KR20190122370A - Drone using no-propeller propulsion unit - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 무인 비행체인 드론(drone)에 관한 것으로서, 특히 날개 없는 추진장치를 이용한 드론에 관한 것이다.The present invention relates to a drone, an unmanned aerial vehicle, and more particularly to a drone using a wingless propulsion device.
일반적으로 드론은 무인 항공체로서, 군사 분야를 넘어 다양한 민간 분야에 활용되고 있다. In general, drones are unmanned aerial vehicles and are used in various civilian fields beyond military fields.
최근 들어 드론은 사람이 직접 가서 촬영하기 어려운 장소를 촬영하거나 무인 택배 서비스를 실현 하는 등 다양한 분야에서 점차 활용 폭이 넓어지고 있다.In recent years, drones are increasingly being used in various fields, such as filming places that are difficult for people to go by themselves or realizing unmanned home delivery services.
이러한 드론은 운용자의 조작 신호를 무선으로 전송받고, 모터에 의해 구동되는 프로펠러로부터 추진력을 얻어 비행하는 구조로 이루어져 있다.Such a drone has a structure in which an operator's operation signal is wirelessly transmitted and a propulsion force is driven from a propeller driven by a motor to fly.
하지만, 이와 같이 모터와 프로펠러를 사용하는 드론은 비행 중 추락 및 충격이 있을 때 모터와 프로펠러 등이 자주 손상되거나 파손되는 등 안전성과 내구성이 떨어지는 문제점이 발생되고 있다.However, a drone using a motor and a propeller as described above has a problem in that safety and durability are inferior such that the motor and the propeller are frequently damaged or broken when there is a fall and impact during flight.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 날개 없는 추력을 발생시켜 비행이 가능하도록 구성함으로써 프로펠러를 이용하지 않으므로 부품의 파손 또는 대상물을 손상시키는 등의 문제를 해결하여 비행체의 안전성 및 신뢰성을 높일 수 있는 날개 없는 추진장치를 이용한 드론을 제공하는 데 목적이 있다.The present invention has been made in order to solve the above problems, it is possible to fly by generating a wingless thrust, so that the propeller is not used to solve the problems such as damage to parts or damage to the object safety and reliability The purpose is to provide a drone using a wingless propulsion device that can increase.
상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 날개 없는 추진장치를 이용한 드론은, 기체와; 상기 기체에 설치되고 원형 구조의 에어 포일에 공기를 강제 배출시켜 비행을 위한 추진력을 얻는 복수개의 플라이어 추진장치와; 상기 기체에 구비되어 상기 플라이어 추진장치에 전력을 제공하는 배터리와; 상기 기체에 구비되어 상기 복수의 플라이어 추진장치에 인가되는 전력을 제어하는 제어기와; 상기 기체에 구비되어 무선 신호를 상기 제어기에 입력하는 수신기를 포함한 것을 특징으로 한다.Drone using a wingless propulsion device according to the present invention for realizing the above object is a gas; A plurality of pliers propelling apparatuses installed on the gas and forcibly discharging air to a circular airfoil to obtain propulsion force for flight; A battery provided in the gas to provide electric power to the flyer propulsion device; A controller provided in the gas to control power applied to the plurality of pliers propulsion devices; It is characterized in that it comprises a receiver provided in the gas for inputting a radio signal to the controller.
상기 플라이어 추진장치는, 상기 기체에 고정되고 모터에 의해 회전하는 임펠러의 회전력으로 주변 공기를 흡입하여 배출하는 기구부와, 단면이 에어 포일 구조인 고리 모양으로 형성되어 상기 기구부의 배출구 쪽에 연결되고 기구부에서 배출된 공기가 내부를 통과한 후에 안쪽 상단에서 하부로 배출되게 하여 비행을 위한 추력을 발생시키는 추력부를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.The pliers propulsion device is fixed to the gas and the mechanism portion for sucking and discharging the surrounding air by the rotational force of the impeller rotated by the motor, the cross section is formed in an annular shape of the air foil structure connected to the outlet side of the mechanism portion and It is preferably configured to include a thrust portion for causing the discharged air is discharged from the inner top to the bottom after passing through to generate the thrust for the flight.
