KR20190044186A - 멀티콥터 드론 - Google Patents

Abstract

수평프로펠러가 두개 이상 장착되어 비행기능을 가지는 멀티콥터 드론의 본체에 수직으로 회전하는 수직프로펠러를 상황에 맞춰서 추가적으로 조립할 수 있게 함으로서 멀티콥터 드론이 비행할 때에 드론모드와 비행기모드를 활용하여 비행할 수 있게 하는 것이다.
또한 멀티콥터 드론본체에 모터가 달린 부품을 추가적으로 조립장착할 수 있게 함으로서 카메라 기능이거나, 전동바퀴의 조절을 통한 육상 이동이거나, 로봇 기능을 추가하거나, 비행기 날개를 제어하는 등의 다양한 기능을 추가할 수 있다.

Description

멀티콥터 드론 {Multicopter Drone}

본 발명은 멀티콥트 형태의 드론과 비행기 형태의 드론에 관한 것으로서 멀티콥트 형태의 비행 기능과 양력을 이용하는 비행기 (Airplane) 형태의 비행 기능을 가질 수 있는 드론의 기능과 제작에 관한 것이다.

또한 모터로 구동되는 추가적인 부품을 조립이 가느하게 해서 기능을 확장할 수 있게 하는 것이다.

드론은 대부분이 프로펠러(Propeller)가 세개 이상인 멀티콥터(Multicopter) 형태이며 가장 많이 사용되는 프로펠러의 갯수는 네개인 쿼드콥터(Quadcopter)이다.

쿼드콥터는 회전날개(프로펠러)가 네개이며, 각각의 프로펠러를 구동하는 모터도 보통 네개가 장착되어 프로펠러를 따로 제어하면서 공중에서 앞으로 가기, 옆으로 가기, 회전, 상승, 하강 등의 비행을 제어한다.

멀티콥터는 일반적으로 비행기에 적용되는 양력을 발생시키는 고정날개를 채택하지 않고 수평 프로펠러와, 수평프로펠러를 회전시키는 모터와 프로펠러를 지지하기 위한 지지대의 형태를 가진다.

멀티콥터는 프로펠러의 회전만으로 공중에 떠 있거나 이동하게 되므로 에너지 소모가 높으며 비행속도가 빠르지 않다.

일반적인 드론은 배터리를 사용하는데 배터리의 제한때문에 공중에 떠 있을 수 있는 시간에 제약이 있다.

또한 멀티콥터 방식의 드론은 속도가 최대 100 km/h 근처이어서 수직프로펠러와 비행기날개가 있는 비행기 방식의 드론의 비행속도인 수백 km/h 의 속도에 미치지 못한다.

높이 날아 올라가는 고도 상승 능력에 있어서도 멀티콥터는 고도가 높아질 수록 공기의 밀도가 희박해 지기 때문에 상승고도도 비행기에 비해서 낮다.

반면에 멀티콥터는 비행기 방식과 비교해서 정지상태에서 수직으로 부상하는 기능과 공중에 고정적으로 떠 있는 기능이 월등하다.

공중에서 한 장소에 떠 있는 기능에 있어서, 멀티콥터 중에서 많이 사용되는 방식의 드론인 쿼드콥터는 네개의 프로펠러가 각 코너에서 드론을 지지하므로 안정적으로 한 위치에서 머물수 있다.

이 기능으로 공중에서 드론으로 안정적으로 드론에 부착된 카메라를 이용해서 촬영을 할 수 있는 것이다.

수평프로펠러(Horizontal Propeller)라고 함은 헬리콥터와 같이 프로펠러가 윗쪽으로 향하게 수평으로 형성된 구조이며, 프로펠러가 돌면 공중으로 떠 오르게 된다.

쿼드콥터를 일례로서 설명하면, 네개의 수평 프로펠러는 두개씩 짝을 이뤄서 회전 방향이 서로 반대로 돈다.

예를 들어서 두개의 쌍의 회전 방향이 시계방향이면, 나머지 두개의 쌍은 반시계방향으로 회전한다.

보통으로는 대각선에 위치한 프로펠러끼리 쌍으로 같은 방향으로 회전을 하게 제작된다.

쿼드콥터에서 두개씩 서로 반대방향으로 회전시키는 이유는 네개가 모두 같은 방향으로 회전하면 쿼드콥터가 상승도 하지만, 쿼드콥터 본체가 회전을 하게 된다.

따라서 두개씩 다른 방향으로 회전시켜야 본체가 도는 것을 상쇄시킬 수 있다.

쿼드콥터의 네개의 수평프로펠러는 기본적으로 위로 향하는 힘을 발생시키기 때문에 위로 뜨는데는 유리하다.

쿼드콥터를 전진시키기 위해서는 진행 방향의 반대쪽에 있는 두 개의 수평프로펠러를 앞쪽에 있는 두 개의 수평프로펠러보다 더 빠르게 회전시키면, 쿼드콥터의 뒤쪽이 들리면서 경사진 형태로 전진을 한다.

이때 벡터적으로 수평프로펠러의 회전 방향이 경사가 진 상태이므로 전진하는 방향과 상승하는 방향으로 힘이 분산되며, 따라서 전진하는 방향으로 회전력을 모두 사용하지 못해서 회전력의 손실이 생긴다.

따라서 최고 전진 속도도 제한이 되며 배터리 소모도 심해진다.

속도가 느리고 상승 고도에 제한이 있으며 배터리 소모도 많지만, 쿼드콥터의 장점은 정지상태에서 바로 공중으로 부상할 수 있으며, 공중에서 정지상태를 유지하는 기능이 탁월하다.

따라서 일반적으로 원격으로 조종할 수 있는 무인 비행기인 드론으로 사진 촬영등을 하고자 할 때는 다수개의 수평프로펠러를 장착한 멀티콥터를 사용하며, 그 중에서도 수평프로펠러가 네개인 쿼드콥터를 많이 사용한다.

쿼드콥터의 네개의 수평프로펠러는 공중으로 부양하는 기능에 추가해서 방향을 바꾸거나 상승하거나 하강하는 기능을 발휘하는데에 최적의 구조이다.

쿼드콥터의 시계방향과 반시계방향으로 회전하는 각 두 개씩의 프로펠러의 회전속도를 조절해서 드론 본체를 시계방향이거나 반시계방향으로 회전할 수 있도록 조절할 수 있다.

기존의 멀티콥터 드론, 일례로서 쿼드콥터 드론에 탑재되는 제어부 구성에는 수평프로펠러의 속도를 조절하기 위해 각각 수평프로펠러의 모터에 연결되는 전자변속기(ESC : Electric Speed Control)와 전자변속기를 제어하기 위한 비행제어유닛(Flight Control Unit)과 무선조종기 (Transmitter)로 부터 조종신호를 무선으로 수신하는 수신기(Receiver)와 전력을 공급하는 배터리 등으로 구성되어 있다.

드론에 카메라를 장착하게 되면 카메라의 영상을 무선으로 송출하는 영상 송출부도 추가된다.

수평프로펠러를 가지는 드론의 비행제어는 기본적으로 각각의 수평프로펠러의 속도를 조절해서 상승, 하강, 전진, 후진, 방향전환등을 조절한다.

비행제어유닛에는 비행기의 비행 방향등의 조절과 비행기 속도등의 정보외에도 GPS 수신을 통한 위치 감지 기능, 고도감지기능, 가속도게, 속도계, 평형상태를 알려주는 자이로스코프 센서등의 다양한 센서기능이 내장되며, 이러한 제어센서와 제어기능을 통해서 수평 프로펠러를 가지는 쿼드콥터의 제반 컨트롤을 할 수 있다.

상술한대로 수평프로펠러를 장착한 멀티콥터는 수평의 제어에는 유리하지만 수직프로펠러가 장착되며, 날개(Wing)가 있는 비행기 방식과 비교해서 에너지 소모가 많고, 속도가 떨어지며, 고공비행이 어렵다.

날개의 양력을 이용하는 비행기 방식은 날개와 수직 방향으로 회전하는 프로펠러의 추진력과 함께 비행기를 비행하게 하는 중요한 요소이다.

수직프로펠러와 날개를 장착한 비행기 방식의 드론은 다수개의 수평프로펠러를 장착한 멀티콥터와 비교해서 공중에서의 정지상태의 유지는 어렵지만 속도가 빠르며 배터리 소모가 적으며, 비행고도를 올릴 수 있는 장점이 있어서 이러한 용도의 드론을 사용하는데에는 더 적합하다.

비행기 방식의 드론과 멀티콥터 방식의 드론은 각 기술의 장점이 명확하기 때문에 이 두 방식의 드론을 따로 구매해서 사용하기 보다는 다양한 방법으로 수평프로펠러 방식의 멀티콥터 기능과 수직프로펠러방식의 비행기 방식의 드론을 한꺼번에 적용하려는 다양한 드론기술이 개발되어 왔다.

대표적으로는 착륙상태에서 공중으로 바로 떠 오를때에는 날개가 수평상태를 유지하는 수평프로펠러 상태를 유지하면서 기동하다가, 공중으로 뜨면 프로펠러를 수직으로 돌려서 비행기처럼 날 수 있게 하는 방식이다.

프로펠러를 수직이나 수평방향으로 회전시킬 수 있는 방식의 드론을 틸터로터(Tiltrotor) 방식의 드론이라고 하며, www.tiltdrone.com 이거나 한국항공우주연구원에서 제작한 TR-6X 무인비행기이거나 www.f6s.com/quantumsystems 에 설명된 quantum systems 사의 F6S 등이 있다.

틸터로터 방식은 기술 개발이 많이 되어서 실제로 멀티콥터 방식의 장점과 비행기 방식의 장점을 갖추고 있다.

그러나 단점으로는 프로펠러와 모터 본체를 수직이나 수평으로 회전시켜야 하기 때문에 별도의 기계적인 구조가 필요해서 무게가 증가하며, 제조비용이 상승하는 단점이 있으며, 날개가 넓어서 공중에서 정지상태일 때 바람이 불면 날개에 바람의 영향을 받게되어 정지상태의 자세를 제어하는 데에 어려움이 크다.

따라서 멀티콥터 방식의 안정적인 사용에는 미치지 못하기 때문에 카메라 촬영등이 용도에서 멀티콥터만큼의 활용도를 가지지 못한다.

프로펠러를 수평에서 수직으로 회전시키는 방식은 별도의 기계적인 구조가 필요해서 드론의 크기가 증가하거나 제조비용이 상승하는 단점이 있어서 이를 보완하는 방식으로 드론 본체를 공중으로 향하는 방향에서 측면으로 향하는 방향으로 회전시키는 방식이 있다.

일례로서 www.avinc.com 의 홈페이지에 나와있는 AeroVironment 사의 Quantix 드론으로서 땅에 착륙한 상태에서는 쿼드콥터 처럼 프로펠러가 위로 향하는 방향인 수평프로펠러의 상태로 되어 있으면서, 공중으로 부양하면, 본체가 측면으로 기울어지면서 프로펠러도 수직방향으로 향하게 되며, 비행기와 같이 비행할 수 있다.

본체가 회전하므로 프로펠러의 방향도 수평에서 수직으로 회전하는 방식이 되어 본체의 회전에 따라서 비행기 모드와 멀티콥터 모드로 변환된다.

본체 회전 방식은 무게중심을 바꾸는 등의 비교적 단순한 방식으로 기계적 구성을 할 수 있기 때문에 드론의 크기를 소형화 할 수 있으며, 제조 비용의 상승도 틸터로터 방식과 비교해서 비교적 낮은 가격으로 제조가 가능하다.

그리고 본체 회전 방식의 드론도 비행기의 날개(Wing)와 같이 날개가 부착되어 있으며, 본체가 회전하면 프로펠러가 수직프로펠러 방향을 가지게 되고 날개는 수평방향으로 되면서 공기의 양력에 의해서 비행기처럼 비행하게 되는 것이다.

틸터로더방식과 마찬가지로 본체 회전 방식의 비행기 모드를 가지는 드론에 있어서는 수평프로펠러에 의해서만 제어되는 멀티콥터와 비교해서 속도가 빠르며 비행할 때 필요한 에너지 효율이 높다는 장점이 있다.

그러나 기본적으로 날개가 장착되기 대문에 공중에서 정지상태의 안정성이 크게 떨어진다.

비행기처럼 날아가는 것이 목적이기 때문에 날개가 크게 제작되어 지며, 공중에서 바람등의 영향을 크게 받게 되어 있다.

따라서 틸터로드 방식이거나 본체회전방식의 비행기 방식 드론도 멀리가거나 높이 가거나 빠르게 비행할 때는 유리하지만, 정지상태의 카메라 촬영이거나 지면에 근접한 상태의 비행등에는 적합하지 않다.

따라서 드론 사용자의 입장에서는 카메라 촬영이거나 지면 가까운 곳에서의 비행이거나 정지상태의 안정성이 필요할 때는 멀티콥터 방식의 드론을 구매하여야 하며, 정지상태의 안정성이 필요 없거나 중요치 않으며, 멀리 가거나 높이 가거나 배터리 소모를 줄이면서 장시간 공중에 체류하거나 빠른 속도의 비행을 위해서는 날개가 있으며, 프로펠러의 방향이 수평에서 수직으로 변환되는 비행기 방식의 드론을 구매하여야 한다.

따라서 이중의 드론에 대한 지출이 있게 된다.

또한 멀티콥터 드론은 수평프로펠러를 회전시키는 모터를 제어하는 전자제어부로서 동작되기 깨문에 모터를 제어하는 기능을 이용해서 모터가 달린 추가적인 부품을 조립이 가능하게 함으로서 멀티콥터 드론의 기능을 확장할 수 있다.

본 발명에서는 드론에 있어서 멀티콥터의 기능과 비행기 기능이 한 개의 드론에서 가능하게 하고자 하는 것이다.

특히 멀티콥터 기능과 비행기 기능을 선택할 수 있게 해서 상황에 맞춰서 사용자가 선택할 수 있게 하는 것이다.

멀티콥터의 장점인 공중에 안정적으로 떠 있는 기능으로 사진을 촬영하는 등의 기능을 활용할 때는 멀티콥터로서 사용가능하게 하며, 높이 올라가거나 멀리 가는 기능을 활용하고자 할 때는 수직프로펠러와 날개가 장착되는 비행기 기능을 가질 수 있게 하는 것이다.

특히 멀티콥터와 비행기 기능을 번갈아 가면서 사용할 수 있는 기능을 가지도록 하는 것이다.

또한 수평프로펠러가 장착된 멀티콥터에 있어서, 모터로 구동되는 추가적인 부품을 장착해서 별도의 기능을 수행할 수 있도록 하는 것이다.

상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시 예에 따르면, 본 발명의 드론 본체가 있으며, 드론 본체에는 멀티콥터의 기능을 위한 수평 프로펠러가 다수개 고정되어 있으며, 또한 체결부가 별도로 있어서 비행기 기능을 위한 모터와 수직 프로펠러가 연결된 지지대를 체결할 수 있으며, 비행기모드의 기능을 위해서 비행기날개를 별도로 체결할 수 있는 구조인 것이다.

수평프로펠러가 부착된 멀티콥터 드론 본체에는 다수개의 체결부가 있으며, 각 체결부에는 비행기 기능을 위한 수직 프로펠러와 모터가 부착된 수직 프로펠러 지지대를 체결하거나, 비행기용 날개를 체결할 수 있다.

또한 수직프로펠러에 전기를 연결하는 전기연결선을 통해서 드론본체의 전자제어부와 전기적으로 연결되어 있어서, 프로펠러의 모터에 전기를 공급하며, 전기신호를 주고 받을 수 있어서 모터의 제어가 가능하게 할 수 있다.

이와같이 수평프로펠러가 다수개 설치된 멀티콥터에 추가로 수직프로펠러와 비행기날개를 조립해서 비행기처럼 비행기날개의 양력을 이용한 비행이 가능하게 한다.

수직프로펠러가 추가로 조립되면, 수평프로펠러만의 비행방식에 추가해서 멀티콥터 드론에 수평프로펠러와 수직프로펠러를 조합한 비행모드가 실시된다.

일례로서 공중에서 전진비행이거나 방향전환비행이거나 상승이거나 하강등의 비행에 있어서, 다음과 같은 비행모드가 가능하다.

두개 이상의 수평프로펠러와 수직프로펠러가 부착된 드론에 있어서 드론본체에서 설정하는 추가적인 비행모드는,

전진에서는 수직프로펠러를 회전시키며,

전진하면서 우회전할 때는 수직프로펠러를 회전시키면서 한 개 이상의 수평프로펠러를 반시계방향으로 회전시키며,

전진하면서 좌회전할 때는 수직프로펠러를 회전시키면서 한 개 이상의 수평프로펠러를 시계방향으로 회전시키며,

전진하면서 상승할 때는 전진하는 방향의 앞 쪽의 수평프로펠러를 한 개 이상 회전시키며,

전진하면서 하강할 때는 전진하는 방향의 반대 쪽의 수평프로펠러를 한 개 이상 회전시키며,

드론을 공중에서 멈춘 상태에서 오른쪽으로 방향을 전환할 때는 수직프로펠러의 회전을 중지하며, 수평프로펠러 중 반시계방향으로 회전하는 수평프로펠러의 속도를 시계방향으로 회전하는 수평프로펠러보다 회전속도를 빠르게 하며,

드론을 공중에서 멈춘 상태에서 왼쪽으로 방향을 전환할 때는 수직프로펠러의 회전을 중지하며, 수평프로펠러 중 시계방향으로 회전하는 수평프로펠러의 속도를 반시계방향으로 회전하는 수평프로펠러보다 회전속도를 빠르게 하며,

공중으로 수직으로 상승하거나 수직으로 하강할 때는 수직프로펠러의 회전을 멈춘상태에서 수평프로펠러의 회전만으로 조절하는 등의 기능으로 수평프로펠러와 수직프로펠러의 회전을 조합해서 비행모드를 설정할 수 있다.

본 발명에 따른 추가적인 체결부가 있는 수평프로펠러가 다수개 있는 멀티콥터 드론에 모터가 부착된 수직프로펠러를 부착하는 것과는 별도로 모터가 달린 부품을 조립체결해서 추가적인 기능을 가지게 할 수 있다.

