠러(16b)의 회전속도를 증가시키고, 상기 제2 프로펠러(12b), 제4 프로펠러(14b) 및 제5 프로펠러(16a)의 회전속도를 감소시키며, 상기 제5 프로펠러(16a)는 본체(10)의 후방 방향(B)을 향하도록 회전시킨 상태에서 본체(10)의 하부 방향으로 바람이 배출되도록 회전시키고, 상기 제6 프로펠러(16b)는 본체(10)의 전방 방향(A)을 향하도록 회전시킨 상태에서 본체(10)의 하부 방향으로 바람이 배출되도록 회전시키면, 상기 무인 비행체는 제1 프로펠러(12a), 제3 프로펠러(14a), 제5 프로펠러(16a) 및 제6 프로펠러(16b)에서 발생 된 추력에 의해 반시계방향으로 회전하게 된다.

이때, 무인 비행체는 상기 제5 프로펠러(16a)를 본체(10)의 전방 방향(A)을 향하도록 회전시키고, 제6 프로펠러(16b)를 본체(10)의 후방 방향(B)을 향하도록 회전시킨 상태에서도 반시계방향으로 회전될 수 있는데, 상기와 같이 제5 프로펠러(16a)가 본체(10)의 전방 방향(A)을 향해 회전되고, 제6 프로펠러(16b)가 본체(10)의 후방 방향(B)을 향해 회전될 때 제5 프로펠러(16a)와 제6 프로펠러(16b)는 본체(10)의 상부 방향으로 바람이 배출되도록 회전된다.

또한, 무인 비행체는 상기 제5 프로펠러(16a)와 제6 프로펠러(16b) 중 어느 하나만 본체(10)의 전방 방향(A)과 후방 방향(B) 중 어느 한 방향으로 회전된 될 때 반시계 방향으로 회전될 수 있다.

다시 말해, 상기 무인 비행체는 상기 제5 프로펠러(16a)만 본체(10)의 전방 방향(A)으로 회전된 상태에서 상기 제5 프로펠러(16a)가 본체(10)의 상부 방향으로 바람이 배출되도록 회전되는 제1 회전상태, 제5 프로펠러(16a)만 본체(10)의 후방 방향(B)으로 회전된 상태에서 상기 제5 프로펠러(16a)는 본체(10)의 하부 방향으로 바람이 배출되도록 회전되는 제2 회전상태, 제6 프로펠러(16b)만 본체(10)의 전방 방향(A)으로 회전된 상태에서 제6 프로펠러(16b)가 본체(10)의 하부 방향으로 바람이 배출되도록 회전되는 제3 회전상태, 상기 제6 프로펠러(16b)만 본체(10)의 후방 방향(B)으로 회전된 상태에서 상기 제6 프로펠러(16b)가 본체(10)의 상부 방향으로 바람이 배출되도록 회전되는 제4 회전상태 중 어느 하나의 회전상태일 때 반시계방향으로 회전될 수 있다.

이와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 무인 비행체는 본체(10)의 전방 양쪽에 고정되게 설치된 전방 프로펠러(12)와 본체(10)의 후방 양쪽에 고정되게 설치된 후방 프로펠러(14) 사이에 본체(10)의 전후 방향으로 회전 가능하게 설치된 틸트 프로펠러(16)의 회전속도나 회전 각도를 조절하여 무인 비행체의 비행속도를 조절할 수 있기 때문에 무인 비행체의 이동속도를 높이는 게 용이할 뿐만 아니라 기존 무인 비행체에 비해 높은 이동속도로 비행할 수 있으며, 동일한 용량의 배터리로도 더 빠른 속도로 무인 비행체를 비행시킬 수 있기 때문에 무인 비행체의 이동범위를 넓힐 수 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 관해서 설명하였으나, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형과 모방이 가능함은 물론이다. 따라서, 본 발명의 권리범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져선 안 되며, 후술하는 청구범위뿐만 아니라 이와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

2: 본체 3: 프레임
4: 모터
5, 12a, 12b, 14a, 14b, 16a, 16b: 프로펠러
10: 본체 12: 전방 프로펠러
14: 후방 프로펠러 16: 틸트 프로펠러
20: 날개 프레임 21: 고정 로드
22: 날개 보호링 23: 지지대
24: 모터 25: 고정 몸체
30: 틸트 프레임 31: 회전 로드
35: 회전 몸체 36: 스탭 모터
40: 카메라 A: 전방 방향
B: 후방 방향

Claims (11)