이때, 상기 기구부는 공기가 흡입되는 부분이 하부 쪽에만 형성되는 것도 가능하다.At this time, the mechanism portion may be formed only in the lower portion where the air is sucked.
상기 기구부는 상기 기체의 내부에 설치되고, 상기 기체에는 공기 흡입구가 형성되게 구성할 수도 있다.The mechanism may be provided inside the gas, and the gas may have an air inlet.
상기 복수개의 플라이어 추진장치는 상기 기체를 중심으로 균등 간격으로 배치되어 구성되는 것이 바람직하다.The plurality of pliers propulsion unit is preferably configured to be arranged at equal intervals around the base.
상기 제어기는 상기 복수개의 플라이어 추진장치를 개별 제어할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.The controller is preferably configured to individually control the plurality of pliers propulsion device.
상기한 바와 같은 본 발명의 주요한 과제 해결 수단들은, 아래에서 설명될 '발명의 실시를 위한 구체적인 내용', 또는 첨부된 '도면' 등의 예시를 통해 보다 구체적이고 명확하게 설명될 것이며, 이때 상기한 바와 같은 주요한 과제 해결 수단 외에도, 본 발명에 따른 다양한 과제 해결 수단들이 추가로 제시되어 설명될 것이다.The main problem solving means of the present invention as described above, will be described in more detail and clearly through examples such as 'details for the implementation of the invention', or the accompanying 'drawings' to be described below, wherein In addition to the main problem solving means as described above, various problem solving means according to the present invention will be further presented and described.
본 발명에 따른 날개 없는 추진장치를 이용한 드론은 종래 멀티 콥터의 모터와 프로펠러(날개)의 위치에 날개가 없는 에어 플라이어를 장착하여 비행을 위한 추력을 발생시킬 수 있도록 구성되기 때문에 프로펠러 등의 손상 및 파손을 최소화할 수 있고, 인체에 부딪힐 경우에 발생할 수 있는 피해도 줄일 수 있는 등 보다 안전하고 안정적인 무인기를 실현할 수 있는 효과가 있다.The drone using the wingless propulsion device according to the present invention is equipped with a wingless air pliers at the positions of the motor and propeller (wing) of the conventional multicopter, so that it can be configured to generate thrust for flight damage and damage to the propeller, etc. The damage can be minimized, and the damage that can occur when hitting the human body can also be achieved, such as a safer and more stable drone.
또한, 본 발명은 프로펠러를 사용하지 않게 되므로 비행시 발생되는 소음도 최소화할 수 있게 되어 보다 정숙한 비행이 가능해지게 되는 효과도 있다.In addition, since the present invention does not use a propeller, the noise generated during the flight can be minimized, thereby enabling a more quiet flight.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 날개 없는 추진장치를 이용한 드론이 도시된 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 날개 없는 추진장치를 이용한 드론의 주요 부분이 도시된 구성도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 날개 없는 추진장치의 추력부 단면 및 공기 흐름도를 보여주는 도면이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 날개 없는 추진장치를 이용한 드론의 여러 변형 실시예들을 보여주는 도면들이다.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 날개 없는 추진장치를 이용한 드론이 도시된 사시도이다.1 is a perspective view showing a drone using a wingless propulsion device according to a first embodiment of the present invention.
Figure 2 is a block diagram showing the main part of the drone using a wingless propulsion device according to a first embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view of the thrust portion of the wingless propulsion apparatus and air flow according to the first embodiment of the present invention.
4 and 5 are views showing various modified embodiments of the drone using the wingless propulsion device according to the first embodiment of the present invention.
6 is a perspective view showing a drone using a wingless propulsion device according to a second embodiment of the present invention.
첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 날개 없는 추진장치를 이용한 드론이 도시된 사시도이고, 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 날개 없는 추진장치를 이용한 드론의 주요 부분이 도시된 구성도이다.1 is a perspective view showing a drone using a wingless propulsion device according to a first embodiment of the present invention, Figure 2 is a main portion of the drone using a wingless propulsion device according to a first embodiment of the present invention is shown It is a block diagram.
이들 도면을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 날개 없는 추진장치를 이용한 드론은, 비행체의 몸체를 구성하는 기체(10)와, 이 기체(10)의 설치되고 원형 구조의 에어 포일(35)에 공기를 강제 배출시켜 비행을 위한 추진력을 얻는 복수개의 플라이어 추진장치(20)와, 기체(10)에 구비되어 상기 플라이어 추진장치(20)에 전력을 제공하는 배터리(50)와, 기체(10)에 구비되어 상기 복수의 플라이어 추진장치(20)에 인가되는 전력을 제어하는 제어기(60)와, 기체(10)에 구비되어 무선 신호를 상기 제어기에 입력하는 수신기(70)를 포함하여 구성된다.Referring to these drawings, the drone using the wingless propulsion device according to the first embodiment of the present invention, the
이와 같이 구성되는 본 발명의 제1 실시예에 따른 날개 없는 추진장치를 이용한 드론의 주요 구성 부분에 대하여 상세히 설명한다.The main components of the drone using the wingless propulsion device according to the first embodiment of the present invention configured as described above will be described in detail.
먼저, 상기 기체(10)는 배터리(50), 제어기(60), 수신기(70) 등을 비롯하여 공지의 드론에 필요한 여러 부품들이 설치되는 구성부분으로서, 합성수지 또는 금속재 등으로 구성될 수 있다. First, the
도면에서는 원통형 구조를 예시하였으나 이에 한정되지 않고 실시 조건에 따라 그 모양과 형태는 다양하게 변형하여 실시할 수 있다. 예를 들면 기체(10)를 원통형 구조가 아닌 사각통체, 팔각통체 등 다각 통체형 구조로 구성하는 것도 가능하다.The drawings illustrate a cylindrical structure, but are not limited thereto. The shape and shape may be variously modified according to the implementation conditions. For example, it is also possible to comprise the
다음, 상기 플라이어 추진장치(20)는, 도 2를 참고하면, 상기 기체(10)에 고정되는 부분으로서 모터(25)에 의해 회전하는 임펠러(27)의 회전력으로 주변 공기를 흡입하여 배출하는 기구부(21)와, 고리 모양으로 형성되어 상기 기구부(21)의 배출구 쪽에 연결되고 기구부(21)에서 배출된 공기가 내부를 통과한 후에 안쪽 상단에서 안쪽 하부로 배출되게 하여 비행을 위한 추력을 발생시키는 추력부(30)를 포함하여 구성된다.Next, referring to FIG. 2, the
상기 기구부(21)는 케이스(22) 내에 모터(25) 및 이 모터(25)에 의해 회전하는 임펠러(27)가 구비되어, 임펠러(27)를 회전시킴으로써 케이스(22)에 형성된 공기 흡입구(23)를 통해 공기를 강제 흡입시켜 상기 추력부(30)에 제공할 수 있도록 구성된다.The
상기 추력부(30)는 전체적으로 원형상의 고리 구조를 갖는 에어 포일(35)로 이루어지고, 이 에어 포일(35)의 내부에는 상기 기구부(21)에서 제공된 공기가 빠른 속도로 통과할 수 있는 유로(31)가 형성된다. 또 에어 포일(35)의 안쪽 상단에는 유로(31)를 통해 유동하는 공기가 배출되는 배출구(33)가 틈새 모양을 갖도록 형성된다. The