드론본체의 전자제어부에서는 기본적으로 수평프로펠러 내지 수직프로펠러의 모터를 회전시키고 제어시키는 기능을 가지고 있음으로 모터가 달린 부품을 조립하여 전기적으로 연결시키면, 전자제어부에서 모터를 구동시킬 수 있다.

본 발명과 같이 모터가 달린 부품을 조립하거나 분해할 수 있게 한 것은 멀티콥터 드론은 비행을 주로 하여야 하기 때문에 추가적인 부품을 항상 부착시키면 무게가 증가해서 비행시간이 줄어들거나 속도를 내지 못한다.

따라서 수평프로펠러외의 추가적인 부품은 조립하거나 분해할 수 있게 해서 용도에 맞춰서 사용할 수 있게 한 것이다.

멀티콥터드론에 수직프로펠러와는 별도로 조립장착할 수 있는 모터가 달린 부품으로서는 모터로서 작동하는 바퀴세트를 장착할 수 있다.

전동바퀴를 장착함으로서 육상에서는 전기자동차와 같이 움직이며, 수평프로펠러를 이용해서 공중에 날 수도 있다.

전동바퀴를 조립하거나 분해할 수 있게 해서 육상에서 사용할 때 유용하게 활용할 수 있다.

전동바퀴는 수평프로펠러의 모터의 회전을 조절하는 전자제어부에서 전동바퀴의 모터를 제어하게 할 수 있다.

속도의 조절이나 방향전환 등을 드론본체의 전자제어부에서 조절이 가능한 것이다.

전동바퀴를 조립해서 사용할 때는 공중에서 비행하는 것과 비교해서 배터리 소모가 훨씬 줄어들기 때문에 장시간 사용이 가능하다.

또 다른 모터가 달린 부품으로서는 모터를 회전시켜서 길이를 조절할 수 있는 지지대와 지지대에 부착된 카메라가 있는 카메라세트를 조힙장착해서 활용할 수 있다.

멀티콥터 드론을 공중에서 비행하면서 촬영을 하면 비행높이를 조절해서 촬영을 할 수 있다.

그러나 전동바퀴를 달고 육상에서 촬영을 하면, 드론의 높이가 낮기 때문에 사람의 키에 맞춰서 촬영을 할 수 없다.

따라서 본 발명에 따라 카메라의 높이를 조절할 수 있게 해서 촬영을 원활하게 할 수 있는 것이다.

카메라를 장착한 지지대의 높이를 조절하는 모터를 드론본체의 전자제어부에 전기적으로 연결해서, 자동으로 높이를 조절하거나, 스마트폰이거나 별도의 조종기로 무선으로 카메라의 높이를 조절해서 촬영을 할 수 있는 것이다.

또한 드론의 기능인 사물이나 사람인식 기능을 활용해서 사람을 인식해서 카메라로 촬영을 할 때 전동바퀴를 조절해서 사람을 쫓아 다니면서 촬영하는 것도 가능하다.

본 발명의 드론의 본체에 추가로 조립장착할 수 있는 부품으로서는 모터로 구동을 제어하는 로봇 팔이거나 로봇다리등도 가능하다.

멀티콥터 기능을 이용해서 비행도 하면서 모터로서 지지대의 방향을 조절할 수 있는 로봇기능을 이용해서 추가적인 기능을 실행할 수 있다.

또한 모터가 달린 부품으로서 드론본체에 조립이거나 분해가 가능한 부품으로서 비행기날개를 사용할 수 있다.

비행기날개는 모터구동이 없이 수직프로펠러세트와 같이 사용할 수도 있으며, 비행기날개를 모터로 제어해서 비행기 날개의 방향을 바꿀수 있게 헤서 바람의 방향에 따라 비행기날개의 방향을 조절할 수 있다.

따라서 양력을 발생시키는 상황이거나, 공중에 정지해야할 상황등을 따로 분석해서 비행기날개의 방향을 조절할 수도 있다.

상기와 같이 본 발명에 의한 드론본체에 추가적인 체결부와 전기적인 연결부를 만들어서 모터가 달린 부품을 조립할 수 있게 해서 멀티콥터 드론의 기능을 증가시킬 수 있다.

본 발명에 따른 멀티콥터 드론의 본체에 수직으로 회전하는 수직프로펠러를 상황에 맞춰서 추가적으로 조립할 수 있게 함으로서 멀티콥터 드론이 비행할 때에 드론모드와 비행기모드를 활용하여 비행할 수 있게 함으로서 비행효율을 향상시키며, 비행속도를 높이고 비행고도도 높일 수 있다.

또한 드론본체에 모터가 달린 부품을 추가적으로 조립장착할 수 있게 함으로서 카메라 기능이거나, 전동바퀴의 조절을 통한 육상 이동이거나, 로봇 기능을 추가하거나, 비행기 날개를 제어하는 등의 다양한 기능을 추가할 수 있다.

도 1 에는 본 발명에 따른 드론의 구조에 있어서, 추가적인 수직프로펠러와 비행기 날개를 체결할 수 있는 체결부가 있는 구조가 사시도로서 도시되어 있다.
도 2 에는 본 발명에 따른 드론의 구조로서, 추가로 수직프로펠러와 비행기 날개를 조립해서 체결할 수 있는 체결부가 있는 구조가 평면도와 정면도로서 도시되어 있다.
도 3 에는 본 발명에 사용되는 조립이 가능한 체결부가 있는 수직프로펠러와 비행기날개가 나타나있다.
도 4 에는 본 발명에 따른 수직프로펠러와 비행기 날개의 체결부가 있는 드론 본체에 조립하기 전의 상태가 사시도로 나타나있다.
도 5 에는 본 발명에 따른 수직프로펠러와 비행기 날개의 체결부가 있는 드론 본체에 조립된 상태가 사시도로 나타나있다.
도 6 에는 본 발명에 따른 수직프로펠러와 비행기날개가 조립되어 부착된 드론의 구조를 평면도와 측면도등으로 나타낸 것이다.
도 7 에는 드론 본체의 앞면에만 수직프로펠러를 조립한 구조가 나타나 kdlT다.
도 8 에는 드론 본체의 뒷면에만 수직프로펠러를 조립한 구조가 나타나 kdlT다.
도 9 에는 드론본체와 수직프로펠러와 비행기날개의 체결부의 구조도의 일례가 나타나있다.
도 10 에는 수직프로펠러가 연결되면 전기를 공급하고 제어신호를 발생시킬 수 있는 본 발명에 따른 드론의 전자부의 개념도가 나타나있다.
도 11 에는 비행제어유닛의 기판의 일례가 사진으로 나타나 있다.
도 12 에는 전기회로가 단면도로서 나타난 드론 본체와 수직프로펠러 유닛이 조립되기 전의 전기회로 샹태가 나타나있다.
도 13 에는 전기회로가 단면도로서 나타난 드론 본체와 수직프로펠러 유닛이 조립된 상태의 전기회로 샹태가 나타나있다.
도 14 에는 쿼드콥터의 드론으로서 수평프로펠러만 부착된 구조의 드론의 비행과 수평프로펠러에 추가해서 수직프로펠러를 추가한 구조의 드론의 비행 방법을 설명하기 위한 평면도가 나타나있다.
도 15 에는 비행기날개세트에 수직프로펠러가 장착되고 비행기날개세트를 드론본체에 조립하기 위한 수직프로펠러가 부착된 비행기날개세트의 체결부가 있는 드론본체의 구조가 평면도가 나타나있다.
도 16에는 수직프로펠러가 장착된 비행기날개세트의 일례로서 수직프로펠러가 비행기날개세트에 장착된 구조가 나타나있다.
도 17 에는 본 발명에 따른 구조로서, 본 발명에 따른 수직프로펠러가 장착된 비행기날개세트가 체결부가 있는 드론 본체의 상면에 조립된 상태가 정면도와 평면도로 나타나있다.
도 18 에는 멀티콥터의 상면에 설치되는 수직프로펠러를 포함하는 비행기날개세트의 또 다른 실시례로서 비행기날개세트의 양 쪽 날개에 수직프로펠러가 형성된 것을 나타낸 것이다.
도 19에는 드론본체와 수평프로펠러세트와 수직프로펠러세트와 비행기날개를 따로 제작해서 조립할 수 있는 구조인 것을 나타내는 평면도이다.
도 20에는 수평프로펠러세트와 수직프로펠러세트와 비행기날개를 조립가능한 체결부가 있는 드론본체의 구조가 나타나 있다.
도 21 에는 드론본체에 수평프로펠러세트가 장착된 구조가 나타나 있다.
도 22 에는 본 발명의 수직프로펠러 세트와 비행기날개를 드론본체에 조립해서 장착한 구조가 나타나있다.
도 23 에는 본 발명에 따른 구조로서, 드론본체에 수평프로펠러세트와 수직프로펠러세트와 비행기날개가 조립된 구조를 나타낸다.
도 24에는 별도의 전기선과 커넥터를 통해서 수직프로펠러세트와 드론본체를 연결하기 위한 구조가 나타나있다.
도 25에는 연결전기선을 통해서 수직프로펠러세트와 드론본체가 전기적으로 연결이 된 드론의 구조가 나타나 있다.
도 26 에는 본 발명에 따른 바퀴세트와 수평프로펠러가 장착된 드론에 바퀴세트 체결부가 있는 일례가 나타나 있다.
도 27에는 본 발명에 따른 수평프로펠러가 장착된 드론에 바퀴세트 체결부에 바퀴세트가 장착된 구조의 일례가 나타나 있다.
도 28 에는 수평프로펠러가 장착된 멀티콥터 드론에 바퀴가 조립된 구조의 위에서 내려다 본 평면도가 나타나 있다.
도 29 에는 바뮈가 조립된 드론의 본체에 카메라세트를 장착할 수 있는 체결부가 형성된 것이 나타나 있다.
도 30 에는 본 발명에 따른 드론 본체에 조립하기 위해서 길이가 조절되는 카메라 세트가 나타나 있다.
도 31 에는 본 발명에 따른 멀티콥터 드론에 길이가 조절되는 지지대에 카메라가 부착된 카메라세트가 조립체결된 구조가 나타나 있다.
도 32 에는 모터가 달린 바퀴가 장착된 멀티콥터에 모터로서 길이가 조절되는 카메라세트의 길이가 조절된 구조가 일례로서 나타나 있다.
도 33 에는 모터의 회전에 의해서 길이가 조절되는 카메라세느가 부착된 드론을 이용한 사진촬영의 일례가 표시되어 있다.
도 34 에는 멀티콥터 드론의 본래 기능인 공중에 부양해서 촬영하는 기능이 나타나 있다.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시 예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 참고로, 본 설명에서 동일한 번호는 실질적으로 동일한 요소를 지칭하며, 상기 규칙 하에서 다른 도면에 기재된 내용을 인용하여 설명할 수 있고, 당업자에게 자명하다고 판단되거나 반복되는 내용은 생략될 수 있다.

본 발명에 따른 드론은 멀티콥터의 구조로서, 드론 본체와 드론본체에 연결된 복수개의 지지대와 지지대에 부착된 모터와 모터에 부착된 수평프로펠러와 드론본체에 형성된 비행기 날개 체결부와, 드론본체에 형성된 수직프로펠러 체결부와, 드론에 조립이 가능한 비행기 날개와, 드론에 조립이 가능한 수직프로펠러로 구성되어 있으며, 수직프로펠러에는 모터와 지지대와 드론 본체와의 체결부가 형성되어 있는 것이다.

본 발명에서 수평프로펠러라고 함은 멀티콥터 드론에 장착된 수평방향으로 날개가 펼쳐지면서,상승하는 방향으로 회전시키는 프로펠러를 의미하며, 수직프로펠러는 일반 프로펠러 비행기에서와 같이 수직방향으로 날개가 형성되면서 전진하는 방향으로 프로펠러사 형성된 것을 의미한다.

또한 드론 본체와의 체결을 하면, 수직프로펠러의 모터를 구동하기 위한 전기선의 연결도 같이 형성된다.

체결부에는 기구적으로 체결되는 구조와 전기적으로 연결이 되는 전기연결부가 같이 형성되어 있는 것이다.

도 1 에는 본 발명에 따른 드론의 구조에 있어서, 추가적인 수직프로펠러와 비행기 날개를 체결할 수 있는 체결부가 있는 구조가 사시도로서 도시되어 있다.

본 발명에 따른 조립 체결부가 있는 멀티콥터 드론(101)으로서, 드론본체(102)에는 수평 프로펠러(103)와 수평프로펠러를 회전시키는 모터(104)가 수평프로펠러 지지대(105)로 드론본체(102)에 연결되어 있으며, 드론본체(102)에는 추가적으로 수직프로펠러를 조립체결할 수 있는 수직프로펠러 조립 체결부(106)와 비행기 날개를 조립해서 체결할 수 있는 비행기날개 조립 체결부(107)가 형성되어 있다.

본 도면에는 수평 프로펠러가 네개가 부착된 쿼드콥터의 형태이지만, 수평프로펠러가 형성되어 구동되는 멀티콥터에는 모두 적용된다.

수평프로펠러(103)라고 함은 일반적인 드론과 같이 드론을 상향으로 바로 상승시킬수 있도록 프로펠러가 수평방향으로 형성된 구조를 의미한다.

수평프로펠러를 구동시키는 모터(104)는 일반적으로 프로펠러에 바로 부착되어 있으며, 각각의 프로펠러에 부착되어 있어서 각각의 수평프로펠러의 회전속도를 따로 제어할 수 있다.

수평프로펠러는 회전 반경이 있기 때문에, 본체로 부터 어느정도의 거리를 두고 회전하게 되며, 지지대(105)가 있어서 수평프로펠러를 지탱한다.

일반적으로 멀티콥터 또는 쿼드콥터(Quadcopter)에서의 수평프로펠러는 대칭적인 구조로 설계된다.

드론본체(102)라고 함은 기구적인 구조와 함깨, 배터리와, 비행제어유닉(Flight Control Unit)인 전자제어부와, 비행제어유닛으로 부터 신호를 받아서 프로펠러 모터의 속도를 조절하는 전자변속기(ESC : Electric Speed Control)와 무선조종기 (Transmitter)로 부터 조종신호를 무선으로 수신하는 수신기(Receiver)와 전력을 공급하는 배터리 등으로 구성되어 있다.

드론에 카메라를 장착하게 되면 카메라의 영상을 무선으로 송출하는 영상 송출부도 추가된다.

수평프로펠러를 가지는 드론의 비행제어는 기본적으로 각각의 수평프로펠러의 속도를 조절해서 상승, 하강, 전진, 후진, 방향전환등을 조절한다.

비행제어유닛에는 비행기의 비행 방향등의 조절과 비행기 속도등의 정보외에도 GPS 수신을 통한 위치 감지 기능, 고도감지기능, 가속도게, 속도계, 평형상태를 알려주는 자이로스코프 센서등의 다양한 센서기능이 내장되며, 이러한 제어센서와 제어기능을 통해서 수평 프로펠러를 가지는 멀티콥터의 제반 컨트롤을 할 수 있다.

본 발명에 따른 드론본체에는 추가적으로 수직프로펠러를 조립할 수 있는 수직프로펠러 조립 체결부(106) 비행기 날개(Wing)를 조립할 수 있는 비행기날개 조립 체결부(107)가 형성된다.

수직프로펠러의 체결부는 별도의 수직프로펠러를 조립해서 고정할 수 있으며, 기구적인 조립에 추가해서 조립하면, 전기적으로도 연결되어서 수직프로펠러에 부착된 모터를 구동할 수 있는 전기가 공급된다.

체결부의 형태는 나사방식이거나, 쐐기형태의 체결등의 일반적인 체결방법이 가능하며. 기본적으로 본 발명에 의한 체결부는 조립이 가능하며, 또한 분해도 가능한 구조이다.

수직프로펠러가 조립되면, 드론본체에 장착된 비행제어유닛인 전자제어부에서 수직프로펠러의 회전을 제어해서 비행속도등을 제어하게 된다.

전기적으로도 연결되면서 전자제어부에서 자동적으로 수직프로펠러가 연결되었음을 감지해서 이에대한 회전속도등의 제어가 가능하게 한다.

본 발명의 드론본체에는 비행기 날개를 조립해서 부착할 수 있는 비행기 날개 체결부도 형성된다.

비행기 날개는 공중에서 전진비행을 할 때는 양력을 발생시켜서 에너지 소모를 줄이며, 속도를 빠르게 할 수 있는 장점이 있지만, 공중으로 떠 오를 때는 공기의 저항을 증가시켜서 에너지 소모를 증가시키며, 공중에서 정지상태를 유지할 때는 바람의 저항을 많이 받아서 정지상태 유지를 어렵게 한다.

따라서 본 발명에서는 필요할 때에 장착하기 위해서 비행기 날개 체결부를 드론본체에 형성한다.

비행기 날개를 고정형으로 전기적인 연결 없이 조립 부착할 수도 있고, 일반적인 비행기 처럼 비행기 날개의 각도를 바꿔서 상승과 하강이거나 방향전환을 할 수 있게 하려면 별도의 전기적인 연결을 할 수도 있다.

비행기날개는 수직프로펠러와 같이 설치되어야 효과가 있기 때문에 수직프로펠러와 같이 조립된다.

도 2 에는 본 발명에 따른 드론의 구조로서, 추가로 수직프로펠러와 비행기 날개를 조립해서 체결할 수 있는 체결부가 있는 구조가 평면도와 정면도로서 도시되어 있다.

조립이 가능함과 함께 체결부로 부터 수직프로펠러와 비행기날개를 분리할 수 있다.

따라서 기존의 멀티콥터로만 사용하거나, 비행기모드와 멀티콥터 모드를 변경해가면서 사용도 가능하다.

(a)는 위에서 내려다 본 평면도로서 쿼드콥터 형태의 멀티콥터 드론(101)으로서, 드론본체(102)에는 수평프로펠러(103)가 수평프로펠러 지지대(105)로 드론본체(102)에 연결되어 있으며, 드론본체(102)에는 추가적으로 수직프로펠러를 조립체결할 수 있는 수직프로펠러 조립 체결부(106)와 비행기 날개를 조립해서 체결할 수 있는 날개 조립 체결부(107)가 형성되어 있다.

수직프로펠러 조립 체결부와 날개 조립 체결부는 여러가지 형상이나 구조로 제조가 가능하다.