1. 유선형 형태로 형성된 본체;
   상기 본체의 전방 양측에 고정되게 설치된 한 쌍의 전방 프로펠러;
   상기 본체의 후방 양측에 고정되게 설치된 한 쌍의 후방 프로펠러; 및
   상기 전방 프로펠러와 후방 프로펠러 사이에 각각 배치되고, 상기 본체의 전방 방향, 후방 방향, 상부 방향 및 하부 방향 중 적어도 어느 한 방향으로 일정 각도 회전 가능하게 상기 본체에 설치된 한 쌍의 틸트 프로펠러를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 비행체.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 본체는 상기 한 쌍의 틸트 프로펠러의 상면이 전방 방향을 향하도록 회전된 상태에서 상기 한 쌍의 틸트 프로펠러가 상기 본체의 하부 방향으로 바람이 배출되게 회전되거나 상기 한 쌍의 틸트 프로펠러의 상면이 후방 방향을 향하도록 회전된 상태에서 상기 한 쌍의 틸트 프로펠러가 상기 본체의 상부 방향으로 바람이 배출되게 회전될 때 전진되는 것을 특징으로 하는 무인 비행체.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 본체는 상기 한 쌍의 틸트 프로펠러의 상면이 후방 방향을 향하도록 회전된 상태에서 상기 한 쌍의 틸트 프로펠러가 상기 본체의 하부 방향으로 바람이 배출되게 회전되거나 상기 한 쌍의 틸트 프로펠러의 상면이 전방 방향을 향하도록 회전된 상태에서 상기 한 쌍의 틸트 프로펠러가 상기 본체의 상부 방향으로 바람이 배출되게 회전될 때 후진되는 것을 특징으로 하는 무인 비행체.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 본체는 본체의 전방 방향을 기준으로 본체의 좌측에 설치된 좌측 틸트 프로펠러만 상면이 전방 방향으로 회전된 상태에서 좌측 틸트 프로펠러가 본체의 하부 방향으로 바람이 배출되게 회전되는 제1 회전상태, 좌측 틸트 프로펠러만 상면이 후방 방향으로 회전된 상태에서 좌측 틸트 프로펠러가 본체의 상부 방향으로 바람이 배출되게 회전되는 제2 회전상태, 본체의 우측에 설치된 우측 틸트 프로펠러만 상면이 전방 방향으로 회전된 상태에서 우측 틸트 프로펠러가 본체의 상부 방향으로 바람이 배출되게 회전되는 제3 회전상태 및 우측 틸트 프로펠러만 상면이 후방 방향으로 회전된 상태에서 우측 틸트 프로펠러가 본체의 하부 방향으로 바람이 배출되게 회전되는 제4 회전상태 중 어느 하나의 회전 상태일 때 시계방향으로 회전되는 것을 특징으로 하는 무인 비행체.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 본체는 본체의 전방 방향을 기준으로 본체의 좌측에 설치된 좌측 틸트 프로펠러만 상면이 전방 방향으로 회전된 상태에서 좌측 틸트 프로펠러가 본체의 상부 방향으로 바람이 배출되게 회전되는 제1 회전상태, 좌측 틸트 프로펠러만 상면이 후방 방향으로 회전된 상태에서 좌측 틸트 프로펠러가 본체의 하부 방향으로 바람이 배출되게 회전되는 제2 회전상태, 상기 본체의 우측에 설치된 우측 틸트 프로펠러만 상면이 전방 방향으로 회전된 상태에서 우측 틸트 프로펠러가 본체의 하부 방향으로 바람이 배출되게 회전되는 제3 회전상태 및 우측 틸트 프로펠러만 상면이 후방 방향으로 회전된 상태에서 우측 틸트 프로펠러가 본체의 상부 방향으로 바람이 배출되게 회전되는 제4 회전상태 중 어느 하나의 회전상태일 때 반시계방향으로 회전되는 것을 특징으로 하는 무인 비행체.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 본체는 본체의 전방 방향을 기준으로 상기 본체의 좌측에 설치된 좌측 틸트 프로펠러가 상면이 전방 방향으로 회전되고, 본체의 우측에 설치된 우측 틸트 프로펠러가 상면이 후방 방향으로 회전된 상태에서 좌측 틸트 프로펠러와 우측 틸트 프로펠러 모두 본체의 하부 방향으로 바람이 배출되게 회전되거나 좌측 틸트 프로펠러가 상면이 후방 방향으로 회전되고, 우측 틸트 프로펠러가 상면이 전방 방향을 향하도록 회전된 상태에서 좌측 틸트 프로펠러와 우측 틸트 프로펠러 모두 본체의 상부 방향으로 바람이 배출되게 회전될 때 시계방향으로 회전되는 것을 특징으로 하는 무인 비행체.