이러한 플라이어 추진장치(20)는 기구부(21)에서 터보차저와 제트엔진의 기술을 융합한 임펠러(27)를 착용해 빠르고 강한 회전으로 공기를 빨아들여 추력부(30)의 에어 포일(35) 내의 유로(31)로 강제 유동시키고, 에어 포일(35) 상단의 배출구(33)를 통해 배출시키게 된다. 이러한 과정을 통해 도 3에 도시된 바와 같이 에어 포일(35)의 바깥쪽 보다 안쪽의 기압이 낮아지면서 주변 공기를 에어 포일(35) 내측으로 끌어 들여 하부로 유동시키는 반력 즉, 상하 압력차에 의해 추력을 발생시게 된다. 이때 기구부(21)에서 흡입한 공기량보다 에어 포일(35) 쪽에서 형성되는 풍량이 15배 가량 많이 발생되면서 상당한 추력을 생성하게 된다.The
본 실시예에서 상기와 같은 플라이어 추진장치(20)가 4개 설치된 구성을 보여주고 있는데, 4개의 플라이어 추진장치(20)는 기체(10)를 중심으로 균등 간격으로 배치되어 구성되는 것이 바람직하다.In the present embodiment shows a configuration in which four
도 4와 도 5에서는 플라이어 추진장치(20)가 3개 또는 6개가 설치된 구성을 보여준다. 4 and 5 show a configuration in which three or six
도 4와 도 5에서는 플라이어 추진장치(20)가 3개 또는 6개가 설치된 구성을 보여준다. 가령, 도 4에서는 플라이어 추진장치(20)가 3개 설치되고, 도 6에서는 6개가 설치된 구성인데, 각각 에어포일(35)의 개수와 배치에 따라 기존 멀티곱터의 프로펠러와 같은 기능을 수행할 수 있다.4 and 5 show a configuration in which three or six
이외에 기체(10)를 중심으로 설치되는 플라이어 추진장치(20)의 개수는 실시 조건에 따라 적절한 수로 구성하여 다양하게 실시할 수 있을 것이다.In addition to the number of the
한편, 상기 기구부(21)는 공기가 흡입되는 공기 흡입구(23)가 케이스(22)의 둘레에 형성된 구조를 보여주고 있으나, 실시 조건에 따라서는 드론의 하부에 쪽에만 형성되도록 구성하는 것도 가능하다. 이때에는 우천시에도 빗물이 들어가지 않게 되므로 우천시와 같은 기상 상황이 좋지 않은 조건에서도 비행이 가능할 수 있게 된다.On the other hand, the
다음, 상기 배터리(50)는 충전 가능하게 구성되는 것이 바람직하고, 플라이어 추진장치(20)의 모터(25)에 전원을 제공할 수 있도록 구성된다.Next, the
다음, 제어기(60)는 드론 사용자의 조작 신호에 따라 배터리(50)의 전력을 모터(25)에 적절하게 변경하여 인가하는 등 드론의 비행에 필요한 제반 제어 신호를 출력하도록 구성된다.Next, the
이러한 제어기(60)는 4개의 각 플라이어 추진장치(20)의 개별 제어가 가능하도록 각 모터(25)에 인가되는 전원을 개별적으로 제어할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.The
다음, 수신기(70)는 드론 조종기(80)의 무선 신호를 전달받아 제어기(60)에 전달할 수 있는 것으로서, 공지의 드론과 같이 wi-fi 등의 무선통신이 가능한 수신기를 이용하여 구성할 수 있다.Next, the
상기와 같이 구성되는 본 발명의 제1실시예에 따른 날개 없는 추진장치를 이용한 드론은 사용자가 드론 조종기(80)를 작동하면 수신기(70)에 전달되고, 수신기(70)에서 제어기(60)에 사용자의 조작 신호가 전달되면, 제어기(60)에서 작동 신호에 따라 각 플라이어 추진장치(20)의 모터(25)에 인가되는 전류를 운전 프로그램에 따라 개별 제어한다. 이에 따라 각 플라이어 추진장치(20)에서 발생되는 추진력을 같게 또는 다르게 제어됨으로써 기체(10)를 상승 또는 하강시킬 수 있음은 물론 전진, 방향 전환 등을 가능하게 할 수 있다.The drone using the wingless propulsion device according to the first embodiment of the present invention configured as described above is transmitted to the
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 날개 없는 추진장치를 이용한 드론이 도시된 사시도이다.6 is a perspective view showing a drone using a wingless propulsion device according to a second embodiment of the present invention.