수직프로펠러는 드론본체의 앞면과 뒷면에 형성할 수 있기 때문에 앞면에 조립되는 수직프로펠러 체결부(106-F)와 뒷면에 조립되는 수직프로펠러 체결부(106-R)로 표시하였다.

F 는 Front 를 의미하며, R은 Rear 를 의미한다.

수직프로펠러는 비행기의 전면 방향으로 일반적으로 설치되나, 뒷면에 설치해도 비행기 날개의 회전 방향에 의해 전진을 시킬 수 있다.

본 발명에서 수직프로펠러를 드론의 뒷면에도 설치할 수 있게 한 것은 드론에 카메라가 장착되었을 때 앞면에 수직프로펠러가 조립되어서 앞면을 향해서 있는 카메라를 가리는 구조이면, 수직프로펠러를 드론의 뒷면에만 설치해서 앞면을 바라보는 전진 비행도 가능하면서 카메라를 방해하지 않게 할 수 있는 것이다.

(b)는 옆에서 바라다 본 측면도로서, 드론본체(102)에는 수평프로펠러(103)가 수평프로펠러 지지대(105)로 드론본체(102)에 연결되어 있으며, 드론본체(102)에는 비행기 날개를 조립해서 체결할 수 있는 날개 조립 체결부(107)가 형성되어 있다.

비행기 날개는 일반적으로 수직프로펠러와 직각인 방향에 형성된다.

본 구조에서는 비행기날개는 드론의 양쪽으로 조립 부착된다.

(c)에는 앞에서 바라다 본 정면도로서 쿼드콥터 형태의 멀티콥터 드론(101)으로서, 드론본체(102)에는수평 프로펠러(103)가 수평프로펠러 지지대(105)로 드론본체(102)에 연결되어 있으며, 드론본체(102)에는 추가적으로 수직프로펠러를 조립체결할 수 있는 수직프로펠러 조립 체결부(106)와 비행기 날개를 조립해서 체결할 수 있는 날개 조립 체결부(107)가 형성되어 있다.

수직프로펠러 조립 체결부와 날개 조립 체결부는 여러가지 형상이나 구조로 제조가 가능하며 조립과 분리가 가능한 구조이며, 나사형태이거나, 쐐기형태등의 다양한 형태가 가능하다.

드론의 앞면에 수직프로펠러를 설치하면, 일반 비행기와 같은 전진 비행이 가능하다.

(d)에는 드론의 뒤에서 바라다 본 정면도로서 쿼드콥터 형태의 멀티콥터 드론(101)으로서, 드론본체(102)에는수평 프로펠러(103)가 수평프로펠러 지지대(105)로 드론본체(102)에 연결되어 있으며, 드론본체(102)에는 추가적으로 수직프로펠러를 조립체결할 수 있는 수직프로펠러 조립 체결부(106)와 비행기 날개를 조립해서 체결할 수 있는 날개 조립 체결부(107)가 형성되어 있다.

드론의 앞면과 뒷면에 수직프로펠러를 설치하면, 전진 비행의 속도를 높일 수 있으며, 앞면의 수직프로펠러와 뒷면의 수직프로펠러의 회전방향을 다르게 해서 비행기가 빙글빙글 도는 자전현상을 방지할 수 있다.

뒷면에만 수직프로펠러를 조립해서 설치해도 전진비행이 가능하다.

뒷면에만 수직프로펠러를 설치하게 되는 이유는 앞면을 바라보게 설치되는 카메라를 앞면의 수직프로펠러가 시야를 방해하는 구조이면 앞면프로펠러를 조립하지 않고 뒷면 프로펠러로만 비행을 가능하게 한다.

뒷면 수직프로펠러만 조립되는 구조에서는 빙글빙글 도는 자전을 방지하기 위해서 수평프로펠러의 회전을 이용할 수 있다.

도 3 에는 본 발명에 사용되는 조립이 가능한 체결부가 있는 수직프로펠러와 비행기날개가 나타나있다.

(a)에 나타나는 수직프로펠러세트(301-F, 301-R)는 수직프로펠러(302-F,302-R)와 수직프로펠러에 부착되어서 수직프로펠러를 회전시키는 수직프로펠러 구동 모터(303-F, 303-R)와 수직프로펠러와 모터를 지지하는 지지대(304-F, 304-R)와 지지대에 형성되는 체결부(305-F,305-R)로 구성되어 있다.

앞쪽에 체결되는 수직프로펠러에는 F 를 붙였으며, 뒤쪽에 부착되는 수직프로펠러에는 R 을 붙여서 구분하였다.

양쪽은 동일한 사양의 모터와 프로펠러를 가지는 제품을 사용할 수도 있으며, 드론의 앞쪽에 조립되는 수직프로펠러와 모터와, 드론의 뒤쪽에 조립되는 수직프로펠러와 모터는 다른 크기와 사양을 가질 수도 있다.

지지대에 형성되는 체결부는 본 도면에서는 나사형태로 되어 있지만, 구멍이 뚫려 있는 등의 다양한 구조의 체결형태도 가능하다.

두 개의 수직프로펠러세트가 도시되어 있으며, 앞면과 뒷면에 설치되는 수직프로펠러를 나타낸다.

앞면과 뒷면에 설치되는 수직프로펠러는 동일한 크기와 형태일 수도 있고, 회전 방향에 따라 날개 형태가 달라질 수도 있으며, 기능에 따라서 크기도 달라질 수 있다.

앞면과 뒷면의 수직프로펠러가 전진 비행만을 위한 것이면 동일한 크기로 제조할 수 있으며, 한 쪽은 자전을 방지하거나, 방향전환을 위한 용도로만 사용하면 모터와 프로펠러의 크기등을 다르게 제작할 수 있다.

(b)에는 비행기날개(306)가 도시되어 있으며, 비행기날개에도 체결부(307)가 형성되어 있다.

비행기날개는 양쪽으로 두개를 사용하는 구조로서 조립이거나 분리가 가능하도록 각각의 체결부(307)과 형성되어 있다.

체결부의 형태는 창틀과 같은 요철구조로 끼울 수 있는 형태이거나, 구멍이 나 있어서 나사등으로 고정하는 형태등 다양한 구조의 체결이 가능하다.

비행기날개도 일반적인 비행기 날개와 같이 양력을 발생시킬 수 있는 구조이면 가능하다.

본 도면의 수직프로펠러세트와 비행기날개를 드론 본체의 체결부에 조립하면 공중에 뜬 상태에서 비행기처럼 수직프로펠러에 의한 비행이 가능하다.

도 4 에는 본 발명에 따른 수직프로펠러와 비행기 날개의 체결부가 있는 드론 본체에 조립하기 전의 상태가 사시도로 나타나있다.

수평프로펠러가 장착된 쿼드콥터형태의 드론(101) 본체에 형성된 수직프로펠러 체결부의 앞면 체결부(106-F)에는 앞면용 수직프로펠러세트(301-F)가 지지대에 형성된 체결부(305-F)를 통해서 체결이 가능하며, 수직프로펠러 체결부의 뒷면 체결부(106-R)에는 뒷면용 수직프로펠러세트(301-R)가 지지대에 형성된 체결부(305-R)를 통해서 체결이 가능하다.

사시도이기 때문에 드론 본체에 형성된 뒷면 수직프로펠러 체결부는 가려져있다.

비행기날개의 체결로서 수평프로펠러가 장착된 쿼드롭터형태의 드론(101) 본체에 형성된 오른쪽 비행기날개 체결부(107-R)에는 오른쪽용 비행기날개(306-R)이 조립이 가능하며, 왼쪽 비행기날개 체결부(107-L)에는 왼쪽용 비행기날개(306-L)이 조립이 가능하다.

사시도이기 때문에 드론 본체에 형성된 왼쪽 비행기날개 체결부는 가려져있다.

도 5 에는 본 발명에 따른 수직프로펠러와 비행기 날개의 체결부가 있는 드론 본체에 조립된 상태가 사시도로 나타나있다.

수평프로펠러가 장착된 쿼드콥터형태의 드론(101) 본체(102)에 형성된 수직프로펠러 체결부의 앞면 체결부에는 앞면용 수직프로펠러세트(301-F)가 체결되어 있으며, 드론의 뒷면에는 뒷면용 수직프로펠러세트(301-R)가 체결이 되어있다.

비행기날개의 체결로서 수평프로펠러가 장착된 쿼드롭터형태의 드론(101) 본체(102)에 오른쪽용 비행기날개(306-R)와 왼쪽용 비행기날개(306-L)가 조립이 된 상태이다.

이렇게 수직프로펠러와 비행기날개가 조립되고 나면 드론은 쿼드콥터처럼 제자리에서 바로 상승하였다가, 수직프로펠러를 회전시켜서 비행기처럼 날아가게 할 수 있다.

본 발명의 내용처럼 수직프로펠러와 비행기날개를 조립식으로 조립했다가 분리할 수 있게 하는 이유는 용도에 따라서 멀티콥터 모드로만 사용할 수도 있고, 또는 비행기모드와 멀티콥트모드를 같이 사용할 수 있게 하는 것이다.

이렇게 원래의 멀티콥터 기능만으로 운행하게 하는 것과, 비행기모드를 추가할 수 있게하는 것은 용도이거나 지역에 따라서 여러가지 방향으로 드론을 활용할 수 있기 때문이다.

무인비행체인 드론은 항공법등의 규정으로 일반적으로 고도제한등의 사용제한이 있다.

이러한 지역에서는 비행높이나 비행거리등의 제약이 있기때문에 멀티콥터형태의 드론만으로 충분히 사용할 수 있다.

야외이거나 바닷가 등의 넓은 장소등에서는 무인비행기의 제약이 완화되거나 없는 지역도 있다.

이러한 비행허용지역에서는 비행고도의 높이 제약이 없거나 거리제약도 약하다.

따라서 이러한 곳에서는 높이 올라가거나 멀리가는 비행기 형태의 드론이 필요하다.

기존에는 이러한 멀티콥터 기능의 드론과 비행기 모드 기능의 드론을 사용하려면 따로 구입하여야 한다.

본 발명에 의한 구조로서 멀티콥터 내지 비행기모드의 드론을 바꿔가면서 사용할 수 있는 것이다.

본 발명에 따른 기존의 멀티콥터방식의 수평프로펠러가 있으면서 비행기방식의 수직프로펠러와 비행기날개가 있는 방식은 비행기 방식 전용의 드론과 비교해서 조정에도 장점이 있다.

본 발명의 방식에 의해 수평프로펠러에 의해 활주로가 필요없이 바로 공중으로 상승할 수 있는 장점이 있으며, 비행기모드로 운행할 때 수평프로펠러를 사용해서 방향전환과 상승과 하강과 착륙을 자유로 조절할 수 있는 것이다.

종래의 비행기이거나 비행기 방식의 드론에 있어서는 활주로가 필요한 것 외에도 방향전환을 위해서는 비행기날개에 별도의 기능을 가지게 하거나, 별도의 프로펠러를 설치해서 방향전환이거나 상승 하강등의 기능을 하게 하여야 한다.

본 발명에 의한 방식으로는 수평프로펠러가 기본을 장착되어 있기 때문에 수직프로펠러의 구조와 기능과 비행기날개의 구조와 기능을 단순화시켜도 수평프로펠러에 의해서 방향전환이거나 상승이거나 하강등의 대부분의 기능을 구동할 수 있으며, 수직프로펠러는 날개에 양력을 가하면서 비행기처럼 날아가는 동력을 제공하는 기능만 하게 할 수 있는 것이다.

도 6 에는 본 발명에 따른 수직프로펠러와 비행기날개가 조립되어 부착된 드론의 구조를 평면도와 측면도등으로 나타낸 것이다.

(a)는 위에서 내려다 본 평면도로서 쿼드콥터 형태의 멀티콥터 드론(101)으로서, 드론본체(102)에는 수평프로펠러(103)가 드론본체(102)에 연결되어 있으며, 드론본체(102)에는 앞면 수직프로펠러세트(301-F)와 뒷면 수직프로펠러세트(301-R)가 드론 본체의 앞면과 뒷면에 조립되어 있으며, 오른쪽 비행기날개(306-R)와 왼쪽 비행기날개(306-L)가 드론 본체의 오른쪽과 왼쪽에 조립되어 있는 위에서 내려다 본 평면도가 나타나 있다.

수직프로펠러세트((301-F, 301-R)는 수직프로펠러와 수직프로펠러과 부착되어서 수직프로펠러를 회전시키는 수직프로펠러 구동 모터와 수직프로펠러와 모터를 지지하는 지지대와 지지대에 형성되는 체결부로 구성되어 있으며, 수직프로펠러세트의 체결부를 이용해서 드론의 체결부에 조립된다.

(b)는 옆에서 바라다 본 측면도로서, 드론본체(102)에는 수평프로펠러(103)가 드론본체(102)에 연결되어 있으며, 드론본체(102)에는 앞면 수직프로펠러세트(301-F)와 뒷면 수직프로펠러세트(301-R)가 드론 본체의 앞면과 뒷면에 조립되어 있으며, 오른쪽 비행기날개와 왼쪽 비행기날개(306-L)가 드론 본체의 오른쪽과 왼쪽에 조립되어 있는 측면도가 나타나 있다.

비행기 날개는 일반적으로 수직프로펠러와 직각인 방향에 형성된다.

본 구조에서는 비행기날개는 드론의 양쪽으로 조립 부착되며 왼쪽 비행기날개를 나타낸 도면이다.

(c)에는 앞에서 바라다 본 정면도로서 드론본체(102)에는 수평프로펠러(103)가 드론본체(102)에 연결되어 있으며, 드론본체(102)에는 앞면 수직프로펠러세트(301-F)가 드론 본체의 앞면에 조립되어 있으며, 오른쪽 비행기날개(306-R)와 왼쪽 비행기날개(306-L)가 드론 본체의 오른쪽과 왼쪽에 조립되어 있는 앞에서 바라다 본 정면도가 나타나 있다.

드론의 앞면에 수직프로펠러를 설치하면, 일반 비행기와 같은 전진 비행이 가능하다.

(d)에는 드론의 뒤에서 바라다 본 정면도로서 드론본체(102)에는 수평프로펠러(103)가 드론본체(102)에 연결되어 있으며, 드론본체(102)에는 뒷면 수직프로펠러세트(301-R)가 드론 본체의 뒷면에 조립되어 있으며, 오른쪽 비행기날개(306-R)와 왼쪽 비행기날개(306-L)가 드론 본체의 오른쪽과 왼쪽에 조립되어 있는 뒤에서 바라다 본 정면도가 나타나 있다.

드론의 앞면과 뒷면에 수직프로펠러를 설치하면, 전진 비행의 속도를 높일 수 있으며, 앞면의 수직프로펠러와 뒷면의 수직프로펠러의 회전방향을 다르게 해서 비행기가 빙글빙글 도는 자전현상을 방지할 수 있다.

뒷면에만 수직프로펠러를 조립해서 설치해도 전진비행이 가능하다.

뒷면에만 수직프로펠러를 설치하게 되는 이유는 앞면을 바라보게 설치되는 카메라를 앞면의 수직프로펠러가 시야를 방해하는 구조이면 앞면프로펠러를 조립하지 않고 뒷면 프로펠러로만 비행을 가능하게 한다.

뒷면 수직프로펠러만 조립되는 구조에서는 빙글빙글 도는 자전을 방지하기 위해서 수평프로펠러의 회전을 이용할 수 있다.

상기의 구조에서는 드론의 앞면과 뒷면에 모두 수직프로펠러를 설치한 것을 나타내며, 이와는 달리 앞면이거나 뒷면에만 수직프로펠러를 설치할 수 있다.

도 7 에는 드론 본체의 앞면에만 수직프로펠러를 조립한 구조가 나타나 kdlT다.

(a)에는 조립이 되기전의 상태의 쿼드콥터 형태의 드론(101)과 앞면 수직프로펠러세트(301-F)와 오른쪽과 왼쪽의 비행기날개(306-R, 306-L)가 도시되어 있다.

(b)에는 수평프로펠러가 장착된 쿼드콥터형태의 드론(101)에 앞면용 수직프로펠러세트(301-F)가 조립이 되어있다.

뒷면에는 수직프로펠러가 장착되지 않은 구조이다.

이렇게 앞면에만 수직프로펠러가 조립되고 양쪽으로 비행기날개가 조립되고 나면 드론은 쿼드콥터처럼 제자리에서 바로 상승하였다가, 수직프로펠러를 회전시켜서 비행기처럼 날아가게 할 수 있다.

앞면에만 수직프로펠러를 설치해도 비행기 처럼 비행할 수 있으며, 방향전환이거나 상승이거나 하강은 수평프로펠러를 이용할 수 있다.

수직프로펠러를 한 개만 설치하면, 최고 속도 등은 두 개의 수직프로펠러를 장착할 때보다 떨어지지만, 무게를 줄일 수 있고 비용도 절감할 수 있다.

도 8 에는 드론 본체의 뒷면에만 수직프로펠러를 조립한 구조가 나타나 kdlT다.

(a)에는 조립이 되기전의 상태의 쿼드콥터 형태의 드론(101)과 뒷면 수직프로펠러세트(301-R)와 오른쪽과 왼쪽의 비행기날개(306-R, 306-L)가 도시되어 있다.

(b)에는 수평프로펠러가 장착된 쿼드콥터형태의 드론(101)에 뒷면용 수직프로펠러세트(301-R)가 조립이 되어있다.

앞면에는 수직프로펠러가 장착되지 않은 구조이다.

윗면에만 수직프로펠러를 조립하는 구조는 앞면에 카메라가 설치되어 앞면 수직프로펠러가 카메라의 시야를 방해하게 되면, 앞면은 설치하지 않고 뒷면 수직프로펠러만 조립할 수 있는 것이다.

이와 같이 본 발명의 구조에서 수직프로펠러와 비행기날개를 자유롭게 조립할 수 있는 구조를 이용해서 상황에 맞는 비행기모드를 가지는 드론을 조립 제작할 수 있다.

도 9 에는 드론본체와 수직프로펠러와 비행기날개의 체결부의 구조도의 일례가 나타나있다.

(a)에는 수직프로펠러세트(301)와 비행기날개(306)가 장착된 드론이 도시되어 있다.