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 본체는 본체의 전방 방향을 기준으로 상기 본체의 좌측에 설치된 좌측 틸트 프로펠러가 상면이 전방 방향으로 회전되고, 본체의 우측에 설치된 우측 틸트 프로펠러가 상면이 후방 방향으로 회전된 상태에서 좌측 틸트 프로펠러와 우측 틸트 프로펠러 모두 본체의 상부 방향으로 바람이 배출되게 회전되거나 좌측 틸트 프로펠러가 상면이 후방 방향으로 회전되고, 우측 틸트 프로펠러가 상면이 전방 방향을 향하도록 회전된 상태에서 좌측 틸트 프로펠러와 우측 틸트 프로펠러 모두 본체의 하부 방향으로 바람이 배출되게 회전될 때 반시계방향으로 회전되는 것을 특징으로 하는 무인 비행체.
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 본체는 본체의 전방 방향을 기준으로 상기 본체의 좌측에 설치된 좌측 틸트 프로펠러만 본체의 상부 방향으로 스윙된 상태에서 좌측 틸트 프로펠러가 본체의 하부 방향으로 바람이 배출되게 회전되는 제1 스윙상태, 본체의 우측에 설치된 우측 틸트 프로펠러만 본체의 하부 방향으로 스윙된 상태에서 우측 틸트 프로펠러가 본체의 하부 방향으로 바람이 배출되게 회전되는 제2 스윙상태, 좌측 틸트 프로펠러만 본체의 하부 방향으로 스윙된 상태에서 좌측 틸트 프로펠러가 본체의 상부 방향으로 바람이 배출되게 회전되는 제3 스윙상태 및 우측 틸트 프로펠러만 본체의 상부 방향으로 스윙된 상태에서 우측 틸트 프로펠러가 본체의 상부 방향으로 바람이 배출되게 회전되는 제4 스윙상태 중 어느 하나의 스윙상태일 때 우측 방향으로 이동되는 것을 특징으로 하는 무인 비행체.
9. 청구항 1에 있어서,
   상기 본체는 본체의 전방 방향을 기준으로 상기 본체의 좌측에 설치된 좌측 틸트 프로펠러만 본체의 상부 방향으로 스윙된 상태에서 좌측 틸트 프로펠러가 본체의 상부 방향으로 바람이 배출되게 회전되는 제1 스윙상태, 본체의 우측에 설치된 우측 틸트 프로펠러만 본체의 하부 방향으로 스윙된 상태에서 우측 틸트 프로펠러가 본체의 상부 방향으로 바람이 배출되게 회전되는 제2 스윙상태, 좌측 틸트 프로펠러만 본체의 하부 방향으로 스윙된 상태에서 좌측 틸트 프로펠러가 본체의 하부 방향으로 바람이 배출되게 회전되는 제3 스윙상태 및 우측 틸트 프로펠러만 본체의 상부 방향으로 스윙된 상태에서 우측 틸트 프로펠러가 본체의 하부 방향으로 바람이 배출되게 회전되는 제4 스윙상태 중 어느 하나의 스윙상태일 때 좌측 방향으로 이동되는 것을 특징으로 하는 무인 비행체.
10. 청구항 1에 있어서,
    상기 틸트 프로펠러는 일단이 상기 본체와 회전 가능하게 결합 된 틸트 프레임에 설치되고,
    상기 틸트 프레임은,
    일 단이 상기 본체의 중앙 부분에서 상기 본체의 상부 방향과 하부 방향 중 어느 한 방향으로 회전 가능하게 결합 되어 상기 본체의 양쪽으로 돌출된 회전 로드;
    일 단이 상기 본체의 전방 방향과 후방 방향 중 어느 한 방향으로 상기 회전 로드와 회전 가능하게 결합 된 회전 몸체;
    상기 회전 몸체의 타단에 원형 형태로 형성된 날개 보호링;
    상기 날개 보호링에서 상기 날개 보호링의 중앙부분을 향해 돌출되어 상기 날개 보호링의 중앙 부분에서 안착부를 형성하는 복수개의 지지대; 및
    상기 안착부에 설치되고, 회전축에 상기 틸트 프로펠러가 설치된 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 비행체.
11. 청구항 1에 있어서,
    상기 틸트 프로펠러는 일단이 상기 본체와 회전 가능하게 결합 된 틸트 프레임에 설치되고,
    상기 틸트 프레임은,
    일 단이 상기 본체의 중앙 부분에서 상기 본체의 전방 방향과 후방 방향 중 어느 한 방향으로 회전 가능하게 결합 되어 상기 본체의 양쪽으로 돌출된 회전 로드;
    일 단이 상기 본체의 상부 방향과 하부 방향 중 어느 한 방향으로 상기 회전 로드와 회전 가능하게 결합 된 회전 몸체;
    상기 회전 몸체의 타단에 원형 형태로 형성된 날개 보호링;
    상기 날개 보호링에서 상기 날개 보호링의 중앙부분을 향해 돌출되어 상기 날개 보호링의 중앙 부분에서 안착부를 형성하는 복수개의 지지대; 및
    상기 안착부에 설치되고, 회전축에 상기 틸트 프로펠러가 설치된 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 비행체.

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