본 발명의 제2실시예에 따른 날개 없는 추진장치는 플라이어 추진장치(20A)의 기구부(21)가 기체(10A)의 내부에 설치되고, 기체(10A)에 공기 흡입구(15)가 형성된 것을 제외하고는 앞서 설명한 제1실시예의 구성과 동일 또는 유사하게 구성된다.In the wingless propulsion device according to the second embodiment of the present invention, the
즉, 제2 실시예에서는 플라이어 추진장치(20A)의 기구부(21)는 기체(10A)의 안쪽에 배치되고 구성되고, 추력부(30)만 외부로 돌출된 구조로 이루어지고, 기구부(21)에 공기가 유입되도록 기체(10A)에는 공기 흡입구(15)가 형성된다.That is, in the second embodiment, the
이를 통해, 기구부(21)가 기체(10A)의 안쪽에 배치되어 전체 길이와 크기를 줄일 수 있어 보다 소형화가 가능하고, 외부하우징에 의해 커버될수 있어 외부 충격 등에 대해서도 기구부(21)의 구성 부품을 보호할 수 있다. 또한, 공기 흡입구(15)도 기체(10A)의 외부 하부징에 의해 보호될 수 있어, 우천시에도 빗물이 들어가지 않게 되므로 우천시와 같은 기상 상황이 좋지 않은 조건에서도 비행이 가능할 수 있게 된다.As a result, the
한편, 상기한 본 발명의 실시예들에서는 플라이어 추진장치(20) 각각에 기구부(21)가 구성된 실시예를 설명하였으나, 실시 조건에 따라서는 하나의 기구부(21)만을 구성하고, 이 기구부(21)에서 각각의 추력부(30)에 공기를 제공하여 추력을 발생시키도록 구성하는 것도 가능하다. 이때에는 기구부에서 각각의 출력부로 공기를 제공하기 위한 공기 채널 또는 튜브를 구성하는 것이 바람직하다.Meanwhile, in the above-described embodiments of the present invention, the embodiment in which the
상기한 바와 같은, 본 발명의 실시예들에서 설명한 기술적 사상들은 각각 독립적으로 실시될 수 있으며, 서로 조합되어 실시될 수 있다. 또한, 본 발명은 도면 및 발명의 상세한 설명에 기재된 실시예를 통하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.As described above, the technical idea described in the embodiments of the present invention may be implemented independently, or may be implemented in combination with each other. In addition, the present invention has been described through the embodiments described in the drawings and the detailed description of the invention, which is merely exemplary, and those skilled in the art to which the present invention pertains various modifications and equivalent other embodiments therefrom It is possible. Therefore, the technical protection scope of the present invention will be defined by the appended claims.
10 : 기체 20 : 플라이어 추진장치
21 : 기구부 22 : 케이스
23 : 공기 흡입구 25 : 모터
27 : 임펠러 30 : 추력부
31 : 유로 33 : 배출구
35 : 에어 포일 50 : 배터리
60 : 제어기 70 : 수신기
80 : 드론 조종기10: gas 20: pliers propulsion device
21: mechanism 22: case
23: air intake 25: motor
27: impeller 30: thrust unit
31: Euro 33: outlet
35: air foil 50: battery
60
80 Drone Controller
Claims (10)
상기 기체에 설치되고 에어 포일에 공기를 강제 배출시켜 비행을 위한 추진력을 얻는 복수개의 플라이어 추진장치와;
상기 기체에 구비되어 상기 플라이어 추진장치에 전력을 제공하는 배터리와;
상기 기체에 구비되어 상기 복수의 플라이어 추진장치에 인가되는 전력을 제어하는 제어기와;
상기 기체에 구비되어 무선 신호를 상기 제어기에 전송하는 통신모듈을 포함한 것을 특징으로 하는 날개 없는 추진장치를 이용한 드론.Gas;
A plurality of pliers propulsion devices installed in the gas and forcibly discharging air to the air foil to obtain propulsion force for flight;
A battery provided in the gas to provide electric power to the flyer propulsion device;
A controller provided in the gas to control electric power applied to the plurality of pliers propulsion devices;
A drone using a wingless propulsion device, characterized in that it comprises a communication module provided in the gas to transmit a radio signal to the controller.