(b)에는 수직프로펠러세트와 드론의 체결부의 확대단면도로서, 드론본체의 체결부(106)와 수직프로펠러세트의 체결부(30가 나사형태로 되어 있어서 돌려서 조립하거나 분해할 수 있게 한 것이다.

나사의 방향은 수직프로펠러의 회전방향과 같은 방향으로 되어 있으면 수직프로펠러가 회전할때 나사 방향으로 회전되어서 비행기모등의 구동중에 나사가 풀리지 않게 된다.

나사를 이용한 조립은 일례이며, 구멍을 뚫어서 고정시킨다든지, 별도의 잠금장치를 만드는 등의 조립과 분해가 가능한 다양한 체결방법이 가능하다.

(c)에는 비행기날개와 드론의 체결부의 확대단면도가 나타나 있다.

드론본체의 체결부(107)와 비행기날개체결부(307)가 창틀과 같이 요철구조로 맞물려 고정되게 한 구조로서 창문처럼 밀어서 조립고정이 되게하는 것이다.

조립되고 나서 구멍등에 나사를 끼워서 추가로 고정할 수도 있다.

비행기 진행 방향과 반대 방향으로 요철구조를 형성하면 비행기 진행중에 분리가 되지를 않는다.

상기의 구조는 비행기날개와 드론분체의 체결 방법의 일례이며, 별도의 구멍을 뚫고 별도의 볼트와 너트로 고정하는 등의 다양한 방법이 가능하다.

본 발명에 따른 구조로서 수직프로펠러세트를 드론본체에 조립하면 수직프로펠러세트의 프로펠러를 회전시키기 위한 모터에 전기가 공급되어야 한다.

이를 위해서 드론의 비행유닛제어부에는 수직프로펠러세트가 조립되면 모터를 구동시킬 별도의 전기회로와 단자가 형성되어 있다.

본 발명의 장점은 용도에 따라서 수직프로펠러의 프로펠러가 큰것을 사용하거나 회전력이 높은것을 사용하는 등의 조절이 가능하며, 수직프로펠러를 부착하는 개수도 조절할 수 있는 것이다.

도 10 에는 수직프로펠러가 연결되면 전기를 공급하고 제어신호를 발생시킬 수 있는 본 발명에 따른 드론의 전자부의 개념도가 나타나있다.

드론의 전자부(1001)에는 비행제어유닉(Flight Control Unit)인 전자제어부(1002)와, 비행제어유닛으로부터 신호를 받아서 수평프로펠러 모터의 속도를 조절하는 전자변속기(ESC : Electric Speed Control)(1003)와 전자변속기와 수평프로펠러의 모터(104)를 전기적으로 연결하는 전기연결부(1004)등이 구성되어 있으며, 특히 본 발명에 따른 수직프로펠러를 구동하기 위한 비행제어유닛(1002)와 수직프로펠러의 모터 구동용 전자변속기(1006)을 연결하는 전기연결부(1005)와 수직프로펠러의 모터 구동용 전자변속기로부터 연결되며, 노출되는 수직프로펠러용 모터를 위한 연결노출전극(1007)이 형성되어 있다.

수직프로펠러용 모터를 위한 연결노출전극(1007)은 수직프로펠러세트가 조립되면, 자동으로 전기적으로 접점이 되어 전기가 흐를 수 있는 전기회로가 된다.

본 발명의 전자부에서는 수직프로펠러 세트가 드론본체에 조립되어 있는지를 판단해서 연결되지 않은 상태와 연결된 상태에서 별도로 전기적 신호를 발생시킨다.

전자부에는 배터리와, 무선신호 송수신부와 카메라 제어부 등의 전자적인 기능이 추가된다.

도 11 에는 비행제어유닛의 기판의 일례가 사진으로 나타나 있다.

비행제어유닛(1002)은 PCB 기판에 MCU를 포함한 각종 전자부품이 실장되며, 비행기의 비행 방향등의 조절과 비행기 속도등의 정보외에도 GPS 수신을 통한 위치 감지 기능, 고도감지기능, 가속도게, 속도계, 평형상태를 알려주는 자이로스코프 센서등의 다양한 센서기능이 내장되며, 이러한 제어센서와 제어기능을 통해서 수평 프로펠러를 가지는 멀티콥터의 제반 컨트롤을 할 수 있다.

특히 본 발명에 따른 수직프로펠러세트가 조립되어 전기적으로 연결되면, 드론본체에 장착된 비행제어유닛인 전자제어부에서 수직프로펠러의 회전을 제어해서 비행속도등을 제어하게 된다.

전자제어부인 비행제어유닛에서 수직프로펠러세트의 모터가 전기적으로도 연결되면서 전자제어부에서 자동적으로 수직프로펠러가 연결되었음을 감지해서 이에대한 회전속도등의 제어가 가능하게 한다.

도 12 에는 전기회로가 단면도로서 나타난 드론 본체와 수직프로펠러 유닛이 조립되기 전의 전기회로 샹태가 나타나있다.

드론 본체의 전자부(1001)의 전자제어부(1002)로 부터 수평프로펠러(103)의 모터(104)를 구동하기 위한 전자변속기(1003)와 전기적으로 연결되어 있으며, 비행제어유닛인 전자제어부에서 전자변속기를 통해서 수평프로펠러의 모터의 회전속도를 조절한다.

또한 드론 본체의 전자제어부로 부터 회로(1005)를 통해서 수직프로펠러의속도를 제어하기 위한 수직프로펠러 전자변속기(1006)로 전기적으로 연결되며, 수직프로펠러 전자변속기(1006)로 부터 수직프로펠러세트와 전기적으로 연결하기 위해서 노출된 연결노출전극(1007)과 전기적으로 연결되어 있다.

조립되기 전의 수직프로펠러세트(301-F) 의 수직프로펠러(302)를 구동하기 위한 수직프로펠러용 모터(1201)는 전기 배선(1202)을 통해서 체결부 끝에 수직프로펠러 구동모터용 노출전극(1203)으로 전기적으로 연결되어 있다.

따라서 드론본체의 전자제어부로부터 연결되는 연결노출전극(1007)과 수직프로펠러세트의 모터로 부터 연결되는 연결노출전극(1203)이 전기적으로 접촉되면 드론본체의 전자제어부로 부터 수직프로펠러세트의 모트의 회전을 조절할 수 있다.

도 13 에는 전기회로가 단면도로서 나타난 드론 본체와 수직프로펠러 유닛이 조립된 상태의 전기회로 샹태가 나타나있다.

드론 본체의 전자부(1001)의 전자제어부(1002)로 부터 수평프로펠러(103)의 모터(104)를 구동하기 위한 전자변속기(1003)와 전기적으로 연결되어 있으며, 비행제어유닛인 전자제어부에서 전자변속기를 통해서 수평프로펠러의 모터의 회전속도를 조절한다.

또한 드론 본체의 전자제어부로 부터 회로(1005)를 통해서 수직프로펠러의속도를 제어하기 위한 수직프로펠러 전자변속기(1006)로 전기적으로 연결되며, 수직프로펠러 전자변속기(1006)로 부터 수직프로펠러세트와 전기적으로 연결하기 위해서 노출된 연결노출전극(1007)과 전기적으로 연결되어 있다.

조립이 된 수직프로펠러세트(301-F) 의 수직프로펠러(302)를 구동하기 위한 수직프로펠러용 모터(1201)는 전기 배선(1202)을 통해서 체결부 끝에 수직프로펠러 구동모터용 연결노출전극(1203)으로 전기적으로 연결되어 있다.

따라서 드론본체의 전자제어부로부터 연결되는 연결노출전극(1007)과 수직프로펠러세트의 모터로 부터 연결되는 연결노출전극(1203)이 전기적으로 접촉되어서 드론본체의 전자제어부로 부터 수직프로펠러세트의 모트의 회전을 조절할 수 있다.

전자제어부에서 수직프로펠러가 연결되었다는 것을 인지할 수 있게 하는 방법은 다양하게 있으며, 일례로서 수직프로펠러의 모터를 연결하면 모터내의 전기코일의 저항이 나타나므로, 모터가 연결되기 전의 오픈 전극의 저항으로 부터 모터 코일의 전기저항으로의 변화를 측정해서 연결된 것을 마이크로프로세스에서 인식할 수 있다.

또 다른 방법은 스위치를 부착해서 연결되면 스위치가 On이 되면서 연결된 것을 인지하는 방법이 있다.

또는 인위적으로 수직프로펠러세트를 드론본체에 연결하고 나서 연결된 상태인 것을 무선조정기 등으로 드론본체의 전자제어부의 마이크로프로세스나 메모리에 입력하는 방법등도 있다.

이와같이 드론본체와 수직프로펠러세트가 조립되거나 분리된 상태를 별도의 비행모드로 파악해서 전자제어부에서 컨트롤 하는 것이다.

비행기 날개에 대해서도 마찬가지로 스위치 연결 방식이거나 외부입력 방식으로 비행기날개가 조립된 것을 입력할 수 있다.

인위적으로 수직프로펠러세트이거나 비행기날개가 조립된 것을 입력하는 방법은 수직프로펠러세트의 종류가 다양하거나 비행기날개가 다양할 때 이를 정확하게 입력하는 데에 필요하다.

수직프로펠러의 모터의 크기나 스펙을 다르게 하거나 수직프로펠러의 크기를 다르게 하거나 회전방향을 바꾸는 등의 다양한 종류의 수직프로펠러세트를 제작하면 이를 드론 본체의 전자제어부에 직접입력함으로서 수직프로펠러의 제어를 정확하게 할수 있다.

상기의 도면에서 수직프로펠러세트에는 수직프로펠러와 모터가 있고, 수직프로펠러용 전자변속기는 드론본체에 형성된 것으로 구성되어 있으나, 전자변속기를 수직프로펠러세트에 장착하는 방법도 있으며, 수직프로펠러세트에 수직프로펠러와 모터와 전자변속기를 설치하고, 드론본체에는 전자제어부로부터 수직프로펠러세트의 전자변속기로 연결되는 전자회로와 연결노출전극만 형성되게 할 수도 있다.

이러한 전자변속기를 별도로 조립하는 수직프로펠러세트에 설치하는 구성으로 제작하고, 이러한 스펙을 드론본체의 전자제어부에 입력을 하게하면, 수직프로펠러세트를 모터의 용량이나 무게등에 대해서 더욱 다양한 종류로 제작이 가능해서 본 발명에 따른 기존의 수평프로펠러가 장착된 멀티콥터 기능의 드론에 비행기모드의 드론기능을 추가하는 것을 더욱 다양하게 할 수 있다.

수직프로펠러세트에 배터리를 추가할 수도 있다.

수직프로펠러세트를 구동하는 데에는 추가적인 배터리가 소모되므로 수직프로펠러세트에 배터리도 추가해서 수직프로펠러 세트를 드론 본체에 조립하면, 드론본체에 원래 장착된 배터리와 함께 수직프로펠러세트의 배터리가 추가되서 배터리용량을 늘릴수가 있다.

이러한 구성은 전진비행속도를 빠르게 하기 위해서 수직프로펠러를크게 만들며 모터용량을 크게만들면 속도가 빠른 만큼 배터리 소모가 증가하므로 수직프로펠러세트에 배터리를 추가로 장착해서 보조배터리로 활용할 수 있게 한다.

비행기날개에도 날개를 회전시키거나 하는 등의 기능을 위한 모터가 구성되면 이를 전자제어부에서 조절할 수 있게 해서 기존의 비행기모드에 더욱 유사하게 조종할 수 있다.

위와 같이 수평프로펠러에 의한 멀티콥터 드론에 수직프로펠러와 비행기 날개의 추가에 의한 비행기모드를 추가하는 것으로서 멀티콥터만으로 비행하는 모드와 비교해서 추가적인 비행기모드의 비행하는 모드를 적용할 수 있다.

도 14 에는 쿼드콥터의 드론으로서 수평프로펠러만 부착된 구조의 드론의 비행과 수평프로펠러에 추가해서 수직프로펠러를 추가한 구조의 드론의 비행 방법을 설명하기 위한 평면도가 나타나있다.

(a)에는 멀티콥터 중 가장 많이 사용되는 쿼드콥터의 구조가 나타나 있다.

각각의 수평프로펠러를 설명을 위해서 103-F-R,103-F-L, 103-R-R, 103-R-L 로 명칭되어 있다.

앞의 F 와 R 은 앞면의 Front를 의미하는 F 와 뒷면의 Rear를 의미하는 R 을 나타낸다.

추가의 R과 L 은 오른쪽의 Right의 R과 왼쪽의 Left 의 L을 나타낸다.

따라서 103-F-R 은 앞 쪽의 오른쪽에 있는 수평프로펠러이며, 103-F-L 은 앞 쪽의 왼쪽에 있는 수평프로펠러이며, 103-R-R 은 뒷 쪽의 오른쪽에 있는 수평프로펠러이며, 103-R-L 은 뒷 쪽의 왼쪽에 있는 수평프로펠러를 의미한다.

대칭구조인 쿼드콥터 드론의 앞쪽과 뒷쪽을 구분하는 통상의 기준은 카메라의 시야가 확보되는 방향을 앞쪽으로 정한다.

쿼드콥터 드론의 수평프로펠러는 대각선 방향의 수평프로펠러끼리 같은 방향으로 회전한다.

예를 들어서 103-F-R 과 103-R-L 의 수평프로펠러가 같이 반시계방향으로 회전하면, 103-F-L 과 103-R-R 의 수평프로펠러는 같이 시계방향으로 회전한다.

이렇게 회전방향을 정하면 드론이 자전하는 것을 막을 수 있다.

본 발명에서는 쿼드콥터 드론의 비행모드와 수직프로펠러가 장착되고 난 다음의 비행기방식의 비행모드를 구분해서 작동시킨다.

(a)에서의 쿼드콥터에서의 비행모드는 기존의 쿼드콥터 비행방식과 동일하며 정리하면 다음과 같다.

설명에서 High Speed 와 Low Speed 로 분류하는 것은 수평프로펠러의 회전속도로서 High Speed 가 Low Speed 보다 상대적으로 더 빠른 속도로 회전하는 것을 나타낸다.

전진 비행은 상기의 번호에서 Front 방향으로 비행하는 것을 의미하며 후진은 그 반대방향을 의미한다.

좌측 비행과 우측 비행과 좌와 우로 회전하는 것도 전진 방향을 기준으로 설명하는 것이다.

전진:(103-F-R, 103-F-L):Low Speed (103-R-R, 103-R-L):High Speed

후진:(103-F-R, 103-F-L):High Speed (103-R-R, 103-R-L):Low Speed

오른쪽이동:(103-F-L,103-R-L):High Speed (103-F-R, 103-R-R):Low Speed

왼쪽이동:(103-F-L,103-R-L):Low Speed (103-F-R, 103-R-R):High Speed

우회전:(103-F-R,103-R-L):High Speed (103-F-L,103-R-R):Low Speed

좌회전:(103-F-R,103-R-L):Low Speed (103-F-L,103-R-R):High Speed

상승:(103-F-R, 103-F-L, 103-R-R, 103-R-L):High Speed

하강:(103-F-R, 103-F-L, 103-R-R, 103-R-L):Low Speed

위치유지: (103-F-R, 103-F-L, 103-R-R, 103-R-L):각각 위치제어 조정 속도로 회전.

상기의 수평프로펠러의 속도 조합으로 수평프로펠러만 있는 쿼드콥터의 비행방향과 회전을 조절할 수 있다.

그러나 전진이거나 후진이거나 오른쪽이동이거나 왼쪽이동 모두가 쿼드콥터가 비스듬한 상태로 이동하기 때문에 배터리 소모가 크며, 속도가 한계가 있다.

위치유지라고 함은 공중에 한 위치에 떠 있는 상태를 의미하며, 이 상태에서는 비행제어유닛에서 자이로센서, GPS, 가속도셍서등의 센서정보등을 조합해서 각각의 수평프로펠러의 회전속도를 전자변속기를 통해서 제어해서 공중에 떠 있을 수 있게 한다.

(b)에는 본 발명에 따른 기존의 드론과 같이 수평프로펠러가 장착되어 있으며 추가로 수직프로펠러와 비행기날개를 장착한 구조의 쿼드콥터가 나타나 있다.

본 발명과 같이 수직프로펠러와 다수개의 수평프로펠러가 장착되면, 쿼드콥터 또는 멀티콥터의 수평프로펠러는 항상 회전을 할 필요가 없다.

수직프로펠러가 없고 기존의 쿼드콥터와 같이 수평프로펠러만 있으면 전진이거나 후진이거나 방향전환이거나 상승이거나 하강에 있어서 항상 수평프로펠러 모두를 회전시켜야 한다.

본 발명에 따른 수직프로펠러가 수평프로펠러와 같이 장착되어 있으면, 전진할 때는 수직프로펠러만 회전시키면 되며, 수평프로펠러는 회전하지 않는다.

수직프로펠러의 효율이 수평프로펠러보다 높기 때문에 수직프로펠러로만 일반비행기 처럼 전진비행을 할 수 있다.

본 발명에 따른 수직프로펠러와 수평프로펠러가 다수개 설치된 드론에 있어서 운행 제어는 다음과 같다.

전진: (302-F, 302-R) : 두개의 수직프로펠러 모두 회전, 또는 한 개의 수직프로펠러만 회전,

(103-F-R, 103-F-L):Low Speed (103-R-R, 103-R-L):회전 멈춤, 또는 위치제어 회전

전진 우회전:

(103-F-R,103-R-L):회전으로 방향전환

(302-F, 302-R) : 두개의 수직프로펠러 모두 회전, 또는 한 개의 수직프로펠러만 회전,

전진 좌회전

:(103-F-L,103-R-R):회전으로 방향전환

(302-F, 302-R) : 두개의 수직프로펠러 모두 회전, 또는 한 개의 수직프로펠러만 회전,

전진 상승:

(103-F-R, 103-F-L):상승각도에 따른 회전

(302-F, 302-R) : 두개의 수직프로펠러 모두 회전, 또는 한 개의 수직프로펠러만 회전,

전진 하강:

(103-R-R, 103-R-L):하강 각도에 따른 회전

(302-F, 302-R) : 두개의 수직프로펠러 모두 회전, 또는 한 개의 수직프로펠러만 회전,

제자리에서의 드론 구동

(302-F, 302-R) : 회전 멈춤

오른쪽이동:(103-F-L,103-R-L):High Speed (103-F-R, 103-R-R):Low Speed

왼쪽이동:(103-F-L,103-R-L):Low Speed (103-F-R, 103-R-R):High Speed

우회전:(103-F-R,103-R-L):High Speed (103-F-L,103-R-R):Low Speed

좌회전:(103-F-R,103-R-L):Low Speed (103-F-L,103-R-R):High Speed

상승:(103-F-R, 103-F-L, 103-R-R, 103-R-L):High Speed

하강:(103-F-R, 103-F-L, 103-R-R, 103-R-L):Low Speed

위치유지: (103-F-R, 103-F-L, 103-R-R, 103-R-L):각각 위치제어 조정 속도로 회전.

상기의 동작 설명과 같이 전진할 때는 수직프로펠러만 회전시키며, 수평프로펠러는 회전을 멈추거나 자세제어를 위한 회전만 하면되며, 왼쪽이나 오른쪽으로 방향전환을 하면서 비행을 할 때에 수직프로펠러를 회전시키면서 수평프로펠러 중에서 방향 전환을 위한 수평프로펠러만 회전시킨다.

또한 전진하면서 상승을 할 때는 수평프로펠러중에서 앞쪽에 있는 두개의 수평프로펠러를 회전시키며, 전진하면서 하강을 할때는 수평프로펠러중에서 뒤쪽에 있는 두개의 수평프로펠러를 회전시킨다.

이러한 방법의 장점은 기존의 수평프로펠러가 없는 비행기 방식만 있는 구조에서는 날개에 방향조절 장치를 추가해서 별도의 모터오 양쪽날개이거나 꼬리날개의 방향을 바꾸는 등의 기능으로 상승이나 하강이나 방향전환등에서 날개를 구동시켜야 한다.

드론에서 이와같이 날개를 구동시키기 위한 별도의 장치를 추가하면 기구가 복잡해지고 무게가 증가한다.

본 발명에서와 같이 상승이거나 하강이거나 방향전환은 수평프로펠러를 이용하고 수직프로펠러는 전진구동을 하게 하면 기존의 드론의 장점을 유지하면서 비행기모드 구종의 효율을 높일 수 있다.

본 발명의 수직프로펠러와 수평프로펠러가 같이 있는 구조에서 전진비행을 하지 않고 카메라쵤영등을 위해서 한 위치에 떠 있을 상태에서는 수직프로펠러는 회전을 중지시키고 수평프로펠러만으로 위치를 제어하면 된다.

이는 (a)에서와 같이 각각의 위치유지와 방향전환과 상승이거나 하강을 조절할 수 있다.

이와같이 본 발명의 수평프로펠러만 있는 드론에 수직프로펠러와 비행기날개를 조립해서 부착할 수 있는 구조는 다양한 드론의 구조를 가능하게 한다.

드론 본체에 수직프로펠러와 비행기날개를 별도로 조립하는 방법외에도, 비행기날개 세트에 수직프로펠러를 부착하는 것도 가능하다.

도 15 에는 비행기날개세트에 수직프로펠러가 장착되고 비행기날개세트를 드론본체에 조립하기 위한 수직프로펠러가 부착된 비행기날개세트의 체결부가 있는 드론본체의 구조가 평면도가 나타나있다.

본 발명에 따른 조립 체결부가 있는 멀티콥터 드론(1501)으로서, 드론본체(1502)에는 수평 프로펠러(1503)와 수평프로펠러를 회전시키는 모터(1504)가 수평프로펠러 지지대(1505)로 드론본체(1502)에 연결되어 있으며, 드론본체(1502)에는 추가적으로 수직프로펠러가 장착된 비행기날개세트를 조립체결할 수 있는 비행기날개세트 체결부(1506)와 비행기날개세트의 수직프로펠러의 모터를 구동하기 위한 노출이 된 전극인 연결노출전극(1507)이 형성되어 있다.

본 도면에는 수평 프로펠러가 네개가 부착된 쿼드콥터의 형태이지만, 수평프로펠러가 형성되어 구동되는 멀티콥터에는 모두 적용된다.

수평프로펠러(103)라고 함은 일반적인 드론과 같이 드론을 상향으로 바로 상승시킬수 있도록 프로펠러가 수평방향으로 형성된 구조를 의미한다.

수평프로펠러를 구동시키는 모터(104)는 일반적으로 프로펠러에 바로 부착되어 있으며, 각각의 프로펠러에 부착되어 있어서 각각의 수평프로펠러의 회전속도를 따로 제어할 수 있다.

수평프로펠러는 회전 반경이 있기 때문에, 본체로 부터 어느정도의 거리를 두고 회전하게 되며, 지지대(105)가 있어서 수평프로펠러를 지탱한다.

일반적으로 멀티콥터 또는 쿼드콥터(Quadcopter)에서의 수평프로펠러는 대칭적인 구조로 설계된다.

드론본체(1502)라고 함은 기구적인 구조와 함깨, 배터리와, 비행제어유닉(Flight Control Unit)인 전자제어부와, 비행제어유닛으로 부터 신호를 받아서 프로펠러 모터의 속도를 조절하는 전자변속기(ESC : Electric Speed Control)와 무선조종기 (Transmitter)로 부터 조종신호를 무선으로 수신하는 수신기(Receiver)와 전력을 공급하는 배터리 등으로 구성되어 있다.

드론에 카메라를 장착하게 되면 카메라의 영상을 무선으로 송출하는 영상 송출부도 추가된다.

수평프로펠러를 가지는 드론의 비행제어는 기본적으로 각각의 수평프로펠러의 속도를 조절해서 상승, 하강, 전진, 후진, 방향전환등을 조절한다.

비행제어유닛에는 비행기의 비행 방향등의 조절과 비행기 속도등의 정보외에도 GPS 수신을 통한 위치 감지 기능, 고도감지기능, 가속도게, 속도계, 평형상태를 알려주는 자이로스코프 센서등의 다양한 센서기능이 내장되며, 이러한 제어센서와 제어기능을 통해서 수평 프로펠러를 가지는 멀티콥터의 제반 컨트롤을 할 수 있다.

본 발명에 따른 드론본체에는 추가적으로 수직프로펠러가 장착된 비행기날개세트를 조립체결할 수 있는 비행기날개세트 체결부(1506)와 비행기날개세트의 수직프로펠러의 모터를 구동하기 위한 노출이 된 전극인 연결노출전극(1507)이 형성되어 있는 것이다.

특히 비행기날개세트 체결부가 드론본체의 상면에 있어서 수평프로펠러의 회전을 방해하지 않는 구조의 제작이 용이하다.

연결노출전극을 본 도면에서는 체결부에 형성하였지만, 체결부에 형성하지 않고 별도의 커넥터로 연결할 수도 있다.

별도의 커넥터로 비행기날개세트에 장착된 수직프로펠러용 모터를 구동하는 구조에서는 드론상단의 체결부에는 별도의 연결노출전극을 형성하지 않아도 된다.

도 16에는 수직프로펠러가 장착된 비행기날개세트의 일례로서 수직프로펠러가 비행기날개세트에 장착된 구조가 나타나있다.

본 도면에서는 수직프로펠러가 한개가 장착된 구조가 나타나 있지만 용도에 따라서 앞뒤로 두개 이거나 양쪽의 날개에 추가로 장착하는 것이 가능하다.

(a)에는 평면도로서, 멀티콥터에 조립하기 위한 수직프로펠러가 장착된 비행기날개세트(1601)로서 비행기날개세트에는 수직프로펠러(1602)가 부착되어 있으며, 수직프로펠러를 회전시키는 모터(1603)이 설치되어 있으며, 비행기날개와 수직프로펠러와 모터를 지탱하는 지지대(1604)가 형성되며, 지지대의 양쪽으로 비행기날개(1605)가 부착된다.

이와 같은 구조에서 수직프로펠러가 회전을 하여 전진하면 비행기날개에서 양력을 발생시켜 비행을 할수가 있다.

(b)에는 정면도가 나타나 있다.

비행기날개세트(1601)에는 수직프로펠러(1602)가 부착되어 있으며, 수직프로펠러를 회전시키는 모터가 설치되어 있으며, 비행기날개와 수직프로펠러와 모터를 지탱하는 지지대가 형성되며, 지지대의 양쪽으로 비행기날개(1605)가 부착되며, 드론의 상면에 비행기날개세트를 체결시키기 위한 체결부 지지대(1606)와 체결부(1607)가 형성되어 있다.

체결부에는 드론상면의 연결노출전극과 전기적으로 연결하기 위한 연결전극을 노출시킨다.

만일 별도의 커넥터로 모터를 구동하는 전기선을 연결하고자 하면 드론에 별도의 커넥터를 형성하며, 비행기날개세트에서도 커넥터선을 형성해서 커넥터로 연결해서 전기를 공급할 수 있다.

체결부의 구조는 창틀과 같은 요철구조이거나 나사로 고정하는 등의 다양한 고정방법이 가능하다.

(c)에는 측면도로서, 멀티콥터에 조립하기 위한 수직프로펠러가 장착된 비행기날개세트(1601)로서 비행기날개세트에는 수직프로펠러(1602)가 부착되어 있으며, 수직프로펠러를 회전시키는 모터(1603)이 설치되어 있으며, 비행기날개와 수직프로펠러와 모터를 지탱하는 지지대(1604)가 형성되며, 지지대의 양쪽으로 비행기날개(1605)가 드론의 상면에 비행기날개세트를 체결시키기 위한 체결부지지대(1606)와 체결부(1607)가 형성되어 있다.

본 구조에 있어서, 드론본체에 부착하기 위한 수직프로펠러가 형성된 비행기날개세트의 제조는 수직프로펠러와 모터를 미리 고정시켜 장착시킬 수도 있고, 수직프로펠러 또는 수직프로펠러와 모터를 별도로 제작해서 비행기날개세트에 조립하거나 분리하게 할 수도 있다.

도 17 에는 본 발명에 따른 구조로서, 본 발명에 따른 수직프로펠러가 장착된 비행기날개세트가 체결부가 있는 드론 본체의 상면에 조립된 상태가 정면도와 평면도로 나타나있다.

(a)에는 본 발명에 따른 조립 체결부가 있는 멀티콥터 드론(1501)에 비행기날개세트가 조립된 정면도로서, 드론본체(1502)에는 수평 프로펠러(1503)와 수평프로펠러를 회전시키는 모터(1504)가 수평프로펠러 지지대(1505)로 드론본체(1502)에 연결되어 있으며, 드론본체(1502)의 상면에 있는 체결부에 수직프로펠러가 장착된 비행기날개세트(1601)를 조립한 구조로서, 비행기날개세트(1601)에는 수직프로펠러(1602)가 부착되어 있으며, 수직프로펠러를 회전시키는 모터가 설치되어 있으며, 비행기날개와 수직프로펠러와 모터를 지탱하는 지지대가 형성되며, 지지대의 양쪽으로 비행기날개(1605)가 부착되며, 드론의 상면에 비행기날개세트를 체결시키기 위한 체결부지지대(1607)와 체결부(1608)를 통해서 드론 본체(1502)의 상면에 조립된 구조이다.

수직프로펠러가 장착된 비행기날개세트가 드론의 상면에 있는 장점은 수평프로펠러와 비행기날개간의 거리를 띄울 수 있어서 드론의 수평프로펠러의 회전에 의한 바람의 영향을 최소화시켜서, 멀티콥터의 기능의 유지를 용이하게 할 수 있으면서 비행기모드의 기능도 할 수 있다는 것이다.

(b)에는 조립 체결부가 있는 멀티콥터 드론(1501)에 비행기날개세트가 조립된 구조의 위에서 내려다 본 평면도로서, 드론본체(1502)에는 수평 프로펠러(1503)와 수평프로펠러를 회전시키는 모터(1504)가 수평프로펠러 지지대(1505)로 드론본체(1502)에 연결되어 있으며, 드론본체(1502)의 상면에 있는 체결부에 수직프로펠러가 장착된 비행기날개세트(1601)를 조립한 구조로서, 비행기날개세트(1601)에는 수직프로펠러(1602)가 부착되어 있으며, 수직프로펠러를 회전시키는 모터가 설치되어 있으며, 비행기날개와 수직프로펠러와 모터를 지탱하는 지지대(1604)가 형성되며, 지지대의 양쪽으로 비행기날개(1605)가 부착되며, 드론의 상면에 비행기날개세트를 체결시키기 위한 체결부지지대와 체결부를 통해서 드론 본체(1502)의 상면에 조립된 구조이다.

이러한 구조로 수직프로펠러가 장착된 비행기날개세트가 조립되고 나면 드론은 쿼드콥터처럼 제자리에서 바로 상승하였다가, 수직프로펠러를 회전시켜서 비행기처럼 날아가게 할 수 있다.

본 발명의 내용처럼 수직프로펠러가 장착된 비행기날개세트를 조립식으로 조립했다가 분리할 수 있게 하는 이유는 용도에 따라서 멀티콥터 모드로만 사용할 수도 있고, 또는 비행기모드와 멀티콥트모드를 같이 사용할 수 있게 하는 것이다.

도 18 에는 멀티콥터의 상면에 설치되는 수직프로펠러를 포함하는 비행기날개세트의 또 다른 실시례로서 비행기날개세트의 양 쪽 날개에 수직프로펠러가 형성된 것을 나타낸 것이다.

(a)에는 본 발명에 따른 조립 체결부가 있는 멀티콥터 드론(1501)에 비행기날개세트가 조립된 정면도로서, 드론본체(1502)에는 수평 프로펠러(1503)와 수평프로펠러를 회전시키는 모터가 수평프로펠러 지지대로 드론본체(1502)에 연결되어 있으며, 드론본체(1502)의 상면에 있는 체결부에 수직프로펠러가 장착된 비행기날개세트(1601)를 조립한 구조로서, 비행기날개세트(1601)의 양쪽 날개(1605-L, 1605-R)에는 각각 수직프로펠러(1801-L. 1801-R)가 부착되어 있으며, 수직프로펠러를 회전시키는 모터가 설치되어 있으며, 비행기날개를 지탱하는 지지대가 형성되며, 드론의 상면에 비행기날개세트를 체결시키기 위한 체결부지지대(1607)와 체결부(1608)를 통해서 드론 본체(1502)의 상면에 조립된 구조이다.

수직프로펠러가 비행기날개에 양쪽으로 두 개 장착됨으로서 비행모드에서의 속도를 더 올릴 수 있다.

구조에 따라서는 수직프로펠러(1801-L. 1801-R) 의 모터를 구동하는 전자변속기를 각각의 수직프로펠러에 대응하게 비행기날개세트에 포함시킬수도 있으며, 배터리도 추가적으로 비행기날개세트에 추가할 수 있다.

(b)에는 조립 체결부가 있는 멀티콥터 드론(1501)에 비행기날개세트가 조립된 구조의 위에서 내려다 본 평면도로서, 드론본체(1502)에는 수평 프로펠러(1503)와 수평프로펠러를 회전시키는 모터가 수평프로펠러 지지대로 드론본체(1502)에 연결되어 있으며, 드론본체(1502)의 상면에 있는 체결부에 수직프로펠러가 장착된 비행기날개세트(1601)를 조립한 구조로서, 비행기날개세트(1601)의 양쪽 날개(1605-L, 1605-R)에는 각각 수직프로펠러(1801-L. 1801-R)가 부착되어 있으며, 수직프로펠러를 회전시키는 모터가 설치되어 있으며, 비행기날개를 지탱하는 지지대가 형성되며, 드론의 상면에 비행기날개세트를 체결시키기 위한 체결부지지대(1607)와 체결부(1608)를 통해서 드론 본체(1502)의 상면에 조립된 구조이다.

본 발명의 구조에서와 같이 드론 본체에 조립이 가능한 수직프로펠러가 장착된 비행기날개세트에 다양한 구조의 수직프로펠러를 장착할 수 있으며, 장착 개수도 변화시킬 수 있다.

비행기날개세트에 장착되는 수직프로펠러도 조립식으로 분해와 조립이 가능하게 만듬으로서 수직프로펠러의 크기를 변경하거나 개수를 증가시키거나, 모터의 용량을 크게하는 등의 다양한 조합이 가능하다.

본 발명의 또 다른 응용은 드론의 본체와 수평프로펠러세트와 수직프로펠러세트와 비행기날개를 모두 분리해서 조립가능하게 함으로서 드론의 활용도를 높이는 것이다.

이렇게 제작되면 멀티콥터방식이거나 비행기전용모드 방식이거나 멀티콥터와 비행기모드를 같이 사용하는 방식등으로 자유롭게 사용할 수 있다.

도 19에는 드론본체와 수평프로펠러세트와 수직프로펠러세트와 비행기날개를 따로 제작해서 조립할 수 있는 구조인 것을 나타내는 평면도이다.

(a)에는 드론본체(1901)에 멀티콥터의 수평프로펠러세터인 앞면우측 수평프로펠러세트(1902-F-R)와 앞면좌측 수평프로펠러세트(1902-F-L)와 뒷면우측 수평프로펠러세트(1902-R-R)와 뒷면좌측 수평프로펠러세트(1902-R-L)를 조립가능한 구조임을 나타내는 평면도이다.

멀티콥터 중에서 수평프로펠러를 네개를 사용하는 쿼드콥터를 일례로서 사용하였으며, 수평프로펠러의 개수가 바뀌면 멀티콥터에 체결부를 별도로 형성한 구조로 제작이 가능하다.

수평프로펠러세트라고 지칭한 것은 수평프로펠러세트에는 수평프로펠러와, 수평프로펠러를 회전시키는 모터와, 수평프로펠러와 모터를 지탱하는 지지대와 지지대의 끝에 형성되는 드론본체와의 체결부를 통틀어서 지칭하기 때문이다.

설계에 따라서는 수평프로펠러세트에 모터의 회전을 제어할 수 있는 전자변속기 칩도 드론본체에 장착하지않고 수평프로펠러세트의 지지대에 장착해서 모터와 전기적으로 연결된 구조로 사용할 수도 있다.

이와같이 수평프로펠러세트도 드론본체에 조립해서 사용할 수 있게 함으로서 다양한 구조와 스펙의 수평프로펠러세트를 선택해서 사용할 수 있다.