상기 플라이어 추진장치는,
상기 기체에 고정되고 모터에 의해 회전하는 임펠러의 회전력으로 주변 공기를 흡입하여 배출하는 기구부와, 상기 기구부의 배출구 쪽에 연결되고 상기 기구부에서 배출된 공기가 내부를 통과한 후에 안쪽 상단에서 하부로 배출되게 하여 비행을 위한 추력을 발생시키는 추력부를 포함한 것을 특징으로 하는 날개 없는 추진장치를 이용한 드론.The method according to claim 1,
The pliers propulsion device,
The mechanism part fixed to the gas and sucked and discharged ambient air by the rotational force of the impeller rotated by the motor, and the air discharged from the mechanism part connected to the discharge port side of the mechanism part is discharged from the inner top to the bottom after passing through the inside A drone using a wingless propulsion device, characterized in that it comprises a thrust portion for generating thrust for flight.
상기 기구부는 공기가 흡입되는 공기 흡입구가 케이스의 둘레에 형성되는 것을 특징으로 하는 날개 없는 추진장치를 이용한 드론.The method according to claim 2,
Wherein the mechanism is a drone using a wingless propulsion device, characterized in that the air inlet for air is formed around the case.
상기 기구부는 공기가 흡입되는 공기 흡입구가 하부 쪽에만 형성된 것을 특징으로 하는 날개 없는 추진장치를 이용한 드론.The method according to claim 2,
Wherein the mechanism is a drone using a wingless propulsion device, characterized in that the air inlet for air suction is formed only on the lower side.
상기 기구부는 상기 기체의 내부에 설치되고,
상기 기체에는 공기 흡입구가 형성된 것을 특징으로 하는 날개 없는 추진장치를 이용한 드론.The method according to claim 2,
The mechanism unit is installed inside the gas,
The drone using a wingless propulsion device, characterized in that the air inlet is formed in the gas.
상기 추력부는 전체적으로 원형상의 고리 구조를 갖는 에어 포일로 형성되는 것을 특징으로 하는 날개 없는 추진장치를 이용한 드론.The method according to claim 2,
The thrust portion is a drone using a wingless propulsion device, characterized in that formed as an air foil having a circular ring structure as a whole.
상기 에어 포일의 내부에는 상기 기구부에서 제공된 공기가 통과할 수 있는 유로가 형성되는 것을 특징으로 하는 날개 없는 추진장치를 이용한 드론.The method according to claim 6,
A drone using a wingless propulsion device, characterized in that a flow passage through which the air provided by the mechanism portion is formed inside the air foil.
상기 에어 포일의 안쪽 상단에는 상기 유로를 통해 유동하는 공기가 배출되는 배출구가 틈새 모양을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 날개 없는 추진장치를 이용한 드론.The method according to claim 7,
The drone using the wingless propulsion device, characterized in that the inner top of the air foil is formed so that the discharge port through which the air flowing through the flow path has a gap shape.
상기 복수개의 플라이어 추진장치는 상기 기체를 중심으로 균등 간격으로 배치되어 구성된 것을 특징으로 하는 날개 없는 추진장치를 이용한 드론.The method according to claim 1,
The plurality of pliers propulsion device is a drone using a wingless propulsion device, characterized in that arranged at equal intervals around the gas.
상기 제어기는 상기 복수개의 플라이어 추진장치를 개별 제어할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 날개 없는 추진장치를 이용한 드론.The method according to claim 1,
The controller is a drone using a wingless propulsion device, characterized in that configured to control the plurality of pliers propulsion individually.
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-
2018
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