다양한 구조와 스펙이라고 함은 프로펠러의 모양과 크기, 모터의 세기, 지지대의 모양과 길이등의 스펙이 다른 종류를 선택해서 사용할 수 있는 것이다.

이는 드론을 사용하고자 하는 거리와 용도 등에 따라서 선택할 수 있음을 의미한다.

(b)에는 동일한 드론본체(1901)에 앞면 수직프로펠러세트(1903-F)와 뒷면 수직프로펠러세트(1903-R)와 우측 비행기날개(1904-R)와 좌측 비행기날개(1904-L)를 조립가능한 구조임을 나타내는 평면도이다.

수직프로펠러세트라고 지칭한 것은 수직프로펠러세트에는 수직프로펠러와, 수직프로펠러를 회전시키는 모터와, 수직프로펠러와 모터를 지탱하는 지지대와 지지대의 끝에 형성되는 드론본체와의 체결부를 통틀어서 지칭하기 때문이다.

설계에 따라서는 수직프로펠러세트에 모터의 회전을 제어할 수 있는 전자변속기 칩도 드론본체에 장착하지않고 수직프로펠러세트의 지지대에 장착해서 모터와 전기적으로 연결된 구조로 사용할 수도 있다.

이와같이 수직프로펠러세트도 드론본체에 조립해서 사용할 수 있게 함으로서 다양한 구조와 스펙의 수직프로펠러세트를 선택해서 사용할 수 있다.

다양한 구조와 스펙이라고 함은 프로펠러의 모양과 크기, 모터의 세기, 지지대의 모양과 길이등의 스펙이 다른 종류를 선택해서 사용할 수 있는 것이다.

이는 드론을 사용하고자 하는 거리와 용도 등에 따라서 선택할 수 있음을 의미한다

이와 같이 비행기모드의 사용을 위해서 수직프로펠러세트와 비행기날개를 드론본체에 조립할 수 있게 함으로서 비행기모드 전용으로 사용할수도 있다.

도 20에는 수평프로펠러세트와 수직프로펠러세트와 비행기날개를 조립가능한 체결부가 있는 드론본체의 구조가 나타나 있다.

(a)에는 상면에서 바라본 평면도로서 드론본체(1901)에 멀티콥터의 수평프로펠러세터인 앞면우측 수평프로펠러세트(1902-F-R)를 체결하는 앞면우측 수평프로펠러세트체결부(2001-F-R)와, 앞면좌측 수평프로펠러세트(1902-F-L)를 체결하는 앞면좌측 수평프로펠러세트체결부(2001-F-L)와, 뒷면우측 수평프로펠러세트(1902-R-R)를 체결하는 뒷면우측 수평프로펠러세트체결부(2001-R-R)와, 뒷면좌측 수평프로펠러세트(1902-R-L)를 체결하는 뒷면좌측 수평프로펠러세트체결부(2001-R-L)가 형성되어 있으며, 또한 앞면 수직프로펠러세트(1903-F)를 체결하는 앞면 수직프로펠러세트체결부(2002-F)와, 뒷면 수직프로펠러세트(1903-R)를 체결하는 뒷면 수직프로펠러세트체결부(2002-R)와, 우측 비행기날개(1904-R)를 체결하는 우측 비행기날개체결부(2003-R)와, 좌측 비행기날개(1904-L)를 체결하는 좌측 비행기날개체결부(2003-L)가 형성된 것을 나타내는 구조이다.

체결부의 형태는 나사형태이든지, 창틀평태를 볼트와 너트로 고정하는 형대등의 조립과 분리가 가능한 다양한 구조가 가능하다.

이와같이 드론본체에 수평프로펠러세트와 수직프로펠러세트와 비행기날개를 자유롭게 조립할 수 있는 체결부를 형성하며, 드론본체에 장착된 비행제어유닛과 배터리와 무선송수신장치등을 통해서 프로펠러의 회전을 제어함으로서 멀티콥터의 비행모드와 비행기모드의 비행모드를 변화시킬수가 있다.

(b)에는 앞에서 보는 정면도로서 드론본체(1901)에 또한 앞면 수직프로펠러세트(1903-F)를 체결하는 앞면 수직프로펠러세트체결부(2002-F)가 형성된 구조가 나타나 있다.

뒷면의 정면도도 대칭구조이거나 유사한 구조이다.

(c)에는 측면도로서, 드론본체(1901)에 앞면좌측 수평프로펠러세트(1902-F-L)를 체결하는 앞면좌측 수평프로펠러세트체결부(2001-F-L)와, 뒷면좌측 수평프로펠러세트(1902-R-L)를 체결하는 뒷면좌측 수평프로펠러세트체결부(2001-R-L)가 형성되어 있으며, 또한 앞면 수직프로펠러세트(1903-F)를 체결하는 앞면 수직프로펠러세트체결부(2002-F)와, 뒷면 수직프로펠러세트(1903-R)를 체결하는 뒷면 수직프로펠러세트체결부(2002-R)와, 좌측 비행기날개(1904-L)를 체결하는 좌측 비행기날개체결부(2003-L)가 형성된 것을 나타내는 좌측 측면도이다.

우측 측면도도 좌측 측면도와 대칭인 구조이거나 유사한 구조이다.

도 21 에는 드론본체에 수평프로펠러세트가 장착된 구조가 나타나 있다.

(a)에는 상면에서 바라본 평면도로서 드론본체(1901)에 멀티콥터의 수평프로펠러세터인 앞면우측 수평프로펠러세트(1902-F-R)가 앞면우측 수평프로펠러세트체결부(2001-F-R)에 체결되어 있으며, 앞면좌측 수평프로펠러세트(1902-F-L)가 앞면좌측 수평프로펠러세트체결부(2001-F-L)에 체결되어 있으며, 뒷면우측 수평프로펠러세트(1902-R-R)가 뒷면우측 수평프로펠러세트체결부(2001-R-R)에 체결되어 있으며, 뒷면좌측 수평프로펠러세트(1902-R-L)가 뒷면좌측 수평프로펠러세트체결부(2001-R-L)에 체결되어 있는 구조이다.

이와같이 조립함으로서 기존의 쿼드콥터와 같은 방식으로 드론의 비행을 조종하고 운용할 수 있다.

(b)에는 측면도로서, 드론본체(1901)에 앞면좌측 수평프로펠러세트(1902-F-L)가 앞면좌측 수평프로펠러세트체결부(2001-F-L)에 체결되어 있으며, 뒷면좌측 수평프로펠러세트(1902-R-L)가 뒷면좌측 수평프로펠러세트체결부(2001-R-L)에 체결되어 있는 좌측 측면도이다.

우측 측면도도 좌측 측면도와 대칭인 구조이거나 유사한 구조이다.

(c)에는 앞에서 보는 정면도로서 드론본체(1901)에 멀티콥터의 수평프로펠러세터인 앞면우측 수평프로펠러세트(1902-F-R)가 앞면우측 수평프로펠러세트체결부(2001-F-R)에 체결되어 있으며, 앞면좌측 수평프로펠러세트(1902-F-L)가 앞면좌측 수평프로펠러세트체결부(2001-F-L)에 체결되어 있는 구조이다.

뒷면의 정면도도 대칭구조이거나 유사한 구조이다.

수평프로펠러세트에 수평프로펠러와 모터와 전자변속기를 설치해서, 용도에 따라서 프로펠러의 크기나 모터의 용량을 선택해서 사용할 수 있게 한다.

드론본체에 있는 전자제어부인 비행제어유닛에 있는 MCU와 메모리에 수평프로펠러세트의 스펙정보를 입력해서, 입력한 정보대로 비행제어유닛에서 수평프로펠러세트의 회전을 조절할 수 있게하는 것이다.

도 22 에는 본 발명의 수직프로펠러 세트와 비행기날개를 드론본체에 조립해서 장착한 구조가 나타나있다.

비행기모드로만 사용하고자 할 때는 드론본체에 수직프로펠러세트와 비행기날개만 장착하면 되는 것이다.

(a)에는 상면에서 바라본 평면도로서 드론본체(1901)에 앞면 수직프로펠러세트(1903-F)가 앞면 수직프로펠러세트체결부(2002-F)에 체결되어 있으며, 뒷면 수직프로펠러세트(1903-R)가 뒷면 수직프로펠러세트체결부(2002-R)에 체결되어 있으며, 우측 비행기날개(1904-R)가 우측 비행기날개체결부(2003-R)에 체결되어 있으며, 좌측 비행기날개(1904-L)가 좌측 비행기날개체결부(2003-L)에 체결되어 조립된 구조인것을 나타내는 구조이다.

(b)에는 측면도로서, 드론본체(1901)에 앞면 수직프로펠러세트(1903-F)가 앞면 수직프로펠러세트체결부(2002-F)에 조립되어 체결되어 있으며, 뒷면 수직프로펠러세트(1903-R)가 뒷면 수직프로펠러세트체결부(2002-R)에 조립되어 체결되어 있으며, 좌측 비행기날개(1904-L) 좌측 비행기날개체결부(2003-L)에 조립되어 체결된 것을 나타내는 좌측 측면도이다.

우측 측면도도 좌측 측면도와 대칭인 구조이거나 유사한 구조이다.

(c)에는 앞에서 보는 정면도로서 드론본체(1901)에 앞면 수직프로펠러세트(1903-F)가 앞면 수직프로펠러세트체결부(2002-F)에 조립되어 체결되어 있으며, 우측 비행기날개(1904-R)가 우측 비행기날개체결부(2003-R)에 체결되어 있으며, 좌측 비행기날개(1904-L) 좌측 비행기날개체결부(2003-L)에 조립되어 체결된 것을 나타낸다.

뒷면의 정면도도 대칭구조이거나 유사한 구조이다.

이와 같이 드론 본체에 비행기모드만의 기능을 하기 위해서 수직프로펠러세트와 비행기날개 만을 조립해서 사용할 수 있다.

수직프로펠러세트에는 수직프로펠러와 수직프로펠러를 회전시키기 위한 모터와 모터의 속도를 제어하는 전자변속기와 수직프로펠러와 모터와 전자변속기를 지지하는 지지대와 지지대에 형성되어 드론본체에 조립이 가능하게 하는 체결부로 구성되어 진다.

드론본체와의 전기적 연결은 체결부에 노출된 전극으로 드론본체의 노출전극과 연결되게 해서 전기가 통하게 할 수도 있으며, 별도의 전선으로 커넥터를 통해서 드론본체와 연결할 수도 있다.

도 23 에는 본 발명에 따른 구조로서, 드론본체에 수평프로펠러세트와 수직프로펠러세트와 비행기날개가 조립된 구조를 나타낸다.

수평프로펠러세트를 장착함으로서 수직으로 상승할 수 있으며, 공중에서 정지상태를 유지할 수 있으며, 방향전환도 수평프로펠러를 회전시켜서 할 수 있다.

수직프로펠러와 비행기날개를 장착함으로서 비행기처럼 날아갈 때 양력을 받아서 비행함으로서 속도를 빠르게 할 수 있으며, 상승고도를 높일 수 있으며, 수평프로펠러만으로 구동하는 드론과 비교해서 배터리 소모를 줄일 수 있다.

(a)에는 상면에서 바라본 평면도로서 드론본체(1901)에 멀티콥터의 수평프로펠러세터인 앞면우측 수평프로펠러세트(1902-F-R)가 앞면우측 수평프로펠러세트체결부(2001-F-R)에 체결되어 있으며, 앞면좌측 수평프로펠러세트(1902-F-L)가 앞면좌측 수평프로펠러세트체결부(2001-F-L)에 체결되어 있으며, 뒷면우측 수평프로펠러세트(1902-R-R)가 뒷면우측 수평프로펠러세트체결부(2001-R-R)에 체결되어 있으며, 뒷면좌측 수평프로펠러세트(1902-R-L)가 뒷면좌측 수평프로펠러세트체결부(2001-R-L)에 체결되어 있는 구조이다.

또한 수직프로펠러와 비행기날개가 조립된 구조로서 드론본체(1901)에 앞면 수직프로펠러세트(1903-F)가 앞면 수직프로펠러세트체결부(2002-F)에 체결되어 있으며, 뒷면 수직프로펠러세트(1903-R)가 뒷면 수직프로펠러세트체결부(2002-R)에 체결되어 있으며, 우측 비행기날개(1904-R)가 우측 비행기날개체결부(2003-R)에 체결되어 있으며, 좌측 비행기날개(1904-L)가 좌측 비행기날개체결부(2003-L)에 체결되어 있다.

이와 같이 수평프로펠러와 수직프로펠러를 모두 구동할 수 있으므로 전진비행을 할 때는 수직프로펠러를 회전시키며, 방향전환을 하거나 수직으로 상승을 하거나 하강을 할때등에는 수평프로펠러를 구동시킨다.

(b)에는 측면도로서, 드론본체(1901)에 앞면좌측 수평프로펠러세트(1902-F-L)가 앞면좌측 수평프로펠러세트체결부(2001-F-L)에 체결되어 있으며, 뒷면좌측 수평프로펠러세트(1902-R-L)가 뒷면좌측 수평프로펠러세트체결부(2001-R-L)에 체결되어 있으며, 드론본체(1901)에 앞면 수직프로펠러세트(1903-F)가 앞면 수직프로펠러세트체결부(2002-F)에 조립되어 체결되어 있으며, 뒷면 수직프로펠러세트(1903-R)가 뒷면 수직프로펠러세트체결부(2002-R)에 조립되어 체결되어 있으며, 좌측 비행기날개(1904-L) 좌측 비행기날개체결부(2003-L)에 조립되어 체결된 것을 나타내는 좌측 측면도이다.

우측 측면도도 좌측 측면도와 대칭인 구조이거나 유사한 구조이다.

비행기날개를 수평프로펠러보다 훨씬 아래에 위치하게 함으로서 수평프로펠러가 회전할 때 발생하는 바람의 흐름에 대한 비행기날개의 영향을 최소화할 수 있다.

(c)에는 앞에서 보는 정면도로서 드론본체(1901)에 멀티콥터의 수평프로펠러세터인 앞면우측 수평프로펠러세트(1902-F-R)가 앞면우측 수평프로펠러세트체결부(2001-F-R)에 체결되어 있으며, 앞면좌측 수평프로펠러세트(1902-F-L)가 앞면좌측 수평프로펠러세트체결부(2001-F-L)에 체결되어 있으며, 앞면 수직프로펠러세트(1903-F)가 앞면 수직프로펠러세트체결부(2002-F)에 조립되어 체결되어 있으며, 우측 비행기날개(1904-R)가 우측 비행기날개체결부(2003-R)에 체결되어 있으며, 좌측 비행기날개(1904-L) 좌측 비행기날개체결부(2003-L)에 조립되어 있는 구조이다.

뒷면의 정면도도 대칭구조이거나 유사한 구조이다.

수평프로펠러세트에는 수평프로펠러와 모터와 전자변속기를 설치해서, 용도에 따라서 프로펠러의 크기나 모터의 용량을 선택해서 사용할 수 있게 하며, 수직프로펠러세트에는 수직프로펠러와 모터와 전자변속기를 설치해서, 용도에 따라서 프로펠러의 크기나 모터의 용량을 선택해서 사용할 수 있게 한다.

드론본체에 있는 전자제어부인 비행제어유닛에 있는 MCU와 메모리에 수평프로펠러세트이거나 수직프로펠러세트의 스펙정보를 입력해서, 입력한 정보대로 비행제어유닛에서 수평프로펠러세트이거나 수직프로펠러의 회전을 조절할 수 있게 하는 것이다.

드론본체의 전자제어부와 조립을 하여 부착하는 수직프로펠러세트 내지 수평프로펠러세트와의 전기적 연결은 체결부를 통해서 전기적으로 연결을 할 수도 있으며, 또는 별도의 전선과 커넥터로 연결할 수도 있다.

도 24에는 별도의 전기선과 커넥터를 통해서 수직프로펠러세트와 드론본체를 연결하기 위한 구조가 나타나있다.

(a)에는 전기적인 연결을 위한 전기선이 추가된 수직프로펠러세트의 일례가 나타나 있다.

수직프로펠러세트(2401)에는 수직프로펠러와 수직프로펠러를 회전시키는 모터가 있으며, 전자변속기도 연결되어 있을 수도 있다.

이러한 전기부품과 연결하기 위해서 연결전기선(2402)를 형성하며, 연결전기선에는 드론본체와 연결하기 위한 커넥터(2403)이 형성된다.

(b)에는 드론본체(2404)로서 수직프로펠러세트를 조립하기 위한 체결부(2405)가 형성되어 있으며, 수직프로펠러세트로 전기연결을 하기 위한 드론본체커넥터(2406)가 형성되어 있다.

수직프로펠러세트와 드론본체를 기구적으로 체결부를 통해서 조립을 한 다음 전기연결선의 커넥터를 드론본체에 연결함으로서 전기적으로 연경이 가능하게 한다.

도 25에는 연결전기선을 통해서 수직프로펠러세트와 드론본체가 전기적으로 연결이 된 드론의 구조가 나타나 있다.

드론본체(2404)와 수직프로펠러세트(2401)이 체결부(2405)를 통해서 조립되며, 연결전기선(2402)의 커넥터(2403)을 드론본체의 커넥터(2406)에 연결함으로서 전기적으로 연결이 되어 드론본체의 전자제어부에서 조립되어 부착된 수직프로펠러세트의 수직프로펠러의 회전을 조절할 수 있다.

이와같이 별도의 전기선으로 연결을 함으로서 드론본체에 체결할 수 있는 다양한 종류의 수직프로펠러세트 내지 수평프로펠러세트를 제작할 수 있다.

본 발명의 다수개의 수평프로펠러세트가 장착된 드론본체에 별도의 드론을 구동시키기 위한 기구적 체결부와 전기적 연결부를 형성하는 것에 대해서 드론을 구동시키기 위한 별도의 동작 부품을 조립할 수 있다.

별도의 동작 부품 중에서 모터가 달린 부품으로서 드론본체에 전자제어부에서 연결되는 전기연결부가 형성되어 있으며, 모터가 달린 부품의 모터로부터의 전기선을 전기연결부에 연결할 수 있는 것이다.

모터가 달린 부품을 드론본체에 조립하고, 모터로부터의 전기선을 드론본체의 전기연결부에 연결하면 드론본체의 전자제어부에서 모터가 달린 부품의 모터를 제어하는 것이다.

모터가 달린 부품은 상기의 수직프로펠러가 있으며, 모터가 달린 바퀴가 있으며, 모터가 달린 로보트 부품도 가능하다.

모터가 달린 부품의 일례로서 모터가 달린 전동바퀴를 본 발명의 드론 본체에 조립 체결이 가능하다.

도 26 에는 본 발명에 따른 바퀴세트와 수평프로펠러가 장착된 드론에 바퀴세트 체결부가 있는 일례가 나타나 있다.

(a)에는 측면도로서 수평프로펠러(2602)가 장착된 드론(2601)의 본체(2603)에 바퀴세트를 장착할 수 있는 체결부(2604)가 형성되어 있다.

또한 조립전의 분리가 된 상태인 바퀴세트(2605)가 나타나 있다.

(b)에는 정면도로서 멀티콥터인 드론(2601)에 수평프로펠러(2602)가 장착되어 있으며 본체(2603)에는 바퀴세트를 체결하기 위한 체결부가 형성되어 있으며, 조립 전의 바퀴세트(2605)로서 바퀴세트는 바퀴(2606)와 바퀴를 회전시키는 모터(2607)와 지지대(2608)와 바퀴세트를 드론본체의 체결부에 체결하기 위한 조립체결부(2609)가 형성되어 있다.

바퀴세트에는 드론에 연결되면 모터와 전자변속기를 구동할 전기회로부가 형성되어 있다.

도 27에는 본 발명에 따른 수평프로펠러가 장착된 드론에 바퀴세트 체결부에 바퀴세트가 장착된 구조의 일례가 나타나 있다.

(a)에는 측면도로서 수평프로펠러(2602)가 장착된 드론(2601)의 본체(2603)에 바퀴세트(2605)가 장착된 구조가 나타나 있다.

바퀴는 통상적으로 네개를 장착한다.

(b)에는 정면도로서 멀티콥터인 드론(2601)에 수평프로펠러(2602)가 장착되어 있으며 본체(2603)에는 바퀴(2606)와 바퀴를 회전시키는 모터(2607)와 지지대(2608)로 구성된 바퀴세트가 드론본체에 조립체결된 구조가 나타나 있다.

바퀴세트에는 드론에 연결되면 모터와 전자변속기를 구동할 전기회로부가 형성되어 있다.

이러한 구조로서 바퀴세트가 드론에 장착되면 드론본체의 전자제어부와 연결되어서 전자제어부에서 바퀴세트의 모터를 회전시켜서 전진이거나 후진이거나 방향전환을 할 수 있다.

바퀴세트에는 바뮈 네개 모두 모터를 장착할 필요가 없으며, 바퀴 두개에만 모터를 장착해도 전진이거나 후진이거나 방향전환을 할 수 있다.

도 28 에는 수평프로펠러가 장착된 멀티콥터 드론에 바퀴가 조립된 구조의 위에서 내려다 본 평면도가 나타나 있다.

수평프로펠러(2602)가 다수개 장착된 드론(2601)의 드론본체(2603)에 네개의 바퀴(2606-F-R, 2606-F-L, 2606-R-R, 2606-R-L) 가 조립된 구조이다.

바퀴 네개 모두에 모터를 장착할 수도 있으며, 일반적으로는 앞의 두 바퀴(2606-F-R, 2606-F-L)에만 장착해도 구동할 수 있다.

전진을 할 때는 앞의 두 바퀴 모두 전진 방향으로 회전시키며, 후진할 때는 앞의 두 바퀴 모두 후진 방향으로 회전시키면 된다.

좌로 회전을 할때는 오른쪽 바퀴(2606-F-R)를 왼쪽 바퀴(2606-F-L) 보다 빠르게 회전시키면 되며, 우회전할 때는 왼쪽 바퀴(2606-F-L)를 오른쪽 바퀴(2606-F-R) 보다 빠르게 회전시키면 된다.

이러한 구동은 바퀴에 장착된 모터의 회전을 모터에 연결된 전자변속기를 드론본체의 전자제어부에서 컨트롤할 수 있다.

본 발명의 모터가 달린 바퀴를 조립할 수 있는 구조에 의해서 공중으로 나는 멀티콥터 기능에 추가해서 육상에서 바퀴로 달리는 구조를 가능하게 할 수 있다.

특히 바퀴에 모터가 달린채로 드론본체에 연결되면 드론 본체의 전기제어부에서 바퀴 모터의 회전을 제어함으로서 간단하게 육상을 달리는 기능을 추가할 수 있다.

육상을 바퀴로 전진하는 장점은 공중으로 날아서 전진할 때와 비교해서 배터리 소모를 훨씬 줄일 수 있는 것이다.

육상으로 바퀴로 전진하다가 계단등의 장애물을 만나면 수평프로펠러를 회전시켜서 공중으로 부양해서 장애물을 넘고나서 다시 육상으로 움직일 수 있다.

이러한 멀티콥터에 바퀴로 움직이는 기능을 조립으로 추가할 수 있는 구조의 활용도는 무거운 짐을 나를 등의 다양한 응용을 고려할 수 있으며, 자동으로 카메라로 촬영을 하는데에도 유용하다.

별도의 체결부가 있는 드론본체에 조립할 수 있는 모터가 달린 부품으로서 모터를 조절해서 길이를 늘리거나 줄릴 수 있는 카메라 지지대와 지지대에 부착된 카메라를 사용할 수 있다.

도 29 에는 바퀴가 조립된 드론의 본체에 카메라세트를 장착할 수 있는 체결부가 형성된 것이 나타나 있다.

수평프로펠러(2602)가 다수개 장착된 드론(2601)의 드론본체(2603)에 네개의 바퀴(2606) 가 조립된 구조이다.

또한 드론 본체에 카메라세트를 장착할 수 있는 카메라체결부(2901)가 형성되어 있다.

카메라세트와의 전기적 연결은 체결부를 통해서 체결을 할 때 전기적으로 연결되게 할 수도 있고, 별도의 커넥터를 통해서 전기적인 연결을 할 수도 있다.

도 30 에는 본 발명에 따른 드론 본체에 조립하기 위해서 길이가 조절되는 카메라 세트가 나타나 있다.

(a)에는 드론본체에 조립해서 장착하는 길이가 조절되는 카메라세트(3001)로서 카메라(3002)와 길이 조절되는 지지대(3003)와 드론본체에 체결하기 위한 체결부(3004)로 구성되며, 길이가 늘어나거나 줄이도록 조절되는 지지대는 최소의 길이로 된 상태이다.

(b)에는 드론본체에 조립해서 장착하는 길이가 조절되는 카메라세트(3001)로서 카메라(3002)와 길이 조절되는 지지대(3003)와 드론본체에 체결하기 위한 체결부(3004)로 구성되며, 길이가 늘어나거나 줄이도록 조절되는 지지대는 길이가 늘어난 상태이다.

길이 조절은 수동으로 조절할 수도 있으며, 지지대에 모터를 장착해서 모터를 회전시켜서 원격으로 길이를 조절할 수도 있다.

모터를 사용해서 길이를 조절하게 되면 드론 본체의 전자제어부와 전기적으로 연결되며, 전자제어부에서 모터를 제어하여 길이를 조절할 수 있다.

모터를 이용해서 지지대의 길이를 조절하는 것을 드론을 무선으로 조종하듯이,무선으로 원격으로 조절해서 길이를 정할 수 있다.

도 31 에는 본 발명에 따른 멀티콥터 드론에 길이가 조절되는 지지대에 카메라가 부착된 카메라세트가 조립체결된 구조가 나타나 있다.

(a)에는 길이가 조절되는 카메라세트와 모터가 조립된 바퀴세트가 장착된 수평프로펠러가 다수개 있는 멀티콥터 드론(2601)으로서, 모터가 장착된 바퀴세트 (2605)와 길이가 조절되는 지지대에 부착된 카메라가 있는 카메라세트(3001)이 드론본체(2605)에 조립된 구조의 정면도가 나타나 있다.

(b)에는 길이가 조절되는 카메라세트와 모터가 조립된 바퀴세트가 장착된 수평프로펠러가 다수개 있는 멀티콥터 드론(2601)으로서, 모터가 장착된 바퀴세트 (2605)와 길이가 조절되는 지지대에 부착된 카메라가 있는 카메라세트(3001)이 드론본체(2605)에 조립된 구조의 측면도가 나타나 있다.

이러한 구조에 의해서 드론이 공중에서 촬영을 할 수도 있지만 바퀴를 달고 육상에서 촬영을 할 수도 있다.

본 구조에서는 길이가 조절되는 지지대에 카메라가 장착된 도면만 나타나지만, 공중촬영용으로 원거리에서 촬영할 수 있는 별도의 카메라를 드론에 장착할 수도 있다.

일반적으로 멀티콥터 드론은 사진을 촬영할 때 많이 사용한다.

사진을 촬영하기 위해서 인공지능을 이용해서 사람이나 사물을 인지해서 따라다니면서 촬영을 하기도 한다.

그러나 공중에 띄어서 촬영을 해야하기 때문에 체공시간에 제약이 있으며, 완벽한 정지된 화면을 촬영하는 데에는 어려움이 있다.

따라서 드론의 사람이나 사물인식기능을 활용하면서, 드론에 바퀴를 달아서 사람이나 사물을 따라다니면서 촬영을 할 수 있게하는 기능이 중요하다.

그러나 카메라가 드론에 장착되어 있으면 드론의 높이가 낮기 카메라가 촬영을 하는 각도가 아래에서 위로 촬영하는 각도밖에 되지를 않는다.

따라서 본 발명에서는 다수개의 수평프로펠러가 부착되어 있으며, 모터로 구동되는 전동바퀴가 달린 드론에 있어서, 길이를 조절할 수 있는 지지대에 부착된 카메라를 이용해서 드론의 사진촬영 기능을 확대할 수 있다.

도 32 에는 모터가 달린 바퀴가 장착된 멀티콥터에 모터로서 길이가 조절되는 카메라세트의 길이가 조절된 구조가 일례로서 나타나 있다.

(a)에는 드론에 장착된 상태에서 카메라세트(3001-L)의 지지대의 길이가 최소로 된 것을 나타낸다.

길이를 최소로 하는 것은 공중에서 날아갈때 무게중심을 낮추는 효과이거나,피사체가 낮은 상태인 등의 상황에 사용할 수 있다.

(b)에는 드론에 장착된 상태에서 카메라세트(3001-H)의 지지대의 길이가 늘어난 것을 나타낸다.

카메라 지지대의 길이를 늘여서 높게 하는 것은 피사체의 크기가 큰 상태이거나 높게 촬영할 때 의미가 있다.

특히 사람을 따라다니면서 촬영할 때 키에 맞춰서 길이를 조절해서 촬영할 수 있는 장점이 있다.

본 발명에 의한 구조의 장점은 드론의 기능중에서 많이 사용되는 사람을 따라 다니면서 촬영하는 기능을 보다 효율적으로 할 수 있다는 것이다.

사람을 촬영할 때는 근거리에서 촬영하는 것이 대부분이며, 공중에서 촬영을 할 때는 드론을 띄워서 촬영한다.

그러나 기존의 드론으로 촬영할 때는 근거리이던 원거리이던 간에 드론을 공중에 띄워서 촬영을 하였다.

따라서 배터리 소모가 많으며, 촬영도 불안정하다.

본 발명과 같이 모터가 달린 바퀴를 장착시키며, 길이가 조절되는 카메라 세트를 조립할 수 있으면, 드론의 기본기능인 사람을 추적해서 따라다닐 수 있는 기능을 부가해서 육상에서 사람을 따라다니면서 안정적으로 촬영할 수 있게 하는 것이 가능하다.

카메라세트의 지지대의 길이를 조절하기 위해서 지지대에 모터가 장착되어 있으며, 드론본체의 전자제어부에서 모터의 회전을 조절해서 나사형태의 구조가 되어 있는 카메라 지지대의 길이를 늘리거나 줄일 수 있게 한다.

도 33 에는 모터의 회전에 의해서 길이가 조절되는 카메라세트가 부착된 드론을 이용한 사진촬영의 일례가 표시되어 있다.

평지가 있는 야외(3302)에서 촬영을 하는 상황에서 (a)의 위치에서 피사인(3301)을 멀티콥터 드론에 모터가 달린 바퀴세트(2605)가 장착된 상태에서 피사인의 키에 맞춰서 높이가 조절된 카메라(2605)로 피사인을 촬영하는 것이다.

공중에서 촬영하는 드론에는 카메라로 피사인 또는 피사체를 따라다니면서 촬영하는 기능을 부가할 수 있다.

이는 공중에서 피사체나 피사인을 카메라로 인식해서 따라다닐 수 있도록 프로그래밍이 되어 있는 것이다.

이러한 기존의 드론의 기본 기능을 이용해서 카메라로 피사인이거나 피사체를 인식해서, 모터가 달린 바퀴의 모터 구동을 조절해서 피사인이거나 피사체를 따라 다니면서 촬용하게 할 수 있다.

육상에서 바퀴로 따라다니면 공중에서 부양해서 따라다니는 것보다도 훨씬 용이하게 배터리 소모를 줄이면서 촬영을 할 수 있다.

(b)에서는 피사인이 위치를 옮기면드론도 카메라를 통해서 피사인을 인지해서 같이 움직이면서 촬영하는 것을 나타낸다.

본 발명의 장점은 이러한 기능을 위해서 별도의 컨트롤러를 부착할 필요없이 드론에 내장된 기존의 기능을 활용할 수 있다는 것이다.

드론의 MCU를 포함한 컨트롤보드에서 모터달린 바퀴가 조립된 것을 인지하며, 길이가 조절되는 카메라세트가 조립된 것을 인지해서 사용자가 촬영모드를 사용자를 인식해서 따라다니는 모드로 설정을 하면, 바퀴의 모터를 조절하며, 카메라로 사용자를 인식해서 따라다니면서 촬영을 하는 것이다.

드론 본체에 내장된 컨트롤러에 사용자의 키에 맞춰서 지지대의 모터를 적절하게 구동시켜서 카메라의 높이를 조절하게 하거나, 따라다니면서 촬영을 하게하는 기능은 스마트폰으로 세팅을 하거나 별도의 외부 컨트롤러로 세팅을 할 수 있다.

또한 사람의 얼굴을 인식해서 카메라의 높이를 자동으로 조절하는 기능등도 가능하다.

이와같이 모터를 이용해서 카메라의 높이를 자동으로 조절할 수 있는 구조와 기능은 다양한 용도로 활용이 가능하다.

도 34 에는 멀티콥터 드론의 본래 기능인 공중에 부양해서 촬영하는 기능이 나타나 있다.

도면에 나타난 대로 야외(3302)에서 피사인(3301)을 드론(2601)으로 수평프로펠러를 회전시켜서 공중에 부양한 상태로 카메라로 촬영하는 기능이 나타나 있다.

이러한 촬영에 있어서 조립해서 부착한 카메라를 활용할 수도 있고, 또는 원격 촬영 기능이 있는 드론에 부착된 별도의 카메라로 촬영할 수 있다.

이렇게 공중에서 촬영할 때는 조립된 카메라 지지대의 길이를 최소화해서 무게중심을 낮출 수 있게 한다.

드론 본체에 조립할 수 있는 모터가 달린 부품으로서 모터가 달린 비행기날개를 사용할 수도 있다.

본 발명의 수평프로펠러를 장착한 멀티콥터에 수직프로펠러와 비행기날개를 장착할 수 있는 체결 구조가 있는 멀티콥터 드론에 있어서, 수직프로펠러를 회전시키지 않고 수평프로펠러만을 회전시켜서 공중에 정지상태를 유지할 때가 있다.

공중에 수직상태를 유지할 때는 비행기 날개가 바람에 따라 저항을 많이 받을 수 있기 대문에 바람의 방향에 따라 비행기 날개 방향을 바람의 저항을 최소화하는 방향으로 회전시키는 것이 바람직하다.

따라서 비행기날개를 회전시킬 수 있는 모터를 장착해서 바람의 저항을 덜 받는 방향으로 회전시킬 수도 있다.

이와같이 본 발명에서 다양한 모터가 달린 부품을 드론본체에 체결할 수 있는 기계적 구조와 전기적 연결구조를 형성함으로서 멀티콥터 드론의 활용도를 높일 수 있는 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만

해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

조립 체결부가 있는 멀티콥터 드론(101)
드론본체(102) 수평 프로펠러(103)
수평프로펠러를 회전시키는 모터(104)
수평프로펠러 지지대(105)
수직프로펠러 조립 체결부(106)
비행기날개 조립 체결부(107)
수직프로펠러세트(301-F, 301-R)
수직프로펠러(302-F,302-R)
수직프로펠러 구동 모터(303-F, 303-R)
수직프로펠러와 모터를 지지하는 지지대(304-F, 304-R)
지지대에 형성되는 체결부(305-F,305-R)
비행기날개(306) 체결부(307)
드론의 전자부(1001) 전자제어부(1002)
전자변속기(1003) 전기연결부(1004)
수직프로펠러의 모터 구동용 전자변속기(1006)
전기연결부(1005) 연결노출전극(1007)
수직프로펠러용 모터(1201) 전기 배선(1202)
수직프로펠러 구동모터용 노출전극(1203)
앞 쪽의 오른쪽에 있는 수평프로펠러(103-F-R)
앞 쪽의 왼쪽에 있는 수평프로펠러(103-F-L)
뒷 쪽의 오른쪽에 있는 수평프로펠러(103-R-R)
뒷 쪽의 왼쪽에 있는 수평프로펠러(103-R-L)
조립 체결부가 있는 멀티콥터 드론(1501)
드론본체(1502) 수평 프로펠러(1503)
수평프로펠러를 회전시키는 모터(1504)
수평프로펠러 지지대(1505)
비행기날개세트 체결부(1506) 연결노출전극(1507)
수직프로펠러가 장착된 비행기날개세트(1601)
수직프로펠러(1602)
수직프로펠러를 회전시키는 모터(1603)
비행기날개와 수직프로펠러와 모터를 지탱하는 지지대(1604)
비행기날개(1605)
비행기날개세트를 체결시키기 위한 체결부 지지대(1606)
체결부(1607)
비행기날개세트의 양쪽 날개(1605-L, 1605-R)
드론본체(1901)
앞면우측 수평프로펠러세트(1902-F-R)
앞면좌측 수평프로펠러세트(1902-F-L)
뒷면우측 수평프로펠러세트(1902-R-R)
뒷면좌측 수평프로펠러세트(1902-R-L)
앞면 수직프로펠러세트(1903-F)
뒷면 수직프로펠러세트(1903-R)
우측 비행기날개(1904-R)
좌측 비행기날개(1904-L)
앞면우측 수평프로펠러세트체결부(2001-F-R)
앞면좌측 수평프로펠러세트체결부(2001-F-L)
뒷면우측 수평프로펠러세트(1902-R-R)
뒷면우측 수평프로펠러세트체결부(2001-R-R)
뒷면좌측 수평프로펠러세트체결부(2001-R-L)
앞면 수직프로펠러세트체결부(2002-F)
뒷면 수직프로펠러세트체결부(2002-R)
우측 비행기날개체결부(2003-R)
좌측 비행기날개체결부(2003-L)
수직프로펠러세트(2401) 연결전기선(2402)
커넥터(2403) 드론본체(2404)
수직프로펠러세트를 조립하기 위한 체결부(2405)
수직프로펠러세트로 전기연결을 하기 위한 드론본체커넥터(2406)
드론(2601) 수평프로펠러(2602)
본체(2603)
바퀴세트를 장착할 수 있는 체결부(2604)
조립전의 분리가 된 상태인 바퀴세트(2605)
바퀴(2606)
바퀴를 회전시키는 모터(2607) 지지대(2608)
바퀴세트를 드론본체의 체결부에 체결하기 위한 조립체결부(2609)
네개의 바퀴(2606-F-R, 2606-F-L, 2606-R-R, 2606-R-L)
카메라체결부(2901)
카메라세트(3001) 카메라(3002)
길이 조절되는 지지대(3003)
드론본체에 체결하기 위한 체결부(3004)
피사인(3301)평지가 있는 야외(3302)

Claims (21)

1. 두 개 이상의 수평프로펠러로서 구동되는 멀티콥터 구조의 무인비행체인 드론에 있어서,
   드론의 본체에 추가적으로 수직프로펠러를 조립해서 장착할 수 있는 체결부가 있으며,
   추가적으로 조립해서 장착되는 수직프로펠러를 구동하기 위한 모터를 전기적으로 제어하기 위한 전기연결부가 노출되어 있으며,
   드론의 본체에 비행기날개를 조립해서 체결할 수 있는 체결부가 있는 것을 특징으로 하는 멀티콥터 드론.
   
2. 청구항 1 에 있어서,
   두 개 이상의 수평프로펠러로서 구동되는 멀티콥터 구조의 무인비행체인 드론에 있어서,
   드론의 본체에 형성된 추가적으로 수직프로펠러를 조립해서 장착할 수 있는 체결부에 대응되는 수직프로펠러 세트가 있으며,
   수직프로펠러세트는 수직프로펠러와 수직프로펠러를 회전시키기 위한 모터와, 수직프로펠러와 모터를 지탱하는 지지대와, 지지대에 형성된 체결부와,
   수직프로펠러세트에는 드론본체에 노출된 전기연결부에 전기적으로 연결하기 위한 전기회로와 전기연결부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 멀티콥터 드론.
   
3. 정구항 1 과 청구항 2 에 있어서,
   두 개 이상의 수평프로펠러로서 구동되는 멀티콥터 구조의 무인비행체인 드론에 형성된 체결부에 수직프로펠러세트가 조립 부착되며,
   수직프로펠러세트의 전기연결부와 멀티콥터본체의 전기 연결부가 연결되는 것을 특징으로 하는 멀티콥터 드론.
   
4. 청구항 3 에 있어서,
   두 개 이상의 수평프로펠러로서 구동되는 멀티콥터 구조의 무인비행체인 드론에 형성된 체결부에 수직프로펠러세트가 조립 부착되며,
   수직프로펠러세트의 전기연결부와 멀티콥터본체의 전기 연결부가 연결되면,
   수평프로펠러의 회전을 제어하는 드론 본체에 내장된 MCU 와 메모리와 센서등이 장착되며 무선통신 기능등을 제저하는 기능의 전자제어부에서 수직프로펠러의 회전도 제어하는 것을 특징으로 하는 멀티콥터 드론.
   
5. 정구항 1 과 청구항 2 에 있어서,
   두 개 이상의 수평프로펠러로서 구동되는 멀티콥터 구조의 무인비행체인 드론에 형성된 체결부에 수직프로펠러세트가 조립 부착되며,
   수직프로펠러세트의 전기연결부와 멀티콥터본체의 전기 연결부가 연결된 상태에서,
   비행기날개가 드론본체에 부착되는 것을 특징으로 하는 멀티콥터 드론.
   
6. 청구항 3 에 있어서,
   드론본체의 전자제어부에서 수직프로펠러가 장착된 것을 인지해서 비행모드를 수평프로펠러와 수직프로펠러를 구동해서 비행을 하게 하도록 비행모드를 변경하는 것을 특징으로 하는 멀티콥터 드론
   
7. 청구항 6 에 있어서,
   두개 이상의 수평프로펠러와 수직프로펠러가 부착된 드론에 있어서,
   전자제어부에서 제어하는 비행모드는,
   전진에서는 수직프로펠러를 회전시키며,
   전진하면서 우회전할 때는 수직프로펠러를 회전시키면서 한 개 이상의 수평프로펠러를 반시계방향으로 회전시키며,
   전진하면서 좌회전할 때는 수직프로펠러를 회전시키면서 한 개 이상의 수평프로펠러를 시계방향으로 회전시키며,
   전진하면서 상승할 때는 전진하는 방향의 앞 쪽의 수평프로펠러를 한 개 이상 회전시키며,
   전진하면서 하강할 때는 전진하는 방향의 반대 쪽의 수평프로펠러를 한 개 이상 회전시키며,
   드론을 공중에서 멈춘 상태에서 오른쪽으로 방향을 전환할 때는 수직프로펠러의 회전을 중지하며, 수평프로펠러 중 반시계방향으로 회전하는 수평프로펠러의 속도를 시계방향으로 회전하는 수평프로펠러보다 회전속도를 빠르게 하며,
   드론을 공중에서 멈춘 상태에서 왼쪽으로 방향을 전환할 때는 수직프로펠러의 회전을 중지하며, 수평프로펠러 중 시계방향으로 회전하는 수평프로펠러의 속도를 반시계방향으로 회전하는 수평프로펠러보다 회전속도를 빠르게 하며,
   공중으로 수직으로 상승하거나 수직으로 하강할 때는 수직프로펠러의 회전을 멈춘상태에서 수평프로펠러의 회전만으로 조절하는 것을 포함해서,
   수직프로펠러의 회전과 수평프로펠러의 회전을 조합해서 드론의 비행을 조절하는 것을 특징으로 하는 멀티콥터 드론.
   
8. 청구항 1 내지 2 에 있어서,
   두 개 이상의 수평프로펠러가 장착된 드론에 있어서,
   수직프로펠러를 체결하기 위한 체결부는 드론의 앞쪽과 뒤쪽에 있으며,
   비행기 날개를 체결하는 체결부는 드론의 오른쪽 측면과 왼쪽 측면에 있는 구조로서,
   수직프로펠러는 드론의 앞과 뒤에 모두 조립되거나,
   앞쪽 내지 뒤쪽에 조립되며,
   비행기날개는 드론의 양쪽에 조립되며
   수직프로펠러를 회전시키는 모터를 전기적으로 구동하기 위한 전기선이 드론본체의 전자제어부에 연결되는 것을 특징으로 하는 멀티콥터 드론
   
9. 청구항 1 내지 2 에 있어서,
   두 개 이상의 수평프로펠러가 장착된 드론에 있어서,
   드론의 양쪽으로 비행기날개를 부착할 수 있는 체결부가 있으며,
   드론에 양 쪽으로 조립되는 두 개의 비행기날개가 있으며,
   비행기날개마다 수직프로펠러가 부착되어 있으며,
   수직프로펠러를 부착한 비행기날개를 드론본체의 양쪽 체결부에 부착시키며,
   수직프로펠러를 회전시키는 모터를 전기적으로 구동하기 위한 전기선이 드론본체의 전자제어부에 연결되는 구조인 것을 특징으로 하는 수직프로펠러와 비행기날개가 조립체결되는 멀티콥터 드론
   
10. 청구항 1 과 청구항 2 에 있어서,
    멀티콥터 드론의 본체에 체결하기 위한 비행기날개 세트가 있으며,
    비행기날개세트에는 수직프로펠러가 부착되어 있으며,
    비행기날개세트에는 수직프로펠러를 회전시키는 모터가 설치되어 있으며,
    비행기날개세트에는 비행기날개와 수직프로펠러와 모터를 지탱하는 지지대가 형성되며,
    비행기날개세트에의 지지대의 양쪽으로 비행기날개가 부착되며,
    비행기날개세트에는 드론의 상면에 비행기날개세트를 체결시키기 위한 체결부지지대가 형성되어 있으며,
    비행기날개세트에는 모터를 구동하기 위한 전기선이 드론본체의 전자회로부에 전기적으로 연결하도록 형성되며,
    드론본체에는 비행기날개세트를 조립체결하는 체결부가 형성되며,
    드론본체에는 비행기날개세트의 전기선을 연결하는 체결부가 형성되는 것을 특징으로 하는 멀티콥터 드론
    
11. 청구항 10 에 있어서,
    비행기날개세트에 장착되는 수직프로펠러는 비행기날개세트의 지지대에 앞쪽 내지 뒤쪽에 부착되는 것 내지,
    비행기날개에 부착되는 것을 특징으로 하는 멀티콥터 드론
    
12. 두 개 이상의 수평프로펠러로서 구동되는 멀티콥터 구조의 무인비행체인 드론에 있어서,
    드론의 본체에 추가적으로 수직프로펠러와 비행기날개를 조립해서 장착할 수 있는 체결부가 있으며,
    추가적으로 조립해서 장착되는 수직프로펠러를 구동하기 위한 모터를 전기적으로 제어하기 위한 전기연결부가 형성되어 있으며,
    드론의 본체에 형성된 추가적으로 수직프로펠러를 조립해서 장착할 수 있는 체결부에 대응되는 수직프로펠러 세트가 있으며,
    수직프로펠러세트는 수직프로펠러와 수직프로펠러를 회전시키기 위한 모터와, 수직프로펠러와 모터를 지탱하는 지지대와, 지지대에 형성된 체결부와,
    수직프로펠러세트에는 드론본체에 노출된 전기연결부에 전기적으로 연결하기 위한 전기회로와 전기연결부가 형성되어 있는 것으로서,
    드론 본체에는 프로펠러의 모터를 제어해서 비행기능을 실행하는 비행제어유닛인 전자제어부가 있으며,
    전자제어부에서는 수직프로펠러세트가 전기적으로 연결되지 않은 상태인 것과 전기적으로 연결된 상태인 것을 구분하여 동작하며,
    수직프로펠러세트가 연결된 신호가 전자제어부에 확인되면 전자제어부에수 수직프로펠러세트와 수평프로펠러구동을 같이해서 비행하는 모드를 실행하는 것을 특징으로 하는 멀티콥터 드론
    
13. 청구항 12 에 있어서,
    두 개 이상의 수평프로펠러로서 구동되는 멀티콥터 구조의 무인비행체인 드론에 있어서,
    수직프로펠러세트가 조립되기 전의 수평프로펠러만 있는 상태에서의 전자제어부에서 제어하는 비행모드로서,
    전진할 때는 앞쪽의 수평프로펠러를 저속으로 회전시키며, 뒤쪽의 수평프로펠러를 고속으로 회전시키며,
    후진할때는 앞쪽의 수평프로펠러를 고속으로 회전시키며, 뒤쪽의 수평프로펠러를 저속으로 회전시키며,
    오른쪽으로 이동할 때는 왼쪽의 수평프로펠러를 고속으로 회전시키며, 오른쪽의 수평프로펠러를 저속으로 회전시키며,
    왼쪽으로 이동할 때는 오른쪽의 수평프로펠러를 고속으로 회전시키며, 왼쪽의 수평프로펠러를 저속으로 회전시키며,
    우회전할 때는 한 개 이상의 수평프로펠러를 반시계방향으로 회전시키며,
    좌회전할 때는 한 개 이상의 수평프로펠러를 시계방향으로 회전시키며,
    상승할 때는 수평프로펠러 모두를 고속으로 회전시키며,
    하강할 때는 수평프로펠러 모두를 저속으로 회전시키며,
    위치유지를 할 때는 수평프로펠러 각각의 회전속도를 제어하는 것으로 드론의 비행을 제어하며,
    두 개 이상의 수평프로펠러로서 구동되는 멀티콥터 구조의 무인비행체인 드론에 있어서,
    수직프로펠러세트가 조립된 상태에서 전자제어부에서 수평프로펠러와 수직프로펠러를 제어하는 비행모드로서,
    전자제어부에서 제어하는 비행모드는,
    전진에서는 수직프로펠러를 회전시키며,
    전진하면서 우회전할 때는 수직프로펠러를 회전시키면서 한 개 이상의 수평프로펠러를 반시계방향으로 회전시키며,
    전진하면서 좌회전할 때는 수직프로펠러를 회전시키면서 한 개 이상의 수평프로펠러를 시계방향으로 회전시키며,
    전진하면서 상승할 때는 전진하는 방향의 앞 쪽의 수평프로펠러를 한 개 이상 회전시키며,
    전진하면서 하강할 때는 전진하는 방향의 반대 쪽의 수평프로펠러를 한 개 이상 회전시키며,
    드론을 공중에서 멈춘 상태에서 오른쪽으로 방향을 전환할 때는 수직프로펠러의 회전을 중지하며, 수평프로펠러 중 반시계방향으로 회전하는 수평프로펠러의 속도를 시계방향으로 회전하는 수평프로펠러보다 회전속도를 빠르게 하며,
    드론을 공중에서 멈춘 상태에서 왼쪽으로 방향을 전환할 때는 수직프로펠러의 회전을 중지하며, 수평프로펠러 중 시계방향으로 회전하는 수평프로펠러의 속도를 반시계방향으로 회전하는 수평프로펠러보다 회전속도를 빠르게 하며,
    공중으로 수직으로 상승하거나 수직으로 하강할 때는 수직프로펠러의 회전을 멈춘상태에서 수평프로펠러의 회전만으로 조절하는 것을 포함해서,
    수직프로펠러의 회전과 수평프로펠러의 회전을 조합해서 드론의 비행을 조절하는 것을 특징으로 하는 멀티콥터 드론.
    
14. 두 개 이상의 수평프로펠러로서 구동되는 멀티콥터 구조의 무인비행체인 드론에 있어서,
    비행제어유닛인 전자제어부와 배터리와 무선송수신기능과 카메라촬영기능이 있는 드론 본체에 멀티콥터 비행을 위한 수평프로펠러세트를 분리하거나 조립할 수 있는 체결부가 있으며,
    드론의 본체에 추가적으로 수직프로펠러와 비행기날개를 조립해서 장착할 수 있는 체결부가 있으며,
    조립해서 장착되는 수평프로펠러와 수직프로펠러를 구동하기 위한 모터를 전기적으로 제어하기 위한 전기연결부가 형성되어 있으며,
    드론의 본체에 형성된 수평프로펠러와 수직프로펠러를 조립해서 장착할 수 있는 체결부에 대응되는 수평프로펠러세트와 수직프로펠러 세트가 있으며,
    드론본체에 수평프로펠러세트만을 조립해서 멀티콥터 기능으로 사용하거나,
    드론본체에 수직프로펠러세트와 비행기날개만 조립해서 비행기기능으로 사용하거나,
    드론본체에 수평프로펠러세트와 수직프로펠러세트와 비행기날개를 조립해서 멀티콥터 기능과 비행기 모드 기능을 같이 사용할 수 있는 것을 특징으로 하는 멀티콥터 드론 본체
    
15. 두 개 이상의 수평프로펠러로서 구동되는 멀티콥터 구조의 무인비행체인 드론에 있어서,
    드론의 본체에 추가적으로 모터가 달린 부품을 조립해서 장착할 수 있는 체결부가 있으며,
    드론의 본체에 조립해서 장착되는 모터가 달린 부품을 전기적으로 제어하기 위한 전기연결부가 형성되어 있는 것과,
    모터가 달린 부품을 조립체결 하는 것과,
    모터가 달린 부품과 드론본체의 전자제어부를 전기적으로 연결하는 것을 특징으로 하는 멀티콥터 드론.
    
16. 청구항 15 에 있어서,
    모터가 달린 부품은 수직 방향의 프로펠러와 프로펠러를 구동하는 모터가 장착된 수직프로펠러세트인 것을 특징으로 하는 멀티콥터 드론.
    
17. 청구항 15 에 있어서,
    모터가 달린 부품은 모터가 달린 바퀴인 것을 특징으로 하는 멀티콥터 드론.
    
18. 청구항 15 에 있어서,
    모터가 달린 부품은 모터를 사용해서 길이의 조절이 가능한 지지대와 지지대에 카메라가 부착된 카메라세트인 것을 특징으로 하는 멀티콥터 드론.
    
19. 청구항 15 에 있어서,
    모터가 달린 부품은 모터를 사용해서 지지대의 방향을 조절할 수 있는 로보트부품인 것을 특징으로 하는 멀티콥터 드론.
    
20. 청구항 15 에 있어서,
    모터가 달린 부품은 회전이 가능한 비행기날개인 것을 특징으로 하는 멀티콥터 드론
    
21. 청구항 15 있어서,
    두 개 이상의 수평프로펠러로서 구동되는 멀티콥터 구조의 무인비행체인 드론에 있어서,
    드론의 본체에 추가적으로 모터가 달린 부품을 조립해서 장착할 수 있는 체결부가 있으며,
    추가적으로 조립해서 장착되는 모터가 달린 부품을 전기적으로 제어하기 위한 전기연결부가 노출되어 있는 것으로서,
    모터가 달린 부품에 모터에 전기를 공급할 전기선이 연결되어 있으며,
    모터가 달린 부품의 전기선을 드론의 본체의 전기연결부에 연결을 해서 전기적으로 연결되게 하며,
    드론본체의 전자제어부에서 모터의 구동을 제어하는 것을 특징으로 하는 멀티콥터 드론.
    

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